TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình “Máy điện” được biên soạn dựa trên chương trình đào tạo mô đun Máy điện dành cho hệ Cao đẳng do Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề Cần Thơ ban hành nhằm trang bị cho học sinh sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về các loại máy điện. Giáo trình được thực hiện với sự tham gia của các giảng viên khoa Điện trường Cao đẳng nghề Cần Thơ thực hiện.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu trường Cao đẳng nghề Cần Thơ cùng các giảng viên đã góp nhiều công sức để nội dung giáo trình được hoàn thành. Giáo trình này được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/môn học của chương trình đào tạo nghề Điện công nghiệp ở cấp trình độ Cao đẳng và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo. Sau khi học xong mô đun này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề. Mặc dù đã hết sức cố gắng, song sai sót là khó tránh.
Chúng tôi rất mong nhận được các ý kiến phê bình, nhận xét của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày 15 tháng 12 năm 2021 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Trần Thanh Tú 2. Phạm Bỉnh Tiến 2 MỤC LỤC Trang Lời giới thiệu.
3 Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN. Những khái niệm chung về máy điện. Vật liệu dùng trong máy điện. Tính thuận nghịch của máy điện.
Thực hành quấn dây máy biến áp 1 pha cỡ nhỏ .31 Bài 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ. Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ. Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha. Từ trường của máy điện không đồng bộ.
Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ. Tổn hao, hiệu suất và momen quay của động cơ điện không đồng bộ. Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha. Điều chỉnh tốc độ động cơ.
Đấu dây, vận hành động cơ. Động cơ không đồng bộ một pha. Dây quấn động cơ không đồng bộ. Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ .103 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
148 3 GIỚI THIỆU MÔ ĐUN Tên mô đun: MÁY ĐIỆN Mã mô đun: MĐ15 Vị trí tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun này học sau các môn học An toàn lao động, Mạch điện và mô đun Đo lường điện. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn của nghề. Mục tiêu mô đun Kiến thức: - Mô tả được cấu tạo, nguyên lý của các loại máy điện. - Vẽ được sơ đồ dây quấn máy điện Kỹ năng: - Tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện.
- Quấn được một số máy điện như: máy biến áp một pha cỡ nhỏ, động cơ điện một pha, động cơ điện ba pha. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện tinh chủ động, sáng tạo, có trách nhiệm với nghề nghiệp. Nội dung mô đun Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Mã bài: MĐ15-01 Giới thiệu: Trong tự nhiên luôn có sự chuyển hóa năng lượng từ dạng này sang dạng khác. Điện năng cũng là một dạng năng lượng rất cần thiết trong sản xuất và giữ vai trò quyết định cho sự phát triển kinh tế trong lĩnh vực điện khí hoá, tự động hóa trong công nghiệp… Trong đó máy điện được sử dụng rộng rãi, máy điện biến cơ năng thành điện năng và ngược lại.
Trong bài đầu tiên này chúng ta sẽ đi tìm hiểu về khái niệm chung cũng như các định luật điện từ dùng trong máy điện. Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Phân biệt về sự khác nhau của các loại máy điện hiện đang hoạt động theo cấu tạo, theo nguyên lý hoạt động, theo loại dòng điện… - Giải thích quá trình phát nóng và làm mát của máy điện theo nguyên tắc hoạt động và định luật về điện. - Phát biểu đúng các định luật điện từ dùng trong máy điện. - Phân tích đúng tính thuận nghịch của máy điện.
Những khái niệm chung máy điện 1. Định nghĩa Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ về cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây cuốn), dùng để biến đổi dạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát điện) hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện), hoặc dùng để biến đổi thông số điện năng như biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha v.v… Máy điện thường gặp nhiều trong công nghiệp, giao thông vận tải, sản xuất và đời sống. Phân loại Máy điện có nhiều loại, và có nhiều cách phân loại máy điện, dưới đây là một số cách thường gặp: - Phân loại theo chuyển động tương đối giữa các bộ phận của máy, máy điện được chia làm 2 loại: + Máy điện tĩnh: Là loại máy máy điện mà giữa các bộ phận của máy không có chuyển động tương đối. + Máy điện quay: Là loại máy máy điện mà trong cấu tạo của nó có bộ phận chuyển động quay.
Loại này có rất nhiều thành viên, ví dụ: máy phát điện, động cơ điện. - Phân loại theo dòng điện gắn với máy, máy điện được chia làm 2 loại: + Máy điện 1 chiều: Là loại máy máy điện mà dòng điện gắn với nó là dòng 1 chiều. + Máy điện xoay chiều: Là loại máy máy điện mà dòng điện gắn với nó là dòng xoay chiều. - Phân loại theo theo quan hệ giữa tốc độ quay của rotor và tốc độ từ trường quay, máy điện được chia làm 2 loại: + Máy điện đồng bộ: Là loại máy điện có tốc độ quay của rotor bằng tốc độ từ trường quay.
+ Máy điện không đồng bộ: Là loại máy điện có tốc độ quay của rotor khác tốc độ từ trường quay. - Phân loại theo theo công dụng của máy: + Máy được gọi tên theo công dụng của nó. Ví dụ: Máy phát điện, động cơ điện, máy biến áp, máy dịch pha, máy phát tỷ lệ tốc độ. Trong giáo trình này ta phân loại dựa vào nguyên lý biến đổi năng luợng như sau: a.
Máy điện tĩnh Máy điện tĩnh làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình biến đổi có tính thuận nghịch. Ví dụ máy biến áp biến đổi hệ thống điện có thông số U1, f thành hệ thống điện có thông số U2, f hoặc ngược lại biến đổi hệ thống điện U2, f thành hệ thống điện có thông số U1, f ( Hình 1-1) Hình 1.
Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng) Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra. Loại máy điện này thường dùng để biến đổi dạng năng lượng, ví dụ biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng (máy phát điện). 5 Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch (hình 1.2) nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoắc động cơ điện.3 vẽ sơ đồ phân loại các loại máy cơ điện cơ bản thường gặp. Các định luật điện từ dùng trong máy điện a.
Định luật cảm ứng điện từ Thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường (đó là trường hợp thương gặp trong máy phát điện) trong thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động e, có trị số là: e = Blv (1-3) Trong đó: B: Cường độ từ cảm đo bằng T (Tesla). l: Chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn (phần thanh dẫn nằm trong từ trường) đo bằng m v: Tốc độ thanh dẫn đo bằng m/s. Chiều của sức điện động cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay phải (hình 1. Định luật lực điện từ Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường (đó là trường hợp thường gặp trong động cơ điện), thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác dụng, có trị số là: F = Bil (1-4) Trong đó: B - Cường độ từ cảm đo bằng T i - Dòng điện đo bằng A l - Chiều dài hiệu dụng thanh dẫn đo bằng m F - Lực điện từ đo bằng N (Newton) Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái (hình 1.
Vật liệu dùng trong máy điện Hình 1. Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Bộ phận dẫn điện dùng trong máy điện tốt nhất là đồng vì chúng không đắt lắm và có điện trở suất nhỏ. Ngoài ra còn dùng nhôm và các hợp kim khác nhau như đồng thau, đồng phốt pho.
Để chế tạo dây quấn ta thường dùng đồng và thứ yếu hơn là nhôm. Dây đồng và dây nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện khác nhau như sợi vải, sợi thủy tinh, giấy, nhựa hóa học, sơn êmay. Với các máy điện công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới 700V thường dùng êmay vì lớp cách điện của dây mỏng, đạt độ bền yêu cầu. Đối với các bộ phận khác nhau như vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt, ngoài đồng, nhôm, người ta còn dùng các hợp kim của đồng hoặc nhôm, hoặc có chỗ còn dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim loại màu.
Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ: thép lá thường, thép đúc, thép rèn. Gang ít khi được dùng, vì dẫn từ không tốt lắm. Ở ngoài mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50H z thường dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,35 - 0,5mm, trong thành phần thép có từ 2-5% Si (để tăng điện trở của thép, giảm vòng điện xoáy). Ở tần số cao hơn, dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1 - 0,2mm.
Tổn hao công suất trong thép lá do hiện trường từ trễ và dòng điện xoáy được đặc trưng bởi suất tổn hao. Thép lá kỹ thuật điện được chế tạo theo phương pháp cán nóng và cán nguội.