Phần mở đầu: KHÁI NIỆM CHUNG MÁY ĐIỆN Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.LUẬT ĐIỆN TỪ TRONG M.PHÁT ĐIỆN VÀ Đ. ĐỊNH LUẬT VÀ TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 1. CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN 1.
TÍNH TOÁN MOMEN TẢI Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1.2 Phân loại Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.1 Định nghĩa : - Định nghĩa: Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. - Về cấu tạo máy điện gồm : Mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn) dùng để biến đổi năng lượng như cơ năng thành điện năng (MFĐ) hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành cơ năng (ĐC) hoặc dùng để biến đổi các thông số điện như biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, … Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Máy điện tĩnh: - Máy điện tĩnh thường gặp là MBA.
Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông của các cuộn dây không có sự chuyển động tương đối với nhau. - Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. VD: MBA biến đổi các thông số U1, I1, f thành U2, I2, f hoặc ngược lại. Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.
Máy điện có phần động (quay hay chuyển động thẳng) : - Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ lực điện từ do từ trường và dòng điện của các cuộng dây có chuyển động tương đối với nhau. VD: Loại máy điện biến đổi điện năng thành cơ năng (ĐC), biến đổi cơ năng thành điện năng (MFĐ) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ 1.2 DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ TRONG MĐ 2.Luật cảm ứng điện từ.Luật lực điện từ (ĐL Laplace). Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1.
Từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây: e ᵠ Hình 1.1 Từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1. Từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây: - Khi từ thông φ biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, trong vòng dây sẽ xuất hiện 1 suất điện động. Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp chiều của từ thông theo quy tắc vặn nút chai như hình vẽ sau (Hình 1. Suất điện động cảm ứng trong 1 vòng dây được viết theo công thức Macxoen như sau: Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1.
Từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây: dφ e- (1.1) dt - Nếu cuộn dây có N vòng dây: dφ dψ e-N - (1.2) dt dt Trong đó: ψ là từ thông móc vòng (Wb.vòng) và φ là từ thông Wb (Webe) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1.1a: Cho mạch từ như hình vẽ sau: N=2000 N S e Xác định sức điện động cảm ứng e ? Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1. Thanh dẫn chuyển động trong từ trường: - Khi thanh dẫn có chiều dài là l, chuyển động với vận tốc là v vuông góc với từ cảm B. Trong thanh dẫn sẽ suất hiện 1 suất điện động cảm ứng: e lvxB e B.3) Trong đó: B là từ cảm, T (Tesla) l: Chiều dài thanh dẫn, m (mét) v: Vận tốc thanh dẫn (m/s) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1. Thanh dẫn chuyển động trong từ trường: - Chiều của suất điện động cảm ứng xác định theo qui tắc bàn tay phải : B e v Hình 1.2 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1.
Thanh dẫn chuyển động trong từ trường: v e B Hình 1.3 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.Luật lực điện từ (ĐL Laplace): 1.2 - Khi thanh dẫn có chiều dài là l, mang dòng điện i vông góc với từ cảm B, nó sẽ chịu 1 lực điện từ F tác dụng là: F li x B F l.4) Trong đó: i: Dòng điện (A); F: Lực điện từ (N) - Nếu dây dẫn không đặt vuông góc với đường sức từ thì: F l.5) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.Luật lực điện từ (ĐL Laplace): - Chiều của lực điện từ xác định theo qui tắc bàn tay trái : B F i Hình 1.4 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.Luật lực điện từ (ĐL Laplace): i B F Hình 1.5 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2.Luật cảm ứng điện từ (Faraday 1.1b: Cho mạch từ như hình vẽ sau: i=300A B = 0,5T N S F Xác định lực điện từ F? Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN 1.3 VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải NGUYÊN LÝ MF ĐIỆN VÀ ĐC ĐIỆN 1. Chế độ máy phát điện. Chế độ động cơ điện.
Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ máy phát điện: 1.1 - Cung cấp 1 lực cơ học (bằng động cơ sơ cấp) lên thanh dẫn thì thanh dẫn sẽ chuyễn động với vận tốc v và đặt trong từ trường của nam châm (từ cảm B) thì trong thanh dẫn sẽ xuất hiện 1 suất điện động cảm ứng. Giả sử nối 2 đầu của thanh dẫn với tải có điện trở là R, khi đó xuất hiện dòng điện i chạy trong thanh dẫn để cấp điện cho tải. Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u = e.
Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ máy phát điện: - Công suất điện của máy cấp cho tải là : P = ui = e.6) + Mà dòng điện i trong thanh dẫn đặt trong từ trường sẽ xuất hiện lực điện từ : Fđt = B.7) + Khi máy quay với vận tốc không đổi thì: Fcơ = Fđt.8) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ máy phát điện: + Nhân 2 vế cho v: Fcơ.9) + Hay: Pcơ = Fcơ.10) - Tóm lại : Ta thấy là cơ năng biến thành điện năng. Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.
Chế độ máy phát điện: N S B Hình 1.6 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ máy phát điện: B e v R i Fđt Fcơ U Hình 1.7 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ động cơ điện: 1.2 - Cung cấp điện cho máy điện 1 điện áp U của nguồn thì sẽ xuất hiện 1 dòng điện i chạy trong thanh dẫn. + Công suất điện đưa vào động cơ là: Pđt = u.11) - Tóm lại: Ta thấy là điện năng biến thành cơ năng.
Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Chế độ động cơ điện: B i Fđt U Hình 1.8 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ VÀ 1.4 TÍNH TOÁN MẠCH TỪ Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải ĐL MẠCH TỪ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH TỪ 1. Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ).
Tính toán mạch từ : 1.2 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ) : 1.1 - Lõi thép của máy điện là mạch từ, Mạch từ là mạch khép kín dùng để dẫn từ thông. - Định luật Ohm từ suy từ định luật Amper, phát biểu như sau: + Nếu H là từ trường do tập hợp dòng điện i1, i2,. tạo ra + Nếu C là vòng khép kín trong không gian có chiều dài là l thì ta có thể viết: Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1.
Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ) : 1.12) Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ) : 1.9 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ) : 1.1 Bài toán 1: Khảo sát mạch từ như hình vẽ sau: ϕ i l (C) N Hình 1.10 Khoa Điện – Điện tử Giảng viên: Trịnh Kỳ Tài Máy điện 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 1. Định luật mạch từ (ĐL Ohm từ ) : 1.1 - Áp dụng định luật Ohm từ ta suy ra: H.