Giáo Trình Máy Điện I: Cẩm Nang Học Tập Cho Sinh Viên

Giáo trình nghiên cứu máy điện i, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên kỹ thuật., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Tác giả: Nguyễn Trọng Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Máy Điện I - Kiến Thức Cơ Bản và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: TP. HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• Phaàn I. Phaàn I: Maùy ñieän moät chieàu (MÑMC)
• 1. Chöông 1: Ñaïi cöông veà maùy ñieän moät chieàu
• 2. Chöông 2: Maïch töø luùc khoâng taûi cuû a MÑMC
• 3. Chöông 3: Daây quaán phaàn öùng cuû a MÑMC
• 4. Chöông 4: Quan heä ñieän töø trong MÑMC
• 5. Chöông 5: Töø tröôøn g luùc coù taûi cuû a MÑMC
• 6. Chöông 6: Ñoå i chieàu
• 7. Chöông 7: Maùy phaù t ñieän moät chieà u
• 8. Chöông 8: Ñoän g cô ñieän moä t chieàu
• 9. Chöông 9: Maùy ñieän moät chieà u ñaëc bieät coân g suaá t nhoû
• Phaàn II. Phaàn II: Maù y bieán aù p (MBA)
• 1. Chöông 1: Khaù i nieäm chung veà MBA
• 2. Chöông 2: Toå noá i daây vaø maïch töø cuû a MBA
• 3. Chöông 3: Quan heä ñieän töø trong MBA
• 4. Chöông 4: Cheá ñoä laøm vieä c ôû taûi xaùc laäp ñoá i xöù ng cuûa MBA
• 5. Chöông 5: Caù c loaï i maùy bieán aùp ñaëc bieät
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Máy Điện I Kiến Thức Cơ Bản

Giáo trình Máy Điện I là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành Điện Công Nghiệp. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy điện. Nó giúp sinh viên nắm vững các khái niệm cơ bản và ứng dụng thực tiễn trong ngành điện.

1.1. Nội dung chính của Giáo Trình Máy Điện I

Giáo trình bao gồm các phần như cấu tạo máy điện, nguyên lý hoạt động và ứng dụng trong công nghiệp. Mỗi phần đều có ví dụ minh họa cụ thể để sinh viên dễ hiểu.

1.2. Tầm quan trọng của giáo trình trong học tập

Giáo trình không chỉ là tài liệu học tập mà còn là nguồn tham khảo quý giá cho sinh viên trong nghiên cứu và thực hành. Nó giúp sinh viên phát triển tư duy kỹ thuật và khả năng giải quyết vấn đề.

II. Vấn đề và thách thức trong việc học Máy Điện I

Học Máy Điện I gặp nhiều thách thức như khối lượng kiến thức lớn và tính chất phức tạp của các máy điện. Sinh viên cần có phương pháp học tập hiệu quả để tiếp thu kiến thức một cách tốt nhất.

2.1. Khó khăn trong việc hiểu nguyên lý hoạt động

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hiểu rõ nguyên lý hoạt động của máy điện. Việc này đòi hỏi sinh viên phải có nền tảng vững chắc về lý thuyết điện.

2.2. Thiếu tài liệu tham khảo chất lượng

Một số sinh viên không có đủ tài liệu tham khảo chất lượng để hỗ trợ cho việc học. Điều này có thể dẫn đến việc hiểu sai hoặc thiếu sót kiến thức.

III. Phương pháp học hiệu quả cho Máy Điện I

Để học tốt Máy Điện I, sinh viên cần áp dụng các phương pháp học tập hiệu quả. Việc này bao gồm việc tham gia các buổi thảo luận, thực hành và nghiên cứu tài liệu bổ sung.

3.1. Tham gia thảo luận nhóm

Thảo luận nhóm giúp sinh viên trao đổi kiến thức và giải quyết các vấn đề khó khăn. Đây là cách học rất hiệu quả trong việc củng cố kiến thức.

3.2. Thực hành và ứng dụng kiến thức

Việc thực hành giúp sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tế. Sinh viên nên tham gia các dự án thực tế để nâng cao kỹ năng và hiểu biết.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Máy Điện trong công nghiệp

Máy điện có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Chúng được sử dụng để chuyển đổi năng lượng và điều khiển các thiết bị điện.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất

Máy điện được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất, giúp tăng năng suất và hiệu quả công việc.

4.2. Ứng dụng trong giao thông

Máy điện cũng đóng vai trò quan trọng trong các phương tiện giao thông như xe điện, tàu điện ngầm, giúp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và tương lai của Máy Điện

Máy điện sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong tương lai. Công nghệ mới sẽ giúp cải thiện hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ máy điện

Công nghệ máy điện đang ngày càng được cải tiến với các giải pháp tiết kiệm năng lượng và hiệu suất cao hơn.

5.2. Tương lai của ngành điện

Ngành điện sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, với nhiều cơ hội việc làm cho sinh viên tốt nghiệp từ các chương trình đào tạo chất lượng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HCM KHOA ÑIEÄN BOÄ MOÂN: CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN ------------0----------- GVC-ThS.NGUYEÃN TROÏNG THAÉNG GVC-ThS.NGOÂ QUANG HAØ GIAÙO TRÌNH MAÙY ÑIEÄN I TP. HCM Thaùng 12 / 2005 Truong DH SPKT TP. HCM http://www.vn LÔØI NOÙI ÑAÀU Giaùo trình MAÙY ÑIEÄ N I laø moät cuoán saù ch trong boä GIAÙO TRÌNH MAÙY ÑIEÄN goàm 2 taäp nhaèm giuù p sinh vieân baä c ñaïi hoï c hoaë c cao ñaúng ngaønh Ñieän Coâng Nghieäp , Ñieän Töï Ñoän g cuû a tröôøn g Ñaï i Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaä t TP.HCM laøm taøi lieäu hoï c taäp, hoaë c coù theå duøng laøm taø i lieäu tham khaûo cho sinh vieân ngaønh Coâng ngheä Ñieän- Ñieän töû, Coâng ngheä Ñieän töû –Vieãn thoâ ng vaø caùc ngaønh khaùc lieâ n quan ñeán lónh vöï c ñieän –ñieän töû.

Giaùo trình maùy ñieä n trình baøy nhöõ ng lyù thuyeát cô baûn veà: caáu taïo; nguyeân lyù laøm vieä c; caùc quan heä ñieän töø ; caùc ñaë c tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù xaûy ra trong: Maùy ñieän moä t chieàu; Maù y bieán aùp; Maùy ñieän khoâ ng ñoà ng boä vaø Maùy ñieän ñoàng boä. Toaøn boä giaùo trình maù y ñieän ñöôï c chia laøm 2 taäp: Taäp I goàm 2 phaàn : Maù y ñieän moä t chieàu vaø Maù y bieán aùp. Taäp II goàm 3 phaàn : Nhöõng vaán ñeà lyù luaä n chung cuûa caù c maù y ñieän xoay chieàu (daïng maùy ñieän quay); Maùy ñieän khoâng ñoà ng boä ; Maùy ñieän ñoàng boä. Ñeå giuùp sinh vieân deã daøng tieáp thu kieán thöùc moân hoïc, giaùo trình trình baøy noäi dung moät caù ch ngaén goïn , cô baûn.

ÔÛ moãi chöông coù ví duï minh hoï a, caâ u hoû i vaø baø i taäp ñeå sinh vieân coù theå hieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeà mình ñaõ hoï c. Caùc taùc gæa Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.vn MUÏC LUÏC Trang Môû ñaàu 01 Phaàn I: Maù y ñieä n moät chieà u (MÑMC) Chöông 1: Ñaïi cöông veà maùy ñieän moät chieàu 07 Chöông 2: Maïch töø luùc khoâng taûi cuû a MÑMC 13 Chöông 3: Daây quaán phaàn öùng cuû a MÑMC 22 Chöông 4: Quan heä ñieän töø trong MÑMC 40 Chöông 5: Töø tröôøn g luùc coù taûi cuû a MÑMC 48 Chöông 6: Ñoå i chieàu 56 Chöông 7: Maùy phaù t ñieän moät chieà u 68 Chöông 8: Ñoän g cô ñieän moä t chieàu 83 Chöông 9: Maùy ñieän moät chieà u ñaëc bieät coân g suaá t nhoû 96 Phaàn II: Maù y bieán aù p (MBA) Chöông 1: Khaù i nieäm chung veà MBA 107 Chöông 2: Toå noá i daây vaø maïch töø cuû a MBA 116 Chöông 3: Quan heä ñieän töø trong MBA 125 Chöông 4: Cheá ñoä laøm vieä c ôû taûi xaùc laäp ñoá i xöù ng cuûa MBA 138 Chöông 5: Caù c loaï i maùy bieán aùp ñaëc bieät 149 Thu vien DH SPKT TP.

HCM - http://www.vn Truong DH SPKT TP. HCM http://www.vn TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1- Vuõ Gia Hanh, Traàn Khaùnh Haø, Phan Töû Thuï, Nguyeãn Vaê n Saùu, Maùy ñieän I,II. NXB khoa hoï c vaø kyõ thuaä t - 1998. 2- Nguyeã n Troïng Thaéng, Nguyeãn Theá Kieä t, Coâng ngheä cheá taïo vaø tính toaùn söû a chöõ a Maùy ñieän , NXB Giaù o duï c, 1995.

Fitzerald, Charles kingsley. Electric machines Analysis and Design Applying Matlab .Falk, Fractional Horsepower Electrical machines, Mir Publishers, Moscow, 1985. El-Hawary, Principle of Electric Machines with Power Electronic Applications, Prentice-Hall, 1986.Piotrovsky, Electrical machines, vol.1,2, Mir Publishers Moscow, 1974. Chapman, Electric machinery and Power System fundamental, Mc Graw Hill, 2002.

Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.vn TRÖÔØ NG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕTHUAÄ T TP. HCM KHOA ÑIEÄ N BOÄMO N: CÔ SÔÛKYÕTHUAÄ T ÑIEÄ N ------------0----------- GVC-ThS.NGUYEà N TROÏNG THAÉ NG GVC-ThS.NGOÂQUANG HAØ GIAÙ O TRÌNH MAÙ Y ÑIEÄ NI TP. HCM Thaùng 12 / 2005 LÔØ I NOÙ I ÑAÀ U Giaùo trình MAÙ Y ÑIEÄ N I laømoät cuoán saùch trong boäGIAÙ O TRÌNH MAÙ Y ÑIEÄN goàm 2 taäp nhaèm giuùp sinh vieân baäc ñaïi hoïc hoaëc cao ñaúng ngaønh Ñieän Coâng Nghieäp, Ñieän Töï Ñoäng cuûa tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät TP.HCM laøm taøi lieäu hoïc taäp, hoaëc coùtheåduøng laøm taøi lieäu tham khaûo cho sinh vieân ngaønh Coâng ngheäÑieän- Ñieän töû, Coâng ngheäÑieän töû–Vieãn thoâng vaøcaùc ngaønh khaùc lieân quan ñeán lónh vöïc ñieän –ñieän töû.

Giaùo trình maùy ñieän trình baøy nhöõng lyùthuyeát cô baûn veà: caáu taïo; nguyeân lyù laøm vieäc; caùc quan heäñieän töø; caùc ñaëc tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù xaûy ra trong: Maùy ñieän moät chieàu; Maùy bieán aùp; Maùy ñieän khoâng ñoàng boävaø Maùy ñieän ñoàng boä. Toaøn boägiaùo trình maùy ñieän ñöôïc chia laøm 2 taäp: - Taäp I goàm 2 phaàn : Maùy ñieän moät chieàu vaøMaùy bieán aùp. - Taäp II goàm 3 phaàn : Nhöõng vaán ñeàlyùluaän chung cuûa caùc maùy ñieän xoay chieàu (daïng maùy ñieän quay); Maùy ñieän khoâng ñoàng boä; Maùy ñieän ñoàng boä. Ñeågiuùp sinh vieân deãdaøng tieáp thu kieán thöùc moân hoïc, giaùo trình trình baøy noäi dung moät caùch ngaén goïn, cô baûn.

ÔÛmoãi chöông coùví duï minh hoïa , caâu hoûi vaøbaøi taäp ñeåsinh vieân coùtheåhieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeàmình ñaõhoïc. Caùc taùc giaû MÔÛ ÑAÀU 1. Caùc loaïi maùy ñieän vaø vai troø cuûa chuùng trong neàn kinh teá quoác daân Ñieän naêng ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong saûn xuaát vaø ñôøi soáng cuûa nhaân daân. Vieäc ñieän khí hoùa, töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp, noâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi ngaøy caøng ñoøi hoûi caùc thieát bò ñieän khaùc nhau.

Trong ñoù caùc loaïi maùy ñieän chieám moät vai troø chuû yeáu ñeå bieán cô naêng thaønh ñieän naêng vaø ngöôïc laïi hoaëc ñeå bieán ñoåi daïng ñieän naêng naøy thaønh daïng ñieän naêng khaùc (xoay chieàu ñeán moät chieàu). Bieán ñoåi cô naêng thaønh ñieän naêng nhôø caùc maùy phaùt ñieän coù ñoäng cô sô caáp keùo nhö tuoác bin hôi, tuoác bin nöôùc, ñoäng cô ñoát trong. Bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng duøng trong truyeàn ñoäng ñieän ngöôøi ta duøng caùc loaïi ñoäng cô ñieän. Vieäc truyeàn taûi vaø phaân phoái ñieän naêng xoay chieàu töø traïm phaùt ñieän ñeán caùc hoä tieâu thuï ñieän, vieäc bieán ñoåi ñieän aùp ñöôïc thöïc hieän nhôø maùy bieán aùp.

Trong saûn xuaát thöôøng duøng caû doøng ñieän xoay chieàu vaø moät chieàu neân ngöôøi ta chia caùc loaïi maùy ñieän thaønh hai loaïi maùy ñieän xoay chieàu vaø maùy ñieän moät chieàu. Coù theå ñöôïc moâ taû baèng moät sô ñoà toång quaùt sau: Maùy ñieän ↓ ↓ ↓ Maùy ñieän tónh Maùy ñieän quay ↓ ↓ ↓ Maùy ñieän AC Maùy ñieän DC ↓ ↓ ↓ ↓ Maùy ñieän KÑB Maùy ñieän ÑB ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ Maùy Ñoäng Maùy Ñoäng Maùy Ñoäng Maùy bieán cô phaùt cô phaùt cô phaùt aùp ñieän ñieän ñieän ñieän ñieän ñieän KÑB KÑB ÑB ÑB DC DC Ngoaøi ra do caùc yeâu caàu khaùc nhau cuûa ngaønh saûn xuaát, giao thoâng vaän taûi neân xuaát hieän caùc loaïi maùy ñieän ñaëc bieät nhö maùy ñieän xoay chieàu coù vaønh goùp, maùy khueách ñaïi ñieän töø, caùc maùy ñieän cöïc nhoû. Ñaïi cöông veà caùc maùy ñieän: Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc maùy ñieän döïa treân cô sôû cuûa ñònh luaät caûm öùng ñieän töø (e = -dφ / dt). Söï bieán ñoåi naêng löôïng trong maùy ñieän ñöôïc thöïc hieän thoâng qua töø tröôøng.

Ñeå taïo ñöôïc nhöõng töø tröôøng maïnh vaø 1 taäp trung ngöôøi ta duøng vaät lieäu saét töø ñeå laøm maïch töø. ÔÛ caùc maùy bieán aùp maïch töø laø moät loõi theùp ñöùng yeân, coøn trong caùc maùy ñieän quay maïch töø goàm hai loõi theùp ñoàng truïc: Moät quay vaø moät ñöùng yeân vaø caùch nhau moät khe hôû. Theo tính chaát thuaän nghòch cuûa caùc ñònh luaät caûm öùng ñieän töø moät maùy ñieän coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä maùy phaùt ñieän hoaëc cheá ñoä ñoäng cô ñieän. Nhöng vì ñaëc tính kyõ thuaät ngöôøi ta chæ tính toaùn thieát keá ñeå laøm vieäc ôû moät cheá ñoä nhaát ñònh.

Trong caùc maùy ñieän, naêng löôïng ñöôïc bieán ñoåi vôùi hieäu suaát cao töø 93% ñeán 95%. Khi laøm vieäc do toån hao cuûa doøng Fucoâ (Foucault) treân loõi theùp vaø taùc duïng Joule treân daây quaán neân maùy noùng, ta coù theå laøm nguoäi maùy baèng nhieàu caùch. Phöông phaùp nghieân cöùu maùy ñieän Nhö ñaõ noùi ôû treân söï bieán ñoåi naêng löôïng trong caùc maùy ñieän ñöôïc thöïc hieän thoâng qua töø tröôøng trong maùy. Nhö vaäy vieäc nghieân cöùu caùc maùy ñieän coù theå xuaát phaùt töø lyù thuyeát tröôøng ñieän töø.

Song do caáu truùc vaät lyù vaø hình hoïc phöùc taïp cuûa caùc boä phaän trong maùy ñieän, vieäc xaùc ñònh cöôøng ñoä ñieän tröôøng E vaø cöôøng ñoä töø tröôøng H ôû khe hôû khoâng khí töø heä phöông trình Maxwell gaëp raát nhieàu khoù khaên. Vì vaäy khi nghieân cöùu caùc maùy ñieän ngöôøi ta khoâng duøng tröïc tieáp lyù thuyeát tröôøng maø duøng lyù thuyeát maïch ñeå nghieân cöùu. Caùc ñôn vò: Trong maùy ñieän thöôøng söû duïng hai loaïi heä ñôn vò - Heä ñôn vò tuyeät ñoái laø caùc ñôn vò coù thöù nguyeân. Hieän nay thöôøng söû duïng hai loaïi ñôn vò tuyeät ñoái laø CGSµ0 vaø SI.

Quan heä giöõa caùc ñôn vò cuûa heä MKSA, SI vaø CGSµ0 Teân caùc ñaïi Teân vaø kí hieäu Teân vaø kí hieäu Ñôn vò MKSA baèng bao nhieâu löôïng caùc ñôn vò cuûa caùc ñôn vò cuûa ñôn vò cuûa heä MKSA vaø SI heä CGSµ0 heä CGSµ0 Thôøi gian Giaây s Giaây s 1 Taàn soá Hertz Hz Hertz Hz 1 Chieàu daøi Meùt m centimetre cm 102 Toác ñoä daøi Meùt treân giaây m/ s cent. treân giaây cm/s 102 Gia toác Meùt treân giaây2 m/s2 cent.treân giaây2 cm/s2 102 Khoái löôïng Kilogramme Kg Gramme g 103 Töø thoâng Weber Wb Maxwell Mx 108 Töø caûm Weber/meùt2 Wb/m2 Gauss G 104 (heä MKSA) Tesla (heä SI) T Ñieän dung Farad F Ohm Ω Ñieän trôû 2 - Trong khi nghieân cöùu, tính toaùn, thieát keá caùc maùy ñieän ñeå tieän lôïi ngöôøi ta coøn duøng heä ñôn vò töông ñoái. I U P I* = U* = P* = Iñm U ñm P ñm Trong ñoù: I: Doøng ñieän coù ñôn vò laø A U: Ñieän aùp coù ñôn vò laø V P: Coâng suaát coù ñôn vò W Iñm, Uñm, Pñm : Laø caùc ñaïi löôïng ñònh möùc cuûa doøng ñieän, ñieän aùp, coâng suaát. Sô löôïc veà caùc vaät lieäu cheá taïo maùy ñieän.

Caùc vaät lieäu duøng trong cheá taïo maùy ñieän goàm coù: - Vaät lieäu taùc duïng: Bao goàm vaät lieäu daãn ñieän vaø vaät lieäu daãn töø duøng chuû yeáu ñeå cheá taïo daây quaán vaø loõi theùp. - Vaät lieäu caùch ñieän duøng ñeå caùch ñieän caùc boä phaän daãn ñieän vaø khoâng daãn ñieän hoaëc giöõa caùc boä phaän daãn ñieän vôùi nhau. - Vaät lieäu keát caáu duøng ñeå cheá taïo caùc chi tieát maùy vaø caùc boä phaän chòu löïc taùc duïng cô giôùi nhö truïc, voû maùy, khung maùy, oå bi. noù bao goàm gang, saét theùp vaø caùc kim loaïi maøu, hôïp kim cuûa chuùng.

Ta xeùt sô löôïc ñaëc tính cuûa vaät lieäu daãn töø, daãn ñieän caùch ñieän duøng trong cheá taïo maùy ñieän.