Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Điện

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Nguyên lý hoạt động của máy điện thân ngọc hoàn, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Nguyên Lý Hoạt Động Của Máy Điện: Hướng Dẫn Chi Tiết Cho Sinh Viên Và Kỹ Thuật Viên
• Loại tài liệu: Hướng Dẫn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: CÁC PHẦN CHUNG
• 1.1. HỆ THỐNG ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG
• 1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN
• 1.2.1. Định luật mạch từ
• 1.2.2. Định luật cảm ứng từ
• 1.2.3. Định luật lực điện từ
• 1.3. NHỮNG ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG
• 1.3.1. Cảm ứng từ và hỗ cảm
• 1.3.2. Sức điện động cảm ứng
• 1.3.3. Lực điện từ
• 1.4. ĐIỆN ÁP CẢM ỨNG TRONG KHUNG DÂY QUAY TRONG TỪ TRƯỜNG
• 1.4.1. Mô men của khung dây mang dòng điện
• 1.4.2. Các loại từ trường dùng trong máy điện và cách tạo ra chúng

Tóm tắt

I. Khám phá nguyên lý hoạt động của máy điện từ cơ bản

Nguyên lý hoạt động của máy điện là nền tảng cốt lõi trong ngành kỹ thuật điện, dựa trên sự tương tác giữa điện trường và từ trường để biến đổi năng lượng. Mọi máy điện, từ động cơ nhỏ trong thiết bị gia dụng đến các máy phát điện công nghiệp khổng lồ, đều tuân theo các định luật vật lý cơ bản. Hiểu rõ các nguyên lý này là yêu cầu bắt buộc đối với sinh viên và kỹ thuật viên muốn làm chủ công nghệ. Về cơ bản, máy điện hoạt động dựa trên hai hiện tượng chính: hiện tượng cảm ứng điện từ và tác động của lực điện từ. Khi một dây dẫn chuyển động trong từ trường hoặc một từ trường biến thiên đi qua một cuộn dây, một suất điện động (s.đ.đ) sẽ được sinh ra. Ngược lại, khi một dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường, nó sẽ chịu tác dụng của một lực cơ học. Sự biến đổi năng lượng hai chiều này chính là trái tim trong nguyên lý máy điện. Các định luật vật lý như Định luật Faraday về cảm ứng điện từ và lực Lorentz mô tả lực tác dụng lên điện tích chuyển động là những công cụ toán học để giải thích và tính toán các quá trình này. Cuốn sách "Nguyên lý hoạt động của máy điện" của GS. Thân Ngọc Hoàn và TS. Nguyễn Trọng Thang đã nhấn mạnh rằng việc nắm vững các định luật này giúp người đọc "hiểu sâu về nguyên lý máy điện một cách hệ thống". Do đó, việc nghiên cứu các định luật nền tảng này không chỉ là lý thuyết suông mà còn là cơ sở để phân tích, thiết kế và vận hành hiệu quả các loại máy điện trong thực tế.

1.1. Khám phá Định luật mạch từ và Sức từ động MMF

Định luật mạch từ, hay còn gọi là Định luật Hopkinson, được xem là tương đương với Định luật Ohm trong mạch điện. Định luật này phát biểu rằng tổng sức từ động (s.t.đ) dọc theo một mạch từ khép kín bằng tổng độ sụt từ áp trên mạch đó. Sức từ động, ký hiệu là F, là nguyên nhân sinh ra từ thông trong mạch từ, tương tự như sức điện động trong mạch điện. Nó được tính bằng công thức F = N * I, với N là số vòng dây và I là cường độ dòng điện chạy qua. Đơn vị của s.t.đ là Ampe-vòng (Av). Theo giáo trình của GS. Thân Ngọc Hoàn, biểu thức của định luật mạch từ có thể được viết dưới dạng: Σ(H * l) = Σ(N * I), trong đó H là cường độ từ trường và l là chiều dài đoạn mạch từ. Vế phải của phương trình chính là sức từ động, trong khi vế trái biểu diễn độ sụt từ áp. Mối quan hệ này cho thấy, để tạo ra một từ thông mong muốn, cần một sức từ động đủ lớn để thắng được từ trở của mạch, đặc biệt là từ trở của khe hở không khí giữa stator và rotor.

1.2. Giải mã Định luật Faraday về cảm ứng điện từ

Định luật Faraday là nguyên lý trung tâm của mọi máy điện quay và máy biến áp. Định luật này phát biểu rằng: khi từ thông móc vòng qua một cuộn dây thay đổi theo thời gian, trong cuộn dây đó sẽ xuất hiện một suất điện động cảm ứng. Giá trị của suất điện động này tỷ lệ thuận với tốc độ biến thiên của từ thông. Biểu thức toán học của định luật được viết là e = -N * (dΦ/dt), trong đó 'e' là suất điện động cảm ứng, 'N' là số vòng dây, và 'dΦ/dt' là tốc độ thay đổi của từ thông. Dấu trừ thể hiện Định luật Lenz, cho biết chiều của dòng điện cảm ứng sinh ra một từ trường chống lại sự biến thiên của từ thông đã sinh ra nó. Nguyên lý này giải thích tại sao máy phát điện có thể tạo ra điện năng khi rotor quay và tại sao máy biến áp có thể truyền năng lượng từ cuộn sơ cấp sang thứ cấp mà không cần kết nối cơ học.

1.3. Phân tích Lực Lorentz và nguyên tắc tạo ra mô men quay

Lực Lorentz, hay lực điện từ, là nguyên tắc cơ bản giải thích cách động cơ điện tạo ra chuyển động quay. Định luật này xác định lực tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện đặt trong một từ trường. Lực này có phương vuông góc với cả chiều dòng điện và chiều của đường sức từ. Độ lớn của lực được tính bằng công thức F = B * I * l * sin(α), trong đó B là cảm ứng từ, I là cường độ dòng điện, l là chiều dài dây dẫn, và α là góc giữa dây dẫn và đường sức từ. Trong động cơ điện, các dây dẫn trên rotor mang dòng điện và được đặt trong từ trường của stator. Lực điện từ tác dụng lên các dây dẫn này tạo thành các ngẫu lực, sinh ra moment điện từ làm quay rotor. Quy tắc bàn tay trái thường được sử dụng để xác định chiều của lực này, qua đó xác định chiều quay của động cơ.

II. Giải mã từ trường quay Trái tim của máy điện xoay chiều

Một trong những khái niệm phức tạp nhưng quan trọng nhất trong nguyên lý hoạt động của máy điện xoay chiều chính là từ trường quay. Đây là một từ trường có biên độ không đổi nhưng phương và chiều liên tục thay đổi trong không gian, tạo ra một chuyển động quay tròn. Sự tồn tại của từ trường quay là điều kiện tiên quyết để các máy điện không đồng bộ và máy điện đồng bộ có thể hoạt động. Nguyên lý tạo ra từ trường quay dựa trên việc cấp một hệ thống dòng điện xoay chiều nhiều pha (phổ biến nhất là 3 pha) vào các cuộn dây được bố trí lệch nhau trong không gian trên stator. Ví dụ, trong máy điện 3 pha, ba cuộn dây được đặt lệch nhau một góc 120 độ về không gian. Khi được cấp dòng điện 3 pha (lệch nhau 120 độ về thời gian), sự tổng hợp của ba từ trường đập mạch do ba cuộn dây sinh ra sẽ tạo thành một từ trường tổng có biên độ không đổi và quay với tốc độ đồng bộ n1 = 60f/p, trong đó f là tần số dòng điện và p là số cặp cực của máy. Sự tương tác giữa từ trường quay này và các dòng điện cảm ứng trong rotor chính là nguyên nhân tạo ra mô-men quay, biến điện năng thành cơ năng. Hiểu rõ bản chất và cách tạo ra từ trường quay là chìa khóa để phân tích hoạt động của hầu hết các động cơ điện công nghiệp hiện nay.

2.1. Cấu tạo cốt lõi của máy điện quay Stator và Rotor

Mọi máy điện quay đều có hai thành phần chính là Stator và Rotor. Stator là phần tĩnh, thường là vỏ ngoài của máy, có nhiệm vụ tạo ra từ trường chính. Stator được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại để giảm tổn hao trong máy điện do dòng Foucault, và có các rãnh để đặt các cuộn dây stato. Rotor là phần quay, được đặt bên trong stator và được ngăn cách bởi một khe hở không khí rất hẹp. Cấu tạo của rotor rất đa dạng tùy thuộc vào loại máy. Ví dụ, trong động cơ không đồng bộ, rotor có thể là dạng rotor lồng sóc hoặc rotor dây quấn. Trong máy điện một chiều, rotor (còn gọi là phần ứng) chứa các cuộn dây và cổ góp và chổi than. Sự tương tác điện từ giữa từ trường của stator và dòng điện trong rotor tạo ra lực quay, là cơ sở cho nguyên lý hoạt động của máy điện.

2.2. Phương pháp tạo ra từ trường quay trong động cơ 3 pha

Cách tạo ra từ trường quay là một ứng dụng xuất sắc của nguyên lý tổng hợp véc-tơ. Trong động cơ 3 pha, ba cuộn dây (pha A, B, C) được đặt trên stator, lệch nhau một góc 120 độ trong không gian. Khi cấp hệ thống dòng điện xoay chiều 3 pha (iA, iB, iC, lệch pha nhau 120 độ về thời gian) vào ba cuộn dây này, mỗi cuộn sẽ tạo ra một từ trường đập mạch (biến thiên về biên độ nhưng phương không đổi). Tại mỗi thời điểm, từ trường tổng trong máy là tổng hợp véc-tơ của ba từ trường thành phần. Do sự lệch pha cả về không gian (của cuộn dây) và thời gian (của dòng điện), véc-tơ từ trường tổng hợp sẽ có biên độ không đổi và quay đều trong không gian với tốc độ n1 = 60f/p. Chính từ trường quay này quét qua các thanh dẫn của rotor, gây ra cảm ứng điện từ và tạo ra chuyển động.

2.3. Phân loại các máy điện công nghiệp thông dụng

Máy điện được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau, nhưng chủ yếu dựa trên nguyên lý hoạt động và loại dòng điện sử dụng. Về cơ bản, có hai nhóm chính: máy điện tĩnh và máy điện quay. Máy biến áp là đại diện tiêu biểu của máy điện tĩnh, có nhiệm vụ biến đổi điện áp nhưng giữ nguyên tần số. Máy điện quay bao gồm động cơ điện (biến điện năng thành cơ năng) và máy phát điện (biến cơ năng thành điện năng). Trong nhóm máy điện quay, ta tiếp tục phân loại theo dòng điện: máy điện một chiều (DC) và máy điện xoay chiều (AC). Máy điện xoay chiều lại được chia thành hai loại chính: máy điện không đồng bộ (rotor quay với tốc độ khác tốc độ từ trường quay) và máy điện đồng bộ (rotor quay cùng tốc độ với từ trường quay). Mỗi loại máy có cấu tạo và ứng dụng riêng biệt trong kỹ thuật điện và điện công nghiệp.

III. Hướng dẫn nguyên lý máy điện không đồng bộ và đồng bộ

Máy điện xoay chiều, bao gồm máy điện không đồng bộ và máy điện đồng bộ, là nhóm máy điện phổ biến nhất trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Mặc dù cả hai đều hoạt động dựa trên nguyên tắc từ trường quay, nhưng nguyên lý hoạt động của máy điện ở mỗi loại lại có những điểm khác biệt căn bản liên quan đến tốc độ rotor. Máy điện không đồng bộ, hay còn gọi là động cơ cảm ứng, có rotor quay với tốc độ (n) nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay (n1). Sự chênh lệch tốc độ này, gọi là độ trượt (s = (n1-n)/n1), là điều kiện cần thiết để từ trường quay cảm ứng ra dòng điện trong rotor, từ đó tạo ra mô-men quay. Ngược lại, máy điện đồng bộ có rotor quay với tốc độ chính xác bằng tốc độ từ trường quay (n = n1), do đó độ trượt bằng không. Để làm được điều này, rotor của máy điện đồng bộ cần được kích từ bằng một nguồn điện một chiều bên ngoài (hoặc dùng nam châm vĩnh cửu) để tạo thành một nam châm điện. Sự tương tác "khóa" giữa các cực từ của rotor và từ trường quay của stator giữ cho rotor quay đồng bộ. Sự khác biệt này dẫn đến các đặc tính và ứng dụng khác nhau: máy không đồng bộ đơn giản, bền bỉ, trong khi máy đồng bộ thường được dùng trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ không đổi hoặc làm máy phát điện.

3.1. Máy điện không đồng bộ Nguyên lý làm việc và độ trượt

Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ dựa hoàn toàn vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Khi từ trường quay do cuộn dây stato tạo ra quét qua các thanh dẫn của rotor (thường là rotor lồng sóc), nó sẽ cảm ứng một suất điện động và sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn ngắn mạch của rotor. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng này có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại sự biến thiên từ thông đã tạo ra nó, tức là có xu hướng đuổi theo từ trường quay. Sự tương tác giữa từ trường quay và dòng điện rotor tạo ra moment điện từ, kéo rotor quay theo chiều của từ trường quay. Tốc độ của rotor (n) luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường (n1) để duy trì sự cắt từ thông và dòng điện cảm ứng. Độ chênh lệch tốc độ này được gọi là độ trượt (s), một đại lượng đặc trưng quan trọng quyết định đến mô-men và hiệu suất máy điện.

3.2. Máy điện đồng bộ Phản ứng phần ứng và ứng dụng

Trong máy điện đồng bộ, rotor được kích từ bằng dòng một chiều, trở thành một nam châm điện có các cực từ rõ rệt. Khi hoạt động, các cực từ này sẽ bị "khóa" và kéo đi bởi từ trường quay của stator, làm cho rotor quay với tốc độ bằng đúng tốc độ từ trường quay. Khi máy mang tải, dòng điện trong cuộn dây phần ứng (stator) cũng tạo ra một từ trường riêng, gọi là từ trường phản ứng phần ứng. Từ trường này tác động lên từ trường kích từ chính của rotor, gây ra hiện tượng méo dạng hoặc làm suy yếu/tăng cường từ trường tổng. Hiện tượng này gọi là phản ứng phần ứng, và nó ảnh hưởng trực tiếp đến điện áp và sự ổn định của máy. Do khả năng duy trì tốc độ không đổi và có thể điều chỉnh hệ số công suất, máy điện đồng bộ thường được sử dụng làm máy phát điện trong các nhà máy điện hoặc làm động cơ công suất lớn yêu cầu tốc độ ổn định.

IV. Phân tích nguyên lý làm việc của máy điện một chiều và MBA

Bên cạnh các máy điện xoay chiều, máy điện một chiều (DC) và máy biến áp (MBA) là hai thành phần không thể thiếu trong hệ thống điện. Mặc dù có cấu trúc và mục đích sử dụng khác nhau, nguyên lý hoạt động của máy điện này vẫn tuân thủ các định luật điện từ cơ bản. Máy biến áp, một máy điện tĩnh, hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ giữa hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được quấn trên cùng một lõi từ. Nó không có bộ phận quay và nhiệm vụ chính là thay đổi cấp điện áp của dòng xoay chiều. Ngược lại, máy điện một chiều là máy điện quay, sử dụng một cơ cấu đặc biệt gọi là bộ cổ góp - chổi than để đảo chiều dòng điện trong các cuộn dây phần ứng, đảm bảo mô-men quay luôn có một chiều không đổi. Từ trường chính trong máy DC là một từ trường tĩnh, thường được tạo ra bởi cuộn kích từ hoặc nam châm vĩnh cửu đặt trên stator. Sự tương tác giữa từ trường tĩnh này và dòng điện trong cuộn dây phần ứng trên rotor tạo ra lực quay. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý của hai loại máy này giúp hoàn thiện bức tranh tổng thể về thế giới máy điện, từ truyền tải năng lượng đến các ứng dụng điều khiển chính xác.

4.1. Cấu tạo và nguyên lý máy điện một chiều Cổ góp và chổi than

Điểm khác biệt lớn nhất của máy điện một chiều so với máy điện xoay chiều nằm ở cơ cấu chỉnh lưu cơ khí, bao gồm cổ góp và chổi than. Stator (phần cảm) tạo ra một từ trường không đổi. Rotor (phần ứng) chứa các cuộn dây và được nối với các phiến góp của bộ cổ góp. Cổ góp là một tập hợp các phiến đồng hình trụ được cách điện với nhau và quay cùng rotor. Các chổi than (thường làm từ carbon) là các tiếp điểm tĩnh, tì lên bề mặt cổ góp để cấp dòng điện một chiều từ bên ngoài vào rotor (chế độ động cơ) hoặc lấy dòng điện ra (chế độ máy phát). Khi rotor quay, mỗi cuộn dây phần ứng lần lượt đi qua các cực từ khác nhau, làm suất điện động và dòng điện trong nó đổi chiều. Cơ cấu cổ góp - chổi than có nhiệm vụ đổi nối các cuộn dây với mạch ngoài một cách nhịp nhàng, đảm bảo rằng dòng điện trong mạch ngoài luôn có một chiều không đổi và moment điện từ tác dụng lên rotor luôn theo một hướng nhất định.

4.2. Máy biến áp Nguyên lý hoạt động của một máy điện tĩnh

Máy biến áp hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng tương hỗ. Khi đặt một điện áp xoay chiều vào cuộn dây sơ cấp, nó sẽ tạo ra một dòng điện xoay chiều sinh ra một từ thông biến thiên trong lõi thép. Theo Định luật Faraday, từ thông biến thiên này móc vòng qua cả cuộn sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các suất điện động trong cả hai cuộn dây. Suất điện động ở cuộn thứ cấp sẽ cung cấp điện cho tải. Vì suất điện động cảm ứng trong mỗi vòng dây là như nhau, tỷ số điện áp giữa hai cuộn dây xấp xỉ bằng tỷ số vòng dây của chúng (U1/U2 ≈ N1/N2). Đây là nguyên lý hoạt động của máy điện tĩnh, cho phép tăng hoặc giảm điện áp hiệu quả, đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc truyền tải và phân phối công suất điện.

V. Phương pháp đánh giá hiệu suất và tổn hao trong máy điện

Trong thực tế vận hành, không có máy điện nào hoạt động với hiệu suất 100%. Luôn có một phần năng lượng bị chuyển hóa thành các dạng không mong muốn, chủ yếu là nhiệt, được gọi là tổn hao trong máy điện. Việc phân tích và tính toán các tổn hao này là cực kỳ quan trọng để đánh giá hiệu suất máy điện, một chỉ số đo lường mức độ hiệu quả của quá trình biến đổi năng lượng. Nguyên lý hoạt động của máy điện không chỉ giải thích cách tạo ra công suất hữu ích mà còn chỉ ra nguồn gốc của các tổn hao. Các tổn hao chính bao gồm tổn hao đồng (do điện trở của các cuộn dây), tổn hao sắt (do hiện tượng từ trễ và dòng Foucault trong lõi thép), tổn hao cơ (do ma sát ở ổ bi, chổi than và sức cản của không khí) và các tổn hao phụ khác. Hiệu suất (η) được định nghĩa là tỷ số giữa công suất đầu ra (P_ra) và công suất đầu vào (P_vào), hoặc η = P_ra / (P_ra + ΣΔP), trong đó ΣΔP là tổng các tổn hao. Đối với sinh viên và kỹ thuật viên, việc xác định chính xác các thành phần tổn hao không chỉ giúp tính toán hiệu suất mà còn là cơ sở để chẩn đoán sự cố và đề ra các giải pháp bảo trì, nâng cao hiệu quả vận hành của thiết bị.

5.1. Phân loại các loại tổn hao chính trong máy điện

Tổng tổn hao trong máy điện (ΣΔP) bao gồm nhiều thành phần. Tổn hao đồng (ΔP_cu) là tổn hao nhiệt sinh ra trên điện trở của các cuộn dây khi có dòng điện chạy qua, được tính bằng công thức P = I²R. Tổn hao sắt hay tổn hao trong lõi thép (ΔP_Fe) xảy ra trong mạch từ do từ trường biến thiên, bao gồm tổn hao do từ trễ và tổn hao do dòng điện Foucault. Tổn hao này phụ thuộc vào chất lượng vật liệu từ, tần số và biên độ của cảm ứng từ. Tổn hao cơ (ΔP_cơ) xuất hiện ở các máy điện quay, gây ra bởi ma sát tại các ổ trục, ma sát giữa cổ góp và chổi than (ở máy DC), và sức cản của không khí lên các bộ phận quay. Ngoài ra còn có các tổn hao phụ, thường khó xác định chính xác, phát sinh do các từ trường không đều và các sóng hài bậc cao.

5.2. Công thức tính và ý nghĩa thực tiễn của hiệu suất máy điện

Hiệu suất máy điện (η) là chỉ số quan trọng nhất để đánh giá hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của máy. Nó được tính bằng tỷ số giữa công suất cơ hữu ích trên trục (đối với động cơ) hoặc công suất điện phát ra (đối với máy phát) so với tổng công suất tiêu thụ đầu vào. Công thức tổng quát là: η = P_out / P_in = P_out / (P_out + ΣΔP). Trong thực tế, việc đo trực tiếp công suất vào và ra có thể khó khăn, đặc biệt với các máy công suất lớn. Do đó, người ta thường sử dụng phương pháp đo gián tiếp bằng cách xác định riêng lẻ từng loại tổn hao (tổn hao không tải và tổn hao ngắn mạch) rồi từ đó tính ra hiệu suất. Một máy điện có hiệu suất cao không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn hoạt động mát hơn, bền bỉ hơn và giảm chi phí vận hành trong dài hạn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1, cấu tạo của máy điện gồm 3 phần chính: Phần "mạch tờ, mạch điện và phần từ cơ khi. Ở chương này tập trung nghiên cứu về2 phần tử cơ bản của máy điện là phần mạch từ và mạch điện. Đây à 2 phần lâm nhiệm vụ biển đổi năng lượng của máy điện. Mạch từ có nhiệm vụ dẫn từ còn mạch điện dẫn.

Sự vận động của từ trường và điện trường tạo ra sự biển đổi nãng lượng rong ấy diện. Vậ liệu cơ bản để tạo mạch ừ là thép điệ kỹ thuật có độ dẫn từ lớn, còn vậtliệu làm mạch điện là đồng có độ dẫn điện lớn MẠCH ĐIỆN CỦA MAY BIEN ÁP. lịch từ máy biến ấp một pha Theo cấu tạo mấy biển áp có loại một pha, nhiều pha, máy nhiều pha thông dụng nhất là loại 3pha Mạch từ mấy biển áp thường gợi là lõi thép. Lõi thép máy biến áp, được ghép bằng các lá thép điện kỹ thuật mỏng, mặtlá thép phủ lớp cách điện mỏng để chống tổn hao do dng Fucd.

Thép được cần nóng hoặc lạnh. Các l§ thép được ghép với nhau bằng các định ốc, ghép cảng chặt thì khí làm việc cảng ít iếngồn Sự ồn của biển áp là do hiện tượng tử. Khoảng cách giữa các cột của lõi thép got là cửa số. Số đo của cửa sổ phụ thuộc vào tiết điện dây dẫn, vào số vòng dây của cuộn đãy, Các á thếp được cất thành những tắm nhỏ và được ghép theo một trong các cách như ở hình 2.1 a,b, để hình thành á lõi thép như hình 22 4, b _ [II a » Thnh 2, Cách ghép lá Điệp lõi iếnáp 35 Ghép lá thép như hình 2.1a có nhược điểm sau: nếu không dùng một lớp cách diện đặt ở chỗ tiếp xúc giữa gông từ và cột sẽ gây ngắn mạch từ, sinh ra đồng Fucô.

gây nóng oye 66. Néu ding một lớp cách điện th từ tở lại tăng (đo khe khí tăng) làm tăng dồng không ti, Ghép theo hình 2.1b nhược điểm rên bị loại trừ. Với loại thép cấn nguội tì ghép theo nh 2.0 là ốt nhất, vìchiễu cần của thép có độ thẳm tiết nhất, 4) Mạch từ của biển áp mội phố `Với cách ghép lõi thép như trên, ình thành một khung thép có dạng ở hình 2.24 Từ hình 22 ta thấy lõi thép gằm 3 phần: cột, gong ti va ca sé. Cia sb dùng để đặt cuộn đây, côn cột để quắn cuộn dâ lên, gồng từlà phẳn ni các cột tờ để hình thành rạch tử khép bún.

Cột, công từ có dạng hinh trụ (hình 23). Với biển áp có công suất lớn thì cột và gông từ có dạng trụ tròn hoặc chữ thập (hình 2.4) để cuộn dây có dường kính trên chống lự điện từ sinh ra khỉ đồng điện chạy qua.2: Lá lõi thép big áp sau kh được ghép lại -) Fagi 3 cột; B) Loại3 cột: ¢) Loa Š cột (1 « gồng từ, 2 cột, 3= của số) > ng king gian cia 6 vagong te loại khdt mht mit 36 » ø Hình 3.4: Các hình cắt ngang lõi tháp máy biển áp công suất suất khác nhon: _8) Công suất nhỏ; b, e) Công suất lớn. 9) Mạch từ của biẫn áp 3 pha, Mạch từ máy biến áp 3 pha có thể được hình thẳnh bởi ghép 3 biển áp một pha, hoặc ch tgo mgeh tr bién áp 3 pha có đạng hình 22B, Và loại nhiễu pha hình 22c So sánh 2 loại biển áp nhiều pha cùng công suất với nhau người ta thấy biển áp nhiều pha do ghép các biến áp một pha có số lượng thp nhiều hơn khối lượng thép của biển áp nhiều pha được thiết kế riêng. Vì vậy khi cần dùng biển áp nhiều pha thường Hiết kế êng những biến áp như th, Trong thực tế chúng ta gặp loi mạch tì biển áp 3 pha chế tạo riêng là chủ yêu.

Mạch điện (Cuộn đây) máy biển áp “Cuộn dây là mạch điện của mấy biển áp, thường được làm bằng đồng, ắt hiểm khi lâm bằng nhôm. Thy thuộc vào công suất, tiết điệ các dây dẫn có th là hình tròn (công sất nhỏ) hoặc hình chữ nhật (công suất lớn), cách điện của cuộn dây thường là các ông, respan tâm dẫu, vải si v.v MH{š ae 2 » “Hình 3.5: Cách đặt euin dy vio lt hip 4) Ling vio nh: b) dp he ne 7 CCuộn dây biến áp phải đạt các yêu cu sau ~ Có hệ số sĩ dụng đồng cao nhất hiệu sutlớn nhấp ~ Thoát nhi dễ dàng, đâm bio ding iu chun; - Đảm bảo độ bên cơ học để chống các lực diện động, đặc bit khi xảy ra gắn mạch Cin cứ vào cách đặt cuộn dãy hạ áp và cao áp người ta chỉa ra âm 2 loại: = Logi lồng vào nhau (hình 2.53); = Logi xép tun (bin 2. ‘Thong thường cuộn thấp áp được đặt bên trong (gần lõi) vì dễ cách điện với lõi ơn là cách điện với điện ấp cao. MẠCH TỪ CỦA MÁY ĐIỆN QUAY.

Mạch từ máy điện một May dign quay qồm2 phần: phần đứng yên gợi là gator và phần quay gợi rô 0 Dia diy nghiễn cứu về cấu tạo mạch ừ máy điện đồng một Trên hình 2,6, iễu diễn cũ tạo của máy điện một chiều. “Hình 56: CẤU tạo chung máy điện mội chi. 1-thép; 2 cục Chính với cuộn kích tủ; 3 cực phụ với cuộn đây; 4 hộpBí, 5i thép; {6 cu phn ứng: thiết bị chổi, 8= cỗ gop;9 - true; 10 nắp hộp đầu dây -* Mạch từ siaor máy điện một chiều ‘Vé chức năng máy điện một chiều cũng được chia thành phần cảm (kích từ) và. Khác với máy điện đồng bộ ở máy điện một chiều, phần cảm bao giờ cũngở phần tĩnh còn phần ứng là ở rô to 38 mi.

Cit tạo các cực của máy điện mội chiêu.8) Cực chỉnh, b) Cục phụ: Stato máy điện một chiều là phần cảm, nơi tạo ra từ thông chính của may, stator gằm các chỉ iế sau: 2) Cực thính “Trên hình 2.1a biểu diễn một cực chính gồm: Lõi cục (2) được làm bằng các lá thép điện kỹ thuật ghép lại, mặt cực (4) có nhiệm vụ làm cho từ thông dễ đi qua khe. Khí, Cuộn đây kích tử (3) đặt trên õi cục cách điện với thân cực bằng một khuôn cuộn đây cách diện. Cuộn dây kích từ lâm bằng dây đồng có tit diện tròn, cuộn đây được tắm sơn cách điện nhằm chống thắm nước và tăng độ dẫn nhiệt. Để tản nhiệt tỐt, cuộn đây được tách ra thảnh những lớp, đặt cách nhau một rinh làm mắt .b) Cực phụ (hình 2.6) “Cực phụ nằm gi sác cục chính, hông thường số cự phụ bằng + sổ cực chí, Lãi thép cực phụ (2) thường là bột thép ghép lại, ở những mấy có tải thay đổi tì lõi thép cực phụ cũng được phép bằng các lá thép, cuộn dây (3) đặt rên li th 2).

Ke ho king Ki ở cục phụ lớn hơn khe hở không khí ở cục chính. 6) Thin méy Thân nu bg gang Be they hav cục py Gps gh vo than "máy, Tủy thuộc vào công suất của mấy mà thân mây có chứa hộp bì hoặc không. Máy cổ công sắt lớn th hộp ô bí làm rồi khỏi thân máy, Thân máy được gắn với chân máy 4866 Tô to của máy điện một chiều là phần ứng. Ngây nay người ta dùng chủ yêu là loại otor hình trồng có răng được ghéplại bằng các lá th điện kỹ thuật.

Ở những 39 mấy công suất lớn côn làm các rãnh làm mát theo bán kính (các lá thép được ghếp lại từng tệp, các tập cách nhau một rãnh làm mát). 2) Cổ gáp “Cuộn dây rotor là cuộn đây khép kín, mỗi cạnh của nó được nổi với phiến góp. Cúc phiến gốp được ghếp cách điện với nhau và với trục hình thành một cổ góp. "hiển góp được làm bằng đồng, vừa có độ dẫn điện tốt vừn có độ bề cơ học, chẳng mài mòn (hình 2.

"Hình 28: Cấu tạo cổ góp máy diện một chẳu. 1 -phiễn gốp; 2 ép vỏ 3= cách điện, 4 phiến cách điền; 3 ng cổ góp;6 cui pin gdp đ hàn đây phần ứng. Mạch từ máy điện dị bộ (không đồng bộ) Mãy điện không đồng bộ cũng gồm 2 phần cơ bản: phần quay (tÒ4o) và phần tĩnh (stato). Gitta phần tĩnh và phần quay là khe hở không khi.

Dưới đây chúng ta nghiên cứu từng phần riêng biệt. Clu go cia stato Mạch từ của stator được ghép bằng các lá thép điện kỹ thuật có chiều dây khoảng 013-0,5mm, được cách điện 2 mặt để chống ding Fued. La thép stator có dạng hình ảnh khăn (hình 2.9), phía trong được đục các rãnh. Để giảm dao động từ thông, số xãnh stator và roor không được bằng nhau.

LỞ những máy có công suất lớn, lõi thép được chia thành từng phần (section) giữa các phần là rãnh làm mát nhằm tăng khả năng lâm mất của mạch tử. Các lá thép được ghép lại với nhau thành hình trụ. Mạch từ được đặt tong vỏ mấy, Võ mấy 40 được làm bằng gang đúc hay thép. Để tăng diện ch tấn nhiệ, tên võ my có đúc các gần tản nhiệt.

Ngoài vô mây còn có nắp mậy, trên nắp máy có giá đỡ ô bí. Tay theo yêu cầu mà vỏ máy có để để ấn vào bệ máy hay nỀn nhà boặẶ vị tí làm việc, Trên định có gắn một vòng tròn để móc cấp giúp dĩ chuyển thuận tiện. Trên vô máy gắn hộp đấu dây “nh 29: a) Li thip stator va rotor may diéndl 6:8) Mặt cắt dọc máy dị bộ Ie li thep stato; 2 rãnh; 3 răng; 4 lá thép rô to 2.2, Cu tgo a 610 “Giống như mạch từ stato, mgch ti rotor edng gdm céc Is thépdign KY thu eich điện đối với nhau có hình như hình 29, Rãnh của rotr có thê song song với trực hoc nghiêng ã một góc nhất định nhằm giảm dao động từ thông và loại rờ một số sông bộc cao. Các là thép điện kỷ thuật được gắn với nhau thình hình trụ, Ở tâm lá thép mạch từ được đục lỗ để xuyên trụ, rưr gắn trên trục, Ở những máy có công suất lớn, rolor còn đục các rảnh thông gió dọc thân rô o "Ngoài loi cấu tạo bình thường như trên, máy điện không đồng bộ còn có rotor dạng rãnh sâu và 2 rãnh.

Hai loại cấu tạo này phục vụ cho giảm đồng khởi động ở các động cơ đị bộ khi khởi động trực tiếp.