Bài giảng Khí cụ điện và máy điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:198

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Khí cụ điện và máy điện gồm 7 chương với nội dung cơ bản sau: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện; Khí cụ điện hạ áp; Khí cụ điện cao áp; Máy biến áp; Máy điện không đồng bộ; Máy điện đồng bộ; Máy điện một chiều. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khí cụ điện và máy điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

BỘ LAO ĐỘNG – THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT NAM ĐỊNH TẬP BÀI GIẢNG KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ MÁY ĐIỆN TB2012-03-05 Ban biên soạn: Th.S Lã Văn Trưởng K.S Vũ Hải Thượng NAM ĐỊNH, 2012
LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, việc lắp đặt, sử dụng và sửa chữa các khí cụ điện, máy điện trong công nghiệp, nông nghiệp và các ngành kinh tế khác ngày càng phát triển nhanh chóng. Số lượng khí cụ điện, máy điện được sử dụng trong các ngành tăng lên không ngừng. Đồng thời, tài liệu phục vụ giảng dạy và học tập về các loại khí cụ điện và máy điện cho sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện, điện tử trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định còn nhiều thiếu thốn và chưa thống nhất. Chính vì vậy, chúng tôi đã biên soạn tập bài giảng “Khí cụ điện và máy điện” gồm 7 chương với nội dung cơ bản sau: Chương 1: Cơ sở lý thuyết khí cụ điện; Chương 2: Khí cụ điện hạ áp; Chương 3: Khí cụ điện cao áp; Chương 4: Máy biến áp; Chương 5 : Máy điện không đồng bộ; Chương 6 : Máy điện đồng bộ; Chương 7 : Máy điện một chiều. Tập bài giảng được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy, làm tài liệu học tập cho đối tượng là sinh viên đại học ngành kỹ thuật điện, điện tử của trường và cũng là tài liệu tham khảo cho sinh viên các ngành liên quan và các kỹ sư, kỹ thuật viên quan tâm nghiên cứu khí cụ điện và máy điện. Khi biên soạn chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để tập bài giảng có tính thực tiễn cao. Sau mỗi phần đều có câu hỏi và bài tập. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về bộ môn Cơ sở kỹ thuật điện, khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định. Các tác giả i
MỤC LỤC Danh mục hình vẽ ................................................................................................................... v Danh mục bảng biểu .............................................................................................................. ix Danh mục các từ viết tắt ........................................................................................................ ix CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN .............................................. 1 1.1. Nam châm điện ................................................................................................................ 1 1.1.1. Đại cương về nam châm điện ................................................................................... 1 1.1.2. Mạch từ và cuộn dây nam châm điện ....................................................................... 2 1.1.3. Lực hút điện từ của nam châm điện.......................................................................... 9 1.2. Sự phát nóng trong khí cụ điện ...................................................................................... 11 1.2.1. Khái niệm chung..................................................................................................... 11 1.2.2. Các dạng tổn hao năng lượng ................................................................................. 12 1.2.3. Các phương pháp trao đổi nhiệt.............................................................................. 13 1.3. Tiếp xúc điện ................................................................................................................. 14 1.3.1. Khái niệm chung..................................................................................................... 14 1.3.2. Điện trở tiếp xúc ..................................................................................................... 16 1.3.3. Vật liệu và kết cấu tiếp điểm .................................................................................. 18 1.4. Hồ quang điện ................................................................................................................ 21 1.4.1. Khái niệm chung, quá trình ion hoá và khử ion trong chất khí .............................. 21 1.4.2. Các biện pháp dập hồ quang ................................................................................... 22 1.5. Cách điện trong khí cụ điện ........................................................................................... 23 1.5.1. Khái niệm chung..................................................................................................... 23 1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cách điện ...................................................................... 23 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1 ............................................................................. 25 CHƯƠNG 2 KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP .................................................................... 27 2.1. Khí cụ điện đóng cắt bằng tay ....................................................................................... 27 2.1.1. Công tắc .................................................................................................................. 27 2.1.2. Nút bấm .................................................................................................................. 29 2.1.3. Cầu dao ................................................................................................................... 30 2.1.4. Aptômat .................................................................................................................. 32 2.2. Khí cụ điện đóng cắt tự động......................................................................................... 37 2.2.1. Côngtăctơ ................................................................................................................ 37 2.2.2. Khởi động từ ........................................................................................................... 45 2.3. Khí cụ điện điều khiển và bảo vệ .................................................................................. 48 2.3.1. Cầu chì .................................................................................................................... 48 2.3.2. Rơle ........................................................................................................................ 53 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 2 ............................................................................. 75 CHƯƠNG 3 KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP ................................................................. 77 3.1. Máy cắt điện cao áp ....................................................................................................... 77 ii
3.1.1. Khái niệm chung..................................................................................................... 77 3.1.2. Máy cắt nhiều dầu................................................................................................... 78 3.1.3. Máy cắt khí SF6 ...................................................................................................... 80 3.1.4. Máy cắt chân không................................................................................................ 82 3.2. Dao cách ly .................................................................................................................... 83 3.2.1. Khái niệm và công dụng ......................................................................................... 83 3.2.2. Phân loại ................................................................................................................. 84 3.2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc................................................................................ 84 3.3. Thiết bị chống sét .......................................................................................................... 86 3.3.1. Khái niệm và công dụng ......................................................................................... 86 3.3.2. Chống sét ống ......................................................................................................... 86 3.3.3. Chống sét van ......................................................................................................... 88 CÂU HỎI CHUƠNG 3 .................................................................................................... 90 CHƯƠNG 4 MÁY BIẾN ÁP ................................................................................ 91 4.1. Đại cương về máy biến áp ............................................................................................. 91 4.1.1. Định nghĩa, phân loại và các đại lượng định mức .................................................. 91 4.1.2. Cấu tạo và nguyên lí làm việc của máy biến áp ..................................................... 92 4.2. Mô hình toán học của máy biến áp ................................................................................ 97 4.2.1. Các phương trình cơ bản của máy biến áp ............................................................. 97 4.2.2. Mạch điện thay thế máy biến áp ........................................................................... 100 4.2.3. Đồ thị véctơ của máy biến áp ............................................................................... 102 4.2.4. Xác định các tham số bằng thí nghiệm không tải và ngắn mạch.......................... 103 4.2.5. Các đặc tính làm việc ở tải đối xứng của máy biến áp ......................................... 111 4.3. Máy biến áp làm việc song song ................................................................................. 118 4.3.1. Điều kiện cùng tổ nối dây ..................................................................................... 118 4.3.2. Điều kiện cùng tỷ số biến đổi điện áp .................................................................. 119 4.3.3. Điều kiện cùng điện áp ngắn mạch ....................................................................... 119 4.4. Máy biến áp đặc biệt .................................................................................................... 122 4.4.1. Máy biến áp ba dây quấn ...................................................................................... 122 4.4.2. Máy biến áp tự ngẫu ............................................................................................. 123 4.4.3. Máy biến áp đo lường ........................................................................................... 124 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 4 ............................................................................... 126 CHƯƠNG 5 MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ................................................129 5.1. Đại cương về máy điện không đồng bộ ....................................................................... 129 5.1.1. Định nghĩa, phân loại và các đại lượng định mức ................................................ 129 5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ .............................. 130 5.2. Mô hình toán học của máy điện không đồng bộ ......................................................... 134 5.2.1. Các phương trình cân bằng của máy điện không đồng bộ ................................... 134 5.2.2. Mạch điện thay thế của máy điện KĐB ................................................................ 136 iii
5.3. Giản đồ năng lượng hiệu suất của máy điện không đồng bộ....................................... 137 5.3.1.Giản đồ năng lượng ............................................................................................... 137 5.3.2. Hiệu suất của máy điện không đồng bộ ................................................................ 139 5.4. Mômen điện từ của máy điện không đồng bộ ............................................................. 139 5.5. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ....................................... 145 5.5.1. Mở máy động cơ điện không đồng bộ .................................................................. 145 5.4.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ................................................... 148 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 5 ............................................................................... 152 CHƯƠNG 6 MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ .................................................................154 6.1. Đại cương về máy điện đồng bộ .................................................................................. 154 6.1.1. Định nghĩa, phân loại và các đại lượng định mức ................................................ 154 6.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện đồng bộ ......................................... 155 6.1.3. Từ trường trong máy điện đồng bộ ....................................................................... 157 6.2. Quan hệ điện từ trong máy điện đồng bộ .................................................................... 159 6.2.1. Phương trình cân bằng của máy phát điện đồng bộ .............................................. 159 6.2.2. Phương trình cân bằng của động cơ điện đồng bộ ............................................... 160 6.3. Công suất điện từ của máy phát điện đồng bộ ............................................................. 161 6.3.1. Công suất tác dụng ............................................................................................... 161 6.3.2. Công suất phản kháng........................................................................................... 162 6.4. Máy phát điện đồng bộ ................................................................................................ 163 6.4.1. Các đặc tính của máy phát điện đồng bộ .............................................................. 163 6.4.2. Máy phát điện đồng bộ làm việc song song ......................................................... 165 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 6 ............................................................................... 166 CHƯƠNG 7 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ............................................................ 170 7.1. Đại cương về máy điện một chiều ............................................................................... 170 7.1.1. Cấu tạo, phân loại và các đại lượng định mức...................................................... 170 7.1.2. Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều ....................................................... 173 7.2. Sức điện động của máy điện một chiều ....................................................................... 176 7.2.1. Sức điện động phần ứng của máy điện một chiều ................................................ 176 7.2.2. Phương trình cân bằng điện áp và dòng điện ....................................................... 177 7.3. Công suất và mômen điện từ của máy điện một chiều ................................................ 179 7.3.1. Mômen điện từ của máy điện một chiều .............................................................. 179 7.3.2. Công suất điện từ của máy điện một chiều ........................................................... 179 7.4. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều................................................ 180 7.4.1. Mở máy động cơ điện một chiều .......................................................................... 180 7.4.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều ........................................................... 181 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 7 ............................................................................... 185 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... x iv
Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Cấu tạo nam châm điện ............................................................................................... 2 Hình 1.2 Đường cong từ hoá của vật liệu từ .............................................................................. 4 Hình 1.3 Mạch từ hình xuyến ..................................................................................................... 5 Hình 1.4 Mạch từ xoay chiều có vòng chống rung .................................................................... 7 Hình 1.5 Các dạng bề mặt tiếp xúc điện ................................................................................... 15 Hình 1.6 Tiếp xúc điện ở thực tế .............................................................................................. 16 Hình 1.7 Quan hệ giữa lực ép tiếp điểm với Rtx ....................................................................... 18 Hình 1.8 Quan hệ giữa hình dạng tiếp xúc với Rtx ................................................................... 18 Hình 1.9 Tiếp điểm công son ................................................................................................... 19 Hình 1.10 Tiếp điểm kiểu cầu .................................................................................................. 20 Hình 1.11 Tiếp điểm kiểu dao .................................................................................................. 20 Hình 2.1 Cấu tạo công tắc hộp ................................................................................................. 28 Hình 2.2 Công tắc vạn năng ..................................................................................................... 28 Hình 2.3 Ký hiệu một số loại công tắc ..................................................................................... 29 Hình 2.4 Cấu tạo nút bấm ......................................................................................................... 30 Hình 2.5 Ký hiệu nút bấm ........................................................................................................ 30 Hình 2.6 Cầu dao có lưỡi dao phụ ............................................................................................ 31 Hình 2.7 Ký hiệu cầu dao ......................................................................................................... 32 Hình 2.8 Hệ thống tiếp điểm của một kiểu Aptômat ................................................................ 33 Hình 2.9 Cơ cấu truyền động của Aptômat .............................................................................. 34 Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý làm việc của Aptômat ................................................................... 35 Hình 2.11 Ký hiệu Aptômat ..................................................................................................... 36 Hình 2.12 Ký hiệu Côngtăctơ ................................................................................................... 38 Hình 2.13 Hình dáng một loại Côngtăctơ ................................................................................. 38 Hình 2.14 Kết cấu và hoạt động của Côngtăctơ ....................................................................... 39 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý Côngtăctơ điện tử ......................................................................... 43 Hình 2.16 Côngtăctơ điều khiển bằng từ .................................................................................. 43 Hình 2.17 Côngtăctơ điều khiển bằng biến áp ......................................................................... 44 Hình 2.18 Côngtăctơ điều khiển bằng quang ........................................................................... 44 Hình 2.19 Côngtăctơ điều khiển theo điện áp đầu ra ............................................................... 44 Hình 2.20 Mạch điện khởi động từ đơn.................................................................................... 46 Hình 2.21 Mạch điện khởi động từ kép dùng nút bấm đơn ...................................................... 47 Hình 2.22 Cấu tạo cầu chì vặn .................................................................................................. 49 Hình 2.23 Đặc tính Ampe – giây của cầu chì ........................................................................... 50 Hình 2.24 Đặc tính cơ bản của rơle .......................................................................................... 54 Hình 2.25 Cấu tạo rơle điện từ ................................................................................................. 57 Hình 2.26 Cấu tạo rơle trung gian ............................................................................................ 58 Hình 2.27 Ký hiệu rơle trung gian ............................................................................................ 59 v
Hình 2.28 Sơ đồ mạch rơle bảo vệ động cơ DC ....................................................................... 60 Hình 2.29 Rơle dòng khởi động động cơ ................................................................................. 60 Hình 2.30 Sơ đồ khởi động động cơ một pha bằng rơle dòng và tụ điện ................................. 61 Hình 2.31 Sơ đồ nối dây của rơle điện áp cực đại PH-51 ........................................................ 62 Hình 2.32 Sơ đồ nối dây của rơle điện áp cực đại PH-53 ........................................................ 63 Hình 2.33 Cấu tạo rơle nhiệt .................................................................................................... 64 Hình 2.34 Ký hiệu cuộn dây và tiếp điểm của rơle thời gian ................................................... 66 Hình 2.35 Mạch điện rơle thời gian điện tử ............................................................................. 66 Hình 2.36 Sơ đồ nối dây (sơ đồ chân) và biểu đồ thời gian của rơle ....................................... 67 Hình 2.37 Nguyên lý cấu tạo của rơle tốc độ ........................................................................... 68 Hình 2.38 Sơ đồ khối rơle số .................................................................................................... 70 Hình 2.39 Rơle K8AB .............................................................................................................. 71 Hình 2.40 Sơ đồ đấu dây rơle K8AB ....................................................................................... 72 Hình 2.41 Rơle EGR ................................................................................................................ 73 Hình 2.42 Sơ đồ nguyên lý phối hợp bảo vệ rơle EGR và K8AB ............................................ 74 Hình 3.1 Máy cắt nhiều dầu...................................................................................................... 79 Hình 3.2 Máy cắt nhiều dầu Liên Xô chế tạo ........................................................................... 79 Hình 3.3 Dòng điện chạy qua máy cắt khí SF6 ....................................................................... 80 Hình 3.4 Trạng thái quá độ cắt của máy cắt khí SF6 ............................................................... 80 Hình 3.5 Trạng thái cắt sinh hồ quang của máy cắt khí SF6 .................................................... 81 Hình 3.6 Dập tắt hồ quang của máy cắt khí SF6 ..................................................................... 81 Hình 3.7 Trạng thái cắt hoàn toàn của máy cắt khí SF6 .......................................................... 81 Hình 3.8 Mặt cắt của buồng đóng cắt chân không 12kV, 25kA............................................... 82 Hình 3.9 Mặt cắt của máy cắt chân không VBL, VD4 ............................................................. 83 Hình 3.10 Các bộ phận của cách ly .......................................................................................... 84 Hình 3.11 Dao cách ly kiểu quay ............................................................................................. 85 Hình 3.12 Cấu tạo của dao cách ly đặt trong nhà ..................................................................... 85 Hình 3.13 Sơ đồ nối chống sét ống .......................................................................................... 87 Hình 3.14 Cấu tạo của chống sét ống ....................................................................................... 87 Hình 3.15 Chống sét van .......................................................................................................... 88 Hình 3.16 Đặc tính điện trở Vilít .............................................................................................. 89 Hình 4.1 Các dạng lõi thép ....................................................................................................... 93 Hình 4.2 Dây quấn máy biến áp ............................................................................................... 94 Hình 4.3 Sơ đồ nguyên lý của MBA một pha hai dây quấn ..................................................... 95 Hình 4.4 Từ thông MBA một pha khi làm việc có tải .............................................................. 98 Hình 4.5 Mạch điện thay thế máy biến áp .............................................................................. 101 Hình 4.6 Mạch điện thay thế đơn giản của MBA ................................................................... 102 Hình 4.7 Đồ thị véctơ của MBA ............................................................................................. 103 Hình 4.8 Thí nghiệm không tải ............................................................................................... 104 vi
Hình 4.9 Đồ thị vectơ của máy biến áp khi không tải. ........................................................... 104 Hình 4.10 Mạch điện thay thế của máy biến áp lúc ngắn mạch ............................................. 105 Hình 4.11 Sơ đồ thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp một pha. ....................................... 106 Hình 4.12 Đồ thị véctơ MBA trong thí nghiệm ngắn mạch ................................................... 107 Hình 4.13 Giản đồ năng lượng của máy biến áp .................................................................... 112 Hình 4.14 Xác định U của MBA .......................................................................................... 114 Hình 4.15 Các kiểu điều chỉnh điện áp của máy biến áp ....................................................... 115 Hình 4.16 Điều chỉnh điện áp của MBA dưới tải ................................................................... 116 Hình 4.17 Đồ thị véctơ 2 MBA có tổ nối dây khác nhau làm việc song song ....................... 119 Hình 4.18 Mạch điện thay thế các MBA làm việc song song ................................................ 119 Hình 4.19 Máy biến áp ba dây quấn ....................................................................................... 122 Hình 4.20 Sơ đồ của MBA tự ngẫu một pha .......................................................................... 123 Hình 4.21 Máy biến điện áp ................................................................................................... 125 Hình 4.22 Máy biến dòng điện ............................................................................................... 125 Hình 5.1 Kết cấu chung của máy điện không đồng bộ ........................................................... 131 Hình 5.2 Cấu tạo mạch từ của máy điện không đồng bộ........................................................ 131 Hình 5.3 Rôto dây quấn của máy điện không đồng bộ........................................................... 132 Hình 5.4 Cấu tạo rôto lồng sóc ............................................................................................... 132 Hình 5.5 Quá trình tạo mômen trong máy điện không đồng bộ ............................................. 133 Hình 5.6 Mạch điện thay thế hình T của máy điện không đồng bộ........................................ 137 Hình 5.7 Mạch điện thay thế đơn giản của máy điện không đồng bộ .................................... 137 Hình 5.8 Giản đồ năng lượng máy điện không đồng bộ ........................................................ 138 Hình 5.9 Quan hệ M = f(s) ..................................................................................................... 141 Hình 5.10 Đường đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ ............................................ 141 Hình 5.11 Mở máy trực tiếp ................................................................................................... 146 Hình 5.12 Mở máy dùng biến áp tự ngẫu ............................................................................... 147 Hình 5.13 Mở máy dùng cuộn kháng ..................................................................................... 147 Hình 5.14 Mở máy đổi nối Y/ .............................................................................................. 148 Hình 5.15 Mở máy thêm điện trở phụ vào dây quấn rôto ...................................................... 148 Hình 5.16 Sơ đồ đấu dây khi đổi tốc độ theo tỉ lệ 2:1 kiểuY/YY .......................................... 149 Hình 5.17 Sơ đồ đấu dây khi đổi tốc độ theo tỉ lệ 2:1 kiểu /YY .......................................... 149 Hình 5.18 Đặc tính cơ M = f(n) của động cơ điện hai tốc độ Y/YY ...................................... 149 Hình 5.19 Đặc tính cơ M = f(n) của động cơ điện hai tốc độ /YY ...................................... 149 Hình 5.20 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số với M = const.................................. 150 Hình 5.21 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số với M tỉ lệ nghịch với f1 ................. 150 Hình 5.22 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp ....................................................... 150 Hình 5.23 Điều chỉnh tốc độ động cơ rôto dây quấn dùng điện trở phụ ................................ 151 Hình 6.1 Mặt cắt ngang trục máy ........................................................................................... 155 vii
Hình 6.2 Lá thép rôto cực ẩn .................................................................................................. 155 Hình 6.3 Lá thép rôto cực lồi .................................................................................................. 155 Hình 6.4 Từ trường trong máy điện đồng bộ .......................................................................... 157 Hình 6.5 Chiều dòng điện stato khi tải thuần trở.................................................................... 158 Hình 6.6 Vị trí của từ trường kích từ và từ trường phần ứng khi tải thuần trở....................... 158 Hình 6.7 Chiều dòng điện stato khi tải thuần cảm.................................................................. 158 Hình 6.8 Vị trí của từ trường kích từ và từ trường phần ứng khi tải thuần cảm .................... 158 Hình 6.9 Chiều dòng điện stato khi tải thuần dung ................................................................ 159 Hình 6.10 Vị trí của từ trường kích từ và từ trường phần ứng khi tải thuần dung ................. 159 Hình 6.11 Chiều dòng điện stato khi bất kỳ ........................................................................... 159 Hình 6.12 Vị trí của từ trường kích từ và từ trường phần ứng khi tải bất kỳ ......................... 159 Hình 6.13 Đồ thị véctơ máy phát điện đồng bộ ...................................................................... 160 Hình 6.14 Đồ thị véctơ động cơ đồng bộ ............................................................................... 161 Hình 6.15 Đường đặc tính góc – công suất tác dụng máy điện đồng bộ ................................ 162 Hình 6.16 Đường đặc tính góc – công suất phản kháng ......................................................... 163 Hình 6.17 Sơ đồ nối dây xác định đặc tính máy phát đồng bộ ............................................... 163 Hình 6.18 Đặc tính ngoài máy phát đồng bộ .......................................................................... 164 Hình 6.19 Đặc tính điều chỉnh máy phát đồng bộ .................................................................. 164 Hình 7.1 Cực từ chính ............................................................................................................ 170 Hình 7.2 Cực từ phụ ............................................................................................................... 170 Hình 7.3 Cơ cấu chổi than ...................................................................................................... 171 Hình 7.4 Lá thép phần ứng ..................................................................................................... 171 Hình 7.5 Rãnh phần ứng ......................................................................................................... 171 Hình 7.6 Cổ góp máy điện một chiều ..................................................................................... 172 Hình 7.7 Các dạng máy điện một chiều.................................................................................. 173 Hình 7.8 Nguyên lý làm việc máy phát điện một chiều ......................................................... 174 Hình 7.9 Dạng sóng máy phát một chiều chỉ có một phần tử ................................................ 175 Hình 7.10 Dạng sóng máy phát một chiều có 2 phần tử ........................................................ 175 Hình 7.11 Nguyên lý làm việc của động cơ một chiều .......................................................... 176 Hình 7.12 Sơ đồ mạch điện khởi động động cơ một chiều dùng biến trở .............................. 181 Hình 7.13 Dạng đặc tính cơ khi thay đổi từ thông động cơ kích từ độc lập ........................... 182 Hình 7.14 Dạng đặc tính cơ khi thay đổi điện trở phần ứng động cơ kích từ độc lập ............ 182 Hình 7.15 Dạng đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần ứng động cơ kích từ độc lập ............ 183 Hình 7.16 Các dạng đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ ĐCMC KTNT .................................. 184 Hình 7.17 So sánh dạng đặc tính cơ của ĐCMC KTHH với các động cơ khác ..................... 184 viii
Danh mục bảng biểu Bảng 1.1 Tham số của mạch điện và mạch từ ............................................................................ 3 Bảng 1.2 Điện trở suất () và ứng suất biến dạng dẻo () của một số vật liệu ........................ 17 Bảng 1.3 Trị số K của một số vật liệu ...................................................................................... 17 Bảng 1.4 Hệ số m của các hình thức tiếp xúc........................................................................... 17 Bảng 2.1 Một vài tham số của rơle ........................................................................................... 55 Bảng 2.2 Bảng các thông số chính rơle K8AB ......................................................................... 71 Danh mục các từ viết tắt TT Từ viết tắt Diễn giải Tên tiếng Anh 1 KCĐ Khí cụ điện Electrical instrument 2 NCĐ Nam châm điện Electromagnet 3 KCL Định luật Kiêckhôp 1 Kirchhoff's Current Law 4 KVL Định luật Kiêckhôp 2 Kirchhoff's Voltage Law 5 S.t.đ Sức từ động Magnetomotive force 6 Macxoen Maxwell 7 TBĐ Thiết bị điện Electrical equipment 8 CT Công tắc Switch 9 M, D Nút bấm Push Button 10 CD Cầu dao Disconnecting Switch 11 AP Aptômat Circuit Breaker 12 K Côngtăctơ Contactor 13 CC Cầu chì Fuse 14 RTg Rơle trung gian Intermediate relay 15 Ri Rơle dòng điện Current relay 16 RU Rơle điện áp Voltage relay 17 RN Rơle nhiệt Thermal relay 18 Rth Rơle thời gian Time relay 19 HCB Máy cắt cao áp High-voltage circuit breaker 20 OCB Máy cắt nhiều dầu Oil circuit breaker 21 SOCB Máy cắt ít dầu Small-oil-volume circuit-breaker 22 DS Dao cách ly Disconnecting Switch 23 Van chống sét Valve type lightning arrester 24 MBA Máy biến áp Transformer 25 KĐB Không đồng bộ Asynchronous 26 ĐB Đồng bộ Synchronous 27 ĐCMC Động cơ một chiều Direct Current Motor 28 KTĐL Kích từ độc lập 29 KTSS Kích từ song song 30 KTNT Kích từ nối tiếp 31 KTHH Kích từ hỗn hợp ix
CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ CỤ ĐIỆN Khí cụ điện (KCĐ) là những thiết bị điện dùng để điều khiển, kiểm tra, tự động điều chỉnh, khống chế các đối tượng điện cũng như không điện và bảo vệ chúng trong trường hợp có sự cố. Khí cụ điện được sử dụng rộng rãi ở các nhà máy phát điện, các trạm biến áp, trong các xí nghiệp công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, thuỷ lợi, giao thông vận tải và quốc phòng ... Khí cụ điện cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Khí cụ điện phải đảm bảo sử dụng lâu dài với các thông số kỹ thuật ở định mức. Nói một cách khác dòng điện qua vật dẫn không được vượt quá trị số cho phép, vì nếu không sẽ làm nóng khí cụ điện và chóng hỏng. - Khí cụ điện phải ổn định nhiệt và ổn định điện động. Vật liệu chế tạo khí cụ điện phải chịu nóng tốt và có cường độ cơ khí cao vì khi quá tải hay ngắn mạch, dòng điện lớn có thể làm cho khí cụ điện bị hư hỏng hay biến dạng. - Vật liệu cách điện phải tốt để khi xảy ra quá điện áp trong phạm vi cho phép, khí cụ điện không bị chọc thủng. - Khí cụ điện phải đảm bảo làm việc được chính xác, an toàn, song phải gọn nhẹ, rẻ tiền, dễ gia công, dễ lắp ráp, dễ kiểm tra và sửa chữa. - Ngoài ra khí cụ điện phải làm việc ổn định ở các điều kiện khí hậu và môi trường yêu cầu. 1.1. Nam châm điện 1.1.1. Đại cương về nam châm điện Nam châm điện (NCĐ) là loại cơ cấu điện từ biến đổi điện năng thành cơ năng. NCĐ được dùng rộng rãi trong mọi lĩnh vực như: cơ cấu truyền động của rơle điện cơ, Côngtăctơ, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, cơ cấu chấp hành của van điện từ, khớp nối, phanh hãm, bộ ly hợp kiểu điện từ, các cần trục để nâng thép, loa điện, chuông điện... 1) Cấu tạo và nguyên lý làm việc Hình dáng, kết cấu và kích thước của NCĐ rất đa dạng tùy thuộc vào chức năng và mục đích sử dụng. NCĐ gồm có hai bộ phận chính là cuộn dây và mạch từ. Cuộn dây là phần dẫn điện và sinh ra s.t.đ. Mạch từ là phần dẫn từ và sẽ sinh ra lực hút điện từ cho NCĐ. Hình 1.1 mô tả một loại NCĐ có nắp chuyển động, gồm có cuộn dây 1, lõi sắt từ 2 và nắp 3. 1
Khi có dòng điện i chạy trong cuộn dây và tạo nên sức từ động F = (iw), sinh ra từ thông 0. Từ thông này gồm 2 thành phần:  đi qua khe hở không khí làm việc  giữa nắp và lõi sắt sẽ sinh lực hút điện từ (nhờ hiện tượng từ hoá) tác dụng lên nắp. Khi lực này lớn hơn lực kéo của lò xo 4 thì nắp bị hút về phía lõi của NCĐ. Một phần của từ thông tổng không đi qua khe hở không khí làm việc mà khép kín từ thân này sang thân kia của mạch từ gọi là từ thông rò r. Khi cắt dòng điện trong cuộn dây i = 0 thì lực hút điện từ cũng không còn nữa, lò xo 4 sẽ đưa nắp về vị trí ban đầu. Cữ chặn 5 để điều chỉnh khe hở không khí . Đôi khi NCĐ có thể không có nắp, đối với loại này, các vật liệu sắt thép bị hút được xem như là nắp. 1. Cuộn dây 2. Lõi sắt 3. Nắp 4. Lò xo 5. Cữ chặn Hình 1.1 Cấu tạo nam châm điện 2) Phân loại - Theo tính chất dòng điện: gồm NCĐ một chiều và NCĐ xoay chiều. Với NCĐ xoay chiều, mạch từ được ghép bởi các lá thép kỹ thuật điện mỏng; còn ở NCĐ một chiều mạch từ thường có dạng khối làm từ thép ít cacbon. - Theo hình dáng : + Loại hút chập hay hút quay, nắp quay quanh 1 trục; + Loại hút thẳng: nắp hút thẳng về phía lõi; + Loại hút ống (còn gọi là loại pittông)... - Theo cách đấu cuộn dây của NCĐ: gồm cuộn dây mắc nối tiếp với tải và cuộn dây mắc song song với nguồn. 1.1.2. Mạch từ và cuộn dây nam châm điện 1) Đặc điểm mạch từ Mạch từ là một trong những phần chủ yếu của các thiết bị điện từ như máy điện, thiết bị điện và khí cụ điện. Phần lớn mạch từ làm bằng vật liệu sắt từ, nó có thể là một mạch không phân nhánh hoặc phân nhánh. 2
Mạch từ có thể gồm rất nhiều đoạn có tiết diện khác nhau hoặc làm bằng các loại vật liệu khác nhau. Thậm chí có đoạn ngắn là khe hở không khí trong mạch từ. Vị trí cuộn dây kích thích quấn trên mạch từ không ảnh hưởng đến cường độ từ trường (H) và hình dạng đường sức. Cường độ từ cảm (B) và cường độ từ trường (H) trong các đoạn mạch từ (phân nhánh) sẽ khác nhau, trong một đoạn mạch từ thì B và H là không đổi (mạch từ không phân nhánh). 2) Các tham số của mạch từ Bảng 1.1 Tham số của mạch điện và mạch từ MẠCH ĐIỆN MẠCH TỪ U Điện áp U U = .R Từ áp E Sức điện động F F = iw Sức từ động (Ampere-turns: At) I Dòng điện m Từ thông (Weber: Wb) – Giá trị biên độ R Điện trở R 1 l R = (H-1) Từ trở S Z Tổng trở Z Z = R+ jX Tổng trở từ X Điện kháng X Từ kháng J Mật độ dòng điện Bm Bm = m/S Cường độ từ cảm E Điện trường (V/m) H H= F/l Cường độ từ trường  Điện dẫn suất (1/m)  Hệ số từ thẩm vật liệu từ (H/m) Với chân không  = 0 = 4.10-7H/m G Điện dẫn (1/) G Từ dẫn (H) B: đơn vị là Wb/m2 (weber/meter2) hoặc T (Tesla): 1 Tesla = 1 weber/meter2 = 64,516 lines/square inch = 104 Gauss H: đơn vị là At/m (ampere -turns/meter) 1 amper-turns/inch = 39,3701 ampere-turns/meter 1 oersted = 79,5775 amper-turns/meter. 3) Các định luật cơ bản về mạch từ a) Định luật toàn dòng điện. Tích phân đường của cường độ từ trường theo một vòng từ khép kín bằng tổng sức từ động của vòng từ đó.   Hdl  F i (1.1) l Hay H l  F i i j   H i li  i j .w j Ví dụ như mạch từ hình 1.1 thì ta có: 3
Hl + 2H. = (iw) trong đó: H và H là cường độ từ trường trong mạch từ có chiều dài l và tại khe hở không khí . b) Định luật Ôm của mạch từ . Trong một đoạn mạch từ: Từ áp rơi trên một đoạn mạch từ bằng tích của từ thông  với từ trở R của đoạn mạch từ ấy. Uμ  ΦR μ (1.2) Trong toàn mạch từ: Từ thông  của mạch từ khép kín bằng tích số của sức từ động F với từ dẫn G của mạch từ.  = (Iw).Gμ c) Định luật Kiêckhôp 1 Tổng từ thông đi vào và đi ra tại một điểm bằng 0: n (1.3)  i  0 1 d) Định luật Kiêckhôp 2 Với một mạch từ khép kín, tổng từ áp của các đoạn mạch từ bằng tổng sức từ động:  R   F i i i j j (1.4) Ví dụ như hình 1.1, mạch từ có tiết diện S, chiều dài l và có thêm 2 đoạn khe hở không khí nhỏ . Tại mỗi đoạn khe hở có từ dẫn G được tính gần đúng như sau: 𝑆 𝐺𝛿 = 𝜇0 𝛿 Do đó: 2Φ δ 2B.S (Iw)  Φ.R μ   H.l  Gδ Gδ (T) (A.t/m) Hình 1.2 Đường cong từ hoá của vật liệu từ 4
Đặc tính cơ bản nhất của vật liệu từ là đường cong từ hóa biểu diễn quan hệ giữa B và H. Đây là quan hệ phi tuyến phức tạp mà không thể biểu diễn dưới dạng các hàm giải tích được. Trên hình 1.2 biểu diễn đường cong từ hoá của vật liệu từ mềm và hệ số từ thẩm tương đối r = Fe/0. Trong vùng có trị số H lớn thì từ trở của mạch từ sẽ lớn vì r bé (gọi là vùng bão hoà). Từ trở của mạch từ sẽ nhỏ nhất khi Fe đạt cực đại tại Femax (điểm bão hoà). Phần phía dưới của điểm bão hoà gọi là vùng tuyến tính của đường cong từ hoá. 4) Mạch từ một chiều và xoay chiều a) Mạch từ một chiều Trong mạch từ một chiều, dòng điện chạy trong dây quấn là dòng một chiều nên s.t.đ và từ thông sinh ra có trị số không biến đổi theo thời gian. Do đó, không có tổn hao do từ trễ và dòng xoáy trong mạch từ. Vật liệu dùng làm mạch từ một chiều là loại sắt từ ít Cacbon ở thể khối, cấu tạo đơn giản, độ bền cơ học cao, không gây tiếng ồn. Từ dẫn của mạch từ phụ thuộc vào khe hở không khí làm việc, độ từ thẩm, hình dạng và kích thước mạch từ. Từ thông tổng của mạch từ một chiều gồm hai phần: một phần lớn đi qua khe hở không khí làm việc (gọi là từ thông chính ) và một phần nhỏ khép kín mạch nhưng không đi qua khe hở không khí làm việc (gọi là từ thông rò r). Khi khe hở không khí nhỏ thì r rất nhỏ so với  nên có thể bỏ qua và nếu mạch từ làm việc ở phần tuyến tính của đường cong từ hoá thì từ trở của sắt từ R 0. Tính toán mạch từ một chiều: Khi tính toán mạch từ không xét đến ảnh hưởng của từ thông rò tức là Фr = 0. Vì vậy khi tính mạch từ ta chỉ tính từ thông ở khe hở không khí là chủ yếu. Xét ví dụ có một mạch từ hình xuyến như hình 1.3: Dây dẫn 1 được quấn trải đều trên lõi thép 2 có tiết diện S và l là chiều dài trung bình của mạch từ, δ là chiều dài khe hở không khí. Hình 1.3 Mạch từ hình xuyến a/ Mạch từ kín; b/ Mạch từ hở 5
Bài toán thuận: biết , tìm F = I.w.   Vì r = 0, nên  =  do I.w sinh ra; B  B = = S S Theo định luật toàn dòng điện, sức từ động được tính theo công thức: Fμ = I.w = H.l + H. Trong đó: - H là cường độ từ trường lõi thép tìm được theo quan hệ B-H của vật liệu từ dưới dạng đồ thị hoặc dạng bảng. B  - H là cường độ từ trường trong khe hở không khí H =  0 0 .S từ trị số B ta tra ra H, với S là tiết diện mạch từ. 1 Hoặc theo định luật Kiêckhôp có I.w = (Rμ + R) = (Rμ + ), G Hl S với R= và G = 0.   Bài toán ngược: biết Fμ = I.w, tìm  . Từ thông  rất khó xác định chính xác, mà người ta chỉ dùng các phương pháp xác định gần đúng. Từ G = 0. S và Iw = H.l + H.  B  .S Iw = H.l + G I.w B .S (1.5) H=  l G  .l Lần thứ 1: Chọn B = B1 rồi thay vào (1.5) ta tìm được H1. Mặt khác từ quan hệ B-H ta cũng tìm được H1’ theo B1. Nếu |H1 – H1’| H1’ thì chọn B2> B1. Ngược lại thì chọn B2< B1. Rồi tiếp tục tính. Lần thứ i: Nếu | Hi – Hi’|
Độ từ thẩm của vật liệu từ, hình dạng và kích thước mạch từ mà còn phụ  thuộc vào tổn hao năng lượng trong 2 mạch từ (do dòng xoáy và từ trễ) và tổn 1 UAC hao trong vòng ngắn mạch (vòng chống h rung) ở NCĐ một pha. Các tổn hao này  còn làm xuất hiện từ kháng X2 tạo ra c 3 sự lệch pha giữa sức từ động và từ thông. Điều này tương tự như trong Hình 1.4 Mạch từ xoay chiều có vòng mạch điện, sự xuất hiện của điện kháng chống rung làm chậm pha giữa điện áp và dòng 1. Vòng chống rung; 2. Cuộn dây; 3. Lõi điện. sắt; c. Bề rộng cửa sổ; h. Chiều cao cửa sổ Tính toán mạch từ xoay chiều: Đối với mạch từ xoay chiều, định luật Kiêckhôp được viết dưới dạng sau: + Định luật Kiêckhôp 1: Фmax = 0 (1.6) n + Định luật Kiêckhôp 2: 2 I.w =  i 1 max i .Z i (1.7) Trong đó : maxi - Từ thông cực đại của đoạn mạch từ thứ i; Zμi - Tổng trở từ ở mạch thứ i của mạch từ Zμi = Rμi +jXμi ; Rμi - Từ trở ở đoạn thứ i của mạch từ; Xμi - Từ kháng ở đoạn thứ i của mạch từ. 2H .l Và : Zmax = (1.8) Bmax S Với l, S là độ dài trung bình và tiết diện mạch từ. Từ kháng bối dây ngắn mạch sẽ là: ..W22 2PFe Xμ2 =  (1.9) R2 2max PFe - tổng tổn hao từ trễ và dòng xoáy;  = 2f- tốc độ góc; W2 - số vòng của vòng ngắn mạch; R2 - điện trở vòng ngắn mạch. Nếu không tính tổn thất trên điện trở, đối với dòng xoay chiều người ta chứng minh được điện áp đặt vào cuộn dây ứng với giá trị nhất định của từ thông: U = Ulưới = 4,44.f.w.max Do đó số vòng của cuộn dây cần quấn được tính như sau: 7
U w= (1.10) 4,44. f .max 5) Cuộn dây nam châm điện Cuộn dây phải sinh ra sức từ động cần thiết cho mạch từ, mặt khác tổn hao năng lượng trong cuộn dây phải đủ nhỏ để nhiệt độ phát nóng của nó không vượt quá nhiệt độ cho phép của cấp cách điện được sử dụng. Tuỳ theo cách đấu nối cuộn dây, ta có cuộn dây dòng điện (nối tiếp với phụ tải) và cuộn dây điện áp (nối song song với nguồn). Cuộn dòng điện có số vòng dây ít, đường kính dây lớn do phải chịu dòng điện của tải. Cuộn dây điện áp có số vòng dây lớn, đường kính dây nhỏ. Tuỳ theo dạng dòng điện chạy trong cuộn dây ta có cuộn dây điện 1 chiều và cuộn dây điện xoay chiều. Dây quấn là dây đồng có men cách điện, tiết diện tròn hoặc chữ nhật. Dây được quấn trên khung bằng vật liệu cách điện (thường là nhựa chịu nhiệt) thành hình trụ. Các thông số quan trọng của cuộn dây gồm có: - Hệ số lấp đầy Klđ SCu Klđ = (1.11) Scs trong đó: SCu = w.q là diện tích chiếm chỗ của đồng; Scs = h.c là diện tích cửa sổ mạch từ; w là số vòng của cuộn dây; q là tiết diện 1 vòng dây, với dây tròn thì q = d2/4; h và c là chiều cao và bề rộng cửa sổ; với NCĐ một chiều thì h = (24)c, NCĐ xoay chiều thì h = (13)c; Thực tế thường chọn Klđ = (0,30,7) - Điện trở 1 chiều R_ wl tb R_  ρ (1.12) q trong đó:  là điện trở suất của vật liệu làm dây quấn; ltb là chiều dài trung bình của 1 vòng dây. - Độ tăng nhiệt của bề mặt cuộn dây so với môi trường : P  =  - 0 = (1.13) K TST Trong đó:  là nhiệt độ bề mặt cuộn dây; 0 là nhiệt độ môi trường; P là tổng tổn hao trong cuộn dây; 8
KT là hệ số toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ; ST là tổng diện tích bề mặt toả nhiệt của cuộn dây. - Mật độ dòng điện j: I j (1.14) q Trong đó: j = (24)A/mm2 ở chế độ làm việc dài hạn; j = (512)A/mm2 ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại; j = (1330)A/mm2 ở chế độ làm việc ngắn hạn. Dòng điện chạy trong cuộn dây của NCĐ một chiều không phụ thuộc vào khe hở không khí làm việc, còn dòng điện trong cuộn dây NCĐ xoay chiều tăng nhanh khi khe hở không khí tăng. Do đó, nếu để nắp của NCĐ xoay chiều bị kẹt hoặc cực từ bị bụi bẩn thì dòng điện tăng có thể làm cuộn dây bị cháy. 1.1.3. Lực hút điện từ của nam châm điện 1) Tính lực hút điện từ theo công thức Macxoen F= 1 ∫ ⃗⃗⃗⃗δ . n [(B ⃗⃗⃗⃗δ - 1 ⃗⃗⃗⃗ ⃗ )B B2 n ⃗ ]dS (1.15) 𝜇0 S 2 δ Trong đó: B là véc tơ từ cảm ở khe hở không khí tại bề mặt cực từ; n là véc tơ đơn vị pháp tuyến của bề mặt cực từ; S là diện tích mặt cực từ tác dụng với từ trường. Thông thường thì vật liệu làm mạch từ có từ thẩm lớn hơn rất nhiều của không khí nên có thể coi B // n. Và khi khe hở tương đối nhỏ thì có thể coi B  = const nên công thức của lực điện từ có thể rút gọn thành: 1 2 F Bδ S (1.16) 2μ 0 Lực điện từ tính theo phương pháp này thường được áp dụng khi khe hở tương đối nhỏ và ít biến đổi. Khi khe hở không khí lớn thì lực điện từ được tính theo phương pháp cân bằng năng lượng. 2) Tính lực điện từ theo phương pháp cân bằng năng lượng 1 dΨ di (1.17) F  (i Ψ ) 2 dδ dδ trong đó:  = w = Li là từ thông móc vòng với cuộn dây; i là dòng điện chạy trong cuộn dây. Với NCĐ một chiều thì i = const nên: 1 dΨ 1 dG (1.18) F i  (iw) 2 2 dδ 2 dδ Với NCĐ xoay chiều thì  = const nên: 9
2 1 di 1  Φ  dG (1.19) F  Ψ     2 dδ 2  G  dδ Trong các trường hợp này ta đều phải biết biểu thức giải tích của từ dẫn G(). 3) Lực điện từ của nam châm điện xoay chiều Với NCĐ xoay chiều thì dòng điện và từ thông đều có dạng hình sin nên có thể biểu diễn dưới dạng i = Imsint và  = msint. Do đó, theo công thức Macxoen và phương pháp cân bằng năng lượng lực điện từ được biểu diễn thành: 1 Φ 2m F sin 2 ωt 2μ 0 S 2 Hoặc: F    m  1 Φ dG 2 sin ωt 2  G  dδ Dạng chung của 2 biểu thức này là: 1 1 F = Fmsin2t = Fm  Fm cos 2ωt (1.20) 2 2 Ta thấy số hạng thứ hai của biểu thức (1.20) biến đổi theo thời gian với tần số (2f) gấp đôi tần số của nguồn điện (f) nên lực điện từ tổng cũng biến thiên từ Fmax = Fm đến Fmin = 0 với tần số 2f. Do đó, nếu lực kéo của lò xo lên nắp NCĐ không đổi thì nắp sẽ bị hút và nhả với tần số 2f. Hiện tượng này gọi là hiện tượng rung của NCĐ xoay chiều 1 pha. Để chống rung thì Fmin phải lớn hơn phản lực của lò xo. Muốn vậy ta phải tạo ra 2 luồng từ thông lệch pha nhau cùng chạy trong mạch từ. Cách 1: Dây quấn của NCĐ gồm hai phần mắc song song, một phần nối trực tiếp với nguồn, một phần nối với nguồn qua một tụ điện. Việc tính chọn hợp lý các thông số của hai cuộn dây và tụ điện có thể tạo được hai luồng từ thông lệch pha nhau 900 điện để tạo hiệu quả chống rung tốt nhất. Tuy nhiên, cách này ít dùng vì công nghệ phức tạp, tốn kém. Cách 2: Người ta xẻ một rãnh chia bề mặt cực từ thành hai phần có diện tích S1 và S2 (thường S2/S1 = 1,52) (xem hình 1.4). Tại phần S2 ta đặt một cuộn dây nối ngắn mạch (thường chỉ có một vòng) bằng đồng đỏ. Khi đó từ thông đi qua cực từ gồm hai phần: 1 đi qua phần S1 và 2 đi qua phần S2 chậm pha so với 1 góc  do hiện tượng cảm ứng điện từ. Góc  này phụ thuộc vào điện trở của vòng ngắn mạch và từ trở khe hở không khí trong vòng ngắn mạch. Thông thường  = 500  600 nên điều kiện chống rung lý tưởng không được thoả mãn. Mặt khác, khi khe hở không khí lớn thì hiệu quả chống rung giảm nhanh. Đây là phương pháp đơn giản, ít tốn kém nên được sử dụng rộng rãi. 10