Bài giảng Máy điện 1: Chương 1

Chia sẻ: Tran Thanh Sang Sang | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

214
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1 Cơ sở lý thuyết của máy điện thuộc bài giảng máy điện 1, cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: khái niệm chung; các định luật cơ bản; từ trường, mạch từ; tổn hao trong mạch từ; cực từ, tần số, góc độ điện; sự biến đổi năng lượng trong máy điện; vật liệu dùng trong máy điện; phương pháp nghiên cứu máy điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Máy điện 1: Chương 1

CHƯƠNG TRÌNH MÁY ĐIỆN I GỒM CÁC PHẦN:  PHẦN 1: MÁY BIẾN ÁP PHẦN 1: MÁY BIẾN ÁP  PHẦN 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU  PHẦN 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ NGOÀI RA:  THÍ NGHIỆM THÍ NGHIỆM  ĐỒ ÁN MÔN HỌC
PHẦN 1: MÁY BIẾN ÁP  CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN  NGUYÊN LÝ MÁY BIẾN ÁP  VẬN HÀNH MÁY BIẾN ÁP  QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MBA  CÁC LOẠI MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY ĐIỆN  Khái niệm chung  Các định luật cơ bản  Từ trường, mạch từ  Tổn hao trong mạch từ  Cực từ, tần số, góc độ điện  Sự biến đổi năng lượng trong máy điện  Vật liệu dùng trong máy điện  Phương pháp nghiên cứu máy điện
§1. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Định nghĩa: Máy điện là thiết bị làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện hay ngược lại 2. Phân loại: Dựa trên nguyên lý làm việc của máy điện ta có thể phân loại chúng như hình sau:
Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay Máy điện DC Máy điện AC Máy điện ĐB Máy điện KĐB MBA MFDC ĐCDC MFĐB ĐCĐB MFKĐB ĐCKĐB
§2. CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN 1. Định luật cảm ứng điện từ dΦ • Từ thông qua một cuộn e= dt dây biến thiên:  Cuộn dây có N vòng dΦ dΨ e=N = dt dt  Khi Φ = Φ msinωt: e = N ωΦ mcosωt  Cuộn dây có 1 vòng = 2Esin( ωt + π 2)
• Một thanh dẫn dài l,  Chiều s.đ.đ cảm ứng được chuyển động với vận tốc v xác định theo quy tắc bàn trong từ trường đều B sẽ có tay phải s.đ.đ: e = Blv • Nếu thanh dẫn tạo với từ trường góc α thì s.đ.đ cảm ứng trong thanh dẫn sẽ là: e = Blvsin α
2. Định luật lực điện từ f = Bli sin α • Thanh dẫn mang dòng  Chiều của lực điện từ điện đặt thẳng góc trong từ được xác định theo quy tắc trường sẽ chịu tác dụng của bàn tay trái lực: f = Bli i α β  Thanh dẫn tạo với đường sức từ góc α:
§3. MẠCH TỪ VÀ ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ 1. Từ trường: Trong máy điện, từ trường tạo bởi các cực từ và dòng điện chạy trong các dây quấn. 2. Mạch từ: Mạch từ dùng để dẫn từ thông. Trong máy điện, mạch từ là lõi thép. i2 i3 i1 3. Định luật mạch từ: r r r n r H ￑ H d l = ik L k =1 dl ik > 0 nếu nó tạo ra từ trường cùng (L) chiều với chiều đi vòng
• Áp dụng vào mạch từ sau ta có: Φ i Hl = Ni = F N Do: B = µH Φ=B S Như vậy: B l I ≡ Φ F = H �= l = Φ = �Φ l µ µS µ l E ≡ F R ≡ ℜ µ �= µ µS l – chiều dài trung bình của đường sức trong mạch từ F – sức từ động(s.t.đ) i – dòng điện từ hóa(dong
• Với mạch từ có khe hở không khí: H1l1 + H2l2 = N1i1 N2i2 = F l1, S1 i1 Φ Tổng quát: m n m N1 l2, S2 �H k =1 l = � ji j = � µk Φ k k N j=1 � k =1 N2 k – chỉ số của các đoạn mạch từ i2 j – chỉ số của các cuộn dây quấn trên mạch từ
4. Sự tương tự với mạch điện F E Φ= i= µ R Mạch từ nối tiếp: � = � 1 + � 2 + L + �n µ µ µ µ Mạch từ song song: 1 1 1 1 = + +L+ � �1 �2 µ µ µ �n µ
5. Tính toán mạch từ: a. Bài toán thuận: Cho Φ, tìm s.t.đ F = Ni • Để giải bài toán này ta thực hiện 3 bước tính:  Bước 1: Tính B = Φ/S trên mỗi đoạn mạch từ Tìm H của đoạn mạch từ đó  Bước 2: Tính F m F= H il i i =1  Bước 3: Tùy theo bài toán, nếu đã cho N, ta tìm i; nếu đã cho i ta tìm N
b. Bài toán ngược: Cho s.t.đ F, tìm Φ • µ = f(Φ) nên ℜ µ = f(Φ) • Do chưa biết Φ nên ℜ µ cũng chưa biết. Như vậy ta có bài toán phi tuyến: m � i (Φ i )Φ i = F(Φ i ) µ i =1 • Bài toán này được giải bằng các phương pháp gần đúng
Ví dụ: Một mạch từ có từ trở 1500Av/Wb trên đó có đặt một cuộn dây. Cuộn dây này có 200 vòng làm bằng dây nhôm. Khi nối cuộn dây với nguồn điện một chiều có điện áp 24V thì dòng điện qua nó là 3A. Tính từ thông trong lõi thép và điện trở của cuộn dây. S.t.đ của cuộn dây: F = Ni = 200× 3 = 600Av F 600 Từ thông trong lõi thép: Φ= = = 0.4Wb µ 1500 U 24 Điện trở của cuộn dây: R= = = 8Ω I 3
§4. TỔN HAO NĂNG LƯỢNG 1. Tổn hao từ trễ B • Đường cong từ hóa • Tổn hao từ trễ: Bdư p h = kfB n m ax Hk H ph – tổn hao [W/kg] k – hằng số n – hằng số Steinmetz 2. Tổn hao do dòng điện xoáy • Khi Φ biến thiên theo t, trong lõi thép có dòng điện
• Dòng điện này gọi là dòng điện xoáy(dòng Foucault) và gây ra tổn hao công suất. • Tổn hao công suất này bằng: p x = k e f 2 B2 ax m • Để giảm tổn hao công suất này ta thường làm mạch từ bằng các lá thép mỏng có sơn cách điện ghép lại với nhau.
§5. CỰC TỪ, TẦN SỐ, GÓC ĐỘ ĐIỆN 1. Cực từ • Dùng để tạo ra từ trường trong máy điện 2. Tần số • Khi cực tính của cực từ thay đổi, chiều của e thay đổi theo N S e e
• Khi thanh dẫn qua 2 cực từ sđđ thay N đổi được 1 chu kỳ • Nếu máy có 2p cực từ thì khi đi hết 1 vòng sđđ thay đổi p chu kỳ • Tần số là số chu kỳ trong 1s S n f= p 60 3. Góc độ điện • Góc độ điện cho biết góc lệch pha của sđđ của các thanh dẫn nằm trong 2 rãnh cạnh nhau.
N S N S 0 π 2π • Đi hết một vòng sđđ thay đổi p chu kỳ, tương ứng với p× 360o điện, trên đó có Z rãnh. Vậy: p 360 o α= Z • Một vòng chỉ tương ứng với 360o hình học, nên một độ hình học ứng với p độ điện