zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Máy điện 1: Chương 2 - TS. Trần Tuấn Vũ

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Báo xấu

47
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Máy điện 1: Chương 2 Lý thuyết cở bản về máy điện quay cung cấp cho người học những kiến thức như: Nguyên lý biến đổi cơ điện; Dây quấn máy điện xoay chiều; Suất điện động của dây quấn máy điện xoay chiều; Sức từ động của dây quấn máy điện xoay chiều. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Máy điện 1: Chương 2 - TS. Trần Tuấn Vũ

Học phần EE3140 – MÁY ĐIỆN I Chương 2 Lý thuyết cở bản về máy điện quay TS. Trần Tuấn Vũ BM Thiết Bị Điện - Điện Tử Viện Điện / C3-106 vu.trantuan@hust.edu.vn / 0906 298 290 ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 12/2015 1 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY Tổng kết Chương 1 – Máy biến áp 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MBA Các mục chính đã học 2. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MBA 3. CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MBA 4. MÁY BIẾN ÁP 3 PHA Buổi học tới Chương 2 – Những vấn đề chung về MĐ quay 1. NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI CƠ ĐIỆN 2. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU Các mục sẽ học 3. SĐĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 4. STĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 2
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 1. Nguyên lý biến đổi điện cơ (1/11) 1.1. Tổng quan về máy điện quay và phân loại Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay MĐ xoay chiều MĐ 1 chiều MĐ không đồng bộ MĐ đồng bộ Máy biến áp Máy phát Động cơ ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 3 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 1. Nguyên lý biến đổi điện cơ (2/11) 1.2. Biến đổi điện cơ và cấu tạo Trục Cấu tạo Rãnh stator/rotor STATOR Dây quấn Khe hở không khí Vỏ máy điện ROTOR ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 4
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (3/11) 2.1. Khái niệm chung Vai trò của Tạo ra sức điện động nhất định cho máy. dây quấn Tạo ra một từ trường cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng trong máy. Yêu cầu đối Có độ bền nhất định về cơ, điện, nhiệt. với dây quấn Chế tạo đơn giản, dễ lắp ráp, giá thành rẻ. Theo số pha 1 pha (nguồn 1 pha). 2 pha (nguồn 1 pha). 3 pha (nguồn 3 pha). Theo số lớp 1 lớp Các loại dây 2 lớp. quấn Theo cách xếp đặt dây quấn xếp dây quấn sóng. Z phân số. Theo số q = số nguyên. 2mp ( Z: số rãnh; p : số đôi cực; m: số pha; q : số rãnh của 1 pha dưới 1 cực.) ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 5 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (4/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều Sơ đồ triển khải dây quấn máy điện xoay chiều 3 pha: Z = 24; 2.p = 4 (24 rãnh stator; 4 cực) Dây trung tính nối Y Pha A Pha B Pha C ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 6
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (5/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.1. Dây quấy 1 lớp Mỗi rãnh chỉ đặt 1 cạnh tác dụng của 1 phần tử (gồm 2 cạnh tác dụng) Ví dụ: Dây quấn stato ĐCKĐB. Es – sđđ của 1 phần tử Etd’, Etd’’ – sđđ của thanh dẫn E& s = E& 'td - E& 'td' E& 'td E& 'td' ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 7 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (6/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.1. Dây quấy 1 lớp *Một số khái niệm về cực trong dây quấn - Số cực 2p: số cực N, S do từ trường dây quấn stator tạo ra. - Số đôi cực p: số cặp cực NS - Bước cực τ (tô): khoảng cách giữa hai cực NS dọc theo khe hở không khí giữa stator và rotor Ví dụ: Xét chiều dòng điện trong các thanh dẫn vào thời điểm iA = Imax ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 8
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (7/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.1. Dây quấy 1 lớp Ví dụ: Phân tích và vẽ sơ đồ khai triển dây quấn một lớp, ba pha: Z = 24; 2p = 4; ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 9 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (8/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.1. Dây quấy 1 lớp Sự phối hợp các thanh dẫn, phần tử tạo nên dây quấn pha stator Quy ước: lấy số thứ tự rãnh trong đó đặt cạnh tác dụng thứ nhất của một phần tử gọi tên phần tử. ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 10
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (9/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều Sơ đồ triển khải dây quấn máy điện xoay chiều 3 pha: Z = 24; 2.p = 4 (24 rãnh stator; 4 cực) Dây trung tính nối Y Pha A Pha B Pha C ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 11 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (10/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.2. Dây quấy 2 lớp y Định nghĩa Mỗi rãnh đặt 2 cạnh tác dụng của 2 phần tử khác nhau. Mỗi phần tử có 1 cạnh tác dụng nằm ở lớp trên của 1 rãnh và 1 cạnh nằm ở lớp dưới của rãnh khác. Đặc điểm Số phần tử S = số rãnh Z. Ưu điểm Có thể thực hiện được bước ngắn để cải dây quấn 2 lớp thiện được dạng sóng của sức điện động. Nhược Lồng dây quấn vào rãnh cũng như sửa điểm chữa khó khăn hơn. Phân loại dây y - khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng. quấn theo y = βτ bước β>1 dây quấn bước dài β=1 dây quấn bước đủ. β
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 2. Dây quấn máy điện xoay chiều (11/11) 2.2. Dây quấn máy điện xoay chiều 2.2.2. Dây quấy 2 lớp Dây quấn 1 lớp Dây quấn 2 lớp ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 13 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY Tổng kết Chương 2 – Lý thuyết cơ bản máy điện quay 1. NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI CƠ ĐIỆN Các mục chính đã học 2. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 3. SĐĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 3. STĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU Buổi học tới Chương 2 – Lý thuyết cơ bản về MĐ quay Chương 2 – Lý thuyết cơ bản máy điện quay 1. NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI CƠ ĐIỆN Các mục sẽ học 2. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 3. SĐĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 4. STĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 14
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (1/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều • Thanh dẫn đặt trong từ trường biến thiên hoặc chuyển động tương đối so với từ trường sẽ được cảm ứng sức điện động. • Xét một máy cụ thể là máy phát điện đồng bộ rotor cực lồi. Từ cảm B dọc theo khe hở không khí giữa stator và rotor có dạng hình thang cong có thể phân tích thành dãy Fourier: ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 15 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (2/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều 3.1.1. SĐĐ trong dây quấn do từ trường bậc 1 (cơ bản) a. SĐĐ của 1 thanh dẫn t ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 16
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (3/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều 3.1.1. SĐĐ trong dây quấn do từ trường bậc 1 b. Sức điện động của 1 vòng dây hoặc 1 bối dây Sức điện động của 1 bối dây có ws vòng dây - E& 'td' đặt trong 1 rãnh: E& v = E& 'td − E& 'td' E& 'td Es = wsEv = 4,44.Φ.f.kn.ws βπ E& 'td' ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 17 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (4/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều 3.1.1. SĐĐ trong dây quấn do từ trường bậc 1 c. Sức điện động của 1 nhóm bối dây Eq • Xét 1 nhóm bối dây có q bối dây (q phần tử) mắc nối tiếp và đặt trong một số rãnh liên tiếp. 2π • Góc điện giữa 2 rãnh liên tiếp: α = Z • Vùng pha γ = q.α p • Sức điện động các phần tử lệch nhau góc α • Hệ số quấn rải: qα Σ tong hinh hoc E q sin kr = = 2 Σ dai so E q α qsin 2 Eq = q.Es.kr Eq = q.4,44.Φ.f.kn.ws.kr Eq = 4,44.Φ.f.q.kdq.ws Hệ số dây quấn kdq = kn.kr; ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 18
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (5/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều 3.1.1. SĐĐ trong dây quấn do từ trường bậc 1 d. Sức điện động của một pha dây quấn: Ef • Mỗi pha dây quấn có nhiều nhóm bối dây mắc nối tiếp hoặc song song. • Sức điện động một pha = sức điện động một nhánh song song. • Mỗi nhánh song song có n nhóm bối dây có vị trí giống nhau trong từ trường do đó sđđ có thể cộng số học: Ef = n.Eq = n.4,44.Φ.f.q.kdq.ws = 4,44.Φ.f.kdq.w (w = n.q.wS - số vòng dây của một nhánh song song) • Ví dụ: 2 nhóm bối dây A1X1 và A2X2 của pha A dây quấn. ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 19 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (6/10) 3.1. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều 3.1.2. SĐĐ trong dây quấn do từ trường bậc cao (B3, B5, …Bν) • Sđđ của 1 pha dây quấn bậc ν: Eν = 4,44.Φν.fν.kdq.w • Tổng hợp sđđ của 1 pha dây quấn: e = e1 + e3 + e5... • Trị số hiệu dụng E = E12 + E 32 + E 52 + .... ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 20
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (7/10) 3.2. Các phương pháp cải thiện dạng sóng SĐĐ Cần phải cải thiện dạng sóng của từ cảm khe hở không khí và SĐĐ để nó có dạng gần hình sin (giảm tổn hao do sóng hài) 3.2.1. Chọn độ cong mặt cực một cách thích hợp • δ : khe hở nhỏ nhất, nằm giữa mặt cực; • δm : khe hở ở mỏm cực từ. • bc: bề rộng mặt cực δ • Công thức gần đúng: δ x = x cos π τ • Thông thường: bc = (0,67÷0,75)τ δm = (1,5÷2,6)δ ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 21 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (8/10) 3.2. Các phương pháp cải thiện dạng sóng SĐĐ 3.2.2. Rút ngắn bước dây quấn ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 22
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (9/10) 3.2. Các phương pháp cải thiện dạng sóng SĐĐ 3.2.3. Quấn rải Bằng cách tăng số nhóm bối dây νqα sin Hệ số quấn rải: k rν = 2 να q sin 2 Quấn tập trung q = 1 → krν = 1 → E3, E5, E7 đều tồn tại. Quấn rải q > 1 → krν < kr1 → E3, E5, E7 bị suy yếu. Ví dụ: Tesla (q = 5), Zóe Renault (q = 4) ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 23 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 3. SĐĐ dây quấn máy điện xoay chiều (10/10) 3.2. Các phương pháp cải thiện dạng sóng SĐĐ 3.2.4. Rãnh chéo - Rotor rãnh thẳng, stato rãnh chéo (rãnh nghiêng) với độ chéo bc bằng một bước răng rôto. - Stato rãnh thẳng, rotor rãnh chéo (rãnh nghiêng) với độ chéo bc bằng một bước răng stato. bc Rãnh thẳng Rãnh chéo ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 24
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (1/6) 4.1. Khái niệm chung • Dòng điện xoay chiều I chạy trong dây quấn sẽ sinh ra từ thông Φ dọc theo khe hở không khí giữa mạch từ của stator và rotor. k = n1 k=n2 Sức từ động (STĐ): ∑ H k lk = ∑ W kik = F k =1 k =1 • Tuỳ theo tính chất của dòng điện (1, 3 pha) và loại dây quấn (1, 2, 3 pha) mà sức từ động F có thể là STĐ đập mạch hoặc STĐ quay. φ φ = f(F) F ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 25 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (2/6) 4.2. STĐ của dây quấn 1 pha • Sức từ động dây quấn một pha là đập mạch: Fđm = Fmsinωtsinα - α: góc không gian. - ωt: góc thời gian. Sức từ động tại một vị trí trong khe hở Sức từ động tại một thời điểm bất kỳ không khí giữa stato và rotor biến thiên biến thiên theo vị trí trong khe hở theo thời gian không khí giữa stato và rotor ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 26
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (3/6) 4.3. STĐ của dây quấn 2 pha Sức từ động của dây quấn hai pha là sức từ động quay: Fq = Fmsin(ωt ± α) F quay ngược = Fmsin(ωt + α) ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 27 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (4/6) 4.3. STĐ của dây quấn 2 pha • Quan hệ giữa Fđm và Fq: ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 28
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (5/6) 4.4. STĐ của dây quấn 3 pha • Dây quấn 3 pha là hệ thống 3 dây quấn 1 pha đặt lệch nhau góc không gian là 1200 iA = Isinωt iB = Isin(ωt - 1200) iC = Isin(ωt - 2400) • Sức từ động của dây quấn 3 pha là sức từ động quay F&∑ F&B F& B F&A F&B F&A 3 F&C 2 F&∑ ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 29 Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY 4. STĐ dây quấn máy điện xoay chiều (6/6) 4.4. STĐ của dây quấn 3 pha ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 30
Chương 2 – LÝ THUYẾT CỞ BẢN VỀ MÁY ĐIỆN QUAY Tổng kết Chương 2 – Lý thuyết cơ bản máy điện quay 1. NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI CƠ ĐIỆN Các mục chính đã học 2. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 3. SĐĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 3. STĐ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU Buổi học tới Chương 3 – Máy điện Không Đồng Bộ (KĐB) 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB 2. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN KĐB Các mục sẽ học 3. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB 4. ĐỘNG CƠ KĐB 1 PHA ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 31

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.