intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình Máy điện 1 - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Chia sẻ: Mucnang222 Mucnang222 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:177

Thêm vào BST
Báo xấu
66
lượt xem 14
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình được biên soạn dành cho các bạn sinh viên đại học ngành kỹ thuật điện và điện tự động của trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định, với các nội dung chính được trình bày như sau: Khái quát chung về máy điện, máy biến áp, lý luận chung của máy điện xoay chiều, máy điện không đồng bộ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện 1 - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

  1. Bé lao ®éng th­¬ng binh vµ x· héi Tr­êng ®¹i häc s­ ph¹m kü thuËt nam ®Þnh Gi¸o tr×nh M¸y ®iÖn 1 Nam ®Þnh - 2009
  2. Ths.Ph¹m thÞ hoa – Ths.l· v¨n tr­ëng Gi¸o tr×nh M¸y ®iÖn 1 Nam ®Þnh - 2009
  3. Môc lôc Më ®Çu .........................................................................................................................1 Ch­¬ng 0: Kh¸i qu¸t chung vÒ m¸y ®iÖn ................................................................2 1. Kh¸i niÖm vÒ m¸y ®iÖn......................................................................................2 2. Ph©n lo¹i m¸y ®iÖn ............................................................................................2 3. VËt liÖu dïng trong m¸y ®iÖn............................................................................3 4. C¸c chÕ ®é lµm viÖc vµ nh÷ng ®¹i l­îng ®Þnh møc cña m¸y ®iÖn ....................5 5. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu m¸y ®iÖn ...................................................................5 Ch­¬ng 1: M¸y biÕn ¸p ..............................................................................................8 1.1. §¹i c­¬ng vÒ m¸y biÕn ¸p..................................................................................8 1.1.1. Vai trß cña m¸y biÕn ¸p ..............................................................................8 1.1.2. KÕt cÊu cña m¸y biÕn ¸p .............................................................................9 1.1.3. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p ........................................................12 1.1.4. §Þnh nghÜa m¸y biÕn ¸p ............................................................................14 1.1.5. C¸c ®¹i l­îng ®Þnh møc.............................................................................14 1.1.6. Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p ...............................................................................15 1.2. Tæ nèi d©y vµ m¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p...........................................................16 1.2.1. Tæ nèi d©y cña m¸y biÕn ¸p ......................................................................16 1.2.2. M¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p ..........................................................................21 1.3. Quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y biÕn ¸p ..................................................................27 1.3.1. C¸c ph­¬ng tr×nh c¬ b¶n cña m¸y biÕn ¸p ................................................27 1.3.2. M¹ch ®iÖn thay thÕ m¸y biÕn ¸p ..............................................................29 1.3.3. §å thÞ vÐc t¬ cña m¸y biÕn ¸p ..................................................................31 1.3.4. X¸c ®Þnh c¸c tham sè cña m¸y biÕn ¸p ....................................................33 1.4. M¸y biÕn ¸p lµm viÖc víi t¶i ®èi xøng .............................................................41 1.4.1. Gi¶n ®å n¨ng l­îng vµ hiÖu suÊt cña m¸y biÕn ¸p ....................................41 1.4.2. §é thay ®æi ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p vµ c¸ch ®iÒu chØnh. ........................43 1.4.3. M¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song ...............................................................49 1.5. M¸y biÕn ¸p lµm viÖc víi t¶i kh«ng ®èi xøng..................................................56 1.5.1. Kh¸i qu¸t chung ........................................................................................56 1.5.2. M¹ch ®iÖn thay thÕ vµ tæng trë cña MBA ®èi víi c¸c thµnh phÇn ®èi xøng ......57 1.5.2. T¶i kh«ng ®èi xøng cña m¸y biÕn ¸p ........................................................59 1.5.3. Ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng cña m¸y biÕn ¸p ...........................................62 1.6. C¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p ®Æc biÖt ..........................................................................62 1.6.1. M¸y biÕn ¸p ba d©y quÊn ..........................................................................62 1.6.2. M¸y biÕn ¸p tù ngÉu ..................................................................................65 1.6.3. M¸y biÕn ¸p ®o l­êng................................................................................66
  4. 1.6.4. M¸y biÕn ¸p hµn hå quang ........................................................................68 Ch­¬ng 2: Lý luËn chung cña m¸y ®iÖn quay xoay chiÒu ....................................69 2.1. D©y quÊn m¸y ®iÖn quay xoay chiÒu...............................................................69 2.1.1. §¹i c­¬ng ..................................................................................................69 2.1.2. D©y quÊn ba pha cã q lµ sè nguyªn...........................................................72 2.1.3. D©y quÊn ba pha cã q lµ ph©n sè...............................................................76 2.1.4. D©y quÊn m¸y ®iÖn xoay chiÒu mét pha ...................................................77 2.1.5. D©y quÊn ng¾n m¹ch kiÓu lång sãc ..........................................................80 2.1.6. X¸c ®Þnh cùc tÝnh c¸c ®Çu d©y ra cña m¸y ®iÖn xoay chiÒu .....................80 2.2. Søc ®iÖn ®éng d©y quÊn m¸y ®iÖn xoay chiÒu.................................................81 2.2.1. Kh¸i qu¸t chung ........................................................................................81 2.2.2. Søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong d©y quÊn ....................................................82 2.2.3. C¶i thiÖn d¹ng sãng søc ®iÖn ®éng ...........................................................86 2.3. Søc tõ ®éng cña d©y quÊn m¸y ®iÖn xoay chiÒu ..............................................87 2.3.1. Kh¸i qu¸t chung .......................................................................................87 2.3.2. Søc tõ ®éng d©y quÊn mét pha .................................................................90 2.3.3. Søc tõ ®éng d©y quÊn 3 pha (m pha) .........................................................93 2.3.4. Søc tõ ®éng d©y quÊn 2 pha ......................................................................95 2.4. Ph¸t nãng vµ lµm m¸t cña c¸c m¸y ®iÖn..........................................................95 2.4.1. Kh¸i qu¸t chung ........................................................................................95 2.4.2. Sù ph¸t nãng vµ nguéi l¹nh cña m¸y ®iÖn.................................................98 2.4.2. VÊn ®Ò lµm l¹nh c¸c m¸y ®iÖn ................................................................100 Ch­¬ng 3: M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé ....................................................................102 3.1. §¹i c­¬ng vÒ m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé .........................................................102 3.1.1. Ph©n lo¹i vµ kÕt cÊu.................................................................................102 3.1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé..................................104 3.1.3. C¸c ®¹i l­îng ®Þnh møc ..........................................................................106 3.2. Quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé ...........................................107 3.2.1. Kh¸i qu¸t chung ......................................................................................107 3.2.2. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm viÖc khi r«to ®øng yªn ............................107 3.2.3. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm viÖc khi rotor quay ..................................111 3.2.4. C¸c chÕ ®é lµm viÖc, gi¶n ®å n¨ng l­îng vµ ®å thÞ vÐc t¬ cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé...................................................................................................115 3.2.5. BiÓu thøc m«men ®iÖn tõ cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé .........................119 3.3. C¸c ®­êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ...................................126 3.3.1. §Æc tÝnh tèc ®é n = f(P2) .........................................................................126 3.3.2. §Æc tÝnh moment M = f (P2)...................................................................126 3.3.3. Tæn hao vµ ®Æc tÝnh hiÖu suÊt cña ®éng c¬ η = f (P2) .............................127
  5. 3.3.4. §Æc tÝnh hÖ sè c«ng suÊt cosϕ = f (P2) ....................................................127 3.3.4. N¨ng lùc qu¸ t¶i ......................................................................................127 3.4. §å thÞ vßng trßn cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé..............................................129 3.4.1. §¹i c­¬ng ................................................................................................129 3.4.2. C¸ch x©y dùng ®å thÞ vßng trßn ..............................................................129 3.4.2. X¸c ®Þnh ®Æc tÝnh lµm viÖc cña m¸y ®iÖn K§B b»ng ®å thÞ vßng trßn ..132 3.5. §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé øng dông hiÖu øng mÆt ngoµi .........................134 3.5.1. §¹i c­¬ng ................................................................................................134 3.5.2. §éng c¬ ®iÖn r«to r·nh s©u .....................................................................134 3.5.3. §éng c¬ ®iÖn r«to hai lång sãc ...............................................................136 3.6. Më m¸y vµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ..........................138 3.6.1. Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ....................................................138 3.6.2. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé (K§B)..........................141 3.7. C¸c chÕ ®é h·m cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé.........................................150 3.7.1. Ph­¬ng ph¸p h·m ng­îc .........................................................................151 3.7.2. Ph­¬ng ph¸p h·m t¸i sinh .......................................................................151 3.7.3. Ph­¬ng ph¸p h·m ®éng n¨ng ..................................................................152 3.8. §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé mét pha ...........................................................152 3.8.1. §¹i c­¬ng vÒ m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé mét pha.....................................152 3.8.2. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét pha ......................152 3.8.3. Ph­¬ng ph¸p më m¸y vµ c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét pha ........................154 3.8.4. Sö dông ®éng c¬ ®iÖn 3 pha vµo l­íi ®iÖn 1 pha .....................................157 3.9. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé ®Æc biÖt..................................................................159 3.9.1. M¸y dÞch pha...........................................................................................159 3.9.2. M¸y ®iÒu chØnh c¶m øng .........................................................................160 3.9.3. M¸y biÕn ®æi tÇn sè .................................................................................162 3.9.4. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm viÖc trong hÖ thèng tù ®ång bé (xenxin) .163 3.9.5. §éng c¬ thõa hµnh kh«ng ®ång bé .........................................................165 3.9.6. M¸y ph¸t tèc ®é.......................................................................................166 3.9.7. M¸y biÕn ¸p xoay ....................................................................................168 Tµi liÖu tham kh¶o..................................................................................................171
  6. Më ®Çu M¸y ®iÖn lµ nh÷ng thiÕt bÞ ®iÖn ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt trong tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc cña nÒn kinh tÕ, v× vËy viÖc t×m hiÓu, nghiªn cøu ®Ó cã nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n trong viÖc thiÕt kÕ, sö dông, vËn hµnh, söa ch÷a, khai th¸c m¸y ®iÖn lµ vÊn ®Ò ®­îc nhiÒu ng­êi, nhiÒu ngµnh quan t©m. Gi¸o tr×nh "M¸y ®iÖn 1" ®­îc biªn so¹n theo ch­¬ng tr×nh m«n häc M¸y ®iÖn 1 ®· ®­îc Héi ®ång khoa häc Tr­êng §¹i häc S­ ph¹m Kü thuËt Nam §Þnh phª duyÖt. Néi dung cña gi¸o tr×nh gåm c¸c vÊn ®Ò sau: Ch­¬ng 0. Kh¸i qu¸t chung vÒ m¸y ®iÖn Ch­¬ng 1. M¸y biÕn ¸p Ch­¬ng 2. Lý luËn chung cña m¸y ®iÖn quay xoay chiÒu Ch­¬ng 3. M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé Gi¸o tr×nh lµ tµi liÖu häc tËp cho ®èi t­îng lµ sinh viªn ®¹i häc ngµnh kü thuËt ®iÖn vµ ®iÖn tù ®éng cña tr­êng vµ còng lµ tµi liÖu tham kh¶o cho sinh viªn c¸c ngµnh liªn quan vµ c¸c kü s­, kü thuËt viªn quan t©m nghiªn cøu m¸y ®iÖn. Khi biªn so¹n gi¸o tr×nh, chóng t«i ®· cè g¾ng cËp nhËt nh÷ng kiÕn thøc míi cã liªn quan vµ phï hîp víi ®èi t­îng sö dông còng nh­ cè g¾ng g¾n nh÷ng néi dung lý thuyÕt víi nh÷ng vÊn ®Ò thùc tÕ th­êng gÆp trong s¶n xuÊt, ®êi sèng ®Ó gi¸o tr×nh cã tÝnh thùc tiÔn cao. Sau mçi phÇn ®Òu cã bµi tËp. MÆc dï ®· cè g¾ng nh­ng ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt. RÊt mong nhËn ®­îc ý kiÕn ®ãng gãp cña ng­êi sö dông. Mäi ý kiÕn ®ãng gãp xin göi vÒ bé m«n C¬ së kü thuËt ®iÖn, Khoa §iÖn - §iÖn tö, Tr­êng §¹i häc S­ ph¹m Kü thuËt Nam §Þnh. C¸c t¸c gi¶ 1
  7. Ch­¬ng 0: Kh¸i qu¸t chung vÒ m¸y ®iÖn 1. Kh¸i niÖm vÒ m¸y ®iÖn Theo quan ®iÓm n¨ng l­îng: M¸y ®iÖn lµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tõ, nguyªn lý lµm viÖc dùa vµo hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ, dïng ®Ó truyÒn t¶i hoÆc biÕn ®æi n¨ng l­îng ®iÖn tõ (biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng, biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng hoÆc biÕn ®æi c¸c th«ng sè ®iÖn nh­ dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p, tÇn sè..). Qu¸ tr×nh truyÒn t¶i hoÆc biÕn ®æi n¨ng l­îng ®iÖn tõ trong c¸c m¸y ®iÖn ®Òu ph¶i th«ng qua tr­êng ®iÖn tõ tån t¹i trong m¸y. Do ®ã bÊt kú mét m¸y ®iÖn nµo còng ®Òu cã hai m¹ch lµ m¹ch ®iÖn vµ m¹ch tõ. C¸c m¸y ®iÖn cã nhiÒu lo¹i vµ cÊu t¹o tuy cã kh¸c nhau song ®øng vÒ mÆt n¨ng l­îng cã thÓ coi m¸y ®iÖn nh­ mét thiÕt bÞ ®iÖn cã hai cöa lµ cöa vµo nhËn n¨ng l­îng ®­a vµo vµ cöa ra ®­a n¨ng l­îng tõ m¸y ra ngoµi (H×nh 0-1). ∆P Cöa vµo M¸y Cöa ra P1 M¸y ®iÖn P2 ®iÖn (u, i) hoÆc (M, n) hoÆc (M, n) (u, i) H×nh 0.1: ThiÕt bÞ ®iÖn cã H×nh 0.2: Dßng n¨ng l­îng hai cöa ch¶y qua m¸y ®iÖn NÕu lµ m¸y ph¸t ®iÖn th× n¨ng l­îng ®­a vµo cöa vµo lµ c¬ n¨ng thÓ hiÖn qua m«men M vµ tèc ®é quay n truyÒn lªn trôc quay m¸y ph¸t cßn n¨ng l­îng lÊy ë cöa ra lµ ®iÖn n¨ng thÓ hiÖn qua dßng ®iÖn i vµ ®iÖn ¸p u. NÕu lµ ®éng c¬ th× ng­îc l¹i, n¨ng l­îng ®­a vµo lµ ®iÖn n¨ng (u, i) vµ n¨ng l­îng lÊy ra lµ c¬ n¨ng (M, n). Tr­êng hîp m¸y truyÒn t¶i n¨ng l­îng, vÝ dô nh­ m¸y biÕn ¸p th× n¨ng l­îng ë cöa vµo vµ cöa ra ®Òu lµ ®iÖn n¨ng (vµo u1, i1; ra u2, i2). Ta cã thÓ coi nh­ cã mét dßng n¨ng l­îng ch¶y liªn tôc qua m¸y ®iÖn (H×nh 0-2), dßng n¨ng l­îng ch¶y vµo m¸y víi c«ng suÊt P1, mét phÇn n¨ng l­îng nµy bÞ mÊt m¸t ë trong m¸y víi c«ng suÊt ∆P vµ n¨ng l­îng ch¶y ra khái m¸y víi c«ng suÊt cßn l¹i lµ P2 = P1 - ∆P. 2. Ph©n lo¹i m¸y ®iÖn C¸c m¸y ®iÖn gi÷ vai trß chñ yÕu trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, dïng trong mäi lÜnh vùc s¶n xuÊt nh­ c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, l©m nghiÖp, x©y dùng... M¸y ®iÖn ®­îc ph©n lo¹i theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau nh­: theo c«ng suÊt, theo cÊu t¹o, theo dßng ®iÖn (mét chiÒu, xoay chiÒu), theo nguyªn lý lµm viÖc, theo kiÓu b¶o vÖ, theo chøc n¨ng,...ë ®©y ta ph©n lo¹i dùa theo nguyªn lý biÕn ®æi n¨ng l­îng nh­ sau: 2
  8. a. M¸y ®iÖn tÜnh M¸y ®iÖn tÜnh th­êng gÆp lµ m¸y biÕn ¸p, lµm viÖc dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ do sù biÕn thiªn tõ th«ng gi÷a c¸c cuén d©y kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau. Lo¹i m¸y nµy th­êng dïng ®Ó biÕn ®æi th«ng sè ®iÖn n¨ng. b. M¸y ®iÖn quay (®éng) Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn quay dùa vµo hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ do tõ tr­êng vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi víi nhau g©y ra. Lo¹i m¸y nµy th­êng dïng ®Ó biÕn ®æi d¹ng n¨ng l­îng, vÝ dô biÕn ®æi ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng (®éng c¬ ®iÖn), hoÆc biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn n¨ng (m¸y ph¸t ®iÖn). S¬ ®å ph©n lo¹i m¸y ®iÖn th«ng dông th­êng gÆp nh­ trªn H×nh 0-3. M¸y ®iÖn M¸y ®iÖn tÜnh M¸y ®iÖn quay M¸y ®iÖn xoay chiÒu M¸y ®iÖn mét chiÒu M§ kh«ng M§ ®ång bé ®ång bé §éng M¸y §éng M¸y §éng M¸y M¸y c¬ ph¸t c¬ ph¸t c¬ ph¸t ®iÖn ®iÖn ®ång ®iÖn mét mét biÕn §B chiÒu chiÒu ¸p K§B K§B bé H×nh 0.3: S¬ ®å ph©n lo¹i m¸y ®iÖn 3. VËt liÖu dïng trong m¸y ®iÖn C¸c vËt liÖu dïng trong m¸y ®iÖn gåm: vËt liÖu cÊu tróc, vËt liÖu t¸c dông, vËt liÖu c¸ch ®iÖn. a. VËt liÖu cÊu tróc VËt liÖu cÊu tróc lµ vËt liÖu dïng chÕ t¹o c¸c chi tiÕt ®Ó nhËn hoÆc truyÒn c¸c t¸c ®éng c¬ häc. VÝ dô: trôc m¸y, æ m¸y, vá m¸y, n¾p m¸y. 3
  9. VËt liÖu cÊu tróc th­êng dïng trong m¸y ®iÖn lµ gang, thÐp l¸, thÐp rÌn, kim lo¹i mµu vµ c¸c hîp chÊt cña chóng, c¸c chÊt dÎo. b. VËt liÖu t¸c dông VËt liÖu t¸c dông lµ c¸c vËt liÖu dïng chÕ t¹o nh÷ng bé phËn dÉn ®iÖn hoÆc dÉn tõ, t¹o ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt cho nh÷ng qu¸ tr×nh ®iÖn tõ x¶y ra trong m¸y ®iÖn. * VËt liÖu dÉn tõ VËt liÖu dÉn tõ th­êng dïng trong m¸y ®iÖn lµ c¸c vËt liÖu s¾t tõ kh¸c nhau nh­ l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn, gang, thÐp ®óc, l¸ thÐp. ë c¸c phÇn m¹ch tõ dÉn tõ th«ng biÕn thiªn víi tÇn sè 50 Hz (nh­ lâi thÐp m¸y biÕn ¸p, stato, r«to m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé) th× vËt liÖu s¾t tõ lµm b»ng c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn dµy 0,35 mm ®Õn 0,5 mm, cã pha thªm 2 ®Õn 5 % Ni ®Ó t¨ng ®iÖn trë trªn ®­êng ®i cña dßng ®iÖn xo¸y. ë c¸c tÇn sè lín h¬n th× c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn chØ dµy 0,1 mm ®Õn 0,2 mm ®Ó gi¶m tæn thÊt dßng ®iÖn xo¸y trong m¹ch tõ. Nh÷ng l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn cã thÓ chÕ t¹o b»ng ph­¬ng ph¸p c¸n nãng hoÆc c¸n nguéi. HiÖn nay ®a sè c¸c m¸y biÕn ¸p vµ m¸y ®iÖn quay c«ng suÊt lín ®Òu dïng thÐp c¸n nguéi v× nã cã ®é tõ thÈm cao, tæn thÊt s¾t tõ nhá h¬n lo¹i thÐp c¸n nãng. ë c¸c phÇn m¹ch tõ dÉn tõ th«ng kh«ng ®æi (r«to m¸y ®iÖn ®ång bé, cùc tõ m¸y ®iÖn mét chiÒu) th× vËt liÖu s¾t tõ lµ thÐp ®óc, thÐp rÌn hoÆc thÐp l¸. * VËt liÖu dÉn ®iÖn VËt liÖu dÉn ®iÖn th­êng dïng tèt nhÊt trong c¸c m¸y ®iÖn lµ ®ång v× nã kh«ng ®¾t l¾m mµ ®iÖn trë suÊt l¹i nhá. Nh«m còng ®­îc dïng nhiÒu, nh«m cã ®iÖn trë suÊt lín h¬n ®ång nh­ng l¹i nhÑ. §«i khi cßn dïng d©y dÉn lµ nh÷ng hîp kim nh­ ®ång thau (hçn hîp cña ®ång, thiÕc, kÏm), ®ång ®á pha phètpho. c. VËt liÖu c¸ch ®iÖn VËt liÖu c¸ch ®iÖn dïng ®Ó c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c phÇn dÉn ®iÖn vµ kh«ng dÉn ®iÖn hoÆc gi÷a c¸c phÇn dÉn ®iÖn víi nhau. VËt liÖu c¸ch ®iÖn lµ vËt liÖu quan träng trong m¸y ®iÖn, nã quyÕt ®Þnh phÇn lín sù lµm viÖc æn ®Þnh cña m¸y. Yªu cÇu vËt liÖu c¸ch ®iÖn ph¶i cã c­êng ®é c¸ch ®iÖn cao, chÞu nhiÖt tèt, t¶n nhiÖt tèt, chèng Èm vµ bÒn vÒ c¬ häc. §é bÒn v÷ng vÒ nhiÖt cña chÊt c¸ch ®iÖn bäc d©y dÉn quyÕt ®Þnh nhiÖt ®é cho phÐp cña d©y dÉn vµ do ®ã quyÕt ®Þnh t¶i cña nã. NÕu tÝnh n¨ng cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn cao th× líp c¸ch ®iÖn máng vµ kÝch th­íc m¸y gi¶m. ChÊt c¸ch ®iÖn chñ yÕu ë thÓ r¾n, gåm 4 bèn nhãm: chÊt h÷u c¬ thiªn nhiªn nh­ giÊy, v¶i lôa; chÊt v« c¬ nh­ ami¨ng, mica, sîi thuû tinh; c¸c chÊt tæng hîp; c¸c lo¹i men, s¬n c¸ch ®iÖn. ChÊt c¸ch ®iÖn tèt nhÊt lµ mica, song t­¬ng ®èi ®¾t nªn chØ dïng trong c¸c m¸y ®iÖn cã ®iÖn ¸p cao (tõ 3000 V trë lªn). Th«ng th­êng dïng c¸c vËt liÖu nh­ giÊy, v¶i, sîi… chóng cã ®é bÒn c¬ tèt, mÒm, rÎ tiÒn nh­ng dÉn nhiÖt kÐm, hót Èm, c¸ch ®iÖn kÐm v× vËy chóng ph¶i ®­îc sÊy tÈm ®Ó c¶i thiÖn tÝnh n¨ng 4
  10. cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn. Ngoµi ra cßn cã chÊt c¸ch ®iÖn ë thÓ khÝ (kh«ng khÝ, hy®r«) hoÆc thÓ láng (dÇu m¸y biÕn ¸p). C¨n cø vµo ®é bÒn nhiÖt, vËt liÖu c¸ch ®iÖn ®­îc chia thµnh c¸c cÊp nh­ b¶ng sau: KÝ hiÖu cÊp c¸ch ®iÖn Y A E B F H C NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp 90 105 120 130 155 180 >180 (0C) 4. C¸c chÕ ®é lµm viÖc vµ nh÷ng ®¹i l­îng ®Þnh møc cña m¸y ®iÖn Mçi m¸y ®iÖn s¶n xuÊt ra ®Òu ®­îc thiÕt kÕ víi mét c«ng suÊt vµ ®iÖn ¸p nhÊt ®Þnh, tuú theo tiÕt diÖn d©y dÉn vµ tÝnh chÊt c¸ch ®iÖn ®­îc sö dông trong m¸y. NÕu cho m¸y ®iÖn lµm viÖc víi ®iÖn ¸p qu¸ quy ®Þnh th× chÊt c¸ch ®iÖn sÏ bÞ chäc thñng; cßn nÕu cho lµm viÖc víi c«ng suÊt lín qu¸ quy ®Þnh th× m¸y sÏ ph¸t nãng qu¸ møc, chÊt c¸ch ®iÖn bÞ giµ cçi hoÆc cã thÓ bÞ ch¸y. Trªn nh·n c¸c m¸y cã ghi c¸c trÞ sè ®Þnh møc do x­ëng s¶n xuÊt quy ®Þnh. C¸c trÞ sè ®Þnh møc quan träng ®ã lµ ®iÖn ¸p d©y ®Þnh møc U ®m vµ c«ng suÊt ®Þnh møc P®m. Khi m¸y ®iÖn lµm viÖc víi ®óng c¸c trÞ sè ®Þnh møc ghi trªn nh·n m¸y gäi lµ chÕ ®é lµm viÖc ®Þnh møc cña m¸y. Ngoµi ra tuú theo yªu cÇu s¶n xuÊt mµ m¸y ®iÖn cßn ®­îc s¶n xuÊt ®Ó lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc l©u dµi vµ liªn tôc; hoÆc chÕ ®é ®Þnh møc ng¾n h¹n hoÆc ng¾n h¹n lÆp l¹i. 5. Ph­¬ng ph¸p nghiªn cøu m¸y ®iÖn a. C¸c ®Þnh luËt th­êng dïng ®Ó nghiªn cøu m¸y ®iÖn * §Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ • Tr­êng hîp tõ th«ng biÕn thiªn xuyªn qua vßng d©y Khi tõ th«ng xuyªn qua vßng d©y biÕn thiªn, trong vßng d©y sÏ c¶m øng søc ®iÖn ®éng, chiÒu søc ®iÖn ®éng ph¶i cã chiÒu sao cho dßng ®iÖn do nã sinh ra t¹o ra tõ th«ng chèng l¹i sù biÕn thiªn cña tõ th«ng ®· sinh ra nã. Néi dung cña ®Þnh luËt cã thÓ thu gän trong c«ng thøc M¨cxoen (Maxwell): dΦ e=− (0-1) dt Theo c«ng thøc trªn chiÒu søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong vßng d©y cã thÓ x¸c ®Þnh theo quy t¾c vÆn nót chai nh­ sau: Quay c¸i vÆn nót chai tiÕn theo chiÒu cña tõ th«ng, chiÒu quay cña c¸i vÆn nót chai lµ chiÒu d­¬ng cña søc ®iÖn ®éng c¶m øng (H×nh 0-4). DÊu ⊕ trªn h×nh vÏ chØ chiÒu tõ th«ng ®i tõ ngoµi vµo trang giÊy. 5
  11. e Φ H×nh 0.4: X¸c ®Þnh søc ®iÖn ®éng c¶m øng theo c«ng thøc M¾c xoen Khi tõ th«ng biÕn thiªn xuyªn qua cuén d©y cã W vßng d©y, trong cuén d©y cã søc ®iÖn ®éng c¶m øng: dΦ dΨ e=− =− (0-2) dt dt Trong ®ã: Ψ=W.Φ gäi lµ tõ th«ng mãc vßng cña cuén d©y. §¬n vÞ cña tõ th«ng ®o b»ng Wb (vebe), søc ®iÖn ®éng ®o b»ng vol (V). • Tr­êng hîp thanh dÉn chuyÓn ®éng trong tõ tr­êng Khi thanh dÉn cã chiÒu dµi l (m) chuyÓn ®éng vu«ng gãc trong tõ tr­êng ®Òu cã c¶m øng tõ B (T) víi vËn tèc v (m/s), trong thanh dÉn cã søc ®iÖn ®éng c¶m øng cã trÞ sè: E = B.l.v (V) (0-3) ChiÒu søc ®iÖn ®éng c¶m øng x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i (H×nh 0-5): H×nh 0.5: X¸c ®Þnh chiÒu søc ®iÖn ®éng c¶m H×nh 0.6: X¸c ®Þnh chiÒu lùc ®iÖn tõ øng theo quy t¾c bµn tay ph¶i theo quy t¾c bµn tay tr¸i §Ó cho ®­êng søc tõ (hay vÐc t¬ tõ c¶m B) xuyªn vµo lßng bµn tay ph¶i, ngãn tay c¸i do·i ra theo chiÒu chuyÓn ®éng cña thanh dÉn th× chiÒu tõ cæ tay ®Õn bèn ngãn tay cßn l¹i sÏ lµ chiÒu cña søc ®iÖn ®éng c¶m øng. * §Þnh luËt lùc ®iÖn tõ Khi thanh dÉn mang dßng ®iÖn ®Æt trong tõ tr­êng ®Òu cã c­êng ®é tõ c¶m B, thanh dÉn sÏ chÞu mét lùc t¸c dông: F = B. l. i. sinα (0-4) Trong ®ã: l (m) lµ chiÒu dµi thanh dÉn; B (T) lµ tõ c¶m; i (A) lµ dßng ®iÖn trong thanh d©y dÉn; α lµ gãc t¹o bëi chiÒu cña tõ tr­êng vµ dßng ®iÖn. 6
  12. ChiÒu cña lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn thanh dÉn x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i (H×nh 0-6) nh­ sau: Ngöa bµn tay tr¸i cho ®­êng søc tõ (hoÆc vÐc t¬ tõ c¶m B) xuyªn qua lßng bµn tay, chiÒu tõ cæ tay ®Õn bèn ngãn tay lµ chiÒu dßng ®iÖn th× ngãn tay c¸i do·i ra chØ chiÒu lùc ®iÖn tõ. * §Þnh luËt toµn dßng ®iÖn TÝch ph©n vßng cña c­êng ®é tõ tr­êng theo mét ®­êng khÐp kÝn bÊt kú quanh mét sè m¹ch ®iÖn b»ng tæng dßng ®iÖn trong c¸c m¹ch. ∫ Hdl = ∑ i (0-5) b. C¸c b­íc nghiªn cøu m¸y ®iÖn B­íc 1: M« t¶ hiÖn t­îng vËt lý x¶y ra trong m¸y ®iÖn. B­íc 2: Dùa vµo c¸c ®Þnh luËt vËt lý, viÕt c¸c ph­¬ng tr×nh to¸n häc m« t¶ sù lµm viÖc cña m¸y ®iÖn. §ã lµ m« h×nh to¸n häc cña m¸y ®iÖn. B­íc 3: Tõ m« h×nh to¸n häc thiÕt lËp m¹ch, ®ã chÝnh lµ s¬ ®å thay thÕ cña m¸y ®iÖn. B­íc 4: Tõ m« h×nh to¸n häc vµ m« h×nh m¹ch tÝnh to¸n c¸c ®Æc tÝnh vµ nghiªn cøu m¸y ®iÖn, khai th¸c sö dông theo yªu cÇu cô thÓ. 7
  13. Ch­¬ng 1: M¸y biÕn ¸p 1.1. §¹i c­¬ng vÒ m¸y biÕn ¸p 1.1.1. Vai trß cña m¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p (MBA) cã vai trß quan träng trong hÖ thèng ®iÖn, nã lµ mét kh©u quan träng dïng ®Ó truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng. §Ó dÉn ®iÖn tõ c¸c nhµ m¸y ®iÖn ®Õn c¸c hé tiªu thô ®iÖn cÇn ph¶i cã ®­êng d©y truyÒn t¶i ®iÖn (H×nh 1.1). NÕu kho¶ng c¸ch tõ c¸c nhµ m¸y ®iÖn vµ hé tiªu thô lín th× mét vÊn ®Ò ®­îc ®Æt ra lµ lµm thÕ nµo ®Ó viÖc truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa kinh tÕ nhÊt. M¸y ph¸t ®iÖn §­êng d©y truyÒn t¶i ~ Hé tiªu thô M¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p t¨ng ¸p gi¶m ¸p H×nh 1.1: S¬ ®å m¹ng truyÒn t¶i ®iÖn ®¬n gi¶n Dßng ®iÖn truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y : P I= (1.1) 3U cos ϕ Vµ tæn hao c«ng suÊt trªn ®­êng d©y : P2 ∆P = I R d = 2 Rd (1.2) 3U 2 cos 2 ϕ Trong ®ã : P lµ c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y; U lµ ®iÖn ¸p truyÒn t¶i cña ®­êng d©y; Rd lµ ®iÖn trë cña ®­êng d©y; cosϕ lµ hÖ sè c«ng suÊt cña ®­êng d©y; ϕ lµ gãc lÖch pha gi÷a dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p. Tõ c¸c c«ng thøc trªn ta thÊy cïng mét c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y, nÕu ®iÖn ¸p truyÒn t¶i cµng cao th× dßng ®iÖn trªn ®­êng d©y sÏ cµng bÐ, v× vËy träng l­îng vµ chi phÝ ®­êng d©y sÏ gi¶m xuèng, tiÕt kiÖm ®­îc kim lo¹i mµu, ®ång thêi tæn hao c«ng suÊt trªn ®­êng d©y sÏ ®­îc gi¶m xuèng. V× vËy muèn truyÒn t¶i ®­îc c«ng suÊt lín ®i xa Ýt tæn hao vµ tiÕt kiÖm ®­îc kim lo¹i mµu ng­êi ta ph¶i dïng ®iÖn ¸p cao, th­êng lµ 35 KV, 110 KV, 220 KV, 500 KV. Trªn thùc tÕ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn kh«ng cã kh¶ n¨ng ph¸t ra ®iÖn ¸p cao nh­ vËy mµ th­êng tõ 3 KV ÷ 21 KV, do ®ã ph¶i cã thiÕt bÞ t¨ng ¸p ë ®Çu ®­êng d©y. MÆt kh¸c c¸c hé tiªu thô th­êng yªu cÇu ®iÖn ¸p thÊp th­êng tõ 0,4 KV÷6 KV v× vËy ë cuèi ®­êng d©y cÇn cã thiÕt bÞ gi¶m ¸p. ThiÕt bÞ dïng ®Ó t¨ng ¸p ë ®Çu ®­êng d©y vµ gi¶m ¸p ë cuèi ®­êng d©y gäi lµ m¸y biÕn ¸p. 8
  14. Ngoµi ra m¸y biÕn ¸p cßn ®­îc dïng trong c¸c thiÕt bÞ lß nung (m¸y biÕn ¸p lß), trong hµn ®iÖn (m¸y biÕn ¸p hµn), lµm nguån cho c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, ®iÖn tö cÇn nhiÒu cÊp ®iÖn ¸p kh¸c nhau, trong lÜnh vùc ®o l­êng (m¸y biÕn ®iÖn ¸p, m¸y biÕn dßng)... 1.1.2. KÕt cÊu cña m¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p th­êng cã cÊu t¹o tõ ba bé phËn chÝnh lµ lâi thÐp (m¹ch tõ), d©y quÊn vµ vá m¸y. 1. Lâi thÐp m¸y biÕn ¸p Lâi thÐp dïng ®Ó dÉn tõ th«ng ®ång thêi lµm khung ®Ó quÊn d©y, ®­îc chÕ t¹o b»ng c¸c vËt liÖu dÉn tõ tèt, th­êng lµ l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn cã bÒ dµy 0,35 mm ®Õn 1mm, mÆt ngoµi c¸c l¸ thÐp cã s¬n c¸ch ®iÖn råi ghÐp l¹i víi nhau thµnh lâi thÐp. C¸c l¸ thÐp ®­îc ghÐp chÆt víi nhau b»ng c¸c ®inh èc, ghÐp cµng chÆt th× khi lµm viÖc cµng Ýt tiÕng ån. Lâi thÐp gåm cã hai phÇn: phÇn trô vµ phÇn g«ng. - Trô lµ phÇn ®Ó ®Æt d©y quÊn (kÝ hiÖu b»ng ch÷ T, H×nh 1.2). - G«ng lµ phÇn khÐp kÝn m¹ch tõ gi÷a c¸c trô (kÝ hiÖu b»ng ch÷ G, H×nh 1.2). Theo h×nh d¸ng lâi thÐp ng­êi ta chia m¸y biÕn ¸p thµnh hai kiÓu: m¸y biÕn ¸p kiÓu trô (lâi) vµ m¸y biÕn ¸p kiÓu bäc. - M¸y biÕn ¸p kiÓu trô (H×nh 1-2): D©y quÊn bao quanh trô thÐp. Lo¹i nµy hiÖn nay ®­îc sö dông nhiÒu cho c¸c m¸y biÕn ¸p mét pha vµ ba pha cã c«ng suÊt nhá vµ trung b×nh. T T G G (a) (b) H×nh 1.2: M¸y biÕn ¸p kiÓu trô a. Mét pha; b. ba pha - M¸y biÕn ¸p kiÓu bäc (H×nh 1.3): lâi thÐp ®­îc ph©n nh¸nh ra hai bªn vµ bäc lÊy mét phÇn d©y quÊn. Lo¹i nµy Ýt ®­îc dïng, chØ dïng trong mét vµi tr­êng hîp ®Æc biÖt nh­ dïng trong lß luyÖn kim, hay m¸y biÕn ¸p mét pha c«ng suÊt nhá trong kü thuËt v« tuyÕn, ©m thanh. - §èi víi c¸c m¸y biÕn ¸p dung l­îng lín (80 MVA ÷ 100 MVA trªn mét pha), ®iÖn ¸p cao (220 KV ÷ 400 KV) ®Ó gi¶m chiÒu cao cña trô vµ tiÖn lîi cho viÖc vËn chuyÓn th× m¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p kiÓu trô ®­îc ph©n nh¸nh sang hai bªn nªn m¸y 9
  15. biÕn ¸p mang h×nh d¸ng võa kiÓu trô võa kiÓu bäc, gäi lµ m¸y biÕn ¸p kiÓu trô - bäc (H×nh 1.4). (a) (b) H×nh 1.3: H×nh 1.4: M¸y biÕn ¸p kiÓu trô- bäc M¸y biÕn ¸p 1 pha kiÓu bäc a. mét pha; b. ba pha 2. D©y quÊn m¸y biÕn ¸p D©y quÊn lµ phÇn dÉn ®iÖn cña m¸y biÕn ¸p, lµm nhiÖm vô nhËn n¨ng l­îng vµo vµ truyÒn n¨ng l­îng ra. D©y quÊn m¸y biÕn ¸p th­êng lµm b»ng d©y ®ång hoÆc d©y nh«m, tiÕt diÖn trßn hoÆc h×nh ch÷ nhËt, bªn ngoµi d©y dÉn cã bäc c¸ch ®iÖn. D©y quÊn gåm nhiÒu vßng d©y vµ lång vµo trô cña lâi thÐp. Gi÷a c¸c vßng d©y, gi÷a c¸c d©y quÊn, vµ gi÷a d©y quÊn víi lâi thÐp ®Òu cã c¸ch ®iÖn. M¸y biÕn ¸p th­êng cã hai hoÆc nhiÒu d©y quÊn. Khi c¸c d©y quÊn ®Æt trªn cïng mét trô th× d©y quÊn cã ®iÖn ¸p thÊp quÊn s¸t trô cßn d©y quÊn ®iÖn ¸p cao ®Æt bªn ngoµi. Lµm nh­ vËy sÏ gi¶m ®­îc vËt liÖu c¸ch ®iÖn. D©y quÊn m¸y biÕn ¸p cã hai lo¹i chÝnh: d©y quÊn ®ång t©m vµ d©y quÊn xen kÏ. H×nh 1. 5: D©y quÊn m¸y biÕn ¸p * D©y quÊn ®ång t©m cã tiÕt diÖn ngang lµ nh÷ng vßng trßn ®ång t©m. Nh÷ng kiÓu d©y quÊn ®ång t©m chÝnh lµ: d©y quÊn h×nh trô (H×nh 1.5a,b) dïng cho c¶ d©y quÊn cao ¸p vµ d©y quÊn h¹ ¸p; d©y quÊn h×nh xo¾n (H×nh 1.5c) dïng cho d©y quÊn h¹ ¸p cã nhiÒu sîi chËp; d©y quÊn h×nh xo¸y èc liªn tôc (H×nh 1.5d) dïng cho d©y quÊn cao ¸p tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt. 10
  16. * D©y quÊn xen kÏ cã c¸c b¸nh d©y cao ¸p vµ h¹ ¸p ®Æt xen kÏ nhau däc theo trô thÐp (H×nh 1.6). §Ó c¸ch ®iÖn ®­îc dÔ dµng b¸nh d©y h¹ ¸p th­êng ®Æt s¸t g«ng. - KiÓu d©y quÊn nµy th­êng dïng trong c¸c m¸y biÕn ¸p kiÓu bäc. V× chÕ t¹o vµ c¸ch ®iÖn khã kh¨n, kÐm v÷ng HA CA ch¾c vÒ c¬ khÝ nªn c¸c m¸y biÕn ¸p kiÓu HA CA trô hÇu nh­ kh«ng ®­îc dïng kiÓu d©y HA quÊn nµy. H×nh 1. 6: D©y quÊn xen kÏ 3. Vá m¸y biÕn ¸p Vá m¸y biÕn ¸p gåm hai bé phËn: thïng m¸y vµ n¾p thïng. a. Thïng m¸y biÕn ¸p Thïng m¸y biÕn ¸p lµm b»ng thÐp, th­êng cã h×nh bÇu dôc bªn trong chøa lâi thÐp, d©y quÊn vµ dÇu m¸y biÕn ¸p (H×nh 1.7). H×nh 1.7: M¸y biÕn ¸p dÇu ba pha 16000KVA/110KV 1. Mãc vËn chuyÓn; 2. Sø cao ¸p 110KV; 4. Sø trung ¸p 38,5KV; 5. Sø h¹ ¸p 10,5KV; 7. èng phßng næ; 8. B×nh gi·n dÇu; 10. Th­íc chØ dÇu; 12. Xµ Ðp g«ng; 13. B×nh hót Èm; 16. D©y quÊn cao ¸p; 18. Bé läc ®èi l­u; 22. Vá thïng; 23. Bé t¶n nhiÖt; 24. C¸p cÊp ®iÖn cho ®éng c¬; 25. §éng c¬ quath giã lµm m¸t; 26. Bé truyÒn ®éng chuyÓn m¹ch DÇu m¸y biÕn ¸p lµm nhiÖm vô lµm m¸t vµ t¨ng c­êng c¸ch ®iÖn. Khi m¸y lµm viÖc mét phÇn n¨ng l­îng tiªu hao tho¸t ra d­íi d¹ng nhiÖt lµm d©y quÊn, lâi thÐp vµ c¸c bé phËn kh¸c nãng lªn. Nhê sù ®èi l­u trong dÇu vµ truyÒn nhiÖt tõ c¸c bé phËn m¸y biÕn ¸p sang dÇu vµ tõ dÇu qua v¸ch thïng m¸y biÕn ¸p mµ nhiÖt ®­îc truyÒn sang m«i tr­êng xung quanh. 11
  17. b. N¾p thïng m¸y biÕn ¸p N¾p thïng m¸y biÕn ¸p còng lµm b»ng thÐp dïng ®Ó ®Ëy thïng vµ trªn ®ã cã ®Æt c¸c bé phËn quan träng nh­: - Sø ra cña d©y quÊn cao ¸p vµ h¹ ¸p: dïng ®Ó c¸ch ®iÖn. - B×nh gi·n dÇu (b×nh dÇu phô): lµm b»ng thÐp cã d¹ng h×nh trô, ®­îc nèi th«ng víi thïng b»ng mét èng dÉn dÇu, th«ng qua b×nh gi·n dÇu gi·n në tù do. èng chØ møc dÇu ®Æt bªn c¹nh b×nh gi·n dÇu dïng ®Ó theo dâi møc dÇu bªn trong. - èng b¶o hiÓm: lµm b»ng thÐp, th­êng lµ h×nh trô nghiªng, mét ®Çu nèi víi thïng, mét ®Çu bÞt b»ng ®Üa thuû tinh. NÕu v× mét lý do nµo ®ã ¸p suÊt thïng dÇu t¨ng lªn ®ét ngét, ®Üa thuû tinh sÏ vì, dÇu theo ®ã tho¸t ra ngoµi ®Ó m¸y biÕn ¸p kh«ng bÞ h­ háng. - Ngoµi ra trªn n¾p cßn ®Æt bé phËn truyÒn ®éng cña cÇu dao ®æi nèi c¸c ®Çu ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cña d©y quÊn cao ¸p, r¬ le h¬i ®Ó b¶o vÖ m¸y biÕn ¸p... 1.1.3. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p ë ®©y ta xÐt nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y biÕn ¸p lý t­ëng. M¸y biÕn ¸p lý t­ëng cã c¸c tÝnh chÊt sau:  i1 i2 2 u2 Zt ~ u1 1 2 H×nh 1.8: S¬ ®å nguyªn lý cña MBA mét pha hai d©y quÊn - Cuén d©y kh«ng cã ®iÖn trë. - Tõ th«ng trong lâi thÐp mãc vßng víi c¶ hai d©y quÊn, kh«ng cã tõ th«ng t¶n vµ kh«ng cã tæn hao trong lâi thÐp. - §é tõ thÈm cña thÐp rÊt lín, nh­ vËy dßng tõ ho¸ cÇn ®Ó sinh ra tõ th«ng trong lâi thÐp rÊt nhá kh«ng ®¸ng kÓ. H×nh 1.8 vÏ s¬ ®å nguyªn lý cña m¸y biÕn ¸p lý t­ëng mét pha hai d©y quÊn. D©y quÊn 1 cã sè vßng d©y W1, nèi víi nguån ®iÖn ¸p xoay chiÒu u1, gäi lµ d©y quÊn s¬ cÊp. KÝ hiÖu c¸c ®¹i l­îng phÝa d©y quÊn s¬ cÊp ®Òu cã sè 1 kÌm theo nh­: u 1, e1, i1...D©y quÊn 2 cã sè vßng d©y W2, cung cÊp ®iÖn cho phô t¶i Zt gäi lµ d©y quÊn thø cÊp. KÝ hiÖu c¸c ®¹i l­îng phÝa d©y quÊn thø cÊp ®Òu cã sè 2 kÌm theo nh­: u2, e2, i2... Khi ®Æt ®iÖn ¸p xoay chiÒu u1 vµo d©y quÊn s¬ cÊp, trong d©y quÊn s¬ cÊp sÏ cã dßng ®iÖn xoay chiÒu i1. Trong lâi thÐp sÏ cã tõ th«ng biÕn thiªn Φ mãc vßng víi c¶ hai d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp, c¶m øng ra c¸c søc ®iÖn ®éng ë c¸c d©y quÊn nµy lÇn l­ît lµ e1 vµ e2. Khi d©y quÊn thø cÊp nèi víi t¶i, trong d©y quÊn thø cÊp sÏ cã 12
  18. dßng ®iÖn xoay chiÒu i2 ®­a ra t¶i víi ®iÖn ¸p lµ u2. Nh­ vËy n¨ng l­îng cña dßng ®iÖn xoay chiÒu ®· ®­îc truyÒn tõ d©y quÊn s¬ cÊp sang d©y quÊn thø cÊp. Tõ th«ng Φ mãc vßng víi c¶ hai d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp gäi lµ tõ th«ng chÝnh. Gi¶ sö ®iÖn ¸p xoay chiÒu u1 ®Æt vµo lµ mét hµm sin th× tõ th«ng Φ còng lµ mét hµm sin. Φ= Φmsin ωt (1.3) Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ, søc ®iÖn ®éng (S®®) c¶m øng ë cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp lÇn l­ît lµ: π π e1 = -W1 dΦ = -W1ωΦmcosωt = ωΦmW1sin(ωt- ) = 2 E1sin(ωt- ) (1.4) dt 2 2 π π e2 = -W2 dΦ = -W2ωΦmcosωt = ωΦmW2sin(ωt- ) = 2 E2 sin(ωt- ) (1.5) dt 2 2 Trong ®ã: E1, E2 lÇn l­ît lµ trÞ sè hiÖu dông cña søc ®iÖn ®éng c¶m øng ë d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp. ωΦ m W1 2 πfΦ m W1 E1 = = = 4,44 fW1 Φ m (1.6) 2 2 ωΦ m W2 2 πfΦ m W2 E2 = = = 4,44 fW2 Φ m (1.7) 2 2 Tõ c¸c biÓu thøc (1.3), (1.4) vµ (1.5) cho ta thÊy søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong π c¸c d©y quÊn chËm pha so víi tõ th«ng sinh ra nã mét gãc . 2 Tû sè biÕn ®æi cña m¸y biÕn ¸p ®­îc ®Þnh nghÜa lµ: E 1 W1 k= = (1.8) E 2 W2 NÕu kh«ng kÓ ®Õn ®iÖn ¸p r¬i trªn c¸c d©y quÊn th× cã thÓ coi: U1 ≅ E1, U2 ≅ E2, do ®ã tû sè biÕn ®æi k cña m¸y biÕn ¸p ®­îc tÝnh lµ: E1 U 1 k= ≅ (1.9) E2 U2 NÕu k >1 th× U1 > U2 : MBA gi¶m ¸p. k
  19. U 1d U 1p W1 + Khi nèi ∆/Y: kd = = = U 2d 3U 2 p 3W2 U 1d U 1p W1 + Khi nèi ∆/∆: kd = = = U 2d U 2 p W2 U 1d 3U 1p W1 + Khi nèi Y/Y: kd = = = U 2d 3U 2 p W2 U 1d 3U 1 p 3W1 + Khi nèi Y/∆: kd = = = U 2d U 2p W2 1.1.4. §Þnh nghÜa m¸y biÕn ¸p Tõ nguyªn lý lµm viÖc trªn ta cã thÓ ®Þnh nghÜa m¸y biÕn ¸p nh­ sau: - MBA lµ thiÕt bÞ ®iÖn tõ ®øng yªn, lµm viÖc dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ, biÕn ®æi mét hÖ thèng dßng xoay chiÒu ë ®iÖn ¸p nµy thµnh hÖ thèng dßng xoay chiÒu ë ®iÖn ¸p kh¸c víi cïng mét tÇn sè (U 1, f1 → U2, f1). - D©y quÊn cã ®iÖn ¸p cao gäi lµ d©y quÊn cao ¸p, d©y quÊn cã ®iÖn ¸p thÊp gäi lµ d©y quÊn h¹ ¸p. NÕu m¸y biÕn ¸p cã ba d©y quÊn th× d©y quÊn thø ba cã ®iÖn ¸p trung b×nh gäi lµ d©y quÊn trung ¸p. - M¸y biÕn ¸p biÕn ®æi hÖ thèng dßng xoay chiÒu mét pha gäi lµ m¸y biÕn ¸p mét pha; m¸y biÕn ¸p biÕn ®æi hÖ thèng dßng xoay chiÒu ba pha gäi lµ m¸y biÕn ¸p ba pha. - M¸y biÕn ¸p ng©m trong dÇu gäi lµ m¸y biÕn ¸p dÇu; m¸y biÕn ¸p kh«ng ng©m trong dÇu gäi lµ m¸y biÕn ¸p kh«. 1.1.5. C¸c ®¹i l­îng ®Þnh møc C¸c ®¹i l­îng ®Þnh møc quy ®Þnh ®iÒu kiÖn kü thuËt cña m¸y, do nhµ chÕ t¹o quy ®Þnh vµ ghi trªn nh·n m¸y. 1. C«ng suÊt ®Þnh møc S®m (KVA, VA..) lµ c«ng suÊt toµn phÇn ®­a ra ë bªn thø cÊp m¸y biÕn ¸p. 2. §iÖn ¸p d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp ®Þnh møc U1®m, , U2®m ( KV, V...) - U1®m lµ ®iÖn ¸p d©y cña d©y quÊn s¬ cÊp. - U2®m lµ ®iÖn ¸p d©y cña d©y quÊn thø cÊp khi MBA kh«ng t¶i vµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo d©y quÊn s¬ cÊp lµ ®Þnh møc. 3. Dßng ®iÖn d©y ®Þnh møc I1®m, I2®m ( KA, A... ) lµ dßng ®iÖn d©y cña d©y quÊn s¬ cÊp vµ d©y quÊn thø cÊp øng víi c«ng suÊt vµ ®iÖn ¸p ®Þnh møc. Cã thÓ tÝnh c¸c dßng ®iÖn nh­ sau: - §èi víi MBA 1 pha: S S I1®m = 1dm , I2®m = 2 dm (1.10) U 1dm U 2 dm 14
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 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.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2