intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình Máy điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

Chia sẻ: Troinangxanh10 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:141

4
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Máy điện 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: khái niệm chung về máy điện; máy biến áp; máy điện không đồng bộ; máy điện đồng bộ. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện 1 (Nghề: Điện công nghiệp - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

  1. UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN 1 NGÀNH, NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257 /QĐ-TCĐN-ĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
  2. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 BÀI 1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ MAÙY ÑIEÄN. 1.1- Caùc ñònh luaät ñieän töø duøng trong maùy ñieän: Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa taát caû caùc maùy ñieän ñeàu döïa treân cô sôû 2 ñònh luaät caûm öùng ñieän töø vaø löïc ñieän töø. Khi tính toaùn maïch ñieän töø ngöôøi ta söû duïng ñònh luaät doøng ñieän toaøn phaàn. 1.1.1- Lực từ: Khi thanh daãn mang doøng ñieän ñaët thaúng goùc vôùi ñöôøng söùc töø tröôøng thanh daãn seõ chòu 1 löïc ñieän töø taùc duïng vuoâng goùc coù trò soá laø: Fñt = Bli Trong ñoù: B: töø caûm ño baèng Tesla (T). I: doøng ñieän ño baèng Ampe (A). Fñt : löïc ñieän töø ño baèng Niutôn (N). Chieàu löïc ñieän töø ñöôïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay traùi. 1.1.2- Hiện tượng cản ứng điện từ: Năm 1831, Faraday đã chứng tỏ bằng thực nghiệm rằng từ trường có thể sinh ra dòng điện. Thực vậy, khi cho từ thông gửi qua một mạch kín thay đổi thì trong mạch xuất hiện một dòng điện. Dòng điện đó được gọi là dòng điện cảm ứng. Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng cảm ứng điện từ. 1.1.2.1- Thí nghiệm Faraday 1
  3. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 - Nếu rút thanh nam châm ra, dòng điện cảm ứng có chiều ngược lại (hình 15.1b) - Di chuyển thanh nam châm càng nhanh, cường độ dòng điện cảm ứng Ic càng lớn. - Giữ thanh nam châm đứng yên so với ống dây, dòng điện cảm ứng sẽ bằng không. - Nếu thay nam châm bằng một ống dây có dòng điện chạy qua, rồi tiến hành các thí nghiệm như trên, ta cũng có những kết quả tương tự. Từ các thí nghiệm đó, Faraday đã rút ra những kết luận sau đây: a. Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian là nguyên nhân sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó. b. Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua mạch kín biến đổi. c. Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ thông. d. Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của từ thông gửi qua mạch. 2
  4. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 Mặt khác, trong quá trình dịch chuyển vòng dây nói trên, ta đã tốn một công cơ học. Gọi công đó là dA'. Theo định luật Lenz, lực từ tác dụng lên dòng điện cảm ứng sẽ có tác dụng ngăn cản sự dịch chuyển của vòng dây là nguyên nhân xuất hiện của dòng điện đó. Vì vậy công của lực từ dA là công cản. Công này có trị số bằng nhưng ngược dấu với công dA'. Ta có thể viết: 1.1.3- Sức điện động cảm ứng khi dây dẫn căt từ trường: a. Tröôøng hôïp töø thoâng  bieán thieân xuyeân qua voøng daây: Khi töø thoâng  bieán thieân xuyeân qua voøng daây thì trong voøng daây seõ xuaát hieän söùc ñieän ñoäng. Neáu chieàu söùc ñieän ñoäng caûm öùng ñöôïc choïn phuø hôïp vôùi chieàu cuûa 3
  5. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 töø thoâng theo qui taéc vaën nuùt chai, thì söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong 1 voøng daây ñöôïc vieát nhö sau: d e dt Treân hình veõ, daáu coäng + chæ chieàu töø thoâng ñi töø ngoaøi vaøo trang giaáy. Neáu cuoän daây coù w voøng thì söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong cuoân daây seõ laø: wd d e  ñôn vò cuûa e laø volt (v), töø thoâng laø vebe (wb) dt dt Trong ñoù = w goïi laø töø thoâng moùc voøng cuûa cuoän daây. b. Tröôøng hôïp thanh daãn chuyeån ñoäng trong töø tröôøng: Khi thanh daãn chuyeån ñoäng vuoâng goùc vôùi ñöôøng söùc töø tröôøng thì trong thanh daãn seõ caûm öùng söùc ñieän ñoäng e, coù trò soá laø: e = Blv. Trong ñoù B: laø töø caûm ño baèng Tesla (T). l: chieàu daøi hieäu duïng cuûa thanh daãn. ño baèng meùt (m). v: toác ñoä thanh daãn ño baèng meùt/ giaây (m/s). Chieàu cuûa söùc ñieän ñoäng caûm öùng töø ñöôïc xaùc ñòng theo qui taéc baøn tay phaûi. 1.1.4- Tự cảm và hổ cảm: 1.1.4.1- Tự cảm: a. Thí nghiệm: Trong thí nghiệm Faraday, dòng điện cảm ứng xuất hiện là do sự biến đổi từ thông gửi qua diện tích của mạch gây ra. Từ thông đó do từ trường bên ngoài tạo nên. Bây giờ, nếu ta làm thay đổi cường độ dòng điện sẵn có trong mạch để từ thông do chính dòng điện đó sinh ra và gửi qua diện tích của mạch thay đổi, thì trong mạch cũng xuất hiện một dòng điện cảm ứng, phụ thêm vào dòng điện chính sẵn có của mạch. Dòng điện cảm ứng này gọi là dòng điện tự cảm. Hiện tượng đó được gọi là hiện tượng tự cảm. Hiện tượng tự cảm xuất hiện trong một mạch kín có dòng điện xoay chiều chạy qua, hoặc trong một mạch điện một chiều khi ta đóng mạch hay ngắt mạch. 4
  6. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 Hình 15.6 b. Suất điện động tự cảm và hệ số tự cảm Suất điện động gây nên dòng điện tự cảm được gọi là suất điện động tự cảm. Theo định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ, biểu thức của suất điện động tự cảm là: Như vậy: suất điện động tự cảm tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của cường độ dòng điện trong mạch. Dấu trừ (-) trong công thức (15.6) chứng tỏ: suất điện động tự cảm bao giờ cũng có tác dụng chống lại sự biến đổi của cường độ dòng điện trong mạch. 1.1.4.2- Hổ cảm: a. Thí nghiệm: 5
  7. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 b. Suất điện động hỗ cảm. Hệ số hỗ cảm Suất điện động gây ra dòng điện hỗ cảm được gọi là suất điện động hỗ cảm. Công thức của nó cũng tuân theo định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ, nghĩa là: 6
  8. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 So sánh các công thức (15.9) với công thức (15.5) ta nhận thấy rằng: hệ số hỗ cảm M có cùng đơn vị như hệ số tự cảm L, nghĩa là cũng được tính ra Henry. Hiện tượng hỗ cảm được ứng dụng để chế tạo máy biến thế. Ðó là một dụng cụ rất quan trọng trong kỹ thuật điện. 7
  9. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 1.2- Định nghĩa và phân loại máy điện: 1.2.1- Định nghi a: Maùy ñieän laø thieát bò ñieän töø , nguyeân lyù laøm vieäc döïa vaøo hieän töôïng caûm öùng ñieän töø. Veà caáu taïo, maùy ñieän goàm maïch töø (loõi theùp) vaø maïch ñieän (caùc daây quaán), duøng ñeå bieán ñoåi naêng löôïng nhö cô naêng thaønh ñieän naêng (maùy phaùt ñieän) hoaëc bieán ñoåi ngöôïc laïi bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng (ñoäng cô ñieän), hoaëc ñeå bieán ñoåi thoâng soá ñieän nhö bieán ñoåi ñieän aùp, doøng ñieän, taàn soá, soá pha,… Maùy ñieän laø maùy thöôøng gaëp nhieàu trong caùc ngaønh kinh teá nhö coâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi… vaø trong caùc duïng cuï sinh hoaït gia ñình. 1.2.2- Phân loại: Maùy ñieän coù nhieàu loaïi, nhöng ôû ñaây ta chæ phaân loaïi döïa treân nguyeân lyù bieán ñoåi ñieän naêng nhö sau: a. Maùy ñieän tónh: Maùy ñieän tónh thöôøng gaêp laø maùy bieán aùp. Noù duøng ñeå bieán ñoåi thoâng soá ñieän naêng. Ví duï maùy bieán aùp bieán ñoåi ñieän naêng coù thoâng soá U1, I1, f thaønh ñieän naêng coù thoâng soá U2, I2, f. b. Maùy ñieän coù phaàn ñoäng (quay hoaëc chyeån ñoäng thaúng). Loaïi maùy ñieän naøy thöôøng ñeå bieán ñoåi caùc daïng naêng löôïng nhö cô naêng thaønh ñieän naêng (maùy phaùt ñieän) hoaëc ngöôïc laïi ñieän naêng thaønh cô naêng (ñoäng cô ñieän). Noù laøm vieäc döïa treân hieän töôïng caûm öùng ñieän töø, löïc ñieän töø. Do töø tröôøng vaø doøng ñieän cuûa caùc cuoän daây coù chuyeån ñoäng töông ñoái vôùi nhau gaây ra. Sô ñoà phaân loaïi maùy ñieän thoâng duïng thöôøng gaëp: 8
  10. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 1.3- Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện: 1.3.1- Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện: 1.3.2- Tính thuaän nghòch cuûa maùy ñieän: 1.3.2.1- Cheá ñoä maùy phaùt: Cho cô naêng cuûa ñoäng cô sô caáp taùc duïng vaøo thanh daãn moät löïc cô hoïc Fcô thanh daãn seõ chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v trong töø töø tröôøng cuûa nam chaâm N – S , trong thanh daãn seõ xuaát hieän söùc ñieän ñoäng e. Neáu noái vaøo 2 cöïc cuûa thanh daãn 1 ñieän trôû R cuûa taûi thì doøng ñieän I chaïy trng thanh daãn seõ cung caáp ñieän cho taûi. Neáu boû qua ñieän trôû thanh daãn thì ñieän aùp ñaët vaøo taûi u= e. Coâng suaát ñieän maùy phaùt cho taûi Pñ =ui =ei. Doøng ñieän I naèm trong töø tröôøng seõ chòu taùc duïng cuûa löïc ñieän töø Fñt = Bil. Khi maùy quay vôùi toác ñoä khoâng ñoåi thì löïc ñieän töø seõ caân baèng vôùi löïc cô cuûa ñoäng cô sô caáp: Fñt = Fcô Nhaân 2 veá vôùi v ta ñöôïc: vFñt = vFcô = Bilv =ei. Nhö vaäy coâng suaát cô cuûa ñoäng cô sô caáp Pcô = Fcô .v ñaõ ñöôïc bieán ñoåi thaønh coâng suaát ñieän Pñ =ei nghóa laø cô naêng bieán thaønh ñieän naêng. 1.3.2.2- Cheá ñoä ñoäng cô ñieän: Cung caáp cho maùy phaùt ñieän ñieän aùp U cuûa nguoàn ñieän seõ gaây ra doøng ñieän I trong thanh daãn. Döôùi taùc duïng cuûa töø tröôøng seõ coù löïc ñieän töø Fñt=Bil taùc duïng leân thanh daãn laøm thanh daãn chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v coù chieàu nhö hình veõ. Coâng suaát ñieän ñöa vaøo ñoäng cô: P = ui = ei = Blvi = Fñt v Nhö vaäy coâng suaát ñieän P = ui ñöa vaøo ñoäng cô ñaõ ñöôïc bieán thaønh coâng suaát cô P cô = Fñt v treân truïc ñoäng cô. Ñieän naêng ñaõ ñöôïc bieán ñoåi thaønh cô naêng. 1.4- Sơ lược về các vật liệu chế tạo máy điện: 9
  11. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 + Vật liệu tác dụng: gồm vật liệu dẫn điện và dẫn từ chủ yếu để chế tạo dây quấn và lõi thép. + Vật liệu cách điện dùng để cách điện các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện hoặc các bộ phận dẫn điện với nhau. + Vật liệu kết cấu dùng để chế tạo các chi tiết máy và bộ phận chịu lực tác dụng cơ giới. Ta xét sơ lược đặc tính của vật liệu dẫn từ, dẫn điện cách điện dùng trong chế tạo máy điện. 1.4.1- Vật liệu dẫn từ: Người ta dùng những lá thép kĩ thuật, thép lá thông thường là thép đúc, thép rèn để chế tạo mạch từ. Các lá thép kĩ thuật điện (tôn silic) thường có mã hiệu: 11, 12, 13, 22, 32, 310 Trong đó: +  chỉ lá thép kĩ thuật. + Số thứ nhất chỉ hàm lượng tôn silic chứa trong thép, số càng cao hàm lượng silic càng nhiều thép dẫn từ tốt nhưng giòn dễ gãy. + Số thứ hai chỉ chất lượng thép về mặt tổn hao, số càng cao tổn hao càng ít. + Số thứ ba số 0 chỉ cho thép cán nguội (thép dẫn có hướng) thường sử dụng chế tạo máy biến áp. Ngoài ra các lõi thép kĩ thuật điện còn mang mã hiệu 3404, 3405…3408 có chiều dày 0,3 mm; 0,35 mm. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy, các lá tôn silic trên thường phủ một lớp sơn cách điện mỏng sau đó mới được ghép chặt với nhau, từ đó sinh ra hệ số ép chặt Kc : là tỉ số giữa chiều dài của lõi thép thuần thép với chiều dài thực của lõi thép kể cả phần cách điện khi ghép. 1.4.2- Vật liệu dẫn điện: Đồng (Cu) và nhôm (Al). Chúng có điện trở bé, chống ăn mòn tốt, tùy theo yêu cầu về cách điện và độ bền cơ học ta dùng hợp kim của đồng và nhôm. 1.4.3- Vật liệu cách điện: Dùng trong máy điện phải đạt yêu cầu: + Cường độ cách điện cao. + Chịu nhiệt tốt, tản nhiệt dễ dàng. + Chống ẩm ướt, độ bền cơ học cao. Các chất cách điện dùng trong máy phát điện có thể ở thể hơi và thể rắn, thể lỏng. Các chất cách điện ở thể rắn chia làm 4 loại: 10
  12. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 + Các chất hữu cơ thiên nhiên như: vải, lụa.. + Các chất vô cơ như: mica, amiăng, sợi thủy tinh… + Các chất tổng hợp. + Các chất men, sợi cách điện, các chất tẩm sấy từ các vật liệu thiên nhiên và tổng hợp. Tùy theo tính chịu nhiệt các vật liệu cách điện chia thành các cấp sau: Cấp cách điện: Y A E B F H C Nhiệt độ cao nhất cho phép (C) >180 90 105 120 130 155 180 > 180 Độ tăng nhiệt t (C) 50 65 80 90 115 140 > 140 Độ tăng nhiệt độ: t = t1  t2 Trong đó: t1 nhiệt độ của máy, t2 nhiệt độ môi trường. Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): nhiệt độ môi trường là 40C còn của máy điện ta bình quân. Hiện nay ta thường dùng cách điện cấp A, E, B. Chú ý: Trên nhiệt độ cho phép 10% thì tuổI thọ của máy sẽ giảm đi 1/2 nên không được phép làm việc trên nhiệt độ cho phép trong thời gian dài. 1.5- Phaùt noùng vaø laøm maùt: Trong quaù trình laøm vieäc coù toån hao coâng suaát. Toån hao trong maùy ñieän goàm toån hao saét töø trong theùp, toån hao ñoàng trong ñieän trôû daây quaán vaø toån hao do ma saùt (ôû maùy ñieän quay).Taát caû toån hao naêng löôïng ñeàu bieán thaønh nhieät naêng laøm noùng maùy. Ñeå laøm maùt maùy ñieän, phaûi coù bieän phaùp taûn nhieät ra moâi tröôøng xung quanh. Söï taûn nhieät khoâng nhöõng phuï thuoäc vaøo beà maët laøm maùt cuûa maùy maø coøn phuï thuoäc vaøo söï ñoái löu cuûa khoâng khí xung quanh hoaëc cuûa moâi tröôøng laøm maùt khaùc nhö: daàu maùy bieán aùp,… Thöôøng voû maùy ñieän ñöôïc cheá taïo coù caùc caùnh taûn nhieät vaø maùy ñieän coù heä thoáng quaït gioù ñeå laøm maùt. Kích thöôùc cuûa maùy, phöông phaùp laøm maùt phaûi ñöôïc tính toaùn vaø löïa choïn ñeå cho ñoä taêng nhieät cuûa vaät lieäu caùch ñieän trong maùy khoâng vöôït quaù ñoä taêng nhieät cho pheùp, ñaûm baûo cho vaät lieäu caùch ñieän laøm vieäc laâu daøi trong khoaûng 20 naêm. Khi maùy ñieän laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc, ñoä taêng nhieät cuûa caùc phaàn töû khoâng vöôït quaù ñoä taêng nhieät cho pheùp. Khi maùy quaù taûi, ñoä 11
  13. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 taêng nhieät seõ vöôït quaù nhieät ñoä cho pheùp vì theá khoâng cho pheùp quaù taûi laâu daøi. BÀI 2. MAÙY BIEÁN AÙP. 2.1- Khái niệm chung: 2.1.1- Khái niệm: Ñeå bieán ñoåi ñieän aùp cuûa doøng ñieän xoay chieàu töø ñieän aùp cao sang ñieän aùp thaáp hoaëc ngöôïc laïi ta duøng maùy bieán aùp. Vaäy maùy bieán aùp laø 1 thieát bò ñieän töø tónh, laøm vieäc theo nguyeân lyù caûm öùng ñieän töø, duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp cuûa heä thoáng doøng ñeän xoay chieàu nhöng vaãn giöõ nguyeân taàn soá. 2.1.2- Coâng duïng: Maùy bieán aùp coù vai troø raát quan troïng trong heä thoáng ñieän, duøng ñeå truyeàn taûi vaø phaân phoái ñieän naêng. Caùc nhaø maùy lôùn thöôøng ôû xa trung taâm tieâu thuï ñieän. Vì theá caàn phaûi xaây döïng caùc ñöôøng daây truyeàn taûi ñieän naêng. Ñeå naâng cao khaû naêng truyeàn taûi vaø giaûm toån hao coâng suaàt treân ñöôøng daây thì phaûi giaûm doøng ñieän treân ñöôøng daây baèng caùch naâng cao ñieän aùp, vì vaäy ôû ñaàu ñöôøng daây caàn ñaët maùy bieán aùp taêng aùp. Maët khaùc ñieän aùp cuûa taûi tieâu thuï thöôøng laø 127V ñeán 500V vì vaäy ôû cuoái ñöôøng daây caàn ñaët maùy bieán aùp giaûm aùp. Ngoaøi ra maùy bieán aùp coøn ñöôïc söû duïng trong caùc loø nung, trong haøn ñieän, laøm nguoàn cho thieát bò ñieän, ñieän töû caàn nhieàu caáp ñieän aùp khaùc nhau, trong lónh vöïc ño löôøng, ... 2.2- Caáu taïo: Maùy bieán aùp ñöôïc caáu taïo töø 2 boä phaän chính: 2.2.1-Loõi theùp maùy bieán aùp: Loõi theùp maùy bieán aùp duøng ñeå daãn töø thoâng chính cuûa maùy, ñoàng thôøi cuõng laø khung deå quaán daây maùy bieán aùp, ñöôïc cheá taïo töø nhöõng vaät lieäu daãn töø toát, thöôøng duøng laø caùc laù theùp kyõ thuaät 12
  14. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 ñieän daøy töø 0,3 ñeán 0,5 mm, 2 hai maët coù phuû 1 lôùp sôn caùch ñieän, caùc laù theùp ñöôïc gheùp laïi vôùi nhau. Loõi theùp goàm 2 boä phaän: - Truï laø nôi ñeå ñaët daây quaán. - Goâng laø phaàn kheùp kín maïch töø giöõa caùc truï. 2.2.2-Daây quaán: Daây quaán maùy bieán aùp thöôøng ñöôïc cheá taïo baèng daây ñoàng hoaëc nhoâm, coù tieát dieän troøn hoaëc chöõ nhaät, beân ngoaøi daây coù phuû 1 lôùp sôn caùch ñieän hoaëc boïc caùch ñieän. Daây quaán goàm nhieàu voøng daây vaø loàng vaøo truï loõi theùp. Giöõa caùc voøng daây, giöõa caùc daây quaán coù caùch ñieän vôùi nhau vaø caùch ñieän vôùi loõi theùp. Maùy bieán aùp thöôøng coù 2 hoaëc nhieàu daây quaán, khi caùc daây quaán ñöôïc ñaët treân cuøng 1 truï thì daây quaán thaáp aùp ñöôïc ñaët saùt beân trong truï vaø daây quaán aùp cao ñaët ngoaøi. Laøm nhö vaäy seõ giaûm ñöôïc vaät lieäu caùch ñieän vaø khoaûng caùch caùch ñieän vôùi phaàn tieáp ñaát. Ñeå laøm maùt vaø taêng cöôøng caùch ñieän cho maùy bieán aùp, ngöôøi ta thöôøng ñaët daây quaán vaø loõi theùp trong 1 thuøng chöùa daàu maùy bieán aùp. Ñoái vôùi maùy bieán aùp coâng suaát lôùn, voû thuøng coù caùc caùnh taûn nhieät hoaëc trong nhieàu tröôøng hôïp phaûi laøm maùt cöôõng böùc baèng caùch duøng quạt gioù thoåi vaøo caùc caùnh taûn nhieät. 2.3- Các đại lượng định mức của máy biến áp: 2.3.1-Ñieän aùp ñònh möùc (Uñm): - Ñieän aùp sô caáp ñònh möùc U1ñm laø ñieän aùp quy ñònh cho daây quaán sô caáp. - Ñieän aùp thöù caáp ñònh möùc U2ñm laø ñieän aùp giöõa caùc cöïc cuûa daây quaán thöù caáp khi daây quaán thöù caáp hôû maïch (khoâng taûi) vaø ñieän aùp ñaët vaøo daây quaán sô caáp laø ñònh möùc . Ngöôøi ta quy öôùc, vôùi maùy bieán aùp 1 pha ñieän aùp ñònh möùc laø ñieän aùp pha, vôùi maùy bieán aùp 3 pha ñieän aùp ñònh möùc laø ñieän aùp daây. 2.3.2-Doøng ñieän ñònh möùc(Iñm): Laø doøng ñieän ñaõ quy ñònh cho moãi daây quaán cuûa maùy bieán aùp öùng vôùi coâng suaát ñònh möùc vaø ñieän aùp ñònh möùc. Ñoái vôùi maùy bieán aùp 1 pha, doøng ñieän ñònh möùc laø doøng ñieän pha, ñoái vôùi maùy bieán aùp 3 pha doøng ñieän ñònh möùc laø doøng ñieän daây. - Doøng ñieän sô caáp ñònh möùc kí hieäu laø: I 1ñm 13
  15. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 - Doøng ñieän thöù caáp ñònh möùc kí hieäu laø: I2ñm 2.3.3-Dung löôïng hay coâng suaát ñònh möùc(Sñm): Laø coâng suaát bieåu kieán (hay coâng suaát toøan phaàn) ñöa ra ôû ñaàu daây quaán thöù caáp cuûa maùy bieán aùp: - Ñoái vôùi maùy bieán aùp 1 pha coâng suaát bieåu kieán ñònh möùc laø: Sñm=U2ñmI2ñm= U1ñmI1ñm. - Ñoái vôùi maùy bieán aùp 3 pha: S dm  3U 2 dm I 2 dm  3U 1dm I1dm Ngoaøi ra treân bieån maùy coøn ghi taàn soá ñònh möùc fñm, soá pha, sô ñoà noái daây, ñieän aùp ngaén maïch, cheá ñoä laøm vieäc, ... 2.4- Nguyên lý làmviệc của máy biến áp: Khi ta noái daây quaán sô caáp w1 vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu ñieän aùp U1, seõ coù doøng ñieän sô caáp I1 chaïy trong daây quaán sô caáp w1. Doøng ñieän sô caáp I1 sinh ra töø thoâng bieán thieân chaïy trong loõi theùp töø thoâng naøy moùc voøng qua caû 2 cuoän sô caáp w1 vaø thöù caáp w2, ñöôïc goïi laø töø thoâng chính. Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø, söï bieán thieân cuûa töø thoâng laøm caûm öùng trong daây quaán sô caáp 1 söùc ñieän ñoäng laø: d e1   w1 dt Vaø caûm öùng trong daây quaán thöù caáp söùc ñieän ñoäng laø: d e2   w2 dt Trong ñoù w1 vaø w2 laø soá voøng daây quaán sô caáp vaø thöù caáp. Khi maùy bieán aùp khoâng taûi, daây quaán thöù caáp hôû maïch, doøng ñieän thöù caáp i 2 =0. Töø thoâng chính trong loõi theùp chæ do doøng ñieän sô caáp i1 khoâng taûi sinh ra, coù giaù trò baèng doøng töø hoùa I0. Khi maùy bieán aùp coù taûi, daây quaán thöù caáp noái vôùi taûi coù toång trôû taûi Zt, döôùi taùc ñoäng cuûa söùc ñieän ñoäng e2, coù doøng ñieän thöù caáp i2 cung caáp ñieän cho taûi. Khi aáy töø thoâng chính do ñoàng thôøi caû 2 doøng ñieän sô caáp vaø thöù caáp sinh ra.  = maxsint; Trong ñoù  = 2f. 14
  16. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 maø d d ( max sin t )   * e1   w1   4,44 f w1  max 2 sin(t  )  E1 2 sin(t  ) dt dt 2 2 d d ( max sin t )   * e2   w2   4,44 f w2  max 2 sin(t  )  E 2 2 sin(t  ) dt dt 2 2 Trong ñoù: E1 =4,44fw1max E2 =4,44fw2max E1 , E2 laø trò soá hieäu duïng cuûa söùc ñieän ñoäng sô caáp, thöù caáp. Döïa vaøo 2 bieåu thöùc söùc ñieän ñoäng sô caáp vaø thöù caáp ta thaáy chuùng coù cuøng taàn soá nhöng trò soá hieäu duïng khaùc nhau. Neáu chia E1 cho E2 ta coù: E1 w1 k  vaø k ñöôïc goïi laø heä soá bieán aùp. E 2 w2 Neáu boû qua ñieän trôû daây quaán vaø töø thoâng taûn ra ngoaøi khoâng khí, coù theå coi gaàn ñuùng U 1  E1 U 2  E 2 thì: U 1 E1 w1    k nghóa laø tæ soá ñieän aùp sô caáp vaø thöù caáp ñuùng U 2 E 2 w2 baèng tyû soá voøng daây. - Ñoái vôùi maùy bieán aùp taêng aùp ta coù U2> U1 ; w2>w1. - Ñoái vôùi maùy bieán aùp giaûm aùp ta coù: U2
  17. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 Trong ñoù  1  1,  2  2 laø töø thoâng moùc voøng vôùi daây quaán sô caáp vaø thöù caápöùng vôùi töø thoâng chính  . Ñeå thaáy roõ sö lieân heä veà töø giöõa caùc daây quaán sô caáp vaø thöù caáp ta cuõng coù theå bieåu thò caùc phöông trình caân baèng söùc ñieän ñoäng döôùi daïng khaùc:  1  L11 i1  L12i2  2  L21i1  L22i2 Trong ñoù: L11, L22 laø töï caûm cuûa daây quaán sô caáp vaø thöù caáp khi töø thoâng kheùp maïch trong loõi theùp; L12, L21 laø hoã caûm giöõa caùc daây quaán sô caáp vaø thöù caáp qua loõi theùp. 2.5.2- S   ô  thay theá maùy bieán aùp: 2.5.2.1- Qui ñoå maùy bieán aùp: - Söùc ñieän ñoäng vaø ñieän aùp thöù caáp qui ñoåi E’2 vaø U’2 : do qui ñoåi daây quaán thöù caáp veà daây quaán sô caáp w2 = w1 neân söùc ñieän ñoäng thöù caáp qui ñoåi luùc naøy laø: E’2 = E’1 Nhö ta ñaõ bieát: E1 w1 w   E1  1 E2 E2 w2 w2 w Do ñoù: E2'  1 E2  kE2 w2 Trong ñoù k = w1/ w2 goïi laø heä soá qui ñoåi thöù caáp veà sô caáp. Töông tö, ñieän aùp thöù caáp qui ñoåi: U’2 = kU2 - Doøng ñieän thöù caáp qui ñoåi I’2 : vieäc qui ñoåi phaûi baûo ñaûm sao cho coâng suaát thöù caáp cuûa maùy bieán aùp tröôùc vaø sau khi qui ñoåi khoâng thay ñoåi, nghóa laø: E2' I 2'  I 2 E2 Do ñoù doøng ñieän thöù caáp qui ñoåi: E2 1 I 2'  I  I2 ' 2 E2 k - Ñieän trôû, ñieän khaùng vaø toång trôû thöù caáp qui ñoåi: khi qui ñoåi, vì coâng suaát khoâng thay ñoåi neân toån hao ñoàng ôû daây quaán thöù caáp tröôùc vaø sau khi qui ñoåi phaûi baèng nhau: I 22 r2  I 2' 2 r2' Do ñoù ñieän trôû thöù caáp qui ñoåi: 16
  18. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 I2 r2'  r  k 2I2 ' 2 I2 Töông tö ta coù ñieän khaùng thöù caáp qui ñoåi: x2'  k 2 x2 Toång trôû thöù caáp qui ñoåi: Z 2'  k 2 Z 2 2.5.2.2- Maïch ñieän thay theá cuûa maùy bieán aùp: Trong đó: r1, x1: điện trở và điện kháng dây quấn sơ cấp. r’2, x’2: điện trở và điện kháng dây quấn thứ cấp quy đổi về sơ cấp. rm, xm: điện trở và điện kháng từ hóa. 2.6- Các chế độ làm việc của máy biến áp: 2.6.1- Cheá ñoä khoâng taûi cuûa maùy bieán aùp. 2.6.1.1- Sô ñoà thay theá cuûa maùy bieán aùp khoâng taûi: Khi khoâng taûi I2 = 0. 1. Caùc ñaëc ñieåm ôû cheá ñoä khoâng taûi: a. Doøng ñieän khoâng taûi: U1 U1 I0   Z0 ( R1  Rth ) 2  ( X 1  X th ) 2 Toång trôû Z0 thöôøng raát lôùn vì theá doøng ñieän khoâng taûi nhoû töø 2 ñeán 10% doøng ñieän ñònh möùc. b. Coâng suaát khoâng taûi P0: ÔÛ cheá ñoä khoâng taûi coâng suaát ñöa ra phía thöù caáp baèng hkoâng, song maùy vaãn tieâu thuï coâng suaát P0, coâng suaát P0 goàm coâng suaát toån hao saét töø Pst trong loõi theùp vaø coâng suaát toån hao treân ñieän trôû daây quaán sô caáp PR1. Vì doøng ñieän khoâng taûi nhoû neân cho neân coù theå boû qua coâng suaát toån hao treân ñieän trôû vaø coi gaàn ñuùng: Pst  P0 Toån hao saét töø ñöôïc tính döïa vaøo ñaëc tính cuûa theùp: f 1,3 Pst  p1,0 50 B 2 ( ) G 50 17
  19. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 Trong ñoù: p1,0 50 laø coâng suaát toån hao trong laù theùp khi taàn soá 50Hz vaø töø caûm 1T. Ñoái vôùi laù theøp kyõ thuaät ñieän 3413 daøy 0,35mm, p1,0 50 =0,6 W/ kg. B: töø caûm trong theùp (T). G: khoái löôïng theùp (kg). c. Heä soá coâng suaát khoâng taûi: Coâng suaát phaûn khaùng khoâng taûi Q0 raát lôùnso vôùi coâng suaát taùc duïng P0. Heä soá coâng suaát luùc khoâng taûi thaáp: R0 P0 Cos 0    0,1  0,3 R X 2 0 2 0 P  Q02 0 2 Töø nhöõng ñaëc ñieåm treân khi söû duïng khoâng neân ñeå maùy ôû tình traïng khoâng taûi hoaëc non taûi. 2.6.1.2- Thí nghieäm khoâng taûi cuûa maùy bieán aùp: Ñaët ñieän aùp ñònhm öùc vaøo daây quaán sô caáp, thöù caáp hôû maïch, caùc duïng cuï ño cho ta caùc soá lieäu sau: oaùt keá chæ coâng suaát khoâng taûi P0, ampe keá cho ta doøng ñieän khoâng taûi I0, caùc voân keá cho ta giaù trò U1 , U20. Töø ñoù ta tính ñöôïc: a. Heä soá bieán aùp k: U1 E w k  1  1 U 20 E 2 w2 b. Doøng ñieän khoâng taûi phaàn traêm: I0 I0 %  100%  3%  10% I1dm c. Ñieän trôû khoâng taûi: P0 R0  ; R0  R1  Rth I 02 Vì raèng Rth >>R1 neân laáy gaàn ñuùng: R0  Rth d. Toång trôû khoâng taûi: U 1dm Z0  töông töï ta coù Z 0  Z th I0 e. Ñieän khaùng khoâng taûi: X 0  Z 02  R02 töông töï ta coù: X 0  X th 18
  20. Bài giảng: MÁY ĐIỆN 1 f. Heä soá coâng suaát khoâng taûi: P0 Cos 0   0,1  0,3 U 1dm I 0 2.6.2- Cheá ñoä ngaén maïch cuûa maùy bieán aùp. 2.6.2.1- Sô ñoà thay theá maùy bieán aùp ngaén maïch: Vì toång trôû Z2 raát nhoû so vôùi Zth neân coi gaàn ñuùng coù theå boû qua nhaùnh töø hoùa. Doøng ñieän sô caáp laø doøng ñieän ngaén maïch In. Z n  X n2  Rn2 laø toång trôû ngaén maïch maùy bieán aùp. * Ñaëc ñieåm ôû cheá ñoä ngaén maïch: Doøng ñieän ngaén maïch khi ñieän aùp sô caáp ñònh möùc: U 1dm In  Zn Vì toång trôû ngaén maïch raát nhoû cho neân doøng ñieän ngaén maïch thöôøng raát lôùn baèng 10 ñeán 25 laàn doøng ñònh möùc, nguy hieåm ñoái vôùi maùy bieán aùp vaø aûnh höôûng ñeán caùc taûi duøng ñieän. 2.6.2.2- Thí nghieäm ngaén maïch: Ñeå xaùc ñònh toån hao treân ñieän trôû daây quaán vaø xaùc ñònh caùc thoâng soá sô caáp vaø thöù caáp, ta tieán haønh thí nghieäm ngaén maïch: Daây quaán thöù caáp noái ngaén maïch. Daây quaán sô caáp noái vôùi nguoàn qua boä ñieàu chænh ñieän aùp, nhôø ñoù ta coù theå ñieàu chænh ñieän aùp ñaët vaøo daây quaán sô caáp baèng Un sao cho doøng ñieän trong daây quaán baèng ñònh möùc. Phaàn traêm cuûa ñieän aùp sô caáp ñònh möùc: Un Un%  100%  3%  10% U 1dm Luùc ngaén maïch, ñieän aùp thöù caáp U2=0 do ñoù ñieän aùp ngaén maïch Un laø ñieän aùp rôi treân toång trôû daây quaán. Vì ñieän aùp ngaén maïch nhoû, neân töø thoâng  se nhoû, coù theå boû qua toån hao saét töø. Coâng suaát ño trong thí nghieäm ngaén maïch laø toån hao trong ñieän trôû 2 daây quaán. a. Toång trôû ngaén maïch: 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)
ERROR:connection to 10.20.1.100:9312 failed (errno=113, msg=No route to host)

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2