TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RA – VŨNG TÀU
KHOA ĐIỆN ĐIN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
-----o0o-----
GIÁO TRÌNH
Y ĐIỆN 1
PGS.TS. NGUYN LÂN TRÁNG
VŨNG TÀU, THÁNG 06 NĂM 2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC RỊA-VÒNG TÀU
PGS.TS. NGUYỄN LÂN TRÁNG
GIÁO TRÌNH
MÁY ĐIỆN
TẬP 1
NGUYỄN LÂN TRÁNG
GIÁO TRÌNH
MÁY ĐIỆN 1
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM
2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
PGS.TS.NGUYỄN LÂN TRÁNG
GIÁO TRÌNH
MÁY ĐIỆN 1
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM
3
LỜI NÓI ĐẦU
Máy điện môn học cơ sở chuyên ngành bắt buộc cho tất cả sinh viên ngành điện, điện tử.
Giáo trình máy điện này sẽ cung cấp cho sinh viên những kiến thức bản về y điện, cụ
thể trong giáo trình sẽ trình y cấu tạo nguyên làm việc cũng như các quan hệ điện
từ của các máy biến áp, máy điện không đồng bộ, máy điện đồng bộ máy điện một chiều.
Trong giáo trình cũng sử dụng các mô hình toán để mô tả các quá trình vật lý của máy điện và
các đặc tính chủ yếu của các loại máy điện.
Trong khuôn khổ chương trình của môn học, nội dung của giáo trình sẽ đề cập đến các loại
máy điện chính là máy biến áp, máy điện không đồng bộ, máy điện đồng bộ và máy điện một
chiều. Giáo trình sẽ đi sâu vào tả cấu tạo nguyên làm việc của các loại y điện
chính, các hình toán học mô tả qtrình biến đổi năng lượng, c phương pháp xác định
các thông số và đặc tính chủ yếu của các loại máy điện trên. Vy quấn máy đin quay, gii
thiu các kiu dây quấn được s dụng trong máy điện quay, nêu c th c phương pháp tính
toán và thành lp sơ đồ tri dây quấn máy điện không đồng b 1 pha và 3 pha. Giáo trình cũng
đưa ra các câu hỏi ôn tập và các bài tập để sinh viên tự làm sau mỗi chương.
Giáo trình y được chia m hai tập, tập một gồm ba phần: 1-y biến áp, 2- Khái niệm
về máy điện quay, 3- y điện không đồng bộ. Tập hai gồm hai phần: 4- y điện đồng bộ,
5- Máy điện một chiều.
Giáo trình y được sử dụng làm tài liệu học tập chính của môn học máy điện cho sinh viên
ngành Kỹ thuật điện trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu.
Do biên soạn lần đầu nên quyển sách giáo trình này không thể tránh khỏi thiếu sót. Tác giả
rất mong nhận được nhiều sự góp ý của bạn đọc. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về bộ môn Kỹ
thuật điện, trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu.
Tác giả
4
Chương Mở đầu
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN
M.1. CÁC KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN
Máy điện là tên gọi chung của các thiết bị biến đổi điện năng thành điện năng có các thông
số (dòng, áp...) khác hoặc biến đổi điện năng thành năng ngược lại biến đổi năng
thành điện năng.
Trong thực tế, người ta nhận thấy rằng điện năng có những tính chất ưu việt so với các dạng
năng lượng khác. Một trong các tính ưu việt của điện năng điện năng thể dễ dàng biến
đổi thành các dạng năng lượng khác ngược lại, các dạng năng lượng khác cũng thể dễ
dàng biến đổi thành điện năng. Khi muốn biến đổi cơ năng thành điện năng thì người ta dùng
máy phát điện, còn khi muốn biến đổi điện năng thành năng tngười ta dùng động điện.
Điện năng lại có thể chuyên tải đi xa với tổn thất ít. Muốn vậy người ta dùng y biến áp tăng
áp để nâng điện áp lên cao truyền đi khi đã dẫn đến các hộ tiêu thụ thì lại dùng các máy
biến áp hạ áp để hạ điện áp xuống cho phù hợp với các thiết bị sử dụng điện của hộ tiêu thụ.
Máy biến áp còn được dùng trong rất nhiều thiết bị đo lường và điều khiển cũng như trong hàn
điện, lò điện v.v...
Nguyên chung của các máy điện áp dụng các định luật cảm ứng điện từ để biến đổi
điện năng hoặc tạo ra điện năng. Chính vậy cấu tạo chung của máy điện bao giờ cũng phải
gồm mạch từ mạch điện. Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hở không khí còn mạch
điện gồm các cuộn y. Mạch điện mạch từ quan hệ với nhau theo một quy luật nhất
định - đó chính là nguyên lý cảm ứng điện từ.
Tùy theo cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện mà chúng được phân loại như sau:
- Máy điện đứng yên: máy biến áp.
- Máy điện quay: gồm máy điện xoay chiều và máy điện một chiều.
Máy điện xoay chiều có thể phân thành y điện đồng bộ, y điện không đồng bộ và máy
điện có vành góp.
- Máy điện quay lại có thể phân ra thành máy phát điện và động điện tùy theo chiều biến
đổi năng lượng của chúng.
M.2. CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ VÀ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Định luật cảm ứng điện từ của Faraday
Định luật cảm ứng điện từ Faraday cho biết mối liên hệ giữa biến thiên từ thông trong diện
tích mặt cắt của một vòng kín và điện trường cảm ứng dọc theo vòng đó.
Định luật ban đầu được phát biểu là: