Giáo trình Máy điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Máy điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên trình bày được cấu tạo, phân tích nguyên lý của các loại máy điện; vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn máy điện; tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện; Quấn lại được động cơ một pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 215/QĐ-CĐDK ngày 1 tháng 3 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 2
LỜI GIỚI THIỆU Nội dung giáo trình “Máy Điện” được biên soạn dựa theo “Giáo trình Máy điện” do Vụ Trung Học và Dạy Nghề – NXB GD, có tham khảo thêm các giáo trình, tài liệu chuyên ngành từ các trường khác và có chỉnh sửa, bổ sung cho phù hợp với đối tượng là học sinh hệ TC,CĐ Nghành Điện Công Nghiệp Trường CĐ Dầu Khí. Giáo Trình được trình bày theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu, có bổ sung các hình ảnh minh họa,nhằm giúp người học dễ tiếp thu hơn. Các công thức có đánh số để dễ đối chiếu, tham khảo . Các ký hiệu của các đại lượng điện cũng được điều chỉnh nhằm giúp người học thuận tiện cho việc tham khảo các tài liệu tương đương ở bậc học cao hơn sau này. Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp của các đồng nghiệp cũng như người học để bài giảng ngày càng hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn. Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 6 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Ninh Trọng Tuấn 2. Nguyễn Lê Cương 3. Lê Thị Thu Hường 4. Trang 3
MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 15 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI: 16 1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG MÁY ĐIỆN. 18 1.3. ĐỊNH LUẬT LỰC ĐIỆN TỪ: 19 1.4. ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ TÍNH TOÁN MẠCH TỪ. 19 1.5. VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN: 20 1.6. NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 21 1.7. NGUYÊN LÝ PHÁT NÓNG VÀ LÀM MÁT MÁY ĐIỆN. 23 BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP 25 2.1. KHÁI NIỆM CHUNG 26 2.2.CẤU TẠO 28 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MBA 31 2.4. MẠCH ĐIỆN THAY THẾ CỦA MBA 32 2.5. CÁC THAM SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP 35 2.6. CHẾ ĐỘ CÓ TẢI CỦA MBA: 38 2.7. GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG CỦA MBA: 39 2.8. MBA BA PHA 40 2.9. SỰ LAM VIỆC SONG SONG CỦA MBA 44 2.10. MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT 45 2.11 QUẤN MÁY BIẾN ÁP 1 PHA CỠ NHỎ 47 BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 65 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 66 3.2 .CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐINH ̣ MỨC 67 3.3. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 67 3.4. TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 70 3.5. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN KĐB. 74 3.7. MOMEN QUAY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. 76 3.8. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA. 77 3.9. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ. 82 3.10. ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 84 3.11. ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA. 86 3.12. DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 87 3.13. DÂY QUẤN ĐỒNG TÂM. 91 3.14. DAY QUẤN DẠNG Q PHAN SỐ. 91 3.15. DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ 1 PHA 93 BÀI 3 : MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 96 Trang 4
4.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ CÔNG DỤNG 97 4.2. CẤU TẠO MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ. 98 4.3. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. 99 4.4. PHẢN ỨNG PHẦN ỨNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. 100 4.5. PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP CỦA MÁY PHÁT CỰC LỒI. 101 4.6. ĐẶC TÍNH NGOÀI VÀ ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH. 102 4.7. SỰ LÀM VIỆC SONG SONG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ. 103 4.8. ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BÙ ĐỒNG BỘ 104 BÀI 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 106 5.1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 107 5.2.TÙ TRƯÒNG VÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU. 111 5.3. CÔNG XUẤT ĐIỆN TỪ, MOMEN ĐIỆN TỪ 113 5.4. TIA LỬA ĐIỆN TRÊN CỔ GÓP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC. 113 5.5. MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU. 114 5. 6. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. 117 5.7. DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 118 Trang 5
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT U: Điện áp I: Dòng điện P: Công suất tác dụng Q: Công suất phản kháng S: Công suất toàn phần MBA: Máy biến áp ĐC: Động cơ KĐB: Không đồng bộ Trang 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. 1.Ký hiệu MBA...................................................................................................... 17 Hình 1. 2.Máy điện quay..................................................................................................... 17 Hình 1. 3.Máy điện quay..................................................................................................... 17 Hình 1. 4.Từ thông xuyên qua vòng dây ............................................................................. 18 Hình 1. 5.Thanh dẫn trong từ trường ................................................................................... 18 Hình 1. 6.Định luật lực điện từ............................................................................................ 19 Hình 1. 7.Định luật mạch từ ................................................................................................ 19 Hình 1. 8.Gồm nhiều cuộn dây ........................................................................................... 20 Hình 1. 9.Nguyên lý máy điện một chiều ............................................................................ 22 Hình 1. 10.Nguyên lý máy điện đồng bộ ............................................................................. 23 Hình 2. 1.Hình da ̣ng chung của máy biế n áp ....................................................................... 28 Hình 2. 2.Lõi thép kiể u tru ̣: 1 pha và 3 ................................................................................ 28 Hình 2. 3.Lõi thép kiể u bo ̣c, 1 pha, 3 pha ............................................................................ 28 Hình 2. 4.ghép rời lõi thép .................................................................................................. 29 Hình 2. 5.ghép xen kẽ lõi thép ............................................................................................ 29 Hình 2. 6.Thùng máy biến áp .............................................................................................. 30 Hình 2. 7.Nguyên lý làm việc MBA .................................................................................... 31 Hình 2. 8.Mạch điện thay thế .............................................................................................. 34 Hình 2. 9.Mạch điện đơn giản ............................................................................................. 35 Hình 2. 10.Sơ đồ thí nghiê ̣m không tải của m.b.a ................................................................ 36 Hình 2. 11.Ma ̣ch điê ̣n thay thế m.b.a lúc không tải ............................................................ 36 Hình 2. 12.Sơ đồ thí nghiê ̣m ngắ n ma ̣ch m.b.a .................................................................... 36 Hình 2. 13.Ma ̣ch điê ̣n thay thế của m.b.a lúc ngắ n ma ̣ch ..................................................... 36 Hình 2. 14.Ma ̣ch điê ̣n thay thế đơn giản.............................................................................. 36 Hình 2. 15.Tam giác điê ̣n áp ngắ n ma ̣ch ............................................................................. 37 Hình 2. 16.Tam giác tổ ng trở ngắ n ma ̣ch ............................................................................ 37 Hình 2. 17.Đường đă ̣c tính ngoài của máy biế n áp ............................................................. 38 Hình 2. 18.Giản đồ năng lươṇ g m.b.a ................................................................................. 40 Hình 2. 19.Máy biế n áp 3 pha ma ̣ch từ riêng (ghép bằ ng 3 máy 1 pha) .............................. 41 Hình 2. 20.Máy biế n áp 3 pha ma ̣ch từ chung ..................................................................... 41 Hình 2. 21.Cách đấu hình sao ............................................................................................. 42 Hình 2. 22.Tổ nố i dây của máy biế n áp 1 pha ..................................................................... 42 Hình 2. 23.Xác đinh ̣ tổ nố i dây bằ ng phương pháp kim đồng hồ. ........................................ 43 Hình 2. 24.Tổ nố i dây Y/Y-12 ............................................................................................ 43 Hình 2. 25.Tổ nố i dây Y/∆-11 ............................................................................................. 43 Hình 2. 26.MBA mắc song song ......................................................................................... 44 Hình 2. 27.Máy biế n dòng .................................................................................................. 45 Hình 2. 28.Máy biế n điê ̣n áp ............................................................................................... 46 Hình 2. 29.MBA tự ngẫu .................................................................................................... 46 Hình 3. 1.Cấu tạo máy điện KĐB ....................................................................................... 68 Hình 3. 2.Stato của máy điện .............................................................................................. 68 Hình 3. 3.Bộ dây máy điện KĐB ........................................................................................ 69 Trang 7
Hình 3. 4.Rô to lồng sóc ..................................................................................................... 69 Hình 3. 5. Roto dây quấ n .................................................................................................... 70 Hình 3. 6.Từ trường 2p=4 ................................................................................................... 71 Hình 3. 7.Từ trường 2p=2 ................................................................................................... 71 Hình 3. 8.Từ trường dây quấn ba pha .................................................................................. 72 Hình 3. 9.Đảo chiều quay ĐC ba pha .................................................................................. 73 Hình 3. 10.Nguyên lý làm việc ĐC ..................................................................................... 75 Hình 4. 1.Cấu tạo máy điện đồng bộ ................................................................................... 98 Hình 4. 2.Roto cực nồi ........................................................................................................ 99 Hình 4. 3.Roto cực ẩn ......................................................................................................... 99 Hình 4. 4.Nguyên lý làm việc của máy phát ĐB ................................................................. 99 Hình 4. 5.Phản ứng phần ứng ............................................................................................ 101 Hình 4. 6.Đặc tính ngoài máy phát .................................................................................... 103 Hình 4. 7.Đặc tính điều chỉnh máy phát ............................................................................ 103 Hình 5. 1.Cấu tạo máy điện 1 chiều .................................................................................. 108 Hình 5. 2.Cấu tạo stato...................................................................................................... 108 Hình 5. 3.Cấu tạo roto....................................................................................................... 109 Hình 5. 4.Cấu tạo cổ góp .................................................................................................. 109 Hình 5. 5.Nguyên lý làm việc máy phát ............................................................................ 110 Trang 8
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: MÁY ĐIỆN Tên mô đun: Máy điện Mã số mô đun: ELEI56135 Thời gian thực hiện mô đun: 150 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 120 giờ) Số tín chỉ: 6 I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Máy điện là mô đun chuyên môn nghề sau khi học xong các MH/MĐ cơ sở, Môn học Đo lường điện của ngành Điện công nghiệp. - Tính chất: Máy điện là một mô đun thực hành chuyên môn nghề. II. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày được cấu tạo, phân tích nguyên lý của các loại máy điện - Về kỹ năng: + Vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn máy điện + Tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện. + Quấn lại được động cơ một pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn. + Tính toán được quấn máy biến áp công suất nhỏ. + Chủ động lập kế hoạch, dự trù được vật tư, thiết bị. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Phát huy tính tích cực, chủ đô ̣ng, sáng ta ̣o và tư duy khoa học trong công viê ̣c III. Nội dung mô đun: 1. Chương trình khung: Thời gian đào tạo (giờ) Tên môn học, mô Tín Thực hành, Mã MH, MĐ Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra đun chỉ số thuyết thảo luận, bài tập LT TH I. Các môn học chung/đại cương 14 285 117 153 10 5 1. COMP52001 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 2. COMP51003 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 3. COMP51007 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 Giáo dục quốc 4. COMP52009 2 45 21 21 1 2 phòng và nn ninh 5. COMP52005 Tin học 2 45 15 29 0 1 6. FORL54002 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 7. SAEN52001 An toàn vệ sinh lao 2 30 23 5 2 0 Trang 9
Thời gian đào tạo (giờ) Tên môn học, mô Tín Thực hành, Mã MH, MĐ Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra đun chỉ số thuyết thảo luận, bài tập LT TH động I. Các môn học, mô đun chuyên môn 48 1185 309 822 21 33 ngành, nghề II.1. Môn học, mô đun cơ sở 9 195 70 116 5 4 8. ELEI52033 Mạch điện cơ bản 2 30 28 0 2 0 9. ELEI53132 Mạch điện 3 60 28 29 2 1 10. ELET51165 Vẽ điện 1 30 0 29 0 1 11. ELEI53117 Khí cụ điện 3 75 14 58 1 2 II.2. Môn học, mô đun chuyên môn 41 990 239 706 16 29 ngành, nghề 12. ELEI53115 Đo lường điện 3 75 14 58 1 2 13. ELEI56135 Máy điện 6 150 28 116 2 4 14. ELEI6509 Cung cấp điện 5 90 56 29 4 1 15. ELET55157 Trang bị điện 1 5 120 28 87 2 3 16. ELEI55138 Thí nghiệm điện 1 3 75 14 58 1 2 17. ELEI55124 Kỹ thuật lắp đặt điện 5 120 28 87 2 3 18. ELEI54123 Kỹ thuật lạnh 4 90 28 58 2 2 19. Thiết bị điện gia ELEI54148 4 90 28 58 2 2 dụng 20. ELEI54152 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 Tổng cộng 62 1470 426 975 31 38 2. Chương trình chi tiết mô đun: Thời gian (giờ) Số Thực hành, Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra TT số thuyết thảo luận, bài tập LT TH Trang 10
Thời gian (giờ) Số Thực hành, Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm tra TT số thuyết thảo luận, bài tập LT TH Bài mở đầu: Khái niệm chung về máy 1 3 3 0 0 0 điện 2 Bài 1: Máy biến áp 30 5 23 1 1 3 Bài 2: Máy điện không đồng bộ 60 10 48 1 1 4 Bài 3: Máy điện đồng bộ 30 5 24 0 1 5 Bài 4: Máy điện một chiều 27 5 21 0 1 Cộng: 150 28 116 2 4 IV. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: - Phòng học chuyên môn hóa, nhà xưởng: - Trang thiết bị máy móc:  Bàn giá thực hành.  Trang bị bảo hộ lao động trong ngành điện.  Bộ đồ nghề điện, cơ khí cầm tay.  Các loại máy đo: VOM/DVOM, Watt kế AC, Cos kế, tần số kế...  Các loại máy điện.  Mô hình thực hành chứng minh tính thuận nghịch của máy điện.  Mô hình thực hành máy biến áp một pha, ba pha.  Mô hình thực hành động cơ một pha, ba pha.  Mô hình bổ cắt động cơ điện một pha, ba pha.  Mô hình thực hành đấu dây động cơ ba pha 2 cấp tốc độ.  Mô hình mô phỏng sự cố trên máy điện xoay chiều.  Máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha.  Bộ thí nghiệm máy phát điện xoay chiều một pha, ba pha.  Mô hình hòa đồng bộ máy phát điện ba pha.  Mô hình cắt bổ máy phát điện một chiều.  Bộ thực hành máy phát điện một chiều.  Mô hình mô phỏng các sự cố trong máy điện một chiều.  Bộ đồ nghề cơ khí cầm tay.  Bộ đồ nghề điện cầm tay gồm: Trang 11
 Pan me.  Máy quấn dây chỉ thị số.  Khoan điện; Mỏ hàn điện.  Kìm điện các loại: kìm B (kìm răng), kìm nhọn, kìm cắt, kìm tuốt dây, kìm bấm cốt.  Tuốc-nơ-vít các loại (dẹp, bake): từ 2mm đến 6mm.  Cưa, bào, búa cao su...  Các loại máy đo (AC & DC): ampe kế, volt kế, Ohm kế, watt kế, tần số kế, Cos kế, điện kế 1pha, 3 pha, - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:  Dây dẫn điện.  Một số vật liệu cần thiết khác.  Dây điện từ các loại.  Giấy cách điện, phim phổi.  Ghen cách điện bằng amiăng.  Dây đai.  Thiếc (chì) hàn; Nhựa thông; Vẹc ni... - Các điều kiện khác:  PC, phần mềm chuyên dùng.  Projector, overhead. V. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ: 1. Nội dung: - Về kiến thức:  Trình bày được cấu tạo, phân tích nguyên lý của các loại máy điện - Về kỹ năng:  Vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn máy điện  Tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện.  Quấn lại được động cơ một pha, ba pha bị hỏng theo số liệu có sẵn.  Tính toán được quấn máy biến áp công suất nhỏ.  Chủ động lập kế hoạch, dự trù được vật tư, thiết bị. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  Phát huy tính tích cực, chủ đô ̣ng, sáng ta ̣o và tư duy khoa ho ̣c trong công viê ̣c 2. Phương pháp: - Kiểm tra định kỳ được đánh giá bằng hình thức trắc nghiệm hoặc tự luận, thực hành TT Bài KT Nội dung Hình thức thi Thời gian 1 Bài kiểm tra số 1 Bài mở đầu và Bài 1 Lý thuyết 45 phút Trang 12
2 Bài kiểm tra số 2 Bài 2 Lý thuyết 45 phút 3 Bài kiểm tra số 3 Bài 2 Thực hành 60 phút 4 Bài kiểm tra số 4 Bài 3 Thực hành 60 phút 5 Bài kiểm tra số 5 Bài 3 Thực hành 60 phút 6 Bài kiểm tra số 6 Bài 4 Thực hành 60 phút - Kiểm tra hết môn được đánh giá bằng hình thức trắc nghiệm và thực hành VI. HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN MÔ ĐUN: 1. Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mô đun này được sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề. 2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy mô đun: - Đối với giảng viên, giáo viên:  Trước khi giảng dạy, giáo viên cần căn cứ vào nội dung của từng bài học để chuẩn bị đầy đủ các điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng dạy học.  Bố trí thời gian làm các bài thực hành nhận dạng các loại động cơ, đo kiểm, đấu dây vận hành động cơ, máy phát.  Sử dụng các mô hình cắt bổ, để minh họa nguyên lý của các loại máy điện.  Cần tập trung cả lớp để hướng dẫn ban đầu: Phần này giáo viên cần thao tác mẫu cho sinh viên quan sát.  Tùy vào thiết bị có của từng đơn vị để phân chia số lượng sinh viên thực tập trong mỗi nhóm (Mỗi nhóm nên tối đa là 3 sinh viên ): Phần này giáo viên nên quan sát từng nhóm và sửa sai tại chỗ (nếu có).  Tập trung cả lớp để rút kinh nghiệm sau mỗi ca thực tập: Phần này giáo viên cho sinh viên nêu lên những vướng mắc trong ca thực tập và đưa ra phương pháp khắc phục. - Đối với người học:  Tập trung nghe giảng, ghi chép, làm bài tập và thực hành theo hướng dẫn của giáo viên 3. Những trọng tâm cần chú ý: - Cấu tạo, nguyên lý các loại máy điện. - Đấu dây, vận hành các loại động cơ, máy biến áp. - Vận hành máy phát, hòa đồng bộ máy phát. - Vẽ và phân tích sơ đồ dây quấn. - Sửa chữa một số hư hỏng thường gặp. 4. Tài liệu cần tham khảo: [1]- Nguyễn Đức Sĩ, Công nghệ chế tạo Máy điện và Máy biến áp, NXB Giáo dục 1995. Trang 13
[2]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2001. [3]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2001. Trang 14
BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN  GIỚI THIỆU BÀI MỞ ĐẦU: Bài mở đầu là bài giới thiệu bức tranh tổng quan về một số nội dung cơ bản về máy điện để người học có được kiến thức nền tảng và dễ dàng tiếp cận nội dung môn học ở những bài tiếp theo.  MỤC TIÊU BÀI MỞ ĐẦU: Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:  Về kiến thức: - Phát biểu được các định luật điện từ trong máy điện  Về kỹ năng: - Phân tích được nguyên lý hoạt động của máy phát và động cơ điện  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Phát huy tính tích cực, chủ động, cẩn thận trong công viê ̣c  PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI MỞ ĐẦU: - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài mở đầu) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài mở đầu theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI MỞ ĐẦU: - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng máy điện - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. Trang 15
- Các điều kiện khác: Không có  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI MỞ ĐẦU: - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  NỘI DUNG BÀI MỞ ĐẦU: 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN: 1.1.1. Định nghĩa: Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý hoạt động dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Về cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (cuộn dây), dùng để biến đổi dạng năng lượng như cơ năng thành điện năng ( máy phát điện ) hoặc ngược lại biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện ), hoặc dùng biến đổi các thông số của mạch điện như biến đổi điện áp, dòng điện , tần số, số pha…. Máy điện là loại máy phổ biến trong công nghiệp và trong đời sống . 1.1.2. Phân loại: Máy điện có nhiều loại và có nhiều cách phân loại ví dụ như phân loại theo công xuất, theo cấu tạo, theo chức năng dòng điện ( xoay chiều, một chiều ), theo nguyên lý làm việc và phân loại theo nguyên lý biến đổi điện năng. a. Máy điện tĩnh: Trang 16
U1,f BA U2,f ̴ ̴ Hình 1. 1. Ký hiệu MBA Máy điện tĩnh làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối với nhau. b. Máy điện quay: Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra. U1,f ̴ ω Hình 1. 2. Máy điện quay Loại máy điện này dùng để biến đổi năng lượng, ví dụ biến đổi điện năng sang cơ năng( động cơ điện ) hoặc biến đổi cơ năng sang điện năng ( máy phát điện ) quá trình biến đổi có tính thuận nghịch, nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện. MÁY ĐIỆN Máy điê ̣n tinh ̃ Máy điê ̣n quay Máy biế n áp Máy điê ̣n xoay chiề u Máy mô ̣t chiề u Máy Máy điê ̣n Máy Đô ̣ng điê ̣n không phát 1 cơ mô ̣t đồ ng bô ̣ đồ ng bô ̣ chiề u chiề u Máy Đô ̣ng Máy Đô ̣ng phát cơ phát cơ điê ̣n điê ̣n không không đồ ng đồ ng đồ ng đồ ng bô ̣ bô ̣ bô ̣ bô ̣ Hình 1. 3. Sơ đồ máy điện quay Trang 17
1.2. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN TRONG MÁY ĐIỆN: Nguyên lý làm việc của tất cả các loại máy điện dựa vào cơ sở hai định luật cảm ứng điện từ và luật điện từ. 1.2.1. Định luật cảm ứng điện từ: a. Trường hợp từ thông Φ biến thiên xuyên qua vòng dây: Khi từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn. Trong vòng dây sẽ cảm ứng một sức điện động. Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp với chiều của từ thông theo quy tắc vặn nút chai, thì sức điện động cảm ứng: d e = dt Dấu (+): chỉ chiều Φ đi từ người đọc vào trang giấy . e Ф Hình 1. 4.Từ thông xuyên qua vòng dây - Nếu cuộn dây có W vòng : d d e=-w.  dt dt Trong đó: Ψ = WΦ gọi là từ thông móc vòng của cuộn dây. b. Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường. Khi thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường, thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động có trị số là: e=BlV.  B cường độ từ cảm đo bằng Tesla (T)  L chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn (m)  V vận tốc thanh dẫn đo bằng m/s Chiều sức điện động cảm ứng xác định bằng quy tắc bàn tay phải. Hình 1-5 Hình 1. 5.Thanh dẫn trong từ trường Trang 18
1.3. ĐỊNH LUẬT LỰC ĐIỆN TỪ: Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức của từ trường ( trường hợp động cơ điện ). . Hình 1. 6.Định luật lực điện từ Thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác dụng có trị số là: F = B.l.I (N) .  B cường độ từ cảm đo bằng Tesla(T)  I cường độ dòng điện (A)  L chiều dài tác dụng thanh dẫn đo bằng m - Chiều lực từ xác định bằng quy tắc bàn tay trái 1.4. ĐỊNH LUẬT MẠCH TỪ TÍNH TOÁN MẠCH TỪ. a. Định luật mạch từ: Lỏi thép máy điện là mạch từ. Mạch từ là mạch khép kín dùng để dẫn từ thông. Định luật dòng điện toàn phần  H.dl   i → H.l = w.i  H: cường độ từ trường trong mạch từ đo bằng A/m  L: chiều dài trung bình của mạch từ (m  W: số vòng dây của cuộn dây  I: tạo ra từ thông trong mạch từ gọi là dòng điện từ hóa.  w.i: gọi là sức từ động.  H.l: gọi là từ áp rơi. i w Trang 19
Hình 1. 7.Định luật mạch từ - Đối với mạch từ gồm nhiều cuộn dây và nhiều đoạn khác nhau H1.l1+H2.l2 = W1i1-W2I2  H1,H2: tương ứng là cường độ từ trường trong đoạn 1,2  L1, L2: chiều dài trung bình đoạn 1,2  W1.i1, W2.i2: sức từ động dây quấn 1,2  Dấu – trước w2.i2 vì chiều i2 không phù hợp l1, S1 i W1 l2, S2 W2 i2 Hình 1. 8. Gồm nhiều cuộn dây với chiều từ thông đã chọn theo quy tắc vặn nút chai n n H k 1 K .l k   Wl .il . l 1 Trong đó dòng điện il có chiều phù hợp với chiều Φ đã chọn theo quy tắc vặn nút chai sẽ mang dấu dương, không phù hợp mang dấu âm. 1.5. VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN: Vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện và vật liệu kết cấu. 1.5.1. Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo bộ phận dẫn điện. Vật liệu dẫn điện dùng trong máy điện là đồng và nhôm. Dây đồng và dây nhôm được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện khác nhau như sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học, sợi emay. 1.5.2. Vật liệu dẫn từ Trang 20