Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 5: Khái niệm chung về máy điện

Chương 5 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Kỹ thuật điện 1 5.1 Định nghĩa và phân loại 5.2 Các định luật cơ bản trong máy điện 5.3 Tính toán mạch từ 5.4 Các vật liệu chế tạo máy điện 5.5 Tổn hao, phát nóng và làm mát máy điện 5.6 Các bước khảo sát máy điện Chương 5 Kỹ thuật điện 2 5.1. Khái niệm chung Kỹ thuật điện 3  Máy biến áp  Máy điện không đồng bộ  Máy điện đồng bộ  Máy điện một chiều Máy điện là thiết bị điện từ để biến đổi cơ năng thành điện năng, hoặc biến đổi các đại lượng điện như điện áp, tần số, dòng điện, số pha. Máy điện chia làm 4 nhóm: 5.1. Máy biến áp Kỹ thuật điện 4  Máy biến áp: Biến điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều khác giá trị.  Máy điện không đồng bộ: Có 2 loại: Động cơ không đồng bộ biến điện năng thành cơ năng, được dùng rộng rãi. Máy phát không đồng bộ, biến cơ năng thành điện năng, ít dùng.  Máy điện đồng bộ: có 2 loại: Máy phát động bộ, biến cơ năng thành điện năng, dùng rộng rãi. Động cơ đồng bộ biến điện năng thành cơ năng, ít dùng.  Máy điện một chiều: Máy phát một chiều, Động cơ một chiều 5.2. Các định luật cơ bản trong máy điện Kỹ thuật điện 5  Định luật sức điện động cảm ứng (Định luật Faraday)  Định luật điện từ (Định luật Laplace)  Định luật Ôm từ Định luật sức điện động cảm ứng Kỹ thuật điện 6  Từ thông φ xuyên qua vòng dây biến thiên  Thanh dẫn chuyển động trong từ trường Từ thông φ xuyên qua vòng dây biến thiên Kỹ thuật điện 7 Sức điện động cảm ứng: v d e dt    Cuộn dây có N vòng: v d d e Ne N dt dt        Từ thông móc vòng của cuộn dây: N  +  e Thanh dẫn chuyển động trong từ trường Kỹ thuật điện 8 Khi thanh dẫn có chiều dài L chuyển động với vận tốc v vuông góc với từ cảm B, trong thanh dẫn xuất hiện sức điện động cảm ứng e Lv B  Định luật điện từ Kỹ thuật điện 9 Khi thanh dẫn có chiều dài L mang dòng điện i vuông góc với từ cảm B, nó sẽ chịu lực từ F tác dụng: F iL B  Định luật Ôm từ Kỹ thuật điện 10 Nếu H là từ trường do một tập hợp dòng điện i1 in tạo ra và nếu C là một đường kín trong không gian thì k C Hdl i  dL H ( )C 1i 2i 3i dL là độ dời vi phân trên (C) dấu ik xác định như sau: Nếu khi vặn nút chai theo chiều dL mà nút chai tiến theo chiều ik là dương và ngược lại. 1 2 3ki i i i    Định luật Ôm từ Kỹ thuật điện 11 Xét trường hợp có N vòng dây quấn vào mạch từ: 1 . HL Ni B L Ni L Ni S Ni              F Ni F      5.3. Tính toán mạch từ Kỹ thuật điện 12  Bài toán thuận  Bài toán ngược Bài toán thuận Kỹ thuật điện 13 Cho tìm F Cách giải: trong mạch từ nối tiếp từ thông xuyên qua mọi tiết diện đều bằng nhau: có 3 bước để giải: Bước 1: tính từ cảm Bước 2: Suy ra sức từ động để tạo ra từ thông Bước 3: tùy theo bài toán cho cho số vòng dây hoặc dòng điện của cuộn kích từ, ta suy ra dòng điện hoặc số vòng dây cần có. Bài toán ngược Kỹ thuật điện 14 Cho F tìm  Cách giải: Đây là bài toán phi tuyến nên ta giải bằng phương pháp lập, cho giá tri từ thông tìm F. 5.4. Các vật liệu chế tạo máy điện Kỹ thuật điện 15  Vật liệu dẫn điện  Vật liệu dẫn từ  Vật liệu cách điện  Vật liệu kết cấu 5.5. Tổn hao, phát nóng và làm mát máy điện Kỹ thuật điện 16  Tổn hao thép  Tổn hao đồng  Tổn hao ma sát 5.6. Các bước khảo sát máy điện Kỹ thuật điện 17  Khảo sát hiện tượng vật lý  Từ các định luật vật lý, viết hệ phương trình toán học mô tả sự làm việc của máy điện  Từ mô hình toán học, thành lập mạch tương đương của máy điện  Từ mạch tương đương, khảo sát đặc tính làm việc Kỹ thuật điện 18 Kỹ thuật điện 19