Bài giảng Máy điện I (cơ sở) - Chương 0 : Mở đầu

12/2015ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Máy Điện I (cơ sở) EE3140 TS. Trần Tuấn Vũ BM Thiết Bị Điện - Điện Tử Viện Điện / C3-106 vu.trantuan@hust.edu.vn / 0906 298 290 12/2015 2ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Máy điện?! PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 3ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Tóm tắt về môn học Máy Điện (1/2) 1. Tên học phần: Máy điện I (Máy điện cơ sở) 2. Mã số: EE3140 3. Khối lượng: 3 (3-0-1-6) – Lý thuyết & bài tập: 45 tiết – Thí nghiệm: 4 bài, (~15 tiết lý thuyết) 4. Đối tượng tham dự: sinh viên đại học chính quy ngành Điện: Kỹ thuật Điện, Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa. 5. Điều kiện học phần: – Học phần học trước: EE2030 6. Mục tiêu học phần:
Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ bản về máy điện.
Sau khi học xong học phần này sinh viên phải hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý làm việc của các loại máy điện, mô hình toán mô tả các quá trình vật lí trong máy điện và các đặc tính chủ yếu của các loại máy điện.
Nắm được phạm vi ứng dụng của các loại máy điện. 7. Nội dung vắn tắt học phần:
Hiểu & nghiên cứu về: máy biến áp, máy điện không đồng bộ, máy điện đồng bộ, máy điện một chiều.
Nội dung bao gồm cấu tạo và nguyên lí làm việc của các loại máy điện, các mô hình mô tả quá trình biến đổi năng lượng, các phương pháp xác định các thông số và đặc tính chủ yếu của các loại máy điện trên. PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 4ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Tóm tắt về môn học Máy Điện (2/2) 8. Nhiệm vụ của sinh viên:
Dự lớp: đầy đủ theo quy chế
Bài tập: hoàn thành các bài tập của học phần (có cộng điểm quá trình)
Thí nghiệm: hoàn thành các bài thí nghiệm 9. Đánh giá kết quả: 30% + 70%
Điểm quá trình: trọng số 30% o Điểm chuyên cần o Kiểm tra giữa kỳ (trắc nghiệm hoặc tự luận) o Điểm quá trình < 3: không được thi cuối kỳ
Thi cuối kỳ (trắc nghiệm): trọng số 70% 10. Tài liệu học tập:
Máy điện 1, 2. Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
Máy điện. Tập 1, 2. Bùi Đức Hùng. Triệu Việt Linh. NXB Giáo dục. Hà nội. 2007.
Electrical Machines. Turan Gonen. Power International Press, Carmichael, California. 1988.
Google: Electrical Machines, Power Transformer, Induction Machine (IM), Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), Electrically Excited Synchronous Machine (EESM), DC machine, 11. Thi cuối kỳ
Trắc nghiệm 50 câu hỏi
Không sử dụng tài liệu PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 5ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Nội dung học phần Máy điện I
Chương 0 : Mở đầu
Chương 1: Máy biến áp
Chương 2: Những vấn đề chung về máy điện quay
Chương 3: Máy điện không đồng bộ
Chương 4: Máy điện đồng bộ
Chương 5: Máy điện 1 chiều
Thí Nghiệm (4 bài):
Bài 1. Thí nghiệm máy biến áp 3 pha
Bài 2. Thí nghiệm động cơ không đồng bộ
Bài 3. Thí nghiệm máy phát điện đồng bộ
Bài 4. Thí nghiệm máy điện một chiều 12/2015 6ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV Tổng quan về máy điện MĐ thiết bị điện từ điện gây ra từ, từ sinh ra điện Chức năng biến đổi các thông số điện năng điện áp dòng điện tần số biến đổi dạng năng lượng Điện ---> Cơ (ĐCĐ) Cơ ---> Điện (MFĐ) Nguyên lý làm việc dựa vào Định luật cảm ứng điện từ Định luật lực điện từ Cấu tạo Hệ thống dây quấn dẫn điện Hệ thống mạch từ (lõi thép, thép KTĐ) dẫn từ Phân loại (dựa vào nguyên lý) Tĩnh (các dây quấn không chuyển động tương đối với nhau) máy biến áp máy biến tần Có phần chuyển động tương đối với nhau Quay Thẳng MĐ quay Xoay chiều Không đồng bộ n ≠ n1 (tốc độ Rôto ≠ tốc độ từ trường) Động cơ Máy phát điện (ít dùng) Đồng bộ (n = n1) Động cơ (công suất lớn) Máy phát điện Một chiều Động cơ Máy phát điện (ít dùng) PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 7ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 1. Định nghĩa và phân loại 1. Định nghĩa
Thiết bị điện làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ:
Năng lượng khác điện  Điện năng : máy phát điện
Điện năng  cơ năng : động cơ điện
Biến đổi điện áp : máy biến áp PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 8ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 1. Định nghĩa và phân loại 2. Phân loại Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay MĐ xoay chiều MĐ 1 chiều MĐ không đồng bộ MĐ đồng bộ Máy biến áp Máy phát Động cơ PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 9ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 1. Định nghĩa và phân loại Động cơ không đồng bộ (Induction motor) Transformer (Máy biến áp) PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 10ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 1. Định nghĩa và phân loại Máy điện 1 chiều (DC machine) Máy phát đồng bộ (Synchronous alternator) PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 11ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 2. Các định luật nghiên cứu máy điện a. Khi có từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây : 1. Định luật cảm ứng điện từ Khi 1 cuộn dây có W vòng: φ d e dt φ = −Độ lớn: Chiều dương : Qui tắc vặn nút chai Độ lớn s.đ.đ: e ecd cd d e W dt φ = − W φ Vòng dây PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 12ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 2. Các định luật nghiên cứu máy điện A i B B ur b. Khi thanh dẫn chuyển động cắt qua từ trường (máy phát điện) 2. Định luật về lực điện từ A B v r AB = l Độ lớn: e = Chiều : Qui bàn tay phải e tf uur ®Độ lớn: Chiều : fđt = Qui tắc bàn tay trái S N B urBl v? ? Bl i? PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 13ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 2. Các định luật nghiên cứu máy điện 3. Định luật về mạch từ (Định luật toàn dòng điện) i2i1 Hdl urur i1 W1 W2 i2 φ H1, l1 H2, l2 1 1 2 2H l H l+ = 1 2k n k n k k k k k 1 k 1 H l W i F = = = = = =∑ ∑Tổng quát: F φ φ = f(F) F gọi là sức từ động (stđ) 1 2i i= − 1 1 2 2W i W i− k n k k 1 i = = ∑H.dl = l PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 14ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 3. Vật liệu chế tạo máy điện 1. Vật liệu dẫn điện : đồng, nhôm 2. Vật liệu dẫn từ: 3. Vật liệu cách điện: φ ~ thép lá KTĐ φ = thép tấm hoặc thép khối Cấp Y A E B F H C [oC] 90 105 120 135 150 180 >180 dầy (0,13 ÷ 1) mm Khả năng cách điện cao Chịu nhiệt, dẫn nhiệt tốt Mềm dẻo và có độ bền cơ Yêu cầu PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 15ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 4. Tính thuận nghịch của máy điện Máy phát (Generators) I I Động cơ (Motors) PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 16ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 5. Phát nóng và làm mát máy điện Máy điện làm việc Tổn hao : - Mạch từ (sắt) - Joule (đồng) Cách điện phát nóng quá nhiệt độ cho phép Làm mát PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 17ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV 6. Sản xuất máy điện (ĐC KĐB) 17 THÉP Tiện trục Dập cắt Cân bằng rotor TÔLE SILIC ĐỒNG NHÔM Thử nghiệm Sơn và đóng kiện Gửi đi Tra trục Hàn Đặt cách điện Quấn dây Ngâm vernis Đúc Nhôm áp lực Rotor lồng sóc Đúc áp lực Tạo vỏ động cơ Nhẵn bề mặt Lò Tra stator trong vỏ Động cơ Lò Tôle rotor Tôle stator LẮP RÁP Cảm biến tốc độ, Cảm biến nhiệt Ổ bi Hộp ra dây pha Mài khe hở không khí PHẦN MỞ ĐẦU 12/2015 18ĐHBK HN / Viện Điện / BM TBĐ-ĐT / TTV VI. Sản xuất máy điện PHẦN MỞ ĐẦU