Giáo trình Máy điện 1

MÔ TẢ MÔN HỌC Máy điện 1 là môn học trang bị những kiến thức bao gồm các khái niệm chung về máy điện, lý luận chung về máy điện quay, máy điện không đồng bộ, máy điện một chiều và các máy điện đặc biệt thường hay gặp trong thực tiễn. Từ đó giúp sinh viên có nền tảng để hiểu rõ hơn các môn chuyên ngành đồng thời vận dụng kiến thức của mình vào việc thực hiện các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp. NỘI DUNG MÔN HỌC Bài 1. Khái niệm chung về máy điện: Bài này giúp cho sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản về máy điện, phân chia các loại máy điện, quá trình biến đổi năng lượng trong máy điện, các định luật thường dùng trong phân tích máy điện, phát nóng và nguội lạnh máy điện, các nguyên nhân gây hỏng hóc và chế độ làm việc định mức. Bài 2: Lý luận chung máy điện quay: Bài này giúp cho sinh viên nắm được các vấn đề lý luận chung về máy điện quay; dây quấn máy điện quay; Sức từ động của dây quấn máy điện quay xoay chiều; sức điện động của dây quấn máy điện quay xoay chiều. Bài 3: Máy điện không đồng bộ: Bài này giúp cho sinh viên nắm được cấu tạo máy điện không đồng bộ, nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ, sơ đồ mạch điện thay thế, quá trình truyền năng lượng, tổn hao và hiệu suất của máy điện không đồng bộ, mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ, ứng dụng của máy điện không đồng bộ trong công nghiệp và dân dụng.

Biên

www.hutech.edu.vn

*1.2015.ELE125*

tailieuhoctap@hutech.edu.vn

I V

1

1.1 VÀ PHÂN MÁY 1

1

1

1.2 CÁC L DÙNG TRONG MÁY 5

5

7

8

1.2.4 Bà 11

1.3 NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT VÀ 14

14

15

1.4 MÁY 15

15

16

1.4.3 16

17

1.5 PHÁT NÓNG VÀ LÀM MÁY 17

17

18

19

20

22

1.6 LÀM 22

22

23

1.7 CÁC NGHIÊN MÁY 25

TÓM 26

CÂU ÔN 26

29

2.1 CÁC KHÁI 29

2.2 QUÁT MÁY XOAY VÀ MÁY 32

32

39

41

2.3 DÂY 43

44

47

2.4 QUAY TRONG MÁY XOAY 53

53

55

56

58

TÓM 68

CÂU ÔN 68

69

3.1 KHÁI CHUNG 69

3.2 MÁY KHÔNG 71

3.2.1 Stato 71

3.2.2 Rôto 72

3.3 QUAY MÁY KHÔNG 73

73

75

3.4 NGUYÊN LÝ LÀM MÁY KHÔNG 76

76

77

3.5 MÔ HÌNH TOÁN KHÔNG 78

78

78

80

3.6 THAY KHÔNG 81

3.7 VÀ 83

3.8 MÔMEN QUAY KHÔNG 3 PHA 85

3.9 MÁY KHÔNG 87

87

90

3.10 KHÔNG 91

91

92

93

93

3.11 CÁC MÁY KHÔNG 94

94

94

95

î 95

3.12 KHÔNG 2 PHA 96

96

96

TÓM 97

CÂU ÔN 97

105

4.2 MÁY 106

106

107

109

4.3 NGUYÊN LÝ LÀM 109

109

110

4.4 DÂY 111

111

112

113

4.4.4 Dâ 113

4.5 E 114

4.6 MÔMEN VÀ CÔNG 115

4.7 QUÁ TRÌNH VÀ CÁC TRÌNH CÂN 117

117

117

4.8 PHÁP KÍCH 119

4.8 119

120

4.9 MÁY PHÁT 121

121

122

124

4.10 125

125

126

128

130

TÓM 131

CÂU ÔN 131

136

5.1 KHÔNG PHA 136

136

136

137

138

5.2 PHA 143

143

144

5 145

5.3 148

148

5.3.2 149

150

152

157

160

5.4 KHÔNG THAN (BLDC) 161

161

162

164

5.5 (SRM) 169

169

5.5.2 170

171

174

5.6 SERVO 174

175

176

177

5.7 MÁY 178

179

180

181

184

5.7 186

188

TÓM 190

CÂU ÔN 191

TÀI THAM 192

n 1 là môn h c trang b nh ng ki n th c bao g m các khái ni m chung v

mình vào vi c th c hi án môn h án t t nghi p

- Bài 1 Khái ni m chung v n: Bài này giúp cho sinh viên n c các khái

ni n v n, phân chia các lo n, quá trình bi

nóng và ngu i l n, các nguyên nhân gây h ng hóc và ch làm vi c

nh m c

- Bài 2: Lý lu n quay: Bài này giúp cho sinh viên n m c các v n

lý lu n chung v n quay; dây qu n quay; S c t ng c a

- Bài 4 n m t chi u: Bài này giúp cho sinh viên n c c u t n

m n thay th , quá trình truy ng, t n hao và hi u su t c a

n m t chi u làm vi c song song, ng d ng c n m t chi u trong công nghi p và dân d ng

- Bài 5: M c bi t: Bài này cung c p cho sinh viên n c các lo i máy

c bi ng có công su t nh u ng d ng trong công

bài t p cu i m i bài c bài h c m i và tìm thêm các thông tin liên

n bài h c trên internet v nhãn hi u, thông s k thu t, ng d ng các lo i

n

khi h c xong m i bài, c và nghi n ng m n i dung bài h c K t thúc m i m c

c a bài h c, xem k các ví d i gi i, v n d ng ki n th c lý thuy t tr l i câu

h i ôn t p và bài t p cu i m i bài K t thúc toàn b bài h c c k tóm t t bài h

ghi nh nh ng tr ng tâm chính c a bài h c

vài MW

áp

=w

e

b

Hình 1.4:

B x l

B x i

F = B.i.l

:

k k C

i l d H

ï ï

ï ï

thép B1 = B2 = ta c H1 = 600A/m

1l1 + H2l2

Suy ra I = 1,275A

ngang S=120cm2

Wb A S

10 120 10 4 1500

10 50

4 7

Wb A S

l R

Fe

Fe

10 100 10 4 1725

10

4 7

2

Wb A S

l

10 100 10 4

10

4 7

m trong Kirchhoff

càng nhi u và máy càng nóng Ngoài ra nhi c n càng ph thu c vào

ch làm vi c c a máy là làm vi c liên t c, ng n h n hay ng n h n l p l i V i m t

vào nhi cho phép c a máy V y n u máy c gi i nhi t t t thì nhi c a

: dn

0C

= 8 W/ m2. 0C =120 160 W/m2. 0C

)vC(1 g

dl '

SGCt

= 0

SlnC

(1.17) GCS 0

t

)e(1S

S

QQ

GC

0 T t

1.20)

T t 0

T t

1mm (hình 2

Hình 2.3: Lõi thép stator c

hành

2.1:

2.2 T NG QUÁT V N XOAY CHI U VÀ

Hình 2.12:

a)

2

-

Hình 2.12:

a)

2

-

Commutatorless Synchronous Machines)

2.2.2 ng b

Hình 2

(Westinghouse Electric Corporation)

Hình 2.15:

2

thích 2

Xem hình 2

2.7

F a1m = 4 kdq m

ph

I P

2.23c

Hình 2

g các dâu ,

F a1 = 4 kdq cos

2 a

ph

I P

F a1 = F m cos( )

2

1)cos(

2 /

cos lrd

lr B

P m

2

(2.29)

) , , ( s r

fld

W

L L

L

)(

)(

2.44), (2.45) và (2.48

v s , i s , i r m

2.34) cho

ynh

2.48)

Hình 2

Hình 2

Trong các

Hình 2Trên hình 2

Trên hình 2 hát tuabine

u

Hình 2

/³ /³

/³ /³

/³ /³

÷

³òµ¹øèïôç

ïÐ

÷

³òÒø

3.2.1 Stato

Hình 3.5

ºêð

nhau

0 0

½±­ø ïîð ÷ ½±­ø îìðð÷

Ý ð Þ

(3.5

ß ß

í

n2 = n1 n (3.8)

ï ï

øï ­÷

°

ºêð

÷

­ïø

3.5 MÔ HÌNH TOÁN C N KHÔNG

ï

ï ï

­°²êð

°²

k fw

î

î î

÷

­ÈøÎ

­Û

3.5.3 ng s c t ng

1 2

ï î

°

ºêð

­

°

ºêð

ï

¼¯

ï ï

ï

¼¯

ï ï

­

Îøµ

×Ûµ

·

î î

¶ÈÎø

×Û

÷

¶ÈÎø

×

÷

¶ÈÎø

×

î î î

³

³

î ð

Hình 3.8:

î ï

ắ ỉ ỉ

(3.36)

ĩ ĩ ĩ

ù ĩ ĩ ù

ò

ĩ ỉ ỉ

ỉ ắò ò

ỉắ

ỉ

ĩ

ĩ ĩ

ù ĩ

ĩ ù ĩ ĩ

ĩ ĩ ĩ

ĩ ù ĩ

ù ĩ

ũỉđđòũ

ỉđđò

ĩ

ĩ ỉ

ĩ đ ĩ

ỉ ỉ

đ

Theo hình

î ù î ï î

ù î ï

ï ù

î

÷ÈøÈ

÷

­

ÎøÎ

÷Åø

ñòòòí

î ù î ï î

ù î ï

ù î

òòí

î ù î ï

î ï ï

î ï

max

M

s s M

÷Åø

òòòí

î ù î ï î ù î ï

ù î

î

M

s

Hình 3.11

-

2

Hình 3.12

Hình 3.13 tam giác

không

î ù î ï î ù ù î ï

ï

÷ø

÷ø

ù î ï

ù ù î

(3.58)

³³

Ó

f

3.10.3 i u ch nh b n áp cung c p cho stato

3.11 C TUY N C N KHÔNG

NG B

, , , ,

n

Mcos

10

0

0

thì

3.11.3 c tuy n t n hao và hi u su t

ũỉđđò

ĩ

ĩ ỉ

1

1

1

Q P

P S

b I1 = 33.50A, I0 =5.35A, I2 =32.56A

a PCu1=419.3W, PFe=294.21W, PCu2=279W

b Pf =54.23W

c =89.47%

Û:

ïîî

ỉỉẻ

ĩì

ỉè

èĩ

ĩỉè

đ đ đ

ìđỉè

ắêđòĩắêđò

I i a

u tb

I

M f N B l N

Þ × *

î,

ò

2 2 2 2

9.81

n nên mômen M

(4.17)

ð

î ò

4.8.2 kích

a

, c

Ta có: (4.21)

*

Îò

*Û

m

4.10.3 c tuy n u ch nh t c a

n m t chi u

òò

òò

îòò

Vì ò

îòò

ò

(4.30)

a

b

Hình 5.8: Mômen kh i ng khi thêm t

Hình 5.9:

c

V các không g b t pha công t bé, t vài Watt n hàng tWatt khi k g g không mang i ho t r nh ,thì ch theo

i a stato ta x ãnh và t vòng g kín ôm kho ng 1/3 c t ,vòng ng ng vai tròn h t dây q n

p

a) b) Hình 5.13

5.2.1 Gi i thi u chung

,

-

soát

b

VHình 5.16

không kích thích Mômen quay Mq

100W

5.3.1 Khái ni m chung

p trình

nh 5.21

ô nhân rô

ô

= 30o

Hình 5.21:

5.21.(c) Rôto quay qua thêm

5.3.6 c h n h p

a

5.24trên hình 5.24(a) và 5.24

-

Commutator), v.v

góp)

5.4.2 C u t o BLDC

qu n Stator c a BLDC g m 2 ph n chính: cu c qu n trên các lõi sthu n và m n t u khi n c p ngu n cho cu n dây.Cách qu n dây c a

này t o nên s c ph ng d ng hình thang mà ta th y N u không quan tâm t i

Hình 5.26:

Hình 5.27: Rô

- Inrunner: rôto

- Outrunner

Hình 5.28

Hall sensor: c thù s c ng có d ng hình thang nên c u khi ng c a BLDC c n có c m bi nh v trí c a t ng rotor so

c a rotor) N u không b m vi quay ch m

c a roto quay theo

- Góc gi a vector t ng stator và rotor luôn ph m b u khi n chính xác s d ng c m bi n hall

t chi u, v i s khác bi t quan tr ng là s chuy n

cu n dây rôto ba pha Thi t b chuy n m n t bao g m c m bi n v trí rôto, c

m i cu n dây stato

Hình 5.30:

Hình 5.31: Nguyên lý u khi

b n c a BLDC, các ch khác t m th n

Ta th y r ng, trong m t th m b t kì luôn luôn ch có 2 pha d

Hình 5.32:

Hình 5.33:

y rõ ràng các pha (v i các màu khác nhau) thay nhau d n và tính

u khi n t ngoài gi ng v t chi u Sai s gi a

6 l n trong 1 chu kì S chuy n m ng (không t c th i, th i gian lên và

xu ng không b ng nhau) gây nên nh ng h n ch c

- Nh p nhô moment

Hình 5.39: Stator và rot

5.5.3 Nguyên t c ho n

5.38

hàng (aligned) và hàng (unaligned)

Hình 5.40:

r r

I U

I U

các dây

5.49

Hình 5.49:

1 là dây 4-

100kW

nâng lên hàng nghìn kilowat

200W

b

U = f(n)

100V

8 A.E Fitzgerald (1990) Electric Machinery Mc Graw Hill

9 P.C Krause, O Wasynczuk, S.D Sudhoff (1994) Analysis of Electric Machinery

Inc, New York

10 Electrical Machines, Drives, and Power Systems -Hall, Inc

11 https://prezi.com/l4tbnhdf0nnr/single-phase-synchronous-motors/

12 http://www.orientalmotor.com/technology/articles/servo-motor-overview.html

13

http://mediatoget.blogspot.com/2011/04/hysteresis-motor-this-is-synchronous.html