Đị nh ngh ĩ a và phân lo ạ i 1.1Định nghĩa Máy điện là thiết bị điện từlàm việc trên nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng đểbiến đổi dạng năng lượng nhưcơnăng thành điện năng, hoặc biến đổi đ
Trang 1Chương 1
C Ơ S Ở LÝ THUY Ế T C Ủ A MÁY Đ I Ệ N
1 Đị nh ngh ĩ a và phân lo ạ i
1.1Định nghĩa
Máy điện là thiết bị điện từlàm việc trên nguyên lý cảm
ứng điện từ, dùng đểbiến đổi dạng năng lượng nhưcơnăng
thành điện năng, hoặc biến đổi điện năng thành cơnăng,
hoặc dùng đểbiến đổi các thông số điện như điện áp, dòng
điện
Đểbiến đổi các dạng năng lượng trong máy điện có 2
phần là :Mạch từ(lõi thép) vàMạch điện(Dây quấn)
1.2 Phân loại
1.2.1 Phân theo dòng điện + Máy điện xoay chiều + Máy điện một chiều 1.2.2 Phân theo sựchuyển động tương đối + Máy điện tĩnh
+ Máy điện quay
Iro n co re
Term ina ls
Secon dar y win din g
In su lation
Trang 2S ơ đồ phân lo ạ i máy đ i ệ n thông d ụ ng
Máy điện
Máy điện tĩnh Máy điện quay
Máy điện xoay chiều Máy điện một chiều
Máy điện không
đồng bộ Máy đi bệộn đồng
Máy biến áp
Động
cơ
KĐB
Máy phát
đ i ệ n
Động
cơ
ĐB
Máy phát
điện
Động
cơ
một chiều
Máy phát
điện
một chiều
2 Các đị nh lu ậ t dùng trong máy đ i ệ n 2.1Định luật cảm ứng điện từ
1 Trường hợp từthông biến thiên xuyên qua vòng dây
Khi t ừ thông bi ế n thiên xuyên qua vòng dây d ẫ n, trong vòng dây s ẽ
c ả m ứ ng s ứ c đ i ệ n độ ng e.
Theo công th ứ c Maxwell:
dt
d
Chi ề u c ủ a e đượ c xác đị nh theo quy t ắ c
v ặ n nút chai
xφ e
N ế u cu ộ n dây có N vòng, s ứ c đ i ệ n độ ng c ả m ứ ng c ủ a cu ộ n dây s ẽ
là:
d d
N Φ − Ψ
−
Trang 3Khi thanh d ẫ n chuy ể n độ ng th ẳ ng góc v ớ i đườ ng s ứ c t ừ tr ườ ng,
trong thanh d ẫ n s ẽ c ả m ứ ng s ứ c đ i ệ n độ ng e có tr ị s ố là:
e = Blv
Trong đ ó: B là t ừ c ả m (T)
l là chi ề u dài c ủ a thanh d ẫ n (m)
v là t ố c độ c ủ a thanh d ẫ n (m/s)
2 Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từtrường
Chi ề u c ủ a s ứ c đ i ệ n độ ng c ả m ứ ng đượ c xác đị nh theo quy t ắ c
bàn tay ph ả i
2.2Định luật lực điện từ Khi thanh d ẫ n mang dòng đ i ệ n đặ t th ẳ ng góc v ớ i đườ ng s ứ c t ừ
tr ườ ng thì thanh d ẫ n s ẽ ch ị u tác d ụ ng c ủ a m ộ t l ự c đ i ệ n t ừ có tr ị s ố
là:
F = Bil (N)
Trong đ ó: B: T ừ c ả m (T)
i : Dòng đ i ệ n (A)
l : Chi ề u dài thanh d ẫ n (m)
Chi ề u c ủ a l ự c đ i ệ n t ừ đượ c xác đị nh theo quy t ắ c bàn tay trái.
Trong máy đ i ệ n, lõi thép là m ạ ch t ừ dùng để d ẫ n t ừ thông,
đị nh lu ậ t toàn dòng đ i ệ n áp d ụ ng trong m ạ ch t ừ
M ạ ch t ừ trong máy đ i ệ n có th ể là lõi thép đồ ng nh ấ t ho ặ c
lõi thép có khe h ở , trên lõi thép có cu ộ n dây.
N ế u H là vect ơ c ườ ng độ t ừ tr ườ ng do t ậ p h ợ p các dòng đ i ệ n t ạ o ra
và L là m ộ t đườ ng cong kín bao quanh chúng thì:
2.3Định luật dòng điện toàn phần
3.1 Vật liệu dẫn điện
- Dùng đểchếtạo các bộphận dẫn điện
- Vật liệu thường dùng làđồng, nhôm được chếtạo theo tiết diện tròn hoặc chữnhật có bọc cách điệnở
ngoài Lớp cách điệnởbên ngoài dây thường là: vải sợi,
sợi thuỷtinh, giấy, nhựa hoá học, sơn êmay
3 Các v ậ t li ệ u dùng trong máy đ i ệ n
Trang 43.2 Vật liệu dẫn từ
-Dùng đểchếtạo các bộphận của mạch từ
-Vật liệu chếtạo mạch từthường là: thép lá kỹthuật
điện, thép lá thường, thép đúc, thép rèn
* Trong các mạch từcó từthông biến đổi thường dùng
thép lá kỹthuật điện dày 0,35 - 0,5 mmđểgiảm tổn hao do
dòng điện xoáy
* Trong những mạch từ có từthông không đổi, thường
dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá thông thường
Dạng đường cong từhoá của một sốvật liệu dẫn từ
3.3 Vật liệu cách điện
Dùng đểcách ly các bộphận dẫn điện với bộphận không
dẫn điện, hoặc cách ly những bộphận dẫn điện với nhau
- Các vật liệu cách điện phải có cường độcách điện cao,
chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền vềcơhọc
- Vật liệu cách điện thường dùng trong máy điện là: giấy,
vải lụa, amiăng, sợi thuỷtinh, mica
Tuỳtheo độbền nhiệt người ta chia vật liệu cách điện
Cấp cách điện Nhiệt độcho phép Vật liệu
Cấp Y 90 o Bông,giấy, vải, tơlụa, sợi
Cấp A 105 o Vải sợi xenlulô, sợi tựnhiên
Cấp E 120 o Màng vải, sợi tổng hợp gốc
hữu cơ
Cấp B 130 o Mica, sợi thuỷtinh, amiăng
Cấp F 155 o Giống loại B nhưng được tẩm
sấy và kết dính bằng sơn
Cấp H 180 o Giống loại B nhưng dùng sơn tẩm
sấy hoặc chất kết dính gốc silic hữu
cơ
Trang 53.4 Vật liệu kết cấu
-Dùng đểchếtạo các chi tiết chịu các tác động cơhọc
như: trục, ổbi, nắp máy, vỏmáy
- Trong máy điện, vật liệu kết cấu thường là : gang, thép,
thép lá, thép rèn, kim loại màu và hợp kim của chúng, các
chất dẻo
Khi máy điện hoạt động, sựbiến đổi năng lượng trong máy sẽcó tổn hao.Tổn hao này gồm có:
- Tổn hao sắt từtrong lõi thép do hiện tượng từtrễvà dòng điện xoáy
- Tổn hao đồng trong dây quấn
- Tổn hao do ma sát Các tổn hao này biến thành nhiệt và làm cho máy điện nóng lên
Đểmáy điện làm việc lâu dài và hiệu quảcần phải có các biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh đểlàm mát máy điện
4.Phát nóng và làm mát máy đ i ệ n