đề cương môn máy điện

MÁY ĐIỆN Câu 1: Định nghĩa phân loại máy điện?Định nghĩa: Máy điện là một thiết bị điện từ, làm việc dựa trênnguyên lý cảm ứng điện từ, được dùng để biến đổi các dạng nănglượng như cơ nă

MÁY ĐIỆN Câu 1: Định nghĩa phân loại máy điện?

Định nghĩa: Máy điện là một thiết bị điện từ, làm việc dựa trênnguyên lý cảm ứng điện từ, được dùng để biến đổi các dạng nănglượng như cơ năng thành điện năng, điện năng thành cơ năng hoặcbiến đổi các thông số hay đại lượng mạch điện như: điện áp, dòngđiện, tần số, số pha…

Phân loại máy điện:

Theo loại dòng điện người ta chia làm 2 loại: máy điện 1 chiều vàmáy điện xoay chiều Điểm khác nhau cơ bản về cấu tạo của máyđiện xoay chiều và máy điện 1 chiều là máy điện chiều có thêm bộphận chổi than và cổ góp Tác dụng của bộ phận này như một bộbiến đổi cơ, nó biến đổi xoay chiều thành 1 chiều (máy phát) vàmột chiều thành xoay chiều (động cơ)

Theo trạng thái làm việc người ta chia làm 2 loại: máy điện tĩnh vàmáy điện quay

Theo chức năng công tác nguồn người ta chia làm:

+ Động cơ điện có chức năng biến đổi năng lượng điện thành nănglượng điện cơ

+ Máy phát điện có chức năng biến đổi năng lượng cơ thành nănglượng điện

+ Máy biến áp có chức năng biến đổi điện áp và tải năng lượng đixa

+ Các máy điện có chức năng chuyên dụng khác

Theo số pha người ta chia máy điện thành; máy điện 1 pha, 2 pha,

3 pha

1

Theo mức độ bảo và phương pháp làm mát máy điện được chiathành các loại sau:

+ Các tạo loại hở: loại này cho phép dùng trong phòng khô, sạch+ Cấu tạo loại kín: loại này cho phép dùng trong công nghiepj,môi trường có nhiều bụi bẩn và ẩm ướt

+ Cấu tạo loại chống nổ: loại này cho phép dừng ở những nơi cóthể gây nổ

Câu 2: Định luật cảm ứng điện từ cho 2 trường hợp vòng dây

và dây dẫn thẳng?

* Trường hợp vòng dây.

Khi từ thông biến thiên xuyên qua 1 vòng dây, trong vòng dâyxuất hiện sức điện động cảm ứng, được xác định theo công thứcMaxell

e = Nếu cuộn dây có số vòng dây là W thì sức điện động là: e =

Chiều của sức điện động cảm ứng có chiều mà dòng điện do nósinh ra sẽ tạo là từ thông luôn chống lại sự biến thiên của từ thôngsinh ra nó

Trường hợp là dây dẫn thẳng

Sự biến thiên của từ thông có thể theo thời gian, cũng có thể theo

vị trí

Khi thanh dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức của từ tườngkhông đổi (B) thì trong thanh dẫn xuất hiện sức điện động cảmứng gọi là sức điện động quay.

Giá trị của sức điện động: E = B.lv hay tổng quát E = B.l.v sin Với góc là góc tạo bởi chiều chuyển động của thanh dẫn và chiềucủa các đường sức khi = 900 -> e = Em = Blv Chiều của sức điệnđộng được xác định theo quy tắc bàn tay phải Như vậy: khi B =const, = const, nhưng v # 0 thì e # 0

Câu 3: Định luật lực điện từ và cách xác định chiều của lực điện từ.

Định luật lực điện từ: khi thanh dẫn có dòng điện đi qua, đặt thẳnggóc với đường sức của từ trường thì thanh dẫn chịu tác động của 1lực điện từ có giá trị: F = B.l.I

Tổng quát: F = B.l.I sin với góc là góc tạo bởi và

Chiều của lực điện từ: Xác định bằng quy tắc bàn tay trái

Khi đặt = 900 thì F = Fm = B.l.I

Cách xác đinh chiều của lực điện từ: theo quy tắc bàn tay trái: chođường sức xuyên qua lòng bàn tay trái, chiều từ cổ tay đến đầu cácngón tay chỉ chiều của dòng điện (i) thì chiều ngón tay cái choãi ra

900 chỉ chiều của lực điện từ tác động lên thanh dẫn

- Chức năng, nhiệm vụ và tính chất của vật liệu dẫn từ:

+ Tính chất của mạch từ được biểu diễn dưới dạng đường cong từhóa hoặc bằng quan hệ giữa cảm ứng từ B và cường độ từ trường

H là B = f(H)

+ Tổn hao: vật liệu từ đặt trong từ trường biến đổi sẽ bị đốt nóng

vì có tổn hao từ trễ và tổn hao của dòng Fuco (dòng xoáy) ΔPfe =

Tổn hao trong lõi thép được tính là: ΔPfe = (ChB2f + Cf.B2.f).G.Kfe

Với: G là trọng lượng sắt của mạch từ

Kfe: là hệ số chú ý với tổn hao sắt ở thực tế sẽ mạnh hơn

Nhiệm vụ, tính chất và vai trò của vật liệu cách điện?

- Nhiệm vụ, tính chất và vai trò của vật liệu cách điện?

- Nhiệm vụ là cách điện giữa các phần dẫn điện và phần khôngdẫn điện, vật liệu cách điện có thể hợp chất hữu cơ hay vô cơ vàtồn tại dưới dạng thể rắn hay thể lỏng

- Tính chất của vật liệu cách điện:

+ Có tính cách điện tốt

+ Chịu được sự thay đổi của nhiệt độ

- Vai trò

Câu 4: Trình bày cấu tạo chung của máy điện

- Máy điện gồm 2 phần cơ bản không thể thiếu đó là: Mạch từ vàmạch điện

Về mặt cơ học hay trạng thái làm việc người ta chia máy điện làm

2 phần: Phần tĩnh (phần không chuyển động) gọi là Stato, phầnđộng (phần quay) gọi là Roto

Phần tĩnh (stato): được trang bị thêm vỏ bảo vệ (thân máy), nắp đỡ

ổ bi, giá đỡ…

Phần động (roto): đối với động cơ dị bộ roto dây quấn còn cóthêm các vành trượt, còn đối với máy điện 1 chiều thì có thêm cổgóp và cánh quạt gắn trên trục roto để làm mát

Roto và stato được đặt đồng tâm nhau cách nhau một khe nhỏ.Thông thường stato đặt bên ngoài, roto đặt bên trong (riêng quạttrần thì roto đặt bên ngoài)

Về mặt điện từ người ta chia ra: Phần cảm và phần ứng

Phần ứng là phần của máy điện mà trong đó đặt cuộn dây, cuộndây này tham gia trực tiếp vào việc biến đổi cơ năng thành điệnnăng hoặc điện năng thành cơ năng và vì vậy nó được nối vớinguồn hoặc với máy tiêu thụ điện năng vì vậy tương ứng với gọi

là phần ứng Trong máy điện xoay chiều thì đa số phần ứng nằm

5

thuộc phần tĩnh (stato), còn trong máy điện 1 chiều phần ứngthuộc phần động (roto).

Phần cảm: là phần tạo từ trường trong máy, nó cũng gồm có 2phần: lõi thép và cuộn dây Nó là stato của máy 1 chiều và phầnlớn là roto của máy xoay chiều

Câu 7: Nêu các thông số và các đại lượng định mức của máy điện

Giá trị của các thông số và đại lượng ứng với chế độ công tác địnhmức gọi là ccs giá trị định mức Tại các giá trị máy điện công táclâu dài không gây hư hỏng Các giá trị định mức của các thông số

và đại lượng định mức quan trọng nhất được ghi trên nhãn máy,trong lý lịch của máy Từng loại máy điện cụ thể mà có các giá trịđịnh mức khác nhau Tuy nhiên về cơ bản có các giá trị sau:

Với động cơ thì công suất định mức là công suất phát ra trên trụcđộng cơ kí hiệu là: Pđm[W, KW]

Điện áp định mức: là điện áp trên các cực của máy kí hiệu là: Uđm

Trong quá trình làm việc của máy điện sẽ có tổn hao, tổn haotrong máy điện goofmc ó tổn hao từ trong lõi thép (do hiện từ trễ

và điện xoáy), tổn hao đồng trong diện trở dây quấn và tổn hao masát (ở máy điện quay) Tất cả các tổn hao năng lượng đều biếnthành nhiệt năng làm nóng máy điện (nhất là các vật liệu cáchđiện)

- Phương pháp tự làm mát: là phương pháp gắn trên trục máy một

số cánh quạt gió Ưu điểm của phương pháp này là đơn giảnnhưng nhược điểm là mức độ làm mát phụ thuộc vào tốc độ quay

Vì vậy các máy có tốc độ thay dổi và các máy đóng ngắt nhiều lầntrong 1 giờ sẽ không có lợi

Chương II: Máy biến áp

Câu 9: Định nghĩa, các thông số máy biến áp? Trình bày cấu tạo lõi thép của máy biến áp?

Định nghĩa: Máy biến áp là một thiết bị điện – từ tĩnh, làm việcdựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, được dùng để biến đổi hệthống điện xoay chiều từ cấp điện áp song cấp điện áp khác vớicùng tần số

7

Các thông số máy biến áp:

Công suất định mức: Sđm[VA, KVA, MVA]

Điện áp dây sơ cấp định mức là điện áp ứng với công suất địnhmức: U1đm[V, KV]

Điện áp dây thứ cấp định mức là điện áp trên dây thứ cấp khi biến

áp làm việc không tải và phía sơ cấp đưa vào 1 điện áp định mức:

U2đm[V, KV]

Dòng điện dây sơ cấp và thứ cấp định mức: I1đm[A, KA]; I2đm [A,KA]

Ngoài ra còn có các đại lượng định mức khác như: tổ nối dây, tần

số f, cos , điện áp ngắn mạch, kích thước, trọng lượng máy

Cấu tạo của lõi thép máy biến áp

Lõi thép được ghép từ các lá thép kĩ thuật điện có độ dày từ 0.35 –0.5 mm, ghép cách điện lại với nhau nhằm giảm tổn hao do dòngđiện xoáy Fuco, các lá thép được phủ 1 lớp cách điện

Lõi thép gồm có 2 phần: trụ từ T và gông từ G

Trụ từ là phần lõi thép dùng để đặt và quấn dây quấn Trụ từ là nơisinh ra sức từ động F = W.i

Gông từ là phần lõi thép dùng để khép kín mạch từ Gông từ là nơi

từ thông kín đi qua

Nếu là biến áp kiểu trụ (lõi) thì cuộn dây đặt lên tất cả các trụ (T).Còn nếu là biến áp kiểu bọc thì cuộn dây chỉ đặt ở trụ giữa còn 2trụ ngoài thì không đặt cuộn dây

- Các lá thép được ghép lại với nhau theo kiểu xen kẽ ngược cáclớp lá thép hoặc là kiểu ghép tiếp xúc khi đã được cắt theo 1 hìnhdạng nhất định, hình dạng các lá thép có dạng chữ I, L, E…

- Tiết diện của trụ càng gần với hình tròn càng tốt vì nó sẽ chịuđược lực điện từ lớn sinh ra khi bo ngắn mạch.

Câu 10: Chức năng, phân loại về máy biến áp? Trình bày cấu tạo dây quấn của máy biến áp?

Chức năng: Chức năng trung gian giữa nguồn và phụ tải được

dùng để biến đổi điện áp Tùy cách nhìn mà biến áp được coi như

1 bộ nguồn hay 1 bộ tải

- Chức năng truyền tải điện năng đi xa

- Chức năng chuyên dụng khác như phục vụ sinh hoạt dân dụng,

đo lường, hàn, thay đổi số pha…

Phân loại máy biến áp

Theo số pha người ta chia thành: biến áp 1 pha, 2 pha, 3 pha, 6pha, 9 pha, 12 pha

Theo số pha người ta chia thành: biến áp 1 cuộn dây (biến áp tựngẫu), biến áp 2 cuộn dây, biến áp nhiều cuộn dây

Theo trị số về điện áp giữa sơ cấp và thứ cấp có: biến áp tăng ápthì U1 < U2; biến áp hạ áp thì U1 > U2 biến áp cách ly thì U1 = U2

Theo công dụng ta có: biến áp điện lực, biến áp đo lường, biến áphàn, biến áp dùng thay đổi pha

Theo cấu tạo lõi thép ta có: biến áp kieur bọc, biến áp kiểu lõi (haykiểu trụ)

Theo phương pháp làm mát ta có: biến áp làm mát bằng khôngkhí, biến áp làm mát bằng dầu

* Cấu tạo cuộn dây:

Máy biến áp có dây quấn kiểu tập trung: dây quấn được chế tạochủ yếu là dây đồng có bọc cách điện hoặc dây nhôm có bọc cáchđiện Dây quấn có tiết diện nhỏ thì dùng loại dây có tiết diện tròn,

9

còn dây quấn có tiết diện lớn thì dùng loại dây có tiết diện hìnhchữ nhật.

Dây quấn máy biến áp có

Dây quấn sơ cấp: là dây quấn nhận năng lượng điện xoay chiềucần biến đổi, là dây nối với nguồn điện Tương ứng với nó thì cácđại lượng như U, I, W… trong dây quấn này được gọi là đại lượng

sơ cấp trong ký hiệu có thêm chỉ số “1” (U, I, W )

Dây quấn thứ cấp: là dây quấn đưa năng lượng đã biến đổi ra , làdây nối đến các máy tiêu thụ các đại lượng tương ứng với dâyquấn này được gọi là các đại lượng thứ cấp và trong ký hiệu cóthêm chỉ số “2” (như U2, I2, W2…)

Theo giá trị điện áp trên từng cuộn dây người ta phân: cuộn cao áp

và cuộn thấp áp, cuộn ao áp là cuộn có điện áp cao, cuộn thấp áp

là cuộn có điện áp thấp

Theo giá trị về điện áp trên từng cuộn dây người ta chia các cuộndây thành các cuộn dây đồng tâm, các cuộn dây xen kẽ Theo quanđiểm cách điện thì cuộn dây cao áp đặt ngoài, cuộn dây thấp ápđặt trong để dễ dàng cho việc cách điện với lõi Nếu theo quanđiểm về phát nhiệt thì cuộn có dòng điện lớn đặt ngoài, cuộn dây

có dòng điện bé đặt trong

Yêu cầu đối với cuộn dây biến áp: phát nhiệt dễ dàng, có đủ độbền cơ học (chịu được lực điện động nhất là khi ngắn mạch xảy ra,chống được va chạm); có đủ độ bền về điện để chống được hiệntượng xuyên thủng

Câu 11: Trình bày nguyên lý hoạt động của máy biến áp 1 pha

ở chế độ không tải và có tải?

* Máy biến áp 1 pha ở chế độ không tải

Nếu đặt vào cuộn dây sơ cấp w, điện áp xoay chiều 1 pha U1, cótần số là f1, thì U1 sẽ sinh ra dòng điện l1 chạy trong cuộn sơ cấp,dòng điện i này sinh ra từ thông sơ cấp

Từ thông móc vòng với cuộn w1 mà không móc vòng với cuộn w2

là ψ1 và với w2 thì: ψ1 = w1 ψ2 = w2

Ngoài ra dòng điện i1 còn sinh ra từ thông chỉ móc vòng với cuộn

w, mà không móc vòng với cuộn w2 ta gọi là từ thông tàn sơ cấp

đó là

Từ thông có thể thay đổi điều hòa theo thời gian nếu như điện áp

U1 đặt vào cuộn w1 là một làm điều hòa của thời gian Tức là =

E1 = w1.f1 = 3.14.f1w1 = 4.44.f1.w1

11

E2 = w2.f1 = 3.14.f1w2 = 4.44.f1.w2

Khi ở chế độ có tải: khi đấu vào tải thì trong cuộn w2 sẽ có dòng i2

chạy từ cuộn thứ cấp đến tải Như vậy năng lượng đã được truyền

từ cuộn w sang cuộn w2 Dòng điện i2 cũng tạo ra 1 từ thông thứcấp cũng móc vòng với cuộn w1và w2 Từ thông trong máy biến

áp khi có tải bây giờ là Từ thông tổng là tổng hợp của cả từthông sơ cấp và từ thông thứ cấp Ngoài ra dòng điện i2 còn tạo

ra 1 từ thông chỉ móc vòng với cuộn thứ cấp và được gọi là từthông tản thứ cấp đó là

Lập tỷ số: E1/E2 = W1/W2 = K (1) K là hệ số máy biến áp

Nếu bỏ qua sức điện động sinh ra từ thông tản sơ cấp, thứ cấp vàđiện áp rơi trên điện trở tác dụng của các cuộn dây sơ cấp, thứ cấpthì khi đó: U1 E1, U1 E2 và biểu thức (1) sẽ trở thành:

Câu 12: Những lưu ý khi kiểm tra và trong quá trình khai thác máy biến áp?

Kiểm tra chất lượng máy biến áp

Đo và kiểm tra nội trở cuộn dây sơ cấp, thứ cấp: nội trở của cuộndây biến áp có giá trị rất hỏ, nhất là các biến áp có công suất lớn,hay biến áp có điện áp nhỏ Thường kiểm tra nội trở cuộn dây

thông qua việc đo thông mạch của các cuộn dây máy biến áp Để

đo nội trở cuộn dây sử dụng đồng hồ Em – kế hay đồng hồ vạnnăng đẻ thang đo điện trở

Đo và kiểm tra điện trở cách điện của các cuộn dây bao gồm cáchđiện cuộn dây với vỏ máy và cách điện với các cuộn dây với nhau.Tùy theo giá trị điện áp của biến mà quyết định đến giá trị cácđiện Thông thường với biến áp công nghiệp điện áp dưới 500Vthì các giá trị điện trở cách điện phải lớn hơn 0.5MΩ Để đo điệntrở cách điện sử dụng đồng hồ Meegaom kế

Kiểm tra các phần tử còn lại khác: quan sát như nghe, nhìn, ngửi

để kiểm tra các phần tử còn lại của B

Một số chú ý khi khai thác máy biến áp

Lưu ý: Máy biến áp khái niệm cuộn sơ cấp và thứ cấp chỉ mangtính tương đối Khi cuộn dây nối với nguồn thì đó là cuộn dây sơcấp Khi cuộn dây nối với tải thì cuộn đó là cuộn thứ cấp

Công suất của 1 máy biến áp ngoài phụ thuộc vào điện áp địnhmức, tính chất tải định mức còn phụ thuộc vào cấu trúc cụ thể vềmặt cấu tạo công suất phụ thuocj vào thiết diện của trụ từ và dâyquấn máy biến áp

Khi vệ sinh, bảo dưỡng phải dùng chổi lông quét nhẹ, lau bằng dẻsạch, mềm, khi cần nâng cao cách điện thì phải tẩm sấy bằng dầucách điện chuyên dụng

Khi biến áp làm việc có tiếng kêu khác lạ thì cần kiểm tra điện ápxem có quá cao không hoặc ngắt biến áp ra khỏi lưới để kiểm tracác đai ốc đã xiết chặt chưa, mạch từ của biến áp có bẩn không?Cách đấu các cuộn dây được chú ý trên biển máy hay lý lịch củamáy

13

Về cấu tạo máy biến áp lưu ý rằng: điện áp của máy biến áp phụthuộc vào số vòng dây của cuộn dây số vòng dây của cuộn dâyphụ thuộc vào số vòng dây trên 1 vôn của cuộn dây Số vòng dâytrên 1 vôn phụ thuộc vào tiết diện của trụ từ máy biến áp Thiếtdiện của trụ từ phụ thuộc vào công suất biến áp Công suất biến ápphụ thuộc vào tải cần cung cấp của biến áp.

Câu 13: Khái niệm, đặc điểm các thông số và những lưu ý khi

sử dụng biến áp đo lường?

Khái niệm: Máy biến áp đo lường là biến áp hạ áp có số vòng dây

W1 >> W2 được dùng để hạ điện áp cao xuống điện áp thấp đểdùng cho các cơ cấu đo lường như cơ cấu đo điện áp, tần số, côngsuất

Đặc điểm:

Lõi thép có chất lượng tốt để giảm sai số và tổn hao do W1 >> W2

nên là biến áp hạ áp có hệ số biến áp k >> 1 Máy làm việc ở chế

độ không tải, hoặc tải có nội trở vo cùng lớn như các cơ cấu vônmét, héc mét, cuộn dây điện áp của các cơ cấu Woat mét…

Hệ số biến áp: k = W1/W2 = U1/U20 -> U1 = k.U20 Hệ số k đượcchuyển đổi qua các vạch chia độ của đồng hồ đo, do đó căn cứ sốchỉ trên đồng hồ người ta biết được điện áp U1 cần đo

Điện áp đầu ra U2 được chuẩn hóa U20 = (0 - 100)V

Thứ cấp của biến áp được nồi mát để an toàn cho người sử dụng

- Sai số điện áp: nếu coi I2 0 thì: ΔU% = kU20 - U1/ U1.100

kU20: là giá trị điện áp đọc được trên đồng hồ

U1: điện áp thực cần đo

Sai số góc là góc lệch giữa vecto U1 và vecto (-U2) Đơn vịthường đo bằng phút Với biến áp đo lường thì sai số điện áp, cấpchính xác và sai số góc cảng thì máy biến áp đo lường càng cóchất lượng tốt

Câu 14: Khái niệm, đặc điểm các thông số và những lưu ý khi

sử dụng biến dòng đo lường?

Khái niệm: máy biến dòng đo lường là máy biến áp tăng áp có số

vòng dây W1 << U2, được dùng để hạ dòng điện cao xuống dòngđiện thấp để sử dụng cho các cơ cấu đo lường như cơ cấu ampemét hay cuộn dòng điện của cơ cấu woat mét

Dòng thứ cấp thường chuẩn hóa I2 = 5A

Thứ cấp nối mát để an toàn cho người sử dụng

15

Sai số dòng điện: ΔI% = Kbd.I2 – I1/I1.100%

Sai số góc dòng điện là góc lệch giữa I1 và I2 thường đo bằng phút

Lưu ý khi sử dụng

Khi tháo đồng hồ ampe kế ra để thay thế, sửa chữa, cần phải ngắnmạch thứ cấp biến dòng bằng công tắc n để an toàn cho biến dòngvì: do dòng sơ cấp rất lớn nên dòng từ hóa cũng rất lớn, sẽ gây bãohòa từ lõi thép và đốt nóng lõi thép Từ thông sẽ có thành phầnbậc cao và cảm ứng ra sức điện động bậc cao có điện áp rất lớn ởthứ cấp E20 có thể đạt tới hàng vạn vôn, do đó gây đánh thủngcách điện cuộn thứ cấp, làm hỏng biến dòng

Không mắc cầu chì trong mạch thứ cấp của biến dòng

Ứng dụng trong thực tế từ máy biến dòng người ta có thể chế tạo

ra thiết bị đo dòng điện cầm tay gọi là ampe kế kìm để đo dòngđiện rất thuận tiện

Câu 15: Trình bày cấu tạo của động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc và các thông số định mức?

Cấu tạo: động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc có cấu tạogồm 2 phần chính:

Phần không chuyển động gọi là stato

Phần chuyển động gọi là roto

Cấu tạo stato: gồm vỏ máy, lõi thép, dây quấn và các bộ phậnkhác

Vỏ máy làm nhiệm vụ bảo vệ và gá lắp giữ chặt lõi thép stato, vỏ

có dạng trụ rỗng có chân đế cố định máy trên bệ và có 2 nwapsmáy ở 2 đầu để đỡ đầu trục máy và bảo vệ phần đầu dây quán cácmáy có công suất bé thì thường là vỏ bằng nhôm còn các máy có

công suất trùng và lớn thị làm bằng gang và có cánh tản nhiệt bênngoài để làm mát.

Lõi thép stato: làm nhiệm vụ dẫn từ và quấn dây trên nó Lõi thépđược ghép từ các lá thép kĩ thuật điện có độ dày 0.35 – 0.5 mmghép cách điện với nhau để chống fuco tạo thành một hình trụrỗng Chu vi mặt trong của các lá thép được dập thành các rãnh đểđặt cuộn dây stato

Dây quấn stato: được quấn thành từng môn bin mà các cạnh củacác mô bin đó được đặt vào các rãnh của lõi thép stato Các mobinnày được cách điện nhau và cách điện với lõi thép Động cơ 3 pha

có 3 dây quấn 3 pha, các pha có thông số như nhau nhưng đặt lệchnhau 1 góc 1200 trong không gian Các đầu của 3 pha đi ra trụ đầudây bê thân động cơ để có thể đấu thành hình sao hay đấu tamgiác Các pha này được cách điện với n hau và cách điện với vỏmáy

Phần tĩnh còn có các bộ phận khác: 2 nắp máy ở 2 đầu, trụ đấudây, đề máy, biển máy

Cấu tạo roto: gồm lõi thép, trục máy và dây quấn roto

Là lõi thép roto được dập từ các lá thép kĩ thuật điện tương tự lõithép stato Các lá thép này được ghép lại được tạo thành 1 hình trụđặc có chu vi mặt ngoài của các lá thép đó được dập các rãnh đểđặt cuộn dây roto, còn ở giữa lá thép được dập lỗ tròn để đặt trụcmáy Thường các lá thép roto được tận dụng phần còn lại bêntrong của các lá thép stato

Trục máy được làm bằng thép hợp kim tót và được lồng cùng vớilõi thép roto Trục máy được đỡ bởi 2 ổ bi ở 2 đầu nắp máy Đầutrục có cánh quạt để tự làm mát khi làm việc

17

Dây quấn của roto lồng sóc thường là dây quấn bằng nhôm, cụ thể

là các thanh nhôm hoặc đôi khi là các thanh đồng trong các rãnhcủa lõi thép roto, dây quấn của roto lồng sóc không cách điện vớilõi thép Hai đầu của các thanh nhôm được hàn vào 2 vòng ngắnmạch, do đó roto lồng sóc còn được gọi là

mạch Nếu loại lồng sóc kép thì roto gồm 2 lồng còn roto lồng sócrãnh sâu thì kích thước rãnh có chiều sâu hơn so với chiều rộng.Phần khe khí và các phần còn lại

Phần khe khí:ở giữa stato và roto rất nhỏ, thường = 0.2- 1 mm.Khe khí càng nhỏ thì dòng từ hóa càng nhỏ và cos φ càng cao.Các bộ phận còn lại khác: cánh quạt làm ở đầu trục roto để làmmát máy, trụ đầu dây, đế máy để đặt ên bệ máy, nắp đỡ vòng bi…Các thông số định mức

Công suất định mức Pđm (KW): là công suất đưa ra trên trục độngcơ

Dòng điện dây và điện áp dây định mức (Iđm, Uđm)

Cách đầu cuộn dây: ϒ, Δ

Tốc độ quay định mức: ηđm

Hệ ố công suất định mức: cosφđm

Nước sản xuất, năm sản xuất

Câu 16: Định nghĩa, phân loại động cơ không đồng bộ 3 pha? Trình bày cấu tạo của động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn.

Định nghĩa: Điều kiện không đồng bộ là động cơ điện xoay chiều ,làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rotonhỏ hơn tốc độ quay của từ trường quay trong máy

Phân loại

Theo số pha: đ/c điện không đồng bộ 1 pha, 2 pha, 3 pha chủ yếu

là loại động cơ 1 và 3 pha

Theo cấu tạo của roto: roto lồng sóc

Roto dây quấnTheo kiểu làm mát: kiểu kín, kiểu hở, nửa kín nửa hỏ

Theo kiểu đặt: đặt đứng, đặt nằm

Cấu tạo củ động cơ không đồng bộ 3 pha roto dây quấn: gồm phầntĩnh stato, và phần động roto và các bộ phận khác

Cấu tạo stato gồm 3 bộ phận: lõi thép, cuộn dây và vỏ

Lõi thép được dập từ các lá thép kĩ thuật điện co chiều dày 0.35 –0.5 mm ghép lại tạo thành khối hình trụ, mặt trong được khoét cácrãnh để đặt các cuộn dây stato, các rãnh này luôn song song vớinhau và song song với trục

Cuộn dây: gồm 3 cuộn dây AX, BY, CZ Mỗi cuộn dây của 1 phađược quấn thành các mobin, mà các cạnh của các moobin đó đượcđặt vào các rãnh của lõi thép stato

Các mobin này được cách điện nhau và cách điện với lõi thép.Động cơ 3 pha có dây quấn 3 pha, các pha có thông số nhưng đặtcách nhau 1 góc 1200 trong không gian Các đầu của 3 pha đưa ratrụ đấu dây bên thân động cơ để có thể đấu thành hình sao hoặctam giác Các pha này được cách điện với nhau và cách điện vớivỏ

Vỏ: làm nhiệm vụ bảo vệ và gá lắp, giữ chặt lõi thép stato, vó códạng trụ rỗng có chân đế cố định trên bệ và có 2 nắp máy ở 2 đầu

để đỡ trục máy và bảo vệ phần đầu dây quấn Các chi tiết khác, trụđầu dây, đế máy, 2 nắp máy Có kích thước lớn dài hơn só vớiphần tĩnh của động cơ không đồng bộ roto lồng sóc có cùng công

19

suất, bởi vì nó có thêm bộ phận chổi than và giá đỡ chổi than là bộphận để đưa điện trở bên ngoài vào nối tiếp với cuộn dây roto vớimục đích khởi động động cơ điều chỉnh tốc độ quay của roto.

Cấu tạo roto: gồm 3 phần lõi thép, trục, dây quấn roto

Lõi thép: được dập từ các lá thép kĩ thuật điện có chiều dày 0.35 –0.5 mm Các lá thép khi ghép lại được tạo thành 1 hình trụ đặc vàchu vi mặt ngoài của các lá thép được dập thành để dặt cuộn dâyroto, còn ở giữa lá thép được dập lỗ tròn để đặt trục máy Thườngcác lá thép được tận dụng phần trong của các lá thép của roto.Trục máy: làm bằng thép hợp kim và được lồng ứng với lõi théproto Trục máy được đỡ bởi 2 ổ bi ở 2 đầu nắp máy Đầu trục máy

có cánh quạt để tự làm mát khi làm việc

Dây quấn của roto dây quấn: dây quấn 3 pha giống dây quấn 3 phacủa stato được cách điện với lõi thép và 3 pha cuộn dây có 3 đầuđược nối hình Y, 3 dây còn lại được đấu đến 3 vách trượt bằngđồng gắn trên đầu trục roto Ba vách trượt này được cách điệnnhau và cách điện với trục máy Tỳ lên 3 vành trượt là 3 chổi than

để nối với mạch ngoài biến trở Biến trở này gọi là biến trở khỏiđộng hay biến trở điều chỉnh tốc độ Dây quấn roto phải được cáchđiện hoàn toàn với lõi thép

Phần khe khí và các phần còn lại khác

Khe khí giữa stato và roto rất nhỏ, thường = 0.2 – 1 mm khekhí càng nhỏ thì dòng từ hóa I0 càng nhỏ và hệ số cosφ càng lớn.Các bộ phận còn lại khác: cánh quạt làm mát ở đầu trục roto đểlàm mát máy, trụ đầu dây để đấu dây, để máy để đặt lên bệ máy,nắp mở vòng bi…

Câu 17: Phân tích sự hình thành từ trường quay trong động

cơ không đồng bộ 3 pha?

Ta xét 1 máy điện dị bộ 3 pha có cuộn dây AX, BY, CZ Mỗi 1pha là 1 vòng, khi cấp nguồn xoay chiều 3 pha vào cuộn dây xuấthiện 3 dòng điện:

IA = Im sin wt (A)

IB = Im sin (wt-1200) (A)

IB = Im sin (wt-2400) (A)

Xét cho từng thời điểm

Tại wt = 900: iA = Imax > 0 dòng đi từ A -> X => A(+), X (-)

IB = IC = -Im/2< 0 dòng đi từ Y -> B => B(-), Y(+)

Z ->C => C(-), Z(+)Theo quy tắc vặn nút chai xác định chiều từ trường

= + + = 3/2

Tại (wt = 90 + 1200): iB = Im > 0 dòng đi từ B -> Y=> B(+), Y (-)

IA = IC = -Im/2< 0 dòng đi từ X -> A => X(+), A(-)

Z -> C=> Z(+), C(-)-> = + + = 3/2

Tại (wt = 90 + 2400): iC = Im > 0 dòng đi từ C -> Z=> Z(+), C(-)

IA = IB = -Im/2< 0 dòng đi từ X -> A => X(+), A(-)

Y -> B=> Y(+), B(-)-> = + + = 3/2

Nhận xét

Xét tại thời điển wt = 900 thì từ trường tổng trùng với trục cuộndây pha A Có phương trùng với trục từ trường pha A

21

Xét tại wt + 1200 thì từ trường tổng có phương trùng với trục từtrường pha B khi đó từ trường tổng lệch đi +200 trong không gian.Xét tại wt + 2400 thì tạo từ trường tổng có phương trùng với trục

từ trường pha C, khi đó từ trường lẹch đi 2400 trong không gian sovới pha ban đầu

Xét tại wt + 3600 thì từ trường tổng sẽ có phương quay về trùngvới trục từ trường của pha A, như vậy từ trường tổng là 1 từtrường quay, có trị số luôn luôn không đổi và 3/2 từ trường max:

= 3/2 m

Từ trường của các pha riêng biệt là từ trường có phương khôngđổi nhưng trị số và chiều thay đổi, từ trường đó gọi là từ trườngđạp mạch

Câu 18: Phân tích nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha?

Khi đặt điện áp 3 pha đối xứng vào 3 stato của động ơ không đồng

bộ 3 pha, thì trong 3 pha động cơ xuất hiện hệ thống dòng điện 3pha đối xứng chạy trong các dây quấn 3 pha ở stato của động cơ.Dòng điện 3 pha làm xuất hiện trong stato 1 từ trường quay, quayvới tốc độ n1 = 60f/p, với f là tần số dòng điện lưới, p à sps cặp lựccủa stato Từ trường này sẽ quét lên dây quấn nhiều pha tự ngắnmạch ở roto và cảm ứng trong dây quấn roto các sức điện độngxoay chiều e2, vì dây quấn roto kín mạch nên dòng điện e2 sinh radòng điện i2 chạy trong các thanh dẫn của dây quấn roto Từ thông

do dòng i2 này tạo ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thôngkhe khí Dòng điện chạy trong dây quấn tạo roto tác động với từ

thông tổng ở khe khí tạo ra lực điện từ F, lực F sinh ra momenquay M1, momen quay M làm quay roto với tốc độ là n Tốc độcủa roto tăng dần lên, đến khi n = n1 thì không còn sự chuyểnđộng tương đối giữa từ trường quay stato với các thanh dẫn củadây quấn roto tức là các thanhd ẫn roto không chịu sự quét của từtrường quay, do đó sức điện động e2 = 0 -> i2 = o -> F = 0 - > M =

0, nhưng tốc độ không về 0 ngay (do quán tính cơ học), mà tốc độgiảm dần xuống, khi tốc độ giảm tức n<n1 thì lại xuất hiện chuyểnđộng tương đối giữa từ trường quay stato với các thanh dẫn củadây quấn roto, tức là các thanh dẫn của roto lại chịu sự quét của từtrường quay, do đi các sức điện động e2 = 0 -> i2 # 0 -> F#0 ->M#0, do đó tốc độ tiếp tục quay

Quá trình cs như vaaujm tốc độ roto luon nhỏ hơn tốc độ từ trườngquay, động cơ điện như vậy gọi là động cơ điện không đồng bộ 3pha (dị bộ 3 pha) Đặc trưng cho sự không đồng bộ là độ trượt

S = 0≤S≤1; S = (0.02 – 0.06)

Câu 19: Viết và phân tích các biểu thức momen quay của động

cơ không đồng bộ 3 pha?

Dạng 1: Mq = K.J2 cos2

Trong đó: K là 1 hệ số, là từ thông tổng hợp của máy, cos2 là hệ

số công suất của mạch roto là:

cos2 =

Dạng 3: Mq =

Trong đó: m1: số pha của cuộn dây stato

W1 = 2rf1 : tần số góc của điện áp lưới

X1: là điện kháng cuộn dây stato

23