PHẦN 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN NHỎ A Đặc điểm cấu tạo I Một số thuộc tính chung của máy điện nhỏ Xét về cấu tạo ,hình dáng kích thước và các đại lượng cơ bản thì máy điện nhỏ so với máy điện cỡ lớn về cơ bản là khác nhau nhưng các máy điện đều có chung nguyên lý làm việc .Dựa vào hai định luật điện từ cơ bản . Đinh luật thứ nhất là định luật suất điện động và cảm ứng đặt trong một thanh dẫn có chiều dài l chuyển động với vận tốc trong một từ trường đứng yên có từ cảm B . Chiều và giá trị của sức điện động đó được xác định từ tích véc tơ →→→=Blve.. . Đó là đinh lụât cơ sở của máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng . Định luật thứ hai là định luật của lực điện từ f tác dụng lên thanh dẫn có chiều dài l khi nó có dòng điện i và nằm trong từ trường có từ cảm B.Chiều và độ lớn của lực f xác định theo tích véc tơ →→→=Blve.. .Đó là đinh lụât cơ bản của của động cơ biến đổi điện năng thành cơ năng .Dựa trên cơ sở hai định luật trên dây quấn và các đại lượng liên quan đều phải duy trì được yếu tố cơ bản của máy điện . Cũng giống như các máy điện quay khác máy điện không động bộ bao gồm các bộ phận chính như sau : Phần tĩnh hay Stato 1 Trên Stato có vỏ lõi sắt hay dây quấn a) Vỏ máy : Vỏ máy có tác dụng cố định lõi Fe và dây quấn ,không dùng để làm mach dẫn từ .Thường vỏ máy làm bằng gang ,với máy có công suất tương đối lớn thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau . b) Lõi sắt : Lõi sắt là phần dẫn từ vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao ,lõi sắt được làm bẵng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại .Khi đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 900 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại khi đường kính ngoài lớn hơn 90 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoay chiều gây lên . Nếu lõi sắt ngắn thì có thể ghép thành một khối .Nếu lõi sắt dài quá thì thường ghép thành từng thép ngắn ,mỗi thép đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt .Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn . c) Dây quấn : Dây quấn Stato được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt .Dây quấn đóng vai trò quan trọng trong máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành của máy 2) Phần quay Rôto : Gồm lõi sắt và dây quấn : a) Lõi sắt : Nói chung thường dùng các lá thép kỹ thuật điện ghép ép lại,đặc điểm khác biệt ở đay là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong ro to rất thấp chỉ vài Hz nên tổn hao do dòng phu cô trong roto rất thấp.Lõi sắt được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy .Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn b) Rôto: Có hai loại Rôto kiểu dây quấn và rôto lồng sóc : Rôto kiểu dây quấn : Rôto có dây quấn như dây quấn Stato .Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp .Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây đồng tâm một lớp .Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao còn 3 đầu kia được nối vào 3 vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài .Đặc điểm của rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa R phụ hay sức điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy khi làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch . Rôto kiểu lồng sóc : Kết cấu cảu dây quấn này khác với dây quấn Stato .Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối kết lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng gọi là lồng sóc .
Trang 1PHẦN 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN NHỎ
A Đặc điểm cấu tạo I Một số thuộc tính chung của máy điện nhỏ Xét về cấu tạo ,hình dáng kích thước và các đại lượng cơ bản thì máy điện nhỏ so với máy điện cỡ lớn về cơ bản là khác nhau nhưng các máy điện đều có chung nguyên lý làm việc Dựa vào hai định luật điện từ cơ bản Đinh luật thứ nhất là định luật suất điện động và cảm ứng đặt trong một thanh dẫn có chiều dài l chuyển động với vận tốc trong một từ trường đứng yên có từ cảm B Chiều và giá trị của sức điện động đó được xác định từ tích véc tơ
→→→=Blve Đó là đinh lụât cơ sở của máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng Định luật thứ hai là định luật của lực điện từ f tác dụng lên thanh dẫn có chiều dài l khi nó có dòng điện i và nằm trong từ trường có từ cảm B.Chiều và độ lớn của lực f xác định theo tích véc tơ →→→=Blve Đó là đinh lụât cơ bản của của động cơ biến đổi điện năng thành cơ năng Dựa trên cơ sở hai định luật trên dây quấn và các đại lượng liên quan đều phải duy trì được yếu tố cơ bản của máy điện Cũng giống như các máy điện quay khác máy điện không động bộ bao gồm các bộ phận chính như sau : Phần tĩnh hay Stato
1 Trên Stato có vỏ lõi sắt hay dây quấn
a) Vỏ máy : Vỏ máy có tác dụng cố định lõi Fe và dây quấn ,không dùng để làm mach dẫn từ Thường vỏ máy làm bằng gang ,với máy có công suất tương đối lớn thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau
b) Lõi sắt :
Lõi sắt là phần dẫn từ vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao ,lõi sắt được làm bẵng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại Khi đường kính ngoài lõi sắt nhỏ hơn 900 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại khi đường kính ngoài lớn hơn
90 mm thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoay chiều gây lên Nếu lõi sắt ngắn thì có thể ghép thành một khối Nếu lõi sắt dài quá thì thường ghép thành từng thép ngắn ,mỗi thép đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn
c) Dây quấn :
Dây quấn Stato được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn đóng vai trò quan trọng trong máy điện vì nó trực tiếp tham gia các quá trình biến đổi năng lượng điện năng thành cơ năng hay ngược lại đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm một phần khá cao trong toàn bộ giá thành của máy
2) Phần quay Rôto : Gồm lõi sắt và dây quấn :
a) Lõi sắt : Nói chung thường dùng các lá thép kỹ thuật điện ghép ép lại,đặc điểm khác biệt ở đay là không cần sơn cách điện giữa các lá thép vì tần số làm việc trong ro to rất thấp chỉ vài Hz nên tổn hao do dòng phu cô trong roto rất thấp.Lõi sắt được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn
b) Rôto: Có hai loại Rôto kiểu dây quấn và rôto lồng sóc : Rôto kiểu dây quấn : Rôto
có dây quấn như dây quấn Stato Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây đồng tâm một lớp Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao còn 3 đầu kia được nối vào 3 vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài Đặc điểm của rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa R phụ
Trang 2hay sức điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy khi làm việc bình thường dây quấn rôto được nối ngắn mạch
Rôto kiểu lồng sóc : Kết cấu cảu dây quấn này khác với dây quấn Stato Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối kết lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng gọi là lồng sóc
Dây quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi sắt Để cải thiện tính năng mở máy trong máy công suất tương đối lớn , rãnh rôto có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc làm thành hai rãnh lồng sóc Trong máy điện cỡ nhỏ rãnh rôto thường được làm chéo đi một góc so với tâm trục
*Trục: Trục máy điện mang roto quay trong lòng stato, vì vậy nó cũng là 1 chi tiết rất quan trọng,Trên trục của roto có lõi thép,dây quấn vành trượt và quạt gió
3) Khe hở : Vì rôto là một lõi tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ;(0,2÷1) mm trong máy cỡ nhỏ và vừa.Đẻ hạn chế dòng từ hoá lấy từ lưới vào nhờ đó hệ số công suất của máy cao hơn
4) Các đại lượng định mức : Cũng như tất cả các máy điện khác máy điện không đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của máy Khi đóng điện máy phải làm việc về cơ bản phải đạt được các giá trị định mức đã ghi trên nhãn máy 5) Nguyên lý làm việc
Khi trong lõi Fe Stato của máy điện không đồng bộ tạo ra một từ trường quay với tốc
độ đồng bộ pfn1160= trong đó f1 là tần số dòng điện lưới đưa vào thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi Fe rôto và cảm ứng trong dây quấn đó sức điện động và dòng điện từ thông do dòng này sinh ra hợp với từ thông của Stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở Dòng điện trong dây quấn rôto tác dụng với từ thông khe
hở này sinh ra mômen Tác động đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rôto
Để chỉ phạm vi tốc độ của máy ,thường người ta dùng hệ số trượt s
Theođinh nghĩa hệ số trượt bằng :
Từ trường trong máy điện nhỏ : Trong các máy điện lớn thì từ trường làm việc là từ trường tròn còn trong các máy điện nhỏ thì từ trường là elip ,để có được từ trường trái đối với máy điện 3 pha thì dây quấn Stato và rôto của máy điện phải là dây quấn 3 pha lệch nhau s120 0 về thời gian còn ở máy điện nhỏ có được tử trường tròn là khó khăn mà chỉ
có điểm làm việc là từ trường tròn còn lại là đường elip
c) Quan hệ điện từ trường trong máy điện không đồng bộ Máy điện không đồng bộ làm việc khi rôto đứng yên Đặt một điện áp U1 có tần số f1 vào dây quấn Stato trong dây quấn stato sẽ có dòng điện I1 tần số f1 trong dây quấn rôto có dòng điện I2 tần số cũng là f1 I1 và I2 sinh ra sức từ động quay F1 và F2 có trị số :