MAY DIEN MOT CHIEUppt

Máy phát điện 1 chiều Động cơ điện 1 chiều Động cơ 1 chiều trong máy công cụ Hình dạng bên trong MĐ1C... Dây chuyền sản xuất sử dụng Máy điện 1 chiều Máy phát điện 1 chiều Các loại

ĐẠI HỌC SPKT –TP.HCM -KHOA ĐiỆN _ĐT -BMCSKTĐ

Môn học

THIẾT BỊ ĐIỆN

(ELECTRICAL EQUIPMENTS -ELEQ 220944)

Giảng viên: Đặng Văn Thành

( dvthanh24s@yahoo.com , Đt:0918056515 )

Thành phố HCM 2014-2015

MÔN HỌC

THIẾT BỊ ĐIỆN

Chương 1.Máy điện 1 chiều

Chương 2 Máy biến áp

Chương 3 Máy điện không đồng bộ

Chương 4 Máy điện đồng bộ

Chương 5 Khí cụ điện hạ áp

Giảng viên: Đặng Văn Thành

( dvthanh24s@yahoo.com )

Thành phố HCM 2014-2015

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC

Chương 1.MÁY ĐIỆN MỘT

CHIỀU (MĐ1C)

Máy phát điện 1 chiều

Động cơ điện 1 chiều

Động cơ 1 chiều trong máy công cụ

Hình dạng bên trong MĐ1C

Dây chuyền sản xuất

sử dụng Máy điện 1 chiều Máy phát điện 1 chiều

Các loại MĐ1C trong thực tế

1 Kết cấu của MĐ1C

I Kết cấu, nguyên tắc hoạt đông của máy điện một chiều

Hình dạng rôto và cổ góp

stator

rotor

Phiến góp vành góp

Chổi than

Hộp cực

Tên gọi các bộ phận chính của Máy điện một chiều

Trục quay

Stato cuûa MÑ1C

Roâto cuûa MÑ1C

axe

Phiến góp, cổ góp của rôto

Cổ góp, phiến góp bằng đồng

- Lõi sắt rôto Dây quấn phần ứng( Dq rôto )

Trục quay

Hình dạng cổ góp và chổi điện rôto

Mặt cắt ngang rô to và stato

Lá thép lõi roto Mặt cắt ngang trục máy

điện 1 chiều

Rãnh và dây quấn trong rãnh MĐ1C

Rãnh phần ứng( mặt cắt) Rãnh thực Z (nhiều cạnh tác dụng) Rãnh nguyên tố Znt (có 2 cạnh tác dụng)

Đọc tài liệu

Shaft

Brush

Copper segment

Insulation

Rotor Winding

7 8

Pole winding

Vị trí các chi tiết trong MĐ1C

(phiến đồng)

2 Nguyên tắc hoạt động của MĐ1C

 Máy phát điện một chiều (mpđ1c)

Mô tả nguyên

lý mpđ1c

Hình1.4.Nguyên lý mpđ 1chiều

n

phiến góp chổi than

2 Nguyên tắc hoạt động của MĐ1C

 Máy phát điện một chiều (mpđ1c)

Mô tả nguyên

lý mpđ1c

Hình1.4.Nguyên lý mpđ 1chiều

n

phiến góp chổi than

 Phân tích sự hình thành s.đ.đ khi rôto quay

 S.Đ.Đ tại các vị trí của dây quấn và từ trường

S.Đ.Đ của máy có 1 phần tử S.đ.đ máy có nhiều phần tử

Mạch điện tương đương MPĐ1C, Phương trình cân bằng áp

Phương trình cân bằng áp :U = Eư – IưRư.

Mạch điện tương đương

Mạch điện tươg đướng và phương trình cân bằng áp của ĐCĐ1C

 Mạch điện tương ứng

 Phương trình cân bằng áp của ĐCĐ1C

3 Các trị số định mức

 Công suất định mức Pđm (kW hay W)

-Với động cơ điện : P đm = U đm I đm ηđm = M 2. ω (công suất

cơ trên trục động cơ)

-Với máy phát điện: Pđm = U đm I đm ( công suất điện đầu ra máy phát điện)

ω = (rad/s) - Tốc độ góc tương ứng của động cơ điện

với :M 2 = Mcơ - môment cơ trên trục động cơ khi tải định mức

 Dòng điện định mức Iđm (A)

 Điện áp định mức Uđm (V)

 Tốc độ định mức n đm (vg/ph)

 Hiệu suất định mức ηđm

4.Kết cấu dây quấn phần ứng máy điện một chiều

Kết cấu chung

Phần tử dây quấn (ký hiệu S) là các bối dây ( gồm một hoăïc nhiều vòng dây quấn

Phần tử dây quấn

Rãnh thực Z, rãnh nguyên tố Znt :

Quan hệ giữa số phiến góp G, số phần tử S, số rãnh nguyên tố Znt: G = S = Znt

Vị trí các phần tử dây quấn được xác định dựa vào khoảng cách giữa các cạnh tác dụng

Các bước dây quấn

Dây quấn phần ứng (rôto) MĐ1C và các chi tiết liên quan

axe

5 Dây quấn xếp đơn

Kết cấu dây quấn : quấn xếp với Yg = 1

Sơ đồ trải dây quấn (sđtdq)

Hình vẽ 2.2: SĐTDQ phần ứng MĐ1C Znt = 16, 2p = 4, y = 4 bước đủ, xếp đơn

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 16

A1 + B1 - A2 + B2 -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 16

Mạch điện dây quấn MĐ1C( mạch vòng kín)

hình 2.3 sơ đồ điện dây quấn phần ứng

Chổi than, phiến góp Dây quấn phần ứng

Cực từ stato

Mạch điện tương đương, số mạch nhánh, số đôi

6.Các loại dây quấn khác

 Dây quấn xếp phức tạp

 Dây quấn trái, dây quấn phải

 Dây quấn sóng đơn, sóng phức

 Dây quấn hỗn hợp

 Dây cân bằngđiện thế

- S.Đ.Đ của 1 thanh dẫn

E

II.Sức điện động, mômen điện từ, công suất điện từ của MĐ1C

-Mômen toàn máy có N thanh dẫn, thay

các giá trị vào :

+ Ftd

3 Công suất điện từ

Pđt = M.ω = (PN/2aπ) ф I.(2π.n/60) = E.I

III.Quá trình năng lượng trong MĐ1C

1 Máy phát điện 1 chiều

Quá trình biến đổi năng lượng

P1- cs đông cơ sơ cấp

Pt – hao tổn kích từ =It 2 Rt

Pc- hao tổn cơ do ma sát

Pfe- hao tổn sắt

Pcu- hao tổn đồng dquấn pư

Cân bằng năng lượng của MPĐ1C

 Ptrình cân bằng công suất

P1 = Pt + Pcơ + PFe+ PCu + Pf + P2

P1= P2 + ΔP

ΔP = Pt + Pcơ + PFe+ PCu + Pf : tổng tổn hao

Một số quan hệ khác:

P1 = Pđt + (Pcơ + PFe) = Pđt + Po

Với : Pđt = EưI.

P2 = Pđt – PCu = EưIư – IưRư = UIư

Giản đồ năng lượng,hiệu suất MPĐ1C

Giản đồ năng lượng

P1

P2 ΔP:tổng tổn hao

Hiệu suất MPĐ : η = P2/P1( = 77% – 90%)

Cs đầu vào

(động cơ sơ cấp )

Cs MPĐ ( cs đầu ra)

Ptrình caân baèng moâmen cuûa MPÑ1C

2 Động cơ điện 1 chiều

P1:Cs điện đầu vào P2:Cs động cơ (Cs cơ đầu ra)

Hiệu suất: η =P2/ P1

+

 Phương trình cân bằng năng lượng của ĐCĐ1C

P1 = Pt + Pf +Pcu + Pfe +Pc +P2

Trong đó:

P1= U1.I1- công suất đầu vào (công suất điện)

P2 = P1.η - công suất động cơ (cs đầu ra)

Pcu - Tổn hao dây quấn phần ứng, Pcu = Iư2. Rư

Pfe -Tổn hao sắt

Pt -Tổn hao dây quấn kích từ Pt = It2. Rt

Pc -Tổn hao cơ do ma sát ổ bi

Pf- Tổn hao phụ

Thường Pc, Pf chiếm khoảng 2%Pđm

Phương trình cân bằng mômen của ĐCĐ1C

Vì : Pđt = Pcơ + PFe + P2 = Po + P2

Pt cân bằng mômen:

Mđt = Mo + M2

Mđt – mômen điện từ

Mo- mômen không tải

M2- mômen tải của động cơ điện

Đọc tài liệu liên quan

Hết Đ9

3 Tính chất thuận nghịch trong máy điện một chiều

 Trạng thái máy phát.

 Trạng thái động cơ điện

Khi giảm n, tăng Ikt, U>E, lúc đó:

R

U

E I

u

u u



Máy phát chuyển xang chế độ làm việc động cơ điện

Đọc TL liên quan

IV.Tia lửa điện và biện pháp khắc phục

 vật liệu cơ cấu chổi không đồng nhất,

 kết cấu cổ góp

 lực ép chổi than không phù hợp

 ma sát chổi & cổ góp lớn – tạo tia lửa

Đọc TL liên quan

 Nguyên nhân phần điện

 Đổi chiều kèm tích phóng năng lượng

 Phản ứng phần ứng khi có tải làm từ trường phân bố không đều, cục bộ

4 Các biện pháp cải thiện đổi chiều

 Dùng cực từ phụ

 Xê dịch chổi than khỏi vùng trung tính hình học

 Dây quấn bù

 Những biện pháp khác

Đọc tài liệu liên quan

Minh họa một số biện pháp cải thiện đổi chiều

 Dây quấn bù

Minh họa một số biện pháp cải thiện đổi chiều

 Mạch tích thoát (khử dòng tần số cao gây tia lửa)

Minh họa một số biện pháp cải thiện đổi chiều

Đọc tài liệu liên quan

Hết Đ11

Câu hỏi thảo luận “quan hệ điện từ MĐ1c”

 Sức điện động trong máy điện một chiều phụ thuộc vào

những yếu tố nào ?

 Giản đồ năng lượng của máy điện một chiều là gì ?

 Nêu các mối quan hệ giữa các đại lượng điện: công

suất, mômen, dòng điện và sđđ của máy điện một chiều

?

 Thông qua dòng điện kích từ và chiều vòng quay, làm

thế nào để xác định vị trí chổi than để có điện áp cực đại trên hai cực là lớn nhất ?

 Nguyên tắc hoạt động thuận nghịch của máy điện một

chiều là gì ?

 Để các tổn hao trong động cơ là nhỏ nhất thì cần phải

làm gì ?

 Công thức tính sđđ và mômen điện từ của máy điện

một chiều là gì ?

 Tia lửa điện và biện pháp khắc phục?

Bài tập ứng dụng “QHĐT cúaMĐC”

Click here1

Click here2

V.Máy phát điện một chiều

 Máy phát điện một chiều kích thích độc lập

 Máy phát điện một chiều kích thích nối tiếp

 Máy phát điện một chiều kích thích hỗn hợp

 Sơ đồ điện MPĐ1C kích từ độc lập - Mạch điện tương đương

 Phương trình mô tả MPĐ1C kích từ độc lập :

U = E –IưRư ; I = Iư ; Iư ≠ It

- MPĐ1C kích từ song song

Sơ đồ điện

Phương trình mô tả:

U = E – IưRư

Iư = I + It

Eư

Eư, Iư

- MPĐ1C kích từ nối tiếp

Sơ đồ điện

Phương trình mô tả:

U = E – I.Rư – I.Rnt

I = Iư =Itn Điều kiện : phải có từ dư

Eư

- MPĐ1C kích từ hỗn hợp

 Sơ đồ điện :

Phương trình mô tả:

2 Đặc tính làm việc của MPĐ1C

- Đặc tính không tải

Q hệ: U =f(It) khi I = 0, n = const

Sơ đồ TN lấy đặc tính

E,Iư

 Đồ thị đặc tính không tải

U

I t

Uo

It o

Uo – điện áp không tải

Ito – dòng điện kích từ không tải

- Đặc tính ngắn mạch i = f(it) khi u = 0, n = const

Iư – dòng phần ứng( tải)

It – dòng kích từ

U = o

Mạch thí nghiệm

 Đồ thị đặc tính

Đường 1- khi không có từ dư

Đường 2- khi có từ dư

Itnđm

Iđ

m

- Đặc tính ngoài của MPĐ1C

Quan hệ: U = f(I) khi It = cte, n = cte Z -tải

Sơ đồ thí nghiệm :

- Đặc tính điều chỉnh

It = f(Iư) khi U = Const, n = Const

MPĐ1C kích từ nối tiếp & song song

Đường 1- MPĐ kích từ nối tiếp

Đường 2- MPĐ kích từ song song

Iđm

It

It

Đặc tính điều chỉnh của MPĐ1C kích từ hỗn hợp

Đọc TL liên quan

Đường 1- bù đủ

Đường 2- bù thừa

Đường 3- bù thiếu

(nối ngược ktừ)

5.Máy phát điện một chiều làm việc song song

Sơ đồ điện MPĐ1C làm việc song song

Điều kiện làm việc song song

Phân phối và chuyển tải giữa các máy phát điện

Khi tăng kích từ It2,

E2 tăng, máy phát 2

Nhận tải tăng dần

Khi giảm kích từ It1,

Tải MP1 giảm dần

Đọc TL liên quan

Câu hỏi ôn tập

Bài tập ứng dụng

VI Động cơ điện một chiều

1 Các loại ĐCĐ1C

 Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập

 Động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp

 Động cơ điện 1 chiều kích từ hỗn hợp

- Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập

 Sơ đồ nguyên lý

U = E + IưRư

I = Iư

- ĐCĐ1C kích từ nối tiếp

Sơ đồ điện

Phương trình mô tả:

- ĐCĐ1C kích từ song song

Sơ đồ điện

Phương trình mô tả:

U = E + IưRư

Iư = I - It

- ĐCĐ1C kích từ hỗn hợp

 Sơ đồ điện

U = E + IưRư +Int.Rnt

Iư = I - Its =Int - Its

Int

2.Mở máy động cơ điện một chiều

Các phương pháp mở máy ĐCĐ1C:

 Mở máy trực tiếp (Umm = Uđm)

 Mở máy nhờ biến trở

 Mở máy nhờ điện áp thấp (u < uđm)

Yêu cầu mở máy:

Mômen mở máy đủ lớn( ĐC chạy được)

Dòng mở máy đủ nhỏ( an toàn cho ĐCĐ)

- Mở máy trực tiếp (Umm = Uđm)

Đặc điểm :

ư ư

ư

U R

E

U

Ưùng dụng: chỉ sử dụng khi máy có công suất nhỏ(<1kw)

- Mở máy nhờ biến trở

ki ư

i

E

U I

- Mở máy nhờ điện áp thấp (u < uđm)

 Sơ đồ nlý:

Phức tạp,giá thành cao

Aùp dụng cho máy, hệ có công suất lớn

3.Đặc tính cơ và điều chỉnh tốc độ ĐCĐ1C

R I

U C

RuM C

U n

Đây là những phương trình đặc tính cơ thường dùng

Đồ thị đặc tính cơ n(M)

n0

nđm n

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách:

Thay đổi từ thông  2

e C C

RuM C

U n

Thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng

k

M R

R n

Thay đổi điện áp

Sơ đồ nguyên lý

RuM C

U n

Điều chỉnh tốc độ bằng cách:

MPĐ1C có

điếu chỉnh điện áp ĐCĐ1C được điếu chỉnh tốc độ

Phương trình đặc tính cơ:

RuM C

U n

Điều chỉnh tốc độ…

Điều chỉnh tốc độ…

Đồ thị đặc tính điều chỉnh tương ứng :n=f(u)

Xem TL đặc tính cơ điều chỉnh TĐ

Đối với ĐCĐ1C kích thích nối tiếp

M k

C

U

C k

C

R M

k C

U

C n

e

M e

ư e

Do đặc điểm kích từ nối tiếp , dòng và từ thông

I, Φ có quan hệ tỉ lệ (tuyến tính) với nhau

RuM C

U n

Đó chính là đặc tính cơ của ĐCĐ1C kích từ nối tiếp

Đồ thị đặc tính cơ của ĐCĐ1C kích từ nối tiếp

Câu hỏi và bài tập ứng dụng ĐCĐ1C

Câu hỏi ôn tập

Bài tập ứng dụng