Đề cương ôn tập máy điện - thiết bị điện

[r]

M c l c ụ ụ

Bài m đ u: ở ầ Khái ni m chung v máy đi nệ ề ệ

Ch ươ ng 1: Máy đi n m t chi u ệ ộ ề

1.1 C u t o máy đi n m t chi uấ ạ ệ ộ ề

1.2 B dây qu n ph n ng c a máy đi n m t chi u ộ ấ ầ ứ ủ ệ ộ ề

1.3 Nguyên lý làm vi c c a máy phát đi n và đ ng c đi n m t chi u.ệ ủ ệ ộ ơ ệ ộ ề

1.4 T trừ ường và s c đi n đ ng trong máy đi n m t chi u.ứ ệ ộ ệ ộ ề

1.5 Máy phát đi n m t chi u.ệ ộ ề

1.6 Đ ng c đi n m t chi u.ộ ơ ệ ộ ề

1.7 Ki m traể

Ch ươ ng 2: Máy bi n áp ế

2.1 Khái ni m chung v máy bi n áp.ệ ề ế

2.2 C u t o c a máy bi n áp m t phaấ ạ ủ ế ộ

2.3 Nguyên lý làm vi c c a MBA m t phaệ ủ ộ

2.4 Các tr ng thái làm vi c c a MBA m t phaạ ệ ủ ộ

2.5 Máy bi n áp ba pha.ế

2.6 Đi u ki n làm vi c song song c a MBA 3 pha.ề ệ ệ ủ

2.7 Các lo i máy bi n áp đ c bi t ạ ế ặ ệ

Ch ươ ng 3 Máy đi n không đ ng b ệ ồ ộ

3.1 Khái ni m chung v máy đi n không đ ng bệ ề ệ ồ ộ

3.2 T trừ ường c a máy đi n không đ ng bủ ệ ồ ộ

3.3 Nguyên lý làm vi c c a máy đi n không đ ng b ệ ủ ệ ồ ộ

3.4 S đ thay th và các phơ ồ ế ương trình c a máy đi n không đ ng b ủ ệ ồ ộ

3.5 Bi u đ năng lể ồ ượng và hi u su t c a đ ng c đi n không đ ng b ệ ấ ủ ộ ơ ệ ồ ộ

3.6 Mô men quay và phương trình đ c tính c c a ĐCĐ không đ ng b ặ ơ ủ ồ ộ

3.7 M máy và đ o chi u quay c a đ ng c không đ ng b ba pha.ở ả ề ủ ộ ơ ồ ộ

3.8 Đi u ch nh t c đ đ ng c KĐB ba phaề ỉ ố ộ ộ ơ

3.9 Hãm đ ng c KĐBộ ơ

Bài t pậ

3.10 Đ ng c không đ ng b 1 pha.ộ ơ ồ ộ

3.11 Dây qu n đ ng c đi n không đ ng bấ ộ ơ ệ ồ ộ

Ki m traể

Ch ươ ng 4 Máy đi n đ ng b ệ ồ ộ

4.1 Khái ni m, c u t o máy đi n đ ng bệ ấ ạ ệ ồ ộ

4.2 Máy phát đi n đ ng b ệ ồ ộ

4.3 Đ ng c đi n đ ng bộ ơ ệ ồ ộ

Tài li u tham kh o: ệ ả

1 Giáo trình máy đi n: Nhà xb Giáo d c; V Trung H c chuyên nghi p – D y ngh ệ ụ ụ ọ ệ ạ ề Tác giả : Đ ng Văn Đào – Tr n Khán Hà – Nguy n H ng Thanh ặ ầ ễ ồ

2 K thu t đi n ỹ ậ ệ : (Tài li u dùng cho các tr ệ ườ ng Trung H c Chuyên nghi p và D y ọ ệ ạ ngh ) ề Tác giả : Nguy n Ng c Lân – Nguy n Văn Tr ng – Nguy n Th Quỳnh Hoa ễ ọ ễ ọ ễ ị

Bài m đ u: ở ầ KHÁI NI M CHUNG V MÁY ĐI N Ệ Ề Ệ

I Nh ng khái ni m v máy đi n ữ ệ ề ệ

1 Khái ni m: ệ

- Máy đi n là thi t đi n t , nguyên lý làm vi c d a vào các đ nh lu t đi n t ệ ế ệ ừ ệ ự ị ậ ệ ừ

- V c u t o máy đi n g m m ch t (lõi thép) và m ch đi n (các dây qu n) Dùng đề ấ ạ ệ ồ ạ ừ ạ ệ ấ ể

bi n đ i c năng thành đi n năng nh máy phát đi n, bi n đ i đi n năng thành c năngế ổ ơ ệ ư ệ ế ổ ệ ơ

nh đ ng c đi n và đ ng th i dùng đ bi n đ i dòng đi n và đi n áp ư ộ ơ ệ ồ ờ ể ế ổ ệ ệ

2 Phân lo i máy đi n: ạ ệ

Máy đi n có nhi u lo i và có nhi u cách phân lo i khác nhau: nh phân lo i theoệ ề ạ ề ạ ư ạ công su t, theo dòng đi n, theo ch c năng ấ ệ ứ

S đ phân lo i các máy đi n c b n thơ ồ ạ ệ ơ ả ường g p:ặ

II V t li u dùng trong máy đi n ậ ệ ệ

1 V t li u d n đi n: ậ ệ ẫ ệ

V t li u d n đi n dùng đ ch t o các b ph n d n đi n, v t li u d n đi n dùng trongậ ệ ẫ ệ ể ế ạ ộ ầ ẫ ệ ậ ệ ẫ ệ máy đi n là đ ng, nhôm và các h p kim khác.ệ ồ ợ

2 V t li u d n t : ậ ệ ẫ ừ

V t li u d n t dùng đ ch t o các b ph n c a m ch t , thậ ệ ẫ ừ ể ế ạ ộ ậ ủ ạ ừ ường dùng các v t li u s tậ ệ ắ

t , thép k thu t đi n ừ ỹ ậ ệ

Máy đi nệ

Máy đi n t nhệ ỉ Máy đi n có ph n quayệ ầ

Máy đi n ệ xoay chi uề m t chi uMáy đi n ộ ệề

Máy đi n không ệ

đ ng bồ ộ Máy đi n đ ng bồ ệộ

Máy

bi n ế

áp

Đ ng ộ

c ơ

đi n ệ không

đ ng ồ bộ

Máy phát

đi n ệ không

đ ng ồ bộ

Máy phát

đi n ệ

đ ng ồ bộ

Đ ng ộ

c ơ

đi n ệ

đ ng ồ bộ

Máy phát

đi n ệ

m t ộ chi uề

Đ ng ộ

c ơ

đi n ệ

m t ộ chi uề

3 V t li u cách đi n: ậ ệ ệ

V t li u cách đi n dùng đ cách ly các b ph n d n đi n và không d n đi n ho c cách lyậ ệ ệ ể ộ ậ ẫ ệ ẫ ệ ặ

gi a các b ph n d n đi n v i nhau, v t li u ch y u là gi y, v i l a, mica, s i thu tinh,ữ ộ ậ ẫ ệ ớ ậ ệ ủ ế ấ ả ụ ợ ỷ

s n cách đi n vv.ơ ệ

Ch ươ ng I: MÁY ĐI N M T CHI U Ệ Ộ Ề

1.1 C U T O MÁY ĐI N M T CHI U Ấ Ạ Ệ Ộ Ề 1.1.1 Đ i c ạ ươ ng v máy đi n 1 chi u: ề ệ ề

Ngày nay, m c dù dòng đi n xoay chi u đặ ệ ề ược s d ng r ng rãi, song máy đi n m tử ụ ộ ệ ộ chi u v n t n t i, đề ẫ ồ ạ ặ

.+c bi t là đ ng c đi n m t chi u.ệ ộ ơ ệ ộ ề

Là lo i máy đi n s d ng v i lạ ệ ử ụ ớ ưới đi n m t chi u và có th v n hành theo ch đ máyệ ộ ề ể ậ ế ộ phát ho c ch đ đ ng c ặ ế ộ ộ ơ

Máy phát đi n m t chi u cung c p ngu n đi n m t chi u cho đ ng c và máy phát đi nệ ộ ề ấ ồ ệ ộ ề ộ ơ ệ

đ ng b , cho công ngh m , n p c quy.ồ ộ ệ ạ ạ ắ

Đ ng c đi n môt chi u có momen kh i đ ng l n, có th đi u ch nh t c đ trong ph mộ ơ ệ ề ở ộ ớ ể ề ỉ ố ộ ạ

vi r ng và b ng ph ng nên độ ằ ẳ ược dùng nhi u trong các máy công nghi p có yêu c u cao về ệ ầ ề

đi u ch nh t c đ nh máy mài, máy xúc, xe đi n…ề ỉ ố ộ ư ệ

Nhược đi m ch y u c a máy đi n m t chi u là c góp làm cho c u t o ph c t p, đ tể ủ ế ủ ệ ộ ề ổ ấ ạ ứ ạ ắ

ti n và kém tin c y, nguy hi m trong m i môi trề ậ ể ọ ường d n Khi s d ng đ ng c đi nễ ổ ử ụ ộ ơ ệ

m t chi u, c n ph i có ngu n đi n m t chi u kèm theo (b ch nh l u hay máy phát đi nộ ề ầ ả ồ ệ ộ ề ộ ỉ ư ệ

m t chi u).ộ ề

1.1.2 C u t o máy đi n m t chi u ấ ạ ệ ộ ề

G m có 2 b ph n chính là ph n tĩnh và ph n quay.ồ ộ ậ ầ ầ

1.Ph n tĩnh (Stato) ầ

Ph n tĩnh còn g i là ph n c m g m c c t chính, c c t ph , gông t , n p máy và cầ ọ ầ ả ồ ự ừ ự ừ ụ ừ ắ ơ

c u ch i đi n.ấ ổ ệ

a) C c t chính ự ừ

C c t chính là b ph n sinh ra t trự ừ ộ ậ ừ ường g m lõi thép c c t và dây qu n c c tồ ự ừ ấ ự ừ chính Lõi thép làm b ng các lá thép k thu t đi n dày 0,5mm ho c 1mm đằ ỹ ậ ệ ặ ược ép l i và tánạ

ch t máy có công su t nh thì đặ ở ấ ỏ ược làm thép kh i Dây qu n c c t chính làm b ngố ấ ự ừ ằ

đ ng có b c cách đi n, đồ ọ ệ ược qu n đ nh hình thành t ng b i, sau đó đấ ị ừ ố ược qu n băng vàấ

t m vécni cách đi n B i dây đẩ ệ ố ượ ồc l ng vào thân lõi thép c c t và g n ch t c c t vàoự ừ ắ ặ ự ừ gông nh các bulông.ờ

b) C c t ph : ự ừ ụ

C c t ph g m lõi thép và dây qu n Lõi thép thự ừ ụ ồ ấ ường b ng thép kh i, dây qu nằ ố ấ

tương t dây qu n c c t chính và đự ấ ự ừ ược m c n i ti p v i dây qu n rôto C c ph đ t xenắ ố ế ớ ấ ự ụ ặ

k c c t chính có tác d ng tri t tiêu tia l a đi n xu t hi n gi a ch i và c góp.ẽ ự ừ ụ ệ ử ệ ấ ệ ữ ổ ổ

c) Gông t : ừ

Gông t làm b ng thép đúc, trong các máy công su t nh làm b ng thép t m cu n l i vàừ ằ ấ ỏ ằ ấ ố ạ hàn ho c b ng gang Gông t làm m ch t n i li n các c c t đ ng th i làm v máy.ặ ằ ừ ạ ừ ố ề ự ừ ồ ờ ỏ

d) C c u ch i đi n ơ ấ ổ ệ :

Ch i đi n làm b ng than ho c graphít đôi khi đổ ệ ằ ặ ược tr n b t đ ng đ tăng đ d nộ ộ ồ ể ộ ẫ

đi n, ch i đi n đệ ổ ệ ược đ t trong m t h p nh 1 lò xo ép ch i tì sát vào c góp H p ch iặ ộ ộ ờ ổ ổ ộ ổ

g n ch t vào giá đ có nhi m v đ a dòng đi n t ph n ng ra ngoài ho c ngắ ặ ỡ ệ ụ ư ệ ừ ầ ứ ặ ượ ạc l i

2 Ph n quay (rôto) ầ

Ph n quay (rôto) là ph n ng, g m lõi thép dây qu n, c góp và tr c rôto.ầ ầ ứ ồ ấ ổ ụ

a) Lõi thép rôto: Làm b ng các lá thép k thu t đi n dày 0,5mm, b m t có s n cáchằ ỹ ậ ệ ề ặ ơ

đi n d p theo hình d ng rãnh r i ghép l i thành rôto Rãnh là n i đ t dây qu n gi a có lệ ậ ạ ồ ạ ơ ặ ấ ữ ỗ

đ thông gió d c tr c.ể ọ ụ

b) Dây qu n rôto: ấ B ng dây đ ng, có b c cách đi n, ti t di n tròn hay ch nh t đằ ồ ọ ệ ế ệ ữ ậ ượ c

b trí trong rãnh c a lõi thép theo s đ c th , các m i dây đố ủ ơ ồ ụ ể ố ược n i lên các phi n gópố ế

c a c góp đ u tr c.ủ ổ ở ầ ụ

c) C góp: ổ G m các phi n góp b ng đ ng có đuôi én đồ ế ằ ồ ược ghép h p l i thành hình trợ ạ ụ tròn, gi a các phi n góp đữ ế ược cách đi n v i nhau b ng l p mica m ng (0,2-1,2)mm vàệ ớ ằ ớ ỏ

cách đi n v i tr c, ph n cu i c a phi n góp có rãnh đ hàn các b i dây vào Thông qua cệ ớ ụ ầ ố ủ ế ể ố ổ góp và ch i than dòng đi n xoay chi u trong dây qu n rôto đổ ệ ề ấ ược đ i thành dòng 1 chi uổ ề

đ a ra m ch ngoài do đó c góp còn g i là vành đ i chi u.ư ạ ổ ọ ổ ề

1.2 B DÂY QU N PH N NG MÁY ĐI N M T CHI U Ộ Ấ Ầ Ứ Ệ Ộ Ề 1.2.1 Khái ni m: ệ Dây qu n ph n ng là lo i dây qu n r i, đó là h th ng dây d n khépấ ầ ứ ạ ấ ả ệ ố ẫ kín đ t trong các rãnh c a lõi ph n ng và đặ ủ ầ ứ ược n i v i các lá góp theo 1 quy t c xác đ nhố ớ ắ ị

h p thành b dây ph n ng.ợ ộ ầ ứ

1.2.2 Dây qu n ph n ng: ấ ầ ứ

- Dây qu n ph n ng g m nhi u ph n t đấ ầ ứ ồ ề ầ ử ược n i l i v i nhau theo m t quy lu t nh tố ạ ớ ộ ậ ấ

đ nh.ị

+ Ph n t : Là ph n dây qu n n m gi a hai phi n góp k ti p nhau theo s đ n i dâyầ ử ầ ấ ằ ữ ế ế ế ơ ồ ố (m t ph n t hay g i là m t b i dây g m m t ho c nhi u vòng dây).ộ ầ ử ọ ộ ố ồ ộ ặ ề

+ C nh tác d ng c a ph n t là ph n b i dây n m trong rãnh rôto.ạ ụ ủ ầ ử ầ ố ằ

+ Hai đ u dây c a ph n t đầ ủ ầ ử ược n i v i hai phi n góp và n i v i hai đ u dây c a haiố ớ ế ố ớ ầ ủ

ph n t khác.ầ ử

Thông thương thì trong m i rãnh rôto ta đ t hai l p dây qu n (hai b i dây), gi a haiỗ ặ ớ ấ ố ữ

l p dây qu n có s cách đi n M t ph n t có 1 c nh tác d ng đ t l p trên c a rãnh nàyớ ấ ự ệ ộ ầ ử ạ ụ ặ ở ớ ủ thì c nh tác d ng còn l i đ t l p dạ ụ ạ ặ ở ớ ướ ủi c a rãnh khác N u m t rãnh có hai c nh tác d ngế ộ ạ ụ thì g i là rãnh nguyên t ọ ố

+ Rãnh nguyên t :ố

Trong m t rãnh có hai c nh tác d ng độ ạ ụ ược g i là rãnh nguyên t , đ phân bi t v i m tọ ố ể ệ ớ ộ rãnh có nhi u c nh tác d ng ta kí hi u rãnh nguyên t là Zề ạ ụ ệ ố nt N u m t rãnh có 2u c nh tácế ộ ạ

d ng thì b ng u rãnh nguyên t ụ ằ ố

G i S là s ph n t (và m t ph n t có hai c nh tác d ng)ọ ố ầ ử ộ ầ ử ạ ụ

G i Z là s rãnh th c c a Rôto.ọ ố ự ủ

M i quan h gi a S,Z và Zố ệ ữ nt là Znt=u.Z=S

M c khác m i phi n góp đặ ỗ ế ược n i v i hai đ u dây c a hai ph n t khác nhau, nên số ớ ầ ủ ầ ử ố phi n góp b ng s ph n t ế ằ ố ầ ử

G i G là s phi n góp ta có G=Sọ ố ế

V y ta có Zậ nt=Z=S=G (Bao nhiêu rãnh có b y nhiêu phi n góp)ấ ế

1.2.3 Các ph ươ ng pháp qu n dây: ấ

Tuỳ theo cách n i ph n t v i phi n góp mà ta có ki u n i dây qu n x p và dây qu nố ầ ử ớ ế ể ố ấ ế ấ sóng

a Qu n dây ki u x p: ấ ể ế

Dây qu n ki u x p có hai lo i là qu n x p ph i và qu n x p trái.ấ ể ế ạ ấ ế ả ấ ế

dây qu n x p ph i hai

Ở ấ ế ả đ u ph n t đầ ầ ử ược n i hai phi n góp g n nhau và hai ph n tố ế ầ ầ ử

n i ti p g n nhau Ph n t th hai n i ti p sau ph n t th nh t bên ph i c a nó.ố ế ở ầ ầ ử ứ ố ế ầ ử ứ ấ ở ả ủ

1 2

1 3 4 1

Qu n x p ph i ấ ế ả

3

1 2 1 1

Qu n x p trái ấ ế

1 2

1 3 4 1

Qu n x p ph i ấ ế ả

1 2 1

3 4 1

ph n t ầ ử1

ph n t 2 ầ ử

BÀI 3: Đ NG C ĐI N Đ NG B Ộ Ơ Ệ Ồ Ộ

1 Nguyên lý làm vi c c a đ ng c đi n đ ng b ệ ủ ộ ơ ệ ồ ộ

- Khi ta cho dòng đi n ba pha vào ba dây qu n Stato, dòng đi n ba pha Stato s sinh raệ ấ ệ ở ẽ

t trừ ường quay v i t c đ n = 60f/p Khi cho dòng đi n m t chi u vào dây qu n rôto, rôtoớ ố ộ ệ ộ ề ấ

bi n thành m t nam châm đi n.ế ộ ệ

- Tác đ ng tộ ương h gi a t trỗ ữ ừ ường Stato và t trừ ường Roto s có l c tác d ng lênẽ ự ụ rôto Khi t trừ ường Stato quay v i t c đ nớ ố ộ 1, l c tác d ng y s kéo rôto quay v i t c đ nự ụ ấ ẽ ớ ố ộ

= n1 N u tr c c a rôto n i v i m t máy nào đó, thì đ ng c đi n s kéo máy quay v i t cế ụ ủ ố ớ ộ ộ ơ ệ ẽ ớ ố

đ n không đ i.ộ ổ

2 M máy đ ng c đi n đ ng b ở ộ ơ ệ ồ ộ

Khi cho dòng đi n vào dây qu n Stato s t o nên t trệ ấ ẽ ạ ừ ường quay, kéo rôto quay Rôto

có quán tính l n nên v n đ ng yên,do đó l c tác d ng tớ ẫ ứ ự ụ ương h gi a t trỗ ữ ừ ường quay Stato

và t trừ ường c c t thay đ i chi u, rôto không th quay đự ừ ổ ề ể ược Mu n đ ng c làm vi cố ộ ơ ệ

ph i t o nên momen m máy đ quay rôto đ ng b v i t trả ạ ở ể ồ ộ ớ ừ ường quay stato, gi cho l cữ ự tác d ng tụ ương h gi a hai t trỗ ữ ừ ường không đ i chi u.ổ ề

Đ t o nên momen m máy, trên các m t c c t rôto, ngể ạ ở ặ ự ừ ười ta đ t các thanh d n đặ ẫ ượ c

n i ng n m ch nh rôto l ng sóc đ ng c KĐB.ố ắ ạ ư ồ ở ộ ơ

Khi m máy nh có dây qu n m máy, trên các c c t rôto, đ ng c s làm vi c nhở ờ ấ ở ự ừ ộ ơ ẽ ệ ư

đ ng c không b Ngộ ơ ộ ười ta ch t o các đ ng c có h s m máy Mm /Mđm t 0,8 –ế ạ ộ ơ ệ ố ở ở ừ 1,0

Trong quá trình m máy, dây qu n kích t s c m ng đi n áp r t l n, có th gâyở ở ấ ừ ẽ ả ứ ệ ấ ớ ể phá h ng dây qu n kích t , vì th dây qu n kích t s đỏ ấ ừ ế ấ ừ ẽ ược khép m ch qua đi n tr phóngạ ệ ở

đi n có tr s b ng 6-10l n đi n tr dòng qu n kích t ệ ị ố ằ ầ ệ ở ấ ừ

Ph i h n ch dòng m máy b ng cách gi m đi n áp đ t vào Stato, thả ạ ế ở ằ ả ệ ặ ường người ta dùng đi n kháng hay máy t bi n áp n i vào m ch stato.ệ ự ế ố ạ

Nhược đi m c a đ ng c đi n đ ng b là m máy và c u t o ph c t p nên giá thànhể ủ ộ ơ ệ ồ ộ ở ấ ạ ứ ạ

đ t so v i đ ng c KĐB.ắ ớ ộ ơ

BÀI T P M U: Ậ Ẫ Bài 1: M t máy phát đi n đ ng b ba pha c c n đ u sao: Sộ ệ ồ ộ ự ẩ ấ đm = 10000kVA; Uđm = 6,3kV; f=50Hz; cosϕđm = 0,8; s đôi c c p=2; đi n tr dây qu n stato R = 0,04ố ự ệ ở ấ Ω; đi n kháng đ ngệ ồ

b Xộ đb = 1Ω; t n hao kích t ổ ừ∆Pkt = 2%Pđm ; t n hao c , s t t và ph ổ ơ ắ ừ ụ∆Pcstf = 2,4%Pđm.

a) Tính t c đ quay rôto dòng đi n đ nh m c.ố ộ ệ ị ứ

b) Tính công su t tác d ng và ph n kháng máy phát ra; công su t đ ng c s c p kéoấ ụ ả ấ ộ ơ ơ ấ máy phát và hi u su t máy phát khi máy làm vi c ch đ đ nh m c.ệ ấ ệ ở ế ộ ị ứ

Bài gi iả a) T c đ quay rôto: n = nố ộ 1 =

p

f

60

= 2

50 60

=1500vg/ph

Dòng đi n đ nh m c: Iệ ị ứ đm =

dm

dm

U

S

3 , 6 3

10000

= 916,5A Công su t tác d ng máy phát ra: Pấ ụ đm = Sđm.cosϕđm = 10000.0,8 = 8000kW

Công su t ph n kháng máy phát ra: Q ấ ả đm = Sđm.sinϕđm = 10000.0,6 = 6000kVar

T n hao kích t : ổ ừ ∆Pkt = 0,02Pđm = 0,02.8000 = 160kW

T n hao c , s t t và ph : ổ ơ ắ ừ ụ ∆Psctf = 0,02Pđm = 0,024.8000 = 192kW

T n hao trên đi n tr dây qu n ph n ng: ổ ệ ở ấ ầ ứ ∆Pđ = 3.916,52.0,04 = 100,8kW

Công su t đ ng c s c p:ấ ộ ơ ơ ấ

P1 = Pđm + Pkt + Pcstf +∆Pđ = 8000+160+192+100,8 = 8452,8kW

η =

1

P

P dm

= 84528000,8 = 0,946