tài liệu  lớp 14ddc02

Dùng để chế tạo các chi tiết chịu lực cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy, thường là gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu, chất dẻo.. Sự truyền nhiệt trong máy điện[r]

Bài 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN

1 ĐỊNH NGHĨA

2 PHÂN LOẠI

- Phân loại theo công suất:

- Phân loại theo chức năng:

- Phân loại theo dòng điện:

- Phân loại theo cấu tạo: IPxx

- Phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lượng

+ máy điện tĩnh: hiện tượng cảm ứng điện từ

+ máy điện quay: hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ

Công suất cực nhỏ, nhỏ, trung bình, lớn

Máy phát điện, động cơ điện, máy biến đổi

Máy điện một chiều, máy điện xoay chiều

Kiểu hở (IP00), kiểu kín (IP44), kiểu bảo vệ từng phần (IP11-33)

Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, vế cấu tạo gồm có mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn), dùng biến đổi các dạng năng lượng cơ năng thành điện năng (máy phát điện) và ngược lại biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện), hoặc dùng để biến đổi các thông số điện khác như điện áp, dòng điện, tần số

Máy điện

Máy điện xoay chiều Máy điện một chiều

Máy điện không đồng bộ Máy điện đồng bộ

Động cơ điện không đồng bộ

Máy phát điện không đồng bộ

Động cơ điện đồng bộ

Máy phát điện đồng bộ

Động cơ điện một chiều

Máy phát điện một chiều Máy biến

áp

2 CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN

a Định luật cảm ứng điện từ

- Từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây → sđđộng

- Thanh dẫn chuyển động trong từ trường

e





Độ lớn: e=Blv

B(T) từ cảm của từ trường

l(m) chiều dài thanh dẫn trong từ trường

v(m/s) tốc độ thanh dẫn

Chiều xác định theo qui tắc vặn nút chai

với là từ thông móc vòng qua cả cuộn dây

Qui tắc bàn tay phải (SGK) Chiều: (v,B,e) tam diện thuận

dt

dψ dt

wdΦ

B x v l

e    

dt

dΦ

ψ wΦ 

b Định luật lực điện từ

c Định luật ôm từ

Độ lớn: F=Bli

B(T) từ cảm của từ trường

l(m) chiều dài thanh dẫn trong từ trường

i(A) dòng điện chạy trong thanh dẫn

Chiều xác định theo qui tắc bàn tay trái

thanh dẫn chiều dài l mang dòng điện i vuông góc từ trường

B, sẽ chịu tác dụng lực điện từ:

Chiều: (i,B,F) tam diện thuận

B x i l

F    

Định luật Ampe:

Định luật Ôm từ:

Tổng quát:

Nếu H là từ trường do i1, i2,…in tạo ra và C là đường cong kín trong không gian thì:

Qui tắc vặn nút chai

Nếu N vòng dây quấn lên mạch từ và cho dòng điện i chạy qua, ta được từ

trường H tiếp xúc với đường sức trung bình (C) chiều dài l:

hay

Mạch từ gồm m phần tử nối tiếp, quấn n cuộn dây

Sức từ động tổng









n

k

k C

i l

d

H

1





































n

k k

n

k k k

m

j j

m

j j j

F F

i N l

H

1 1

1 1

Ni l

B





S  













1 1

3 NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN

a Chế độ máy phát điện

b Chế độ động cơ điện

Thanh dẫn dài l chuyển động trong từ trường B do

chịu tác dụng lực Fcơ → thanh dẫn cảm ứng sđđ

Khi máy quay với vận tốc không đổi: Fcơ = Fđt

hay Fcơ v= Fđt v=Bliv=ei hay Pcơ = Pđ

Cơ năng → điện năng

Cho điện áp U vào trong động cơ, sẽ có dòng điện i chạy trong thanh dẫn, do đặt trong từ trường B thì chịu tác dụng của lực điện từ Fđt =Bli làm thanh dẫn chuyển động với vận tốc v

Công suất điện đưa vào động cơ:

Pđ =ui=ei= Blvi= Fđtv=Pcơ

điện năng → cơ năng

Máy điện có tính thuận nghịch: động cơ hoặc máy phát điện

Thuận nghịch

Nối kín mạch sẽ có dòng I chạy qua, thanh dẫn

mang dòng điện i trong từ trường B do chịu tác

dụng lực điện từ Fđt =Bil theo qui tắc bàn tay trái

e=Blv

4 VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN

a Vật liệu dẫn điện

b Vật liệu dẫn từ

c Vật liệu cách điện

Chế tạo các bộ phận dẫn điện, thường làm bằng đồng hoặc nhôm, tiết điện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện như vải sợi, thủy tinh, giấy, sơn cách điện

Chế tạo các bộ phận mạch từ, vật liệu sắt từ thường dùng là thép lá kỹ thuật điện, thép đúc, thép rèn Ít khi sử dụng gang vì dẫn từ không tốt lắm

Để cách ly phần dẫn điện và không dẫn điện, hoặc cách ly các phần dẫn điện với nhau Yêu cầu cách điện cao, chịu nhiệt tốt, không bị ẩm và có độ bền cơ

Cách điện trong máy điện bao gồm:

+ Chất hữu cơ thiên nhiên: giấy, vải

+ Chất vô cơ: mica, sợi thủy tinh

+ Chất tổng hợp

+ Các loại men, sơn cách điện

d Vật liệu kết cấu

Căn cứ vào nhiệt độ cho phép, người ta chia ra các cấp cách điện sau:

Cấp A: =1050 gồm vải, tơ, giấy và các chất hữu cơ tương tự, được tẩm hoặc bọc sơn êmay hoặc nhúng vào dầu

Cấp B: =1300 gồm mêca, sợi thủy tinh

Cấp H: =1800 gồm silicon, sợi thủy tinh, amiant phối hợp với chất kết dính

Ngoài ra còn có cách điện ở thể khí (không khí, hyđrô) và thể lỏng (dầu máy biến áp)

Dùng để chế tạo các chi tiết chịu lực cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy, thường là gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu, chất dẻo

5 PHÁT NÓNG VÀ LÀM LẠNH MÁY ĐIỆN

a Tổn hao

b Sự truyền nhiệt trong máy điện

c Các chế độ làm việc và nhiệt độ tăng cho phép trong máy điện

d Sự phát nóng và nguội lạnh trong máy điện

- Truyền nhiệt do dẫn nhiệt

- Truyền nhiệt do bức xạ

- Truyền nhiệt do đối lưu

- Chế độ làm việc định mức liên tục

- Chế độ làm việc định mức gián đoạn

- Chế độ làm việc gián đoạn lặp lại

Tổn hao → nhiệt → phát nóng máy Tải tăng → nhiệt độ tăng

- Phương trình phát nóng máy điện

- Phương trình nguội lạnh của máy điện

e Vấn đề làm lạnh trong máy điện

- Máy điện làm lạnh tự nhiên

- Máy điện làm lạnh trong

- Máy điện làm lạnh mặt ngoài

- Máy điện làm lạnh đợc lập

- Máy điện làm lạnh trực tiếp

0

∞

Δ∞

0

1

Quá trình nguội lạnh trong máy điện Quá trình phát nóng trong máy điện

6 CÁC CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC MÁY ĐIỆN

a Các nguyên nhân gây hỏng hóc

b Chế độ làm việc định mức

- Công suất định mức

- Điện áp định mức

- Dòng điện định mức

- Tốc độ định mức

- Ngắn mạch

- Mất pha

- Quá điện áp

- Thiếu điện áp

- Quá tải

Induction motor AC generator

6 CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU MÁY ĐIỆN

- Khảo sát hiện tượng vật lý

- Mô hình toán học

- Vẽ sơ đồ mạch điện tương đương

- Khảo sát đặc tính máy điện