Giáo trình Máy điện – Trường Trung cấp Kinh tế Kỹ thuật Quận 12

Giáo trình Máy điện cung cấp đến người học định luật điện từ, máy biến áp, quấn động cơ điện không đồng bộ, động cơ một chiều, được dùng phổng máy điện và dùng phần mềm mô phổng như LVSIM-EMS, LVDAM-EMS để lấy các thông số kỹ thuật cơ bản.

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình Máy điện là tài liệu dùng để dạy cho học sinh, sinh viên chuyên ngành điện

dân dụng và công nghiệp nhằm hình thành các kiến thức ứng dụng, kỹ năng thực hành

nghề và thái độ nghề nghiệp cơ bản ở trình độ trung cấp, cao đẳng trong phạm vi môn học

Ngoài ra, nó có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các kỹ thuật viên, học sinh, sinh viên,

công nhân trong các lĩnh vực nghề nghiệp có nội dung thực hành liên quan

Nội dung giáo tình bao gồm các phần: Định luật điện từ, máy biến áp, quấn Động cơ

điện không đồng bộ, động cơ một chiều, được dùng phổng máy điện và dùng phần mềm mô

phổng như: LVSIM-EMS, LVDAM-EMS để lấy các thông số kỹ thuật cơ bản

Tài liệu do các giáo viên bộ môn điện dân dụng và công nghiệp, khoa công nghệ

điện-điện lạnh, Trường Trung cấp Kinh Tế Kỹ Thuật Quận 12 thành phố Hồ Chí Minh biên

soạn, theo chương trình khung của sở Lao Động Thương Binh Xã Hội Hy vọng giáo trình

này sẽ giúp cho các giáo viên và học sinh, sinh viên trong việc giảng dạy, học tập môn học

đạt kết quả tốt, với chất lượng và hiệu quả cao

Với kinh nghiệm và trình độ còn hạn chế, tác giả rất mong nhận được những ý kiến

đóng góp, chỉ bảo của các chuyên gia, giáo viên, giảng viên, và các bạn đọc quan tâm, để

bổ sung điều chỉnh cho giáo trình luôn được cập nhật và hoàn thiện theo hướng cơ bản,

hiện đại phù hợp với điều kiện Việt Nam và nhu cầu xã hội

Mọi ý kiến xin gửi về :Khoa Công Nghệ điện – điện lạnhTrường trung cấp kinh tế kỹ thuật Quận 12

Số 36HT11 – Phường Hiệp Thành – Quận 12Chúng tôi xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp trong khoa công nghệ điện – điện

lạnh, trường Trung cấp kinh tế Kỹ Thuật Quận 12 đã có những đóng góp quý báu để cuốn

giáo trình được hoàn thành

LỜI GIỚI THIỆU 1

MỤC LỤC 2

BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN 6

1 Các định luật điện từ dùng trong máy điện 6

2 Định nghĩa và phân loại máy điện 8

3 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện 10

4 Sơ lượt về các vật liệu chế tạo máy điện 11

5 Phát nóng và làm mát máy điện 13

BÀI 1: MÁY BIẾN ÁP 15

Mục tiêu: 15

1 Khái niệm chung 15

2 Cấu tạo của máy biến áp 16

3 Các đại lượng định mức của máy biến áp 18

4 Nguyên lí làm việc của máy biến áp 19

5 Mô hình toán và sơ đồ thay thế của máy biến áp 21

6 Các chế độ làm việc của máy biến áp 25

7 Máy biến áp ba pha 27

BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 38

1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ 38

2 Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha 39

3 Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha 40

4 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ 43

5.Các đại lượng định mức của không đồng bộ 3 pha 46

6 Quan hệ điện từ trong máy điện không đồng bộ 48

7 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha 49

8 Các phương pháp hãm động cơ không đồng bộ bap ha rotor lồng sóc 52

9 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ: 55

10 Các trạng thái hãm 55

11 Tháo lắp, bảo dưỡng động cơ 60

BÀI 3: MÁY ĐIỆN ĐỒNG BỘ 74

1 Định nghĩa và công dụng 74

2 Cấu tạo của máy điện đồng bộ 74

3 Nguyên lí làm việc của máy phát điện đồng bộ 76

4 Phản ứng phần ứng trong máy phát điện đồng bộ 78

5 máy phát điện đồng bộ làm việc song song 79

6 máy phát điện đồng bộ làm việc ở tải đối xứng 81

7 động cơ và máy bù đồng bộ 83

BÀI 4: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 87

1 Đại cương về máy điện một chiều 87

2 Cấu tạo của máy điện một chiều 87

3 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện một chiều 89

4 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 89

5 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 96

6 Công suất điện từ và mô-men điện từ của máy điện một chiều 100

7 Tia lửa điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 104

8 động cơ điện một chiều 106

9.Tia lửa điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 108

10 Máy phát điện một chiều 123

TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO 140

Mã môn học: MH13

I Vị trí, tính chất của môn học:

- Vị trí: Những kiến thức lý thuyết cơ bản của học phần Máy Điện hỗ trợ đắc lực cho

các học phần lý thuyết chuyên ngành như: Trang Bị Điện cho nên môn học Máy Điện được

sắp xếp giảng dạy trước

- Tính chất: Là môn chuyên ngành thuộc các môn học đào tạo nghề bắt buộc

II Mục tiêu môn học

Vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn máy điện

Tính toán được các thông số kỹ thuật trong máy điện

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

Chủ động lập kế hoạch, dự trù được vật tư, thiết bị

Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và tư duy khoa học trong công việc

III Nội dung môn học:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Thựchành, thínghiệm,thảo luận,bài tập

Kiểmtra

1 Bài mở đầu: Khái niệm chung về máy điện 4 4

5 Máy điện một chiều 15 14 1

2 Nội dung chi tiết:

Mục tiêu:

- Phát biểu được các định luật điện từ trong máy điện

- Phân tích được nguyên lý hoạt động của máy phát và động cơ điện

- Giải thích được quá trình phát nóng và làm mát của máy

- Phát huy tính tích cực, chủ động, cẩn thận trong công việc

Nội dung:

1 Các định luật điện từ dùng trong máy điện.

Nguyên lý làm việc của tất cả các máy điện đều dựa trên cơ sở hai định luật cảm

ứng điện từ và lực điện từ Khi tính toán mạch điện từ người ta sử dụng định luật

dòng điện toàn phần.

1.1 Định luật cảm ứng điện từ.

1.1.1 Trường hợp từ thông  biến thiên xuyên qua vòng dây.

Khi từ thông  biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn, trong vòng dây sẽ cảm ứng

sức điện động Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp với chiều của từ

thông theo quy tắc vặn nút chai (hình K-4), sức điện động cảm ứng trong một vòng

dây, được viết theo công thức Mácxoen như sau:

e=− dΦΦ dΦt (K-1)Dấu  trên hình K.4 chỉ chiều đi từ ngoài vào trong giấy Nếu cuộn dây có w vòng,

sức điện động cảm ứng của cuộn dây sẽ là:

e=− wdΦ Φ dΦt =−

dΦψ dΦt (K.2)

Trong đó: ψ = wΦ gọi là từ thông móc vòng của cuộn dây.

Trong các công thức (K.1), (K.2) từ thông đo bằng Wb (vebe), sức điện động đo bằng

V

2.1.2 Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường.

Khi thanh dẫn chuyển động thẳng vuông góc với đường sức từ trường (đó là trường

hợp thường gặp trong máy phát điện), trong thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động e, có trị số

Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường (đó là trường

hợp thường gặp trong động cơ điện), thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác dụng vuông góc

có trị số là:

Fđt = B.i.l (K.4)

Trong đó:

B- từ cảm đo bằng T.

i- dòng điện đo bằng A (ampe)

l- chiều dài hiệu dụng thanh dẫn đo bằng m (mét)

Fđt – lực điện từ đo bằng N (niutơn)

Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái (hình K-6)

2 Định nghĩa và phân loại máy điện.

1.1 Định nghĩa

Việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên sẽ không thể có được nếu không có sự biến đổi

năng lượng, từ dạng này sang dạng khác Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành

điện năng hoặc biến đổi ngược lại được gọi là các máy điện.

Máy điện dùng để biến đổi cơ năng thành điện năng được gọi là “máy phát” Máy điện

dùng để biến đổi ngược lại được gọi là “động cơ” Các máy điện đều có tính thuận nghịch,

nghĩa là có thể biến đổi năng lượng theo cả hai chiều Nếu đưa cơ năng vào phần quay của

máy điện, nó làm việc ở chế độ máy phát điện năng Nếu đưa điện năng vào máy thì phần

quay của nó sẽ sinh ra công cơ học

Máy điện là một hệ điện từ gồm các mạch từ và mạch điện liên quan với nhau Mạch

từ gồm các bộ phận dẫn từ bằng vật liệu từ và khe không khí không từ tính tách biệt chúng

với nhau Các mạch điện – dưới dạng hai hoặc vài dây quấn – có thể chuyển động tương

đối với nhau cùng với các phần dẫn từ mang chúng

Sự biến đổi năng lượng cơ – điện trong các máy điện dựa trên các hiện tượng cảm ứng

điện từ Các máy điện hoạt động dựa trên cơ sở định luật cảm ứng điện từ được gọi là máy

kiểu cảm ứng

Máy điện là máy thường gặp nhiều nhất trong các ngành kinh tế như công nghiệp,

nông nghiệp, giao thông vận tải … và trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình.

1.2 Phân loại:

Máy điện có nhiều loại được phân theo nhiều cách khác nhau, ví dụ phân loại theo

công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo loại dòng điện (xoay chiều, một chiều), theo

nguyên lý làm việc v.v Trong giáo trình này ta phân loại dựa vào nguyên lý biến đổi năng

lượng như sau:

1.2.1 Máy điện tĩnh: Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp Máy điện tĩnh làm việc dựa

trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có

chuyển động tương đối với nhau

Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng Do tính chất thuận nghịch của

các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình biến biến đổi co tính thuận nghịch, ví dụ máy biến

áp biến đổi điện năng có thông số: U1, I1, f, U2, I2, f, thành hệ thống điện U1, I1, f, (hình

K-1)

1.2.2 Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng).

Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, do từ trường và

dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây ra Loại máy điện này

thường dùng để biến đổi dạng năng lượng,

ví dụ biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện

năng (máy phát điện) Quá trình biến đổi có tính thuậnnghịch (hình K-2) nghĩa là máy điện

có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện

3 Nguyên lý máy phát điện và động cơ điện.

Máy điện có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc

động cơ điện

3.1 Chế độ máy phát điện:

Cho cơ năng của động cơ sơ cấp tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học Fcơ thanh dẫn

sẽ chuyển động với tốc độ v trong từ trường của nam châm N-S (hình K-7) trong thanh dẫn

sẽ cảm ứng sức điện động e Nếu nối vào hai cực của thanh dẫn điện trở R của tải, dòng

điện i chạy trong thanh dẫn cung cấp điện cho tải Nếu bỏ qua điện trở của thanh dẫn, điện

áp đặt vào tải u = e Công suất điện máy phát cung cấp cho tải là Pđ = ui = ei

Dòng điện i nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fđt = Bil có chiều

như hình K-7

Khi máy quay với tốc độ không đổi lực điện từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ

cấp:

Fcơ =Fđt .Nhân 2 vế với v ta có:

Fcơ v = Fđt v = Bil = ei

Như vậy công suất cơ của động cơ sơ cấp Pcơ = Fcơ v đã được biến đổi thành công

suất điện Pđ = ei nghĩa là cơ năng biến thành điện năng

3.2 Chế độ động cơ điện:

Cung cấp điện cho máy phát điện, điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng điện i

trong thanh dẫn Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt = Bil tác dụng lên thanh

dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều như hình K8

Như vậy công suất điện Pđ = ui đưa vào động cơ đã được biến thành công suất cơ Pcơ

= Fđt v trên trục động cơ Điện năng đã được biến đổi thành cơ năng Ta nhận thấy cùng một

thiết bị điện từ tuỳ theo năng lượng đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ động cơ

hoặc máy phát điện Mọi loại máy điện đều có tính chất thuận nghịch

4 Sơ lượt về các vật liệu chế tạo máy điện

Vật liệu chế tạo máy điện gồm: vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện và

vật liệu kết cấu

4.1 Vật liệu dẫn điện:

Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng trong

máy điện tốt nhất là đồng vì chúng không đắt lắm và có điện trở suất nhỏ Ngoài ra còn

dùng nhôm và các hợp kim khác như đồng thau, đồng phốt pho Để chế tạo dây quấn ta

thường dùng đồng, đôi khi nhôm Dây đồng và dây nhôm như sợi vải, sợi thuỷ tinh giấy

nhựa hoá học, sơn êmai Với các máy điện công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới 700V

thường dùng dây êmai vì lớp cách điện mỏng, đạt độ bền yêu cầu đối với các bộ phận khác

ngư vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trượt, ngoài đồng, nhôm, người ta còn dùng cả hợp

kim của đồng hoặc nhôm, hoặc có chỗ còn dùng cả thép để tăng độ bền cơ học và giảm kim

loại màu

4.2 Vật liệu dẫn từ:

Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, người ta dùng các vật liệu

sắt từ để làm mạch từ, thép lá kỹ thuật điện, thép lá thường, thép đúc, thép rèn Gang ít

được dùng, vì

dẫn từ không tốt lắm

Ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50Hz thường dùng thép lá kỹ thuật

điện dày 0,35-0,5 mm, trong thành phần thép có từ 2-5% Si (để tăng điện trở của thép, giảm

dòng điện xoáy) Ở tần số cao hơn, dùng thép lá kỹ thuật điện dày 0,1-0,2 mm Tổn hao

công suất trong thép lá do hiện tượng từ trễ và dòng điện xoáy được đặc trưng bằng suất

tổn hao Thép lá kỹ thuật điện được chế tạo bằng phương pháp cán nóng và cán nguội Hiện

nay với máy biến áp và máy điện thường dùng thép cán nguội vì có độ từ thẩm cao hơn và

công suất tổn hao nhỏ hơn loại cán nóng

Ở đoạn mạch từ có từ trường không đổi, thường dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá

4.3 Vật liệu cách điện:

Vật liệu cách điện dùng để cách ly các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện hoặc cách

ly các bộ phận dẫn điện với nhau Trong máy điện, vật liệu cách điện phải có cường độ

cách điện ca, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và bền về cơ học Độ bền vững về nhiệt

của các chất cách điện bọc dây dẫn, quyết định nhiệt độ cho phép của dây dẫn và do đó

quyết định tải của nó

Nếu tính năng cao thì lớp cách điện có thể mỏng và kích thước máy giảm, chất cách

điện chủ yếu ở thể rắn, gồm 4 nhóm:

- Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy, vải lụa

- Chất vô cơ như amiăng, mica, sợi thuỷ tinh

- Các chất tổng hợp

- Các loại men, sơn cách điện

Chất cách điện tốt nhất là mica, song tương đối đắt tiền nên chỉ dùng trong các máy

điện có điện áp cao Thông thường dùng các vật liệu có sợi như giấy, vải, sợi v.v Chúng

có độ bền cơ tốt, mềm, rẻ tiền nhưng dẫn nhiệt xấu, hút ẩm, cách điện kém Do đó dây dẫn

cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện

Căn cứ vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện được chia ra nhiều loại cấp cách điện sau:

Amiăng, vật liệu gốc mica, sợi

thuỷ tinh có chất kết dính và tẩm

Vật liệu gốc mica, amiăng sợi

thủy tinh phối hợp chất kết dính

Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí, hydro) hoặc thể lỏng (dầu máy

biến áp)

4.4 Vật liệu kết cấu

Vật liệu kết cấu là vật liệu để chế tạo các chi tiết chịu các tác động cơ học như trục, ổ

trục, vỏ máy, nắp máy Trong máy điện, các vật liệu kết cấu thường là gang, thép lá, thép

rèn, kim loại màu và hợp kim của chúng, các chất dẻo

5 Phát nóng và làm mát máy điện.

Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất Tổn hao trong máy điện gồm tổn hao

sắt từ (do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy) trong thép, tổn hao đồng trong điện trở dây quấn

và tổn hao do ma sát (ở máy điện quay) Tất cả tổn hao năng lượng đều biến thành nhiệt

năng làm nóng máy điện

Để làm mát máy điện, phải có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh Sự tản

nhiệt không những phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy mà còn phụ thuộc vào sự đối

lưu của không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp

v.v Thường vỏ máy điện được chế tạo có các cánh tản nhiệt và máy điện có hệ thống quạt

gió để làm mát

Kích thước của máy, phương pháp làm mát máy, phải được tính toán và lựa chọn để

cho độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện trong máy không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép,

đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài khoảng 20 năm

Khi máy điện làm việc ở chế độ định mức, độ tăng nhiệt của các phần tử không vượt

quá độ tăng nhiệt cho phép Khi máy quá tải, độ tăng nhiệt sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép,

vì thế không cho phép quá tải lâu dài

bảng tóm tắt khái niệm chung về máy điện

dΦt =−

dΦψ dΦt

- Xác định được cực tính và đấu dây vận hành máy biến áp một pha, ba pha đúng kỹ

thuật

- Đấu máy biến áp vận hành song song các máy biến áp

- Tính toán được các thông số của máy biến áp ở các trạng thái: không tải, có tải,

ngắn mạch

- Chọn lựa đúng máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng Bảo dưỡng và sửa chữa

máy biến áp theo yêu cầu

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

Nội dung

1 Khái niệm chung.

Để dẫn điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ cần có đường dây tải điện Nếu

khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn, một vấn đề lớn đặt ra và cần được

giải quyết là: việc truyền tải điện năng đi xa làm sao cho kinh tế nhất

Hình 2.1 Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giảnNhư ta đã biết cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được tăng

cao thì dòng điện sẽ giảm xuống, như vậy có thể làm tiết diện dây nhỏ đi, do đó trọng

lượng và chi phí lắp đặt sẽ giảm xuống Vì thế muốn truyền tải điện năng đi xa, ít tổn hao

và tiết kiệm kim loại màu, trên đường dây người ta thường dùng điện áp cao, thường là 35,

110, 220 và 500KV Trên thực tế, các máy điện không có khả nắng phát ra những điện áp

cao như vậy Do đó phải có thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây lên Mặc khác các hộ tiêu

thụ thường yêu cầu điện áp thấp, từ 0,4 đến 6KV, do đó tới đây phải có thiết bị giảm điện

áp xuống Những thiết bị dùng để tăng điện ở đầu ra của máy phát điện và giảm điện áp khi

tới các hộ tiêu thụ tức cuối đường dây gọi là các máy biến áp Những máy biến áp dùng

trong hệ thống điện lực gọi là máy biến áp điện lực hay máy biến áp công suất Từ đó ta

cũng thấy rõ máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ

không phải là biến hoá năng lượng

Ngoài máy biến áp điện lực ra còn có nhiều loại máy biến áp dùng trong các chuyên

ngành như: máy biến áp chuyên dùng cho các lò điện luyện kim, máy biến áp hàn điện,

máy biến áp dùng cho các thiết bị chỉnh lưu, máy biến áp dùng cho đo lường, thí nghiệm …

Khuynh hướng phát triển của máy biến áp điện lực hiện nay là thiết kế chế tạo những

máy biến áp có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên vật liệu mới để giảm

trọng lượng và kích thước máy Về vật liệu hiện nay đã dùng loại thép cán lạnh không

những có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại ít, do đó nâng cao được hệ số công suất của máy

biến áp Khuynh hướng dùng dây nhôm thay dây đồng vừa tiết kiệm được đồng vừa giảm

được trọng lượng máy cũng đang phát triển

2 Cấu tạo của máy biến áp

Máy biến áp có các bộ phận chính sau đây: lõi thép, dây quấn, vỏ máy

2.1 Lõi thép

Lõi thép dùng làm mạch từ đồng thời dùng làm khung để quấn dây quấn Lõi thép

gồm các lá thép kỹ thuật điện có bề dày từ 0,3mm đến 0,5mm được phủ một lớp vẹc ni

cách điện để tránh dòng Fucô làm tổn hao công suất động cơ khi vận hành máy Các lá thép

được ghép lại thành khối tạo thành mách từ kín Phần lõi thép có dây quấn gọi là trụ từ,

phần lõi thép nối với các trụ từ thành mạch kín gọi là gông từ

Tiết diện trụ từ có thể là hình vuông, hình chữ nhật, hình thập hay hình tròn có có bậc

Loại trụ từ có tiết diện hình tròn có bậc thường được dùng cho các máy biến áp cá công

suất lớn

Hình 2.2 Cấu tạo của lõi sắt từ máy điện

2.2 Dây quấn

Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và

truyền năng lượng ra Kim loại làm dây quấn thường bằng đồng cũng có thể bằng nhôm

nhưng không phổ biến Theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp người ta chia

ra hai loại dây quấn chính: dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ

Dây quấn đồng tâm: Ở đây dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là những vòng tròn

đồng tâm Dây quấn hạ áp thường quấn phía trong gần trụ thép, còn dây quấn cao áp quấn

phía ngoài bọc lấy dây quấn hạ áp Với cách quấn này có thể giảm bớt được điều kiện cách

điện của dây quấn cao áp bởi vì giữa dây quấn cao áp và trụ đã có cách điện là dây quấn hạ

áp

Những kiểu dây quấn chính bao gồm:

 Dây quấn hình trụ

 Dây quấn hình xoắn

 Dây quấn xoắn liên tục

Dây quấn xen kẽ: Các bánh dây cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ

thép Cần chú ý rằng, để cách điện được dễ dàng, các bánh dây sát gông thường thuộc dây

quấn hạ áp Kiểu quấn dây này hay dùng trong các máy biến áp kiểu bạo Vì chế tạo và

cách điện khó khăn, kém vững chắc về cơ khí nên các máy biến áp kiểu trụ hầu như không

dùng dây quấn xen kẽ

2.3 Vỏ máy

Vỏ máy gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng

+ Thùng máy biến áp: thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục Lúc máy

biến áp làm việc, một phần năng lượng bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi

thép, dây quấn và các bộ phận khác làm cho nhiệt độ của chúng tăng lên Do đó giữa máy

biến áp và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là độ chênh nhiệt Để đảm

bảo máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian qui định (thường là 15 đến 20

năm) và không bị sự cố, phải tăng cường làm lạnh bằng cách ngâm máy biến áp trong

thùng dầu Nhờ sư đối lưu trong dầu, nhiệt truyền từ bộ phận bên trong máy biến áp sang

dầu, rồi từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh

+ Nắp thùng: dùng để đậy thùng và trên đó đặt các thiết bị quan trọng khác như:

Các sứ ra của dây quấn cao áp và hạ áp: làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra với

vỏ máy

Bình giãn dầu: là thùng hình trụ bằng thép đặt trên nắp máy và nối với thùng bằng một

ống dẫn dầu để bao đảm dầu trong thùng luôn luôn đầy, phải duy trì ở một mức nhất định

nào đấy Dầu trong thùng máy biến áp thông qua bình giãn dầu giãn nở tự do

Ống bảo hiểm: làm bằng thép, thường là hình trụ nghiêng Một đầu nối với thùng, một

đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh Nếu vì một lý do nào đó, áp suất trong thùng tăng lên đột

ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vở, dầu theo đó thoát ra ngoài để máy biến áp không bị hư hỏng

Ngoài ra trên máy biến áp còn đặt bộ phận truyền động của cầu dao đổi nối các đầu

điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp

3 Các đại lượng định mức của máy biến áp

Các đại lượng của máy biến áp qui định điều kiện kỹ thuật của máy biến áp Các

lượng này do nhà máy chế tạo qui định và thường ghi trên nhãn máy biến áp

3.1 Dung lượng hay công suất định mức Sđm.

Dung lượng hay công suất định mức là công suất toàn phần (hay biểu kiến) còn gọi là

dung lượng máy biến áp, đặc trưng cho khả năng truyền tải năng lượng của máy biến áp và

thường được tính tại dây quấn thứ cấp

Đối với máy biến áp một pha

Sđm = U2đm I2đm Đối với máy biến áp ba pha

Sđm = √ 3 U2đm I2đm

3.2 Điện áp dây sơ cấp định mức U 1 đm

Là trị số điện áp đặt vào cuộn sơ cấp của máy biến áp khi máy làm việc Đơn vị là V

hay KV

3.3 Điện áp dây thứ cấp định mức U 2 đm

Là trị số điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt

vào dây quấn sơ cấp là định mức Đơn vị là V hay KV

3.4 Dòng điện dây định mức ở sơ cấp I 1đm và thứ cấp I 2đm

Là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp

 Điện áp ngắn mạch phần trăm Un%

 Chế độ làm việc…

4 Nguyên lí làm việc của máy biến áp.

4.1 Nguyên lý làm việc máy biến áp một pha.

Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Khảo sát

máy biến áp một pha hai dây quấn như hình trên, dây quấn sơ cấp có W1 vòng dây, dây

quấn thứ cấp có W2 vòng dây

Hình 2.3 sơ đồ nguyên lý máy biến ápĐặt vào dây quấn sơ cấp một điện áp xoay chiều u1, trong đó sẽ có dòng điện i1, dòng

điện này sẽ tạo từ thông xoay chiều , từ thông chạy trong mạch từ sẽ móc vòng qua hai

cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đồng thời cảm ứng trong chúng các sức điện động e1, e2

Nếu máy biến áp không tải (không gắn tải) thì điện áp tại thứ cấp bằng sức điện động

e2

Nếu thứ cấp được nối với phụ tải Zt, trong dây quấn thứ cấp sẽ có dòng điện i2, dòng

điện này tạo ra từ thông thứ cấp chạy trong mạch từ, từ thông này có khuynh hướng chống

lại từ thông do dòng điện sơ cấp tạo nên, làm cho từ thông thứ cấp (còn gọi là từ thông

chính) giảm biên độ Để giữ cho từ thông chính có biên độ không đổi thì dòng điện sơ cấp

phải tăng lên một lượng lớn để bù vào sự giảm do từ thông thứ cấp gây ra

Như vây năng lượng điện đã được truyền từ sơ cấp sang thứ cấp Cũng cần lưu ý rằng

máy biến áp là một thiết bị truyền tải năng lượng chứ không biến đổi năng lượng

Giả sử điện áp xoay chiếu đặt vào là một hàm hình sin, thì từ thông do nó sinh ra

trong mạch từ có dạng là:

 = m sin  t (1-2)Theo định luật cảm ứng điện từ sức điện động e1, e2 được xác định:

e1 = - W1

dΦΦ dΦt = -W1

Dựa vào các biểu thức (1-5a,b), người ta định nghĩa tỷ số biến đổi của máy biến áp

( tỷ số biến áp) như sau:

Nếu chia E1 cho E2, ta có:

Từ nguyên lý làm việc cơ bản trên ta có thể định nghĩa máy biến áp như sau:

Máy biến áp là một thiết bị điện từ đứng yên, làm việc trên nguyên lý cảm ứng điện

từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện

xoay chiều ở điện áp khác, với tần số không thay đổi

Máy biến áp có hai dây quấn gọi là máy biến áp hai dây quấn Dây quấn nối với

nguồn để thu năng lượng vào gọi là dây quấn sơ cấp Dây quấn nối với tải để đưa năng

lượng ra gọi là dây quấn thứ cấp Dòng điện, điện áp, công suất của từng dây quấn sẽ có

kèm theo tên gọi sơ cấp và thứ cấp tương ứng (ví dụ dòng điện sơ cấp I1, điện áp thứ cấp

U2, ) Dây quấn có điện áp cao gọi là dây quấn cao áp Dây quấn có điện áp thấp gọi là

dây quấn hạ áp Nếu điện áp thứ cấp bé hơn điện áp sơ cấp ta có máy biến áp giảm áp, nếu

điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp ta có máy biến áp tăng áp

5 Mô hình toán và sơ đồ thay thế của máy biến áp.

Theo quy tắc vặn nút chai, chiều fi phù hợp với chiều i1, e1 và i1 cùng chiều

Chiều i2 được chọn ngược với chiều e2 nghĩa là chiều i2 không phù hợp với chiều fi

theo quy tắc vặn nút chai

Trong Máy biến áp còn có từ thông tản fit1 , fit2 ( hình 7.3.a)

Từ thông tản được đặc trưng bằng điện cảM tản

Điện cảM tản dây quấn sơ cấp L1 : L1 = fit1 /i1

Điện cảM tản dây quấn thứ cấp L2 : L2= fit2 /i2

Phương trình cân bằng điện áp trên dây quấn sơ cấp

Áp dụng định luật Kiếchốp 2 dạng phức cho Mạch điện hình 7.3.b :

trong đó X1 = L1 W

Hình 2.4 nguyên lý làm việc của máy biến áp

Hình 2.5 Mạch điện tương đươngTrong đó X2 = L2.W

Phương trình cân bằng từ

Điện áp lưới điện đặt vào Máy biến áp U1xấp xỉ E1 = 4.44 fiW1fiMax không đổi, cho nên

từ thông chính fiMax sẽ không đổi

Phương trình cân bằng từ dưới dạng số phức:

sơ đồ thay thế máy biến áp

Từ các phương trình cân bằng điện từ ta xây dựng Mô hình Mạch điện cho Máy biến

áp Sơ đồ thay thế là sơ đồ điện phản ảnh đầy đủ quá trình năng lượng trong Máy biến áp,

ta có hệ phương trình:

Trong đó:

Từ hệ phương trình trên ta xây dựng được sơ đồ thay thế cho Máy biến áp

Hình 2.6 Mạch điện của máy biến áp

hế độ không tải của máy biến áp

Là chế độ Mà phía thứ cấp hở Mạch và phía sơ cấp được đặt vào điện áp

đặc điểm chế độ không tải của máy biến áp

Dòng điện không tải I0

Hệ số công suất cosP0

Thí nghiệM không tải của Máy biến áp

Xác định hệ số biến áp k, tổn hao sắt từ Pst, Xth, Rth, cosP0, I0

Sơ đồ thí nghiệM

Vôn kế V1 chỉ U1đM; vôn kế V2 chỉ U2đM

AMpe kế A chỉ dòng điện không tải I0

Oát Mét W chỉ công suất không tải P0

 Hệ số biến áp k : k = W1/W2 =U1đM/U2đM

 Dòng điện không tải phần trăM : I0 % = I0/I1đM 100% = (3% ¸ 01%) I1đM

 Điện trở không tải: R0=P0/I2 xấp xỉ Rth

 Tổng trở không tải: z0 = U1đM /I0

Điện kháng không tải:

Xthxấp xỉXo

 Hệ số công suất không tải: cosP0 = P0/(U1đMI0 ) = 0.1 ¸0.3

chế độ ngắn mạch của máy biến áp

Là chế độ Mà phía thứ cấp bị nối tắt lại và phía sơ cấp vẫn đặt vào điện áp Đây là tình

trạng sự cố

đặc điểm chế độ ngắn mạch của máy biến áp

Phương trình và sơ đồ thay thế của Máy biến áp ngắn Mạch

Sơ đồ thay thế

Tổng trở z’2 rất nhỏ so với zth , nên có thể bỏ nhánh từ hoá

Dòng điện ngắn Mạch In:

In = U1đM/zn

Rn: điện trở ngắn Mạch Máy biến áp

Xn: điện kháng ngắn Mạch Máy biến áp

zn : tổng trở ngắn Mạch Máy biến áp

Zn rất nhỏ cho nên In rất lớn:

I = U /z xấp xỉ (10 ¸ 25) I ( tình trạng sự cố)

thí nghiệm ngắn mạch của máy biến áp

Xác định tổn hao trên điện trở dây quấn và các thông số R1, X1, R2, X2

Sơ đồ thí nghiệM ngắn Mạch

Dây quấn sơ cấp nối với nguồn qua bộ điều chỉnh điện áp

Nhờ bộ điều chỉnh điện áp, ta có thể điều chỉnh điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp bằng

Un sao cho dòng điện trong các dây quấn đạt giá trị định Mức

R2=R’2/k2 ;X

2=X’2/k2

chế độ có tải của máy biến áp

Chế độ có tải là chế độ trong đó dây quấn sơ cấp nối với nguồn điện áp định Mức, dây

quấn thứ cấp nối với tải

Hệ số tải : kt = I2/I2đM= I1/I1đM

kt=1 tải định Mức, kt<1 non tải, kt >1 quá tải

Độ biến thiên điện áp thứ cấp

dU2% = (U2đM-U2)/ U2đM 100%

Đặc tính ngoài của Máy biến áp

Quan hệ U2 = fi(I2), khi U1 =U1đM và cosPt = const

Điện áp thứ cấp U2 là: U2 = U2đM -dU2 = U2đM (1 - dU2%/100)Tổn hao và hiệu suất Máy biến áp

- Tổn hao trên điện trở dây quấn sơ cấp và thứ cấp gọi là tổn hao đồng

dPđ =dPđ1+dPđ2 = I1R1 +I2R2 = kt2Pn

trong đó Pn là công suất đo được trong thí nghiệM ngắn Mạch

- Tổn hao sắt từ dPst trong lõi thép do dòng điện xoáy và từ trể gây ra Tổn hao sắt từ

bằng công suất đo khi thí nghiệM không tải dPst = P0

Hiệu suất Máy biến áp h:

h=P2/P1 = P2/(P2 + dPst +dPđ) = ktSđM cosPt /( ktSđM cosPt +P0 +kt2Pn)

P2= S2 cos Pt = ktSđM cosPt

Nếu cosPt không đổi, hiệu suất cực đại khi hxích ma /xích ma kt = 0 suy ra kt2Pn =P0

Hệ số tải ứng với hiệu suất cực đại:

Đối với Máy biến áp công suất trung bình và lớn, hiệu suất cực đại khi hệ số tải

kt= 0.5 /0.7

6 Các chế độ làm việc của máy biến áp

6.1 Chế độ không tải của máy biến áp:

Chế độ không tải của máy biến áp là chế độ mà phần thứ cấp hở mạch, phía sơ cấp

đặt vào điện áp định mức

Đặc điểm ở chế độ không tải:

a Dòng không tải:

Tổng trở Z0 thường rất lớn vì thế dòng không tải nhỏ bằng (2%  10%).Iđm

b Công suất không tải:

Ở chế độ không tải, công suất tiêu thụ máy biến áp chính là công suất tổn hao sắt từ

Pđt = P0

c Hệ số công suất không tải:

Công suất phản kháng không tải Q0 rất lớn so với công suất tác dụng không tải P0,

do đó hệ số công suất không tải thấp Vì vậy khi sử dụng không nên để máy ở tình trạng

không tải hoặc non tải

6.2 Chế độ ngắn mạch máy biến áp:

Chế độ ngắn mạch của máy biến áp là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt lại, sơ cấp

vẫn đặt vào điện áp

Đặc điểm ở chế độ ngắn mạch:

Vì tổng trở ngắn mạch rất nhỏ cho nên dòng điện ngắn mạch rất lớn bằng (1025)

Iđm Do đó khi sử dụng máy biến áp cần tránh tình trạng ngắn mạch

6.3 Chế độ có tải của máy biến áp:

Chế độ có tải của máy biến áp là chế độ trong đó dây quấn sơ cấp nối vào nguồn điện

áp định mức, dây quấn thứ cấp nối với tải

Khi máy biến áp làm việc, điện áp đầu ra U2 thay đổi theo trị số và tính chất của tải

(tải mang tính cảm hay tính dung kháng) Sở dĩ có sự tay đổi điện áp ở thứ cấp là do có

điện áp rơi trên các dây quấn sơ cấp và thứ cấp và do dòng điện tải I2 thay đổi theo tính chất

của tải

Để đánh gía mức độ tải, nhười ta sử dụng hệ số tải kt:

Căn cứ vào giá trị ktải, ta biết được tình trạng của máy biến áp làm việc non tải, đầy tải

hay quá tải

Đường đặc tính ngoài của máy biến áp biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp thứ cấp U2

và dòng điện tải I2: U2 = f(I2) khi điện áp sơ cấp là định mức và hệ số công suất cosưtải là

hằng số (Tính chất tải là không đổi)

Lưu ý

Nếu tải mang tính cảm thì điện áp sẽ giảm nhiều hơn tải mang tình trở

Đại lượng điện áp là thông số có ý nghĩa rất quan trọng nên trong quá trình vận hành

máy biến áp không được để cho đại lượng này thay đổi quá phạm vi cho phép

Để điều chỉnh giá trị điện áp thứ cấp U2, ta thay đổi số vòng dây W2 trong khoảng 

5 (thông thường ta điều chỉnh phía cao áp vì ở đó dòng điện nhỏ nên việc thay đổi số

vòng dây được thực hiện dễ dàng hơn) Vì thế các máy biến áp thường có thêm các đầu

phân áp

Trong thực tế muốn giữ cho điện áp U2 không đổi khi máy biến áp làm việc với các tải

khác nhau thì phải điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi lại số vòng dây, nghĩa là thay đổi

tỷ số biến đổi K = Muốn vậy, ở giữa hoặc cuối dây quấn cao áp ngưới ta đưa ra một số

đầu dây tương ứng với các số vòng dây khác nhau Việc thay đổi số vòng dây có thể thực

hiện khi máy ngừng làm việc Trong trường hợp này thường ứng dụng với các máy hạ áp

khi điện áp sơ cấp thay đổi hoặc khi cần điều chỉnh điện áp thứ cấp theo đồ thị phụ tải hàng

năm

Nếu công suất nhỏ thì loại máy này thường có ba đầu phân nhánh ở mỗi pha để có thể

điều chình điện áp trong phạm vi  5Uđm, nếu công suất lớn thì một pha có năm đầu phân

nhánh để điều chỉnh điện áp trong phạm vi từ  2,5 Uđm đến  5 Uđm Do việc đổi

nối được thực hiện khi máy ngừng làm việc nên thiết bị đổi nối tương đối đơn giản và rẻ

tiền Thiết bị đổi nối được đặt trong thùng dầu còn tay quay được đặt trên nắp thùng Trong

hệ thống điện lực công suất lớn nhiều khi cần phải điều chỉnh điện áp khi máy biến áp đang

làm việc để phân phối lại công suất tác dụng và phản kháng giữa các phân đoạn của hệ

thống Điện áp thường được điều chỉnh từng 1% trong phạm vi  10 Uđm Trong trường

hợp này thiết bị đổi nối phức tạp hơn và phải có cuộn kháng K để hạn dòng điện ngắn mạch

của bộ phận dây quấn bị nối ngắn mạch khi thao tác đổi nối

7 Máy biến áp ba pha

Để biến đổi điện áp của hệ thống điện ba pha ta có thể dùng ba máy biến áp một pha

hoặc một máy biến áp ba pha Máy biến áp ba pha đóng vai trò rất quang trọng trong quá

trình truyền tải và phân phối điện năng

7.1 Phân loại

Về cấu tạo, máy biến áp pha cũng gồm các phần: lõi thép, dây quấn và vỏ máy Kết

cấu lõi thép của máy biến áp ba pha gồm có hai loại là loại mạch từ chung và loại mạch từ

riêng

Hình 2.7 Cấu tạo máy biến áp ba pha

7.2 Loại mạch từ riêng

Máy biến áp mạch từ riêng gồm tổ hợp ba máy biến áp một pha giống nhau ghép lại

tạo thành máy biến áp ba pha như hình 4 - 1b

Loại này thường dùng ở công suất lớn vì có thể vận chuyển và lắp đặt từng máy thuận

tiện hơn,đồng thời công tác bảo trì sửa chữa thuận lợi hơn vì có thể tiến hành trên từng máy

cũng như thuận tiện cho việc lắp đặt và thay thế Tuy nhiên do có kết cấu riêng biệt cho

từng máy nên kích thước sẽ lớn hơn và giá thành cũng cao hơn vì phải gia công các thùng

máy riêng biệt để bảo vệ cho từng máy nên chi phí cho vật tư sẽ nhiều hơn

7.3 Loại mạch từ chung

Là loại biến áp mà các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của ba pha được quấn chung trên

cùng một mạch từ

Loại mạch từ chung có kết cấu gọn hơn loại mạch từ riêng, khối lượng sắt để làm

mạch từ ít hơn so với loại mạch từ riêng cùng công suất Tuy vậy, loại này có nhược điểm

là lắp đặt, sửa chữa phải tiến hành trên toàn máy và khó lắp đặt vì trọng lượng lớn nên chỉ

sử dụng phổ biến ở công suất nhỏ và trung bình

7.3.1 Cấu tạo

Giống như máy biến áp một pha, máy biến áp ba pha gồm có lõi thép và bộ dây quấn

7.3.1.1 Bộ dây quấn máy biến áp ba pha

Giống như dây quấn của máy biến áp một pha Cũng gồm hai loại dây quấn là dây

quấn cao áp và dây quấn hạ áp Ở mỗi pha của máy biến áp có 2 cuộn dây là cuộn sơ cấp và

cuộn thứ cấp, nên máy biến áp ba pha sẽ có 6 cuộn dây: 3 cuộn sơ cấp và 3 cuộn thứ cấp vì

thế sẽ có 12 đầu dây ra

Dây quấn máy biến áp thường làm bằng đồng hoặc bằng nhôm và gọi chung là dây

điện từ Dây điện từ thường có tiết diện hình tròn hay hình chữ nhật Đối với máy biến áp

công suất nhỏ, người ta sử dụng dây điện từ có tiết diện tròn Còn đối với máy biến áp công

suất lớn, người ta sử dụng dây điện từ có tiết diện hình chữ nhật(còn gọi là đồng thanh) và

được quấn thành từng bánh

Tùy theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và dây quấn hạ áp mà người ta chia ra hai loại

dây quấn chính: Dây quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ

7.3.1.2 Dây quấn đồng tâm

Dây quấn đồng tâm là dạng dây quấn có tiết diện ngang là những vòng tròn đồng tâm

Ở dạng dây quấn đồng tâm, cuộn dây quấn hạ áp thường quấn phía trong gần trụ thép,còn

dây quấn cao áp quấn phía ngoài bao lấy dây quấn hạ áp Với cách quấn này có thể giảm

bớt được điều kiện cách điện của dây quấn cao áp bởi vì giữa dây quấn cao áp và trụ đã có

cách điện là dây quấn hạ áp

7.3.1.3 Những kiểu dây quấn chính dạng xen kẽ

- Dây quấn từng lớp hình trụ

- Dây quấn hình xoắn ốc và các dạng của chúng

- Dây quấn xoắn liên tục

Dây quấn từng lớp hình trụ: Nếu tiết diện dây không vượt quá 10mm2 thì dây quấn

hình trụ được chế tạo thành nhiều lớp bằng dây dẫn tiết diện tròn hoặc bằng dây đồng thanh

hình chữ nhật Loại này thường dùng nhất là loại dây quấn hai lớp, mỗi lớp gồm nhiếu

vòng và được quấn theo đường xoắn ốc dọc theo đường sinh hình trụ và đặt sát nhau Dây

quấn hình trụ, chủ yếu dùng cho máy biến áp công suất nhỏ không quá 560KVA

Dây quấn xoắn ốc: Dây quấn xoắn ốc gồm hàng loạt các dây dẫn tiết diện hình chữ

nhật song song nhau và được đặt sát nhau theo phương bán kính của dây quấn,việc xếp đặt

bộ dây quấn như trên nhằm phân bố dòng điện đồng đểu hơn giữa các nhánh song

song,người ta hoán đổi các dây quấn Có hai loại dây quấn xoắn ốc là: dây quấn xoắn ốc

đơn và dây quấn nửa xoắn ốc

Dây quấn xoắn ốc đơn: dây quấn được quấn theo hình xoắn ốc nhưng giữa hai

vòng kề nhau dọc theo chiều cao để trống một khoảng rộng khoảng từ 4,5mm đến 6mm

Dây quấn nửa xoắn ốc: cứ mỗi hai vòng dây trừ vòng dây đầu và vòng dây cuối

được ghép với nhau thành một ống dây không có rãnh

Dây quấn liên tục: trong các máy biến áp cấp điện áp từ 35KV trở lên, người ta dùng

dây quấn liên tục Khác với loại dây quấn xoắn ốc, dây quấn này là những cuộn dây phẳng

cách biệt nhau bởi các rãnh Bằng cách hoán đổi đặc biệt trong dây quấn, các bánh dây

quấn được nối tiếp nhau một cách liên tục mà không cần hàn giữa chúng

Dây quấn xen kẽ: Các cuộn dây (còn gọi là bánh dây) cao áp và hạ áp lần lượt xen kẽ

nhau dọc theo trụ từ Cần chú ý rằng, để cách điện được dễ dàng, các bánh dây sát gông

thường thuộc dây quấn hạ áp Kiểu quấn dây này hay dùng trong các máy biến áp kiểu bao

Vì chế tạo và cách điện khó khăn, kém vững chắc về cơ khí nên các máy biến áp kiểu trụ

hầu như không dùng dây quấn xen kẽ.Vì lý do trên mà các máy biến áp lõi thép kiểu trụ ta

thường dùng kiểu dây quấn đồng tâm hơn

7.3.1.4 Yêu cầu về dây quấn máy biến áp

Các dây quấn máy biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau

Kinh tế: khối lượng kim loại màu là ít nhất nhưng phải đảm bảo về hiệu suất khi

máy làm việc

Độ tản nhiệt: đảm bảo tiêu chuẩn về nhiệt, nếu không sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tuổi

thọ của máy và đôi khi gây nên sự cố khi vận hành máy

Tính ổn định điện: dây quấn phải đảm bảo yêu cầu về ổn định điện khi quá điện áp

Tính ổn định về cơ học: ngoài các yêu cầu trên, dây quấn còn phải thoả mãn về cơ

học khi xảy ra hiện tượng ngắn mạch, do khi ngắn mạch trong dây quấn sẽ xuất hiện lực

xung điện rất lớn có thể phá hủy bộ dây quấn của máy biến áp

Do những yêu cầu trên thường mâu thuẫn nhau, nên khi tiết kế người ta phải chọn các

giải pháp dung hòa để thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế

Các bộ phận phụ khác: Ngoài ra còn có các thiết bị phụ trợ khác,tùy theo chức năng

sử dụng mà có các bộ phận như sứ ra dây sơ cấp và thứ cấp, bình giãn dầu, hay các thiết bị

bảo vệ khác máy biến áp còn có các bộ phận khác, tùy theo chức năng sử dụng mà máy

biến áp có các bộ phận như cầu chì, cọc lấy điện vào và đưa điện ra, đồng hồ hiển thị vôn

và amper

Đối với máy biến áp điện lực có các bộ phận sau:

Vỏ máy gồm hai bộ phận: thùng và nắp thùng

+ Nắp thùng dùng để đậy thùng và trên đó đặt các thiết bị quan trọng khác như: sứ ra

các đầu dây cuộn sơ cấp và thứ cấp ống dẫn dầu, ống chỉ thị để biết mức độ dầu trong

thùng

Các sứ ra các đầu dây cuộn cao áp và hạ áp làm nhiệm vụ cách điện giữa dây dẫn ra

với vỏ máy

Bình giãn dầu là thùng hình trụ bằng thép đặt trên nắp máy và nối với thùng bằng

một ống dẫn dầu đểm bao đảm dầu trong thùng luôn luôn đầy, phải duy trì ở một mức nhất

định nào đấy Dầu trong thùng máy biến áp thông qua bình giãn dầu giãn nở tự do

Ống bảo hiểm khi áp lực dầu: trong máy đột ngột tăng lên do máy biến áp bị ngắn

mạch hay bị chập một số vòng dây có thể làm cho thùng máy bị nổ sẽ nguy hiểm nên người

ta sử dụng ống bảo hiểm Ong bảo hiểm được làm bằng thép, thường là hình trụ nghiêng

Một đầu nối với thùng, một đầu bịt bằng một đĩa thuỷ tinh Nếu vì một lý do nào đó, áp

suất trong thùng tăng lên đột ngột, đĩa thuỷ tinh sẽ vở, dầu theo đó thoát ra ngoài để máy

biến áp không bị hư hỏng

Thùng máy biến áp: thùng máy làm bằng thép, thường là hình bầu dục Lúc máy

biến áp làm việc, một phần năng lượng bị tiêu hao dưới dạng nhiệt đốt làm nóng lõi

thép,dây quấn và các bộ phận khác nên nhiệt độ của các bộ phận máy biến áp tăng lên Do

đó giữa máy biến áp và môi trường xung quanh có một hiệu số nhiệt độ gọi là độ chênh

nhiệt Để đảm bảo máy biến áp vận hành với tải liên tục trong thời gian qui định thường là

15 đến 20 năm và không bị sự cố, phải tăng cường làm mát bằng cách ngâm máy biến áp

trong thùng dầu Nhờ sự đối lưu trong dầu, nhiệt truyền từ bộ phận bên trong máy biến áp

sang dầu, rồi từ dầu qua vách thùng ra môi trường xung quanh

Ngoài ra trên máy biến áp còn đặt bộ phận truyền động của cầu dao đổi nối các đầu

điều chỉnh điện áp của dây quấn cao áp ( galet).Người ta cũng lắp đặt thiết bị bảo vệ như

các rơ le hơi để báo hiệu những hiện tượng bất thường hoặc những sự cố có thể gây hư

hỏng cho máy tì những thiết bị này sẽ tác động cắt máy biến áp ra khỏi lưới điện

7.3.2 Tổ nối dây của máy biến áp ba pha

7.3.2.1 Định nghĩa

Tổ nối dây của máy biến áp được hình thành do sự phối hợp kiểu đấu các đầu dây sơ

cấp so với kiểu đấu các đầu dây thứ cấp Tổ nối dây biểu thị các sđđ dây sơ cấp và thứ cấp,

góc lệch pha giữa sđđ dây sơ cấp và thứ cấp của cùng một pha

Ơ máy biến áp ba pha do cách đấu dây quấn hình Y hay  với những thứ tự khác

nhau mà góc lệch pha giữa các sức điện động dây sơ cấp và thứ cấp có thể là 300, 600, 3600

Trong thực tế, để thuận tiện, người ta không dùng “ độ” để chỉ góc lệch pha đó mà dùng

phương pháp kim đồng hồ để biểu thị và gọi tên tổ nối dây máy biến áp Cách biểu thị đó

như sau: kim dài của đồng hồ chỉ sức điện động sơ cấp đặt cố định ở con số 12, kim ngắn

chỉ sức điện động dây quấ thứ cấp đặt tương ứng ở các con số 1, 2, 3,…, 12 Tuỳ theo góc

lệch pha giữa chúng là 300, 600, …, 3600

Đối với máy biến áp ba pha sẽ có 12 tổ nối dây Ví dụ một máy biến áp ba pha có

hai dây quấn nối hình Y, cùng chiều quấn dây và cùng ký hiệu đầu dây thì sức điện động

pha giữa hai dây quấn hoàn toàn trùng nhau và góc lệch pha giữa hai điện áp dây sẽ bằng

00, hay 3600 Ta nói máy biến áp thuộc tổ nối dây 12 và ký hiệu là Y/Y_12

Kiểu đấu Y là: nối tắt 3 đầu dây cuối X, Y và Z lại với nhau và 3 đầu đầu A, B và C

thì để tự do Nếu đấu Y có trung tính thì ký hiệu là Y0 (ba pha bốn dây) Kiểu đấu dây Y

thường áp dụng cho dây quấn cao áp vì có thể làm tăng cách điện lên lần như vậy sẽ giảm

được chi phí cách điện và điều kiện cách điện Dây quấn đấu Y0 thông dụng với máy biến

áp cung cấp cho tải hỗn hợp:vừa sử dụng điện áp dây vừa sử dụng điện áp pha (vừa sử

dụng cho tải ba ha vừa sử dụng để chiếu sáng – Đây là mạng điện thường sử dụng trong các

nhà máy xí nghiệp)

Kiểu đấu dây  là: kiểu nối cuồi pha này với đầu pha kia Kiểu đấu dây này thường

dùng cho dây quấn hạ áp vì kiều dây quấn này sẽ giảm dòng điện đặt lên dây quấn các pha

lần Như vậy ta sẽ giảm được cỡ dây Loại kiểu đấu dây này dùng cho phụ tải không cần

điện áp pha

Ngoài hai kiểu đấu dây trên, còn có kiểu đấu dây ZicZac Theo kiểu đấu dây này,

dây quấn mỗi pha được chia thành hai nửa cuộn (thường là bằng nhau) và được đặt trên các

trụ từ khác nhau Nối hai nửa cuộn dây ở mỗi pha sao cho những sức điện động của chúng

trừ hình học với nhau (Muốn vậy, ta chỉ việc nối đầu cuối của mỗi nửa dây quấn pha với

đầu cuối nửa thứ hai của dây quấn pha đó) Nếu hai nửa dây quấn bằng nhau thì sức điện

động tổng sẽ lớn hơn sức điện động trong mỗi nửa dây quấn là lần

Kiểu nối dây ZicZac được dùng trong các máy biến áp đặc biệt như máy biến áp

dùng cho các đèn chỉnh lưu thuỷ ngân hoặc trong máy biến áp đo lường để điều chỉnh sai

Dây quấn sơ cấp được ký hiệu bằng các chữ cái in hoa: Pha A ký hiệu là AX, pha B

ký hiệu là BY, pha C là CZ Dây quấn thứ cấp ký hiệu bằng các các chữ thường: pha a là

ax, pha b là by, pha c là cz Dây quấn thứ cấp và sơ cấp có thể nối hình sao hoặc tam giác

Nếu sơ cấp nối hình tam giác, thứ cấp nối hình sao ta ký hiệu là /Y Nếu sơ cấp nối hình

sao, thứ cấp nối hình sao có dây trung tính ta ký hiệu là Y/Y0 Ví dụ Y /Y0 – 12

7.3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tổ đấu dây

Tổ nối dây phụ thuôc các yếu tố sau:

- Chiều quấn dây

- Cách ký hiệu các đầu dây

- Kiểu nối dây quấn sơ cấp và thứ cấp

Phương pháp ký hiệu tổ nối dây theo chiều kim đồng hồ:

- Kim dài: sđđ sơ cấp đặt ở số 12

- Kim ngắn: sđđ thứ cấp đặt tương ứng ở số 1,2,3… 12

Hình 2.9 Sơ đồ đấu dây máy biến áp ba pha

b

c y A

B X

Y Z

b

a z

x

a X

X x a

a

x X A

Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây máy biến áp ba pha

7.3.2.3 Qui ước các đầu dây

Cách ký hiệu đầu dây: Hai đầu dây của một cuộn dây máy biến áp được ký hiệu một

đầu là đầu đầu, đầu còn lại là đầu cuối Đối với máy biến áp 3 pha các đầu đầu và đầu cuối

của các cuộn dây phải tuân theo một qui ước nhất định, giả sử dây quấn ở pha A ta chọn

đầu đầu đến đầu cuối đi theo chiều kim đồng hồ thì bộ dây quấn bên pha B và pha C cũng

phải theo qui ước như pha A

Ta qui ước các đầu dây ra của dây quấn sơ cấp và thứ cấp là

Lưu ý:Ở máy biến áp một pha, việc chọn đầu cuối là tùy ý, nhưng ở máy biến áp ba

pha việc chọn đầu cuối của mỗi pha phải thống nhất với nhau nếu không điện áp lấy ra ở

mỗi pha sẽ mất tính đối xứng, thông thường ta chọn đầu đầu đến đầu cuối theo chiều kim

đồng hồ

7.3.2.3 Các kiểu đấu dây máy biến áp

Có 3 kiểu đấu dây là đấu sao “Y”, đấu kiểu tam giác ““ và kiểu ziczac ”Z”

 Kiểu đấu sao

Khi đấu sao, ba đầu dây cuối nối lại với nhau còn ba đầu dây đầu đưa ra ngoài (để tự

do)

Nếu đấu sao không có dây trung tính (ba pha 3 dây), ta ký hiệu là “Y” Còn nếu đấu

sao có dây trung tính (ba pha 4 dây) ta ký hiệu là “Y0”

Kiểu đấu sao thường dùng cho dây quấn cao áp để tăng độ cách điện vì điện áp lúc

này đặt lên dây quấn của mỗi pha giảm lần, như vậy sẽ giảm được chi phí cách điện và điều

kiện cách điện cho bộ dây quấn

Kiểu đấu Y0 thông dụng đối với máy biến áp cung cấp điện cho tải hỗn hợp: vừa sử

dụng điện áp dây vừa sử dụng điện áp pha Đây là mạng điện thường sử dụng trong các nhà

máy xí nghiệp vì vừa có thể sử dụng cho tải ba pha vừa sử dụng để chiếu sáng hoặc cung

cấp điện cho các phụ tải một pha

 Kiểu dấu dây 

Kiểu đấu tam giác được ký hiệu là “”, đầu dây của pha này nối vào cuối đầu dây kia

Kiểu đấu dây  thường chỉ dùng cho phía hạ áp vì dòng điện đặt lên bộ dây quấn sẽ giảm

lần nên giảm được tiết diện dây quấn vì thế tiết kiệm được kim loại màu dùng để chế tạo

dây quấn máy biến áp Ngoài ra cách đấu kiểu  được dùng phổ biến khi không cần điện áp

pha

 Kiểu đấu dây ziczac “Z”

Ngoài kiểu đấu dây “Y” và “ “ ta còn có kiểu đấu dây khác là kiểu ziczac Theo kiểu

đấu dây này mỗi cuộn dây pha thường được chia làm hai nửa cuộn dây bằng nhau và được

đặt trên hai trụ từ khác nhau Việc nối các nửa cuộn dây quấn ở mỗi pha sao cho các sđđ

của chúng trừ hình học với nhau, muốn vậy ta nối đầu cuối của mỗi nửa dây quấn thứ nhất

với đầu cuối của nửa dây quấn thứ hai của dây quấn pha đó

Hình 2.11 Sơ đồ đấu dây máy biến áp ba phaNếu các cuộn dây được chia thành hai nửa bằng nhau thì sức điện động tổng của dây

quấn pha sẽ lớn hơn sức điện động ở mỗi nửa cuộn dây quấn là lần

Việc nối ziczac được dùng trong các máy biến áp đặc biệt như các máy biến áp dùng

cho các đèn chỉnh lưu thủy ngân hoặc trong các máy biến áp đo lường để điều chỉnh sai số

về góc lệch pha

Cách biểu thị tổ đấu dây

Kim dài của đồng hồ chỉ sức điện động dây quấn sơ cấp đặt cố định ở số 12 Kim

ngắn của đồng hồ chỉ sức điện động dây quấn thứ cấp đặt tương ứng ở các con số 1, 2, 3, ,

12 Tuỳ theo vị trí giữa kim ngắn và kim dài mà ta có các giờ từ 1 đến 12 và tương ứng các

giờ ta có góc lệch pha sđđ giữa dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp là 300, 600, , 3600.

Như vậy, đối với máy biến áp ba pha sẽ có 12 tổ nối dây tương ứng với 12 giờ Trong đó tổ

đấu dây  sẽ tương ứng với các giờ lẻ 1, 3, 5, 7, 9 và 11, tổ đấu dây Y sẽ tương ứng với các

giờ chẵn 2, 4, 6, 8, 10 và 12

 Tỉ số máy biến áp tương ứng với từng tổ đấu dây

Gọi số vòng dây một pha sơ cấp là w1, số vòng dây mốt pha thứ cấp là w2 tỷ số biến

áp giữa sơ cấp và thứ cấp sẽ là

Tỷ số điện áp dây không chỉ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây mà còn phụ thuộc vào cách

nối hình sao hay tam giác

Khi nối hình Y/Y

= = Khi nối /

Do các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp đấu  nên ta có điện áp phía sơ cấp Ud1 = Up1 và

thứ cấp Ud2 = Up2 cho nên:

= = Khi nối dây /Y

Do các cuộn dây sơ cấp nối tam giác nên điện áp phía sơ cấp Ud1 = Up1 còn thứ cấp

nối hình sao nên điện áp phía thứ cấp là Ud2 = Up2 Khi đó tỷ số điện áp dây là

= = Khi nối Y/

Do phía sơ cấp đấu Y nên điện áp phía sơ cấp là Ud1 = Up1 và các cuộn dây thứ cấp

đấu  nên điện áp phía thứ cấp là Ud2 = Up2 cho nên

= =

Hình 2.12 Sơ đồ đấu dây máy biến áp ba pha

7.4 Máy biến áp làm việc song song.

Trong hệ thống điện, trong các lưới điện, các máy biến áp thường làm việc song song

với nhau Nhờ làm việc song song, công suất lưới điện lớn rất nhiều so với công suất mỗi

máy, cho phép nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống và an toàn cung cấp điện, khi một

máy hỏng hóc hoặc phải sửa chữa

Điều kiện để cho các máy làm việc song song là: điện áp định mức sơ cấp, thứ cấp

phải bằng nhau, cùng tổ nối dây và điện áp ngắn mạch phải bằng nhau

Điện áp định mức sơ cấp và thứ cấp của các máy phải bằng nhau tương ứng

U1I = U1II

U2I = U2II

Nghĩa là tỷ số biến áp của hai máy phải bằng nhau:

kI = kII

Trong đó: kI là hệ số biến áp máy I

kII là hệ số biến áp máy II

Trong thực tế, cho phép hệ số biến áp k của các máy khác nhau không quá 0,5%

7.4.1 Các máy có cùng tổ nối dây.

Ví dụ không cho phép hai máy có tổ nối dây Y/ -11 và Y/Y-12 làm việc song song

với nhau vì điện áp thứ cấp của 2 máy này không trùng pha nhau

Điều kiện 1 và 2 đảm bảo cho không có dòng điện cân bằng lớn chạy quấn trong các

máy do sự chênh lệch điện áp thứ cấp của chúng

7.4.2 Điện áp ngắn mạch của các máy phải bằng nhau.

UnI% = UnII% = …Trong đó:

UnI%: điện áp ngắn mạch phần trăm của máy I

UnII%: điện áp ngắn mạch phần trăm của máy II

Cần đảm bảo điều kiện này, để tải phân bố trên các máy tỷ lệ với công suất định

mức của chúng

Nếu không cần đảm bảo điều kiện thứ 3, ví dụ UnI% < UnII% thì máy I nhận tải định

mức, máy II còn non tải Thật vậy, ở trường hợp này, dòng điện máy I đạt định mức IIđm,

điện áp rơi trong máy I là IIđmznI, dòng điện máy II là III, điện áp rơi trong máy II là IIIznII Vì

hai máy làm việc song song, điện áp rơi trong hai máy phải bằng nhau, ta có:

IIđmznI = IIIznII (4.1)

znI,znII là tổng trở của máy I, II Vì rằng UnI% < UnII% do đó:

IIđmznI < IIIđmznII (4.2)

So sánh giữa (4.1) với (4.2) ta có:

IIIznI < IIIđmznII

Hoặc là:

III < IIIđm.Dòng điện máy II nhỏ hơn định mức, vậy máy II đang non tải, trong khi máy I đã định

mức Nếu máy II định mức thì máy I sẽ quá tải

Trong thực tế, cho phép điện áp ngắn mạch của các máy sai khác nhau 10%

Hình 2.13: Vẽ hai máy biến áp ba pha làm việc song song

BÀI 2: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘMục tiêu

- Mô tả được cấu tạo, nguyên lý làm việc động cơ không đồng bộ

- Tính toán được các thông số của động cơ

- Vẽ được sơ đồ trải bộ dây

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo

Nội dung

1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ

Nguồn động lực chủ yếu sử dụng trong sản xuất và trong sinh hoạt hằng ngày là động

cơ điện một chiều và xoay chiều Trong đó động cơ điện xoay chiều bao gồm hai loại là

động cơ điện đồng bộ và động cơ điện không đồng bộ Tùy theo nguồn điện sử dụng mà ta

có động cơ điện không đồng bộ ba pha và động cơ điện không đồng bộ một pha

Trong sản xuất công nghiệp nguồn động lực được sử dụng là máy điện không đồng bộ

là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện trong đó trên 90 là động cơ

không đồng bộ ba pha Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ

nên động cơ không đồng bộ là một loại máy được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh

tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng ngàn kW Trong công nghiệp thường dùng

máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cũng như

các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ v.v.v Trong hầm mỏ dùng động cơ được

dùng cho máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công

nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm

một vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong hệ thống làm lạnh (bloc nén)

trong tủ lạnh… Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa và tự động hoá và

sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi và

không thể thiếu

Tuy vậy, máy điện không đồng bộ có những nhược điểm như: cos của máy thường

không cao, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt và phụ thuộc vào tải và khó điều chỉnh tốc

độ nên ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế

Ngoài ra, cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ có tính thuận

nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, cũng như chế độ máy phát điện Tuy

nhiên máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt so với máy phát điện

đồng bộ, nên ít được dùng chỉ trong một vài trường hợp nào đó (như trong quá trình điện

khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì máy điện không đồng bộ cũng có

một ý nghĩa quan trọng

Sở dĩ gọi là động cơ không đồng bộ vì tốc độ quay của rotor nrotor (tốc độ của máy

điện) khác với tốc độ của từ trường quay nđb trong máy (nroto < nđb) và đôi khi được gọi là

động cơ cảm ứng

2 Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha

2.1 Phân loại

2.1.1 Theo kết cấu của vỏ

Tùy theo kết cấu của động cơ điện không đồng bộ mà ta có thể chia thành các kiểu

sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu chống nổ v.v

Tùy theo yêu cầu và môi trường sử dụng mà ta chọn kiểu động cơ cho phù hợp Ví dụ như

để bơm nước từ giếng sâu, người ta dùng động cơ bơm nước được bỏ hẳn trong nước, với

loại động cơ này ta chọn loại kiểu kín hay để bơm các nguyên liệu dễ cháy nổ như xăng

dầu, người ta dùng động cơ kiểu chống nổ

2.1.2 Theo kết cấu của rotor

Tùy theo cách chế tạo rotor mà ta có 2 loại sau:

Rotor dây quấn trên các rãnh của rotor được quấn dây giống như phía stator, ưu điểm

của loại này là thông qua chổi than có thể đưa điện trở phụ vào mạch điện rotor để cải thiện

tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Rotor dây

quấn còn gọi là rotor pha

Rotor kiểu lồng sóc dây quấn trên các rãnh rotor là những thanh đồng hoặc nhôm, hai

đầu các thanh dẫn này được nối tắt có dạng như lồng sóc nên rotor kiểu này gọi là rotor

lồng sóc hoặc rotor ngắn mạch hay rotor cảm ứng

2.1.3 Theo số pha dây quấn stator

Tùy theo cách phân bố các pha trên dây quấn stator mà ta có loại động cơ một pha, hai

pha và ba pha

Động cơ ba pha là động cơ mà bộ dây quấn stator gồm ba cuộn dây quấn giống nhau

AX, BY và CZ đặt lệch nhau 1200 điện và trong quá trình làm việc cả ba cuộn dây đều có

điện

Động cơ hai pha khi làm việc cả 2 cuộn dây quấn stator đều có điện và trục của 2

cuộn dây quấn này được đặt lệch nhau 900 điện trong không gian Hai cuộn dây này được

gọi là cuộn dây chạy và cuộn dây đề

Động cơ điện một pha khi động cơ làm việc chỉ có một dây quấn làm việc Thông

thường khi khởi động cả hai cuộn dây cùng làm việc nhưng sau khi khởi động xong, chỉ có

cuộn dây chạy làm việc còn cuộn đề được ngắt ra khỏi nguồn Do đó chúng còn có tên gọi

là cuộn dây chính và cuộn dây phụ hay cuộn dây làm việc (cuôn chạy) và cuộn dây khởi

động (cuộn đề) Riêng đối với động cơ xẻ cực, chỉ có một cuộn dây, còn cuộn dây đề lúc

này là vòng ngắn mạch để tạo ra từ thông phụ lệch pha so với từ thông chính

3 Cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha.

Động cơ không đồng bộ ba pha gồm hai phần chính

3.1 Phần tĩnh (stator)

Stator gồm có mạch từ (lõi thép), bộ dây quấn và vỏ máy

Mạch từ: dùng để dẫn từ, gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện dày từ 0.35 mm đến 0.5

mm, trên được dập các rãnh và sơn cách điện để tránh dòng điện xoáy Foucault gây nên tổn

hao khi máy vận hành, các lá thép này được ghép lại thành hình trụ rỗng, bên trong có các

Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do

dòng điện xoáy gây nên Nếu lõi thép ngắn thì có thể ghép thành một khối Nếu lõi thép dài

quá thì thường ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài từ 6cm đến 8cm, đặt cách nhau

1cm để thông gió ngang trục Mặt trong của lá thép có dập các rãnh để đặt bộ dây quấn

Bộ dây quấn stator: dùng để tạo ra từ trường quay.Bộ dây quấn thường làm bằng

đồng hoặc nhôm có phủ lớp emay cách điện và được gọi chung là “dây điện từ“

Bộ dây quấn stator gồm ba cuộn dây quấn giống AX, BY và CZ đặt lệch nhau 1200

điện trong không gian, mỗi cuộn dây gồm nhiều bối dây và mỗi bối dây gồm nhiều vòng

dây và được đặt trong rãnh của mạch từ và được cách điện tốt với lõi thép Tùy theo số cực

từ và kiểu lồng dây cụ thể mà việc phân bố các bối dây trong các rãnh sẽ khác nhau

Hình 3.2: Góc lệch pha của động cơ ba pha