CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM Thành viên Ngô Hiếu Thuận Vũ Phạm Thảo Nguyên Nguyễn Thanh Vy CHƯƠNG NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Máy điện thiết bị điện dùng để biến đổi độ lớn dòng điện điện áp (máy biến áp) biến đổi lượng điện - (máy điện quay) Máy biến áp Máy biến áp máy dùng để biến đổi độ lớn dòng điện điện áp Điện qua máy biến áp biến đổi vể độ lớn dòng điện điện áp mà không biến đổi dạng lượng Máy điện quay Máy điện quay thiết bị dùng để biến đổi lượng điện - - Máy điện quay làm việc thành điện gọi máy phát - Máy điện quay dùng biến đổi điện thành gọi động Tổn hao điện trường Tổn hao điện Hệ thống điện Tổn hao Trường điện từ Hệ thống Liên hệ M,   Động Dòng chảy lượng Máy phát Trong trình làm việc, phần lượng tổn hao biến đổi sang nhiệt PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN - CƠ Phân loại - Máy điện kiểu cảm ứng (điện cảm) loại thiết bị biến đổi lượng điện - thông qua môi trường trung gian từ trường - Máy điện kiểu điện dung loại thiết bị có trình biến đổi lượng điện thông qua điện trường - Máy điện kiểu hổn hợp (điện cảm - điện dung) loại thiết bị có trình biến đổi lượng điện - thông qua điện - từ trường Phạm vi ứng dụng Trong công nghiệp đời sống chủ yếu sử dụng thiết bị biến đổi lượng điện kiểu điện cảm, máy điện loại thiết bị biến đổi lượng điện - sử dụng phổ biến Mặc dù thiết bị biến đổi lượng điện - kiểu điện dung xuất sớm thiết bị biến đổi điện kiểu điện cảm thiết bị biến đổi điện - kiểu điện dung chưa sử dụng công nghiệp thích hợp với công suất nhỏ tần số cao Các thiết bị biến đổi điện - kiểu điện cảm - điện dung xuất phòng thí nghiệm MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Công suất đầu vào công suất đầu Máy điện Công suất Động điện Công suất điện Máy phát điện Công suất điện Động điện Công suất Công suất đầu vào (công suất sơ cấp) Công Công suất suất đầu đầu ra (công (công suất suất thứ thứ cấp) cấp) TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN Chế độ Máy phát Tác dụng tương hỗ Quay ngược chiều roto Momen (momen điện từ) Chế độ Động Quay chiều roto TỪ TRƯỜNG Biến thiên Chế độ Cùng chiều Máy phát dòng điện Chế độ Ngược chiều Động dòng điện Cảm ứng sđđ (ở dây quấn) Tốc độ góc, momen, công suất chuyển động quay   Tốc độ góc:    Tốc độ tính số vòng quay  N= 60  Giả sử F lệch với hướng bán kinh góc  M = F.sinɵ  Năng lượng F sinh  W = F = Mɵ = Mɵ (J)   /2   ɵ BA ĐỊNH LUẬT BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ Định luật thứ nhất: Không tồn dạng biến đổi lượng điện - có hiệu suất 100% Biến đổi lượng đơn giản quà phức tạp • Biến đổi lượng đơn giản loại biến đổi hoàn toàn từ dạng lượng sang dạng lượng khác • Biến đổi phức tạp biến đổi từ dạng lượng chuyển sang số dạng lượng khác Hiệu suất  Biến đổi lượng đơn giản phức tạp mát lượng, lượng hữu ích đầu nhỏ lượng tổng đầu vào Cơ Máy phát điện Điện Nhiệt Điện Vì hiệu suất nhỏ 100% Động điện Cơ Định luật thứ hai Máy điện có tính thuận nghịch : Máy điện có tính thuận nghịch nghĩa làm việc chế độ máy phát điện động điện • Chế độ máy phát điện: Cho động điện sơ cấp, dẫn chuyển động với vận tốc v từ trường nam châm N-S, dẫn cảm ứng sức điện động e • Chế độ động điện: Cung cấp điện cho máy điện điện áp U nguồn điện gây dòng điện i dẫn, tác dụng từ trường có lực điện từ Fdt = Bil tác dụng lên dẫn làm dẫn chuyển động với tốc độ v Cùng thiết bị điện từ tùy vào dạng lượng đưa mà máy điện làm việc chế độ máy phát điện đông điện Đây tính chất thuận nghịch loại máy điện Quá trình biến đổi lượng điện Năng lượng điện biến đổi sang lượng gọi động điện Năng lượng đầu vào Năng lượng đầu cấp = cho tải + Độ tăng lượng từ trường + + Tổn hao tổn hao phụ + Tổn hao dạng nhiệt Năng lượng tổn hao Tổn hao dạng nhiệt = Tổn hao đồng Tổn hao sắt từ Phối hợp hai công thức Năng lượng đầu Năng lượng điện đầu vào – Tổn hao đồng = Tổn hao Tổn hao phụ + Độ tăng lượng từ trường Tổn hao sắt từ Trong khoảng thời gian dt lượng nguồn cung cấp dW e tổng độ tăng lượng từ trường dWtt độ tăng lượng dWco ta có pt: dWe = dWtt +dWco Thay đổi lượng điện đầu vào khoảng thời gian dt    Năng lượng điện nguồn tính theo công thức: dWe = uidt (#) Trong u điện áp nguồn: u=-e= Thay giá trị u từ công thức (#) ta có dWe =uidt= idt=id Thay đổi lượng đầu khoảng thời gian dt   Trong khoảng thời gian dt, tác dụng lực Fdt làm di chuyển làm di chuyển phần động cấu   đoạn đường dx, lực F thực công  dWcơ = Fdx  Công thức độ biến thiên từ trường  dwtt = id - Fdx  Áp dụng cho chuyển động quay  dwco = Md  Công thức tính độ thay đổi từ trường  dwtt = id - Md Năng lượng từ trường Năng lượng từ trường có quan hệ với lượng điện đầu vào lượng đầu theo công thức Tăng dần dòng điện từ thông móc vòng từ giá trị đến giá trị Nếu giữ cho hệ thống trạng thái cần tĩnh, chuyển động, biến thiên lượng từ ( dWcơ = ) tổng lượng tích lũy từ trường tổng độ lượng biến thiên đầu vào Biểu diễn lượng tích lũy từ trường   Biểu diễn lượng tích lũy từ trường Ở trạng thái cân công suất không dWcơ =0 Khi bỏ qua tổn hao lõi thép biến thiên lượng nguồn cân với biến thiên lượng từ trường: dWe =dWn Ta có: dWe =id Nói cách khác dWn =dWe =id Như biến thiên lượng từ trường phụ thuộc vào độ lớn dòng điện thay đổi từ thông    Tổng tích lũy từ trường tính tổng độ tăng lượng từ trường dòng điện tăng từ đén i tương ứng từ thông móc vòng tăng từ đến ta có : Wtt = (#)   Biểu thức toán học lượng từ trường Trường hợp bỏ qua từ trường tản, từ thông móc vòng tính công thức =N Từ (#) ta có : dWtt =id =Nid =Fd Trong : F=NiAvg  Mật  độ lượng từ trường Giả sử, không gian có từ tảng vùng khe hở không khí, từ trường phân bố toàn thể tích khe hở không khí Năng lượng từ tích lũy cuộn dây biểu diễn dạng: Wtt = Hoặc Wtt = BH.lS = Trong : l: tổng chiều dài khe hở không khí V: thể tích khe hở không khí Mật độ lượng từ trường khe hở không khí tính công thức wtt = = = = ( J/m3 ) [...]... = F.sinɵ  Năng lượng do F sinh ra  W = F = Mɵ = Mɵ (J)   /2   ɵ BA ĐỊNH LUẬT BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ Định luật thứ nhất: Không tồn tại dạng biến đổi năng lượng điện - cơ có hiệu suất 100% Biến đổi năng lượng đơn giản quà phức tạp • Biến đổi năng lượng đơn giản là loại biến đổi hoàn toàn từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác • Biến đổi phức tạp là biến đổi từ một dạng năng lượng chuyển... tốc độ v Cùng một thiết bị điện từ tùy vào dạng năng lượng đưa và mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc đông cơ điện Đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy điện Quá trình biến đổi năng lượng điện cơ Năng lượng điện biến đổi sang năng lượng cơ còn gọi là động cơ điện Năng lượng đầu vào Năng lượng cơ đầu ra cấp = cho tải + Độ tăng năng lượng từ trường + + Tổn hao cơ và... dạng năng lượng khác nhau Hiệu suất  Biến đổi năng lượng đơn giản hoặc phức tạp đều mất mát năng lượng, năng lượng hữu ích đầu ra luôn nhỏ hơn năng lượng tổng đầu vào Cơ năng Máy phát điện Điện năng Nhiệt năng Điện năng Vì vậy hiệu suất luôn nhỏ hơn 100% Động cơ điện Cơ năng Định luật thứ hai Máy điện có tính thuận nghịch : Máy điện có tính thuận nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ máy phát điện. .. động, biến thiên năng lượng từ cơ sẽ bằng 0 ( dWcơ = 0 ) khi đó tổng năng lượng tích lũy trong từ trường sẽ bằng tổng độ năng lượng biến thiên đầu vào Biểu diễn năng lượng tích lũy trong từ trường   Biểu diễn năng lượng tích lũy trong từ trường Ở trạng thái cân bằng công suất cơ bằng không dWcơ =0 Khi đó nếu bỏ qua tổn hao trong lõi thép thì biến thiên năng lượng của nguồn cân bằng với biến thiên năng lượng. .. nhiệt Năng lượng tổn hao Tổn hao dưới dạng nhiệt = Tổn hao đồng Tổn hao sắt từ Phối hợp hai công thức trên Năng lượng cơ đầu ra Năng lượng điện đầu vào – Tổn hao đồng = Tổn hao cơ Tổn hao phụ + Độ tăng năng lượng từ trường Tổn hao sắt từ Trong khoảng thời gian dt năng lượng nguồn cung cấp là dW e tổng độ tăng năng lượng từ trường dWtt và độ tăng năng lượng cơ dWco ta có pt: dWe = dWtt +dWco Thay đổi năng. .. lượng từ trường: dWe =dWn Ta đã có: dWe =id Nói cách khác dWn =dWe =id Như vậy biến thiên năng lượng từ trường phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện và sự thay đổi của từ thông    Tổng năng tích lũy trong từ trường được tính bằng tổng độ tăng năng lượng từ trường khi dòng điện tăng từ 0 đén i tương ứng từ thông móc vòng tăng từ 0 đến ta có : Wtt = (#)   Biểu thức toán học năng lượng từ trường Trường hợp... đường dx, lực F đã thực hiện một công  dWcơ = Fdx  Công thức độ biến thiên từ trường  dwtt = id - Fdx  Áp dụng cho chuyển động quay  dwco = Md  Công thức tính độ thay đổi từ trường  dwtt = id - Md Năng lượng từ trường Năng lượng từ trường có quan hệ với năng lượng điện đầu vào và năng lượng cơ đầu ra theo công thức Tăng dần dòng điện và từ thông móc vòng từ giá trị bằng 0 đến một giá trị nào đó... chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện • Chế độ máy phát điện: Cho cơ năng của động cơ điện sơ cấp, thanh dẫn sẽ chuyển động với vận tốc v trong từ trường của nam châm N-S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng một sức điện động e • Chế độ động cơ điện: Cung cấp điện cho máy 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 Fdt = Bil tác dụng lên thanh... lượng từ trường dWtt và độ tăng năng lượng cơ dWco ta có pt: dWe = dWtt +dWco Thay đổi năng lượng điện đầu vào trong khoảng thời gian dt    Năng lượng điện nguồn được tính theo công thức: dWe = uidt (#) Trong đó u là điện áp nguồn: u=-e= Thay giá trị của u từ công thức (#) ta có dWe =uidt= idt=id Thay đổi năng lượng cơ đầu ra trong khoảng thời gian dt   Trong khoảng thời gian dt, dưới tác dụng của... Wtt = (#)   Biểu thức toán học năng lượng từ trường Trường hợp bỏ qua từ trường tản, từ thông móc vòng được tính bằng công thức =N Từ (#) ta có : dWtt =id =Nid =Fd Trong đó : F=NiAvg  Mật  độ năng lượng từ trường Giả sử, không gian có từ tảng vùng khe hở không khí, từ trường phân bố đều trong toàn bộ thể tích khe hở không khí Năng lượng từ tích lũy trong cuộn dây được biểu diễn dưới dạng: Wtt = Hoặc ...CHƯƠNG NGUYÊN LÝ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Máy điện thiết bị điện dùng để biến đổi độ lớn dòng điện điện áp (máy biến áp) biến đổi lượng điện - (máy điện quay)... máy điện loại thiết bị biến đổi lượng điện - sử dụng phổ biến Mặc dù thiết bị biến đổi lượng điện - kiểu điện dung xuất sớm thiết bị biến đổi điện kiểu điện cảm thiết bị biến đổi điện - kiểu điện. .. chế độ máy phát điện đông điện Đây tính chất thuận nghịch loại máy điện Quá trình biến đổi lượng điện Năng lượng điện biến đổi sang lượng gọi động điện Năng lượng đầu vào Năng lượng đầu cấp =