Đang tải... (xem toàn văn)
máy phát điềm đặt và điều khiển tuàn tự cho phéo cài đặt độ nhảy từ -10V...+10V và dduwocj nuôi trực tiếp hay thông qua máy phát điểm đặt đến khối đo lường.
Bộ nông nghiệp và phát triển nông thônTrờng trung cấp nghề cơ điện & kỹ thật nông lâm đông bắc**********************************Giáo trình Giáo trình Máy điện và truyền động điệnTháng 6 năm 2008.2 Mục lụcNội dung TrangLời nói đầu.4Chơng I: Một số vấn đề chung về máy điện.51. Khái niệm và phân loại máy điện. 52. Các định luật cơ bản dùng trong máy điện. 63. Các loại vật liệu chủ yếu dùng trong máy điện. 84. Các đại lợng định mức của máy điện. 10Chơng II: Máy biến áp.111. Khái niệm và phân loại máy biến áp. 112. Máy biến áp 1 pha. 123. Tính toán máy biến áp 1 pha công suất nhỏ. 154. Máy biến áp 3 pha. 245. Máy biến áp hàn. 256. Những h hỏng và cách sửa chữa máy biến áp. 26Chơng III: Máy điện một chiều.281. Khái niệm và phân loại máy điện một chiều. 282. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy điện một chiều. 28Chơng IV: Máy điện không đồng bộ.321. Khái niệm và phân loại máy điện không đồng bộ. 322. Từ trờng của dòng điện xoay chiều hình sin. 333. Động cơ điện không đồng bộ ba pha. 36Chơng V: Máy điện đồng bộ.411. Khái niệm và phân loại máy điện đồng bộ. 412. Máy phát điện đồng bộ. 423. Động cơ điện đồng bộ. 44Chơng VI: Dây quấn máy điện quay.471. Những vấn đề chung về dây quấn Stato động cơ điện KĐB 3 pha. 472. Cách thiết lập giản đồ dây quấn 3 pha loại dây quấn 1 lớp. 483. Cách thiết lập giản đồ dây quấn 3 pha loại dây quấn 2 lớp. 524. Những vấn đề chung về dây quấn Stato động cơ điện KĐB 1 pha. 585. Dây quấn Stato động cơ điện KĐB 1 pha điện dung có ZA = ZB. 586. Dây quấn Stato động cơ điện KĐB 1 pha điện dung có ZA = 2ZB. 627. Những vấn đề chung về dây quấn máy điện một chiều. 66Chơng VII: Phụ tải và phần cơ khí của truyền động điện.751. Phần cơ khí của truyền động điện. 752. Phụ tải của truyền động điện. 753. Đặc tính cơ của động cơ điện và của máy sản xuất. 754. Các trạng thái làm việc của truyền động điện. 79Chơng VIII: Các đặc tính và các trạng thái làm việc của một số động cơ điện.801. Các đặc tính của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 802. Khởi động động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 863 3. Các trạng thái hãm của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 884. Các đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. 895. Khởi động động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. 926. Các trạng thái hãm của động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. 947. Các đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp.96Chơng IX: Điều khiển tốc độ truyền động điện.971. Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng điều chỉnh tốc độ. 982. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 993. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ bằng cách thay đổi thông số nguồn.101Lời nói đầuĐất nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc. Cùng với xu thế phát triển chung của thế giới, nớc ta đã đạt đợc những thành tựu nhất định trong kinh tế, kỹ thuật, năng suất lao động đợc nâng cao, đời sống nhân dân ngày càng đợc ổn định. Trong đó phải kể đến lỗ lực đa điện lới quốc gia về tất cả các vùng miền trên cả nớc. Đi kèm với quá trình đó, các máy điện đã đợc sử dụng rộng rãi không chỉ trong các ngành công nghiệp, giao thông vận tải, nông lâmnghiệp . v.v mà còn đợc sử dụng cả trong dân dụng.Để bắt kịp với sự phát triển chung của xã hội, nhà trờng đã không ngừng đổi mới nội dung, phơng pháp giảng dạy với mục đích phấn đấu đạt kết quả cao nhất trong nhiệm vụ giáo dục, đào tạo.Giáo trình Máy điện Truyền động điện là một giáo trình tổng hợp của hai môn học riêng biệt: Máy điện và Truyền động điện. Căn cứ vào nhiệm vụ và mục tiêu đào tạo, giáo trình Máy điện Truyền động điện đợc biên soạn với mục đích 4 cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về một số loại máy điện thông dụng, cách sử dụng và khai thác các loại máy điện. Trên cơ sở kiến thức đợc trang bị, học sinh có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề có trong thực tế đời sống, trong quá trình sản xuất. 5 Chơng 1Một số vấn đề chung về máy điện1. Khái niệm - Phân loại Máy điện. 1.1. Khái niệm máy điện. Là thiết bị điện từ, làm việc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi dạng năng lợng nh cơ năng thành điện năng (máy phát điện) và biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc dùng để biến đổi thông số điện nh biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha .vv nhờ có mạch từ (lõi thép) và dây quấn.1.2. Phân loại máy điện. Máy điện có nhiều loại đợc phân theo nhiều cách khác nhau, ví dụ phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo loại dòng điện, theo nguyên lý làm việc .vv. Trong giáo trình này ta phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lợng. a. Máy điện tĩnh. 6Máy điệnMáy điện tĩnh Máy điện có phần quayMáy điện xoay chiều Máy điện một chiềuMáy không đồng bộMáy đồng bộMáy biếnápĐộng cơ không đồng bộMáy phát khôngđồng bộĐộng cơ đồng bộMáy phátđồng bộĐộng cơ một chiềuMáy phát một chiều Thờng gặp đó là máy biến áp, làm việc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ do sực biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tơng đối với nhau.Máy điện tĩnh thờng dùng để biến đổi thông số điện năng, do tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch. Ví dụ: Máy biến áp biến đổi điện năng có thông số U1, I1, f thành điện năng có thông số U2, I2, f., hoặc ngợc lại biến đổi hệ thống điện U2, I2, f thành hệ thống điện U1, I1, f, (hình vẽ).b. Máy điện quay. Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ , lực điện từ do từ tr-ờng và dòng điện các cuộn dây có chuyển động tơng đối với nhau gây ra. Loại máy điện này thờng dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc cơ năng thành điện năng (máy phát điện). Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch nghĩa là máy điện có thể làm việc ở hai chế độ máy phát điện và động cơ điện.2. Các định luật cơ bản dùng trong máy điện.2.1. Định luật cảm ứng điện từ.Trờng 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 vẽ), sức điện động cảm ứng trong một vòng dây đợc viết theo công thức Mácxoen nh sau: e = - dtdDấu trên hình vẽ chỉ chiều từ thông đi từ ngoài vào trong, nếu cuộn dây có W vòng, sức điện động cảm ứng của cuộn dây sẽ là: e = - dtWd = dtdTrong đó: = W gọi là từ thông móc vòng của cuộn dây. Đơn vị đo của từ thông là wb (vebe), sức điện động đo bằng vôn.Trờng hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trờng: Khi thanh dẫn chuyển động thẳng vuông góc với đờng sức từ trờng (đó là trờng hợp thờng gặp trong máy phát điện), trong thanh dẫn sẽ cảm ứng ra sức điện động e, có trị số là: e = Blv.7 Trong đó: B - từ cảm đo bằng T (tesla); l - chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn (phần thanh dẫn nằm trong từ trờng đo bằng m); v - tốc độ của thanh dẫn đo bằng m/s.2.2. Định luật lực điện từ.Khi thanh dẫn mang dòng điện đặt thẳng vuông góc với đờng sức từ trờng (đó là trờng hợp thờng gặp trong động cơ điện), thanh dẫn sẽ chịu một lực điện từ tác dụng vuông góc có trị số là: Fdt = BilTrong đó: B từ cảm đo bằng T; i - dòng điện đo bằng A (ampe); l - chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn đo bằng m; Fdt - Lực điện từ đo bằng N (Niutơn). 8 3. Các loại vật liệu chủ yếu dùng trong máy điện: Vật liệu chế tạo máy điện bao gồm vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện và vật liệu kết cấu.3.1. 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 lại có điện trở suất () tơng đối nhỏ, ngoài ra ngời ta còn dùng Nhôm và các hợp kim khác nh Đồng thau, Đồng phốt pho.Để chế tạo dây quấn ngời ta thờng dùng Đồng, đôi khi cả nhôm và đợc cách điện với nhau bằng vật liệu cách điện nh sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy nhựa hoá học, sơn êmay. Với các máy điện có công suất nhỏ và trung bình, điện áp sử dụng dới 700 vôn thờng dùng dây êmay vì lớp cách điện mỏng, đạt độ bền yêu cầu đối với các bộ phận khác nh vành đổi chiều, lồng sóc hoặc vành trợt.3.2. Vật liệu dẫn từ. Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, ngời ta dùng các vật liệu sắt từ để làm mạch từ nh thép lá kỹ thuật điện, thép lá thờng, thép đúc, thép rèn, gang ít khi đợc dùng vì dẫn từ không tốt.ở đoạn mạch từ có từ thông biến đổi với tần số 50 Hz thờng dùng thép lá kỹ thuật điện có độ dày từ 0,35 đến 0,5 mm, trong thành phần của thép có từ 2 5% Si (silic để tăng điện trở của thép, giảm dòng điện xoáy). ở tần số cao hơn dùng thép lá kỹ thuật điện có độ dày từ 0,1 đến 0,2 mm, tổn hao công suất trong thép lá là do hiện tợng từ trễ và dòng điện xoáy sinh ra đợc đặc trng bằng suất tổn hao.Thép lá kỹ thuật điện đợc chế tạo bằng phơng pháp cán nóng và cán nguội, hiện nay máy biến áp và máy điện thờng 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 trờng không đổi, thờng dùng thép đúc, thép rèn hoặc thép lá.3.3. Vật liệu cách điện. Vật liệu cách điện dùng để cách ly các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện cách ly với nhau, cách ly giữa các bộ phận dẫn điện với nhau. trong máy điện vật liệu cách điện phải có độ bền cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và có độ bền cơ 9 học cao, độ bền vững về nhiệt của 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 của vật liệu cách điện cao thì lớp cách điện mỏng và kích thớc máy giảm.Chất cách điện chủ yếu gồm 4 nhóm: Chất hữu cơ thiên nhiên nh giấy, vải lụa; Chất vô cơ nh amiăng, mica, sợi thuỷ tinh; Các chất tổng hợp; Các loại men, sơn cách điện.Chất cách điện tốt nhất là mica, song tơng đối đắt nên chỉ đợc dùng trong các máy điện có điện áp cao, thông thờng chỉ dùng các vật liệu nh giấy, vải, sơi .vv, chúng có độ bền cơ cao, mềm, rẻ tiền xong dẫn nhiệt xấu, hút ẩm, cách điện kém, do đó dây dẫn phải tẩm xấy sơn cách điện để cải thiện tính năng của vật liệu cách điện.Căn cứ vào độ bền nhiệt, vật liệu cách điện đợc chia ra làm nhiều loại cấp cách điện sau:Cấp cách điệnVật liệuT0 giới hạn cho phép vật liệu (00c)T0 trung bình cho phép dây quấn (00c)ASợi Xenlulô, bông hoặc tơ tẩm trong vật liệu hữu cơ lỏng105 100E Vài loại màng tổng hợp 120 115BAmiăng, sợi thuỷ tinh có chất kết dính và vật liệu gốc mica130 120FAmiăng, vật liệu gốc mica, sợi thuỷ tinh có chất kết dính và sợi tổng hợp155 140HVật liệu gốc mica, Amiăng, Sợi thuỷ tinh phối hợp chất kết dính và tẩm silíc hữu cơ180 165 Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí, hydro) hoặc thể lỏng (dầu máy biến áp).3.3. Vật liệu kết cấu. Vật liệu kết cấu là vật liệu để chế tạo các chi tiết chịu các tác động cơ học nh trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy. Trong máy điện, các vật liệu kết cấu thờng là gang, thép lá, thép rèn, kim loại màu và hợp kim của chúng, các chất dẻo.10 4. Các đại lợng định mức của máy điện.4.1. Điện áp định mức. Là điện áp định mức đã quy vào dây quấn của máy điện, ký hiệu là Uđm.4.2. Dòng điện định mức. Là dòng điện định mức đã quy vào dây quấn của máy điện ứng với công suất định mức và điện áp định mức, ký hiệu là Iđm.4.3. Công suất định mức. Là công suất định mức của máy điện, là công suất biểu kiến định mức, ký hiệu là Sđm.Ngoài ra còn tần số định mức: fđm, số pha, sơ đồ đấu nối dây .vvCâu hỏi ôn tập chơng 1Câu 1. Anh/Chị hãy nêu khái niệm và phân loại máy điện?Câu 2. Anh/Chị hãy trình bầy các định luật cơ bản dùng trong máy điện?Câu 3. Anh/Chị hãy nêu các loại vật liệu chủ yếu dùng trong máy điện?Câu 4. Anh/Chị hãy nêu các đại lợng định mức của máy điện?11 [...]... bắc ********************************** Giáo trình Giáo trình Máy điện và truyền động điện Tháng 6 năm 2008. 2 Chơng 4 Máy điện không đồng bộ 1. Khái niệm và phân loại máy điện không đồng bộ. 1.1. Khái niệm về máy điện không đồng bộ. Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của rôto (n) khác với tốc độ quay của từ tr- ờng quay (n 1 ). Máy điện không... theo loại dòng điện, theo nguyên lý làm việc vv. Trong giáo trình này ta phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lợng. a. Máy điện tĩnh. 6 Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện một chiều Máy không đồng bộ Máy đồng bộ Máy biến áp Động cơ không đồng bộ Máy phát không đồng bộ Động cơ đồng bộ Máy phát đồng bộ Động cơ một chiều Máy phát mét... Phân loại Máy điện. 1.1. Khái niệm máy điện. Là thiết bị điện từ, làm việc dựa trên hiện tợng cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi dạng năng lợng nh cơ năng thành điện năng (máy phát điện) và biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc dùng để biến đổi thông số điện nh biến đổi điện áp, dòng điện, tần số, số pha vv nhờ có mạch từ (lõi thép) và dây quấn. 1.2. Phân loại máy điện. Máy điện có... thống điện xoay chiều, hệ thống dùng để tăng, giảm điện áp gọi là máy biến áp. Máy dùng để biến đổi từ điện áp thấp lên điện áp cao gọi là máy tăng áp, máy dùng để biến đổi từ điện áp cao xuống điện áp thấp gọi là máy giảm áp . 1.2. Phân loại máy biến áp . Theo công dụng gồm: Máy biến áp động lực gồm truyền tải và phân phối , có công suất lớn và điện áp cao. Máy biến áp Nguồn; Máy biến áp Hàn ;Máy. .. khái niệm và phân loại máy điện? Câu 2. Anh/Chị hÃy trình bầy các định luật cơ bản dùng trong máy điện? Câu 3. Anh/Chị hÃy nêu các loại vật liệu chủ yếu dùng trong máy điện? Câu 4. Anh/Chị hÃy nêu các đại lợng định mức của máy điện? 11 Câu hỏi ôn tập chơng 5 Câu 1. Anh/Chị hÃy nêu khái niệm và phân loại máy phát điện đồng bộ? Câu 2. Anh/Chị hÃy trình bầy cấu tạo nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng... điện tần số không đổi f, dây quấn rôto (thứ cấp) đợc nối tắt hoặc khép kín qua điện trở, dòng điện trong dây quấn rôto đợc sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f 2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy. Cũng nh các máy điện khác, máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện và cũng có thể làm việc ở chế độ máy. .. 300 19 23 16 4. Các đại lợng định mức của máy điện. 4.1. Điện áp định mức. Là điện áp định mức đà quy vào dây quấn của máy điện, ký hiệu là U đm . 4.2. Dòng điện định mức. Là dòng điện định mức đà quy vào dây quấn của máy điện ứng với công suất định mức và điện áp định mức, ký hiệu là I đm . 4.3. Công suất định mức. Là công suất định mức của máy điện, là công suất biểu kiến định mức, ký hiệu... lúc có biến trở mở máy sẽ là: I mở = mou RR U + Lúc đầu để biến trở R mở ở vị trí lớn nhất, trong quá trình mở máy, tốc độ động cơ tăng lên, sức điện động E tăng và điện trở máy giảm dẫn đến 0, máy làm việc đúng với điện áp định mức. Giảm điện áp đặt vào phần ứng: Phơng pháp này ®ỵc sư dơng khi cã ngn ®iƯn mét chiỊu cã thể điều chỉnh điện áp, ví dụ trong hệ thống máy phát - động cơ, hoặc nguồn... chổi A và cực âm ở chổi B. Nếu máy chỉ có một phần tử, điện áp đầu cực nh hình vẽ, để điện áp lớn và ít đập mạch, dây quấn phải có nhiều phần tử, nhiều phiến đổi chiều. ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng I cùng chiều với sức điện động phần ứng E Phơng trình điện áp là: U = E - RI Trong đó RI là điện áp rơi trong dây quấn phần ứng, R là điện trở của dây quấn phần ứng, U là điện áp đầu cực máy phát,... dòng điện phần ứng lúc mở máy rất lớn gáp 20 đến 30 lần dòng điện định mức (I đm ), rất dễ làm hỏng cổ góp và chổi than, dòng điện phần ứng lớn kéo theo dòng điện mở máy lớn, làm ảnh hởng đến lới điện. Để giảm dòng điện mở máy trong phạm vi từ 1,5 đến 2 lần dòng điện định mức ta phải dïng c¸c biƯn ph¸p sau. Dïng biÕn trë më m¸y (R më ), Mắc biến trở mở máy vào mạch phần ứng, dòng điện mở máy phần . vụ giáo dục, đào tạo .Giáo trình Máy điện Truyền động điện là một giáo trình tổng hợp của hai môn học riêng biệt: Máy điện và Truyền động điện. Căn cứ vào. a. Máy điện tĩnh. 6Máy điệnMáy điện tĩnh Máy điện có phần quayMáy điện xoay chiều Máy điện một chiềuMáy không đồng b Máy đồng b Máy biếnápĐộng cơ
