Bài giảng Máy điện I - Mở đầu - Trần Tuấn Vũ

Nội dung text: Bài giảng Máy điện I - Mở đầu - Trần Tuấn Vũ

1. Máy Điện I (c(I cơ sở)) EE3140 TS. Tr ần Tu ấn V ũ BM Thi ết B ị Điện - Điện T ử Vi ện Điện / C3-106 vu.trantuan@hust.edu.vn / 0906 298 290 ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 PH ẦN M Ở ĐẦU Máy điđiệệnn?!?! ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 2
2. PH ẦN M Ở ĐẦU TTóómmttắ t về môn học Máy Điện (1/2) 1. Tên h ọc ph ần: Máy điện I (Máy điện cơ sở) 2. Mã s ố: EE3140 3. Kh ối l ượ ng: 3 (3-0-1-6) – Lý thuy ết & bài tập: 45 ti ết – Thí nghi ệm: 4 bài, (~15 ti ết lý thuy ết) 4. Đố i tượ ng tham dự: sinh viên đạ i học chính quy ngành Điện: Kỹ thu ật Điện, Kỹ thu ật điều khi ển và Tự độ ng hóa. 5. Điều ki ện học ph ần: – Học ph ần học tr ướ c: EE2030 6. Mục tiêu học ph ần: ° Cung cấp cho sinh viên ki ến th ức cơ bản về máy điện. ° Sau khi học xong học ph ần này sinh viên ph ải hi ểu rõ cấu tạo và nguyên lý làm vi ệc của các lo ại máy điện, mô hình toán mô tả các quá trình vật lí trong máy điện và các đặ c tính ch ủ yếu của các lo ại máy điện. ° Nắm đượ c ph ạm vi ứng dụng của các lo ại máy điện. 7. Nội dung vắn tắt học ph ần: ° Hi ểu & nghiên cứu về: máy bi ến áp, máy điện không đồ ng bộ, máy điện đồ ng bộ, máy điện một chi ều. ° Nội dung bao gồm cấu tạo và nguyên lí làm vi ệc của các lo ại máy điện, các mô hình mô tả quá trình bi ến đổ i năng lượ ng, các ph ươ ng pháp xác đị nh các thông số và đặ c tính ch ủ yếu của các lo ại máy điện trên. ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 3 PH ẦN M Ở ĐẦU PH ẦN M Ở ĐẦU TTóómmttắ t về môn học Máy Điện (2/2) 8. Nhi ệm vụ của sinh viên: ° Dự lớp: đầ y đủ theo quy ch ế ° Bài tập: hoàn thành các bài tập của học ph ần (có cộng điểm quá trình) ° Thí nghi ệm: hoàn thành các bài thí nghi ệm 9. Đánh giá k ết qu ả: 30% + 70% ° Điểm quá trình: tr ọng số 30% o Điểm chuyên cần o Ki ểm tra gi ữa kỳ (tr ắc nghi ệm ho ặc tự lu ận) o Điểm quá trình < 3: không đượ c thi cu ối kỳ ° Thi cu ối kỳ (tr ắc nghi ệm): tr ọng số 70% 10. Tài li ệu học tập: ° Máy điện 1, 2. Vũ Gia Hanh, Tr ần Khánh Hà, Phan Tử Th ụ, Nguy ễn Văn Sáu. Nhà xu ất bản Khoa học và Kỹ thu ật. ° Máy điện. Tập 1, 2. Bùi Đứ c Hùng. Tri ệu Vi ệt Linh. NXB Giáo dục. Hà nội. 2007. ° Electrical Machines. Turan Gonen. Power International Press, Carmichael, California. 1988. ° Google: Electrical Machines, Power Transformer, Induction Machine (IM), Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), Electrically Excited Synchronous Machine (EESM), DC machine, 11. Thi cu ối kỳ ° Tr ắc nghi ệm 50 câu hỏi ° Không sử dụng tài li ệu ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 4
3. Nội dung học ph ần Máy điện II ° Ch ươ ng 0 : Mở đầ u ° Ch ươ ng 1: Máy bi ến áp ° Ch ươ ng 2: Nh ững v ấn đề chung v ề máy điện quay ° Ch ươ ng 3: Máy điện không đồ ng b ộ ° Ch ươ ng 4: Máy điện đồ ng b ộ ° Ch ươ ng 5: Máy điện 1 chi ều ° Thí Nghi ệm (4 bài): ° Bài 1. Thí nghi ệm máy bi ến áp 3 pha ° Bài 2. Thí nghi ệm độ ng c ơ không đồ ng b ộ ° Bài 3. Thí nghi ệm máy phát điện đồ ng b ộ ° Bài 4. Thí nghi ệm máy điện m ột chi ều ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 5 PH ẦN M Ở ĐẦU Tổng quan v ề máy điện MĐ thi ết b ị điện t ừ điện gây ra t ừ, từ sinh ra điện bi ến đổ i các thông s ố điện điện áp năng dòng điện Ch ức n ăng tần s ố bi ến đổ i d ạng n ăng l ượ ng Điện > C ơ ( ĐCĐ) Cơ > Điện (MF Đ) Nguyên lý làm vi ệc d ựa Đị nh lu ật c ảm ứng điện t ừ vào Đị nh lu ật l ực điện t ừ Cấu t ạo Hệ th ống dây qu ấn dẫn điện Hệ th ống m ạch t ừ (lõi dẫn t ừ thép, thép KT Đ) Phân lo ại (d ựa vào Tĩnh (các dây qu ấn không máy bi ến áp nguyên lý) chuy ển độ ng t ươ ng đố i v ới máy bi ến t ần nhau) Có ph ần chuy ển độ ng Quay tươ ng đố i v ới nhau Th ẳng ≠ Xoay chi ều Không đồ ng b ộ n n1 (t ốc Độ ng c ơ độ Rôto ≠ tốc độ t ừ Máy phát điện (ít dùng) tr ườ ng) MĐ Đồ ng b ộ (n = n 1) Độ ng c ơ (công su ất l ớn) quay Máy phát điện Một chi ều Độ ng cơ Máy phát điện (ít dùng) ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 6
4. PH ẦN M Ở ĐẦU 11 Đị nh ngh ĩa vvààphânphânlo ại 1. Đị nh ngh ĩa ° Thi ết bị điện làm vi ệc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ: ° Năng lượ ng khác điện  Điện năng : máy phát điện ° Điện năng  cơ năng : độ ng cơ điện ° Bi ến đổ i điện áp : máy bi ến áp ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 7 PH ẦN M Ở ĐẦU 11 Đị nh ngh ĩa vvààphânphânlo ại 2. Phân lo ại Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện quay MĐ xoay chi ều MĐ 1 chi ều MĐ không đồ ng bộ MĐ đồ ng bộ Máy bi ến áp Máy phát Độ ng cơ ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 8
5. PH ẦN M Ở ĐẦU 11 Đị nh ngh ĩa vvààphânphânlo ại Transformer (Máy bi ến áp) Độ ng c ơ không đồ ng b ộ (Induction motor) ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 9 PH ẦN M Ở ĐẦU 11 Đị nh ngh ĩa vvààphânphânlo ại Máy phát đồ ng b ộ (Synchronous alternator) Máy điện 1 chi ều (DC machine) ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 10
6. PH ẦN M Ở ĐẦU 22 CCáácc đị nh lu ật nghiên c ứu máy điện 1. Đị nh lu ật cảm ứng điện từ φ a. Khi có từ thông bi ến thiên xuyên qua vòng dây : dφ Vòng dây Độ lớn: e = − dt e Chi ều dươ ng : Qui tắc vặn nút chai ecd Khi 1 cu ộn dây có W vòng: φ W dφ Độ lớn s. đ.đ: e= − W cd dt ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 11 PH ẦN M Ở ĐẦU 22 CCáácc đị nh lu ật nghiên c ứu máy điện b. Khi thanh dẫn chuy ển độ ng cắt qua từ tr ườ ng (máy phát điện) N B e Độ lớn: e = ?Bl v ur A r B v S Chi ều : Qui? bàn tay ph ải AB = l 2. Đị nh lu ật về lực điện từ uur f B Độ ớ ®t l n: fđt = ?Bl i A i Chi ều : Qui tắc bàn tay trái ur B ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 12
7. PH ẦN M Ở ĐẦU 22 CCáácc đị nh lu ật nghiên c ứu máy điện 3. Đị nh lu ật về mạch từ φ (Đị nh lu ật toàn dòng điện) i1 H1, l 1 W i1 i2 1 H2, l 2 W2 urur Hdl k= n i = − 2 H.dl = ∑ik i1 i 2 l φ k= 1 + = − Hl11 Hl 22 Wi11 Wi 22 = = kn1 kn 2 φ = f(F) = = Tổng quát: ∑Hlkk ∑ Wi kk F k1= k1 = F gọi là sức từ độ ng (st đ) F ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 13 PH ẦN M Ở ĐẦU 33 Vật li ệu ch ế tạo máy điện 1. Vật li ệu dẫn điện : đồ ng, nhôm ậ ệ ẫ ừ φ 2. V t li u d n t : ~ thép lá KT Đ dầy (0,13 ÷ 1) mm φ = thép tấm ho ặc thép kh ối 3. Vật li ệu cách điện: Kh ả năng cách điện cao Yêu cầu Ch ịu nhi ệt, dẫn nhi ệt tốt Mềm dẻo và có độ bền cơ Cấp YAEBFHC [oC] 90 105 120 135 150 180 >180 ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 14
8. PH ẦN M Ở ĐẦU 44 Tính thu ận ngh ịchc ủa máy điện Máy phát (Generators) Độ ng cơ I (Motors) I ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 15 PH ẦN M Ở ĐẦU 55 Phát nóng vvààllààmmmátmát máy điện Máy điện làm vi ệc Tổn hao : -Mạch từ (sắt) - Joule ( đồ ng) Cách điện phát nóng quá nhi ệt độ cho phép Làm mát ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 16
9. PH ẦN M Ở ĐẦU 66 Sản xu ất máy điện ( ĐC K ĐB) THÉP TÔLE SILIC ĐỒ NG NHÔM LẮP RÁP Ổ bi Ti ện tr ục Dập cắt Cảm bi ến tốc độ , Cảm bi ến nhi ệt Tôle rotor Tôle stator Hộp ra dây pha Đúc áp lực Tạo vỏ độ ng cơ Đúc Nhôm áp lực Hàn Rotor lồng sóc Lò Tra tr ục Đặ t cách điện Qu ấn dây Ngâm vernis Mài khe hở không khí Nh ẵn Lò Th ử nghi ệm bề mặt Cân bằng rotor Sơn và đóng ki ện Tra stator trong vỏ Độ ng cơ Gửi đi 17 ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 17 PH ẦN M Ở ĐẦU VVII S Sản xu ất máy điện ĐHBK HN / Vi ện Điện / BM TB Đ-ĐT / TTV 12/2015 18