Bài giảng Máy điện: Chương 3 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Máy điện: Chương 3 trình bày các vấn đề cơ bản của máy điện quay như khái niệm, giới thiệu về máy điện xoay chiều, sức từ động của dây quấn rải, điện áp cảm ứng, mômen trong máy cực ẩn, mômen theo quan điểm mạch ghép, mômen theo quan điểm từ trường và một số nội dung khác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Máy điện: Chương 3 - TS. Nguyễn Quang Nam Bài giảng Chương 3: Các vấn đề cơ bản của máy điện quay TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK 2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Phần 1 1Khái niệm Điện áp cảm ứng trong các máy điện quay thông qua sựthay đổi của từ thông móc vòng theo thời gian. Sự biến thiên của từ thông móc vòng có thể được thựchiện bằng cách quay dây quấn cắt ngang từ trường, hoặcquay từ trường quét qua dây quấn, hoặc thiết kế mạch từđể từ trở thay đổi khi rôto chuyển động. Sự thay đổi từ thông móc vòng một cách đều đặn dẫnđến điện áp biến thiên theo thời gian được sinh ra. Phần 1 2Khái niệm (tt) Bộ dây quấn có điện áp cảm ứng thường được gọi là dây quấn phần ứng. Nói chung, thuật ngữ này được dùng để chỉ dây quấn tải dòng điện AC trong máy điện quay. Trong máy điện AC như máy đồng bộ và không đồng bộ, dây quấn phần ứng thường nằm trên stato, nên cũng được gọi là dây quấn stato. Trong máy điện DC, dây quấn phần ứng nằm trên rôto, là phần chuyển động trong máy. Phần 1 3Khái niệm (tt) Máy điện đồng bộ và một chiều thường có thêm dây quấn thứ hai mang dòng điện DC, được dùng để tạo ra từ thông chính trong máy. Dây quấn này thường được gọi là dây quấn kích từ. Dây quấn kích từ nằm trên stato của máy một chiều và trên rôto của máy đồng bộ. Do đó, máy đồng bộ cần một hệ thống tiếp điểm quay (vành trượt + chổi). Từ thông cũng có thể được tạo ra bởi NCVC. Phần 1 4Khái niệm (tt) Trong hầu hết máy điện quay, stato và rôto được chế tạo từ thép kỹ thuật điện, và dây quấn được đặt trong rãnh. Từ thông biến thiên theo thời gian trong phần ứng có xu hướng làm cảm ứng các dòng điện xoáy trong thép. Các dòng điện cảm ứng có thể gây ra tổn hao lớn và làm giảm mạnh hiệu năng của máy. Để khắc phục, phần ứng được chế tạo từ các lá thép mỏng cách điện với nhau. Phần 1 5Khái niệm (tt) Trong một số máy, như máy điện từ trở và động cơ bước, không có dây quấn trên rôto. Sự vận hành của các máy này phụ thuộc vào sự không đồng đều của từ trở khe hở khi rôto quay, kết hợp với sự thay đổi theo thời gian của dòng điện stato. Trong các máy này, cả stato lẫn rôto đều có từ thông biến thiên theo thời gian, do đó đều cần được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện. Phần 1 6Giới thiệu về máy điện xoay chiều Máy điện AC truyền thống thuộc một trong hai loại: đồng bộ và không đồng bộ. Trong máy không đồng bộ, dòng điện rôto được cảm ứng bởi sự kết hợp của sự biến thiên theo thời gian của dòng điện stato và chuyển động tương đối của rôto so với stato. Xét máy đồng bộ cơ sở như trong slide tiếp theo, là một máy đồng bộ cực lồi, 2 cực. Phần 1 7Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt) Kích Phần ứng nằm trên stato, kích từ từ nằm trên rôto. Dòng điện kích từ đi vào máy Phần ứng thông qua các chổi than và vành trượt. Cuộn dây phần ứng gồm N vòng, với các cạnh a và –a được đặt gối xứng qua tâm. Rôto quay ở tốc độ không đổi nhờ một nguồn cơ học. Phần 1 8Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt) Giả thiết từ thông trong khe hở phân bố hình sin trong không gian (trong thực tế, hình dạng mặt cực có thể được thiết kế để tạo ra điều kiện như vậy). Điện áp cảm ứng sẽ có dạng hình sin theo thời gian, dưới những điều kiện đã giả thiết. Cuộn dây hoàn tất 1 chu kỳ sau mỗi vòng quay của máy 2 cực đang xét. Nghĩa là tần số của nó (tính bằng Hz) bằng với tốc độ của rôto (tính bằng vòng/giây). Phần 1 9Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt) Như vậy tần số điện của điện áp phát ra được đồng bộ với tốc độ cơ học, và là lý do của tên gọi máy “đồng bộ”. Rất nhiều máy đồng bộ có nhiều hơn 2 cực. Với các máy này, các cuộn dây được nối sao cho các cực luân phiên thay đổi. Mỗi cuộn dây nằm dưới 1 đôi cực từ. Như vậy, tần số (tính bằng Hz) sẽ gấp p lần tốc độ quay (tính bằng vòng/giây). Với máy có nhiều đôi cực, có thể tập trung vào một đôi cực, vì các hiện tượng được lặp lại ở mỗi đôi cực. Phần 1 10Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt) Khi đó, sẽ thuận tiện hơn khi diễn tả các góc theo đơn vị độ điệ ...