Kỹ thuật điện đại cương - Chương 3

KHÁI NIỆM VỀ MÁY ĐIỆNMục tiêu: - Mạch từ. - Phương pháp nghiên cứu máy điện. §3-1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI1. Định nghĩa.Máy điện là thiết bị điện từ, có nguyên lý làm việc theo định luật cảm ứng điện từ. Về cơ bản máy điện chỉ có mạch từ và mạch điện, chúng có nhiệm vụ biến đổi hoặc truyền tải năng lượng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật điện đại cương - Chương 3 KHÁI NIỆM VỀ MÁY ĐIỆN Chương 3.Mục tiêu: - Mạch từ. - Phương pháp nghiên cứu máy điện. §3-1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1. Định nghĩa. Máy điện là thiết bị điện từ, có nguyên lý làm việc theo định luật cảm ứngđiện từ. Về cơ bản máy điện chỉ có mạch từ và mạch điện, chúng có nhiệm vụ biếnđổi hoặc truyền tải năng lượng. 2. Phân loại máy điện.Theo nguyên lý biến đổi năng lượng máy điện có 2 loại. - Máy điện tĩnh. Loại này thường để biến đổi các thông số của dòng điệnnhư máy biến áp, máy biến tần... - Máy điện có phần động. Loại này thường để biến đổi năng lượng. - Các máy điện làm việc theo nguyên tắc cảm ứng điện từ và lực điện từ. - Máy điện có tính chất thuận nghịch.Sơ đồ phân loại máy điện Máy điện Máy điện tĩnh MĐ quay M.xoay chiều M.một chiều Máy KĐB Máy ĐB Máy BA ĐC ĐC ĐC MF MF MF http://www.ebook.edu.vn 37Lª B¸ Tø 2008 §3-2. CÁC ĐỊNH LUẬT ĐIỆN TỪ CƠ BẢN ỨNG DỤNG CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN Các máy điện làm việc dựa vào 2 định luật cảm ứng và lực điện từ. 1. Định luật cảm ứng điện từ. + Trường hợp 1: Khi có từ thông biến thiên trong 1 cuộn dây thì trong cuộn dΦ dây xuất hiện sđđ cảm ứng: e = - WΦ’= - W . Chiều của dòng điện cảm dt ứng được xác định theo định luật Len-Xơ. + Khi thanh r ẫn chuyển động với vận tốc v và vuông góc với mặt phẳng được d rxác định bằng B và v thì: e = Blvsinα Trong đó α là góc giữa véc tơ B và véc tơ v. Khi α = 90o thì e = Blv. Chiềucủa sức điện được xác định theo qui tắc bàn tay phải.2. Định luật lực điện từ. Khi thanh dẫn có dòng điện chạy qua đặt trong từ trường thì chịu tác dụng 1 lực: F = BlIsinα, trong đó α là góc xác định bởi l và véc tơ B. Nếu α = 90o thì F = BlI. l3. Định luật mạch từ. Lõi thép của máy điện là mạch từ. rr n Định luật mạch từ viết là: ∫ H.d l = ∑ I i i W i =1 l Lưu số véc tơ cường độ từ trường doc theo 1đường cong kín bất kỳ bằng tổng đại số cường độdòng điện xuyên qua diện tích giới hạn bởi đường H3-1cong đó. a. Mạch từ đồng nhất, chỉ có 1 dây quấn(H3-1).Định luật mạch từ viết là: WI = Hl. - H là cường độ điện trường tính bằng A/m - l chiều dài trung bình của mạch từ. H1 l1, S1 - W số vòng cuộn dây. - Dòng điện I là dòng từ hoá để tạo ra từ i1 H2 l2 ; S2trường. W1 W2 - Tích số WI là sức từ động F - Hl gọi là từ áp rơi trên mạch từ. b. Mạch từ có nhiều đoạn và nhiều cuộn dây. i2 H3-2 Ví dụ mạch từ trên hình 3-2. - Định luật mạch từ là: H1l1+ H2l2 = W1I1- W2I2 http://www.ebook.edu.vn 38Lª B¸ Tø 2008 - Trong đó: H1, H2 là cường độ từ trường trong đoạn 1 và đoạn 2. - l1, l2 là chiều dài trung bình đoạn 1 và 2. - I2W2 có dấu âm vì có từ thông ngược với từ thông do W1I1 tạo ra. n m ∑ H k l k = ∑ Wj I j . + Định luật mạch từ tổng quát là: k =1 j=1 Tổng đại số các từ áp trên một mạch từ bằng tổng đại số các sức từ động của mạch từ đó. Dòng điện ij nào có chiều phù hợp với Φ theo qui tắc caí đinh ốc thì lấy dấu dương, và ngược lại lấy dấu âm.4. Tính toán mạch từ. B Có 2 bài toán mạch từ. a. Bài tóan thuận. Cho biết Φ tìm dòng điện i B1 hoặc W để sinh ra từ thông đó.Cách giải: Trường hợp mạch từ không phân nhánh.Từ thông trong toàn mạch từ là như nhau nên từ H1 H O cảm trong các đoạn là: H3-3 B1= Φ/S1 và B2= Φ/S2. • Tính H. + Trong đoạn không khí: H2 = B2/µo Với µo= 4π.10-7H/m l1 ; S1 + Trong đoạn mạch vật liệu sắt từ, tìm H từ đường cong từ hoá B = f(H) hình 3-3. Từ trị H1 số B1 ta tra được H1. l • Tìm tổng ∑Hklk= H1l1 - H2l2 • Từ đó tìm được i hoặc W. i i1 W1 l2;S2 H2 v Ví dụ1: Một thanh dẫn ab có chiều dài l nằmtrong khe hở của 1 nam châm điện, lõi thép cóđộ từ thẩm vô cùng lớn. Cho thanh dẫn chuyểnđộng vuông góc với đường cảm ứng từ xác H3- 4định trị số và chiều Sđđ cảm ứng (hình 3-4). ...