1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

246 9 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 246
Dung lượng 10,4 MB

Cấu trúc

  • Bài 1 Khái niệm chung về máy điện (10)
    • 1.1. Định nghĩa và phân loại (6)
    • 1.3. Phát nóng và làm mát máy điện (13)
  • Bài 2 Máy biến áp (14)
    • 2.1. Cấu tạo và công dụng của máy biến áp (6)
    • 2.2. Các đại lượng định mức của MBA (7)
    • 2.3. Nguyên lý làm việc của máy biến áp (7)
    • 2.4. Các chế độ làm việc của MBA (7)
    • 2.6. Máy biến áp ba pha (23)
    • 2.7. Sự làm việc song song của MBA (24)
    • 2.8. Các máy biến áp đặc biệt (25)
    • 2.9. Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp (27)
  • Bài 3 Máy điện không đồng bộ (47)
    • 3.1. Khái niệm chung về máy điện KĐB (7)
    • 3.3. Từ trường của máy điện không đồng bộ (7)
    • 3.4. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện KĐB (7)
    • 3.5. Mô hình toán và sơ đồ thay thế của động cơ KĐB (57)
    • 3.6. Biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ KĐB (58)
    • 3.7. Mô men quay của động cơ KĐB 3 pha (60)
    • 3.8. Mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha (61)
    • 3.9. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ (65)
    • 3.10. Động cơ không đồng bộ 1 pha (69)
    • 3.11. Sử dụng động cơ điện ba pha vào lưới điện một pha (71)
    • 3.12. Dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha (75)
    • 3.13. Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha (8)
    • 3.14. Bảo dưỡng và sửa chữa động cơ điện xoay chiều (89)
  • Bài 4 Máy điện đồng bộ (93)
    • 4.1. Định nghĩa và công dụng (8)
    • 4.2. Cấu tạo máy điện đồng bộ (93)
    • 4.3. Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ (8)
    • 4.4. Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ (95)
    • 4.5. Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ (8)
    • 4.6. Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ (8)
    • 4.7. Động cơ và máy bù đồng bộ (104)
  • Bài 5 Máy điện một chiều (106)
    • 5.1. Đại cương về máy điện một chiều (8)
    • 5.2. Cấu tạo của máy điện một chiều (8)
    • 5.3. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện một chiều (109)
    • 5.4. Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều (8)
    • 5.5. Công suất và mô men điện tử (112)
    • 5.6. Các máy phát điện một chiều (114)
      • 5.6.2. Các đặc tính cơ bản của các MFĐDC (115)
    • 5.7. Động cơ điện một chiều (132)
    • 5.8. Dây quấn phần ứng máy điện một chiều (149)
    • 5.9. Bảo dưỡng và sửa chữa máy điện một chiều (150)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (162)
  • PHỤ LỤC (163)
    • Chương 1 Tổng số ED-5300 (164)
      • 1. Tài sản của ED-5300 (164)
      • 2. Cấu hình của ED-5300 (164)
      • 3. Lưu ý cho người (166)
    • Chương 2 Động cơ điện (167)
      • 2.1. Nguyên tắc phát điện (167)
      • 2.2. Máy phát điện DC (170)
      • 2.3. Đồng bộ Máy phát điện (178)
    • Chương 3 Thực hành trong Cơ sở Máy phát điện (183)
      • 3.1. Thí nghiệm nguyên tắc của một Máy phát điện (183)
      • 3.2. Thí nghiệm Single-Phase AC Máy phát điện dùng châm vĩnh viễn (187)
      • 3.3. Thí nghiệm DC Máy phát điện dùng châm vĩnh viễn (192)
      • 3.4. Thí nghiệm DC riêng Kích thích Điện trở Sun Máy phát điện Sử dụng Dòng Coil (197)
      • 3.5. Thí nghiệm DC Tự Kích thích Điện trở Sun Máy phát điện Sử dụng Dòng Coil (0)
      • 3.6. Thí nghiệm Không-Load Saturation của Điện trở Sun Máy phát điện (0)
      • 3.7 Thí nghiệm 3 Tải Đặc điểm của DC riêng Kích thích Điện trở Sun Máy phát điện (0)
      • 3.8. Thí nghiệm quay kiểu trường một pha động cơ AC Điện trở Sun (0)
      • 3.9 Thí nghiệm tải Đặc tính của AC Máy phát điện (0)
      • 3.10. Nguyên tắc 3 pha Máy phát điện (0)
      • 3.11. Thí nghiệm quay Dòng 3 pha AC Máy phát điện (0)
      • 3.12 quay phần ứng 3 pha AC Generator (0)
      • 3.13 Rotary Chuyển đổi (0)

Nội dung

(NB) Giáo trình Máy điện với mục tiêu giúp các bạn có thể phân tích được cấu tạo, nguyên lý của các loại máy điện thông dụng như: máy biến áp, động cơ, máy phát điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Khái niệm chung về máy điện

Định nghĩa và phân loại

1.2 Tính thuận nghịch của máy điện 1

1.3 Phát nóng và làm mát của MĐ 0.5

2.1 Cấu tạo và công dụng của máy biến áp 0.5

2.2 Các đại lượng định mức 0.5

2.3 Nguyên lý làm việc của máy biến áp 0.5

2.4 Các chế độ làm việc của máy biến áp 0.5 0.5

2.5 Tổn hao năng lượng và hiệu suất của máy biến áp 1

2.6 Máy biến áp ba pha 1

2.7 Đấu song song các máy biến áp 1

2.8 Các máy biến áp đặc biệt 1

2.9 Bảo dưỡng và sửa chữa các máy biến áp 1 1.5 1

3 Bài 3: Máy điện không đồng bộ 13 8 4 1

3.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ 0.5

3.2 Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

3.3 Từ trường của máy điện không đồng bộ 0.5

3.4 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ 0.5 1

3.5 Mô hình toán của động cơ không đồng bộ 0.5

3.6 Sơ đồ thay thế động cơ điện không đồng bộ 0.5

3.7 Biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ không đồng bộ 0.5

3.8 Momen quay của động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

3.9 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha 0.5 1

3.10 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 0.5

3.11 Động cơ không đồng bộ một pha 0.5 1

3.12 Sử dụng động cơ điện ba pha vào lưới điện một pha 0.5 1

3.13 Dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha 1 1

3.14 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 1 1

4 Bài 4: Máy điện đồng bộ 10 7 3

4.1 Định nghĩa và công dụng 0.5

4.2 Cấu tạo của máy điện đồng bộ 1

4.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.4 Phản ứng phần ứng trong máy phát điện đồng bộ 1

4.5 Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.6 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ 1 1

4.7 Động cơ và máy bù đồng bộ 1

5 Bài 5: Máy điện một chiều 10 6 3 1

5.1 Đại cương về máy điện một chiều 0.5

5.2 Cấu tạo của máy điện một chiều 0.5

5.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 0.5

5.4 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 0.5

5.5 Công suất và mônmen điện từ của máy điện một chiều 0.5 1

5.6 Tia lử điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 0.5

5.7 Máy phát điện một chiều 0.5

5.8 Động cơ điện một chiều 0.5 1

5.9 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 1

5.10 Bảo dưỡng và sửa chữa máy điện một chiều 1 1 1

Bài 1 Khái niệm chung về máy điện Mục tiêu

- Hiểu được nội dung các định luật điện từ dùng trong máy điện

- Vận dụng các định luật vào phân tích nguyên lý hoạt động của máy điện

1.1 Định nghĩa và phân loại

- Máy điện là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

- Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn)

- Dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc ngược lại (máy phát điện)

Máy điện được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm công suất, cấu tạo, dòng điện và nguyên lý làm việc Tuy nhiên, phân loại theo nguyên lý làm việc là phương pháp chính được sử dụng Trong đó, máy điện tĩnh là một trong những loại quan trọng.

- Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp (MBA)

- Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối

- Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi điện năng b Máy điện có phần động

- Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng: Động cơ, máy phát điện

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ, được tạo ra bởi sự tương tác giữa từ trường và dòng điện khi các cuộn dây di chuyển tương đối với nhau.

1.2 Tính thuận nghịch của máy điện

Nguyên lý hoạt động của máy điện dựa trên định luật cảm ứng điện từ, trong đó sự chuyển đổi năng lượng diễn ra thông qua từ trường Để tạo ra và tập trung từ trường, vật liệu sắt từ được sử dụng để chế tạo mạch từ Trong máy biến áp, mạch từ có lõi thép đứng yên, trong khi máy điện quay bao gồm hai lõi thép đồng trục: một quay và một đứng yên, với một khe hở giữa chúng Nhờ tính chất thuận nghịch của định luật cảm ứng điện từ, máy điện có khả năng hoạt động như máy phát điện hoặc động cơ điện.

Hình 1.1 Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy phát điện Đưa cơ năng vào phần quay của MĐ nó sẽ làm việc ở chế độ máy phát:

Máy bao gồm một khung dây abcd kết nối với hai phiến góp, được quay quanh trục với vận tốc không đổi trong từ trường của hai cực nam châm vĩnh cửu Theo định luật cảm ứng điện từ, trong thanh dẫn sẽ xuất hiện sức điện động được tính theo công thức e = B.l.v (V).

B: Từ cảm nơi thanh dẫn quét qua (T)

L: Chiều dài của thanh dẫn trong từ trường (m)

V: Tốc độ dài của thanh dẫn (m/s)

Khi mạch ngoài khép kín qua tải, sức điện động trong khung dây sẽ tạo ra một dòng điện chảy từ A đến B Trong trường hợp này, máy hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi cơ năng thành điện năng.

Máy làm việc ở chế độ động cơ điện:

Nếu ta cho dòng điện một chiều đi vào khung dây vào chổi than A và ra ở

B Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F = B.i.l tác dụng lên cạnh khung dây Chiều của lực điện từ được xác định bằng qui tắc bàn tay trái, các lực F tạo thành mô men quay rotor với vận tốc v Khi rotor quay cắt các đường sức từ sinh ra sức điện động E có chiều ngược với chiều dòng điện, máy đã biến điện năng thành cơ năng

Để truyền tải điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ một cách hiệu quả, cần thiết phải có hệ thống đường dây tải điện Khi khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn, việc tối ưu hóa quá trình truyền tải điện năng trở thành một thách thức quan trọng nhằm đảm bảo tính kinh tế.

Khi tăng điện áp trên đường dây truyền tải cùng một công suất, dòng điện sẽ giảm, cho phép tiết diện dây nhỏ hơn, từ đó giảm trọng lượng và chi phí, cũng như tổn hao năng lượng Để thực hiện điều này, cần có thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp tại các hộ tiêu thụ, được gọi là máy biến áp.

Trong bài số 2 này sẽ cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản nhất về máy biến áp Qua đó sẽ giúp chúng ta có khả năng:

- Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha và ba pha

- Xác định cực tính và đấu dây vận hành máy biến áp một pha, ba pha đúng kỹ thuật

- Đấu máy biến áp vận hành song song các máy biến áp

- Tính toán các thông số của máy biến áp ở trạng thái: không tải, có tải, ngắn mạch

- Quấn máy biến áp một pha theo các thông số kỹ thuật

- Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng

- Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu

Phát nóng và làm mát máy điện

Trong quá trình chuyển đổi năng lượng, máy điện luôn gặp phải tổn hao năng lượng, bao gồm tổn hao sắt từ do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy trong thép, tổn hao đồng trong dây quấn và tổn hao do ma sát ở máy điện quay Tất cả các tổn hao này chuyển hóa thành nhiệt, khiến máy điện nóng lên Để duy trì hiệu suất, cần có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh, phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy và sự đối lưu không khí hoặc môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp Thường thì, vỏ máy điện được thiết kế với các cánh tản nhiệt và có hệ thống quạt gió để hỗ trợ quá trình làm mát.

Kích thước máy và phương pháp làm mát cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện không vượt quá mức cho phép Điều này giúp vật liệu cách điện hoạt động bền bỉ và kéo dài tuổi thọ của máy lên đến khoảng 20 năm.

Khi máy điện hoạt động ở chế độ định mức, nhiệt độ của các bộ phận không vượt quá giới hạn cho phép Tuy nhiên, khi máy bị quá tải, nhiệt độ sẽ tăng vượt mức cho phép, do đó không nên để máy hoạt động quá tải trong thời gian dài.

Máy biến áp

Cấu tạo và công dụng của máy biến áp

Nguyên lý làm việc của máy biến áp

Các chế độ làm việc của MBA

2.5 Tổn hao năng lượng và hiệu suất của máy biến áp 1

2.6 Máy biến áp ba pha 1

2.7 Đấu song song các máy biến áp 1

2.8 Các máy biến áp đặc biệt 1

2.9 Bảo dưỡng và sửa chữa các máy biến áp 1 1.5 1

3 Bài 3: Máy điện không đồng bộ 13 8 4 1

3.1 Khái niệm chung về máy điện không đồng bộ 0.5

3.2 Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

3.3 Từ trường của máy điện không đồng bộ 0.5

3.4 Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ 0.5 1

3.5 Mô hình toán của động cơ không đồng bộ 0.5

3.6 Sơ đồ thay thế động cơ điện không đồng bộ 0.5

3.7 Biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ không đồng bộ 0.5

3.8 Momen quay của động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

3.9 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha 0.5 1

3.10 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 0.5

3.11 Động cơ không đồng bộ một pha 0.5 1

3.12 Sử dụng động cơ điện ba pha vào lưới điện một pha 0.5 1

3.13 Dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha 1 1

3.14 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 1 1

4 Bài 4: Máy điện đồng bộ 10 7 3

4.1 Định nghĩa và công dụng 0.5

4.2 Cấu tạo của máy điện đồng bộ 1

4.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.4 Phản ứng phần ứng trong máy phát điện đồng bộ 1

4.5 Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.6 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ 1 1

4.7 Động cơ và máy bù đồng bộ 1

5 Bài 5: Máy điện một chiều 10 6 3 1

5.1 Đại cương về máy điện một chiều 0.5

5.2 Cấu tạo của máy điện một chiều 0.5

5.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 0.5

5.4 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 0.5

5.5 Công suất và mônmen điện từ của máy điện một chiều 0.5 1

5.6 Tia lử điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 0.5

5.7 Máy phát điện một chiều 0.5

5.8 Động cơ điện một chiều 0.5 1

5.9 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 1

5.10 Bảo dưỡng và sửa chữa máy điện một chiều 1 1 1

Bài 1 Khái niệm chung về máy điện Mục tiêu

- Hiểu được nội dung các định luật điện từ dùng trong máy điện

- Vận dụng các định luật vào phân tích nguyên lý hoạt động của máy điện

1.1 Định nghĩa và phân loại

- Máy điện là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

- Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn)

- Dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc ngược lại (máy phát điện)

Máy điện có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí như công suất, cấu tạo, dòng điện hoặc nguyên lý làm việc Tuy nhiên, phân loại chủ yếu dựa trên nguyên lý làm việc của máy Một trong những loại máy điện quan trọng là máy điện tĩnh.

- Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp (MBA)

- Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối

- Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi điện năng b Máy điện có phần động

- Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng: Động cơ, máy phát điện

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ, được tạo ra bởi sự tương tác giữa từ trường và dòng điện của các cuộn dây khi chúng chuyển động tương đối với nhau.

1.2 Tính thuận nghịch của máy điện

Nguyên lý hoạt động của máy điện dựa trên định luật cảm ứng điện từ, với sự biến đổi năng lượng diễn ra qua từ trường Để tạo và tập trung từ trường, vật liệu sắt từ được sử dụng làm mạch từ Trong máy biến áp, mạch từ có lõi thép đứng yên, trong khi đó, máy điện quay bao gồm hai lõi thép đồng trục, một quay và một đứng yên, với một khe hở giữa chúng Nhờ tính chất thuận nghịch của định luật cảm ứng điện từ, máy điện có khả năng hoạt động như máy phát điện hoặc động cơ điện.

Hình 1.1 Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy phát điện Đưa cơ năng vào phần quay của MĐ nó sẽ làm việc ở chế độ máy phát:

Máy được cấu tạo từ một khung dây abcd kết nối với hai phiến góp, trong đó khung dây và phiến góp được quay quanh trục với vận tốc không đổi trong từ trường của hai cực nam châm vĩnh cửu Theo định luật cảm ứng điện từ, trong thanh dẫn sẽ xuất hiện sức điện động được tính bằng công thức: e = B.l.v (V).

B: Từ cảm nơi thanh dẫn quét qua (T)

L: Chiều dài của thanh dẫn trong từ trường (m)

V: Tốc độ dài của thanh dẫn (m/s)

Khi mạch ngoài khép kín qua tải, sức điện động trong khung dây sẽ tạo ra một dòng điện chảy từ A đến B Máy hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi cơ năng thành điện năng.

Máy làm việc ở chế độ động cơ điện:

Nếu ta cho dòng điện một chiều đi vào khung dây vào chổi than A và ra ở

B Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F = B.i.l tác dụng lên cạnh khung dây Chiều của lực điện từ được xác định bằng qui tắc bàn tay trái, các lực F tạo thành mô men quay rotor với vận tốc v Khi rotor quay cắt các đường sức từ sinh ra sức điện động E có chiều ngược với chiều dòng điện, máy đã biến điện năng thành cơ năng

Để truyền tải điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ, cần có đường dây tải điện Khi khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn, việc tối ưu hóa chi phí cho việc truyền tải điện năng đi xa trở thành một thách thức cần giải quyết.

Khi điện áp trên đường dây tăng cao, dòng điện sẽ giảm, cho phép tiết diện dây nhỏ hơn, từ đó giảm trọng lượng, chi phí và tổn hao năng lượng Để đạt được điều này, cần có thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp tại các hộ tiêu thụ, được gọi là máy biến áp.

Trong bài số 2 này sẽ cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản nhất về máy biến áp Qua đó sẽ giúp chúng ta có khả năng:

- Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha và ba pha

- Xác định cực tính và đấu dây vận hành máy biến áp một pha, ba pha đúng kỹ thuật

- Đấu máy biến áp vận hành song song các máy biến áp

- Tính toán các thông số của máy biến áp ở trạng thái: không tải, có tải, ngắn mạch

- Quấn máy biến áp một pha theo các thông số kỹ thuật

- Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng

- Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu

1.3 Phát nóng và làm mát máy điện

Trong quá trình chuyển đổi năng lượng, máy điện luôn gặp phải tổn hao năng lượng, bao gồm tổn hao sắt từ do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy trong thép, tổn hao đồng trong dây quấn và tổn hao do ma sát ở máy điện quay Tất cả các tổn hao này đều chuyển hóa thành nhiệt, khiến máy điện nóng lên Để duy trì hiệu suất, cần có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh, mà hiệu quả tản nhiệt phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy và sự đối lưu không khí hoặc môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp Vỏ máy điện thường được thiết kế với các cánh tản nhiệt, cùng với hệ thống quạt gió để hỗ trợ quá trình làm mát.

Kích thước máy và phương pháp làm mát cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo rằng độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện không vượt quá giới hạn cho phép Điều này giúp vật liệu cách điện hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của máy lên đến khoảng 20 năm.

Khi máy điện hoạt động ở chế độ định mức, nhiệt độ của các bộ phận không vượt quá giới hạn cho phép Tuy nhiên, nếu máy bị quá tải, nhiệt độ sẽ tăng vượt mức cho phép, do đó, việc để máy làm việc quá tải trong thời gian dài là không được khuyến khích.

Bài 2 Máy biến áp 2.1 Cấu tạo và công dụng của máy biến áp

2.1.1 Cấu tạo MBA a Lõi thép

Lõi thép máy biến áp được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, chủ yếu là thép kỹ thuật điện, với độ dày lá thép từ 0,35 - 0,5mm Hai mặt của lá thép được sơn cách điện nhằm giảm tổn hao dòng Fucô Tính chất của lá thép kỹ thuật điện thay đổi tùy theo hàm lượng Sillic; hàm lượng Sillic cao giúp giảm tổn thất năng lượng nhưng làm cho thép trở nên giòn, cứng và khó gia công.

Lõi thép gồm hai bộ phận chính:

Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ

- Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

Theo hình dáng lõi thép, máy biến áp thường chia ra làm 2 loại:

Kiểu trụ (hình 2.1a) bao gồm các lá thép UI, trong đó biến áp được quấn thành hai ống dây lồng vào hai trụ đứng Để cải thiện chất lượng truyền dẫn, cuộn sơ và cuộn thứ thường được chia thành hai nửa và đặt ở hai trụ khác nhau Hai nửa của mỗi cuộn dây cần được nối sao cho từ thông mà chúng tạo ra trong mạch từ có cùng chiều.

Kiểu bọc (hình 2.1b) của máy biến áp 1 pha bao gồm các lá thép EI, trong đó cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn chồng lên nhau thành một ống và lồng vào trụ giữa của chữ E Hai trụ bên có tiết diện bằng nửa trụ giữa, tạo thành hai mạch từ nhánh đối xứng, mỗi nhánh dẫn một nửa từ thông chính.

Thường làm bằng dây đồng hoặc nhôm, có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn bọc cách điện

Dây quấn máy biến áp bao gồm nhiều vòng dây được lồng vào trụ lõi thép, với cách điện giữa các vòng dây và giữa các dây quấn, đồng thời các dây quấn cũng được cách điện với lõi thép Thông thường, máy biến áp có hai cuộn dây quấn.

- Cuộn sơ cấp (W1): Là cuộn nối với nguồn

- Cuộn thứ cấp (W2): Là cuộn nối với tải, cung cấp điện cho phụ tải

Hình 2.2 Dây quấn máy biến áp

Máy biến áp ba pha

Để biến đổi điện áp của hệ thống dòng điện 3 pha, ta có thể dùng 3 máy biến áp một pha hình 2.12 a hoặc dùng máy biến áp 3 pha (Hình 2.11 a)

Cấu tạo lõi thép của máy biến áp 3 pha bao gồm 3 trụ, mỗi trụ được ký hiệu cho các pha khác nhau Dây quấn sơ cấp được ký hiệu bằng chữ cái in hoa, trong đó pha A được ký hiệu là AX, còn pha B được ký hiệu là BY.

Dây quấn thứ cấp trong hệ thống điện được ký hiệu bằng chữ thường, với pha a là ax, pha b là by và pha c là cz Cả dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể được nối theo hình sao hoặc hình tam giác Khi dây quấn sơ cấp nối theo hình tam giác và dây thứ cấp nối theo hình sao, đồng thời có dây trung tính, hệ thống sẽ được ký hiệu là Y/YN.

Số vòng dây pha của cuộn sơ cấp được gọi là w1, trong khi số vòng dây pha của cuộn thứ cấp là w2 Tỷ số điện áp pha giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp được xác định dựa trên tỷ lệ giữa số vòng dây này.

Tỷ số điện áp không những chỉ phụ thuộc vào tỷ số vòng dây mà còn phụ thuộc vào cách nối hình sao hay tam giác

Hình 2.12 Lõi thép MBA 3 pha

Hình 2.13 Máy biến áp 3 pha 2 dây quấn

Sự làm việc song song của MBA

2.7.1 Điều kiện làm việc song song của MBA

* Trong hệ thống điện, trong các lưới điện các MBA làm việc song song và để làm việc được phải thuộc vào các điều kiện:

- Uđm sơ cấp và thứ cấp phải bằng nhau tương ứng nghĩa là tỷ số biến đổi của MBA phải bằng nhau

- Các MBA phải có cùng tổ nối dây nghĩa là điện áp thứ cấp của các máy trùng trùng pha nhau

- Điện áp các mạch của các máy phải bằng nhau

2.7.2 Sơ đồ đấu dây làm việc song song của MBA

Hình 2.14 vẽ 2 MBA 3 pha làm việc song song

Dòng điện máy II thấp hơn định mức, cho thấy máy II đang trong trạng thái non tải, trong khi máy I đã đạt định mức Nếu máy II hoạt động ở tải định mức, máy I sẽ bị quá tải Thực tế cho phép điện áp ngắn mạch của các máy có sai số lên đến 10%.

Hình 2.14 MBA làm việc song song

Các máy biến áp đặc biệt

2.8.1 MBA ba dây quấn a Khái niệm

MBA ba dây quấn có 1 dây quấn W1 và 2 W2 dùng để cung cấp điện cho các lưới có điện áp khác nhau, tương ứng các tỷ số biến đổi

Hình 2.15: MBA hai dây quấn

- Là nâng cao được tiêu chuẩn kinh tế và kỹ thuật của trạm BA

- MBA ba dây quấn được chế tạo theo kiểu MBA ba pha hoặc máy BA ba trụ với các tổ nối dây Y0/ Y0/ 12-11; Y0/  / 11-11

- Dây quấn sơ cấp có công suất bao nhiêu thì công suất của MBA ba dây quấn bấy nhiêu (công suất lớn nhất) b Độ thay đổi điện áp

- Cũng như MBA 2 dây quấn thì U đầu ra của MBA 3 dây quấn biến thiên theo trị số và tính chất của các dòng điện tải I2, I3

- Khi thay đổi tải của W2 thì sẽ ảnh hưởng đến cả U của W2 kia do U rơi I1Z1 trong W1 thay đổi

2.8.2 MBA tự ngẫu a Khái niệm

- MBA tự ngẫu là: MBA trong đó một bộ phận của dây quấn đồng thời thuộc cả hai dây quấn W1 và W2

- Trong MBA tự ngẫu giữa W1 và W2 ngoài sự liên hệ về từ còn có sự liên hệ trực tiếp về điện

- Cũng như MBA thông thường thì MBA tự ngẫu cũng có loạ tăng áp, giảm áp và loại 1 pha, 3 pha b Độ thay đổi dòng điện trong BMA tự ngẫu

Xét một MBA tự ngẫu với số vòng dây quấn sơ cấp là WAX và điện áp đặt vào là U1 = UAX Dây quấn thứ cấp có số vòng dây Wax là một phần của dây quấn sơ cấp.

+ Khi có tải nếu bỏ qua tổn thất thì: U1I1 = U2I2

Trong máy biến áp (MBA) giảm áp, dòng điện Iax trong phần dây quấn chung cùng chiều với dòng I2 và ngược chiều với I1 Ngược lại, trong MBA tăng áp, dòng điện Iax có chiều ngược lại với I2 và cùng chiều với I1.

Máy biến áp hàn hồ quang là thiết bị đặc biệt được thiết kế để hàn bằng phương pháp hồ quang điện Nó có điện kháng tản lớn và cuộn dây thứ cấp được kết nối với điện kháng ngoài K, giúp hạn chế dòng điện hàn Nhờ đó, đường đặc tính hàn rất dốc, đáp ứng tốt các yêu cầu trong hàn điện.

Cuộn dây sơ cấp của máy biến áp hàn được kết nối với nguồn điện, trong khi cuộn dây thứ cấp một đầu nối với cuộn điện kháng K và đầu còn lại kết nối với que hàn và tấm kim loại cần hàn Máy biến áp hoạt động ở chế độ ngắn mạch tạm thời với điện áp thứ cấp định mức khoảng 60 - 70V Khi que hàn tiếp xúc với tấm kim loại, dòng điện lớn sẽ chạy qua, tạo ra nhiệt độ cao tại điểm tiếp xúc, giúp quá trình hàn diễn ra hiệu quả.

Khi que hàn được nâng lên cách tấm kim loại một khoảng nhỏ, cường độ điện trường lớn sẽ ion hóa khí xung quanh, tạo ra hồ quang và sinh nhiệt lượng lớn, làm nóng chảy vùng hàn Để điều chỉnh dòng điện hàn, có thể thay đổi số vòng dây của cuộn thứ cấp trong máy biến áp hàn hoặc điều chỉnh điện kháng bên ngoài bằng cách thay đổi khe hở không khí của lõi thép K.

Hình 2.16: Sơ đồ MBA hàn hồ quang

Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp

Trường hợp này gây hiện tượng điện giật, nếu kèm sự nổ cầu chì, bốc khói nhẹ thì do sự chạm masse đã làm chập mạch cuộn dây

Có thể xảy ra tình trạng chạm giữa các cọc nối với vỏ sắt hoặc sự cố nối tắt giữa các cọc nối ở các đảo diện Để xác định vị trí bị chạm hoặc chập mạch, hãy sử dụng đèn thử hoặc ôm kế để kiểm tra các điểm cần lưu ý Sau đó, tiến hành sửa chữa để khắc phục tình trạng chạm masse.

Nếu máy biến áp hoạt động bình thường, chỉ có một điểm chạm, có thể do đường dây ra cọc nối bị tróc lớp cách điện chạm vào vỏ máy biến áp, hoặc cọc nối lỏng lẻo chạm vào vỏ hoặc chạm vào masse ở lớp dây tiếp cận với mạch từ Trong trường hợp này, việc quan sát có thể không phát hiện được vị trí chạm masse.

Nếu máy biến áp hoạt động bình thường nhưng gây ra cảm giác giật nhẹ, có thể do máy biến áp bị ẩm, làm giảm điện trở cách điện Để kiểm tra, sử dụng bút thử điện và Mê-gôm kế; nếu điện trở cách điện đạt trên 1 MΩ là an toàn Nếu không đạt yêu cầu, lớp cách điện đã bị lão hóa và cần phải quấn lại toàn bộ để đảm bảo an toàn.

2.9.2 Máy biến áp đang vận hành bị nổ cầu chì

Hình 2.17 Các sự cố đối với máy biến áp nạp ắc quy

Nếu máy biến áp bị phát nhiệt quá mức, nguyên nhân có thể là do mạch tiêu thụ điện quá lớn Để khắc phục, hãy thay dây chì đúng kích cỡ và cho máy biến áp hoạt động không tải Nếu nhiệt độ vẫn bình thường, điều này chứng tỏ máy biến áp trước đó đã hoạt động quá tải.

Nếu máy biến áp hoạt động không tải mà cầu chì vẫn nổ, điều này cho thấy máy biến áp đã xảy ra hiện tượng chập vòng trong cuộn dây, cần phải quấn lại dây Đối với máy biến áp có công suất nhỏ, hiện tượng chập vòng có thể không làm cầu chì nổ ngay lập tức, nhưng sẽ gây ra sự phát nhiệt nhanh chóng Đối với máy biến áp nạp ắc quy, cần chú ý đến khả năng diode bị hỏng nối tắt hoặc việc mắc nhầm hai cực (+) và (-) vào bình ắc quy.

Nếu máy biến áp bị phát nhiệt thái quá, có thể là do mạch tiêu thụ

2.9.3 Máy biến áp vận hành bị rung lên, kèm sự phát nhiệt

Khi máy biến áp tiêu thụ dòng điện quá lớn, vượt quá công suất thiết kế, nó sẽ rung và phát ra tiếng rè, điều này có thể dẫn đến việc phát nhiệt nhanh chóng và nguy cơ cháy máy Để khắc phục tình trạng này, cần giảm bớt tải cho máy biến áp.

Do mắc không đúng với điện áp nguồn, nhầm vào nguồn có điện áp cao

Để đảm bảo mạch từ ghép chắc chắn, cần siết chặt các bulong giữa các lá sắt và tẩm verni vào cuộn dây cũng như các khe hở, giúp gia tăng độ cứng và kết dính của các lá sắt.

Do bản chất lá sắt của mạch từ kém phẩm chất, quá rỉ sét hoặc quấn thiếu vòng dây

2.9.4 Máy biến áp không vận hành

Nếu đèn báo không sáng hoặc máy biến áp không rung nhẹ do không có dòng điện, có thể là do đường dây vào bị hở mạch, cọc nối dây không tiếp điện, hoặc có tiếp xúc kém ở đảo điện.

Nếu đèn báo sáng và vôn kế hoạt động nhưng không có điện áp đầu ra, cần kiểm tra lại cọc nối dây ra có bị tiếp điện kém hoặc đứt dây không Sử dụng vôn kế hoặc bút thử điện để dò tìm và xác định vị trí sự cố nhằm khắc phục kịp thời.

Nếu cuộn dây bị hở mạch do mối nối dây kém hoặc dây quấn bị gãy, cần tháo ra và quấn lại Đối với việc nạp ắc quy, nếu diode chỉnh lưu hỏng dẫn đến đứt mạch, có thể phát hiện dễ dàng bằng cách đo điện áp xoay chiều U2; nếu không có điện áp ra UDC, chỉ cần thay mới diode.

2.9.5 Máy biến áp lúc vận hành, lúc không

Nguồn điện cung cấp cho máy biến áp có thể không ổn định do tiếp xúc kém, dẫn đến hiện tượng điện áp ra bị gián đoạn Do đó, cần kiểm tra toàn bộ hệ thống điện từ nguồn cung cấp đến máy biến áp và từ máy biến áp đến mạch tiêu thụ Đặc biệt, hãy chú ý đến cầu dao chính, siết chặt các ốc vít và dây chì, cũng như làm sạch các điểm tiếp xúc bằng đồng tại cầu dao chính và các cọc nối ở máy biến áp để đảm bảo hoạt động ổn định.

2.9.6 Một số pan trong máy biến áp gia dụng

Ngoài số pan nêu trên đối với máy biến áp gia dụng cò có một số pan như sau:

Chuông báo sớm nhưng điện áp ra vẫn không cao do tắc te điều khiển chuông bị hỏng, nên thay cái mới

Chuông không hoạt động mặc dù điện áp ra vượt quá mức định mức, nguyên nhân là do tắc te hỏng gây hở mạch chuông và cuộn dây chuông bị cháy Mặc dù đèn báo không sáng, máy biến áp vẫn hoạt động bình thường, nhưng mạch đèn bị hở mạch do bóng đèn bị đứt.

Vôn kế chỉ sai trị số điện áp Hiệu chỉnh lại và đối chiếu với vôn kế chuẩn hoặc thay vôn kế mới

Khi điện áp ra không đạt mức định mức, nguyên nhân có thể do điện áp nguồn quá thấp hoặc do quá tải khiến máy biến áp rung Thiết kế của máy biến áp, đặc biệt là cuộn sơ cấp quấn dư vòng, dẫn đến trở kháng lớn và sụt áp lớn bên trong cuộn dây Do đó, khi điện áp nguồn suy giảm quá mức, việc nâng điện áp lên trở nên không khả thi.

2.9.7 Một số pan trong máy biến áp nạp ắc quy

Ngoài số pan nói chung, còn riêng đối với máy biến áp xạc ắc quy có các trường hợp sau:

Máy biến áp có thể gặp hiện tượng phát nhiệt thái quá, dẫn đến nổ cầu chì hoặc công tắc bảo vệ quá tải Để khắc phục, cần kiểm tra bình ắc quy xem có bị chạm nối tắt hay không, cũng như kiểm tra diode chỉnh lưu toàn kỳ có bị nối ngắn mạch hay không.

Máy biến áp mới hoạt động phát ra tiếng rung rè và nhiệt độ tăng cao, cần cắt mạch ngay lập tức Nguyên nhân là do nối nhầm các cọc (+) và (-) vào bình ắc quy, dẫn đến dòng điện nạp lớn trong máy biến áp Nếu tình trạng này kéo dài, có thể gây hỏng diode hoặc cháy máy biến áp, đặc biệt khi không có công tắc bảo vệ quá tải.

Máy điện không đồng bộ

Khái niệm chung về máy điện KĐB

3.2 Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

Từ trường của máy điện không đồng bộ

Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện KĐB

máy điện không đồng bộ 0.5 1

3.5 Mô hình toán của động cơ không đồng bộ 0.5

3.6 Sơ đồ thay thế động cơ điện không đồng bộ 0.5

3.7 Biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ không đồng bộ 0.5

3.8 Momen quay của động cơ không đồng bộ ba pha 0.5

3.9 Mở máy động cơ không đồng bộ ba pha 0.5 1

3.10 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 0.5

3.11 Động cơ không đồng bộ một pha 0.5 1

3.12 Sử dụng động cơ điện ba pha vào lưới điện một pha 0.5 1

3.13 Dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha 1 1

3.14 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 1 1

4 Bài 4: Máy điện đồng bộ 10 7 3

4.1 Định nghĩa và công dụng 0.5

4.2 Cấu tạo của máy điện đồng bộ 1

4.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.4 Phản ứng phần ứng trong máy phát điện đồng bộ 1

4.5 Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.6 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ 1 1

4.7 Động cơ và máy bù đồng bộ 1

5 Bài 5: Máy điện một chiều 10 6 3 1

5.1 Đại cương về máy điện một chiều 0.5

5.2 Cấu tạo của máy điện một chiều 0.5

5.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 0.5

5.4 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 0.5

5.5 Công suất và mônmen điện từ của máy điện một chiều 0.5 1

5.6 Tia lử điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 0.5

5.7 Máy phát điện một chiều 0.5

5.8 Động cơ điện một chiều 0.5 1

5.9 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 1

5.10 Bảo dưỡng và sửa chữa máy điện một chiều 1 1 1

Bài 1 Khái niệm chung về máy điện Mục tiêu

- Hiểu được nội dung các định luật điện từ dùng trong máy điện

- Vận dụng các định luật vào phân tích nguyên lý hoạt động của máy điện

1.1 Định nghĩa và phân loại

- Máy điện là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

- Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn)

- Dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc ngược lại (máy phát điện)

Máy điện có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí như công suất, cấu tạo, dòng điện và nguyên lý làm việc Tuy nhiên, phân loại theo nguyên lý làm việc là phương pháp chính Một trong những loại máy điện đó là máy điện tĩnh.

- Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp (MBA)

- Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối

- Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi điện năng b Máy điện có phần động

- Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng: Động cơ, máy phát điện

Nguyên lý hoạt động của thiết bị này dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, nơi lực điện từ được tạo ra do sự tương tác giữa từ trường và dòng điện của các cuộn dây khi chúng chuyển động tương đối với nhau.

1.2 Tính thuận nghịch của máy điện

Nguyên lý hoạt động của máy điện dựa vào định luật cảm ứng điện từ, trong đó năng lượng được biến đổi thông qua từ trường Để tạo ra và tập trung từ trường, người ta sử dụng vật liệu sắt từ làm mạch từ Trong máy biến áp, mạch từ được tạo thành từ một lõi thép đứng yên, trong khi đó, máy điện quay có hai lõi thép đồng trục, một quay và một đứng yên, với một khe hở giữa chúng Nhờ tính chất thuận nghịch của định luật cảm ứng điện từ, máy điện có khả năng hoạt động như máy phát điện hoặc động cơ điện.

Hình 1.1 Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy phát điện Đưa cơ năng vào phần quay của MĐ nó sẽ làm việc ở chế độ máy phát:

Máy bao gồm một khung dây abcd kết nối với hai phiến góp, được quay quanh trục với vận tốc không đổi trong từ trường của hai cực nam châm vĩnh cửu Theo định luật cảm ứng điện từ, trong thanh dẫn sẽ xuất hiện sức điện động được tính bằng công thức: e = B.l.v (V).

B: Từ cảm nơi thanh dẫn quét qua (T)

L: Chiều dài của thanh dẫn trong từ trường (m)

V: Tốc độ dài của thanh dẫn (m/s)

Khi mạch ngoài khép kín qua tải, sức điện động trong khung dây sẽ tạo ra một dòng điện chạy từ A đến B Máy hoạt động như một máy phát điện, chuyển đổi cơ năng thành điện năng.

Máy làm việc ở chế độ động cơ điện:

Nếu ta cho dòng điện một chiều đi vào khung dây vào chổi than A và ra ở

B Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F = B.i.l tác dụng lên cạnh khung dây Chiều của lực điện từ được xác định bằng qui tắc bàn tay trái, các lực F tạo thành mô men quay rotor với vận tốc v Khi rotor quay cắt các đường sức từ sinh ra sức điện động E có chiều ngược với chiều dòng điện, máy đã biến điện năng thành cơ năng

Để truyền tải điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ, cần thiết phải có đường dây tải điện Khi khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn, việc tối ưu hóa chi phí truyền tải điện năng trở thành một thách thức quan trọng cần được giải quyết.

Khi tăng điện áp trên đường dây truyền tải cùng một công suất, dòng điện sẽ giảm, cho phép giảm tiết diện dây, từ đó giảm trọng lượng, chi phí và tổn hao năng lượng Để thực hiện điều này, cần có thiết bị tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp tại các hộ tiêu thụ, được gọi là máy biến áp.

Trong bài số 2 này sẽ cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản nhất về máy biến áp Qua đó sẽ giúp chúng ta có khả năng:

- Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha và ba pha

- Xác định cực tính và đấu dây vận hành máy biến áp một pha, ba pha đúng kỹ thuật

- Đấu máy biến áp vận hành song song các máy biến áp

- Tính toán các thông số của máy biến áp ở trạng thái: không tải, có tải, ngắn mạch

- Quấn máy biến áp một pha theo các thông số kỹ thuật

- Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng

- Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu

1.3 Phát nóng và làm mát máy điện

Trong quá trình chuyển đổi năng lượng, máy điện luôn gặp phải tổn hao, bao gồm tổn hao sắt từ do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy trong thép, tổn hao đồng trong dây quấn, và tổn hao do ma sát ở máy điện quay Tất cả các tổn hao này đều chuyển hóa thành nhiệt, dẫn đến việc máy điện nóng lên Để duy trì hiệu suất, việc tản nhiệt ra môi trường xung quanh là cần thiết, và điều này phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy cũng như sự đối lưu không khí xung quanh hoặc môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp Thông thường, vỏ máy điện được thiết kế với các cánh tản nhiệt và có hệ thống quạt gió để hỗ trợ quá trình làm mát.

Kích thước máy và phương pháp làm mát cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện không vượt quá giới hạn cho phép Điều này giúp bảo vệ vật liệu cách điện, đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho máy, đạt khoảng 20 năm.

Khi máy điện hoạt động ở chế độ định mức, nhiệt độ của các bộ phận không vượt quá mức cho phép Tuy nhiên, khi máy bị quá tải, nhiệt độ sẽ tăng cao hơn mức an toàn, do đó, không nên để máy hoạt động quá tải trong thời gian dài.

Bài 2 Máy biến áp 2.1 Cấu tạo và công dụng của máy biến áp

2.1.1 Cấu tạo MBA a Lõi thép

Lõi thép máy biến áp được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, chủ yếu là thép kỹ thuật điện, nhằm dẫn từ thông chính Các lá thép này có độ dày từ 0,35 - 0,5mm, được sơn cách điện ở hai mặt để giảm tổn hao dòng Fucô và được ghép lại thành lõi Tính chất của lá thép kỹ thuật điện phụ thuộc vào hàm lượng Sillic; hàm lượng Sillic cao giúp giảm tổn thất năng lượng nhưng làm cho thép trở nên giòn, cứng và khó gia công.

Lõi thép gồm hai bộ phận chính:

Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ

- Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

Theo hình dáng lõi thép, máy biến áp thường chia ra làm 2 loại:

Kiểu trụ (hình 2.1a) bao gồm các lá thép UI, trong đó biến áp được quấn thành hai ống dây lồng vào hai trụ đứng Để cải thiện chất lượng truyền dẫn, cuộn sơ và cuộn thứ thường được chia thành hai nửa, mỗi nửa được đặt ở một trụ Hai nửa của mỗi cuộn dây cần được nối sao cho từ thông mà chúng tạo ra trong mạch từ có cùng chiều.

Kiểu bọc (hình 2.1b) của máy biến áp 1 pha bao gồm các lá thép EI, trong đó cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn chồng lên nhau thành một ống và lồng vào trụ giữa của chữ E Hai trụ bên có tiết diện bằng nửa trụ giữa, tạo thành hai mạch từ nhánh đối xứng, với mỗi nhánh dẫn một nửa từ thông chính.

Thường làm bằng dây đồng hoặc nhôm, có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn bọc cách điện

Dây quấn máy biến áp bao gồm nhiều vòng dây được lồng vào trụ lõi thép, với cách điện giữa các vòng dây và giữa các dây quấn, đồng thời các dây quấn cũng được cách điện với lõi thép Thông thường, máy biến áp có hai cuộn dây quấn.

- Cuộn sơ cấp (W1): Là cuộn nối với nguồn

- Cuộn thứ cấp (W2): Là cuộn nối với tải, cung cấp điện cho phụ tải

Hình 2.2 Dây quấn máy biến áp

Mô hình toán và sơ đồ thay thế của động cơ KĐB

3.5.1 Phương trình điện áp dây quấn stato

Máy điện không đồng bộ hoạt động với dây quấn rôto kín mạch, thường ở dạng ngắn mạch Khi kết nối dây quấn stato với nguồn ba pha, phương trình cân bằng sđđ ở dây quấn stato được duy trì, bất kể rôto quay hay đứng yên.

Trong đó U1 là điện áp lưới đặt vào dây quấn stator

I1 dòng điện chạy trong dây quấn stator r1, x1 điện trở, điện kháng dây quấn stator Z1 = r1 + jx1

E1: sức điện động dây quấn stator do từ thông tản của từ trường quay sinh ra

Với f: tần số lưới điện Hz

W1: số vòng dây quấn stator

Kdq1: hệ số dây quấn stator

Max biên độ từ thông của từ trường quay

3.5.2 Phương trình điện áp dây quấn rôto

Tốc độ quay của động cơ điện KĐB được xác định bởi công thức n < n1, trong đó n2 = n1 - n Độ lệch tốc độ giữa từ trường quay và rôto dẫn đến dòng điện I2 trong dây quấn rôto, tạo ra dòng ngắn mạch với tần số f2.

Hình 3.9: Mạch điện thay thế hình T của máy điện KĐB

Biểu đồ năng lượng và hiệu suất của động cơ KĐB

Động cơ điện không đồng bộ chuyển đổi điện năng từ lưới điện thành cơ năng thông qua từ trường quay Đồ thị thể hiện quá trình chuyển đổi năng lượng này được minh họa trong hình 1.10 Khi sử dụng số pha m1 = 3, quá trình hoạt động của động cơ sẽ diễn ra hiệu quả hơn.

P1 – Công suất điện động cơ tiêu thụ của lưới điện: P1 = 3U1I1cos 

Trong đó U1 , I1 là điện áp pha và dòng 1 pha

Hình 3.10: Đồ thị quá trình năng lượng

Pđt – công suất điện từ

 Pcơ – là công suất cơ

P2 – Công suất cơ hữu ích trên trục động cơ

Pcf - tổn hao cơ do ma sát ổ trục, quạt gió và phụ

Hiệu suất của động cơ điện:

 P là tổng công suất tổn hao trong máy:

Pst1 – Tổn hao sắt từ trong lõi thép stato do dòng điện xoáy và từ trễ

Pđ1 – Tổn hao trên điện trở dây quấn stato

Pđ2 - Tổn hao trên điện trở dây quấn roto

Tổn hao sắt từ trong lõi thép roto nhỏ (cỏ thể bỏ qua) vì tần số dòng điện roto nhỏ

Thông thường người ta xác định gần đúng hiệu suất như sau: n t P k P P

P0 =  Pst +  Pcf tổn hao không tải

Pn tổn hao trên điện trở dây quấn rôt khi dòng điện bằng định mức

Hiệu suất định mức của động cơ không đồng bộ khoáng 0,75 – 0,95.

Mô men quay của động cơ KĐB 3 pha

Ở chế độ động cơ điện, mô men điện từ đóng vai trò là mô men quay, được tính là:

Pđt – công suất điện từ: Pđt = 3I’22 s

 1 là tần số góc của từ trường quay:  1 = p

 là tần số góc dòng điện stato p số đôi cực từ

Trên hình vẽ 1 vẽ quan hệ mô men theo hệ số trượt M = f(s)

Khi thay s = n/(n - n1), ta có mối quan hệ n = f(M), thể hiện đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ Động cơ hoạt động tại điểm mômen quay tương đương với mô men cản MC.

Mômen quay của động cơ không đồng bộ có các đặc điểm quan trọng, trong đó mômen tỷ lệ với bình phương điện áp Khi điện áp cung cấp cho động cơ thay đổi, mômen quay cũng sẽ thay đổi đáng kể Hình 1.12a minh họa mối quan hệ giữa mômen (M) và điện áp (s) với các mức điện áp khác nhau: U’1 < U1.

Hình 3.11 Biểu đồ mô men b Mô men có trị số cực đại Mmax ứng với giá trị sth

Hệ số trượt tới hạn tỷ lệ thuận với điện trở roto, trong khi Mmax không phụ thuộc vào điện trở này Khi thêm điện trở phụ Rp vào roto, đường đặc tính M = f(s) sẽ thay đổi, như được minh họa trong hình 3.10b Tính chất này cho phép điều chỉnh tốc độ và khởi động động cơ roto dây quấn một cách hiệu quả.

Quan hệ giữa M, và Mmax và sth có thể tính như sau:

Với s=1 mô men mở máy động cơ là:

  Đối với động cơ lồng sóc thường cho các tỷ số sau:

Mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha

Phương trình cân bằng mômen trong quá trình khởi động

M : Mômen điện từ của động cơ điện: f1(Ω)

MC : Mômen cản của tải: f2(Ω)

Ta thấy: + Tăng tốc độ thuận lợi khi dΩ/dt > 0 → M > MC

+ (M - MC) càng lớn thì tốc độ tăng càng nhanh

+ Máy có quán tính lớn thì thời gian khởi động tk lâu

Yêu cầu khi khởi động động cơ :

-Mômen Mk phải lớn để thích ứng với đặc tính tải

-Dòng Ik càng nhỏ càng tốt để không ảnh hưởng đến các phụ tải khác -Thời gian tk cần nhanh để máy có thể làm việc được ngay

-Thiết bị khởi động đơn giản rẻ tiền, tin cậy và ít tốn năng lượng

Việc lựa chọn phương pháp khởi động cho lưới điện cần dựa vào yêu cầu sử dụng và công suất cụ thể, vì các yêu cầu này thường mâu thuẫn với nhau.

Sơ đồ nối dây khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ cho thấy cách đóng cầu dao CD để kết nối dây quấn stato với lưới điện, giúp động cơ quay Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản và hiệu quả trong việc khởi động động cơ.

- Thiết bị khởi động đơn giản

- Mô men khởi động lớn

- Thời gian khởi động nhỏ

Nhược điểm của việc sử dụng động cơ là dòng điện khởi động lớn có thể ảnh hưởng đến các phụ tải khác Do đó, phương pháp này chỉ nên áp dụng cho những động cơ có công suất nhỏ, trong khi công suất của nguồn cung cấp cần phải lớn hơn nhiều so với công suất của động cơ.

Hình 3.12: Khởi động trực tiếp

3.8.2 Khởi động bằng cách giảm điện áp đặt vào dây quấn stato

Các phương pháp sau đây nhằm mục đích giảm dòng điện khởi động Ik Nhưng khi giảm điện áp khởi động thì mômen khởi động cũng giảm theo

* Khởi động dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stato:

Bên hình 3.13 là sơ đồ nối dây khởi động động cơ KĐB dùng cuộn kháng CK

Khi khởi động: cầu dao CD2 cắt,

CD1 được sử dụng để kết nối dây quấn stato với lưới điện thông qua cuộn kháng CK Khi động cơ quay ổn định, CD2 sẽ nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới điện.

- Điện áp đặt vào dây quấn stato khi khởi động: U’k = kU1 (k Iđm, cuộn dây sẽ bị quá nóng, dẫn đến việc tăng điện áp trên từng bộ phận, đặc biệt là trên tụ điện Tình huống này có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng điện áp, tạo ra quá điện áp nguy hiểm cho người vận hành, và có khả năng làm hỏng cách điện của dây quấn và tụ điện.

Việc lựa chọn điện dung làm việc của động cơ tụ điện là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất hoạt động của động cơ Điện dung làm việc CLV được coi là hợp lý khi dòng điện và điện áp pha của động cơ đạt giá trị định mức trong điều kiện tải thực tế CLV tỷ lệ thuận với công suất động cơ và dòng điện định mức, đồng thời tỷ lệ nghịch với điện áp Để tính toán trị số điện dung công tác cho động cơ tụ điện hoạt động ở lưới điện có tần số 50Hz, có thể áp dụng công thức kinh nghiệm phù hợp với sơ đồ đấu điện đã được cung cấp.

Bước 1: Tính điện dung tụ điện làm việc

Ipha đm là dòng điện định mức của động cơ

UL là điện áp nguồn 1 pha mà động cơ hoạt động khi đấu nối 1 pha Hệ số k là yếu tố tính toán, phụ thuộc vào từng sơ đồ đấu dây cụ thể.

Bước 2: Tính điện áp tụ điện làm việc

UC  1.5 UL Bước 3: Tính điện dung tụ điện khởi động

Ckđ =(23)CLV c Tính trị số tụ điện theo kinh nghiệm

Với những động cơ chạy lưới 220v thì cứ 1kW phải có CLV= 65F

Ví dụ 1: Động cơ 3pha 220/380v, 0,6kw đấu lại chạy 1pha 220V thì phải dùng tụ điện có điện dung:

Ví dụ 2: Một động cơ 3pha công suất 1kW điện áp 220/380V dòng điện 4.2/2.4A Hãy đấu lại để sử dụng ở mạng 1pha 220V?

- Nếu theo kinh nghiệm: CLV = 65 F

Hai tụ này là tụ dầu có Uc  380V

Theo công thức ta chọn sơ đồ:

Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha

3.14 Dây quấn động cơ không đồng bộ một pha 1 1

4 Bài 4: Máy điện đồng bộ 10 7 3

4.1 Định nghĩa và công dụng 0.5

4.2 Cấu tạo của máy điện đồng bộ 1

4.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.4 Phản ứng phần ứng trong máy phát điện đồng bộ 1

4.5 Các đường đặc tính của máy phát điện đồng bộ 1.5 1

4.6 Sự làm việc song song của máy phát điện đồng bộ 1 1

4.7 Động cơ và máy bù đồng bộ 1

5 Bài 5: Máy điện một chiều 10 6 3 1

5.1 Đại cương về máy điện một chiều 0.5

5.2 Cấu tạo của máy điện một chiều 0.5

5.3 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều 0.5

5.4 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 0.5

5.5 Công suất và mônmen điện từ của máy điện một chiều 0.5 1

5.6 Tia lử điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 0.5

5.7 Máy phát điện một chiều 0.5

5.8 Động cơ điện một chiều 0.5 1

5.9 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 1

5.10 Bảo dưỡng và sửa chữa máy điện một chiều 1 1 1

Bài 1 Khái niệm chung về máy điện Mục tiêu

- Hiểu được nội dung các định luật điện từ dùng trong máy điện

- Vận dụng các định luật vào phân tích nguyên lý hoạt động của máy điện

1.1 Định nghĩa và phân loại

- Máy điện là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ

- Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các dây quấn)

- Dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện) hoặc ngược lại (máy phát điện)

Máy điện được phân loại theo nhiều tiêu chí như công suất, cấu tạo, dòng điện và nguyên lý làm việc, trong đó phân loại theo nguyên lý làm việc là chủ yếu Một trong những loại máy điện là máy điện tĩnh.

- Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp (MBA)

- Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây không có chuyển động tương đối

- Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi điện năng b Máy điện có phần động

- Loại máy điện này thường dùng để biến đổi năng lượng: Động cơ, máy phát điện

Nguyên lý hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và lực điện từ, do sự tương tác giữa từ trường và dòng điện của các cuộn dây khi chúng chuyển động tương đối với nhau.

1.2 Tính thuận nghịch của máy điện

Nguyên lý hoạt động của máy điện dựa trên định luật cảm ứng điện từ, với sự chuyển đổi năng lượng thông qua từ trường Để tạo ra từ trường mạch và tập trung, vật liệu sắt từ được sử dụng để chế tạo mạch từ Trong máy biến áp, mạch từ có lõi thép đứng yên, trong khi đó, máy điện quay có hai lõi thép đồng trục: một quay và một đứng yên, với khe hở giữa chúng Nhờ tính chất thuận nghịch của định luật cảm ứng điện từ, máy điện có khả năng hoạt động như máy phát điện hoặc động cơ điện.

Hình 1.1 Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của máy phát điện Đưa cơ năng vào phần quay của MĐ nó sẽ làm việc ở chế độ máy phát:

Máy bao gồm một khung dây abcd kết nối với hai phiến góp, và cả khung dây lẫn phiến góp được quay quanh trục với vận tốc không đổi trong từ trường của hai cực nam châm vĩnh cửu Theo định luật cảm ứng điện từ, trong thanh dẫn sẽ sinh ra sức điện động được tính theo công thức: e = B.l.v (V).

B: Từ cảm nơi thanh dẫn quét qua (T)

L: Chiều dài của thanh dẫn trong từ trường (m)

V: Tốc độ dài của thanh dẫn (m/s)

Khi mạch ngoài khép kín qua tải, sức điện động trong khung dây sẽ tạo ra một dòng điện chạy từ A đến B Trong chế độ máy phát điện, máy chuyển đổi cơ năng thành điện năng.

Máy làm việc ở chế độ động cơ điện:

Nếu ta cho dòng điện một chiều đi vào khung dây vào chổi than A và ra ở

B Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ F = B.i.l tác dụng lên cạnh khung dây Chiều của lực điện từ được xác định bằng qui tắc bàn tay trái, các lực F tạo thành mô men quay rotor với vận tốc v Khi rotor quay cắt các đường sức từ sinh ra sức điện động E có chiều ngược với chiều dòng điện, máy đã biến điện năng thành cơ năng

Để truyền tải điện từ các trạm phát điện đến hộ tiêu thụ, cần thiết phải có đường dây tải điện Khi khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ lớn, việc tối ưu hóa truyền tải điện năng xa một cách kinh tế trở thành một vấn đề quan trọng cần giải quyết.

Khi điện áp trên đường dây được tăng cao, dòng điện sẽ giảm xuống, cho phép giảm tiết diện dây, từ đó giảm trọng lượng, chi phí và tổn hao năng lượng Để đạt được điều này, cần có thiết bị để tăng điện áp ở đầu đường dây và giảm điện áp tại các hộ tiêu thụ, và thiết bị này được gọi là máy biến áp.

Trong bài số 2 này sẽ cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản nhất về máy biến áp Qua đó sẽ giúp chúng ta có khả năng:

- Mô tả cấu tạo, phân tích nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha và ba pha

- Xác định cực tính và đấu dây vận hành máy biến áp một pha, ba pha đúng kỹ thuật

- Đấu máy biến áp vận hành song song các máy biến áp

- Tính toán các thông số của máy biến áp ở trạng thái: không tải, có tải, ngắn mạch

- Quấn máy biến áp một pha theo các thông số kỹ thuật

- Chọn lựa máy biến áp phù hợp với mục đích sử dụng

- Bảo dưỡng và sửa chữa máy biến áp theo yêu cầu

1.3 Phát nóng và làm mát máy điện

Trong quá trình biến đổi năng lượng, máy điện luôn gặp phải tổn hao, bao gồm tổn hao sắt từ do hiện tượng từ trễ và dòng xoáy trong thép, tổn hao đồng trong dây quấn, và tổn hao do ma sát ở máy điện quay Tất cả các loại tổn hao này đều chuyển hóa thành nhiệt, khiến máy điện nóng lên Để duy trì hiệu suất hoạt động, cần có biện pháp tản nhiệt ra môi trường xung quanh, phụ thuộc vào bề mặt làm mát của máy và sự đối lưu không khí hoặc môi trường làm mát khác như dầu máy biến áp Thông thường, vỏ máy điện được thiết kế với các cánh tản nhiệt và hệ thống quạt gió để hỗ trợ quá trình làm mát.

Kích thước và phương pháp làm mát của máy cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo rằng độ tăng nhiệt của vật liệu cách điện không vượt quá mức cho phép Điều này giúp bảo vệ vật liệu cách điện, đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của máy lên đến khoảng 20 năm.

Khi máy điện hoạt động ở chế độ định mức, nhiệt độ của các bộ phận không vượt quá mức cho phép Tuy nhiên, khi máy bị quá tải, nhiệt độ sẽ tăng cao hơn giới hạn cho phép, do đó, việc vận hành máy trong tình trạng quá tải lâu dài là không được khuyến khích.

Bài 2 Máy biến áp 2.1 Cấu tạo và công dụng của máy biến áp

2.1.1 Cấu tạo MBA a Lõi thép

Lõi thép máy biến áp được chế tạo từ vật liệu dẫn từ tốt, chủ yếu là thép kỹ thuật điện, nhằm dẫn từ thông chính Các lá thép này có độ dày từ 0,35 - 0,5mm và được sơn cách điện ở hai mặt để giảm tổn hao dòng Fucô Tính chất của lá thép kỹ thuật điện thay đổi theo hàm lượng Sillic: hàm lượng Sillic cao giúp giảm tổn thất năng lượng nhưng làm cho thép trở nên giòn, cứng và khó gia công.

Lõi thép gồm hai bộ phận chính:

Trụ là nơi để đặt dây quấn

Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ

- Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín

Theo hình dáng lõi thép, máy biến áp thường chia ra làm 2 loại:

Kiểu trụ (hình 2.1a) sử dụng các lá thép UI và bao gồm hai ống dây quấn lồng vào hai trụ đứng Để cải thiện chất lượng truyền dẫn, cuộn sơ và cuộn thứ thường được chia thành hai nửa và đặt ở hai trụ khác nhau Hai nửa của mỗi cuộn dây cần được nối sao cho từ thông mà chúng tạo ra trong mạch từ có cùng chiều.

Kiểu bọc (hình 2.1b) của máy biến áp 1 pha bao gồm các lá thép EI, trong đó cuộn sơ cấp và thứ cấp được quấn chồng lên nhau thành một ống và lồng vào trụ giữa của chữ E Hai trụ bên có tiết diện bằng nửa trụ giữa, tạo thành hai mạch từ nhánh đối xứng, mỗi nhánh dẫn một nửa từ thông chính.

Thường làm bằng dây đồng hoặc nhôm, có tiết diện tròn hoặc chữ nhật, bên ngoài dây dẫn bọc cách điện

Dây quấn máy biến áp bao gồm nhiều vòng dây được lồng vào trụ lõi thép, với cách điện giữa các vòng dây và giữa các dây quấn, đồng thời các dây quấn cũng được cách điện với lõi thép Thông thường, máy biến áp có hai cuộn dây quấn.

- Cuộn sơ cấp (W1): Là cuộn nối với nguồn

- Cuộn thứ cấp (W2): Là cuộn nối với tải, cung cấp điện cho phụ tải

Hình 2.2 Dây quấn máy biến áp

Bảo dưỡng và sửa chữa động cơ điện xoay chiều

3.14.1 Động cơ điện không khởi động được khi không tải a Hiện tượng Đấu động cơ điện không có tải vào lưới, động cơ không quay và không thấy biểu hiện có mômen khởi động b Nguyên nhân

Mômen quay trong động cơ điện không đồng bộ hình thành từ sự tương tác giữa từ trường quay của cuộn dây stato và dòng điện cảm ứng trong cuộn dây rôto Nếu mạch trong cuộn dây stato hoặc rôto bị đứt, mômen quay sẽ không được tạo ra Để khắc phục tình trạng này, cần kiểm tra và sửa chữa mạch điện nhằm đảm bảo hoạt động ổn định của động cơ.

Tùy thuộc vào vị trí hư hỏng, có nhiều phương pháp sửa chữa như thay dây chảy cầu chì, thay tiếp điểm công tắc tơ, khởi động từ, và đánh sạch, bắt chặt đầu tiếp xúc Khi gặp sự cố ở lưới điện vào hoặc khi đứt bối dây của một pha trong cuộn stato, cần nắm vững công nghệ lồng đấu và quy trình tẩm sấy cuộn dây để tháo gỡ đúng pha hỏng, thực hiện nối hàn tại chỗ đứt, nhằm khôi phục lại động cơ một cách hiệu quả.

3.14.2 Động cơ quay khi không tải nhưng khi có tải thì dừng lại a Hiện tượng Đóng điện vào động cơ, động cơ không khởi động được khi có tải, hoặc cho động cơ chạy không tải thì được, nhưng vào tải thì tốc dộ quay bị giảm rõ rệt hoặc dừng hẳn b Nguyên nhân

+Về cơ khí: Bị chẹt hãm ở bộ phận truyền động cơ khí

Phụ tải cơ của động cơ lớn quá mức

Chèn cánh gió làm chẹt phần quay với phần tĩnh Động cơ bị sát cốt (rôto bị sát vào stato), do hỏng vòng bi

Điện áp lưới cung cấp có thể bị hạ thấp do nhiều nguyên nhân, bao gồm việc đấu nhầm các pha của cuộn dây từ hình tam giác (∆) sang hình Y, hoặc khi một trong ba pha của cuộn dây stato bị đứt.

Chập mạch một số vòng đây trong một bối dây pha stato c Cách khắc phục

Sửa chữa hư hỏng hoặc sai sót cơ khí đòi hỏi sự kết hợp giữa kinh nghiệm lắp ráp và sửa chữa với các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định trong công nghệ chế tạo và sửa chữa máy điện.

- Sửa chữa về điện: Đấu nhầm (∆) sang Y thì đấu lại, Điện áp thấp ta tăng điện áp lên, chạm chập vòng dây tháo gỡ thay bối hỏng

3.14.3 Động cơ quay được nhưng tốc độ bị giảm không đạt trị số định mức a Hiện tượng Động cơ khởi động được khi không tải và tốc độ quay đạt đến trị số định mức, nhưng khi có tải, tốc độ bị giảm rõ rệt b Nguyên nhân

- Điện áp lưới bị hạ thấp

- Đứt mạch một vài thanh dẫn, phía vành chập của rôto lồng sóc hoặc đứt mạch trong rôto ruột quấn

Trị số điện trở của cuộn dây rôto tăng cao do nhiều nguyên nhân, bao gồm việc nhả mối hàn, quá trình đúc không đạt tiêu chuẩn, và sự xuất hiện của vết nứt trong các thanh dẫn cũng như vòng chập mạch của rôto lồng sóc.

- Tính toán khi sửa chữa lại động cơ không đúng, đôi khi còn do lựa chọn bước ngắn sai trong khi sửa chữa c Cách khắc phục

Tùy vào vị trí hư hỏng, cách khôi phục sẽ khác nhau Nếu gặp trường hợp đứt mạch trong rôto lồng sóc, cần phải thay thế rôto Nếu không có rôto thay thế, có thể làm chảy nhôm (rôto nhôm đúc) và thay bằng lồng sóc đồng (tán đồng).

3.14.4 Động cơ bị quá nóng không cho phép a Quá nóng cuộn dây và lõi thép stato

Quá nóng đồng đều cả cuộn dây và lõi thép stato, quá nóng cục bộ ở cuộn dây lõi thép stato

- Tăng cao dòng điện đồng dều trong cả ba pha hoặc không đồng đều do: Đứt một trong ba pha dây dẫn

- Điện áp lưới cao quá định mức, điện áp lưới cung cấp không đối xứng

- Quá tải Đấu ngược đầu một tổ bối dây, hư hỏng cách điện

- Hệ số thông gió làm mát xấu: Cửa gió bị bịt kín, lắp ngược quạt gió, gẫy cánh gió, nhầm chiều thổi gió, tắc đường thông gió

Sử dụng vôn kế, ampe kế và ampe kẹp để kiểm tra cường độ dòng điện và điện áp cung cấp cho động cơ, từ đó xác định tình trạng cầu chì, cầu dao, công tắc tơ và khởi động từ Việc này giúp phát hiện và sửa chữa các vấn đề như pha đứt, cũng như điều chỉnh điện áp về mức định mức nếu quá cao hoặc thấp Đồng thời, kiểm tra hệ thống làm mát của động cơ dựa trên kinh nghiệm và hiểu biết về cấu tạo và hoạt động của quạt gió.

Để giảm tải cơ khi gặp tình trạng quá tải, cần tăng cường bôi trơn cho hệ thống truyền động bánh răng, điều chỉnh curoa, và giảm lực kéo hoặc mômen quay của máy sản xuất Đồng thời, cần chú ý đến hiện tượng quá nóng của rôto dây quấn để đảm bảo hiệu suất hoạt động của thiết bị.

Quá nóng đồng đều cả cuộn dây rôto, động cơ bị giảm tốc độ quay

Khi khởi động có tải động cơ, không có đà tốc độ và không đạt được tốc độ quay định mức, rôto nóng nhanh

Dòng điện trong các pha rôto dây quấn tăng cao quá trị số định mức do một số nguyên nhân chính, bao gồm điện áp lưới cung cấp thấp hơn định mức khi động cơ hoạt động ở chế độ đầy tải, tình trạng quá tải, hoặc đoản mạch trong cuộn dây rôto Ngoài ra, việc nhả mối hàn và cuộn dây stato cùng rôto quá nóng đến nhiệt độ không cho phép cũng góp phần làm tăng dòng điện.

Giảm tải cơ, kiêmt tra chạm chập trong cuộn dây rôto, kiểm tra sửa chữa các mối hàn, vành trượt, giá chổi than, điện trở mở máy

3.14.5 Động cơ có tiếng kêu không bình thường

* Hiện tượng Động cơ làm việc có tiếng kêu khác thường như tiếng rú, tiếng cọ sát cơ khí

Lõi thép bị ép lỏng hoặc lá tôn miệng răng bị tòe đầu có thể ảnh hưởng đến hiệu suất điện từ Đồng thời, khe hở không đồng đều giữa rôto và stato cũng gây ra vấn đề, đặc biệt khi các cuộn dây pha stato có mạch nhánh song song.

Động cơ có thể bị hư hỏng do chấn động mạnh, dẫn đến các vấn đề như hỏng ổ đỡ, ghép không chặt các lá tôn trong lõi stato và rôto, cũng như tình trạng nêm rãnh bị hư hỏng và cách điện nhô lên khỏi miệng rãnh.

Kiểm tra gu-giông, đai ốc và đinh tán là cần thiết để đảm bảo sự an toàn và hiệu suất của thiết bị Cần thực hiện kiểm tra cách điện và nêm rãnh, đồng thời xem xét động cơ có bị chấn động quá mức hay không Đảm bảo xiết chặt các bu lông chân đế động cơ để duy trì độ ổn định Kiểm tra cân bằng cường độ dòng điện ba pha không vượt quá trị số định mức cũng rất quan trọng Cuối cùng, cần kiểm tra ổ lăn và bề mặt tiếp xúc của chổi than để đảm bảo hoạt động trơn tru của động cơ.

3.14.6 Động cơ bị hư hỏng cách điện

* Hiện tượng Động cơ điện đang làm việc có mùi khét, có khi bốc khói và kèm theo động cơ bị nóng

Máy điện đồng bộ

Máy điện một chiều

Ngày đăng: 16/03/2022, 09:08

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]- Nguyễn Đức Sĩ, Công nghệ chế tạo Máy điện và Máy biến áp, NXB Giáo dục 1995 Khác
[2]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2001 Khác
[3]- Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu, Máy điện 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật 2001 Khác
[4]- Châu Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng và sửa chữa Máy biến áp, Động cơ điện, Máy phát điện công suất nhỏ, NXB Giáo dục 1994 Khác
[5]- Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Tính toán cung cấp và lựa chọn thiết bị, khí cụ điện, NXB Giáo dục 1998 Khác
[6]- Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật 1999 Khác
[7] Basic Electronic Practices (2001, Human Resources Development Service of Korea, Bak Jonggap) Khác
[8] Basic Electronic Practices (2009, Human Resources Development Service of Korea, Bak Jonggap) Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.2. Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của động cơ - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 1.2. Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của động cơ (Trang 12)
Hình 2.13. Máy biến áp 3 pha 2 dây quấn - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 2.13. Máy biến áp 3 pha 2 dây quấn (Trang 24)
Hình 2.16: Sơ đồ MBA hàn hồ quang - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 2.16 Sơ đồ MBA hàn hồ quang (Trang 26)
Hình 2.17. Các sự cố đối với máy biến áp nạp ắc quy - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 2.17. Các sự cố đối với máy biến áp nạp ắc quy (Trang 27)
Bảng ký lục kiểm tra tải - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Bảng k ý lục kiểm tra tải (Trang 38)
Hình 3.2. Dây  quấn  stato - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.2. Dây quấn stato (Trang 49)
Hình 3.10: Đồ thị quá trình năng lượng - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.10 Đồ thị quá trình năng lượng (Trang 58)
Hình 3.14. Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.14. Khởi động dùng máy biến áp tự ngẫu (Trang 63)
Hình 3.16. Khởi động động cơ rô to dây quấn - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.16. Khởi động động cơ rô to dây quấn (Trang 64)
Hình 3.17.  Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn điện. - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.17. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn điện (Trang 65)
Hình 2.20. Điều chỉnh tốc độ bằng cách nối trả năng lượng về nguồn - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 2.20. Điều chỉnh tốc độ bằng cách nối trả năng lượng về nguồn (Trang 68)
Hình 3.21. Động cơ dùng dây quấn phụ - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.21. Động cơ dùng dây quấn phụ (Trang 69)
Hình 3.22.  Động cơ 1 pha dùng tụ điện - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.22. Động cơ 1 pha dùng tụ điện (Trang 70)
Hình 3.24. U nguồn = U p động cơ - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 3.24. U nguồn = U p động cơ (Trang 72)
Hình 4.3. Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ - Giáo trình Máy điện (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trung cấp) - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội
Hình 4.3. Phản ứng phần ứng của máy điện đồng bộ (Trang 96)