B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 1
Lêi më ®Çu
Trong cuéc sèng, ®iÖn cã mét vai trß rÊt quan träng. ViÖc ®µo t¹o ra
c¸c kü s ngµnh ®iÖn cã vai trß quan träng kh«ng kÐm. Ngµy nay theo ®µ
ph¸t triÓn cña x· héi mµ ®iÒu kiÖn häc tËp cña sinh viªn nãi chung vµ sinh
viªn ngµnh ®iÖn nãi chung ®· cã nhiÒu c¶i thiÖn rÊt thuËn lîi.
Sinh viªn trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi lµ sinh viªn cña mét trêng
kü thuËt do vËy ®iÒu kiÖn thùc hµnh lµ cÇn thiÕt h¬n c¶. ChÝnh v× vËy, mÆc
dï kinh phÝ h¹n hÑp ®iÒu kiÖn cßn cha hiÖn ®¹i nhng nhµ trêng vµ c¸c thÇy
c« gi¸o vÉn t¹o ®iÒu kiÖn tèi ®a cho sinh viªn chóng em ®îc thùc hµnh,
kiÓm tra l¹i kiÕn thøc ®· häc trªn líp qua kú thùc tËp dµnh cho sinh viªn
ngµnh ®iÖn vµo gi÷a n¨m häc thø 3. B¶n th©n em lµ mét sinh viªn khoa
§iÖn tuy nhiªn viÖc tiÕp xóc víi c¸c m¸y mãc, thiÕt bÞ thùc tÕ cha nhiÒu.
ChÝnh v× vËy em thÊy viÖc tæ chøc thùc tËp t¹i xëng ®iÖn cña c¸c thÇy trong
trêng nãi chung vµ c¸c thÇy c« trong bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö nãi riªng
lµ mét c¬ héi tèt cho chóng em ®îc tiÕp thu kiÕn thøc thùc tÕ mét c¸ch trùc
quan nhÊt.
Sau 3 tuÇn thùc tËp t¹i xëng ®iÖn cña bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö,
díi sù chØ b¶o tËn t×nh cña thÇy NguyÔn Quang Hïng vµ thÇy NguyÔn Huy ThiÖn
em cïng c¸c b¹n ®· cã tiÕp thu ®îc nh÷ng kiÕn thøc thùc tÕ rÊt ®¸ng quý.
Vµ quan träng h¬n ®ã lµ c¸ch tiÕp cËn víi thùc tÕ ®iÒu mµ c¸c thÇy mong
muèn sinh viªn cã c¸i nh×n s©u h¬n, réng h¬n ®èi víi c¸c kiÕn thøc ®· ®îc
häc trªn líp.
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n hai thÇy cïng bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö.
Nhê sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy vµ bé m«n mµ chóng em ®· hoµn
thµnh tèt ®ît thùc tËp ë xëng §iÖn. Sau ®©y em xin ®îc tr×nh bµy tãm t¾t
nh÷ng kiÕn thøc vµ bµi häc kinh nghiÖm mµ em tæng kÕt ®îc qua 3 tuÇn
thùc tËp t¹i xëng §iÖn cña bé m«n ThiÕt bÞ §iÖn-§iÖn tö.
(Xem lại mấy cái đồ thị hình như sai‼!)
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 2
Néi dung cña bµi b¸o c¸o cña em bao gåm nh÷ng phÇn sau ®©y:
Lêi më ®Çu:...……………………………………………………………….1
Ch¬ng I: Tãm t¾t lý thuyÕt............................................................................3
Kh¸i niÖm chung vÒ m¸y ®iÖn...................................................................3
M¸y biÕn ¸p...............................................................................................7
M¸y ®iÖn quay.........................................................................................11
Ch¬ng II: .....................................................................................................14
KiÓm nghiÖm lý thuyÕt qua c¸c thÝ nghiÖm.................................................14
Ch¬ng III : Qu¸ tr×nh thùc hµnh..................................................................21
Ch¬ng IV: KÕt qu¶ thùc tËp.........................................................................30
Ch¬ng V: Tæng kÕt......................................................................................33
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 3
Ch¬ng I: Tãm t¾t lý thuyÕt
KH¸I NIÖM CHUNG VÒ M¸Y ®IÖN
1.1. §Þnh nghÜa
M¸y ®iÖn lµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tõ thùc hiÖn sù biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh
®iÖn n¨ng hoÆc tõ ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng dùa trªn nguyªn lý c¶m øng
®iÖn tõ.
M¸y ®iÖn dïng lµm m¸y biÕn ®æi n¨ng lîng lµ phÇn tö quan träng nhÊt
cña bÊt cø thiÕt bÞ ®iÖn n¨ng nµo. Nã ®îc sö dông réng r·i trong c«ng
nghiÖp, n«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i, c¸c hÖ ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ®iÒu
chØnh khèng chÕ…
1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn.
M¸y ®iÖn lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ. Nã tu©n thñ
theo 2 ®Þnh luËt lµ: §Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ (§Þnh luËt Faraday) vµ ®Þnh
luËt vÒ lùc ®iÖn tõ (§Þnh luËt Laplace).
1.3.§Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ.
• Ph¸t biÓu: Sù biÕn thiªn tæng tõ th«ng mãc vßng trong m¹ch ®iÖn sÏ t¹o
ra mét søc ®iÖn ®éng tû lÖ víi ®¹o hµm cña tæng tõ th«ng biÕn thiªn ®ã.
• BiÓu thøc:
e=
Trong ®ã:
• D¹ng kh¸c:
−d Φ
dt
e
lµ suÊt ®iÖn ®éng c¶m øng
Φ
lµ tæng tõ th«ng mãc vßng trong m¹ch ®iÖn
e = B.l .v
e
lµ søc ®iÖn ®éng c¶m øng
B
lµ tõ c¶m
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 4
l chiÒu dµi thanh dÉn trong tõ trêng
v
tèc ®é chuyÓn ®éng cña thanh dÉn theo híng
vu«ng gãc víi tõ c¶m
1.4. §Þnh luËt vÒ lùc tõ
• Ph¸t biÓu: Lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn thanh dÉn mang dßng ®iÖn ®Æt trong
tõ trêng cã ®é lín tû lÖ thuËn víi chiÒu dµi cña thanh dÉn, cêng ®é dßng
®iÖn ch¹y qua thanh dÉn vµ cêng ®é tõ trêng n¬i chøa thanh dÉn.
f = B.l.i.sin ϕ
• C«ng thøc:
Trong ®ã:
f
lµ lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn thanh dÉn
B
lµ cêng ®é tõ trêng
l
lµ chiÒu dµi thanh dÉn
i
lµ cêng ®é dßng ®iÖn trong thanh dÉn
ϕ
r
lµ gãc gi÷a vÐc t¬ tõ c¶m B víi dßng ®iÖn i ch¹y
trong thanh dÉn
1.5.VËt liÖu chÕ t¹o m¸y ®iÖn
a. VËt liÖu t¸c dông.
VËt liÖu t¸c dông gåm vËt liÖu dÉn tõ vµ vËt liÖu dÉn ®iÖn. C¸c vËt liÖu
nµy sÏ lµm nhiÖm vô thùc hiÖn c¸c chuyÓn ®æi ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn.
• VËt liÖu dÉn tõ:
Dïng ®Ó chÕ t¹o m¹ch tõ cho m¸y ®iÖn. Ngêi ta thêng dïng c¸c lo¹i
thÐp cã tÝnh chÊt tõ kh¸c nhau cho c¸c lo¹i m¸y ®iÖn kh¸c nhau. Lo¹i thÐp
thêng dïng lµ thÐp l¸ kü thuËt ®iÖn, cã hµm lîng Silic kh¸c nhau nhng
kh«ng vît qu¸ 4.5%. Hµm lîng Silic nµy dïng ®Ó h¹n chÕ tæn hao do tõ trÔ
vµ t¨ng ®iÖn trë cña thÐp ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y. Th«ng thêng
c¸c lo¹i thÐp kü thuËt ®iÖn cã bÒ dµy 0.35 hay 0.27 mm dïng cho m¸y biÕn
¸p vµ 0.5mm dïng cho m¸y ®iÖn quay. C¸c l¸ thÐp nµy sÏ ®îc ghÐp l¹i víi
nhau ®Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn Fuco g©y nªn. Theo c¸ch chÕ t¹o ngêi
ta ph©n thÐp kü thuËt ®iÖn ra lµm hai lo¹i: c¸n nãng vµ c¸n nguéi. ThÐp c¸n
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 5
nguéi cã ®Æc tÝnh tõ tèt h¬n thÐp c¸n nãng. §ã lµ ®é tõ thÈm cao h¬n, tæn
hao thÐp Ýt h¬n. ThÐp c¸n nguéi chia lµm hai lo¹i: dÞ híng vµ ®¼ng híng.
Lo¹i dÞ híng th× tÝnh n¨ng tõ tÝnh theo híng däc theo híng c¸n th× tèt h¬n
h¼n do ®ã nã thêng ®îc dïng trong m¸y biÕn ¸p. Cßn lo¹i thÐp ®¼ng híng
th× cã ®Æc tÝnh tõ theo mäi híng lµ nh nhau nªn thêng ®îc dïng trong m¸y
®iÖn quay.
• VËt liÖu dÉn ®iÖn:
Thêng dïng lµ ®ång. §ång dïng lµm d©y quÊn ph¶i ®¹t tiªu chuÈn t¹p
chÊt kh«ng qu¸ 0.1%. §iÖn trë suÊt cña ®ång t¹i 20°C lµ
ρ = 0.0172Ω .mm 2 / m
Ngoµi ra trong mét sè trêng hîp ngêi ta cßn dïng nh«m lµm vËt liÖu
dÉn ®iÖn.
b. VËt liÖu kÕt cÊu
Lµ lo¹i vËt liÖu dïng ®Ó chÕ t¹o ra c¸c bé phËn chi tiÕt truyÒn ®éng hoÆc
kÕt cÊu cho m¸y ®iÖn theo c¸c d¹ng cÇn thiÕt, ®¶m b¶o cho m¸y ch¹y b×nh
thêng. Ngêi ta thêng dïng c¸c vËt liÖu nh gang, thÐp, kim lo¹i mµu, hîp
kim hoÆc c¸c vËt liÖu b»ng chÊt dÎo.
c. VËt liÖu c¸ch ®iÖn
Dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c bé phËn ng¨n c¸ch gi÷a c¸c bé phËn mang ®iÖn víi
bé phËn kh«ng mang ®iÖn còng nh gi÷a c¸c bé phËn mang ®iÖn víi nhau
(c¸c pha). Nh÷ng vËt liÖu nµy cã vai trß rÊt quan träng trong m¸y ®iÖn v× nã
®¶m b¶o sù an toµn trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña m¸y. Do ®ã nã cÇn
®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu nh ®é bÒn nhiÖt cao, ®é dÉn nhiÖt tèt, chÞu Èm, chÞu
®îc hãa chÊt vµ cã ®é bÒn c¬ nhÊt ®Þnh.
V× c¸c vËt liÖu c¸ch ®iÖn cã ®é bÒn kh¸c nhau nªn ngêi ta chia nã ra
thµnh 7 lo¹i theo cÊp nhiÖt ®é lµm viÖc cña chóng.
CÊp c¸ch ®iÖn
Y
A
E
B
F
H
C
NhiÖt ®é lµm viÖc
90
105
120
130
155
180
>180
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 6
Khi m¸y lµm viÖc, do c¸c t¸c ®éng kh¸c cña ®iÒu kiÖn lµm viÖc mµ ®é
bÒn cña vËt liÖu c¸ch ®iÖn sÏ bÞ gi¶m. Theo thùc nghiÖm nÕu nhiÖt ®é lµm
viÖc cho phÐp t¨ng qu¸ tõ 8-10°C th× tuæi thä vËt liÖu c¸ch ®iÖn sÏ gi¶m ®i
mét nöa. Do ®ã khi lµm viÖc cÇn tr¸nh ®Ó m¸y ®iÖn qu¸ t¶i lµm t¨ng nhiÖt
®é trong thêi gian dµi.
1.6. Ph©n lo¹i
M¸y ®iÖn cã nhiÒu lo¹i, ®îc ph©n lo¹i theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau, ph©n
lo¹i theo c«ng suÊt, theo cÊu t¹o, theo chøc n¨ng, theo dßng ®iÖn (mét chiÒu
hoÆc xoay chiÒu), theo nguyªn lý lµm viÖc. ë ®©y ta ph©n lo¹i theo nguyªn
lý biÕn ®æi n¨ng lîng :
• M¸y ®iÖn tÜnh:
M¸y ®iÖn tÜnh thêng gÆp lµ c¸c lo¹i m¸y biÕn ¸p. m¸y ®iÖn tÜnh lµm
viÖc dùa trªn c¸c hiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ do sù biÕn thiªn tõ th«ng, gi÷a
c¸c quËn d©y kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau. M¸y ®iÖn tÜnh
thêng dïng ®Ó biÕn ®æi th«ng sè ®iÖn n¨ng. Do tÝnh chÊt thuËn nghÞch cña
c¸c quy luËt c¶m øng ®iÖn tõ,qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh chÊt thuËn nghÞch.
vÝ dô nh m¸y biÕn ¸p biÕn ®æi ®iÖn n¨ngcã c¸c th«ng sè U1, I1, t1 thµnh
®iÖn n¨ng cã c¸c th«ng sè míi U2, I2, t2 ,hoÆc ngîc l¹i biÕn ®æi hÖ thèng
®iÖn U2, I2, t2 thµnh hÖ thèng ®iÖn U1, I1, t1.
• M¸y ®iÖn quay (quay hoÆc chuyÓn ®éng th¼ng):
Nguyªn lý lµm viÖc dùa vµo hiÖn tîng c¶m øng ®iÖn tõ, lùc ®iÖn tõ do tõ
trêng vµ dßng ®iÖn cña c¸c cuén d©y cã chuyÓn ®éng t¬ng ®èi víi nhau g©y
ra. Lo¹i m¸y ®iÖn nµy thêng dïng ®Ó biÕn ®æi n¨ng lîng. VÝ dô nh biÕn ®æi
®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng (®éng c¬ ®iÖn) hoÆc biÕn ®æi c¬ n¨ng thµnh ®iÖn
( m¸y ph¸t ®iÖn). Qu¸ tr×nh biÕn ®æi cã tÝnh chÊt thuËn nghÞch nghÜa lµ m¸y
®iÖn cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t hoÆc ®éng c¬ ®iÖn. M¸y ®iÖn quay
®îc chia thµnh hai lo¹i lµ: m¸y ®iÖn xoay chiÒu vµ m¸y ®iÖn mét chiÒu.
M¸y ®iÖn xoay chiÒu cã thÓ ph©n thµnh m¸y ®iÖn ®ång bé, m¸y ®iÖn kh«ng
®ång bé vµ m¸y ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp.
1.7. C¸c th«ng sè m¸y ®iÖn
Mçi mét m¸y ®iÖn cã mét bé c¸c th«ng sè ®Þnh møc ®Ó ®¶m b¶o khi
vËn hµnh m¸y cã thÓ ®¹t ®îc hiÖu suÊt cao nhÊt, æn ®Þnh vµ an toµn nhÊt
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 7
®ång thêi ®¶m b¶o ®é bÒn, tuæi thä m¸y. Qua c¸c th«ng sè cña m¸y ®iÖn ta
còng cã thÓ chän ®îc lo¹i m¸y ®iÖn phï hîp víi yªu cÇu sö dông
C¸c th«ng sè nãi chung thêng dïng lµ: C¸c ®iÖn ¸p ®Þnh møc, dßng
®Þnh møc, dung lîng vµ c«ng suÊt ®Þnh møc, tèc ®é ®Þnh møc.
M¸Y BIÕN ¸P
1.8. Kh¸i niÖm chung
M¸y biÕn ¸p lµ bé phËn kh«ng thÓ thiÕu trong viÖc truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng.
Nh chóng ta ®· biÕt khi truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng nÕu ®iÖn ¸p cµng cao th× dßng
®iÖn trªn d©y sÏ gi¶m xuèng tõ ®ã hao phÝ n¨ng lîng trªn ®êng d©y sÏ gi¶m
xuèng lµm gi¶m chi phÝ ®Çu t do kh«ng ph¶i mua d©y cã tiÕt diÖn lín vµ
®Çu t cho x©y dùng ®êng d©y. Trong thùc tÕ c¸c m¸y ph¸t ®iÖn chØ cã thÓ
s¶n sinh ra ®iÖn ¸p vµo kho¶ng tõ 0.4-6kV do ®ã ®Ó cã ®îc ®iÖn ¸p cao
35,110,220,500kV truyÒn t¶i trªn c¸c ®êng d©y ta cÇn cã m¸y biÕn ¸p ®Ó
t¨ng ¸p. Vµ khi ®iÖn truyÒn t¶i ®Õn n¬i ngêi tiªu dïng th× cÇn ph¶i gi¶m
xuèng theo møc ®iÖn ¸p mµ hé tiªu thô yªu cÇu. Trong hÖ thèng ®iÖn lùc,
muèn truyÒn t¶i vµ ph©n phèi c«ng suÊt tõ n¬i s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng ®Õn n¬i
tiªu dïng cÇn ph¶i qua nhiÒu cÊp t¨ng ¸p vµ h¹ ¸p. Do ®ã nhiÖm vô cña m¸y
biÕn ¸p kh«ng chØ thay ®æi ®iÖn ¸p mµ cßn lµ bé phËn ph©n phèi n¨ng lîng.
1.9. §Þnh nghÜa
M¸y biÕn ¸p lµ thiÕt bÞ tõ tÜnh, lµm viÖc dùa trªn nguyªn lý c¶m øng
®iÖn tõ, dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c th«ng sè (U,I) cña dßng ®iÖn xoay chiÒu nhng
vÉn gi÷ nguyªn tÇn sè.
1.10.
Nguyªn lý lµm viÖc
Nh ®· nãi ë trªn, m¸y biÕn ¸p lµm viÖc theo nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ:
e=−
dΦ
dt
XÐt s¬ ®å nguyªn lý cña m¸y biÕn ¸p trªn h×nh vÏ sau:
I1
I2
W1
U1
I2
W1
W1
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp
N2
N1 1 K50
W1
W1
W1
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 8
M¸y biÕn ¸p trªn h×nh vÏ lµ m¸y biÕn ¸p mét pha hai d©y quÊn. D©y
quÊn s¬ cÊp cã N1 vßng d©y vµ d©y quÊn thø cÊp cã W2 vßng d©y. C¶ hai
cuén d©y ®îc quÊn trªn mét lâi s¾t. Lâi s¾t ®îc cÊu t¹o tõ nhiÒu lµ thÐp kü
thuËt ®iÖn. Khi ®Æt mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu U1 vµo 2 ®Çu cña cuén d©y s¬
cÊp th× trong lßng cña cuén d©y sÏ xuÊt hiÖn mét tõ th«ng Φ biÕn thiªn víi
tÇn sè b»ng tÇn sè cña dßng ®iÖn trong cuén s¬ cÊp. Tõ th«ng nµy mãc vßng
víi c¶ 2 cuén d©y 1 vµ 2. Nã sinh ra s®® c¶m øng e1 vµ e2 trªn c¸c cuén
d©y s¬ cÊp vµ thø cËp. Khi nèi 2 ®Çu cña cuén d©y s¬ cÊp víi t¶i nã sÏ sinh
ra hiÖu ®iÖn thÕ U2 vµ dßng ®iÖn I2 trªn t¶i. Nh vËy n¨ng lîng cña dßng
®iÖn xoay chiÒu ®· ®îc chuyÓn tõ cuén d©y s¬ cÊp sang cuén d©y thø cÊp.
Gi¶ sö ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Æt vµo 2 ®Çu cña cuén s¬ cÊp lµ mét ®iÖn ¸p
h×nh sin th× tõ th«ng nã sinh ra còng lµ mét hµm sè h×nh sin:
Φ = Φ m sin ωt
Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ, s®® c¶m øng sinh ra trong c¸c d©y quÊn
s¬ cÊp vµ thø cÊp sÏ lÇn lît lµ:
e1 = − N1
d Φ m sin wt
dΦ
π
= − N1
= − N1wΦ m cos wt = 2 E1 sin( wt − )
dt
dt
2
e2 = − N 2
d Φ m sin wt
dΦ
π
= −N2
= − N 2 wΦ m cos wt = 2E2 sin(wt − )
dt
dt
2
Trong ®ã:
E1 =
wN1Φ m 2π fN1Φ m
=
= 4.44 fN1Φ m
2
2
E2 =
wN 2 Φ m 2π fN 2 Φ m
=
= 4.44 fN 2Φ m
2
2
lµ gi¸ trÞ hiÖu dông cña c¸c s®® d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp.
Tõ c¸c biÓu thøc ë trªn ta thÊy s®® c¶m øng trong d©y quÊn chËm pha
π
2
so víi tõ th«ng sinh ra nã mét gãc .
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 9
HÖ sè m¸y biÕn ¸p:
Ngêi ta ®Þnh nghÜa hÖ sè m¸y biÕn ¸p lµ tû sè gi÷a c¸c ®¹i lîng sau:
k=
E1 w1 U1
=
=
E2 w2 U 2
1.11.
VËt liÖu, cÊu t¹o:
M¸y biÕn ¸p ®îc cÊu t¹o tõ ba bé phËn chÝnh: lâi thÐp, d©y quÊn vµ vá
m¸y. Tïy vµo tõng nhiÖm vô kh¸c nhau mµ chóng ®îc cÊu t¹o tõ nh÷ng lo¹i
vËt liÖu kh¸c nhau.
1.12.
Lâi thÐp
Lâi thÐp ®îc dïng lµm m¹ch dÉn tõ, ®ång thêi lµm khung ®Ó quÊn d©y
quÊn. Theo h×nh d¸ng lâi thÐp, ngêi ta chia ra m¸y biÕn ¸p kiÓu lâi vµ m¸y
biÕn ¸p kiÓu bäc.
Lâi thÐp m¸y biÕn ¸p ®îc lµm tõ t«n silic c¸n nguéi dÞ híng, ®Ó tõ
th«ng lu«n ®i theo chiÒu c¸n lµ chiÒu cã tõ dÉn lín, l¸ thÐp ®îc ghÐp tõ c¸c
l¸ t«n ®îc c¾t chÐo mét gãc nhÊt ®Þnh. C¸ch ghÐp nµy dïng trong c¸c m¹ch
tõ cã ®é dµy tÊm t«n trong kho¶ng tõ 0.20-0.35 mm. Khi bÒ dµy tÊm t«n
nhá h¬n 0.20 mm ngêi ta dïng c«ng nghÖ m¹ch tõ quÊn l¸ t«n v« dÞnh h×nh
dµy 0.10 mm.
Lâi thÐp cña m¸y biÕn ¸p bao gåm 2 phÇn.
- PhÇn trô: lµ phÇn ®Ó quÊn d©y.
- PhÇn g«ng: KÕt nèi c¸c phÇn trô l¹i vµ t¹o thµnh m¹ch tõ kÝn.
Trô vµ g«ng ®îc Ðp chÆt víi nhau b»ng èc vÝt.
1.13.
D©y quÊn
- C«ng dông: lµ bé phËn dÉn ®iÖn cña m¸y biÕn ¸p, lµm nhiÖm vô thu
n¨ng lîng vµo vµ truyÒn n¨ng lîng ra. Kim lo¹i dïng lµm d©y quÊn thêng
b»ng ®ång. Theo c¸ch quÊn d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp ta cã thÓ chia thµnh hai
lo¹i. D©y quÊn ®ång t©m vµ d©y quÊn xem kÏ.
• D©y quÊn ®ång t©m
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 10
Lµ d©y quÊn mµ ë tiÕt diÖn ngang lµ nh÷ng vßng trßn ®ång t©m. D©y
quÊn h¹ ¸p thêng quÊn ë phÝa trong cßn d©y quÊn cao ¸p quÊn ë bªn ngoµi
®Ó tËn dông quËn h¹ ¸p lµm líp ph©n c¸ch gi÷a cuén cao ¸p vµ trô. Nh÷ng
kiÓu d©y quÊn ®ång t©m chÝnh lµ:
- D©y quÊn h×nh trô: NÕu tiÕt diÖn d©y nhá th× dïng d©y trßn, quÊn
nhiÒu líp. NÕu tiÕt diÖn d©y lín th× dïng d©y bÑt vµ quÊn thµnh hai líp. D©y
quÊn h×nh trô d©y trßn thêng dïng lµm d©y quÊn cao ¸p, ®iÖn ¸p tíi 35 kV,
d©y quÊn h×nh trô bÑt dïng chñ yÕu lµm d©y quÊn h¹ ¸p víi ®iÖn ¸p tõ 6kV
trë xuèng. Nãi chung d©y qÊn h×nh trô thêng dïng cho c¸c m¸y biÕn ¸p cã
dung lîng 630kVA trë xuèng.
- D©y quÊn h×nh xo¾n: Gåm nhiÒu d©y bÑt chËp l¹i quÊn theo ®êng xo¾n
èc, gi÷a c¸c vßng d©y cã r·nh hë. H×nh kiÓu nµy thêng dïng cho c¸c m¸y
biÕn ¸p cã dung lîng trung b×nh vµ lín.
- D©y quÊn xo¸y xo¾n èc liªn tôc : lµm b»ng d©y bÑt vµ kh¸c víi d©u
quÊn h×nh xo¾n èc ë chç d©y quÊn nµy ®îc quÊn thµnh nh÷ng b¸nh r¨ng
d©y ph¼ng c¸ch nhau b»ng nh÷ng r·nh hë. B»ng c¸ch ho¸n vÞ ®Æc biÖt trong
khi quÊn, c¸c b¸nh d©y ®îc nèi tiÕp liªn tôc mµ kh«ng cÇn mèi hµn gi÷a
chóng. D©y quÊn lo¹i nµy dïng lµm cuén cao ¸p cho ®iÖn ¸p tõ 35kV trë
lªn vµ cã dung lîng lín.
• D©y quÊn xen kÏ
C¸c b¸nh d©y cao ¸p vµ h¹ ¸p lÇn lît ®îc quÊn xen kÏ nhau däc theo trô
thÐp. KiÓu d©y quÊn nµy thêng dïng trong c¸c m¸y biÕn ¸p kiÓu bäc.
1.14.
Vá m¸y
Bao gåm thïng m¸y vµ n¾p m¸y. Cã chøc n¨ng b¶o vÖ lâi s¾t vµ c¸c
cuén d©y. Ngoµi ra c«ng dông cña n¾p thïng cßn lµ ®a ®Çu d©y vµo vµ ®a
c¸c ®Çu d©y ra. Vá m¸y lµm nhiÖm vô t¶n nhiÖt, dËp hå quang do cÊu t¹o
kÝn chøa dÇu lµm nhiÖm vô c¸ch ®iÖn.
1.15.
Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p
• Theo sè pha: m¸y biÕn ¸p mét pha vµ m¸y biÕn ¸p ba pha.
• Theo c«ng dông:
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 11
- M¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc: lµm nhiÖm vô truyÒn t¶i vµ ph©n
phèi ®iÖn n¨ng
- M¸y biÕn ¸p chuyªn dông: dïng cho c¸c môc ®Ých cô thÓ
nh luyÖn kim, hµn…
- M¸y biÕn ¸p tù ngÉu: dïng biÕn ®æi ®iÖn ¸p trong ph¹m vi
kh«ng lín.
- M¸y biÕn ¸p ®o lêng: ®Ó gi¶m ®iÖn ¸p, gi¶m dßng ®iÖn khi
®a vµo c¸c ®ång hå ®o.
- M¸y biÕn ¸p thÝ nghiÖm: dïng ®Ó thÝ nghiÖm c¸c ®iÖn ¸p cao.
M¸Y ®IÖN QUAY
1.16.
Kh¸i niÖm chung
M¸y ®iÖn quay dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c d¹ng n¨ng lîng c¬ thµnh n¨ng lîng
®iÖn vµ ngîc l¹i. M¸y ®iÖn quay cã thÓ lµm viÖc thuËn nghÞch, cã hai chÕ
®é lµm viÖc:
- ChÕ ®é ®éng c¬: BiÕn ®æi c¸c ®iÖn n¨ng thµnh c¬ n¨ng.
- ChÕ ®é m¸y ph¸t: BiÕn ®æi n¨ng lîng ®iÖn thµnh n¨ng lîng c¬.
Do tÝnh thuËn nghÞch cña m¸y ®iÖn nªn ta kh«ng xÐt riªng tõng lo¹i mµ
xÐt chung c¶ hai lo¹i trªn.
1.17.
Nguyªn lý lµm viÖc
Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn quay dùa trªn hai ®Þnh luËt ®iÖn tõ c¬
b¶n. §Þnh luËt thø nhÊt lµ ®Þnh luËt søc ®iÖn ®éng c¶m øng, ®Þnh luËt thø
hai lµ ®Þnh luËt vÒ lùc ®iÖn tõ.
Tïy theo c¸ch t¹o ra tõ trêng vµ kÕt cÊu m¹ch tõ cïng d©y quÊn mµ ta
chia m¸y ®iÖn quay thµnh c¸c lo¹i c¬ b¶n sau ®©y:
- M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé.
- M¸y ®iÖn ®ång bé.
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 12
- M¸y ®iÖn mét chiÒu.
- M¸y ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp.
1.18.
CÊu t¹o, vËt liÖu
CÊu t¹o chung cña m¸y ®iÖn quay bao gåm hai bé phËn chÝnh lµ phÇn
tÜnh (roto) vµ phÇn tÜnh (stato). PhÇn tÜnh vµ phÇn ®éng cña m¸y ®iÖn quay
®îc lµm tõ c¸c lo¹i vËt liÖu kÕ cÊu vµ d©y quÊn t¹o tõ th«ng. Ngoµi ra cßn
cã n¾p m¸y vµ vá m¸y.
a. Stato: Gåm lâi thÐp vµ d©y quÊn phÇn øng cã nhiÖm vô t¹o nªn tõ trêng.
- Lâi thÐp : H×nh trô, do c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®îc s¾p xÕp thµnh mét
khèi. NÕu tõ th«ng qua lâi thÐp lµ xoay chiÒu th× nã ®îc ghÐp tõ c¸c l¸ t«n
silic dµy 0.35-0.5mm ®Ó lµm gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y, cßn nÕu lµ tõ
th«ng kh«ng ®æi th× nã ®îc ®óc b»ng thÐp hoÆc ghÐp tõ thÐp tÊm.
- D©y quÊn: lµm b»ng ®ång hoÆc nh«m, ®îc quÊn vµo c¸c r·nh cña stato
®îc bäc c¸ch ®iÖn víi nhau vµ c¸ch ®iÖn víi lâi thÐp.
b. Roto: Cã d¹ng khèi trô, gåm lâi thÐp, d©y quÊn phÇn c¶m trôc m¸y.
- Lâi thÐp: cã h×nh trô lµm b»ng c¸ch l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i víi
nhau cã lç ë gi÷a ®Ó l¾p trôc vµ c¸c r·nh quÊn d©y ®èi víi roto d©y quÊn.
- D©y quÊn : ChØ cã ®èi víi roto d©y quÊn, lµm b»ng ®ång hoÆc nh«m.
Chóng quÊn theo c¸c r·nh cña roto. Riªng ®èi víi lo¹i roto lång sãc d©y
quÊn lµ c¸c thanh ®ång ®îc nèi ng¾n m¹ch víi nhau b»ng c¸c vµnh b»ng
®ång t¹o thµnh lång sãc.
Vá m¸y vµ n¾p m¸y: lµm b»ng gang hoÆc thÐp ®Ó gi÷ chÆt lâi thÐp vµ cè
®Þnh m¸y khi lµm viÖc. Trªn n¾p m¸y cã æ ®ì trôc. Vá m¸y vµ n¾p m¸y cã
nhiÖm vô b¶o vÖ c¸c bé phËn bªn trong cña m¸y.
1.19.
Ph©n lo¹i
Nh ®· nãi ë trªn, m¸y ®iÖn thêng ®îc chia lµm bèn lo¹i c¬ b¶n theo
c¸ch t¹o ra tõ trêng vµ kÕt cÊu cña m¹ch tõ cïng d©y quÊn.
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 13
• M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé
Stato cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé t¹o ra mét tõ trêng quay tèc ®é lµ:
n1 =
60 f 2
p
víi f 2 lµ tÇn sè dßng ®iÖn ®a vµo, p lµ sè ®«i cùc cña m¸y.
Tõ trêng quay nµy quÐt trªn d©y quÊn roto t¹o ra dßng ®iÖn c¶m øng
trªn cuén d©y cña roto. Dßng ®iÖn nµy sinh ra tõ th«ng cã t¸c dông chèng
l¹i sù thay ®æi cña tõ trêng quay. Tõ th«ng cña d©y quÊn roto hîp víi tõ
th«ng cña stato t¹o ra trong khe hë t¸c ®éng lªn dßng ®iÖn ch¹y trong d©y
quÊn roto lµm cho roto quay víi tèc ®é n < n1 tèc ®é n phô thuéc vµo dßng
®iÖn trong d©y quÊn roto vµ tõ th«ng trªn khe hë.
HÖ sè trît
s% =
n2 − n
.100
n2
• M¸y ®iÖn ®ång bé
Lùc tõ ®îc ®Æt trong roto cßn d©y quÊn phÇn øng (khung d©y) ®îc ®Æt
trªn phÇn tÜnh gåm ba cuén d©y ®Æt lÖch nhau trong kh«ng gian mét gãc
120o . Khi cùc tõ quay víi tèc ®é n, d©y quÊn phÇn øng sÏ c¶m øng nªn mét
s®® vµ mét dßng ®iÖn ba pha lÖch nhau 120 o vÒ thêi gian vµ do ®ã t¹o nªn
mét tõ trêng quay víi tèc ®é
n=
60 f
p
vµ b»ng tèc ®é cña roto.
1.20.
C¸c th«ng sè m¸y ®iÖn quay
Trong m¸y ®iÖn quay ta quan t©m tíi c¸c th«ng sè sau ®©y:
- §iÖn ¸p lµm viÖc ®Þnh møc. U®m
- Dßng më m¸y. Imm
- Dßng lµm viÖc ®Þnh møc. I®m
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 14
Ch¬ng II:
KiÓm nghiÖm lý thuyÕt qua c¸c thÝ nghiÖm
1. QuÊn m¸y biÕn ¸p tù ngÉu mét cuén d©y
1.1 C¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p
Khi thùc hµnh quÊn m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ta cÇn cã thÓ tÝnh c¸c th«ng sè
d©y quÊn dùa vµo c¸c ®¹i lîng sau ®©y:
2
Q
tiÕt diÖn lâi s¾t ( cm )
S
c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p
w
sè vßng d©y cho 1V
J
2
mËt ®é dßng ®iÖn m¸y biÕn ¸p J = 2.5 ÷ 3 A / mm
d
®êng kÝnh tiÕt diÖn cña d©y dÉn
s
tiÕt diÖn d©y quÊn
1.2 C¸ch x¸c ®Þnh tiÕt diÖn cña lâi thÐp
TiÕt diÖn cña lâi thÐp ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
Q = a.b(cm 2 )
Q = S ®èi víi lâi thÐp h×nh ch÷ I
Q = 0.7 S ®èi víi l¸ thÐp h×nh ch÷ E
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 15
1.3 Sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu
C«ng thøc thùc nghiÖm x¸c ®Þnh sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu:
w=
45 ÷ 50
(vßng d©y/1V)
Q
Trong c«ng thøc, tû sè lµ mét h»ng sè ®îc lÊy trong kho¶ng tõ 45÷50
tïy thuéc vµo hµm lîng silic cã trong c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn dïng lµm
m¹ch tõ. Hµm lîng nµy cã thÓ x¸c ®Þnh mét c¸ch trùc quan gÇn ®óng b»ng
c¸ch uèn cong l¸ thÐp vµ xem hiÖn tîng x¶y ra.
1.4 Th«ng sè d©y quÊn
MËt ®é dßng ®iÖn n»m trong kho¶ng tõ 2.5÷3A/mm2 do ®ã víi dßng
®iÖn cã cêng ®é tõ 2.5÷3A th× tiÕt diÖn cña d©y dÉn sÏ lµ S=1mm2 .
§êng kÝnh cña d©y dÉn ®îc tÝnh dÔ dµng nhê c«ng thøc
d=
4S
π
Tõ ®ã tÝnh ®îc d=1.13mm.
1.5 QuÊn d©y
M¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã ®Æc ®iÓm lµ d©y quÊn thø cÊp lµ mét bé phËn
cña d©y quÊn s¬ cÊp nªn ngoµi quan hÖ hç c¶m cña c¸c d©y quÊn s¬ cÊp vµ
thø cÊp cßn cã sù liªn hÖ trùc tiÕp vÒ c¸c ®¹i lîng ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m cña
c¸c ®o¹n m¹ch m¾c nèi tiÕp.
2. QuÊn d©y cho stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
2.1 C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n d©y quÊn thùc tÕ
C¸c th«ng sè cÇn quan t©m khi thùc hiÖn quÊn d©y cho stato ®éng c¬
kh«ng ®ång bé:
Z
sè r·nh stato (cã thÓ lµ 18,24,36,54)
Q
sè r·nh t¸c dông díi mét cùc tõ (sè bèi d©y cña mét
nhãm bèi)
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 16
y
sè bíc d©y quÊn (tÝnh tõ c¹nh t¸c dông thø nhÊt ®Õn
c¹nh t¸c dông thø hai cña cïng mét phÇn tö)
2p
sè cùc tõ
p
sè ®«i cùc
m
sè pha
f
tÇn sè dßng ®iÖn
a
sè m¹ch nh¸nh song song
n
tèc ®é quay cña tõ trêng
n1
tèc ®é ®Çu trôc
C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n trong viÖc thiÕt kÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé
Sè r·nh t¸c dông díi mét cùc
q=
Z
2mp
Sè bíc d©y quÊn
y=
Z
2p
Bíc cùc (kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha)
T=
πd
2p
NÕu y = T : sè bíc d©y quÊn ®ñ
NÕu y < T : sè bíc d©y quÊn ng¾n
NÕu y > T : sè bíc d©y quÊn dµi
60 f
Tèc ®é tõ trêng quay n: n = p ( f = 50 Hz )
Tõ c«ng thøc trªn ta cã b¶ng tèc ®é cña tõ trêng vµ ®Çu trôc theo sè ®«i
cùc.
Sè ®«i cùc
n (v / p )
n1 (v / p )
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 17
1
3000
2500
2
1500
1480
3
1000
980
2.2 Nhãm d©y quÊn vµ c¸ch ph©n bè c¸c bèi d©y
2.2.1 Nhãm d©y quÊn
Cã hai lo¹i nhãm d©y quÊn thêng gÆp lµ d©y quÊn ®ång t©m vµ d©y
quÊn ®ång khu«n.
a. D©y quÊn ®ång t©m
Lµ lo¹i d©y quÊn liªn tiÕp d©y dÉn theo cïng mét chiÒu lªn bé khu«n cã
c¸c khung quÊn víi kÝch thíc kh¸c nhau vµ ®Æt ®ång t©m trªn trôc cuèn.
• ¦u ®iÓm: dÔ l¾p ®Æt.
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
Trang | 18
• Nhîc ®iÓm: C¸c ®Çu d©y chiÕm nhiÒu chç h¬n so víi c¸c c¸ch quÊn
d©y kh¸c.
b. D©y quÊn ®ång khu«n
C¸c cuén d©y cã cïng mét kÝch thíc ®îc bè trÝ trªn stato ë c¸c r·nh kÕ
tiÕp nhau t¹o thµnh c¸c cÆp cùc tõ.
• ¦u ®iÓm: C¸c ®Çu d©y ®îc thu gän
• Nhîc ®iÓm: ViÖc l¾p ®Æt khã kh¨n, tèn nhiÒu thêi gian h¬n so víi
d©y quÊn ®ång t©m.
2.2.2 C¸ch ph©n bè d©y quÊn
Cã hai c¸ch bè trÝ d©y quÊn : TËp trung vµ ph©n t¸n.
• D©y quÊn tËp trung: c¸c bèi d©y cïng mét nhãm bèi ®îc ®Æt vµo
c¸c r·nh sao cho c¸c c¹nh t¸c dông thø nhÊt cña chóng liªn tiÕp
nhau.
• D©y quÊn ph©n t¸n: D©y quÊn ®îc ®Æt ®Òu, c¹nh t¸c dông thø
nhÊt cña bèi thø hai n»m ngay sau c¹nh t¸c dông thø hai cña bèi
thø nhÊt.
2.3 C¸ch thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn phÇn øng
2.3.1 C¬ së thµnh lËp:
Sè r·nh t¸c dông díi mét ®«i cùc.
Sè bíc d©y quÊn y
Vßng trßn ®a gi¸c søc ®iÖn ®éng
2.3.2 Bµi tËp thùc hµnh:
Bµi 1: Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång khu«n ph©n t¸n mét líp víi:
Z=24, 2p=4, q=2, y=5.
Bµi 2: Thµnh lËp s¬ ®å d©y quÊn ®ång t©m tËp trung mét líp víi:
Z=36, 2p=4, q=3, y=9.
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
B¸o c¸o thùc tËp xëng
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
Trang | 19
B¸o c¸o thùc tËp xëng
NguyÔn B¸ BiÒn – Kü thuËt ®o vµ Tin häc c«ng nghiÖp 1 K50
Trang | 20
- Xem thêm -