Phan 2

Bộ môn: THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
KỸ THUẬT ĐIỆN

PHẦN II. MÁY ĐIỆN
Định nghĩa, phân loại và công dụng1
Hai định luật cơ bản trong máy điện2
Vật liệu chế tạo máy điện3
Tổn hao và làm mát trong máy điện4
Chương 1. Những khái niệm cơ bản về Máy Điện

i1 – Định nghĩa, phân loại và công dụng
Chương 1 /
1. Định Nghĩa: Máy điện là một thiết bị điện mà quá trình năng lượng
trong nó dựa theo hiện tượng cảm ứng điện từ
2. Phân Loại:
Chương 1
a. Theo
ngyên lý
biến đổi
năng
lượng
a. Theo
ngyên lý
biến đổi
năng
lượng
biến đổi
tĩnh
biến đổi
tĩnh
biến đổi
cơ điện
biến đổi
cơ điện
không có chuyển động tương đối giữa các
cuộn dây của máy điện, chủ yếu dùng để
biến đổi thông số của dòng điện.
Có sự chuyển động tương đối giữa
các cuộn dây trong MĐ
b. Theo
Công suất
b. Theo
Công suất
SC nhỏ: P < 0,6 kWSC nhỏ: P < 0,6 kW
CS lớn: P > 200 kWCS lớn: P > 200 kW
CS vừa: P < 200 kW
c. Theo
Tốc độ
c. Theo
Tốc độ
chậm: n < 300 V/phútchậm: n < 300 V/phút
Cao: n > 1500 V/phútCao: n > 1500 V/phút
trung bình: n < 1500 V/phút

i1 – Định nghĩa, phân loại và công dụng
3. Công dụng:
Chương 1
Sử dụng rộng rãi trong nền kt quốc dân:
- Máy phát điện
- Động cơ không đồng bộ trong các nhà máy công nghiệp
- Truyền tải điện năng đi xa
- Thiết bị dân dụng
- ….

i2 – Hai định luật cơ bản trong máy điện
1. Định luật cảm ứng điện từ.
a. Khi có từ thông biến thiên xuyên qua vòng dây
Với cuộn dây có W vòng

d
e
dt

 Độ lớn sđđ
Chiều : Qui tắc vặn nút chai
Độ lớn sđđ
e
ecd
cd
d
e W
dt

  W
Vòng dây
Chương 1

i2 – Hai định luật cơ bản trong máy điện
1. Định luật lực điện từ.
A i
B
B

tf

®Độ lớn:
Chiều:
Fđt =
Quy tắc bàn tay trái
B l i
b. Khi thạnh dẫn chuyển động cắt qua từ trường:
A
B
v

AB lĐộ lớn: e =
Chiều: Quy tắc bàn tay phải
e
S
N
B

Bl v
Chương 1

i3 – Vật liệu chế tạo máy điện
1. Vật liệu dẫn điện
3. Vật liệu dẫn từ
2. Vật liệu cách điện
~ thép lá KTĐ
= thép tấm dày hoặc thép khối
Y A E B F H C
[ to] 90 105 120 135 150 180 >180
= (0,3 0,5) mm
Độ cách điện cao
Chịu nhiệt, dẫn nhiệt tốt
Mềm, dẻo và có độ bền cơ nhất định
Yêu cầu
Chương 1
Đồng, nhôm
Phân loại theo cấp chịu nhiệt

3. Vật liệu dẫn từ i
w
l
- Từ hóa lõi thép
- Tính chất của vật liệu sắt từ:
+ độ từ thẩm
B
H
 
+ có hiện tượng bão hòa từ
+ có từ dư : Bo < 5% Bbh  mềm
Bo > 5% Bbh  cứng
+ có hiện tượng từ trễ
+ có tổn hao trong quá trình từ hóa
2
stP U f 
  (2 1)  
-Giảm tổn hao sắt từ trong máy điện, giảm dòng fucô
 ghép lõi bằng các lá thép KTĐ mỏng
Chương 1
Bbh
Bdư
Hbh H,i
Đường cong
từ hóa đầu
B,
Đường cong
khử từ
0
a
b
c

Bài toán mạch từ
i2i1
Hdl

Hdl 



H1, l1
H2, l2
1 1 2 2H l H l 
1 2k n k n
k k k k
k 1 k 1
H l W i F
 
 
  Tổng quát:
F

 = f(F)
F: sức từ động
1 2i i 
1 1 2 2Wi W i
k n
k
k 1
i



Chương 1
i1
i2
W1
W2

i4 – Tổn hao và làm mát trong máy điện
Tổn hao:
P1 – P2 = P  chuyển thành nhiệt
P1 P2
st dongP P P    
Hiệu suất: ra 1
vao 2
P P
P P
  
Làm mát: + làm mát bằng đối lưu tự nhiên
+ làm mát bằng quạt cưỡng bức
+ dầu biến áp/ nước/ khí hóa lỏng
Chương 1

Định nghĩa, công dụng và cấu tạo máy biến áp1
Nguyên lý làm việc của máy biến áp2
Các phương trình cơ bản của MBA (mô hình toán)3
Qui đổi và sơ đồ thay thế MBA4
Chương 2. MÁY BiẾN ÁP
Các chế độ làm việc của MBA5
MBA 3 pha6
MBA đặc biệt7
5
7

i1 – Định nghĩa, công dụng và cấu tạo MBA
1. Định Nghĩa: MBA là máy điện dùng để biến đổi 1 hệ thống dòng
điện từ điện áp này sang điện áp khác.
2. Công dụng:
U1  U2  U3
- Dùng để truyền tải và phân phối điện năng
24 kVMF
Giảm ápTăng áp
110kV, 220kV, 500kV
35kV, 24kV
0,4kV
- Dùng trong công nghiệp
- Dùng trong phòng thí nghiệm
- Dùng trong đời sống hàng ngày

3. Cấu tạo: gồm 2 phần chính
A – Lõi thép: ghép từ các lá thép kỹ thuật điện
Trụ
Gông
Gông

B – Dây quấn: thường làm bằng dây đồng (có thể dùng nhôm)
- Dây quấn sơ cấp: là dây quấn nối với nguồn : w1, u1, i1
- Dây quấn thứ cấp: là dây quấn nối với tải : w2, u2, i2 / w3, u3, i3

B – Dây quấn:

C – Vỏ máy, nắp máy, sứ đầu ra / đầu vào
Công suất:
63 MVA
Điện áp danh định:
115/38,5/23 kV
Tổng khối lượng:
106.000 kg
Dầu:
27.000 kg
Lõi thép + đồng:
37.000kg

Các đại lượng định mức:
-Điện áp định mức:
1dmU Điện áp qui định cho dây cuốn sơ cấp
2dmU Điện áp hở mạch trên dây cuốn thứ cấp khi điện áp sơ cấp =
U1đm.
-Dòng điện định mức:
1dmI Dòng sơ cấp khi điện áp sơ cấp định mức và tải định mức
2dmU Dòng thứ cấp khi điện áp sơ cấp định mức và tải định mức
-Công suất định mức:
dm 2dm 2dmS U .I

i2 – Nguyên lý làm việc của MBA
u1~
Khi  biến thiên => e1 và e2
Giả sử  = m sint
1 1
d
e W
dt

 
2 2
d
e W
dt

 
W1,2 : số vòng dây
1 1 me W cos t    
1 1 me 2 fW  
TQ: 1 1 ee 2E sin( t )   
E1 = 4,44fW1 m
=>
E = - 90O
1E  1 m2 fW
2
 
=>  móc vòng
qua 2 cuộn dây


E

sin( t 90 )  
 i1~ i1
u1 u2
i2
W1 W2
Zt

i2 – Nguyên lý làm việc của MBA
Tương tự => e2 có:
Và tiêu thụ trên tải
E2 = 4,44fW2 m
=> U1 E1 ; U2  E2
1
2
U
U
=> => Hệ số biến áp của MBA
k < 1=>
=> i2
Zt
i1
u2u1~
W
1
W
2
Sơ cấp Thứ cấp

Khi nối dây quấn thứ cấp với tải i2
Năng lượng điện đưa vào sơ
cấp
Bằng con đường hỗ cảm
Đã chuyển qua mạch thứ cấp
Nếu bỏ qua tổn hao trên dây quấn
1
2
E
E

1
2
W
k
W

MBA tăng áp k > 1 => MBA hạ áp

i3 – Các phương trình cơ bản của MBA
Xét MBA có hai dây quấn w1 và w2:
u1  i1 có chiều như hình vẽ.
từ thông  chiều phù hợp i1, móc
vòng với cả 2 cuộn dây
cảm ứng trong 2 dây quấn sức
điện đông e1 và e2 có chiều phù hợp
với  .chọn chiều i2 như hình vẽ.
Từ thông tản t1 do dòng i1
Từ thông tản t2 do dòng i2
1 2
1 2
1 2
;t t
L L
i i
 
 
chỉ móc vòng với dây quấn thứ cấp
chỉ móc vòng với dây quấn sơ cấp
2E

~1U 2U
1I
2I
1t
2t1E

1. Phương trình cân bằng điện áp sơ cấp
2E

~1U 2U
1I
2I
1t
2t1E
sơ cấp:
Theo Kirhof 2  PT cân bằng điện áp sơ cấp:
Viết dưới dạng số phức:
+ nguồn điện áp u1,
+ sức điện động e1,
+ điện trở dây quấn sơ cấp R1,
+ điện cảm tản sơ cấp L1
1
1
1111 e
dt
di
LiRu 11
1
111 eu
dt
di
LiR 
Với tổng trở phức của dây quấn sơ cấp1 ` 1 1 1Z R j L R jX   
1 1 1 1 1 1 1 1( )U E I R jX E Z I           
(X1 là điện kháng tản của dây quấn sơ cấp)
et1
e1
u1
i1
R1

2. Phương trình cân bằng điện áp thứ cấp
2E

~1U 2U
1I
2I
1t
2t1E
Thứ cấp:
Tương tự ta có:
+ điện áp u2,
+ nguồn sức điện động e2,
+ điện trở dây quấn thứ cấp R2,
+ điện cảm tản thứ cấp L2
Gọi là tổng trở phức của dây quấn thứ cấp
2 2 2 2 2Z R j L R jX   
2 2 2 2 2 2 2 2( )U E I R jX E Z I           
X2 là điện kháng tản của dây quấn thứ cấp)

3. Phương trình cân bằng stđ trong MBA
2E

~1U 2U
1I
2I
1t
2t1E
Theo định luật dòng điện toàn phần:
+ khi không tải
1 1 2 2.H l I w I w  
2 0I 
1 0I I  Là dòng không tải MBA
0 0 1.H l I w  
Nếu U1 = const 1 14,44. . . mE w f const    m const  
khi tải thay đổi từ “0” đến “định mức”  H  const
0 1 1 1 2 2I w I w I w    
2 2 2 2 2( )U E I R jX     
1 1 1 1 1( )U E I R jX     
0 1 1 1 2 2I w I w I w   

i4 – Qui đổi và sơ đồ thay thế MBA
A. Qui đổi MBA
1. Mục đích qui đổi:
+ Khi k lớn  U1,U2 chệnh nhau nhiều
 khó khăn khi sử dụng đồ thị véc tơ để tính toán mạch từ
+ thuận tiện hơn khi nghiên cứu MBA
2. Thực chất của việc qui đổi:
1 2w w
1 2u u
1 2E E
1 2I I
1 2w w
1 2u u
1 2E E
1 2I I
2. Điều kiện qui đổi:
Quá trình năng lượng trong 2 máy phải như nhau
2 2 2 2S U I U I  
2 2
2 2 2 2 2. ( ) .dP I R I R   

A. Qui đổi MBA
+ qui đổi sức điện động: Cho E2, E1 tìm E’2
1 2w w 1 2E E 2 2.E k E  2 2.U k U 
+ qui đổi dòng điện: Cho I2 tìm I’2
2 2 2 2U I U I 
2
2
I
I
k
 
+ qui đổi tổng trở: Cho R2 tìm R’2
2 2
2 2 2 2I R I R 
2
2 2R k R  2
2 2X k X  2
2 2
k Z Z
 Hệ PT MBA đã qui đổi
2 2 2 2 2( )U E I R jX         
1 1 1 1 1( )U E I R jX     
0 1 2I I I   

B. Sơ đồ thay thế MBA
Hệ PT MBA đã qui đổi 2 2 2 2 2( )U E I R jX         
1 1 1 1 1( )U E I R jX     
0 1 2I I I   
Sơ đồ thay thế đầy đủ MBA
Ý nghĩa các thông số
trong sơ đồ thay thế
MBA
Sơ cấp Thứ cấp
Lõi thép
Io  (2  6)%I1đm
Sơ đồ gần đúng: I1
R0
R2
’
I2
’
X2
’
U2
’
U1
X1
R1
X0
Zt
’
Io
Tải
Zt
’
U2
’U1
I1
R2
’
I2
’
X2
’X1
R1
Zt
’

i5 – Các chế độ làm việc của MBA
1. Chế độ không tải
V1 U20
W
V2
*
*
Udm
A1
MBA
TN không tải:
đo được U1đm, I0, P0, U20
Tính:
1
20
dmU
k
U
 U20 là điện áp đm thứ cấp
0
0
1
% .100
dm
I
i
I
 (< 5%)
2 2
0 0 1 0 0 0( ) stP I R R I R P    
Tổn hao không tải chủ yếu là tổn hao trong lõi thép
x0
R1X1
r0
o
U1
o
I1
o
I02
0 .P U f const
 

1. Chế độ không tải
TN không tải:
đo được U1đm, I0, P0, U20
Tính được các thông số của nhánh từ hóa:
x0
R1X1
r0
o
U1
o
I1
o
I0
0
0 2
0
P
R
I
 0 ?X 
2 21
1 0 1 0
0
( ) ( )dmU
R R X X
I
    Z
2 21
0 0
0
( )dmU
X R
I
  
x0
r0
o
U1
o
I0
Sơ đồ không tải
gần đúng

2. Chế độ ngắn mạch
Khi thứ cấp nối tắt  ngắn mạch
a. Khi U1 = Uđm  nm sự cố
b. Khi I1 = Iđm  thí nghiệm ngắn mạch
1
(15 20)dm
nsc dm
MBA
U
I I  
Z
W A2
*
*
U
A1
MBA
V1
Đặt điện áp U1 vào cuộn sơ cấp sao cho
 Gọi U1 là Un
1n 1dm 2n 2dmI =I ; I =I
 đo được Un, I1n=I1đm, Pn, I2n=I2đm
R1 X'2X1 R'2
o
U1
o
I1
o
I'2
Sơ đồ thay thế nm

2. Chế độ ngắn mạch
TN ngắn mạch:
Tính được các thông số mạch sơ
cấp và thứ cấp:
1
% .100n
n
dm
U
u
U
 (4 ÷ 6) %
R1 X'2X1 R'2
o
U1
o
I1
o
I'2
Sơ đồ thay thế nm
2 2
1 1 2 1( )n n n nP I R R I R   2
1
n
n
n
P
R
I
 
2 2
1
( )n
n n
n
U
X R
I
  1 2R R
1 2X X
RnXn
o
Un
o
In
1 2
2
nR
R R  1 2
2
nX
X X   2
2 2
R
R
k

  2
2 2
X
X
k



3. Chế độ mang tải
a. Biến thiên điện áp thứ cấp
20 2
2
20
% .100
U U
U
U

 
- Sử dụng sơ đồ thay thế gần đúng
RnXn
o
U1
o
I1
Z't
o
U'2
Dựng đồ thị vector/ tải điện cảm
t

0
1I
2U 1 nI R
1 nI X
nX
nR
n
nZ
1U
n
Dựng vector 1I
Dựng vector tạo với góc2U
1I t
Dựng vector trùng pha với1. nI R 1I
Dựng vector 1. nI X 1I 
1 2 1( )n nU U I R jX    

RnXn
o
U1
o
I1
Z't
o
U'2
t

0
C
B
A
1I
2U 1 nI R
1 nI X
Vì <<  U1 = 0A 1 2U U AB  
20 2 20 2
2
20 20
. .
% .100 .100
.
U U k U k U
U
U k U
 
  
1 2
2
1
% .100
U U
U
U

 
1
.100
AB
U

.cos( )n tAB BC   
.cos cos .sin sinn t n tAB BC BC    
1U
n
1. n
BC I Z 1 1cos sinn t n tAB I R I X   

Đặt: 2 1
2 1dm dm
I I
I I
   Là hệ số phụ tải
1 1
2
1 1
. .
% ( .100cos .100sin )dm n dm n
t t
dm dm
I R I X
U
U U
    
1
1
.
% .100dm n
ntd
dm
I R
U
U
 điện áp ngắn mạch tác dụng %
1
1
.
% .100dm n
np
dm
I X
U
U
 điện áp ngắn mạch phản kháng %
2 % ( %.cos %.sin )ntd t np tU U U     

Đặc tính ngoài của MBA: 2 2( )U f I
Đk:giữ cost không đổi trên mỗi đường đặc tính
Khi không tải: 2 2 200I U U  
Khi có tải:
+tải thuần trở: 0t 
% 0U   20 2U U  (1)
2I
2U
20U
(1)
+tải thuần cảm
0
90t 
n nX R  20 2U U  (2)
(2)
+tải thuần dung
0
90t  
% 0U   20 2U U  (3)
(3)
+tải thuần trở: dốc xuống
+tải thuần cảm: thấp hơn
tải thuần trở
+tải thuần dung: đi lên
2 % ( %.cos %.sin )ntd t np tU U U    

b. Hiệu suất máy biến áp: 2 2
1 2
ra
vao
P P P
P P P P
   
 2
2 1,2st d
P
P P P
 
 
2 2 2 2 2cos cos cost dm t dm tP U I U I S      
0stP P const 
2 2 2 2 2 2
1,2 1 1 2 2 1 1 2 2( ).d dm dm nP I R I R I R I R P     
2
cos
cos
dm t
dm t st n
S
S P P
 

  

 
Vẽ đồ thị : ( )f 
0
tu
n
P
P
 axm 

k
max
cost2
cost 1

i6 –MBA 3 pha
1. Cấu tạo và nguyên lí
Máy biến áp 3 pha được ghép từ 3 máy biến áp 1 pha
0 0A B C       

i6 –MBA 3 pha
2. hệ số biến áp
1 m
d
m
U
k
U
 ®
2®
1f m 1
f
m 2
U W
k
U W
 ®
2f®
Cách nối dây:
Y/Y ; Y/ ; /Y ; / 
Hệ số biến áp pha:
Hệ số biến áp dây:
Y/Y f dk k
Y/ 
/Y
/ f dk k / 3
f dk ?k /
f dk ?k /

i6 –MBA 3 pha
3. Tổ đấu dây
ĐN:
Y/Y-12
cách nối DQSC cách nối DQTC con số
Y/ - 11
ABU

abU

12x30o = 360o
ABU

abU

11x30o = 330o

i6 –MBA 3 pha
A B C
X Y Z
a b c
x y z
A B C
X Y Z
a b c
x y z
b
y,x,
z
Y/Y-12
z,b
x,c
y, a
Y/ - 11
a
c
abU

A
C
B
X,Y,Z
ABU

A
C
B
X,Y,Z
ABU

abU

12x30o = 360o
11x30o = 330o

i6 –MBA 3 pha
4. sự làm việc song song MBA 3 pha
a. Mục đích:
- Đảm bảo tính kinh tế
- Liên tục cấp điện
b. Sơ đồ nối (1 pha)

i6 –MBA 3 pha
k n
mi
nk
i 1 ni
S
S
u %
u %
 
 ®
Sk = k Sđmk
c. Điều kiện
- Cùng tổ đấu dây
- Hệ số biến áp bằng nhau
- Điện áp ngắn mạch bằng nhau
1 2 k
n1 n 2 nk
1 1 1
: : : :
u % u % u %
   
1U

2IU

2IIU

2U

U2 => Icb  5,18 Iđm
(1)
(2)
(3)
Đk1:
Đk2:
Đk3:
U2
1U

2IU

2IIU


i7 –MBA đặc biệt
1. Máy biến áp tự ngẫu
a. Sơ đồ nguyên lý
b. Đặc điểm
- Hệ số BA:
1 1
2 2
U W
k
U W
  2
2 1
1
W
U U
W
 
- Năng lượng chuyển từ sơ cấp sang thứ cấp
theo 2 đường
U1
U2
W1
W2
A
khi A thay đổi
U2 thay đổi
từ:
0 U2đm
W1
W2
A
U1
U2
c. Phạmvi sử dụng
- Dùng để điều chỉnh điện áp
- Dùng để khởi động động cơ công suất lớn
- Dùng trong các phòng thí nghiệm, trong dân dụng
Ưu điểm ?
Nhược điểm ?

Chương 3. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Định nghĩa, cấu tạo và công dụng1
Từ Trường quay trong động cơ KDB 3 pha2
Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 3 pha3
Các phương trình cơ bản4
5 Qui đổi và sơ đồ thay thế

Chương 3. ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Quá trình năng lượng6
Momen quay của động cơ KĐB 3 pha7
Các phương pháp mở máy đ/c KĐB 3pha8
Điều chỉnh tốc độ đ/c KĐB 3 pha9
10 Động cơ không đồng bộ 1 pha

i1 – Định nghĩa, cấu tạo và công dụng
Động cơ không đồng bộ 3 pha là động cơ có tốc độ roto nhỏ hơn tốc
độ từ trường quay
Gọi n1 là tốc độ từ trường quay
n là tốc độ roto
1n n
1. Định Nghĩa:

A. Stato:
LÁ THÉP
STATOR
RÃNH STATOR
Là thành phần không quay, gồm có:
+ Lõi thép: ghép bằng các lá thép KTĐ dày : 0,3 – 0,5mm
các lá thép được dập rãnh để đặt dây quấn stato

A. Stato:
+ Dây quấn:
gồm các dây quấn pha AX, BY, CZ
các đầu dây được đưa ra hộp đầu nối
Kiểu đấu dây và điện áp định mức:
A B C
Z X Y
Y/ : 380/220V
Y/ : 660/380V

B. Roto: (Phần động)
+ Lõi thép: ghép bằng các lá thép KTĐ dày : 0,3 – 0,5mm
các lá thép được dập rãnh để đặt dây quấn roto
+ Dây quấn: có 2 loại
- Dây quấn ngắn mạch (lồng sóc)  gọi là động cơ KĐB roto lồng sóc
LÁ THÉP RÔTO
- Dây quấn pha: có cấu tạo giống dq stato (nối hình Y)

* Roto lồng sóc
Đặc điểm
Vành ngắn
mạch
Thanh dẫn =
đồng or nhôm
- Kết cấu đơn giản
- Không thay đổi được R2
LỒNG SÓC

3 vành trượt
= đồng
Rf
* Roto dây quấn
Đặc điểm :
- Cấu tạo phức tạp, giá thành cao
- Có thể thay đổi R mạch roto nhờ Rf
Dây quấn 3
pha = đồng
nối Y
C. Khe hở không khí  = (0,25 1) mm
Chổi than
- Dây quấn pha: có cấu tạo
giống dq stato (nối hình Y)
các đầu dây quấn roto 
đưa ra ngoài nhờ vành
trượt và chổi than
Vành trượt: bằng đồng gắn
trên trục roto
Chổi than: graphit, gắn trên
satato nối với mạch ngoài

VÀNH
TRƯỢT
CHỔI
THAN
DÂY QUẤN
ROTO

i2 – Từ Trường quay trong động cơ KDB 3 pha
1. Định nghĩa: Là từ trường có phương thay
đổi trong không gian theo thời gian
2. Cách tạo ra từ trường quay
iA = Imsint
iB = Imsin(t-120o)
iC = Imsin(t+120o)
* Tại t1 = 90o :
iA = Im > 0 ; ( )Qui ước iA chạy từ A => X( )
iB chạy từ Y => B ( )( )
iC chạy từ Z => C ( )( )
Từ trường trùng với trục của pha Atong

m
B
I
i
2
  < 0
m
C
I
i
2
  < 0
A,B,C : đầu đầu
X,Y,Z : đầu cuối
vào dây quấn
3 pha
A
Y
B
X
C
Z
tong





*tại t2 = 90o + 120o
iB = Im > 0 ;
( )iA chiều từ X => A( )
iB chiều từ B => Y ( )( )
iC chiều từ Z => C ( )( )
Trùng với trục dq pha C
tong

m
A
I
i
2
  < 0
m
C
I
i
2
  < 0
* Tại t3 = 90o + 240o
* Tại t4 = 90o + 360o
A
Y
B
X
C
Z
Trùng với trục dq pha A
tong

Trùng với trục dq pha B
tong

tong

tong




A
Y
B
X
C
Z

 
tong


* Nhận xét :
- Khi cho i3pha vào dq 3 pha có trục lệch 120o
- Khi iS biến thiên 1 CK
quay được 1/p vg
1
1
60f
n
p
 vg
- Chiều quay TT phụ thuộc thứ tự pha của dòng điện trong các dq.
Nếu đổi thứ tự pha của dòng điện trong 2 dq cho nhau
=> TT quay ngược lai
tong

Từ trường quay
( số đôi cực p = 1)tong

quay được 1 vòng
Nếu p đôi cực, iS b.thiên 1 CK tong

1 giây: iS biến thiên f1 CK 1f
p
vgtong

quay được
 đổi chiều quay của ĐCKĐB
Trong 1 phút: tong


- Khi lệch pha t.gian = lệch pha k.gian = 120o
m
m3p
3
2

 
1Y
tong

C
A X
Z B
C m
1
2
  

tong m
3
2
  

A m 

B m
1
2
  

Trong động cơ 3 pha là từ trường quay tròn, có biên độ không đổi
tong


i3 – Nguyên lý làm việc của động cơ KDB 3 pha
n1
tong

- Đặt U~3p vào dây quấn Stato
1
1
60f
n
p

=> e2
=> i2
Tác động giữa tong

và i2
=> Mđ => kéo Roto quay cùng chiều n1
và tốc độ n < n1
=> Có TT quay
1
1
n n
s
n

Đặt Gọi là hệ số trượt slv= 0,02  0,06
so  0 => Không tải lý tưởng

e2

M
đt
=> i2

i4 – Các phương trình cơ bản (mô hình toán học)
Coi DQ Stato => Sơ cấp
Coi DQ Roto => Thứ cấp
Không tải lý tưởng của ĐC Giống MBA không tải
Thời điểm mở máy của ĐC Giống MBA ngắn mạch

Trục 3 dq song song Trục 3 dq lệch nhau 120o
MBA 3 pha ĐCKĐB 3 pha
Từ trường đập mạch Từ trường quay
DQ TC cấp cố định so với SC DQ TC chuyển động tương đối so với
SC với n  n1f2 = f1 = f f2  f1
DQ tập trung DQ rải
kdq= 1 kdq< 1
2 đầu dq TC nối với tải điện 2 đầu dq roto nối ngắn mạch
U2 = 0U2  0
Từ trường chính khép kín trong
lõi thép
Từ trường chính khép qua 2 lần
khe hở KK Io nhỏ Io lớn
E1 = 4,44f1 W1 m
E1 = 4,44f1 W1 kdq1 

1. Phương trình cân bằng điện
 Dây quấn sơ cấp MBA
E1 = 4,44f1 W1 kdq1  kdq1 < 1 : hệ số dây quấn
a. Phía Stato
b. Phía Roto Khi R quay với vận tốc n
n1
n
Dòng điện i2 có tần số f2
2pn
60
 Với n2 = n1 - n
n
2
1
2
p(n n)
f
60

 1 1
1
pn (n n)
60 n

 1sf
E1U1
I1
X1
R1
f2 = sf1
=> Có hệ số trượt s
1 1 11 1 1U E jX I R I
   
   

Sđđ e2 có : E2s = 4,44f2 W2 kdq2  = s.4,44f1 W2 kdq2 
Sđđ trong dq Roto khi Roto đứng yên
E2s = sE2
PT cân bằng điện áp Roto:
f2
I2
X2S
E2S
R2
Trong đó : X2S = 2L2 = 2 f2 L2 = s. 2 f1 L2
X2
X2 : điện kháng tản roto khi đứng yên
X2S : điện kháng tản roto khi quay
X2S = sX2
f2 = sf1
E2
E2 :
2S 2 22S 20 E jX I R I
  
   

2. Phương trình cân bằng từ
Không tải,  do s.t.đ Fo :
Có tải,  do tổng 2 s.t.đ :
m1, m2 : số pha dây quấn S và R
kdq1, kdq2 : hệ số dây quấn của S và R
U1 E1 = 4,44f1 W1 kdq1 
const
=>  = const 1 2 oF F F
  
  
. . .
1 2 o1 1 dq1 2 2 dq2 1 1 dq1m w k I m w k I m w k I 
Chia 2 vế cho: m1 W1 kdq1
2
1 o
1 1 dq1
2 2 dq2
I
I I
m w k
m w k

 
 
ki
I2
’
.
o 1 2I I I  
1 21 1 dq1 2 2 dq2m w k I m w k I
 

bỏ qua  U1
vì
.
.
2'
2
i
I
I
k

oF

o1 1 dq1m w k I


1 2F F
 
 

i5 – Qui đổi và sơ đồ thay thế
* Hệ phương trình của động cơ
1 1 11 1 1U E jX I R I
   
   
o 1 2I I I
  
 
2S 2 22S 20 E jX I R I
  
   
1 dq11
e
2 2 dq2
w kE
k
E w k
 
* Xét phương trình
2S 2 2 2 22S 2 2 20 E jX I R I sE I (R jsX )
    
       
2
2 2 2
R
0 E I ( jX )
s
 
    
2 2
2 e e i 2 e i
i
RI
0 E .k ( .k k jX .k k )
k s


    
2I


2R 2X2E
Với
22 eE E .k

  Sđđ pha roto qui đổi về stato
2
2
i
I
I
k

  Dòng điện roto qui đổi về stato
1 1 dq1
i
2 2 dq2
m w k
k
m w k

2 2 e iR R .k k 
2 2 e iX X .k k 
điện trở; điện kháng roto qui đổi
về stato i ek k .k Hệ số qui
đổi tổng trở
2
2 2 2
R
0 E I ( jX )
s
  
      

i5 – Qui đổi và sơ đồ thay thế
* Biến đổi đơn giản ta có
2 2 2 2 2
(1 s)
0 E I (R jX R )
s
  
         
1 11 1 1U E I (R jX )
  
   
o 1 2I I I
  
 
2 2 2 2 2
(1 s)
0 E I (R jX R )
s
  
        
Tổn hao roto Công suất trên trục
1 2 0 th thE E I (R jX )
  
    
xth
R1 X'2X1 R'2/s
Rth
o
U1
o
I1
o
I'2
o
I0
Xo
R1 X'2X1 R'2/s
Ro
o
U1
o
I1
o
I'2
o
I0
o
U1
o
I1
o
I'2
o
I0
R'2(1-s)/s
Xo
R'nXn
Ro
o th 1R R R 
o th 1X X X 
Gần đúng
n 1 2R R R 
n 1 2X X X Io = (20 50)%Iđm
' 1
2 '
'2 22
1 1 2
U
I
R
(R ) (X X )
s

  

i6 – Quá trình năng lượng
1đPP1 công suất điện đầu vào
P2 công suất cơ đầu ra
Chế độ định mức
dm 2P P
dm
1dm
P
P 

1 2P P P  
dt 1 st1 d1P P P P    
co dt d2 CfP P P P    
dt dt 1P M .w
co dtP M .w d2 dt 1P M .(w w)    d2 dtP M .s  
1w Tốc độ đồng bộ
w Tốc độ roto
2đP
stP
cfP
P1
Pđt
Pc
ơ
P2
Stato Rôt
oKhe hở

i6 – Quá trình năng lượng
Công suất điện từ
2 22 2
dt 2 2 2
R R
P 3I m I
s s

 
2đPstP
cfP
1đP
P1
Pđt
Pcơ P2
Stato Rôto
Khe hở
2 2
co 2 2 2 2 2
1 s 1 s
P 3I R m I R
s s
 
  
2 2
d2 2 2 2 2 2P 3I R m I R   
2
2
2 o t n
P
P P k P
 
 
1
t
1dm
I
k
I

o st fP P P   
nP
Tổn hao không tải
Tổng tổn hao đồng khi dòng định mức

i7 – Momen quay của động cơ KĐB 3 pha
q
1
P
M 

®tMomen điện từ :
Mặt khác:
22
t 2
R
P 3 I
s

®
1
2
2 22
1 1 2
U
I
R
(R ) (X X )
s
 

  
1
1
2 f
p

 
2
1 2
q
2 22
1 1 1 2
3pU R / s
M
R
2 f [(R ) (X X ) ]
s



   
2
q 1M U
Momen cực đại mà đ/c có thể sinh ra:
qdM
0
ds

2
k 2 2
1 1 2
R
s
R (X X )

 
 
 
2
1
max
1 1 2
3pU
và M
4 f R (X X )

  
1 1 2R (X X )
2
k
1 2
R
s
X X

 


 
2
1
max
1 1 2
3pU
M
4 f R (X X )

  
+ Mmax không phụ thuộc R’2
+ Mmax  U1
2
Khi khởi động: s = 1, n = 0
kd mmM M 0 
Quan hệ: M = f(s)
+ so = 0  Mo = 0
+ sm = 1
2 '
1 2
mm ' 2 ' 2
1 1 2 1 2
3pU R
M
2 f [(R R ) (X X ) ]
 
   
+ sm = sk
 Động cơ KĐB 3 pha có khả
năng tự mở máy
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0
10
20
30
40
50
60
s
M
Duong cong mo men
M
s
Mmax
Mmm

 dùng Rf nối tiếp vào roto để tăng Mmm
khi có Rf nối tiếp R2
2 f
k
1 2
R R
s
X X
 


maxM const
sk sk
’
Mmax
 Để Mmm = Mmax thì :
2 f
k
1 2
R R
s 1
X X
 
 

M’m
Mm
+ Mmm R2’
2
1
max 2
1
U
M
f
 
lại có:
do: Mmax không phụ thuộc R’2
 
2
1
max
1 1 2
3pU
M
4 f R (X X )

  
1 1 2Vì : R (X X )
1f

Đặc tính cơ của đ/c KĐB 3 pha
n f(M) 1n n (1 s) 
s 0 sk 1
n n1 nk 0
M 0 Mmax Mmm
0 10 20 30 40 50 60
0
500
1000
1500
n
M
A
B
C
MC’MC
k1
MC
’
k2
MC
AB : Vùng ổn định
BC : Vùng không ổn định
* Vùng AB: Tại k1 có Mđc = Mc
> MđcKhi M C => n => Mđ/c
Cân bằng với MC tại điểm
làm việc mới
* Vùng BC :
> MđcKhi M C => n
Tại k2 có Mđc = Mc
càng < MC  nđc giảm về 0=> Mđ/c

i8 – Các phương pháp mở máy đ/c KĐB 3pha
Điều kiện: Mmm > MCo
Yêu cầu:
C
d
M M J
dt

  J : momen quán tính
Im
X’2
U1
X1
R1 R’2
1
mtt 2 2
1 2 1 2
U
I
(R R ) (X X )

   
= (5 7) Iđm
Khi mở máy trực tiếp 
• Mmm lớn
• Imm nhỏ
• Pm nhỏ
 Cần có biện pháp mở máy để có:

1. Mở máy bằng cuộn kháng nối tiếp Stato:
CD1
CD2 CK
Do có Uck =>Uđc giảm
Uđc = l
ck
U
k
Imtt
Imđc =
ck
I
k
mtt
=> Mmck = 2
ck
M
k
mtt
Vì M U2
 UCK
Imđc = c
c
U
Z
®
®
l
c ck
U
Z k

®

2. Mở máy bằng biến áp tự ngẫu:
CD2
CD1
I1 = Iml
I2 = Imđc
U1 = Ul U2 = Uđc
Trong MBA : 1 2
BA
2 1
U I
k
U I
 
l
2
BA
U
U
k
=> => mtt
m
BA
I
I
k
®c
(**)
Từ (*) và (**) =>
(*
)
mtt
2
BA
I
k
 
mtt
ml 2
BA
I
I
k

mtt
mBA 2
BA
M
M
k

Iml = I1
2
BA
I
k
 m
BA
I
k
 ®c
U1
U2
Iml
Imđc
Lưới

3. Mở máy bằng đổi nối Y  :
Nếu MM bằng nối  trực tiếp:
m mdI I 
Nếu MM bằng nối Y:
mY fI I
mY
m
I 1
I 3
 
m
mY
I
I
3


mtt
mY
M
M
3

mf3I f
c
U
3
Z

®
d
c
U
3
Z

®
f
c
U
Z

®
d
c
U
Z

®3
CD1
CD2
A B C
X Y Z
Y

Chỉ sử dụng cho các động cơ nối  ở chế độ làm
việc bình thường

4. Mở máy bằng điện trở phụ:
- Đ/c roto dây quấn  nối thêm điện trở Rmm
vào dây quấn roto trong quá trình mở máy
R mở
Stato
Rôto
2 mth
k
1 2
R R
s 1
X X
 
  

- Rmm = Rmth  Mmm = Mmax
mth 1 2 2R (X X ) R    
- Đồng thời Zđc tăng làm cho Imm giảm
- Nhược điểm:
+ chỉ sử dụng cho đ/c roto dây quấn
+ tổn hao trên Rmm

i9 – Điều chỉnh tốc độ đ/c KĐB 3 pha
1. Các tiêu chí đánh giá 1 phương pháp điều chỉnh tốc độ đ/c
* Phạm vi điều chỉnh
max
min
n
D ....
n
  4
1

1000
;
1

Rộng
Hẹp
* Độ liên tục
i
i 1
n
n 
  Tỷ số giữa 2 tốc độ liền kề nhau
Nếu   1 thì gọi là điều khiển liên tục
* Độ ổn định tĩnh
Là n khi Mc thay đổi trong khoảng: 0 ÷ Mđm

i9 – Điều chỉnh tốc độ đ/c KĐB 3 pha
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ
* Ta có:
1
60f
n n (1 s) (1 s)
p
   
 Để đk tốc độ ta có thể sử dụng các pp:
+ điều chỉnh tần số f
+ điều chỉnh số đôi cực p
+ điều chỉnh hệ số trượt s:
- điều chỉnh điện áp stato
- điều chỉnh điện trở phụ nối vào
roto
n
Tự
nhiên
1
2
Mc
n
n’
n“
M

i10 – Động cơ không đồng bộ 1 pha
Chương 3/
1. Cấu tạo
- Là động cơ sử dụng lưới điện 1 pha
- Stato:
+ Lõi thép: Ghép từ các lá thép KTĐ mỏng, có rãnh để
đặt dây quấn stato
+ Dây quấn: là dây quấn 1 pha
- Roto:
+ Lõi thép: Ghép từ các lá thép KTĐ mỏng, có rãnh để
đặt dây quấn roto
+ Dây quấn: là dây quấn ngắn mạch/ lồng sóc

2. Từ trường trong đ/c KĐB 1 pha
- Từ trường trong đ/c KĐB 1 pha là từ trường đập mạch
- Phân tích từ trường đập mạch thành các từ
trường quay
U~1pha
 B
n
B1
B2
n1
n1
2 1
IIB

IB

B

2 1
IIB

IB

maxB B
2 1
IIB

IB

0B 
1 2B B B  
 Một từ trường đập mạch có thể phân tích
thành 2 từ trường quay có:
+ TT quay có biên độ
= ½ biên độ TT đập
mạch
+ quay ngược chiều
nhau với cùng tốc
độ

- Tương đương đ/c KĐB 1 pha = 2 đ/c KĐB 3 pha có chung 1 trục
U~1pha
 B
n
B1
B2
n1
n1
1 2M M M  
- Giả sử roto quay theo chiều của B1 
B1 là từ trường thuận
1
1
1
n n
s
n

  Là hệ số trượt của roto so với B1
1
2
1
n n
s
n

  Là hệ số trượt của roto so với B2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
s
M
* Kết luận:
-Tại s = 1 => M = 0 đ/c
KĐB 1 pha không có khả
năng tự mở máy
- Mmax đc1 pha < Mmax đc 3pha
- Mmax đc 1pha phụ thuộc R2
M1
M2
MMmax
sA 0 1 2
sB 2 1 01 2M M M 
- Ta có:

Chương 3/
* Phương pháp mở máy đông cơ KĐB 1 pha
a/ Cần có ít nhất 2 cuộn dây đặt lệch nhau trong không gian
 Sử dụng dây quấn phụ, thường đặt
lệch so với dây quấn chính 1 góc 900
b/ Sử dụng vành ngắn mạch
k
Z lệch pha
WC
Wf
R, L hoặc C
 
 
N
S
vòng ngắn
mạch
dq chính
C
f

KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG 4 – ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ
Định nghĩa, công dụng, cấu tạo1
Nguyên lý làm việc của máy phát đồng bộ2
Phản ứng phần ứng trong máy điện đồng bộ3
Phương trình điện trong máy điện đồng bộ4
5 Công suất điện từ và mômen điện từ
Sự làm việc song song của máy phát đồng bộ6
Bộ môn TBĐ - ĐT
1
Động cơ đồng bộ7

KỸ THUẬT ĐIỆN 4.1 – Định nghĩa, công dụng, cấu tạo
2
1. Định nghĩa
n = n1
2. Công dụng
Chủ yếu dùng làm máy phát
3. Cấu tạo
* Stator (phần ứng): Giống stator máy điện KĐB

3
3. Cấu tạo
- Dây quấn rotor: dây quấn kích từ  dòng 1 chiều Ikt  từ
thông chính trong máy
* Rotor (phần cảm): Là 1 nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện 1 chiều
- Lõi thép rotor : thép khối
a. Roto cực ẩn
p = 1
b. Roto cực lồi
p  2

4
3. Cấu tạo
* Nguồn kích từ: máy phát 1 chiều / chỉnh lưu có điều khiển / acqui …

KỸ THUẬT ĐIỆN 4.2 – Nguyên lý hoạt động của máy phát đồng bộ
5
Roto quay với tốc độ n.
 Từ trường quay với tốc độ n.
Thanh dẫn
dqkwfE ....44,4 00 
60
.np
f 
Dây quấn stator nối với tải  dòng điện  sinh ra từ thông quay với tốc
độ n1
n = n1

KỸ THUẬT ĐIỆN 4.3 – Phản ứng phần ứng trong máy điện ĐB
6
* Phản ứng phần ứng (pưpư) là tác động của từ trường phần ứng lên từ
trường tổng trong khe hở kk.
* Từ trường dọc trục (d): là từ trường dọc theo trục của từ trường chính
roto
* Từ trường ngang trục (q): là từ trường vuông góc với trục của từ trường
chính roto
- Xét mô hình máy điện ĐB:
d
q
ư
N
S

7
a. Tải thuần trở
 = 0
N
S
d
q
nfnđc
S
0
ư
E0
Iưq
 Phản ứng phần ứng ngang trục khử từ
0
 Sđđ E0 giảm

8
b. Tải thuần cảm
 = 90
N
S
d
q
nfnđc
S
0
ư
E0
Iưd
 Phản ứng phần ứng dọc trục khử từ
0
 Sđđ E0 giảm nhiều
hơn trường hợp tải
thuần trở

9
c. Tải thuần dung
 = -90
N
S
d
q
nfnđc
S
0
ư
E0
Iưd
 Phản ứng phần ứng dọc trục trợ từ
0
 Sđđ E0 tăng

10
d. Tải điện cảm
0 <  < 90
N
S
d
q
nfnđc
S
0
ư
E0
Iư
 Phản ứng phần ứng vừa dọc trục
vừa ngang truc khử từ
0
 Sđđ E0 giảm
Iưd
Iưq

KỸ THUẬT ĐIỆN 4.5 – Phương trình điện trong máy điện đồng bộ
11
Dây quấn stato:
d
q
nfnđc
S
dqkwfE ....44,4 00 
qd III


dI

sinh ra từ thông ud đặc trưng bởi udX
qI

sinh ra từ thông uq đặc trưng bởi uqX
0

I sinh ra từ thông t đặc trưng bởi tX
RIXIjXIjXIjEU tuqqudd

 uduq XXR ,
)()( tuqqtudd XXIjXXIjEU 

tudd XXX  Điện kháng tản đồng bộ dọc trục
tuqq XXX  Điện kháng tản đồng bộ ngang trục

12
d
q
nfnđc
S
qqdd XIjXIjEU


Phương trình điện của máy điện ĐB cực lồi
Với máy điện ĐB cực ẩn: đbqd XXX 
đbXIjEU


Phương trình điện của máy điện ĐB cực ẩn
4.4 – Phương trình điện trong máy điện ĐB

13
a. Công suất điện từ:
cos...3 IUPdt 
- Đồ thị véctơ của máy điện ĐB

E dd XjI
qq XjI

U




I
qI

qI

 Là góc phụ tải (giữa e và u)
)cos(cos    sin.sincos.cos 
)sinsincoscos(3  IIUPdt 
q
q
X
U
II


sin
cos 
d
d
X
UE
II


cos
sin


 2sin
11
2
3sin3
2









dqd
dt
XX
U
X
UE
P
4.5 – Công suất điện từ và mômen điện từ

14
Gọi:

E dd XjI
qq XjI

U




I
qI

qI

 2sin
11
2
3sin3
2









dqd
dt
XX
U
X
UE
P
sin3
d
coban
X
UE
P 
2sin
11
2
3
2









dq
phu
XX
U
P
MF
0
20đm
ĐC
0
30đm

15
b. Mômen điện từ:
1
đt
đt
P
M 
p
f.2
1

 




2sin
11
2
3sin3
1
2
1









dqd
dt
XX
U
X
UE
M

16
1. Điện áp các pha phải bằng nhau
4.6 – Sự làm việc song song của máy phát ĐB
2. Cùng tần số f1 = f2
3. Cùng thứ tự pha
MF2
VF fF
VL fL
MF1
AL
CL
BL
AF
CF
BF
L
F

17
1. Nguyên lý làm việc:
4.7 – Động cơ đồng bộ
…..
2. Mở máy động cơ đồng bộ
- Động cơ đồng bộ không tự mở máy được
 Cần có biện pháp mở máy
(1) Dựa vào nguyên lý động cơ không đồng bộ
(2) Mở máy bằng động cơ phụ

18
1. Điều chỉnh hệ số công suất cos của đc ĐB:
4.7 – Động cơ đồng bộ

E

U

I
constIUPdt  cos...3
đbXIjEU


Thiếu kích từ
Quá kích từ

KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG 5 – ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU
Nguyên lý làm việc1
Cấu tạo của máy điện 1 chiều2
Sức điện động và mômen điện từ của máy điện 1 chiều3
Phản ứng phần ứng4
5 Tia lửa điện giữa chổi than và vành góp
Phân loại máy điện 1 chiều6
1
Máy phát điện 1 chiều7
Chế độ động cơ 1 chiều8

KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG 5 – ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU
2
Máy điện 1 chiều được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiêp,
dân dụng
- Mômen khởi động lớn
- Điều chỉnh tốc độ trong dải rộng, liên tục,
dễ dàng
* Hệ thống chổi than vành góp  tia lửa điện

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.1 – nguyên lý làm việc
3
* chế độ máy phát
Chiều: theo qui tắc bàn tay phải
Độ lớn: vlBetd ..
NN SSa
b
c
d
+
-
tde
tde
a
b
c
d
+
-
a
b
c
d
+
-
a
b
n
c
d
+
-
a
b
n
c
d
+
-

a
b
c
d
+
-

4
A – Stato (phần cảm)
* Vỏ máy: là từ thép ống, tấm và là 1 phần của mạch từ
* Cực từ chính: là nam châm điện (có thể là nam châm vĩnh cửu)
- Lõi thép: làm từ thép đúc
- Dây quấn cực từ chính: là dây quấn kích từ  từ thông chính 0
* Cực từ phụ: làm giảm tia lửa điện giữa chổi than và vành góp
5.2 – Cấu tạo của MĐ 1 chiều

5
B – Roto (phần ứng)
* Lõi thép: ghép từ các lá thép ktđ
* Dây quấn phần ứng: được ghép từ các phần tử
(khung dây) nối tiếp nhau.
 Các phần tử chia thành các mạch nhánh song song
- Ký hiệu số mạch nhánh song song : 2a
 Sđđ của máy = sđđ của các nhánh song song
lv
tb
B
a
N
td
e
a
N
u
E
22


6
KL: Máy điện 1 chiều có cấu tạo
phức tạp hơn nhiều so với máy
điện KĐB 3 pha.
* Cổ góp: được ghép bằng các phiến đồng
Chổi than
Lò xo ép
chổi than
Cổ góp
* Chổi than:
Phiến góp

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.3 – SĐĐ và mômen điện từ
1. Sức điện động phần ứng: Eư
* Giả thiết: Máy điện có N thanh dẫn và 2a nhánh song song
a
N
eE tdu
2
.
vlBetd ..
a
NnD
l
p
Dl
Eu
2
.
60
2
2
.
2



 n
a
pN
Eu ..
60

S
B


60
2
.
2
nD
v


 - từ thông trên mặt 1 cực từ
l
p
D
S .
2


Đặt :
a
pN
ke
60
 nkE eu ..
* KL: Sức điện động phần ứng phụ thuộc vào kết cấu của máy điện (ke), từ
thông (), và tốc độ của roto (n).
7
++ ++++
++ ++


 
N
S
nmfnmf


KỸ THUẬT ĐIỆN 5.3 – SĐĐ và mômen điện từ
2. Mômen điện từ của MĐ 1 chiều: Mđt
roto
dt
dt
P
M


udt I
a
pN
M ..
2


Đặt :
a
pN
kM
2
 uMdt IkM ..
* KL: Mômen điện từ phụ thuộc vào kết cấu máy điện, từ thông và dòng
điện phần ứng
- Ở chế độ động cơ: Đổi chiều quay roto bằng cách đổi chiều từ thông ()
hoặc đổi chiều dòng điện (Iu).
uudt IEP .
60
2 n
roto

 
8

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.4 – Từ trường và phản ứng phần ứng
1. Từ trường (TT) phần cảm (từ trường chính):
- Khi không tải:
0
0


u
kt
I
I
Đặc điểm:
 TT trong máy chỉ do dòng kích từ sinh ra.
- Phân bố đều trong khe hở không khí
- đối xứng qua đường trung tính hình học mn
 Thanh dẫn đi qua trung tính hình học sẽ
không cảm ứng ra sđđ.
 Chổi than được đặt trên đường
trung tính hình học
2. Từ trường phần ứng:
- Khi 0uI  TT phần ứng ngang trục.
9
N S
TT hình học
n
m

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.4 – Từ trường và phản ứng phần ứng
3. Phản ứng phần ứng:
- Ở chế độ mang tải:
0
0


u
kt
I
I
 TT của phần ứng tác động lên TT phần cảm
 Tạo ra từ trường tổng trong MĐ 1 chiều
 Gọi là phản ứng phần ứng
+ góc I, III phản ứng trợ từ   tăng
+ góc II, IV phản ứng khử từ   giảm
 Biến dạng từ trường, dịch chuyển đường trung tính hình học
 đường trung tính vật lý.
 giảm:
)(
)(
ĐCM
MFE
đt
u


- Khắc phục bằng cách đặt thêm dây quấn bù trên mặt cực từ stato.
10
TT vật lý
II
I
III
IV

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.5 – Tia lửa điện giữa chổi than và vành góp
1. Hiện tượng:
- Có tiếp xúc trượt giữa chổi than và vành góp
- Có dòng điện chạy qua tiếp xúc trượt này
 Dòng điện lớn đến giá trị nhất định sẽ xuất hiện tia lửa điện
2. Nguyên nhân:
A – Nguyên nhân cơ khí:
* Cổ góp: không tròn, không nhẵn, mòn
* Chổi than: không đủ lực ép, không đúng chủng loại, mòn
11

B – Nguyên nhân điện từ:
Do quá trình đổi chiều dòng điện trong phần tử đổi chiều
* Quá trình đổi chiều:
1 2
nn
IưIư1
1 2
nn
IưIư2
Tại (2) trong phần tử a có các sđđ:
++ ++++
++ ++


 
N
S
nmfnmf
1 2
IưIư
aa
dt
di
LeL 
dt
di
MeM 
vlBeq ..
qMLp eeee 
Sđđ phản kháng
Sđđ tự cảm
Sđđ hỗ cảm
Sđđ quay
1 2
nn
IưIư3
Dòng điện do sđđ phản kháng sinh ra bị ngắt tại thời điểm (3)  tia lửa điện.

3. Biện pháp khắc phục:
- Triệt tiêu sức điện động phản kháng trong phần tử đổi chiều
 Sử dụng cực từ phụ:
+ đặt giữa 2 cực từ chính
+ nằm trong vùng đổi chiều
+ sinh ra từ thông sao cho trong phần tử
đổi chiều cảm ứng ra sđđ ephụ = ep và
ngược chiều với ep
 dây quấn phụ nối tiếp với dây quấn
phần ứng
++ ++++
++ ++


 
N
S
nmfnmf
Cực từ
phụ
Cực từ
phụ
 Dịch chổi than về phía đường trung tính vật lý , sử dụng dây quấn bù
13

* Sử dụng cực từ phụ:
* Dịch chổi than về phía đường trung
tính vật lý , sử dụng dây quấn bù
14
Iư
Iư
+
-
U
n
SN
nn

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.6 – Phân loại máy điện 1 chiều
1. MĐ1 chiều kích từ độc lập:
Dựa trên mối quan hệ về điện giữa dây quấn kích từ và dây quấn phần ứng
2. MĐ1 chiều kích song song:
3. MĐ1 chiều kích nối tiếp:
Phần
ứng
kt
Ukt
U
Phần
ứng
kt
R điều chỉnh
U
Phần
ứng
kt
U
4. MĐ1 chiều kích hỗn hợp:
song song + nối tiếp
độc lập + nối tiếp
15

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.7 – Máy phát điện 1 chiều
1. Quá trình thành lập điện áp trên 2 cực máy phát 1 chiều:
* Điều kiện: constn 
0uI
Tốc độ quay không đổi
Không tải
1.a – Máy phát 1 chiều kích từ độc lập
Phần
ứng
kt
Ukt
U
Rđc
Ikt
+ -+ roto quay với tốc độ n
+ tăng dần Ikt  0 tăng
nkE eu .. 0UU 
Edư
Eu
Ikt
U0
16

1.b – Máy phát 1 chiều kích từ song song
Phần
ứng
kt
R điều chỉnh
U* Phải có từ dư dư
Điều kiện:
nkE duedu ..
Edu  Ikt  
* Từ thông  phải cùng chiều với dư
 tăng  U tăng
Mạch kích từ: ktkt RIU . chôithandâyktkt RRR 
Nếu đường
tiếp tuyến với
ktkt RIU .
)( ktIfU 
 Đường tới hạn
thkt RR *
Eư
Ikt

th
Edư
ktkt RIU .
)( ktIfU 
17

2. Đặc tính ngoài của máy phát 1 chiều:
Là quan hệ giữa điện áp trên 2 cực máy phát với dòng điện tải.
Điều kiện: constn  constIkt 
Phương trình điện:
nkE eu .. )( ktbùphutxdâyuu RRPRRR 
uuu RIEU .
2.a – Máy phát 1 chiều kích từ độc lập
Phần
ứng
kt
Ukt
U
Rđc Ikt
+ -
Iư
Ztải
I
Khi tăng tải :
I  Iư   Iư.Rư   U
Phản ứng phần ứng tăng:
   Eư   U 
18
uII Eu
I
U0
KTĐL

19
2.b – Máy phát 1 chiều kích từ song song
Phần
ứng
kt
R điều chỉnh
U
Iư
Ztải
IIkt
ktu III 
Do Ikt << I  bỏ qua Ikt
IIu 
Khi tăng tải : I  Iư   Iư.Rư  làm
cho phản ứng phần ứng tăng
 U   Ikt      Eư 
Eu
U0
KTSS
KTĐL
I

20
2.c – Đặc tính điều chỉnh
)(IfIkt 
Điều kiện: constn  constU 

KỸ THUẬT ĐIỆN 5.7 – Động cơ điện 1 chiều
1. Phương trình điện của động cơ:
21
uuu RIEU . Iư
Eư
Rư
U
+
-
2. Mở máy động cơ 1 chiều:
Điều kiện: Mmm  MC
Imm  Icho phép  (23) Iđm
Động cơ 1 chiều không mở máy trực tiếp  cần phải có biện pháp mở máy
Rmm
+ -
Rư
Mở máy động cơ 1 chiều bằng
điện trở Rmm.

3. Đặc tính cơ:
22
 Mfn 
)1(. uuu RIEU 
)2(.. nkE eu 
)3(.. uM IkM 
Lấy (2) thay vào (1)
u
e
u
e
I
k
R
k
U
n .




Từ (3)  Iư thay vào pt trên:
M
kk
R
k
U
n
me
u
e
.2





a. Động cơ 1 chiều kích từ độc lập:
23
Đặt
const


.
0
ek
U
n
Là tốc độ không tải lý tưởng
MAnn .0 
n
n0 KTĐL
M
Phần
ứng
kt
Ukt
U
Rđc
Ikt
+ -

b. Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp:
24
n
KTNT
M
Phần
ứng
kt
U
uM IkM ..
 ktu II
2
 M
2
22
1
..
.


 k
kk
R
Mkk
U
n
me
u
e
2
2. kM
Mk .1
2
. B
uR
MA
U
n 

4. Điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều:
25
+ Điều chỉnh điện áp U
+ Điều chỉnh từ thông  (Ikt)
+ Thêm điện trở vào roto
n
n0 Tự nhiên
M
Thêm điện trở Rp
Phần
ứng
kt
Ukt
U
Rđc
Ikt
+ -M
kk
RR
k
U
n
me
pu
e
.2






Phan 2

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Phan 2

Similar to Phan 2 (20)

Phan 2