Slide máy điện
Máy điện - Lực điện từ và sức điện động
T©B
Chöông 2: MÁY ĐIỆN
Lực điện từ và sức điện động
z
iz
iy y
0
ix r r r
x
iz = ix × iy
Tích có hướng
r r r
F r v e
I
r r
B B
Định luật Bio-Savart: Định luật Faraday:
r
(
r r
Fe = I l × B ) r r r
(
e = v × B .l)
r r r
F I v
r
e
r r
B B
Định luật Bio-Savart:
1
T©B
( )
r r r
Fe = I l × B
Định luật Faraday:
(
r r r
e = v × B .l)
r r r
F r v e
I
r r
B B
( )
r r
( )
r r r r
Fe = I l × B e = v × B .l
r r
Fe v
n
r r
e
I
r r r r
I Fe e v
r r
B B
Động cơ Máy phát .
Động cơ
2
T©B
Động cơ Máy phát .
Máy phát
3
T©B
I.1. Khaùi nieäm chung về mạch từ
I.1.1. Caùc coâng thöùc cô baûn
4
T©B
I S
φa φc
R2 I
φb
R1 R
I.1.2. Sô ñoà thay theá cuûa maïch töø
Ñònh luaät doøng ñieän toaønrphaàn (hay ñònh luaät löu soá Ampeøre - Maxwell)
r r r
∫ H.d l = ∫ JdA (1.1)
l A
H: cöôøng ñoä töø tröôøng (A voøng /m)
J: maät ñoä doøng ñieän (A/m2)
r
(Tích phaân ñöôøng cong cuûa cöôøng ñoä töø tröôøng H doïc theo moät maïch voøng kheùp kín
l baèng toång ñaïi soá cöôøng ñoä caùc doøng ñieän ñi xuyeân qua beà maët A baát kyø ñöôïc bao
bôûi voøng kín l.)
Ñoái vôùi maïch töø kín chieàu daøi l coù N doøng ñieän I chaïy qua sinh ra cöôøng
ñoä töø tröôøng ñeàu H (hình vẽ):
r r r r
Khi ñoù, phöông trình ∫ H.d l = ∫ JdA coù theå vieát
l A
thaønh: N.I = H.l
Goïi F = N.I söùc töø ñoäng I
Φ = B.S töø thoâng qua tieát dieän S
r r r
B = μH = μ o μ r H R2
B (T - Tesla) Cảm ứng từ R1 R
μ [H/m] ñoä töø thaåm (μ = μr.μo)
-7
μo = 4π.10 (H/m) haèng soá töø hay ñoä töø thaåm chaân khoâng
μr () ñoä töø thaåm tương đối
Vaät lieäu saéc töø: μ r = μ r (H) (phi tuyeán vaø coù giaù trò töø vaøi chuïc ñeán vaøi chuïc ngaøn).
B l
Coù: F = NI = Hl = l = BS = ΦR m
μ μS
l
Vôùi
Rm = [1/H]töø trôû cuûa maïch töø.
μS
5
T©B
Định luật OHM đối với mạch từ: F = NI = R m Φ
Vaät lieäu phi töø tính: μ r ≈ 1
U m = ΦR m [A.vo`ng] ñöôïc goïi laø töø aùp.
Φ
I
Φ
N Rm
IN
Φ0
Φ Φ
F = NI = Φ R m
I.1.3. Ñaëc tính cuûa vaät lieäu saéc töø
B
B
Br 2
3 1
H
-Hc 5 H
0
4
Ñöôøng cong B(H) cuûa vaät lieäu saéc töø khi töø tröôøng ngoaøi taùc ñoäng laø töø
tröôøng xoay chieàu (hình 1.8):
Vaät lieäu saéc töø chia laøm nhieàu vuøng con (10-2 ÷ 10-6 cm3) ñöôïc töø hoùa coù
caùc momen cuûa caùc nguyeân töû ñöôïc ñònh höôùng song song nhau.
Traïng thaùi baûo hoøa: caùc momen töø cuûa caùc vuøng con ñeàu höôùng theo
chieàu taùc ñoäng cuûa töø tröôøng ngoaøi (traïng thaùi töø hoùa giôùi haïn).
Hieän töôïng töø treã: laø hieän töông khi giaûm cöôøng ñoä töø tröôøng ngoaøi, B giaûm
chaäm hôn khi taêng. Khi cöôøng ñoä töø tröôøng ngoaøi baèng 0 thì B = B r ≠ 0 goïi laø
töø dö.
Hc laø löïc khaùng töø: cöôøng ñoä töø tröôøng B
ngöôïc ñeå B=0.
Hình veõ chu trình töø treã. Br 2
Khi töø tröôøng ngoaøi xoay chieàu taùc 3 1
ñoäng, vaät lieäu saéc töø bò töø hoùa tuaàn hoaøn
theo voøng töø treã, gaây neân söï phaùt noùng
-Hc 5 H
6 4
T©B
do ma saùt noäi boä khi caùc momen töø ñoåi chieàu.
Dieän tích voøng töø treã caøng lôùn hay taàn soá cuûa töø tröôøng ngoaøi caøng cao thì
toån hao caøng lôùn.
I.1.4. Caùc baøi toaùn cuûa maïch töø
φ3
δ
I
N φ2 φ4
φ1
I.4. Nam chaâm vónh cöûu (NCVC)
B, Φ
Br
δ
–Hc
H, I
7
T©B
8
T©B
II. MAÙY BIEÁN AÙP
II.1. Giới thiệu chung về máy biến áp
9
T©B
φ
i1 i2
u1 w1 w2 u2 Zt
II.1.1. Ñònh nghóa
Maùy bieán aùp laø thieát bò ñieän töø tónh laøm nhieäm vuï truyeàn taûi hoaëc phaân phoái naêng löôïng.
Goàm cuoän daây sô caáp noái nguoàn ñieän vaø cuoän daây caûm öùng noái taûi laø cuoän thöù caáp. Kyù
hieäu:
II.1.2. Caùc ñaïi löôïng ñònh möùc
MBA moät pha: U1ñm, U2ñm = U20, I1ñm, I2ñm, Sñm = U2ñm.I2ñm≈ U1ñm.I1ñm [VA]
MBA bapha: Uñm daây, Iñm daây, Sñm = 3 U2ñm.I2ñm≈ 3 U1ñm.I1ñm[VA]
II.1.3. Caáu taïo cuûa maùy bieán aùp
Loõi: (0,35mm ñeán 0,5mm)
Daây quaán.
Voû maùy: coù theå chöùa daàu maùy bieán aùp (laøm maùt vaø caùch ñieän MBA).
II.1.4. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maùy bieán aùp
φ
i1 i2
u1 w1 w2 u2 Zt
i1 i2
u1 u2 Zt
e1 e2
dφ dφ
e1 = − w 1 e 2 = −w 2
dt dt
&
j ωw 1 Φ &
j ωw 2 Φ
&
E1 = − &
E2 = −
2 2
10
T©B
jωw 1Φ jωw 2 Φ
E1 = − E2 = −
2 2
Hay E 1 = − 2πfw 1Φ E 2 = − 2πfw 2 Φ
(U1 khoâng ñoåi ⇒ E1 xem nhö khoâng ñoåi ⇒ Φ khoâng ñoåi
Töø thoâng Φ khoâng ñoåi caû khi khoâng taûi vaø coù taûi)
E w
Tyû soá bieán aùp: k= 1 = 1
E2 w 2
Neáu boû qua ñieän trôû daây quaán vaø töø thoâng toûa ra ngoøai khoâng khí ta coù:
U1 ≈ E1 vaø U2 ≈ E2
E1 w1 U1 I 2
⇒
k= = ≈ =
E 2 w 2 U 2 I1
MAÙY BIEÁN AÙP BA PHA
11
T©B
• Caáu taïo maïch töø:
A a B b C c
X x Y y Z z
Toå maùy bieán aùp ba pha
BY CZ
A
X
a
x
by cz
Maùy bieán aùp ba pha 3 truï
12
T©B
• Caùc caùch ñaáu daây vaø tyû soá bieán aùp.
Up1 Up1
U P1 N1
Ud1 KP = =
Ud2 U P2 N2
U d1
Kd = = KP
Ud2
Y-Y
UP1
Ud1 Ud2 U d1 3U p1
Kd = = = 3K p
Ud 2 U p2
Y-Δ
U d 1 U p1
Kd = = = Kp
Ud 2 U p2
Δ−Δ
U d1 U p1 1
Kd = = = Kp
Ud 2 3U p 2 3
13
T©B
MAÙY BIEÁN AÙP ÑAËC BIEÄT
• Maùy töï bieán aùp (maùy bieán aùp töï ngaãu)
I1
I2
U1
W1
W2
U2 Zt
•
I1
U1 I 2
= = K >1
• U 2 I1
•
I2
U1 P = U 2 I 2 = U 2 I1 + U 2 ( I 2 − I1 )
•
• •
U Z t → P = Pd + Pdt
I 2− I1 2
•
I2 Pd = U 2 I1
Pdt = U 2 ( I 2 − I1 )
•
I1 Pd I1 1
• = = T©B
I1
I2
Cao
V 150 (v) A 5(A)
aùp
Bieán aùp i Bieán doøng
• Maùy bieán aùp haøn ñieän.
Khe
hôû
Que
haøn
Kim loaïi caàn haøn
− Phöông phaùp hoà quang.
− Cheá ñoä ngaén maïch thöù caáp.
15
T©B
III. CƠ BẢN VỀ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN CƠ
III.1. Lực điện từ và sức điện động
z
iz
iy y
0
ix r r r
iz = ix × iy
x
Tích có hướng
r r r
F r v e
I
r r
B B
Định luật Bio-Savart: Định luật Faraday:
r
(
r r
Fe = I l × B ) (
r r r
)
e = v × B .l
16
T©B
r r r
F I v
r
e
r r
B
Định luật Bio-Savart:
B
( )
r r r
Fe = I l × B
Định luật Faraday:
r r r
(
e = v × B .l )
r r r
F r v e
I
r r
B B
( )
r r
( )
r r r r
Fe = I l × B e = v × B .l
r r
Fe v
n
r r
e
I
r r r r
I Fe e v
r r
B B
Động cơ Máy phát .
Động cơ
17
T©B
Động cơ Máy phát .
18
T©B
Máy phát
Máy phát Momen và tốc độ Động cơ .
19
T©B
IV. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
IV.1. Tổng quan
20
