Báo cáo thực tập môn thiết bị điện - điện tử chuyên đề "máy điện" ppsx

LỜI MỞ ĐẦU
Học tập trên cả lý thuyết và thực hành là rất quan trọng đối với
sinh viên tất cả các khoa. Đặc biệt đối với sinh viên khoa Điện thì
điều này càng quan trọng. Do điều kiện khó khăn của trường nói
riêng cũng như cả nước nói chung, việc tạo điều kiện cho sinh viên
ứng dụng lý thuyết vào thực tế gặp nhiều khó khăn. Tuy nhiên nhờ
sự cố gắng của nhà trường và các thầy cô giáo, sinh viên đã được
thực hành một số nội dung quan trọng. Đây là cơ hội rất quý báu
của chúng em.
Ba tuần thực tập tại xưởng điện, bộ môn Thiết bị điện-điện
tử, em đã tiếp thu được nhiều kiến thức mới mẻ, bổ ích mà nếu chỉ
học lý thuyết thì không thể biết được. Những kiến thức đó chắc
chắn sẽ giúp ích em rất nhiều trong quá trình làm việc sau này.
Sau đây, em xin trình bày tóm tắt những kiến thức, cũng như
bài học kinh nghiệm mà em học được qua 3 tuần thực tập.
Nội dung bản báo cáo gồm 3 phần chính:

A – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
- Giới thiệu chung về máy điện, nguyên lý hoạt động, vật liệu kỹ
thuật điện.
- Máy biến áp và cơ sở thiết kế máy biến áp.
- Máy điện không đồng bộ và cơ sở thiết kế dây quấn cho động cơ
3 pha.
B- THỰC HÀNH
Các bài tập thực hành về :
-Dây quấn máy biến áp.
-Dây quấn động cơ không đồng bộ roto lồng sóc.
C – KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM.
A - CƠ SỞ LÝ THUYẾT
I./> CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN
1.1 Định nghĩa: máy điện là những thiết bị điện từ, họat động dựa
vào nguyên lý cảm ứng điện từ dùng để biến đổi cơ năng thành
điện năng và ngược lai, biến đổi các thông số của năng lượng điện.
Máy điện là thiết bị điện từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm
ứng điện từ.
a. Định luật về cảm ứng điện từ:
- Biểu thức: e = -
d
dt
θ
e: sức điện động cảm ứng
θ
: tổng từ thông móc vòng trong mạch điện
-Phát biểu: Sự biến thiên tổng từ thông móc vòng trong mạch điện
sẽ tạo ra một sức điện điện động tỷ lệ với đạo hàm của tổng từ
thông biến thiên đó.
- Dạng khác: e = Blv
e: sức điện động cảm ứng
B: cảm ứng điện từ
l: chiều dài thanh dẫn trong từ trường
v: tốc độ chuyển động theo hướng vuông góc của thanh
dẫn
b. Định luật về lực điện từ:
-Biểu thức: f=B.i.l.sin
ϕ
f: lực điện từ tác dụng lên đoan dây dẫn mang điện nằm trong
từ trường
B: từ cảm
l: chiều dài đoạn dây

i: cường độ chạy trong thanh dẫn

ϕ
: góc giữa vecto từ cam B và dòng điện i
o
trong dây dẫn
-Phát biểu: Thanh dẫn dài l mang dòng điện i đặt trong từ trường từ
cảm
B
ur
sẽ chịu một lực từ tác dụng, có độ lớn xác định theo công
thức trên, chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái.
1.2 Về cấu tạo:
Máy điện gồm mạch từ ( lõi thép ) và mạch điện ( các dây
quấn) dùng để biến đổi các dạng năng lượng khác như cơ năng
thành điện năng ( máy phát điện) hoặc ngược lại, biến đổi điện
năng thành cơ năng (động cơ điện ) hoặc dùng để biến đổi các
thông số điện áp dòng điện, tần số, pha
Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý về điện
từ. Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ biến
đổi cảm ứng, dùng để biến đổi cảm ứng đơn giản, dùng để biến đổi
dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành dòng điện xoay chiều
có điệp áp khác. Các dây quấn và mạch từ của nó đúng yên và quá
trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong
các dây quấn được thực hiện bằng phương pháp điện.
1.3 Phân loại:
Máy điện có nhiều loại, được phân loại theo nhiều cách khác
nhau, phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức năng, theo
dòng điện ( một chiều hoặc xoay chiều ), theo nguyên lý làm việc.
Ở đây ta sẽ phân loại theo nguyên lý biến đổi năng lượng :

a. Máy điện tĩnh:
Máy điện tĩnh thường gặp là các loại máy biến áp. Máy điện
tĩnh làm việc dựa trên các hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến
thiên từ thông, giữa các cuộn dây không có sự chuyển động tương
đối với nhau.
Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do
tính chất thuận nghịch của các quy luật cảm ứng điện từ, quá trình
biến đổi có tính chất thuận nghịch.
Ví dụ :
Máy biến áp biến đổi điện năng có các thông số U
1
, I
1
, t
1
thành điện năng có các thông số mới U
2
,I
2
,t
2
hoặc ngược lại , biến
đổi hệ thống điện U
2
, I
2
,t
2
thành hệ thống điện U
1

,I
1
,t
b. Máy điện quay:
Nguyên lý làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực
điện từ do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển
động tương đối với nhau gây ra. Loại máy điện này thường dùng
để biến đổi năng lượng.
Ví dụ : Biến đổi điện năng thành cơ năng (động cơ điện ) hoặc biến
đổi cơ năng thành điện ( máy phát điện ),.
Quá trình biến đổi có tính chất thuận nghịch nghĩa là máy điện có
thể làm việc ở chế độ máy phát hoặc động cơ điện
Tùy theo cách tạo ra từ trường, kết cấu mạch từ và dây quấn
mà ta có 4 loại máy điện quay cơ bản sau:
-Máy điện không đồng bộ
-Máy điện đồng bộ
-Máy điện một chiều
-Máy điện xoay chiều
1.4-Các thông số chính của máy phát điện:
Mỗi máy đều có một bộ thông số định mức để đảm bảo khi
vận hành, máy đạt hiệu suất cao nhất, ổn định và an toàn nhất, đảm
bảo độ bền và tuổi thọ của máy. Đồng thời qua thông số của máy
để chọn loại máy phù hợp với yêu cẩu sử dụng
Các thông số nói chung thường dung: điện áp định mức,
dòng định mức, công suất định mức và tốc độ định mức.
2. NGUYÊN LÝ MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN
Tính thuận nghịch cúa máy điện: Máy điện có tính thuận
nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc động
cơ điện.
2.1 - Chế độ máy phát điện: Cho cơ năng tác động lên thanh dẫn.

Thanh dẫn sẽ chuyện động với tốc độ v trong từ trường của nam
châm N-S, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng một sức điện động e. Nếu
nối hai cực của thanh dẫn với điện trở R của tải thì dòng điện i sẽ
chạy trong thanh dẫn cung cấp điện cho tải. Nếu bỏ qua điện trở
của thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u=e . Công suất điện của máy
phát cung cấp cho tải là p=ui=ei. Dòng điện i nằm trong từ trường
sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fdt = Bil.
Khi máy quay với tốc độ không đổi, lực điện từ sẽ cân bằng với
lực sơ cấp của động cơ sơ cấp.
F
cơ
= F.dt => F
cơ
.v = F.dt. v = B.i.l.v = e.i
Như vậy công suất của động cơ sơ cấp P
cơ
= p
cơ
.v đã được biến
đổi thành công suất điện P
đ
= e.i nghĩa là cơ năng đã được biến đổi
thành điện năng.
2.2 - Chế độ động cơ điện :
Cung cấp điện cho máy điện điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra
dòng điện i trong thanh dẫn dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực
điện từ Fdt=B.i.l
tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v
Công suất điện đưa vào động cơ:
P = u.i=e.i=B.l.v.i=F.dt.v

Như vậy công suất điện P
đ
= u.i đưa vào động cơ đã biến thành
công suất cơ P
cơ
= F.dt.v trên trục động cơ.
Điện năng đã biến thành cơ năng.
Ta nhận thấy cùng một thiết bị điện từ , tuỳ theo dạng năng lượng
đưa vào mà máy điện có thể làm việc ở chế độ máy phát điện hoặc
động cơ điện. đây chính là tính chất thuận nghịch của mọi loại máy
điện.

3. SƠ LƯỢC VỀ CÁC VẬT LIỆU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN:
Các vật liệu dùng để chế tạo có thể chia làm 3 loại :
+ Vật liệu tác dụng
+ Vật liệu kết cấu
+ Vật liệu cách điện
3.1 - Vật liệu tác dụng:
Đây là vật liệu dẫn từ và dẫn điện. các vậy liệu này được
dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra các biến đổi điện từ.
a- Vật liệu dẫn từ :
Người ta chủ yếu sử dụng thép lá kỹ thuật điện, có hàm
lượng silic khác nhau nhưng không được vượt quá 4,5%. Hàm
lượng silic này dùng để hạn chế tốn hao do từ trễ và tăng điện trở
của thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy (tổn hao fuco).
Lá thép hay được sử dụng là loại lá thép dày 0,35mm dùng trong
máy biến áp và 0,5mm dùng trong máy điện quay ghép lại làm lõi
thép để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Tuỳ theo cách
chế tạo người ta phân lõi thép kỹ thuật điện ra làm hai loại: cán
nóng và cán nguội.

+ Loại cán nguội có đặc tính từ tốt hơn như độ từ thẩm cao hơn,
tổn hao thép ít hơn loại cán nóng. Thép lá cán nguội lại chia làm
hai loại: đẳng hướng và vô hướng. Loại đẳng hướng có đặc điểm là
dọc theo chiều cản thì tính năng từ tính tốt hơn hẳn so với ngang
chiều cán, do đó thường được sử dụng trong máy biến áp. Loại vô
hướng thì đặc tính từ theo mọi hướng nên thường được dùng trong
máy điện quay.
+ Loại cán nóng có tính đẳng hướng nhưng độ từ thẩm thấp hơn
loại cán nguội, tổn hao lớn hơn so với thép cán nguội.
b - Vật liệu dẫn điện:
Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phận dẫn điện. Vật
liệu dẫn điện dùng trong máy tốt nhất là đồng vì chúng không đắt
lắm và có điện trở suất nhỏ. Ngoài ra, còn dùng nhôm và các hợp
kim khác như đồng thau, đồng phốt pho. Để chế tạo dây quấn ta
thường sử dụng đồng, đôi khi dùng nhôm. Dây đồng và dây nhôm
được chế tạo theo tiết diện tròn hoặc chữ nhật, có bọc cách điện
khác nhau như sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học, sơn emay.
Với các loại máy có công suất nhỏ và trung bình, điện áp dưới
700V thường dùng sơn emay vì lớp cách điện của dây mỏng, đạt
độ bền yêu cầu. Đối với các bộ phận khác như vành đổi chiều, lồng
sóc hoặc vành trượt, ngoài đồng, nhôm Người ta còn dùng các hợp
kim của đồng hoặc nhôm hoặc có chỗ dùng cả thép để tăng độ bền
cơ học và giảm kim loại màu.
3.2 - Vật liệu kết cấu:
Vật liệu kết cấu là vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết chịu
tác động cơ học như trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy, các bộ phận và
chi tiết truyền động hoặc kết cấu của máy theo các dạng cần thiết,
đảm bảo cho máy điện làm việc bình thường. Người ta thường
dùng gang, thép, các kim loại màu, hợp kim và các vật liệu bằng
chất dẻo.

3.3 - Vật liệu cách điện
Để cách điện các bộ phận mang điện trong máy người ta sử
dụng vật liệu cách điện. Trong máy điện,vật liệu cách điện phải có
cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt, tản nhiệt tốt, chống ẩm và
bền về cơ học. Độ bền về nhiệt của chất cách điện bọc dây dẫn
quyết định nhiệt độ cho phép của dây và do đó quyết định tải của
nó. Nếu tính năng chất cách điện càng cao thì lớp cách điện càng
mỏng dẩn đến kích thước của máy giảm.
Chất cách điện chủ yếu ở thể rắn, gồm 4 nhóm :
+ Chất hữu cơ thiên nhiên như giấy ,vải lụa
+Chất vô cơ như cimiăng ,mica,sợi thuỷ tinh
+Các chất tổng hợp
+Các loại men,sơn cách điện
Chất cách điện tốt nhất là mica,song tương đối đắt nên chỉ
dùng trong các máy có điện áp cao, do đó thường dùng các vật liệu
có sợi như giấy, vải, sợi Chúng có độ bền cơ học tốt, mềm và rẻ
tiền nhưng dẫn nhiệt kém, hút ẩm, cách điện kém. Do đó dây dẫn
cách điện sợi phải được sấy tẩm để cải thiện tính năng của vật liệu
cách điện. Ngoài ra còn có chất cách điện ở thể khí (không khí,
hydro, khí nitơ hoặc thể lỏng (dầu MBA).
- Vật liệu khí: không khí là 1 chất cách điện tốt tuy nhiên để cách
điện tốt hơn người ta thường dùng khí trơ, hydro được sử dụng
trong trường hợp cần cách điện và làm mát bên trong vật liệu.
- Vật liệu lỏng: (dầu MBA) đây là loại vật liệu cách điện rất quan
trọng trong máy điện vì nó có thể len lỏi vào các khe rất nhỏ và
còn có thể sử dụng để dập hồ quang.
4. PHÁT NÓNG VÀ LÀM MÁT MÁY ĐIỆN:
Trong quá trình làm việc có tổn hao công suất. Tổn hao năng
lượng trong máy điện gồm tổn hao sắt từ ( do hiện tượng từ trễ và
dòng xoáy ) trong thép, tổn hao đồng trong điện trở dây quấn và

tổn hao do ma sát (ở máy điện quay ). Tất cả tổn hao năng lượng
đều biến thành nhiệt năng làm nóng máy điện. Khi đó, do tác động
của nhiệt độ, chấn động và các tác động lý hoá khác lớp cách điện
sẽ bị lão hoá, nghĩa là mất dần các tính bền về điện và cơ.
Ở nhiệt độ làm việc cho phép tốc độ tăng nhiệt của các phần tử
không vượt quá độ tăng nhiệt cho phép, tuổi thọ trung bình của vật
liệu cách điện vào khoảng 10 đến 15 năm. Khi máy làm việc quá
tải, độ tăng nhiệt độ sẽ vượt quá nhiệt độ cho phép. Vì vậy khi sử
dụng máy điện cần tránh để máy quá tải làm nhiệt độ tăng cao
trong một thời gian dài.
Để làm mát máy điện, phải có biện pháp tản nhiệt ra ngoài môi
trường xung quanh. Sự tản nhiệt không những phụ thuộc vào bề
mặt làm mát của mặt máy mà còn phụ thuộc vào sự đối lưu của
không khí xung quanh hoặc của môi trường làm mát khác như dầu
máy biến áp Thông thường, vỏ máy điện được cấu tạo có các
cánh tản nhiệt và máy điện có hệ thống quạt gió để làm mát .
II./> MÁY BIẾN ÁP
1.Khái niệm chung:
Để dẫn điện từ các trạm tới các hộ tiêu thụ cần phải có đường
dây tải điện. Nếu khoảng cách giữa nơi sản xuất điện và hộ tiêu thụ
lớn thì ta cần phải giải quyết một vấn đề quan trọng là : việc truyền
tải điện năng đi xa phải đảm bảo tính kinh tế cao nhất.
Như ta đã biết cùng một công suất truyền tải trên đường dây,
nếu điện áp được tăng cao thì dòng điện chạy trên cuộn dây sẽ
giảm xuống, như vậy có thể làm giảm xuống tiết diện dây do đó
trọng lượng và chi phí dây dẫn cũng như tổn hao điện đường dây
sẽ giảm xuống. Vì thế muốn truyền tải công suất đi xa ít tổn hao và
tiết kiệm kim loại màu trên đường dây truyền tải, người ta phải
dùng điện áp cao ( 35,110,220, và 500kV ).
Trên thực tế, các máy phát điện không có khả năng tạo ra các điện

áp cao như vậy ( thường chỉ 3 kV đến 21kV ) do vậy phải có các
thiết bị tăng áp ở đầu đường dây lên. Mặt khác, các hộ tiêu thụ
thường yêu cầu điện áp thấp từ 0,4kV đến 0,6kV nên tới các hộ
tiêu dùng cần phải có thiết bị giảm điện áp xuống. Để thực hiện
biến đỏi điện áp của dòng điện xoay chiều từ điện áp cao xuống
điện áp thấp hoặc ngược lại, từ điện áp thấp lên điện áp cao ta sử
dụng máy biến áp. Thực tế, trong hệ thống điện lực, muốn truyền
tải và phân phối công suất từ nhà máy điện đến tận các hộ tiêu thụ
một cách hợp lý, thường phải qua 3,4 lần tăng và giảm điện áp như
vậy. Chính vì thế, tổng công suất của các máy biến áp trong hệ
thống điện thường cao gấp 3, 4 lần công suất của trạm phát điện.
Những máy biến áp dùng trong hệ thống điện lực gọi là máy biến
áp điện lực hay máy biến áp công suất.
Từ đó ta thấy rõ máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc
phân phối năng lượng, không thực hiện việc chuyển hoá năng
lượng.
2. Định nghĩa:
Máy biến áp là thiết bị từ tĩnh, lam việc dựa trên nguyên lý
cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi các thông số ( U,I ) của dòng
điện xoay chiều nhưng vẫn giữ nguyên tần số.
3. Nguyên lý làm việc:
Nguyên lý làm việc dựa trên định luật cảm ứng điện từ:
e = -
d
dt
θ
Ta xét sơ đồ nguyên lý của máy biến áp 1 pha hai dây quấn
trên hình vẽ.
Cuộn sơ cấp có w
1

vòng dây và cuộn dây thứ cấp có w
2
vòng
dây, được quấn như hình vẽ. khi đặt một điện áp xoay chiều u
1
vào
cuộn sơ cấp, trong đó sẽ xuất hiện dòng điện i
1
. Trong lõi thép sẽ
sinh ra từ thông móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và cuộn dây
thứ cấp, cảm ứng sẽ sinh ra sđđ e
1
và e
2
.
3
u2
w2
w1
u1

Cuộn thứ cấp có sức điện động sẽ sinh ra dòng điện i
2
đưa ra tải
với điện áp u
2
. Như vậy năng lượng điện chuyển từ cuộn sơ cấp
sang cuộn thứ cấp.
Giả sử điện áp đặt vào cuộn sơ cấp là điện áp xoay chiều có
tín hiệu hình sin thì từ thông do nó sinh ra cũng là một hàm hình

sin :
S
θ
=
θ
m
sin
ϖ
t.
Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sđđ cảm ứng trong các
dây quấn sơ cấp và dây quấn thứ cấp là:
e
1
=-w
1
d
dt
φ
=-w
1
sind t
dt
φ ϖ
=-w
1
ϖ
φ
m
cos
ϖ

t=
2
E
1
sin(
ϖ
t-
2
π
).
e
2
=-w
2
d
dt
φ
=-w
2
sind t
dt
φ ϖ
=-w
2
ϖ
φ
m
cos
ϖ
t=

2
E
2
sin(
ϖ
t-
2
π
).
Trong đó : E
1
=w
ϖ
1
φ
1
/
2
=2
π
f
ϖ
1
φ
m
/
2
=4,44fw
1
φ

m
E
2
=w
ϖ
1
φ
1
/
2
=2
π
f
ϖ
2
φ
m
/
2
=4,44fw
2
φ
m
Là các giá trị hiệu dụng của các sđđ dây cuấn sơ cấp và dây
cuấn thứ cấp.
Tỉ số biến đổi máy biến áp: k=E
1
/E
2

≈
w
1
/ w
2
Nếu bỏ qua điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U
1
≈
E
1
, U
2
≈
E
2.
Do công suất không đổi : U
1
. I
1
= U
2
. I
2
=> I
1
/ I
2
= U
2
/ U

1
= 1/k
Nếu nối cuộn thứ cấp với phụ tải thì dòng điện thứ cấp i
2
xuất
hiện. Phụ tải càng tăng, dòng i
2
càng tăng làm dòng i
1
càng tăng
theo tương ứng để giữ ổn định từ thông không đổi. Đây chính là
nguyên lý làm việc của máy biến áp hai cuộn dây.
Nhận xét:
k= E
1
/ E
2
=U
1
/ U
2
Nếu: + k>1: máy hạ áp
+k<1: máy tăng áp
+k=1: máy không có chức năng biến đổi giá trị năng
lượng mà chỉ có chức năng cách điện.
2.Cấu tạo và phân loại máy biến áp:
Máy biến áp có hai bộ phận chính : lõi thép và dây quấn.
2.1- Lõi thép máy biến áp :
Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy
được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt (thường là lá thép kỹ

thuật điện). Lõi thép gồm hai bộ phận:
- Trụ là phần lõi thép có dây quấn.
- Gông là phần lõi thép nối các trụ lại với nhau thành mạch từ
kín. Mạch từ được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện mỏng ( 0,35
mm ÷ 0,5 mm ). Hai mặt có sơn cách điện, có chứa hàm lượng silic
từ 1 ÷ 4% nhằm hạn chế tổn hao điện năng trong mạch từ do tác
dụng của dòng điện xoáy Fucô và hiện tượng từ trễ làm phát nhiệt.
Có hai dạng mạch từ chính:
- Mạch từ kiểu bọc dạng E I: mạch từ được phân nhánh ra hai
biên và bọc lấy cuộn dây quấn trên cột từ chính, từ đó làm giảm từ
thông tản. Dạng mạch từ này dùng trong máy biến áp 1 pha công
suất nhỏ như MBA gia dụng, MBA cấp điện trong máy tăng âm thu
thanh
- Mạch từ kiểu trụ hoặc kiểu lõi có dạng U, thường do nhiều
lá thép hình chữ I ghép lại. Dạng mạch từ này được dùng trong các
máy biến áp có công suất trung bình trở lên, loại máy biến áp 1 pha
và 3 pha như máy hàn điện nhưng khó gia công, giá thành lại
cao.
2.2 - Dây quấn :
Dây quấn máy biến áp có nhiệm vụ tăng, giảm điện áp, gồm
có cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp. Các máy biến áp công suất nhỏ,
dây quấn thường dùng dây tròn, có đường kính không quá 3mm.
Đối với dây chịu tải dòng điện lớn ở Máy biến áp công suất lớn
dùng dây dẹp, tiết diện vuông hoặc chữ nhật.
Dây quấn gồm có nhiều vòng dây lồng vào trụ lõi thép, giữa các
vòng dây và giữa các dây quấn có cách điện với nhau và dây quấn
có cách điện với lõi thép. Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều
cuộn dây, theo cách sắp xếp dây quấn cao áp và hạ áp, người ta
chia ra làm hai loại quấn dây chính: Dây quấn đồng tâm và dây
quấn xen kẽ.

- Dây quấn đồng tâm
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
6
5
4
3
2
1
7
8
9
10
11
12
a. dây tròn nhiều lớp b. dây bẹt hai lớp
Dây quấn đồng tâm hình xoắn
ha
ca
Dây quấn xen kẽ

2.3- Vỏ máy:
Chính là phần vỏ và nắp thùng, có chức năng bảo vệ và làm
mát máy. Để làm mát và tăng cường cách điện cho máy biến áp,
người ta thường đặt lõi thép và dây quấn trong 1 thùng dầu máy
biến áp. Đối với máy biến áp công suất lớn, vỏ thùng dầu có cánh
tản nhiệt. Ngoài ra còn có các sứ xuyên ra để nối các đầu dây quấn
ra ngoài, bộ phận chuyển mạch để điều chỉnh điện áp, rơle ơi bảo
vệ máy, bình giãn dầu, ống bảo vệ, thiết bị chống ẩm
2.4- Phân loại máy biến áp:
- Theo công dụng :
+Máy biến áp điện lực: truyền tải và phân phối năng lượng
trong hệ thống điện lực.
+Máy biến áp chuyên dụng: dùng cho mục đích cụ thể như
luyện kim, hàn…
+Máy biến áp tự ngẫu: biến đổi điện áp trong phạm vi không
lớn.
+Máy biến áp đo lường: để giảm điện áp, giảm dòng điện khi
đưa vào đông hồ đo.
+Máy biến áp thí nghiệm: dùng để thí nghiệm các điện cao
áp.
- Theo số pha: máy biến áp 1 pha và biến áp 3 pha.
3. Tính toán số liệu máy biến áp
3.1 Các thông số :
Q: tiết diện lõi sắt
S: công suất của máy biến áp
W
0
: số vòng cho 1 volt , W
0
=

45 50
Q
÷
( vòng dây/ 1 vol)
Δi : Mật độ dòng điện máy biến áp 2,5 ÷ 3 A/mm
2
d: đường kính dây, tính theo công thức d=
π
4S
π
( đối với dây
dẫn tiêt diện tròn)
b: tiết diện dây
3.2 Các bước tính số liệu dây quấn MBA một pha
* Bước 1: Xác định tiết diện Q của lõi thép:
Q = a.b ( cm
2
)
Q =
S
(đối với lõi chữ O ).
Q = 0,7
S
(đối với lõi chữ E ).
a
b
* Bước 2: Tính số vòng dây của các cuộn dây:
W
0
= (45~50)/Q (Vòng/V ).

Số vòng đây cuộn sơ cấp : w
1
= w
0
. U
1
(vòng).
* Bước 3: Tiết diện dây, đường kính dây sơ cấp và thứ cấp.
Khi tính tiết diện dây dẫn nên căn cứ vào điều kiện làm việc của
máy biến áp, công suất mà chọn mật độ dòng biến áp Δi cho phù
hợp để khi máy biến áp vận hành định mức, dây dẫn không phát
nhiệt quá 80
0
C. Nếu máy biến áp làm việc ngắn hạn 3÷ 5h, thông
gió tốt , nơi để máy biến áp thì có thể chọn Δ
i
= 5 (A/mm
2
) để tiết
kiện khối lượng dây đồng.
Thông thường ta chọn Δ
i
= 2,5 ÷ 3 (A/mm
2
)
 Tiết diện dây sơ cấp, được chọn theo các công thức:
i
nV
S
S

∆
=
1
2
1
∆Π
=
Π
=⇒
Π
=
V
S
S
d
d
S
η
4
4
4
1
11
Π∆
=
Π
=⇒
∆
=
22

2
2
2
44 IS
d
I
S
η: hiệu suất máy biến áp ( khoảng 0,85 ÷ 0,90 ).
U
1
: Nguồn điện áp nguồn.
3.3 Quấn dây:
Máy biến áp tự ngẫu có đặc điểm là dây quấn thứ cấp là một
bộ phận của dây cuấn sơ cấp, nên ngoài sự liên hệ qua hỗ cảm các
dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn có sự liên hệ trực tiếp về điện
Cách quấn dây được trình bày ở phần thực hành.
III./> MÁY ĐIỆN QUAY
1. Khai niệm chung:
Máy điện quay dùng để biến đổi các dạng năng lượng cơ
năng thành điện năng và ngược lại. Máy điện quay có thể làm việc
thuận nghịch, có hai chế độ làm việc.
- Chế độ động cơ: Biến đổi đông cơ thành cơ năng.
- Chế độ máy phát: Biến đổi cơ năng thành điện năng.
Do tính thuận nghịch của máy điện quay nên ta không xét
riêng từng loại mà xét chung cảc hai loại trên.
2. Định nghĩa:
Máy điện quay là thiết bị điện từ quay, làm việc dưa trên
nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng đêt biến đổi cơ năng thành điện
năng và ngược lại.
3.Nguyên lý làm việc:

Nguyên lý làm việc của tất cả các máy điện quay đều dựa vào
hai định luật điện từ cơ bản:
-Định luật về suất điện động cảm ứng: là định luầt cơ bản của
máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng.
-Định luật về lực điện từ: là định luật cơ bản của động cơ
biến đổi điện năng thành cơ năng.
4. Cấu tạo và vật liệu:
Cấu tạo: Máy phát điện quay có hai bộ phận chính là phần tĩnh
( Stato ) và phần động ( roto). Ngoài ra còn có vỏ máy và lắp máy.
- Phần tĩnh ( Stato ) và phần động ( roto ) làm bằng vật liệu kết
cấu, thép kĩ thuật điện…
*Stato: gồm lõi thép và dây quấn có nhiệm vụ tạo từ trường.
+Lõi thép : hình trụ, do các lá thep kỹ thuật điện được rập thành
rãnh bên trong gép lại với nhau tạo thành các rãnh để quấn dây
theo hứng trục máy
+Dây quấn: làm bằng đồng ( hoặc bằng nhôm ) được bọc
cách điện với nhau, và được đặt trong các rãnh stato
*Roto: có dạng khối trụ, gồm lõi thép , dây quấn phần cảm
truc máy.
+Lõi thép: làm băng các lá thép kỹ thuật điện có lỗ để lắp
trục và rãnh để quấn dây phần cảm ( đối với roto dây quấn)
+Dây quấn: chỉ có đối với roto dây quấn, làm bằng đồng
hoặc bằng nhôm, quấn theo các rãnh của roto. Riêng đối với loại
roto lồng sóc dây quấn là các thanh đồng được nối gắn mạch với
nhau bằng hai vành đồng tạo thành lồng sóc.
- Vỏ máy và nắp máy: làm bằng gang, thép để giữ chặt lõi thép
và cố định máy khi làm việc, có ổ đỡ trục để bảo vệ máy.
5. Phân loại:
Tùy theo loại cách tạo ra từ trường, kết cấu của mạch từ và
dây quấn ta có 4 loại máy điện cơ bản:

- Máy điện đồng bộ
- Máy điện không đồng bộ
- Máy điện một chiều
- Máy điện xoay chiều có vành góp
IV. MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
1. Định nghĩa:
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc
theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto, tốc độ
của máy n khác với tốc độ quay của từ trường n
1
.
Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn, dây quấn stato ( sơ
cấp ) nối với lưới điện tần số không đổi f
1
, dây quấn roto ( thứ cấp)
được nối tắt lại hoặc khép kín trên điện trở. Dòng điện trong dây
quấn roto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ f
2
phụ thuộc vào rô to nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy.
Cũng như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ có
tính thuận nghịch nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện
cũng như chế độ máy phát điện.
2. Phân loại và kết cấu:
2.1 - Phân loại:
Máy điện không đồng bộ có nhiều loại, được phân theo nhiều cách
khác nhau: theo kết cấu của vỏ, theo kết cấu của rôto, theo số pha
trên dây quấn stato
-Theo kết cấu của vỏ máy.
- Theo kết cấu của roto.
- Theo số pha trên dây quấn stato.

2.2 - Kết cấu:
Giống như những máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ
gồm các bộ phận chính sau đây
2.2.1) Stato: stato là phần tĩnh, gồm hai bộ phận chính là lõi thép
và dây quấn, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy.
a- Lõi thép:
Lõi thép được ép trong vỏ máy, làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi
thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên
trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục. Vì từ
trường đi qua lõi thép là từ trường quay lên để giảm tổn hao, lõi
thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại.
Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để
giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên.
b.Dây quấn:
Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ)
và được đặt trong các rãnh của lỗi thép. Kiểu dây quấn hình dạng
và cách bố trí dây quấn sẽ được trình bày trong phần : "Cơ sở thiết
kế dây quấn stato động cơ không đồng bộ".
c. Vỏ máy:
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để cố định lõi
thép và dây quấn, cũng như cố định máy trên bệ không dùng để
làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất tương đối lớn
(1000KW) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ.Tuỳ theo cách
làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ,
vỏ kín hay kiểu vỏ phóng nổ hai đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trụ.
Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy.
2.2.2 – Roto:
Rô to là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy
a - Lõi thép:
Nói chung, người ta sử dụng lá thép kỹ thuật điện như stato,

lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên 1 giá của ro to của
máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
b- Dây quấn roto:
Có hai loại chính: Roto lồng sóc và roto dây quấn
+ Loại roto kiểu dây quấn :
Roto có dây quấn giống như dây quấn stato. Kết cấu dây
quấn trên rôto chặt chẽ.
+ Loại roto kiểu lồng sóc:
Kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dây quấn stato.
Trong mỗi rãnh của lõi thép roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay
nhôm dài ra khỏi lõi thép và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai
vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà
người ta quen gọi là lồng sóc.
2.2.3 - Khe hở :
Vì roto là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy
điện không đồng bộ rất nhỏ ( 0,2 đến 1 mm trong máy điện cỡ vừa
và nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lưới điện và như vậy
mới có thể làm cho hệ số công suất máy cao hơn.
3.Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ:

Ta tạo một từ trường quay với tốc độ n
1
= 60f/p
trong đó : f : tần số dòng điện lưới đưa vào
p: là số đôi cực máy
thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt
trên lõi thép roto và cảm ứng trong dây quấn đó suất điện động và
dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của
stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở. Dòng điện trong dây quấn
tác dụng với từ thông khe hở sinh ra momen tác dụng và có ảnh

hưởng tới tốc độ quay n của roto. Trong những phạm vi tốc độ
khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau :
- Khi roto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc
độ đồng bộ thì dòng điện sinh ra trong dây quấn roto cùng chiều
với suất điện dộng và tác dụng từ trường tổng trong khe hở sinh ra
lực F và mômen M kéo rôto quay theo chiều từ trường quay. Điện
năng đưa tới roto đã biến thành cơ năng trên trục nghĩa là máy điện
làm việc trong chế độ động cơ. Những máy chỉ làm việc ở chế độ
này khi n<n
1
vì khi đó mới có chuyển động tương đối giữa từ
trường và dây quấn roto và như vậy trong dây quấn roto mới có
dòng điện và mômen kéo rôto quay
- Khi roto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ ( dùng 1 động
cơ sơ cấp nào đó quay roto của máy điện không đồng bộ vượt tốc
độ đồng bộ n > n
1
. Khi đó chiều của từ trường quay quét qua dây
dẫn sẽ có chiều ngược lại suất điện động và dòng điện trong dây
dẫn roto cũng đổi chiều nên chiều của từ trường quay quét qua dây
dẫn sẽ có chiều ngược lại suất điện động và dòng điện trong dây
dẫn roto cũng đổi chiều nên chiều của mômen cũng ngược chiều
quay của n
1
, nghĩa là ngược với với chiều của roto nên đó là
mômen hãm. Máy điện đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ
điện, do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới
điện, nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện.
- Khi roto quay ngược với chiều từ trường quay thì chiều của suất
điện động, dòng điện và mômen vẫn giống như lúc ở chế độ động

cơ điện. Vì mômen sinh ra ngược với chiều quay của roto nên có
tác dụng hãm roto dừng lại. Trong trường hợp này, máy vừa lấy
điện năng ở lưới điện vào, vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp. Chế
độ làm việc này được gọi là chế độ hãm điện từ.
4. Cơ sở thiết kế bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ
4.1 Các khái niệm và các thông số cơ bản
4.1.1 - Số đôi cực p (p
≥
1 ):
Được hình thành bởi một cuộn dây hay nhóm cuộn dây và
được đấu dây sao cho khi có dòng điện điện đi qua sẽ tạo được các
cặp cực N - S xen kẽ kế tiếp nhau trong cùng một pha.
Khoảng cách từ tâm cực từ này đến tâm cực từ kế tiếp được
gọi là bước cực từ T và bằng 180
0
độ điện. Bước từ T còn được
hiểu là khoảng cách nhất định hay góc độ điện giữa pha A, pha B
và pha C.
Trong tính toán T được tính theo đơn vị rãnh và xác định
bằng công thức:
T = Z/2p ( rãnh );
Z: tổng số rãnh được dập trên stato
4.1.2 - Cuộn dây
Có thể là 1 hoặc nhiều vòng, khi cuộn dây được bố trí trên
stato thì chia làm các cạnh dây và các đầu dây (đầu ra, đầu vào ).
Bước quấn dây là khoảng cách giữa hai cạnh dây của cuộn dây
dạng được bố trí trên stato và được tính theo đơn vị rãnh, ký hiệu
là y.
So sánh bước cuộn dây với bước cực từ, ta có:
Bước đủ: y= T= Z/2p

Bước ngắn: y< T;
Bước dài y>T
4.1.3 - Các thông số khác
m : số pha của động cơ
a: số mạch nhánh song song trong máy.
Z : tổng số rãnh dập trên stato hoặc roto.
q: số rãnh tác động lên một cực ( tính từ cạnh thứ nhất đến
cạnh tác dụng thứ hai của cùng một phần tử ).
Thường chọn: q = Z/2mp = y/2p.
n
1
: Tốc độ đầu trục
n: Tốc độ từ trường
tính theo công thức n=60
π
/p với ( f=50Hz )
số đôi cực n(v/p) n1(v/p)
1 3000 2500
2 1500 1480
3 1000 980
4.1.4 - Nhóm cuộn dây
Quấn dây trong máy điện xoay chiều, nhìn chung có thể được
thực hiện với hai loại nhóm dây.
-Nhóm cuộn dây đồng tâm
-Nhóm cuộn dây đồng khuôn
a - Nhóm cuộn dây đồng tâm:
Nhóm cuộn dây đồng tâm được hình thành bới nhiều cuộn
dây có bước dây khác nhau và được mắc nối tiếp nhau theo cùng 1
chiều quấn. Các cạnh dây của mỗi cuộn chiếm các rãnh kề cận
nhau để tạo thành cực từ.

Để tạo hình nhóm cuộn dây đồng tâm, người ta quấn liên tiếp
các dây dẫn theo cùng 1 chiều quấn lên trên một bộ khuôn có kích
thước khác nhau và đặt đồng tâm trên cùng một trục quấn.
Ưu điểm của cách quấn dây này là dễ lắp đặt cuộn dây vào stato
nhưng có nhược điểm là các đầu cuộn dây đồng tâm thường chiếm
nhiếu chỗ hơn so với các quấn dây khác, phổ biến trong các động
cơ điện công suất nhỏ.
b - Nhóm cuộn dây đồng khuôn:
Nhóm cuộn dây này có bước của các dây đều bằng nhau nên
chúng có cùng 1 khuôn định hình. Các cuộn dây này được bố trí
trên stato ở các rãnh kế tiếp nhau để tạo thành cực từ. Thông
thường, bước cuộn dây trong nhóm cuộn dây đồng khuôn đều là
bước ngắn nên có ưư điểm là ít tốn dây, thu gọn các đầu cuộn dây.
Tuy nhiên, để đạt được yêu cầu thu gọn đầu các cuộn dây ít choán
chỗ thì việc lắp bộ dây quấn dạng này phải khó khăn hơn và tốn
nhiều thời gian hơn so với nhóm đồng tâm.