Giáo trình Máy điện - Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí (Cao đẳng) - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

GIÁO TRÌNH
MÁY ĐIỆN 
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG 
Ban hành kèm theo Quyết định số: 01/QĐ­CĐN, ngày 04 tháng 01 năm 2016  
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

1


Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể 
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và 
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh  
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

2


LỜI GIỚI THIỆU

Máy điện là một trong những môđun chuyên ngành được biên soạn dựa  
trên chương trình khung và chương trình chi tiết của trường Cao Đẳng Nghề 
tỉnh  Bà Rịa­Vũng Tàu ban hành năm 2015 dành cho hệ Cao Đẳng Nghề Điện  
công nghiệp.

Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình 
đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất. 
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm giảng dạy, 
tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở  nhiều giáo trình hiện có để  phù hợp  
với nội dung chương trình đào tạo của nhà trường và phù hợp với mục tiêu  
đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu  
thực tế.

Nội dung của mô đun:
Bài 1
Bài 2
Bài 3
Bài 4

Khái niệm chung về máy điện
Cấu tạọ và nguyên lý làm việc của máy biến áp.
Quấn dây biến áp 1 pha cách ly công suất nhỏ.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ  không đồng bộ  3 

Bài 5
Bài 6

pha
Khái niệm về dây quấn stato động cơ không đồng bộ.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha 

Bài 7

có Z=24, 2p=4 dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha 

Bài 8

có Z=36, 2p=4 dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha 

Bài  9

có Z=24, 2p=4 dây quấn đồng khuôn 2 lớp bước đủ.. 
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha 

Bài  10

có Z=36, 2p=4 dây quấn đồng khuôn 2 lớp bước ngắn.. 
Bảo dưỡng, vận hành động cơ không đồng bộ.

3


Bài 11

Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha có Z=24; 

Bài 12

2P=4 dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp.
Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha có Z=36; 

Bài 13

2P=4 dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ  không đồng bộ  1 

Bài 14

pha. 
Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha rô to lồng 

Bài 15

sóc có Z=24; 2P=2
Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha rô to lồng 

Bài 16

sóc có Z=36; 2P=4
Sửa chữa quạt trần.

Giáo trình cũng là tài liệu giảng day và tham kh
̣
ảo tốt cho các ngành 
thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện tử công nghiệp, điện tử, cơ khí và cán bộ 
vận hành sửa chữa máy điện.
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học 
và công nghệ  phát triển có thể  điều chỉnh thời gian và bổ  sung những kiêń  
thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đưa ra nội dung lý thuyết 
gắn liền với thực tập của từng bài để  người học cung c
̉
ố  và áp dụng kiến  
thức phù hợp với kỹ năng. 

Mặc dù đã cố  gắng tổ  chức biên soạn để  đáp  ứng được mục tiêu đào 
tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng 
góp ý kiến của quí Thầy, Cô giáo, bạn đọc để  nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh 
hoàn thiện hơn. 
                                               Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 02  tháng. 1 năm 2016
                                                      Biên soạn
                                                                          1.Võ  Văn Giang 
                       2.Nguyễn Xuân Cường

4


MỤC LỤC
 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN                                                                                   
 
..................................................................................
   
 2
 LỜI GIỚI THIỆU                                                                                                 
 
................................................................................................
   
 3
 BÀI 1                                                                                                                    
 
...................................................................................................................
    
 11
 KHÁI NIỆM CHUNG VỂ MÁY ĐIỆN                                                              
 

.............................................................
    
 11
1.1. Định nghĩa về máy điện................................................................ 11
1.2. Phân loại máy điện....................................................................... 11
1.3. Ứng dụng:.................................................................................... 13
 BÀI 2                                                                                                                    
 
...................................................................................................................
    
 14
 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP.                    
 
...................
    
 14
2.1. Cấu tạo của máy biến áp............................................................. 14
2.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp............................................ 19
2.3. Các chế độ làm việc của máy biến áp (phần tham khảo). ...........20
 QUẤN DÂY BIẾN ÁP MỘT PHA CÁCH LY CÔNG SUẤT NHỎ                 
 
................
    
 29
3.1. Tính toán số liệu quấn dây máy biến áp 1 pha ............................29
3.2. Thi công quấn bộ dây biến áp 1 pha ........................................... 52
3.3. Kiểm tra,vận hành........................................................................ 61
 BÀI 4                                                                                                                    
 
...................................................................................................................

    
 66
 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ                            
 
...........................
    
 66
 KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA                                                                                
 
...............................................................................
    
 66
4.1. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 3 pha. ...............................67
4.2. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha ...............73
4.3.Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha (phần tham khảo
thêm)................................................................................................... 74
 BÀI 5                                                                                                                    
 
...................................................................................................................
    
 82
 KHÁI NIỆM VỀ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ       
   82
......
    
5.1.Khái niệm chung về dây quấn....................................................... 82
5. 2.Những cơ sở để vẽ sơ đồ dây quấn............................................ 82
5.3.Phân loại dây quấn:....................................................................... 88
 BÀI 6                                                                                                                    
 

...................................................................................................................
    
 90
XÂY DỰNG SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 
 3 PHA CÓ Z=24, 2P=4 DÂY QUẤN ĐỒNG TÂM TẬP TRUNG 1 LỚP.       
   90
......
    
6.1.Xác định các số liệu ban đầu........................................................ 90
 BÀI 7                                                                                                                    
 
...................................................................................................................
    
 97

5


XÂY DỰNG SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 
3 PHA CÓ Z=36, 2P=4 DÂY QUẤN ĐỒNG TÂM KHUÔN TẬP TRUNG 1 
 LỚP.                                                                                                                     
 
....................................................................................................................
    
 97
7.1.Xác định số liệu ban đầu............................................................... 97
7.2.Tính toán số liệu............................................................................ 98
7.3.Vẽ sơ đồ........................................................................................ 98
 Hình 7.2. Sơ đồ dây quấn stato động cơ không đồng bộ 3 pha                         
 

.......................
    
 99
 có z=36, 2p=4 dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.                                        
 
.......................................
    
 99
8.1. Khái niệm về dây quấn 2 lớp:..................................................... 101
8.2.Xác định số liệu ban đầu............................................................. 102
8.3.Tính toán số liệu.......................................................................... 102
8.4.Vẽ sơ đồ...................................................................................... 103
 BÀI 9                                                                                                                  
 
.................................................................................................................
    
 109
XÂY DỰNG SƠ ĐỒ DÂY QUẤN STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 
 3 PHA CÓ Z=36, 2P=4 DÂY QUẤN ĐỒNG KHUÔN 2 LỚP.                       
 
......................
    
 109
9.1.Xác định số liệu ban đầu............................................................. 109
9.2.Tính toán số liệu.......................................................................... 110
9.3.Vẽ sơ đồ...................................................................................... 110
 BÀI 10                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    

 117
 BẢO DƯỠNG, VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ                     
 
....................
    
 117
10.1. Xác định hư hỏng trước khi tháo động cơ............................... 117
10.2.Tháo lắp động cơ: .................................................................... 118
10.3. Kiểm tra xác định hư hỏng và sửa chữa..................................119
10.5. Vận hành động cơ:................................................................... 137
 BÀI 11                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 155
 QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA       
   155
.....
    
 CÓ Z=24; 2P=4 DÂY QUẤN ĐỒNG TÂM TẬP TRUNG 1 LỚP.                 
 
................
    
 155
11.1.Tháo, vệ sinh động cơ:.............................................................. 155
11.2.Phân tích sơ đồ dây quấn:........................................................ 158
11.3. Lót cách điện rãnh: .................................................................. 160
11.4.Đo làm khuôn quấn dây:........................................................... 163
11.6.Lồng dây vào rãnh stato:........................................................... 167
11.7. Hoàn tất bộ dây:....................................................................... 173

11.8. Vận hành thử:.......................................................................... 177
11.9.Tẩm sấy bộ dây: ....................................................................... 180
 BÀI 12                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 182
 QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ                                                       
 
.....................................................
    
 182
6


 KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA CÓ Z=36; 2P=4 DÂY QUẤN                             
 
............................
    
 182
  ĐỒNG KHUÔN TẬP TRUNG 1 LỚP.                                                           
 
..........................................................
    
 182
12.1.Tháo, vệ sinh động cơ:.............................................................. 182
12.2. Phân tích sơ đồ dây quấn: ...................................................... 182
12.3. Lót cách điện rãnh: .................................................................. 184
12.4.Đo làm khuôn quấn dây:........................................................... 184
12.6.Lồng dây vào rãnh stato:........................................................... 185

12.7. Hoàn tất bộ dây:....................................................................... 185
12.8. Vận hành thử:.......................................................................... 185
12.9.Tẩm sấy bộ dây: Trình tự thực hiện công việc như bài 18. .......186
 BÀI 13                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 188
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG 
 BỘ 1 PHA                                                                                                          
 
.........................................................................................................
    
 188
13.1. Cấu tạo của động cơ không đồng bộ 1 pha. ...........................188
13.2.Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha. ..........191
 BÀI 14                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 199
 QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ                                                       
 
.....................................................
    
 199
 KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA CÓ Z=24; 2P=2.                                                  
 
.................................................
    

 199
14.1.Tháo, vệ sinh động cơ............................................................... 199
14.2.Vẽ và phân tích sơ đồ dây quấn............................................... 199
14.3. Lót cách điện rãnh: .................................................................. 207
14.4.Đo khuôn:.................................................................................. 207
14.5. Quấn dây:................................................................................. 207
14.6.Lồng dây vào rãnh stato:........................................................... 208
14.7. Hoàn tất bộ dây:....................................................................... 208
14.8. Vậnh hành thử:........................................................................ 208
14.9.Tẩm sấy bộ dây: ....................................................................... 209
 BÀI 15                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 210
 QUẤN LẠI BỘ DÂY STATO ĐỘNG CƠ                                                       
 
.....................................................
    
 210
 KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 PHA CÓ Z=36; 2P=4.                                                  
 
.................................................
    
 210
15.1.Tháo, vệ sinh động cơ............................................................... 210
15.2.Vẽ và phân tích sơ đồ dây quấn............................................... 210
 Hình 15.1. Cuộn dây làm việc động cơ 1 pha                                                  
 
................................................

    
 213
 có z=36; 2p=4;qa=2qb.                                                                                       
 
......................................................................................
    
 213
 Hình 15.2. Bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha                                   
 
..................................
    
 214
  có z=36; 2p=4, qa=2qb, phân tán không đều                                                    
 
...................................................
    
 214
7


 Hình 15.3. Bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha                                   
 
..................................
    
 215
  có z=36; 2p=4, qa=2qb, phân tán đều                                                               
 
..............................................................
    
 215

15.3. Lót cách điện rãnh: .................................................................. 216
15.4.Đo khuôn:.................................................................................. 216
15.5. Quấn dây:................................................................................. 216
15.6.Lồng dây vào rãnh stato:........................................................... 217
15.7. Hoàn tất bộ dây:....................................................................... 217
15.8. Vận hành thử:.......................................................................... 217
15.9.Tẩm sấy bộ dây: ....................................................................... 218
 BÀI 16                                                                                                                
 
...............................................................................................................
    
 219
 SỬA CHỮA QUẠT BÀN                                                                                 
 
................................................................................
    
 219
16.1.Tháo, vệ sinh quạt..................................................................... 219
16.2.Kiểm tra xác định hư hỏng và sửa chữa................................... 221
16.3.Phân tích sơ đồ dây quấn quạt bàn.......................................... 226
16.4.Xác định các đầu dây quạt bàn: ............................................... 228
16.5. Lắp ráp, vận hành.................................................................... 229

8


MÔ ĐUN MÁY ĐIỆN
Mã mô đun: MĐ14
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: 
­ Vị  trí:  Mô đun này học sau các môn học An toàn điện lạnh, Mạch 

điện, và mô đun Đo lường điện lạnh.
­ Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề 
bắt buộc.
Mục tiêu của mô đun: 
Sau khi học xong mô đun này, học sinh – sinh viên có khả năng:
­ Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và các thông số  kỹ thuật 
của máy biến áp một pha, động cơ không đồng bộ 1 pha, 3 pha;
­ Bảo dưỡng, sửa chữa, vận hành được các máy biến áp một pha công 
suất nhỏ, các loại động cơ  xoay chiều một pha, 3 pha sử  dụng trong   hệ 
thống lạnh;
­ Cẩn thận, chính xác, nghiêm túc, thực hiện đúng quy trình, đảm bảo  
an toàn.
Nội dung của môn học: 
Bài 1 :
Bài 2 :
Bài 3 :
Bài 4 :
Bài 5 :
Bài 6 :

Khái niệm chung về máy điện. 
Cấu tạọ, nguyên lý làm việc của máy biến áp.
Quấn dây biến áp 1 pha cách ly công suất nhỏ.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha
Khái niệm về dây quấn stato động cơ không đồng bộ.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ  không đồng bộ  3 pha có Z=24, 

Bài 7 :

2p=4 dây quấn đồng tâm tập trung 1 lớp.

Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ  không đồng bộ  3 pha có Z=36, 

Bài 8:

2p=4 dây quấn đồng khuôn tập trung 1 lớp.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ  không đồng bộ  3 pha có Z=24, 

Bài 9 :

2p=4 dây quấn đồng khuôn 2 lớp bước đủ.
Xây dựng sơ đồ dây quấn stato động cơ  không đồng bộ  3 pha có Z=36, 
9


Bài 10 :
Bài 11 :

2p=4 dây quấn đồng khuôn 2 lớp bước ngắn.
Bảo dưỡng, vận hành động cơ không đồng bộ.
Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha có Z=24; 2P=4 dây  

Bài 12 :

quấn đồng tâm tập trung một lớp.
Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 3 pha có Z=36; 2P=4 dây  

Bài 13 :

quấn đồng khuôn tập trung một lớp.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha. 

Bài 14 :

Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha có Z=24; 2P=2; 

Bài 15 :

Quấn lại bộ dây stato động cơ không đồng bộ 1 pha có Z=36; 2P=4; .

Bài 16 :

Sửa chữa quạt bàn.

10


BÀI 1
KHÁI NIỆM CHUNG VỂ MÁY ĐIỆN

Giới thiệu:
Trong công nghi ệp và trong cu ộc sống hàng ngày chúng ta tiếp xúc và 
làm việc với nhi ều loại máy điện như  máy phát điện, độ ng cơ  điện (máy 
bơm, máy quạt, máy khoan...)   để  hiểu biết, vận hành và sửa chữa, cải 
tiến nó ta sẽ  nghiên cứu về  máy điện, bài này sẽ  trình bày các khái niệm 
chung, tính chất chung và phân loại máy điện.
Mục tiêu:
­ Trình bày được định nghĩa và phân loại về máy điện.
­ Mô tả được các loại vật liệu sử dụng trong chế tạo máy điện.
­ Phân tích được nguyên lý hoạt động của máy phát và động cơ điện.
­ Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chinh xac, sáng t

́
́
ạo và khoa học.
Nội dung chính:
1.1. Định nghĩa về máy điện
Máy điện là thiết bị điện từ, nguyên lý làm việc dựa vào hiên tượng cảm  
ứng điện từ. Về cấu tạo máy điện gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (các  
dây quấn), dùng để  biến đổi dạng năng lượng 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 thông số   điện như  biến  đổi  điện  áp, dòng  
điện,...
1.2. Phân loại máy điện
Máy điện có nhiều loại được phân loại theo nhiều cách khác nhau, ví dụ 
phân loại theo công suất, theo cấu tạo, theo chức nâng, theo loại dòng điện  
(xoay chiều, một chiều), theo nguyên lí làm việc vv…Trong giáo trình này ta 
phân loại đựa vào nguyên lý biến đổi năng lượng như sau:
a. Máy điện tĩnh
11


Máy điện tĩnh thường gặp là máy biến áp. Máy điện tĩnh làm việc dựa 
trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông giữa các cuộn dây 
không có chuyển động tương đối 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 
thuận nghịch, ví đụ  máy biến áp biến đổi điện năng có thông số:   U 1 , Il,  f, 
thành điện năng có thông sô' U 2 , I2, f, hoặc ngược lại biến đổi hệ thống điện 
U 2 , I2, f, thành hệ thống điện U 1 , Il, f. 
b. Máy điện quay 
Máy điện quay 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 dạng năng lượng, ví dụ biến 
đổi điện năng thành cơ  năng (động cơ  điện) hoặc biến đổi cơ  năng thành 
điện năng (máy phát điện).
  Quá trình biến đổi có tính thuận nghịch, nghĩa là máy điện có thể  làm 
việc ở chế độ máy phát điện hoặc động cơ điện.
c.  Sơ đồ phân loại máy điện thường gặp:

12


Hình 1­1. Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường gặp
1.3. Ứng dụng:
Sử dụng trong các ngành kinh tế như công nghiệp, giao thông vân tải... và 
trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình.

CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI 1
1. Định nghĩa và phân loại máy điện? 
2. Ứng dụng của máy điện trong thực tiển?

13


BÀI 2
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP.

Giới thiệu
Với những Máy biến áp được tính toán thiết kế chi tiết, đúng mục đích 
sử  dụng sẽ  mang đến hiệu quả  tối  ưu. Nội dung bài học cung cấp cho các 

bạn những kiến thức căn bản, hiểu được cấu tạo, nguyên lý làm việc của  
máy biến áp. Hiểu được chức năng và cách sử dụng máy biến áp. 
Mục tiêu: 
Sau khi học xong bài học này, người học có khả năng:
­ Trình bày được cấu tạo của máy biến áp một pha và ba pha.
­ Phân tích được nguyên lý làm việc của máy biến áp một pha và ba pha.
­ Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, chinh xac, sáng t
́
́
ạo và khoa học.
Nội dung chính:
2.1. Cấu tạo của máy biến áp
2.1.1. Lõi thép của 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 thép kỹ thuật điện. Lõi thép gổm hai  
bộ phận:
Trụ là nơi để đặt dây quấn
Gông là phần khép kín mạch từ giữa các trụ.
Trụ và gông tạo thành mạch từ khép kín.
Để  giảm dòng điện xoáy trong lõi thép, người ta dùng thép lá kỹ  thuật  
điện (dày 0,35 mm đến 0,5 mm, hai mặt có sơn cách điện) ghép lại với nhau  
thành lõi thép (hình 2.1a).
2.1.2 Dây quấn máy biến áp. 
14


Nhiệm vụ  của dây quấn máy biến áp là nhận năng lượng vào và truyền  
năng lượng ra. Dây quấn máy biến áp thường làm bằng dây dẫn đồng hoặc 
nhôm, tiết diện tròn hay chữ  nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện. Dây 
quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép. Giữa các vòng dây, giữa các 

dây   quấn   và   giữa  dây   quấn  và   lõi   thép   đều   có   cách   điện.   Máy   biến   áp 
thường có hai hoặc nhiều dây quấn. Khi các dây quấn đặt trên cùng một trụ 
thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ  thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên 
ngoài. Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện (hình 2.1b)

15


16


Hình 2.1 Lõi thép và dây quấn máy biến áp 1 pha

17


Hình 2.2 cấu tạo máy biến áp 3 pha
2.1.3 Vỏ máy
Nắp có sứ cao áp, hạ áp(sứ cách điện thường hoặc loại có dầu (sứ 35KV 
trở lên có dầu). Dùng để che chắn, bảo vệ an toàn cho người và máy biến áp.  
Trên vỏ máy còn dùng để  lắp các bộ  phận khác như: bộ  phận chuyển mạch  
để điều chỉnh điện áp ,rơle để bảo vệ, sứ...
Đối với máy biến áp có công suất lớn hơn 10000KVA thì ngoài vỏ  có sử 
dụng bộ tản nhiệt, thêm cánh quạt làm mát, máy biến áp dùng trong thủy điện  
dầu được bơm qua hệ thống ống nước để tăng cường làm mát.

18


Hình 2.3 Vỏ máy biến áp 1 pha

2.2. Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Hình vẽ sơ đồ nguyên lý của MBA một pha hai dây quấn. Dây quấn 1 có 
N1 vòng dây được nối với nguồn điện áp xoay chiều U 1, gọi là dây quấn sơ 
cấp. Ký hiệu các đại lượng phía dây quấn sơ  cấp đều có con số  1 kèm theo  
như u1, i1, e1, .. 
Dây quấn 2 có N2 vòng dây cung cấp điện cho phụ tải Zt, gọi là dây quấn 
thứ  cấp. Ký hiệu các đại lượng phía dây quấn thứ  cấp đều có con số  2 kèm 
theo như u2, i2 , e2, .. 
Đặt điện áp xoay chiều u1  vào dây quấn sơ, trong dây quấn sơ  sẽ  có 
dòng i1. Trong lõi thép sẽ  có từ  thông Φ móc vòng với cả  hai dây quấn sơ 
cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sđđ e1 và e2. Khi máy biến áp  có tải, trong dây 
quấn thứ  sẽ  có dòng điện i2  đưa ra tải với điện áp là u2. Từ  thông   Φ  móc 
vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính. 
Giả sử điện áp u1 sin nên từ thông Φ cũng biến thiên sin, ta có: 
m

sin t

Theo định luật cảm  ứng điện từ, các sđđ cảm ứng e1, e2 sinh ra trong dây 
quấn sơ cấp và thứ cấp MBA là:
e1

N1

d
dt

N1

m

sin( t 90  )

2 E1 sin( t 90  )

19


e2

N2

d
dt

N2

m

sin( t 90  )

2 E 2 sin( t 90  )

Trong đó E1, E2 là trị số hiệu dụng của sđđ sơ cấp và thứ cấp, cho bởi:
E1 =

ω N1Φ m
= π 2 fN1Φ m = 4, 44 fN1Φ m
2

E2 =

ω N 2Φ m
= π 2 fN 2 Φ m = 4, 44 fN 2 Φ m
2

Hình 2­4 Nguyên lý máy biến áp 1 pha

Nếu giả thiết máy biến áp đã cho là máy biến áp lý tưởng, nghĩa là bỏ qua 
sụt áp gây ra do điện trở và từ  thông tản của dây quấn  thì E1 ≈ U1 va E2 ≈ U2 :
U1
U2

E1
E2

N1
N2

k

Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 và I2 < I1 : MBA tăng áp. 
Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 và I2 > I1 : MBA giảm áp
2.3. Các chế độ làm việc của máy biến áp (phần tham kh ảo).
 2.3.1.Ch ế độ không tải :
Là trạng thái mà điện áp đưa vào sơ cấp là điện mức và phía thứ cấp hở .
Do không nối với tải (hở mạch phía thứ  cấp) nên cuộn thứ  cấp không 
tham gia trong mạch. Mặt khác, tổng trở  mach từ  rất lớn hơn tổng trở cuộn  
20

dây sơ cấp nên có thể xem như cuộn sơ cấp cũng không tồn tại, ta có các sơ 
đồ tương đương 
Dòng điện không tải (dòng điện từ hóa): 
I0 = Im = 

U 1dm
 = (3 –10)%. I1đm.
Zm

Tổn hao không tải (tổn hao từ hóa): P0 = I02. Rm = U1đm. I0. Cos 0. (với: 
R0

Rm
).
Zm

Cos 0 =  Z
0

Công suất phản kháng không tải Q0 rất lớn so với công suất tác dụng không 
tải P0. Hệ số công suất lúc không tải thấp.
 Cosφ0 = 

R0
R20

P0
X0

2

P 20

Q20

0,1 0.3

    

Từ  những đặc điểm trên khi sử  dụng không nên để  máy  ở  tình trạng không  
tải hoặc non tải.
Kết luận:  Khi MBA không tải vẫn tiêu thụ  một lượng công suất tác 
dụng để  từ  hóa mạch từ và tồn tại dòng điện không tải trong cuộn sơ  cấp. 
Tổn hao không tải thường gọi là tổn hao sắt từ: 
P0 =  P0 =  PFe ;  ΔPst = p1,0/50B2(f/50)1,3G   
Trong đó : P1,0/50 là công suất tổn hao trong lá thép khi tần số 50Hz và từ cảm 1 
T. Đối với lá thép kỹ thuật điện 3413 dày 1,35 mm, P1,0/50 = 0,6 W/kg.
B từ cảm trong thép (T)
G khối lượng trong thép (kg)
    
2.3.2. Chế độ có tải
I1 

X1 

R1 

I2/ 

X2/ 

R2/ 

Im 
U1P

Xm 

U2/ 

Rm

Hình2.11.Sơ đồ thay thế của MBA 1 pha

ZTải

21


Khi MBA mang tải điện áp trên tải sẽ  sụt một lượng   U so với lúc 
không tải, lượng sụt áp này phụ thuộc vào độ lớn và tính chất của tải. 
Đặc tính ngoài của MBA được biểu diễn như đồ thị .

22


Sin  
U2

Tải cảm kháng

Sin  >0

U2đm
U

U2

Cos  = Const

 >0

2

Cos

 <0
2

I2

I2đm

Tải dung kháng

Sin  <0

Hình 2.12a. Đặc tính ngoài của MBA

   Hình 2.12b. Tính chất tải của MBA

Từ đồ thị ta được:  U2 = U2đm –  U    
U = (UnR. Cos

2

+UnX. Sin 2)

U% = (UnR% . Cos

2

    

+UnX% . Sin 2)

Với:
 =  I

I2
2 dm

S2

 =  S

2 dm

       Là hệ số phụ tải, đặc trưng cho độ lớn của phụ tải.

Cos 2: Hệ số công suất của phụ tải.
2

: Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện trên tải, đặc trưng cho tính 

chất phụ tải.
Độ lớn phụ tải được thể hiện qua hệ số   như sau:
o Máy biến áp non tải: I2 < I2đm     < 1    U giảm; U2 tăng.
o Máy biến áp đầy tải: I2 = I2đm     = 1    U =  Uđm ; U2 = const.
o Máy biến áp quá tải: I2 > I2đm     > 1    U tăng; U2 giảm.
23


Tính chất phụ tải được thể hiện qua góc lệch pha 

2 .

o Khi tải có tính cảm kháng: Sin  > 0    U  > 0    U2 < U2đm.
o Khi tải có tính dung kháng: Sin  < 0    U  < 0    U2 > U2đm. 
    
2.3.3. Chế độ ngắn mạch.
Khái niệm về hiện tượng:
MBA đang vận hành với các thông số  định mức mà phía thứ  cấp bị ngắn 
mạch thì gọi là ngắn mạch sự cố hay ngắn mạch vận hành. Trường hợp này  
sẽ gây nguy hiểm cho máy bởi dòng điện ngắn mạch sinh ra cực lớn. Thông 
thường, người ta sử  dụng các thiết bị  tự  động (CB, FCO, máy cắt) để  cắt 
MBA ra khỏi mạch khi gặp sự cố nói trên.
Ngoài ngắn mạch sự  cố, khi chế  tạo và vận hành MBA; Người ta tiến  
hành ngắn mạch thí nghiệm để  kiểm nghiệm và xác định các thông số  của 

máy.
I2 = INM

 I1đm

I2 = INM = I1đm

U1 = UNM

U1 = U1đm

a. Ngắn mạch sự cố 

b. Ngắn mạch thí nghiệm 

Hình 2.13. Trạng thái ngắn mạch MBA 
Thí nghiệm ngắn mạch .

24


Là trạng thái mà phía thứ cấp được nối ngắn mạch và điện áp đưa vào sơ 
cấp được giới hạn sao cho dòng điện ngắn mạch sinh ra bằng dòng điện sơ 
cấp định mức. Trạng thái được khái quát: 
U2 = 0; U1 = Un = (3 – 10)%U1đm;   I2 = IN = I1đm   
Khi tiến hành thí nghiệm ngắn mach, do điện áp nguồn rất thấp nên dòng 
điện không tải I0 không đáng kể  có thể  bỏ  qua (hở  mạch từ  hóa), nên sơ  đồ 
thay thế có dạng như hình vẽ:
X1

R1

IN =I1ñm

X2/

R2/

XN

Un

Un

I1ñm

UnX

a 

RN

UnR

b 

Hình 2.14. Sơ đồ thay thế của MBA ngắn 
Mạch
Đặt: Rn = R1 + R2/;

Xn = X1 + X2   

Tổng trở ngắn mạch:

Zn =  R n2

U

n
X n2  =  I .
1dm

Tổn hao ngắn mạch:
Pn = I1đm2. Rn = Un. I1đm. Cos n. (với: Cos 0 = 

Rn
). 
Zn

Nếu R1 = R2/; X1 = X2/ thì:
R1 = R2/ = 

Rn
 
2

 X1 = X2/ =  X n

2    

Sụt áp trên các phần tử:
25