Slide máy điện

T©B
1
Chöông 2: MÁY ĐIỆN
Lực điện từ và sức điện động

Tích có hướng


Định luật Bio-Savart: Định luật Faraday:
( )
BlIeF
r
r
r
×=

()
l.Bve
r
r
r
×=





Định luật Bio-Savart:
B
r
e

r

v
r
B
r

I
r

F
r

B
r
v
r

e
r

B
r

I
r

F
r

i
y
y
x
i
x
i
z
z
yxz
iii
rrr
×=

0
T©B
2
( )
BlIeF
r
r
r
×=

Định luật Faraday:
( )
l.Bve
r
r
r

×=



( )
BlIeF
r
r
r
×=

()
l.Bve
r
r
r
×=



Động cơ Máy phát .



Động cơ


B
r
e

r
v
r
e
r
v
r

n
B
r

I
r

e
F
r

I
r

e
F
r
B
r
e
r
v

r
B
r

I
r
F
r

T©B
3





Động cơ Máy phát .



Máy phát

TâB
4

I.1. Khaựi nieọm chung v mch t
I.1.1. Caực coõng thửực cụ baỷn

T©B
5



I.1.2. Sơ đồ thay thế của mạch từ

Đònh luật dòng điện toàn phần (hay đònh luật lưu số Ampère - Maxwell)

∫∫
=
Al
AdJld.H
r
r
r
r
(1.1)
H: cường độ từ trường (A vòng /m)
J: mật độ dòng điện (A/m
2
)
(Tích phân đường cong của cường độ từ trường
H

r
dọc theo một mạch vòng khép kín
l bằng tổng đại số cường độ các dòng điện đi xuyên qua bề mặt A bất kỳ được bao
bởi vòng kín l.)
 Đối với mạch từ kín chiều dài l có N dòng điện I chạy qua sinh ra cường
độ từ trường đều H (hình vẽ):
Khi đó, phương trình
∫∫
=
Al
AdJld.H
r
r
r
r
có thể viết
thành: N.I = H.l
Gọi F = N.I sức từ động
Φ = B.S từ thông qua tiết diện S

HHB
ro
rrr
μμ=μ=

B (T - Tesla) Cảm ứng từ
μ [H/m] độ từ thẩm (μ = μ
r
.μ
o

)
μ
o
= 4π.10
-7
(H/m) hằng số từ hay độ từ thẩm chân không
μ
r
() độ từ thẩm tương đối
Vật liệu sắc từ:
)H(
rr
μ=μ
(phi tuyến và có giá trò từ vài chục đến vài chục ngàn).
Có: F = NI = Hl =
m
R
S
l
BSl
B
Φ==
μμ

Với
S
l
R
m
μ

=
[1/H]từ trở của mạch từ.
φ
b
I
S
φ
a
φ
c
I
R
R
1
R
2
I
R
R
1
R
2
T©B
6
Định luật OHM đối với mạch từ:
Φ==
m
RNIF

Vật liệu phi từ tính:

1
r
≈μ


mm
RU Φ=
[A.vo`ng] được gọi là từ áp.


m
RNIF Φ==

I.1.3. Đặc tính của vật liệu sắc từ

 Đường cong B(H) của vật liệu sắc từ khi từ trường ngoài tác động là từ
trường xoay chiều (hình 1.8):
Vật liệu sắc từ chia làm nhiều vùng con (10
-2
÷ 10
-6
cm
3
) được từ hóa có
các momen của các nguyên tử được đònh hướng song song nhau.
Trạng thái bảo hòa: các momen từ của các vùng con đều hướng theo
chiều tác động của từ trường ngoài (trạng thái từ hóa giới hạn).
 Hiện tượng từ trễ: là hiện tương khi giảm cường độ từ trường ngoài, B giảm
chậm hơn khi tăng. Khi cường độ từ trường ngoài bằng 0 thì
0BB

r
≠=
gọi là
từ dư.
 H
c
là lực kháng từ: cường độ từ trường
ngược để B=0.
 Hình vẽ chu trình từ trễ.
 Khi từ trường ngoài xoay chiều tác
động, vật liệu sắc từ bò từ hóa tuần hoàn
theo vòng từ trễ, gây nên sự phát nóng
H
B
B
r
-H
c

1
2
3
4
5
B
H
0
Φ
N
Φ

0

I
IN
Φ

Φ

R
m
Φ


H
B
B
r

-H
c
1
2
3
4
5
T©B
7
do ma sát nội bộ khi các momen từ đổi chiều.
 Diện tích vòng từ trễ càng lớn hay tần số của từ trường ngoài càng cao thì
tổn hao càng lớn.

I.1.4. Các bài toán của mạch từ


I.4. Nam châm vónh cửu (NCVC)

H, I
B, Φ
B
r

–H
c
φ
3
δ
φ
4
φ
1
φ
2
N

I

δ
T©B
8




T©B
9

II. MAÙY BIEÁN AÙP
II.1. Giới thiệu chung về máy biến áp








T©B
10


II.1.1. Đònh nghóa
Máy biến áp là thiết bò điện từ tónh làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng.
Gồm cuộn dây sơ cấp nối nguồn điện và cuộn dây cảm ứng nối tải là cuộn thứ cấp. Ký
hiệu:

II.1.2. Các đại lượng đònh mức
MBA một pha: U
1đm
, U
2đm
= U
20
, I
1đm
, I
2đm
, S
đm
= U
2đm
.I
2đm
≈ U
1đm.
I
1đm
[VA]

MBA bapha: U
đm
dây, I
đm
dây, S
đm
=

3
U
2đm
.I
2đm
≈
3
U
1đm.
I
1đm
[VA]

II.1.3. Cấu tạo của máy biến áp
Lõi: (0,35mm đến 0,5mm)
Dây quấn.
Vỏ máy: có thể chứa dầu máy biến áp (làm mát và cách điện MBA).
II.1.4. Nguyên lý hoạt động của máy biến áp










dt
d

we
11
φ
−=

dt
d
we
22
φ
−=


2
wj
E
1
1
Φω
−=
&
&

2
wj
E
2
2
Φω
−=

&
&

Z
t

i
1

u
1

i
2

u
2

e
2

e
1


i
1

u
1

w
1

w
2

i
2

u
2

Z
t

φ

i
1

u
1

w
1

w
2

i
2

u
2

Z
t

φ

T©B
11

2
wj
E
1
1
Φω
−=

2
wj
E
2
2
Φω
−=

Hay
Φπ−=
11
fw2E

Φπ−=
22
fw2E

(U
1
không đổi
⇒
E
1
xem như không đổi
⇒

Φ
không đổi
Từ thông
Φ
không đổi cả khi không tải và có tải)
Tỷ số biến áp:
2
1
2
1
w
w

E
E
k ==

Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tỏa ra ngòai không khí ta có:
U
1
≈
E
1
và U
2

≈
E
2

⇒

1
2
2
1
2
1
2
1
I
I
U

U
w
w
E
E
k =≈==



MÁY BIẾN ÁP BA PHA




T©B
12


• Cấu tạo mạch từ:




Tổ máy biến áp ba pha



Máy biến áp ba pha 3 trụ
A
X

a
x
B
Y
b
y
C
Z
c
z
BY CZ
czby
A
X
a
x
T©B
13
• Các cách đấu dây và tỷ số biến áp.

P
d
d
d
P
P
P
K
U
U

K
N
N
U
U
K
==
==
2
1
2
1
2
1








U
P1
U
d2
U
d1
Y -
Δ

1
1
22
3
3
p
d
dp
dp
U
U
KK
UU
== =
Δ−Δ

1
1
22
p
d
dp
dp
U
U
KK
UU
===
1

1
2
2
1
33
p
d
dp
d
p
U
U
K K
U
U
== =
U
p1
U
p1
U
d1
U
d2
Y - Y

T©B
14

MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT

•
Máy tự biến áp (máy biến áp tự ngẫu)
I
1
I
2
Z
t
U
1
U
2
W
1
W
2


dtd
PPP
IIUIUIUP
K
I
I
U
U
+=→
−+==
>==
)(

1
1221222
1
2
2
1











•
Máy biến điện đo lường.
Máy biến điện áp

Ax
U
1
U
2
A
X

•

Máy biến dòng điện

1
•
I
1
•
U
12
••
− II
2
•
U
t
Z
2
•
I
t
Z
1
•
− I
1

•
U
2
•
U
2
•
I
2
•
I
1
•
I
1
1
1
1
)(
2
12
2
1
122
12
<
−
=
−
=

<==
−=
=
K
K
I
II
P
P
KI
I
P
P
IIUP
IUP
dt
d
dt
d
T©B
15
I
2
I
1

•
Máy biến áp hàn điện.

−
Phương pháp hồ quang.
−
Chế độ ngắn mạch thứ cấp.


V
150 (v)
Cao
áp
A
i
5(A)
Biến áp
Biến dòng
Khe
hở
Que
hàn
Kim loại cần hàn