Bài giảng máy điện - Nguyễn Thị Thu Hường

205 trang huongle 4330

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng máy điện - Nguyễn Thị Thu Hường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_may_dien_nguyen_thi_thu_huong.ppt

Nội dung text: Bài giảng máy điện - Nguyễn Thị Thu Hường

Trường đại học kỹ thuật công nghiệp thái nguyên Khoa điện BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN Bài giảng máy điện Nguyễn Thị Thu Hường Back Nội dung NEXT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP THÁI NGUYÊN KHOA ĐIỆN BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN PHẦN 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU PHẦN 2: MÁY BIẾN ÁP Back Nội dung NEXT
BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN PHẦN MỞ ĐẦU MÁY ĐIỆN MÁY ĐIỆN TĨNH MÁY ĐIỆN QUAY MÁY BIẾN ÁP MÁY ĐIỆN MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU XOAY CHIỀU ĐỘNG CƠ MÁY PHÁT MÁY ĐIỆN MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU MỘT CHIỀU KHÔNG ĐỒNG ĐỒNG BỘ BỘ ĐỘNG CƠ MÁY PHÁT KHÔNG KHÔNG ĐỘNG CƠ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ ĐỒNG BỘ ĐỒNG BỘ ĐỒNG BỘ
BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN 1. Vai trò của các loại máy điện trong nền kinh tế quốc dân: Hộ tiêu MF MBA MBA thụ 2. Khái niệm, phân loại và phương pháp nghiên cứu máy điện: a, Đại cương về máy điện: - Nguyên lý làm việc của máy điện dựa trên cơ sở của định luật cảm ứng điện từ. Sự biến đổi năng lượng trong máy điện được thực hiện thông qua từ trường trong nó. Để tạo được những từ trường mạnh và tập trung, người ta dùng vật liệu sắt từ làm mạch từ. ở máy biến áp mạch từ là một lõi thép đứng yên. Còn trong các máy điện quay, mạch từ gồm hai lõi thép đồng trục: một quay, một b,đứngPhươyênngvàphápcáchnghiênnhau bằngcứu máymộtđkheiện:hở. Back Nội dung NEXT
BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN 3. Sơ lược về vật liệu chế tạo máy điện: Gồm có vật liệu tác dụng, vật liệu kết cấu và vật liệu cách điện. Vật liệu tác dụng: bao gồm vật liệu dẫn điện và dẫn từ dùng để chế tạo dây quấn và lõi sắt. Vật liệu cách điện: dùng để cách điện các bộ phận dẫn điện với các bộ phận khác của máy và cách điện các lá thép của lõi sắt. Vật liệu kết cấu: chế tạo các chi tiết máy và các bộ phận chịu lực cơ giới như trục, vỏ máy, khung máy. Sơ lược đặc tính của vật liệu dẫn từ, dẫn điện và cách điện dùng trong chế tạo máy điện. a, Vật liệu dẫn từ: b, Vật liệu dẫn điện: c, Vật liệu cách điện: Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ (0C) 90 105 120 130 155 180 >180 Back Nội dung NEXT
BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN PHẦN 1: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 1 : NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC - KẾT CẤU CƠ BẢN CHƯƠNG 2 : DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 3 : CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY CHƯƠNG 4 : TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 5 : ĐỔI CHIỀU CHƯƠNG 6 : MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 7 : ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU CHƯƠNG 8 : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ĐẶC BIỆT Back Nội dung NEXT
BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC- KẾT CẤU CƠ BẢN 1.1: Cấu tạo của máy điện một chiều 1.2: Nguyên lý làm việc 1-3: CÁC LƯỢNG ĐỊNH MỨC Back Nội dung NEXT
PHẦN I: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1: Cấu tạo của máy điện một chiều 1. Phần tĩnh (Stato): Dây quấn cực từ chính a) Cực từ chính: Cực từ phụ (Là bộ phận để Dây quấn cực từ phụ sinh ra từ thông Cực từ chính kích thích) b) Cực từ phụ: Đặt giữa các cực từ chính, dùng để cải thiện đổi chiều. c) Gông từ (vỏ máy): d) Các bộ phận khác: Nắp máy: Bảo vệ an toàn cho người và thiết bị. Cơ cấu chổi than: Đưa dòng điện từ phần quay ra mạch ngoài. Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Back Chương I NEXT
PHẦN CẢM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CỰC TỪ VỎ BU LÔNG CUỘN DÂY
PHẦN CẢM ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VỎ CỰC TỪ BU LÔNG CUỘN DÂY
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phần ứng (Rôto): Rãnh a) Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ. +) Với các máy công suất vừa và lớn người ta dập lỗ thông gió dọc trục. +) Với các máy điện công suất lớn còn xẻ rãnh thông gió ngang trục. b) Dây quấn phần ứng: Là phần sinh Lỗra sứcthông gió dọc trục điện động và có dòng điện chạy qua. Lõi sắt +) Dây quấn thường làm bằng đồng có bọc Nêm cách điện. Để tránh khi quay dây quấn bị văng ra miệng rãnh thường được nêm chặt Cách bằng tre, gỗ phíp và đầu dây quấn thường điện được đai chặt. rãnh +) Với các MĐ công suất nhỏ dây quấn có tiết diện tròn, còn máy có công suất vừa và Dây lớn dây quấn có tiết diện hình chữ nhật. quấn Back Chương I NEXT
PHẦN ỨNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CỔ GÓP LÕI THÉP DÂY QUẤN TRỤC
PHẦN ỨNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU LÕI THÉP CỔ GÓP CUỘN DÂY TRỤC
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU c) Vành đổi chiều (Vành góp): Dùng biến đổi dòng xoay Phiến góp chiều thành dòng một chiều. d) Các bộ phận khác: Cánh quạt: Dùng làm mát. Trục máy: gắn lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục làm bằng thép các bon tốt. Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.2: Nguyên lý làm việc bc Iư Phần tĩnh: Gồm 1 hệ thống từ có 2 N n F cực N và S. A e đt + da I Phần động: Gồm khung dây abcd ư bc Fđt (1phần tử dây quấn). U Rt da e - B S 1. Nguyên lý làm việc ở chế độ máy phát: Theo định luật cảm ứng điện từ: trị số sức điện động trong từng thanh dẫn ab và cd được xác định: e = B.l.v Trong đó: B là trị số cảm ứng từ ở nơi dây dẫn quét qua l là chiều dài thanh dẫn nằm trong từ trường. v là vận tốc dài của thanh dẫn. Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Sức điện động và dòng xoay chiều cảm ứng trong thanh dẫn đã được chỉnh lưu thành sức t điện động và dòng 1 chiều nhờ hệ thống vành góp chổi than.Ta có thể biểu diễn sức t điện động và dòng điện trong thanh dẫn và ở mạch ngoài như hình vẽ: N Khi mạch ngoài có tải thì ta có: Uư = Eư - IưRư n F, Mđt Trong đó: Eư là sức điện động của máy phát. IưRư là sụt áp trên khung dây abcd Uư là điện áp giữa 2 đầu cực S Khi đó vòng dây sẽ chịu 1 lực tác dụng gọi là lực từ: Fđt = B.Iư.l Tương ứng ta sẽ có mô men điện từ: Mđt = Fđt.Dư/2.= B.Iư.l.Dư/2 Từ hình vẽ ta thấy ở chế độ máy phát Mđt ngược với chiều quay phần động nên nó được gọi là M hãm. Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Nguyên lý làm việc ở chế độ động cơ: Ở CHẾ ĐỘ ĐỘNG CƠ MĐT CÙNG N CHIỀU VỚI CHIỀU QUAY PHẦN F, M ĐỘNG GỌI LÀ MÔMEN QUAY. đt NẾU ĐIỆN ÁP ĐẶT VÀO ĐỘNG CƠ LÀ n UƯ THÌ TA CÓ: UƯ = EƯ + IƯRƯ Như vậy: ở chế độ động cơ thì Uư > Eư còn ở chế độ máy S phát thì Uư < Eư Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1-3: CÁC LƯỢNG ĐỊNH MỨC 1. Công suất định mức: Pđm - Tải của MĐ ứng với độ tăng nhiệt cho phép của máy theo điều kiện lúc thiết kế được quy định là công suất định mức của máy. - Công suất định mức đều được tính ở đầu ra của máy. 2. Các đại lượng định mức khác: - Các trị số điện áp, dòng điện, tốc độ quay, hệ số công suất ứng với Pđm đều là các trị số định mức. Back Chương I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Chương 2: Dây quấn Máy điện một chiều 2.1. Nhiệm vụ, cấu tạo, phân loại 2.2. Dây quấn xếp đơn 2.3. Dây quấn xếp phức tạp 2.4. Dây quấn sóng đơn giản 2.5. Dây quấn sóng phức tạp 2.6. Dây cân bằng điện thế Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.1: Nhiệm vụ - cấu tạo - phân loại 1. Nhiệm vụ của dây quấn phần ứng: - Sinh ra được 1 sức điện động cần thiết, có thể cho 1 dòng điện nhất định chạy qua mà không bị nóng quá 1 nhiệt độ nhất định để sinh ra 1 mômen cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt, cách điện tốt, làm việc chắc chắn, an toàn. Tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản. 2. Cấu tạo của dây quấn phần ứng: - Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối Đầu nối với nhau theo 1 quy luật nhất định. - Phần tử dây quấn là 1 bối dây gồm 1 hay nhiều vòng dây mà 2 đầu của nó nối vào 2 phiến góp. Cạnh tác dụng - Các phần tử nối với nhau thông qua 2 phiến góp đó và làm thành các mạch vòng kín. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Nếu trong 1 rãnh phần ứng (rãnh thực) chỉ đặt 2 cạnh tác dụng (dây quấn 2 lớp) thì rãnh đó gọi là rãnh nguyên tố. Nếu trong 1 u=1 u=2 rãnh thực có 2u cạnh tác dụng với u = 1,2,3 thì rãnh thực đó chia thành u rãnh nguyên tố. u=3 Quan hệ giữa rãnh thực Z và rãnh nguyên tố Znt : Znt = u.Z Quan hệ giữa số phần tử của dây quấn S và số phiến góp G: S = G. → Znt = S = G 3. Phân loại: - Theo cách thực hiện dây quấn: + Dây quấn xếp đơn và xếp phức tạp. + Dây quấn sóng đơn và sóng phức tạp. + Trong 1 số trường hợp còn dùng cả dây quấn hỗn hợp: kết hợp cả dây quấn xếp và sóng. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Dạng xếp Dạng sóng Dây quấn có phần Dây quấn có phần tử đồng đều tử theo cấp - Theo kích thước các phần tử: dây quấn có phần tử đồng đều và dây quấn theo cấp. 4. Các bước dây quấn: - Bước dây quấn thứ nhất y1 : - Bước dây quấn thứ hai y2 : - Bước dây tổng hợp y : - Bước vành góp yG : Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.2: Dây quấn xếp đơn 1. Bước cực và các bước dây quấn: y1 a) Bước cực : Là chiều dài phần ứng dưới 1 cực y y2 .D Dư là đường kính phần ứng  = • [cm ]  là bước cực 2p Z 1 2 3 p là số đôi cực  = nt [rãnh ng. tố] 2p Z b) Các bước dây quấn: Bước dây quấn thứ nhất y : y = nt  1 1 2p Trong đó:  là 1 số hoặc phân số để y1 là 1 số nguyên. + Nếu y1 = ta có dây quấn bước đủ. + Nếu y1 > ta có dây quấn bước dài. + Nếu y1 < ta có dây quấn bước ngắn. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Bước dây quấn tổng hợp và bước vành góp: Đặc điểm của dây quấn xếp đơn là 2 đầu của 1 phần tử nối vào 2 phiến góp kề nhau nên yG = y = 1. - Bước dây quấn thứ hai y2: Trong dây quấn xếp đơn: y1 = y2 + y → y2 = y1 - y. 2. Sơ đồ khai triển: Khai triển dây quấn xếp đơn MĐMC có Znt = S = G = 16, 2p = 4. a) Tính các bước dây quấn: Z 16 y1 = nt  = = 4 (Bước đủ) y2 = y1 - y = 4 -1 = 3. 2p 4 y = yG = 1. b)Thứ tự nối các phần tử: Căn cứ vào các bước dây quấn ta có thể bố trí cách nối các phần tử để thực hiện dây quấn. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Lớp trên 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 +y1 Lớp dưới 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 c) Giản đồ khai triển: - Giả sử tại thời điểm khảo sát phần tử 1 nằm trên đường trung tính hình học (đó là đường thẳng trên bề mặt phần ứng mà dọc theo nó cảm ứng từ bằng 0). - Vị trí của các cực từ trên hình vẽ phải đối xứng nhau, khoảng cách giữa chúng phải đều nhau. Chiều rộng cực từ bằng 0,7 bước cực.Vị trí của chổi than trên phiến đổi chiều cũng phải đối xứng, khoảng cách giữa các chổi than phải bằng nhau. Chiều rộng chổi than lấy bằng 1 phiến đổi chiều. - Yêu cầu chổi than phải đặt ở vị trí để dòng điện trong phần tử khi bị chổi than ngắn mạch là nhỏ nhất và sức điện động lấy ra ở 2 đầu chổi than là lớn nhất. Như vậy chổi than phải đặt trên trung tính hình học và trục chổi than trùng với trục cực từ. Khai triển
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC n Dây quấn xếp đơn có Znt = S = G = 16, 2p = 4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 N S N S 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B - A + A1 + 1 2 B2 - A + B - Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3.Xác định số đôi mạch nhánh: A 1 (-) Nhìn từ ngoài vào dây quấn phần ứng có thể biểu thị bằng sơ đồ sau: (+) B1 B2 A2 - Ta thấy: dây quấn phần ứng là 1 mạch điện gồm 4 mạch nhánh song song hợp lại. (Mạch nhánh song song là phần dây quấn nằm giữa 2 chổi điện có cực tính khác nhau). Nếu máy có 2p cực thì sẽ có 2p mạch nhánh song song. Kết luận: - Trong dây quấn xếp đơn giản thì số mạch nhánh song song bằng số cực từ hay số đôi mạch nhánh song song bằng số đôi cực : a = p - Nếu dây quấn xếp thoả mãn 2 điều kiện: chổi than nằm trên đường trung tính hình học và hệ thống mạch từ đối xứng thì sức điện động các nhánh bằng nhau và đạt giá trị lớn nhất. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2-3: DÂY QUẤN XẾP PHỨC TẠP 1. Bước dây quấn: Đặc điểm của dây quấn xếp phức tạp là yG = m (m = 2, 3, 4 ). Thông thường chỉ dùng m = 2. Trong những máy công suất thật lớn mới dùng m > 2. ✓Khi m = 2 = y : G y1 - Nếu số rãnh nguyên tố và số phần tử là chẵn thì ta y y2 được 2 dây quấn xếp đơn độc lập. - Nếu số rãnh nguyên tố và số phần tử lẻ ta được 2 dây 1 2 3 4 5 quấn xếp đơn nhưng không độc lập mà nối tiếp nhau thành 1 mạch kín. ✓Như vậy có thể coi dây quấn xếp phức tạp gồm m dây quấn xếp đơn làm việc song song nhờ chổi than. Và chổi than phải có bề rộng m lần phiến góp mới có thể lấy điện ra. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Sơ đồ khai triển: Dây quấn xếp phức tạp có: yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24. Z 24 a) Các bước dây quấn: y = = = 6 y2 = y1 - y = 6 - 2 = 4 1 2p 4 yG = y = 2 b) Thứ tự nối các phần tử: Lớp trên 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 +y1 Khép kín Lớp dưới 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 Lớp trên 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 +y1 Khép kín Lớp dưới 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC Dây quấn xếp phức tạp y = m = 2; 2p = 4; Z = S = G = 24. n G nt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 N S N S 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 A1 + B - A + 1 2 B2 - A + B - CựcD©ytừ vàquÊnchổixÕpđiệnphøcnhưt¹pở dâydo quấnm d©yxếpquÊnđơn.xÕpChỉ®¬nkháccïnglà bề®Êurộngchungchổi đchæiiện than2 lầndophiến®ã sègóp®«iđm¹chể có thểnh¸nhlấy songđiện đsongồng cñathờid©yở 2 quÊndây quấn: a =ram p. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2-4: DÂY QUẤN SÓNG ĐƠN y y 1. Bước dây quấn: 1 2 Znt y y1 = . 2p Dây quấn sóng đơn khác với dây quấn xếp đơn ở yG. Muốn cho khi quấn xong vòng thứ nhất đầu cuối của phần tử thứ p phải kề với đầu đầu của phần tử đầu tiên thì số phiến đổi chiều mà G 1 các phần tử vượt qua phải là: p.yG = G 1→ yG = (G là số phiến góp). p Dấu (+) ứng với dây quấn phải. Dấu (-) ứng với dây quấn trái. Z y = nt . 1 2p → y2 = y - y1 = yG - y1. G 1 y = yG = p Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Sơ đồ khai triển: Khai triển dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15; 2p = 4 a) Bước dây quấn: Znt 15 3 y1 =  = - = 3 (bước ngắn) . y2 = y - y1 = 7 - 3 = 4. 2p 4 4 G 1 15 −1 y = yG = = = 7 (dây quấn trái) p 2 b) Thứ tự nối các phần tử: Lớp trên 1 8 15 17 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1 +y1 +y2 Lớp dưới 4 11 3 10 2 9 1 8 15 7 14 6 13 5 12 Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC n Dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15; 2p = 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 N S N S 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 B - A + A1 + 1 2 B2 - A + B - Quy luật nối dây của dây quấn sóng đơn là nối tiếp tất cả các phần tử dưDâyới ở quấncác cựcsóngcó đơcùngn chỉcực có 1tính đôi lạimạchrồi nhánhnối với songcác song:phần atử =ở 1.d ưới các cực có cực tính khác cho đến hết. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2-5: DÂY QUẤN SÓNG PHỨC TẠP 1. Bước dây quấn: Tương tự như với dây quấn sóng đơn. G m Riêng bước vành góp: yG = p 2. Sơ đồ khai triển: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18. Znt 18 2 a) Tính bước dây quấn: y1 =  = − = 4 (dây quấn bước ngắn) 2p 4 4 G m 18 − 2 y = = = 8 = y; y = y - y = 8 - 4 = 4. G p 2 2 1 b) Thứ tự nối các phần tử: Khép kín Lớp trên 2 10 18 8 16 6 14 4 12 2 +y1 +y2 Lớp dưới 6 14 4 12 2 10 18 8 16 Khép kín Lớp trên 1 9 17 7 15 5 13 3 11 1 +y1 +y2 7 15 Back Lớp dưới 5 13 3 11 1 9 17 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC n Dây quấn sóng phức tạp có: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 N S N S 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 A1 + B1 - A2 + B2 - A + B - Dây quấn sóng phức tạp gồm m dây quấn sóng đơn hợp lại do đó số đôi mạch nhánh song song của dây quấn sóng phức tạp: a = m. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.6: DÂY CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ 1.Điều kiện để dây quấn đối xứng: - Dây quấn MĐMC tương ứng như 1 mạch điện gồm 1 số nhánh song song ghép lại. Mỗi nhánh gồm 1 số phần tử nối tiếp nhau. - Ở ĐIỀU KIỆN BÌNH THƯỜNG: SỨC ĐIỆN ĐỘNG SINH RA TRONG CÁC MẠCH NHÁNH SONG SONG BẰNG NHAU, DÒNG ĐIỆN PHÂN BỐ ĐỀU TRONG CÁC NHÁNH. - Dây quấn phải đảm bảo 1 số yêu cầu sau: + Đảm bảo về cảm ứng từ: Hệ thống mạch từ phải có cấu tạo đối xứng, từ thông ở các cực như nhau. + Điều kiện về dây quấn: Tất cả các dây quấn tạo thành mạch nhánh phải tương đương nhau và số phần tử của các nhánh cũng phải tương đương. Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Dây cân bằng điện thế loại 1: - Dây cân bằng điện thế làm mất sự không đối xứng của mạch từ trong MĐ để cân bằng điện thế ở các mạch nhánh của dây quấn xếp nằm dưới các cực từ có cùng cực tính được gọi là dây cân bằng loại 1. Bước thế yt bằng số phiến đổi chiều dưới mỗi đôi cực: G G y = = t p a 3. Dây cân bằng loại 2: - Dây cân bằng làm mất sự phân bố không đối xứng của điện áp trên vành góp gọi là dây cân bằng loại 2. S G Bước thế: y = = t a a Back Chương 2 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Chương 3: Các quan hệ điện từ trong máy 3.1: Sức điện động dây quấn phần ứng 3.2: Mô men điện từ - công suất điện từ 3.3: Cân bằng năng lượng - tổn hao - hiệu suất Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3.1: SỨC ĐIỆN ĐỘNG DÂY QUẤN PHẦN ỨNG Sức điện động trung bình cảm ứng trong 1 thanh dẫn có chiều dài l, chuyển động với vận tốc v trong từ trường bằng: etb = Btb.l.v .D .n n  là bước cực v = • = 2p. 60 60 Dư là đường kính phần ứng.  B =  p là số đôi cực. tb l n là tốc độ quay phần ứng(v/phút) : từ thông khe hở dưới mỗi cực từ (Wb) Nếu gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn thì mỗi mạch nhánh song song sẽ cóN thanh dẫn nối tiếp nhau. Như vậy sức 2a điện động của máy:   n n e = .l. 2p. = 2p.  . tb l 60 60 N pN E = .e = . .n Hay Eư = Ce..n (V) ư 2a tb 60a  pN Trong đó: C = là hệ số phụ thuộc kết cấu máy và dây quấn. e 60a Back Chương 3 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3.2. Mô men điện từ - công suất điện từ 1. Mômen điện từ: S Khi MĐ làm việc trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng điện chạy qua. Tác dụng của từ n trường lên dây dẫn có dòng điện chạy qua sẽ M sinh ra mômen điện từ trên trục máy. B Btb - Lực điện từ tác dụng lên từng thanh dẫn:  f = Btb.l.iư Gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn và dòng trong mạch nhánh là: iư = Iư/2a thì mômen điện từ tác dụng lên dây quấn phần ứng là: 2p  I • D •  M = Btb. .l.N. . Thay Dư = và Btb = ta có: 2a 2 .l   I • 2p pN M = . .l.N. = ..Iư = CM. .Iư (Nm) .l 2a 2 2a pN Trong đó: C = là hệ số phụ thuộc kết cấu máy. M 2a Back  là từ thông dưới mỗi cực từ (Wb). NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Công suất điện từ: Công suất ứng với mômen điện từ (lấy vào với máy phát và đưa ra với động cơ) gọi là công suất điện từ: Pđt = M.  = 2 n là tốc độ góc phần ứng. 60 pN 2 n pN → Pđt = ..Iư . = .n..Iư = Eư . Iư 2a 60 60a - Trong chế độ máy phát: M ngược chiều quay với phần ứng nên đóng vai trò là mômen hãm. Máy chuyển công suất cơ (M.) thành công suất điện (EưIư). - Trong chế độ động cơ: M có tác dụng làm quay phần ứng → cùng chiều với chiều quay phần ứng. Máy chuyển công suất điện (EưIư) thành công suất cơ (M.) Back Chương 3 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3.3: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG - TỔN HAO - HIỆU SUẤT 1. Tổn hao trong MĐMC: a) Tổn hao cơ( pcơ): b) Tổn hao sắt (pFe): - Hai loại tổn hao trên tồn tại ngay cả khi không tải nên gọi là tổn hao không tải: p = p + p . Tổn hao này sinh ra M hãm ngay cả 0 cơ Fe p khi không tải nên gọi là M không tải: M = 0 0  c) Tổn hao đồng (pcu): Gồm 2 phần: 2 - Tổn hao đồng trên mạch phần ứng: pcu.ư = Iư Rư Với: Rư = rư + rb + rf + rtx ; (rư : điện trở dây quấn phần ứng; rf : điện trở cực từ phụ; rb : điện trở dây quấn bù; rtx: điện trở tiếp xúc chổi than.) - Tổn hao đồng trên mạch kích thích: (Bao gồm tổn hao đồng của dây quấn kích thích và của điện trở điều chỉnh trong mạch kích thích): pcu.kt = Ukt Ikt Back Chương 3 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU d) Tổn hao phụ: (pf) Trong đồng và trong thép đều sinh ra tổn hao phụ. Tổn hao phụ thường khó tính. Ta lấy pf = 1%Pđm 2. Giản đồ năng lượng và hiệu suất: a) Máy phát điện: Pđt = P1 - (pcơ + pFe) = P1 - p0 = Eư Iư P2 = Pđt - pcu = U.Iư pcơ p p - Giản đồ năng lượng: Fe cu P1 Pđt P2 - Hiệu suất: P P −(p + p + p ) p  = 2 = 1 co Fe cu = 1 − P1 P1 P1 Back Chương 3 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Động cơ điện: Ta có công suất điện mà động cơ nhận từ lưới: P1 = U.I = U.(Iư + Ikt ) Với: I = Iư + Ikt là dòng nhận từ lưới vào. U là điện áp ở đầu cực máy. Pđt = P1 - (pcu.ư + pcu.kt) Pđt = EưIư Còn lại là công suất cơ đưa ra đầu trục: P2 = M. = Pđt - (pcơ +pFe) p + p - Giản đồ năng lượng: cu.ư cu.kt pFe pcơ P1 Pđt P2 - Hiệu suất: P P − (p + p + p ) p  = 2 = 1 co Fe cu = 1 − P1 P1 P1 Back Chương 3 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 4 : TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4-1: từ trường lúc không tải 4-2: TỪ TRƯỜNG KHI CÓ TẢI Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4-1: TỪ TRƯỜNG LÚC KHÔNG TẢI 0  1.Từ trường chính và từ trường tản: Từ thông chính là từ thông đi qua khe hở không khí giữa phần ứng và cực từ trong phạm vi 1 bước cực. Từ thông của cực từ được tính như sau: c = 0 + = 0(1+) = 0.t   Với t = 1+ là hệ số tản từ của cực từ chính.  0 2. Sức từ động cần thiết để sinh ra từ thông: - Do mạch từ hoàn toàn đối xứng và sức từ động ở các cực từ như nhau nên ta chỉ cần tính cho 1 đôi cực. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Để có từ thông chính 0 ta cần cung cấp cho dây quấn kích thích 1 sức từ động F0 nào đó. Để đơn giản cho việc tính toán ta dùng cách phân đoạn mạch từ thành 5 đoạn: khe hở không khí (), răng phần ứng (hr), lưng phần ứng (lư), cực từ (hc), gông từ (lG). Khi đó sức từ động cần thiết cho 1 đôi cực sẽ tính như sau: F0 =  I.W =  H.l = 2H. + 2Hr.hr + Hư.lư + 2Hc.hc + HG.lG = F + Fr + Fư + Fc + FG Trong đó: h chỉ chiều cao, l chỉ chiều dài. B Trong mỗi đoạn đó cường độ từ trường được tính: H = với B = , S,  là từ thông, tiết diện, hệ số từ thẩm của các đoạn. S lG a) Sức từ động trên khe hở F: F = 2H. * Khi phần ứng nhẵn:  - Do khe hở giữa cực từ và phần ứng khôngh đều: ở giữa thì khe hở c hc nhỏ, 2 đầu mép cực từ khe hở lớn: max = (1,5  2,5) nên phân bố từ h l hr cảm ở những điểm thẳng góc với bề mặt phần ứng rcũngư khác nhau. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Phân bố từ cảm dưới 1 cực từ biểu diễn  như hình vẽ. Từ cảm ở giữa cực từ có giá trị lớn nhất còn ở 2 mép cực trị số giảm dần và ở đường trung tính hình học giữa 2 cực từ thì bằng 0.  - Để đơn giản ta thay đường cong từ cảm thực tế bằng 1 hình chữ nhật có chiều cao là B và đáy là B b = . sao cho diện tích hình chữ nhật bằng diện tích bao bởi đường cong thực tế. (b là cung   tính toán của cực từ còn  là hệ số tính toán b cung cực). Trong MĐMC có cực từ phụ thì  = 0,62  0,72; ở MĐMC không có cực từ phụ thì  = 0,7  0,8 lc Gọi lư là chiều dài phần ứng theo dọc trục l1 và lc là chiều dài cực từ thì ta có chiều dài tính l• + lc toán l = . Với lư = l1- ng.bg B 2  ng,bg là số rãnh và chiều rộng rãnh thông gió. l Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Từ cảm khe hở không khí:     B = = S l .b Sức từ động được tính: B   F1 = 2.H  . = 2 . = 2 . 0 0 .l .b * Khi phần ứng có răng: - Khi tính toán ta phải quy đổi phần ứng t1 có răng về phần ứng nhẵn bằng cách tăng br1 khe hở không khí là ' = K. với ' được gọi là trị số tính toán của khe hở. t1 + 10 K là hệ số khe hở: K = br1 + 10 t1 là bước răng; br1 là chiều rộng đỉnh răng Ta có sức từ động phần ứng khi có răng :   F = 2.H.' F = 2.H. K. = 2.F1. K = 2. . .K 0 .l .b ' = K. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Sức từ động trên răng phần ứng: Với phần ứng có răng và rãnh khi từ thông đi qua khe hở không khí thì phân làm 2 mạch song song đi vào răng và rãnh phần ứng. Do từ dẫn của thép lớn hơn không khí nhiều nên đại bộ phận từ t thông đi vào răng. t là bước đỉnh răng 1 1 Hr1 br1 t2 là bước chân răng H Từ thông đi qua 1 bước răng t1 là t = B.l.t1 rtb Xét 1 tiết diện đồng tâm với mặt phần x br2 ứng, cách đỉnh răng 1 khoảng x thì từ thông Hr2 đi qua tiết diện đó gồm 2 thành phần: t2 t = rx + r x (1) Chia 2 vế của (1) cho Srx (tiết diện răng) ta có:    t = rx + r x (1’) S S S  rx rx rx t  rx = Brx và = Brx là trị số từ cảm tính toán và thực tế của răng Srx Srx Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU *) ý nghĩa của B’rx: Coi toàn bộ từ thông đều đi qua răng phần ứng (mạch từ chưa ’ bão hoà). Khi B tx> 1,8 Tesla thì mạch từ bắt đầu bão hoà, từ trở tăng dần, ta không thể bỏ qua từ cảm trên rãnh. Khi đó thành phần thứ 2 của biểu thức (1') biểu diễn như sau:  r x  r x Sr x = . = Br x .K rx = 0 .H r x .K rx (2) Srx Sr x Srx - Giả thiết rằng những mặt cắt hình trụ ngang răng và rãnh ở các độ cao x đều là những mặt đẳng trị của từ trường thì khi đó có thể xem như Hrx = Hr’x Thay vào (1'): B rx = Brx + 0 .H rx .K rx (3) Giá trị biểu thức này có thể tìm được từ đường cong từ hoá B = f(H) và qua các bước tính cụ thể sau: + Vẽ đường cong từ hoá của lõi sắt phần ứng Khi đã biết kích thước của răng và rãnh ta có: Sr x t xl K rx = = − 1 Srx brxl• k c Với: Kc là hệ số ép chặt lõi sắt; Stx, tx là tiết diện răng và bước răng ở độ cao x; lư, l là chiều dài thực và tính toán của lõi sắt.
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU B + Từ đường cong từ hoá cho các trị số của từ (2) cảm Brx ta tìm được Hrx tương ứng → B’rx theo (3). 0 .H rx .K rx Sau đó vẽ đường biểu diễn (đường 2). (1) - Ngoài ra trị số từ cảm tính toán của răng cũng có Brx  t B t1l (4) thể xác định theo biểu thức: B rx = = 0 Srx b rx l • k c Hrx H * Thực tế khi tính toán sức từ động răng chỉ cần tính H ở 3 điểm theo chiều cao răng: đỉnh răng, chân răng và giữa chiều cao răng. Khi đó trị số tính toán của cường độ từ trường trung bình bằng: 1 H = (H + 4H + H ) (5) r 6 r1 rtb r2 Gọi hr là chiều cao răng thì sức từ động răng đối với 1 đôi cực là: Fr = 2. Hr. hr (6) * Để đơn giản ta chỉ cần xác định từ cảm và từ trường ở tiết diện cách chân răng 1/3 làm trị số tính toán. Khi đó ta có: Fr = 2. Hr1/3. hr (7) Trong máy điện 1 chiều từ cảm ở nơi hẹp nhất của răng = 1,8  2,3 T.
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU c) Sức từ động trên lưng phần ứng: Từ thông sau khi đi qua khe hở không khí vào phần ứng qua răng và rãnh sẽ phân bố không đều: ở gần răng có từ cảm lớn hơn nhưng sự khác biệt không lớn lắm nên có thể lấy từ cảm trung bình ở lưng phần ứng để tính toán.  •  0  0 Từ cảm ở lưng phần ứng: B• = = = S• 2.S• 2.h • .l• .k c  Trong đó:  = 0 là từ thông phần ứng; • 2 S• = h • .l• .k c là tiết diện lưng phần ứng. Theo đường cong từ hoá từ Bư → Hư Khi đó sức từ động trên lưng phần ứng được tính: Fư = Hư.lư Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU d) Sức từ động trên thân cực từ và gông từ: Tính toán sức từ động cực từ ta phải xét đến ảnh hưởng của từ thông tản. Khi đó từ thông ở cực từ lớn hơn từ thông chính: c = 0.t với t = 1,15  1,25 là hệ số tản từ. Thực tế do  tản ra khắp cực từ nên từ thông ở các phần trên cực từ và gông từ cũng khác nhau. Nhưng để đơn giản hoá tính toán ta coi như trên cực từ và gông từ có từ thông không đổi. (G = 1/2c)  c  c Ta có: B c = và B G = Sc 2SG Với Sc và SG là tiết diện cực từ và gông từ Sức từ động cực từ và gông từ: Fc = 2.Hc.hc hc: chiều cao cực từ FG = HG.lG lG: chiều dài trung bình của gông từ. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đường cong từ hoá của MĐMC:  Đường biểu diễn quan hệ giữa 0 và F0 a b c gọi là đường cong từ hoá của MĐMC. đm Nếu kéo dài đoạn tuyến tính ta được quan hệ  = f(F). Khi từ thông đạt giá trị định mức thì đoạn ab đặc trưng cho sức từ động khe hở F còn đoạn bc đặc trưng cho sức từ động rơi trên 0 các phần sắt của mạch từ. ab = F → F0 = ac = F + Fr + Fư + Fc + FG bc = Fr + Fư + Fc + FG Đặt F 0 ac thì k là hệ số bão hoà của mạch từ. = k =  F ab Trong các MĐ để triệt để lợi dụng vật liệu và công suất khi điện áp là định mức ta chọn điểm làm việc là điểm chớm bão hoà (điểm c: điểm mà đường cong từ hoá bắt đầu cong với k = 1,1 →1,35). Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4-2: TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHI CÓ TẢI 1. Từ trường cực từ chính: N Từ hình vẽ phân bố từ trường của cực từ chính của máy 2 cực ta thấy từ trường chính nhận trục cực làm trục đối xứng và không thay đổi vị trí trong không gian. S 2. Từ trường phần ứng: N a) Chiều của từ trường phần ứng: * Khi chổi than đặt trên trung tính hình học: n Trung tính N hình học - Trục sức từ động tổng của cả dây quấn sinh Sư ư ra luôn luôn trùng với trục chổi than. S Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU * Nếu dịch chổi than khỏi trung tính hình N học ứng với 1 đoạn b trên phần ứng: D Fưd C b - Phân tích sức từ động phần ứng FNư thành 2 thành n Fư Trung tính A Fưq phần: + Sức từ động ngang trục Fưq. B b + Sức từ động dọc trục: F . vật lý n ưd Trung tính S b) Sự phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng:hình học (*) * Khi chổi than ở trên đường trung tính hình học: (*) S Ta xét 1 mạch vòng đối xứng với điểm giữa của 2 chổi than thì ở 1 điểm cách gốc là x sức từ động được tính như sau: Fưx = A.2x (A/đôi cực) N.i A = • (A/cm): là phụ tải đường của phần ứng. .D • I • iư = là dòng trong thanh dẫn. 2a  Sức từ động sẽ lớn nhất khi x = . Khi đó: Fư = A.2. = A.. 2 Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU N S - Nếu bỏ qua từ trở của lõi thép thì từ trở của mạch phần ứng chỉ còn là 2 khe hở không khí nên từ cảm của phần F Đ F ứng dưới mặt cực từ được biểu diễn: ưx F• x A.2x (*) A/2 Bưx = 0.Hưx = 0. = 0. A 2 2 = 0. .x  Bưx * Khi chổi than dịch khỏi trung tính hình học 1 khoảng b nào đó: Dưới mỗi bước cực trong phạm vi 2b dòng điện sinh ra sức từ động dọc trục còn trong phạm vi ( - 2b) dòng điện sinh ra sức từ động ngang trục: Fưd = A.2b (A/đôi cực) Fưq = A. ( - 2b) Tóm lại: từ trường phần ứng phụ thuộc vào vị trí của chổi than và mức độ của tải. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Phản ứng phần ứng: a) Khi chổi than đặt trên đường trung tính hình học: m m - Sự phân bố của từ trường do N S từ trường cực từ chính và từ trường phần ứng hợp lại như F (4) sau: Đ (1): Từ cảm của cực từ chính. (3) (2): Từ trường phần ứng. (1) (3): Từ trường tổng khi mạch từ chưa bão hoà. (4): Từ trường tổng khi mạch từ bão hoà. (2) *)Tóm lại: m m Khi chổi than đặt trên trung tính hình học chỉ có phản ứng ngang trục làm méo dạng từ trường khe hở và xuất hiện đường trung tính vật lý Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Khi chổi than dịch khỏi trung tính hình học: Phân tích sức từ động phần ứng thành 2 phần: Fưq và Fưd. - Thành phần ngang trục Fưq có tác dụng làm méo dạng từ trường cực từ chính và khử từ 1 ít nếu mạch từ bão hoà. - Thành phần dọc trục Fưd ảnh hưởng trực tiếp đến từ trường cực từ chính. Nó có tác dụng khử từ hoặc trợ từ tuỳ theo chiều xê dịch của chổi than. (*) Do yêu cầu của đổi chiều chỉ cho phép quay chổi than theo chiều quay của phần ứng trong trường hợp máy phát còn động cơ thì ngược lại. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Từ trường cực từ phụ: S N N S f f Sf Tác dụng của cực từ phụ là sinh ra 1 sức từ động triệt F Đ (1) tiêu từ trường phần ứng (2) ngang trục và tạo ra từ Hb-1 trường ngược chiều với từ (3) trường phần ứng ở khu vực đổi chiều. Hb-2 (1): Sức từ động cực từ chính. (2): Sức từ động phần ứng. (3): Sức từ động cực từ phụ. Hình b-2: Sức từ động tổng. Hb-3 Hình b-3: Phân bố từ cảm. Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Khi chổi than đặt trên trung tính hình học thì cực từ phụ không ảnh hưởng đến cực từ chính. Hình c1: Cực từ phụ S N không ảnh hưởng tới từ S f N f S trường tổng. F Đ Hình c2: Cực từ phụ có tác dụng khử từ.  Hc1 Hình c3: Cực từ phụ có tác dụng trợ từ. Cách nối cực từ phụ:  Đ Hc2 F N Sf  Nf Hc3 S Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5. Từ trường dây quấn bù: - Tác dụng của dây quấn bù là S Sf N Nf S sinh ra từ trường triệt tiêu phản ứng phần ứng làm cho từ trường F Đ khe hở về căn bản không bị méo (1) dạng nữa. (2) Đường (1): Sức từ động của phản ứng phần ứng ngang. (3) (4) Đường (2): Sức từ động của dây quấn bù. Đường (3): Sức từ động khi không tải. Đường (4): Phân bố từ trường tổng khi có cả dây quấn bù và cực từ phụ. Cách nối dây quấn bù: Back Chương 4 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 5 : ĐỔI CHIỀU 5.1: NGUYÊN NHÂN SINH RA TIA LỬA TRÊN VÀNH GÓP 5.2: QUÁ TRÌNH ĐỔI CHIỀU 5.3: CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN ĐỔI CHIỀU Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.1: Nguyên nhân gây tia lửa trên vành góp 1. Nguyên nhân về cơ khí: - Vành góp không đồng tâm với trục. - Sự cân bằng bộ phận quay không tốt. - Bề mặt vành góp không phẳng do những phiến đổi chiều hoặc mi ca cách điện giữa các phiến đổi chiều nhô lên. - Lực ép chổi than không thích hợp (mạnh quá có thể làm mòn chổi và vành góp), kẹt chổi trong hộp chổi, hộp chổi than không được giữ chặt hay đặt không đúng vị trí. 2. Nguyên nhân về điện: - Do sức điện động phản kháng không triệt tiêu hết sức điện động đổi chiều. - Do sự phân bố không đều mật độ dòng điện trên mặt tiếp xúc và quan hệ phi tuyến của điện trở tiếp xúc: rtx = f(t,) với  là thông số đặc trưng cho tác dụng nhiệt và hiện tượng điện phân dưới chổi than. Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Các cấp tia lửa điện: Bảng các cấp tia lửa điện (*) - Ta thấy tia lửa mạnh gây hao mòn nhanh chóng chổi than và vành góp. Do đó tia lửa cấp 2 chỉ cho phép với những tải xung ngắn hạn, tia lửa cấp 3 nói chung là không cho phép. - Chỉ làm việc lâu dài với cấp tia lửa 1. Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.2: QUÁ TRÌNH ĐỔI CHIỀU 1.Một số khái niệm: N A S a) Quá trình đổi chiều: 1 Quá trình đổi chiều của dòng điện khi phần tử di động trong vùng trung tính hình học và bị B B chổi than nối ngắn mạch gọi là sự đổi chiều. 1 2 b) Chu kỳ đổi chiều: S A2 N i iư iư i iư iư iư iư iư iư iư iư 2iư 2iư 2iư t = 0 0 < t < Tđc t = Tđc Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Quá trình đổi chiều của dòng điện trong mỗi phần tử tồn tại trong 1 khoảng thời gian rất ngắn. - Khoảng thời gian để dòng điện hoàn thành việc đổi chiều gọi là chu kỳ đổi chiều (Tđc). Đó là thời gian cần thiết để vành góp quay đi 1 góc bc ứng với chiều rộng của chổi, nghĩa là Tđc = (1) vG bc là chiều rộng của chổi góp. vG là vận tốc dài của vành góp. D Gọi D là đường kính vành góp → Ta có: b = . G G G G bG là bước vành góp → vG = DG. . n = bG.G.n bc Gọi G là hệ số trùng khớp thì: G = Thay vào (1): bG b c 1 (Đây là chu kỳ đổi chiều Tđc = = G. (2) b G .G.n G.n của dây quấn xếp đơn) Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Các sức điện động trong mạch vòng đổi chiều: di 2i - Sức điện động tự cảm e = −L = L • L c dt c T -eLSức: điện động hỗ cảm eM: dc n n n di n 2iu eM = eMn = −M n . eMn = .M n 1 1 dt Tdc 1 Mn là hệ số hỗ cảm giữa phần tử đang xét và phần tử thứ n. in là dòng điện trong phần tử thứ n - Sức điện động đổi chiều eđc: sinh ra khi phần tử đổi chiều chuyển động trong từ trường tổng hợp tại vùng trung tính: eđc = 2.W.Bđc.lđc.vư. W: số vòng của phần tử đổi chiều. Bđc: Từ cảm đổi chiều - Sức điện động phản kháng epk: epk = eL + eM Để đảm bảo đổi chiều được tốt thì sức điện động phản kháng phải luôn luôn ngược chiều với sức điện động đổi chiều. Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Phương trình đổi chiều: a b c Theo định luật Kishop 2 viết cho mạch vòng phần tử b: i.rpt + i1.(rtx1 + rd) - i2.(rtx2 + rd) = e (1) i i i i Trong đó: ư ư r : Điện trở của phần tử đổi chiều. 1 2 pt i i r : Điện trở dây nối. 1 2 d 1 2 rtx1,2: Điện trở tiếp xúc của chổi than với phiến góp 1 và 2. e : Tổng các sức điện động sinh ra trong phần tử đổi chiều: e = eM + eL + eđc = epk + eđc Theo định luật Kishop 1 viết cho các nút 1 và 2: Nút 1: i + iư - i1 = 0 (2) Nút 2: - i + iư - i2 = 0 (3) i: dòng ngắn mạch chạy trong phần tử đổi chiều. i1, i2: dòng chạy qua dây nối với các phiến đổi chiều 1 và 2. Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Các dòng i, i1, i2 có thể tính từ các phương trình (1), (2) và (3) nếu các đại lượng khác đã biết. i.rpt + i1.(rtx1 + rd) - i2.(rtx2 + rd) = e i + iư - i1 = 0 - i + iư - i2 = 0 - Ở MỨC ĐỘ GẦN ĐÚNG GIẢ THIẾT RPT 0, RD 0. TA CÓ: I1.RTX1 - I2.RTX2 = E rtx2 − rtx1 e (4) I + IƯ - I1 = 0 i = .i + r + r • r + r - I + IƯ - I2 = 0 tx2 tx1 tx2 tx1 if Vì giả thiết rpt 0, rd 0 nên (rtx1+ rtx2) là tổng trở của phần tử đổi chiều khi bị chổi than ngắn mạch và dòng if chính là dòng ngắn mạch trong phần tử gây bởi e Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Giả thiết rằng rtx1, rtx2 tỷ lệ nghịch với bề mặt tiếp xúc của chổi điện với phiến đổi chiều 1 và 2. Trong quá trình đổi chiều từ 0 đến Tđc với điều kiện bc = bG thì các bề mặt tiếp xúc được tính như sau: t Tdc − t Stx 2 = S Stx1 = S (*) Tdc Tdc Với S là diện tích tiếp xúc toàn phần của chổi với phiến góp. S tx1 S Ký hiệu r là điện trở tiếp xúc toàn phần tx2 tx S ứng với mặt tiếp xúc toàn phần S ta có: S Tdc S Tdc rtx1 = rtx = rtx (5) rtx2 = rtx = rtx (6) S tx1 Tdc − t S tx2 t Thay (5), (6) vào (4) ta có: 2t e (7) i = 1 − .i• + 2 Tdc rnm Tdc Với rnm = rtx . (7): Là phương trình đổi chiều t(T − 1) dc tổng quát. Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU i 4. Các loại đổi chiều: +i ư 2 a) Đổi chiều đường thẳng: i2 t e = 0 và dòng điện đổi chiều là 0 i1 2t t i = 1 − .i 1 • -iư Tdc T Mật độ dòng điện ở 2 phía đi vào và đi ra bằng đc nhau: J = J nên không có tia lửa xuất hiện. (*) 1 2 if, rnm (1) b) Đổi chiều đường cong: e i = (2) f mà e 0 nên if 0. 0 t rnm Dòng điện phụ này sẽ cộng với dòng cơ bản (3) làm cho dòng điện đổi chiều trở nên phi tuyến và ta có đổi chiều đường cong. (1): rnm(t) (2): i (t) khi e > 0 Ta biểu diễn if dưới dạng sau: (e = const): f (3): if(t) khi e < 0 Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU i * Giả sử e > e hay e > 0 và giả 2 pk đc +i ư i2 thiết rtx = const thì dòng đổi chiều có dạng: 0 t Ta thấy 1 > 2 nên J1 > J2 => đổi chiều i1 mang tính trì hoãn. Tia lửa xuất hiện ở t -i 1 đầu ra của chổi điện khi phần tử rời khỏi ư Tđc vị trí ngắn mạch. i +iư * Giả sử epk đổi chiều 1 2 1 2 i -i t 1 vượt trước và có tia lửa ở đầu vào của ư 1 chổi. Tđc Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI THIỆN ĐỔI CHIỀU 1.Phương pháp dùng cực từ phụ: ✓Biện pháp cơ bản để cải thiện đổi chiều trong MĐMC là tạo ra từ trường đổi chiều tại vùng trung tính hình học bằng cách đặt những cực từ phụ giữa những cực từ chính. Muốn vậy sức từ động của cực từ phụ Ff phải ngược chiều với sức từ động phản ứng ngang trục. Về trị số ngoài việc trung hoà phản ứng phần ứng ngang trục còn phải tạo ra 1 từ trường phụ để sinh ra eđc làm triệt tiêu epk. ✓Mặt khác : Fưq và epk tỷ lệ với iư do đó sức từ động cực từ phụ và từ trường đổi chiều cũng phải biến đổi tỷ lệ với phụ tải. Muốn vậy dây quấn cực từ phụ phải nối tiếp với dây quấn phần ứng đồng thời mạch từ cực từ phụ không bão hoà. Thông thường khe hở giữa cực từ phụ với phần ứng lớn hơn so với cực từ chính (từ 1,5 2 lần). Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phương pháp xê dịch chổi than khỏi trung tính hình học: ✓Ở MÁY PHÁT: CHỔI THAN ĐANG ĐƯỢC N ĐẶT TRÊN TRUNG TÍNH HÌNH HỌC. TA XÉT eư e  1 PHẦN TỬ DÂY QUẤN: +iư pk eưq n -i S ư eđc *) Nhận xét: Khi MĐ làm việc ở chế độ máy phát để cải thiện đổi chiều ta phải dịch chổi điện khỏi trung tính hình học 1 góc:  = +  theo chiều quay phần ứng. Còn ở chế độ động cơ thì dịch chổi điện đi 1 góc  ngược chiều quay phần ứng. ( : là góc giữa trung tính hình học và trung tính vật lý. : là góc ứng với điều kiện từ trường tổng bằng từ trường đổi chiều) Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Dùng dây quấn bù: Trong các MĐ công suất lớn và tải thay đổi đột ngột người ta thường dùng dây quấn bù để hỗ trợ cho các cực từ phụ. Dây quấn bù được đặt dưới mặt cực từ chính và sẽ triệt tiêu từ trường phần ứng dưới phạm vi mặt cực từ chính và làm cho từ trường chính hầu như không thay đổi. Dây quấn bù nối tiếp với dây quấn phần ứng nên có thể bù ở bất cứ tải nào. 4. Những biện pháp khác: Chọn chổi than phù hợp, giảm sức điện động phản kháng Back Chương 5 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 6 : MÁY PHÁT MỘT CHIỀU 6.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6.2: đặc tính cơ bản của máy phát một chiều 6.3: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ SONG SONG 6.4: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP 6.5: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP 6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Phân loại: Tuỳ theo phương pháp kích thích cực từ chính MFMC được phân thành 2 loại: U I a) Máy phát điện một chiều kích từ độc lập: I b) Máy phát 1 chiều tự kích: ư U U U I Ikt I ktnt I I I Iư Iư Iư Ikt Iktss Hình a Hình b Hình c + Máy phát một chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình a). + Máy phát một chiều kích thích nối tiếp: I = Ikt = Iư (hình b). + Máy phát một chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Iktss (hình c). ➢Trong mọi trường hợp công suất kích thích chiếm 0,3 → 0,5% BackPđm. Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phương trình cân bằng mô men: Ta có: P1 = pcơ + pFe + Pđt P P + P P Chia 2 vế cho : 1 = co Fe + dt hay: Mq = M0 + Mđt    Trong đó: Mq là mômen của máy phát điện. M0 là mômen cản không tải. Mđt là mômen điện từ. Nếu đặt M0 + Mđt = MCT (mômen cản tĩnh) thì phương trình cân bằng mômen sẽ là: Mq = MCT 3. Phương trình cân bằng điện áp: pcơ pFe pcu P2 = Pđt - (pcu + pf) U.I = E .I - (I 2r + U I ) ư ư ư ư dq tx ư P1 Pđt P2 Utx U = E• − I• rdq + I• U tx Đặt r • = r dq + là điện trở mạch phần ứng → U = Eư - Iưrư I• Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Các đặc tính của máy phát 1 chiều: Có 5 dạng đặc tính: + Đặc tính không tải: U0 = E = f(Ikt) khi I = 0, n = const. + Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) khi U = 0, n = const. + Đặc tính ngoài: U = f(I) khi Ikt = const, n = const. + Đặc tính phụ tải: U = f(Ikt) khi Iư = const, n = const. + Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) khi U = const, n = const. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.2: NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA MÁY PHÁT MỘT CHIỀU 1. Đặc tính không tải: U = f(Ikt) khi I = 0, n = const. Đặc tính được xác định bằng thực nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm U V A B Iư -Iktm Ikt A 0 Iktm Ikt B’ A' Khi I = 0 → U = Eư = Ce..n = Ce’.. → Đặc tính lặp lại dạng đường cong từ hoá riêng của máy điện. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) Khi U = 0, n = const. I n (2) (1): Máy đã được khử từ dư. (2): Máy chưa được khử từ dư. (1) - Do U = 0 ta có Eư = IưRư nghĩa là toàn bộ sức điện động sinh ra để bù Ikt đắp cho sụt áp trên mạch phần ứng. 0 - Mặt khác: dòng ngắn mạch được hạn chế bằng (1,25  1,5)Iđm và Rư rất nhỏ vì vậy Eư nhỏ → Ikt tương ứng nhỏ → mạch từ không bão hoà. Do Eư tỷ lệ tuyến tính với Ikt nên I cũng tỷ lệ với Ikt → đặc tính có dạng đường thẳng. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU E,I U (1) E,I I (2) Dựng tam giác đặc tính I (2) U (1) (1): đặc tính không tải I =I (2): đặc tính ngắn mạch. nm đm Inm=Iđm B A Enm A B Enm 0 D C It 0 C D It Giả sử khi ngắn mạch trong phần ứng có dòng Iđm tương ứng với dòng kích thích It = OC: 1 phần OD để sinh ra sức điện động khắc phục điện áp rơi trên điện trở phần ứng Iđm.Rư = AD = BC; Phần còn lại DC = AB dùng để khắc phục ph ABCản ứng có phần cạnh ứng BC lúc tỷ ngắn lệ với mạch. dòng điện phần ứng và cạnh AB trong điều kiện mạch từ không bão hoà tỷ lệ với phản ứng phần ứng (tỷ lệ với I) gọi là tam giác đặc tính. Độ lớn của AB phụ thuộc vào loại máy, lớn nhất ở MĐMC không có cực từ phụ và dây quấn bù. ở máy có cực từ phụ và dây quấn bù phản ứng phần ứng hầu như bị triệt tiêu, cạnh AB 0. ở MĐMC kích từ hỗn hợp, dây quấn nối tiếp có tác dụng trợ từ và nếu sức từ động của nó lớn hơn AB, nghĩa là ngoài phần sức từ động triệt tiêu ảnh hưởng của phản ứng phần ứng còn sức từ động để trợ từ thì cạnh AB sẽ nằm về bên phải của BC. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đặc tính phụ tải: U = f(Ikt) khi Iư = const, n = const. U (1) Rt A B Dạng đặc tính: (1): Đặc tính không tải. C (2) V (2): Đặc tính phụ tải. A1 B1 Iư C Ikt A 0 1 Ikt ✓ Đường (2) có thể xác định khi biết đường (1) và tam giác đặc tính: Giả sử đã biết tam giác đặc tính ở 1 chế độ tải nào đó. VD tải định mức là tam giác ABC. Ta đặt tam giác sao cho đỉnh A nằm trên đặc tính không tải, các cạnh AB và BC song song với trục hoành và trục tung đồng thời tỷ lệ với phụ tải, khi tam giác dịch chuyển song song với chính nó đỉnh C sẽ vẽ nên đặc tính phụ tải. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Đặc tính ngoài: U = f(I) Khi Ikt = const, n = const. Rt U = U - U với điều kiện I =I U đm 0 đm kt ktđm U gọi là độ biến đổi điện áp định mức: 0 V Uđm Uđm U 0 − U dm U% = 100% = (5 −15)% Eư Iư U dm U * Có thể dựng đặc tính ngoài từ đặc A I tính không tải và tam giác đặc tính: kt I 0 I Cho OP = Ikt = const đm U PP' = UI = 0 = Eư → điểm D D P' Đặt tam giác ABC có AB và BC theo A D' B tỷ lệ ứng với I = Iđm sao cho A nằm C trên đặc tính không tải còn BC nằm trên đường thẳng đứng PP' → PC là điện áp khi I = Iđm → ta có điểm D' vẽ ở góc phần tư thứ 2. I Iđm Iđm/2 0 P Ikt
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5. Đặc tính điều chỉnh: Ikt Ikt = f(Iư) Khi U = const, n = const ✓Đặc tính điều chỉnh cho ta biết cần phải điều chỉnh dòng kích thích như thế nào để giữ cho điện áp đầu ra của máy phát Iư không thay đổi khi tải thay đổi. 0 Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.3: Máy phát một chiều kích từ song song 1. Điều kiện tự kích của máy: ✓Để đảm bảo máy tự kích được cần có các điều kiện sau: - Trong máy phải tồn tại 1 lượng từ dư d = (2  3)% đm - Cuộn dây kích thích phải đấu đúng chiều hoặc máy quay đúng chiều để sinh ra dòng ikt > 0 - Nếu tốc độ quay bằng hằng số thì điện trở mạch kích thích phải nhỏ hơn 1 điện trở tới hạn nào đó. Hoặc nếu điện trở mạch kích thích bằng hằng số thì tốc độ quay phải lớn hơn 1 tốc độ tới hạn nào đó. r r ✓Nếu máy phát thoả U rth kt2 kt1 U I mãn 3 điều kiện trên A thì quá trình tự kích Iư xảy ra như sau: U = Iktrkt Ikt I 0 kt Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ➢ Để hở mạch kích thích và quay máy phát đến nđm. Do trong máy tồn tại d nên trong dây quấn sẽ cảm ứng 1 sức điện động E và trên 2 cực máy sẽ có 1 điện áp U = (2  3)% Uđm. ' U ➢Nối kín mạch kích thích → trong mạch kích thích sẽ có: I kt = rkt nào đó. Dòng này sinh ra từ thông d’ và tổng (d + d’ ) > d sẽ sinh ra dòng kích thích lớn hơn. Cứ như vậy máy sẽ tăng kích từ → điện áp đầu cực tăng lên và máy tiếp tục tự kích cho đến khi nó làm việc ổn định ở điểm A. Nếu d’ ngược chiều với d thì máy sẽ không tự kích được. 2. Đặc tính ngoài: U U = f(I) khi Ikt = const, n = const Uđm Uđm (1) (1): Đặc tính ngoài của MF kích từ độc lập. (2) (2): Đặc tính ngoài của MF kích từ song song. I 0 I0 Iđm Ith Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU U 3. Đặc tính không tải: B 0 Iktm Ikt Ikt 4. Đặc tính điều chỉnh: (1) Ikt = f(Iư) khi U = const, n = const (2) (1): của máy phát kích thích song song (2): của máy phát kích thích độc lập Iư 0 Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.4: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP ✓MFMC kích thích nối tiếp cũng thuộc loại tự kích. Rt I Ikt ✓Do dòng tải I = Iư = Ikt nên trong máy chỉ có 2 lượng phụ thuộc nhau là U và I nên ta chỉ xây I dựng đặc tính ngoài: U = f(I) khi n = const. ư U - Khi I = Ith mạch từ bão hoà điện áp bắt đầu giảm - Vì khi tải tăng điện áp 2 đầu cực máy phát thay đổi nhiều nên thực tế ít dùng loại máy này. Ud 0 Ith I Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.5. MÁY PHÁT MỘT CHIỀU KÍCH TỪ HỖN HỢP U Máy phát một chiều kích thích hỗn hợp có 2 cuộn Iktnt dây kích thích. Tuỳ theo cách đấu dây mà ta có I sơ đồ nối thuận và nối ngược. I 1. Đặc tính ngoài: U = f(I) khi n = const ư ✓Khi nối thuận điện áp được giữ Iktss hầu như không đổi (đường (2)) U (1) ✓Khi bù thừa (đường 1) điện áp U0 (2) sẽ tăng khi tải tăng. Điều này có (3) ý nghĩa quan trọng trong việc (4) truyền tải điện năng đi xa. 0 I ✓Nếu nối ngược 2 dây quấn kích thích (đường (4)) khi tải tăng áp sẽ giảm nhanh hơn so với ở máy phát kích thích song song (đường (3)) Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Đặc tính điều chỉnh: U I Đường (1) : Khi nối ktnt I (3) thuận 2 dây quấn kích kt I thích và bù bình thường. (1) Iư (2) : Khi bù thừa. (2) Iktss (3) : Khi nối ngược 2 I dây quấn kích thích. 0 Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 6.6: MÁY PHÁT MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG 1. Điều kiện ghép các máy phát làm việc song song: ➢Cùng cực tính: ➢Sức điện động của máy phát II phải bằng điện áp U của thanh ➢góp.Nếu ghép các máy phát kích thích hỗn hợp làm việc song song thì cần có điều kiện thứ 3: Nối dây cân bằng giữa các điểm m và n như hình b. V A A A A I m n F F F F1 2 1 2 Hình a Hình b Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phân phối và chuyển tải giữa các máy phát điện: U Ghép máy phát II làm việc (1) song song với máy phát I. (2') E =U II (1') (2) Do E2=U nên máy II chưa tham gia phát điện và toàn bộ tải vẫn do máy I I = II I II đảm nhận. Lúc này đặc tính ngoài II I = II+III của 2 máy là đường (1) và (2). ✓Việc thay đổi EI và EII bằng cách biến đổi dòng kích từ IktI và IktII hoặc bằng cách thay đổi tốc độ quay của các động cơ sơ cấp. Back Chương 6 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 7 : ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 7.2: MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.3: Động cơ điện một chiều kích thích song song hoặc độc lập 7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP 7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Phân loại: U U U I Iktnt I I I U I Iư I Iư ư Iư Ikt I Ukt kt Iktss Hình a Hình b Hình c Hình d + Động cơ một chiều kích thích độc lập: Iư = I (hình a). + Động cơ một chiều kích thích song song: I = Iư + Ikt (hình b). + Động cơ một chiều kích thích nối tiếp: Iư = I = Ikt (hình c). + Động cơ một chiều kích thích hỗn hợp: I = Iư + Ikt (hình d). Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Phương trình cân bằng áp: ✓Công suất điện đưa vào đầu động cơ kích thích song song là: P1 = U.(Iư + Ikt) Pđt = P1- (pcu.kt + pcu.ư) 2 → EưIư = U.(Iư + Ikt) - (U.Ikt + Iư .Rư) → Eư = U - Iư.Rư 3. Phương trình cân bằng mômen: P P + P P Pđt = pFe + pcơ + P2 dt = co Fe + 2    Mđt = M0 + M2 pcu.ư + pcu.kt pFe pcơ Đặt: M0 + M2 = MCT (Mômen cản tĩnh) → Mđt = MCT P1 Pđt P2 Trong đó: M0: mômen cản không tải. M2: mômen phụ tải. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.2. MỞ MÁY ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 1. Yêu cầu khi mở máy: ✓Mô men mở máy phải có trị số cao nhất có thể có để hoàn thành quá trình mở maý nghĩa là đạt được tốc độ quy định trong 1 thời gian ngắn nhất. ✓Dòng mở máy phải được hạn chế đến mức nhỏ nhất để tránh cho dây quấn khỏi bị cháy hoặc ảnh hưởng xấu đến đổi chiều. 2. Các phương pháp mở máy: - Khi mở máy trong mọi trường hợp đều phải đảm bảo có max nghĩa là trước khi đóng động cơ vào nguồn điện, biến trở điều chỉnh dòng kích thích phải đặt ở vị trí sao cho điện trở kích thích nhỏ nhất để mômen đạt giá trị lớn nhất ứng với mọi giá trị của dòng phần ứng. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU a. Mở máy trực tiếp: U Tại thời điểm đầu: n = 0 → Eư = 0 → U = Iư.Rư → Iư = R • → Imm = Iư = (5  10)Iđm. Vì dòng mở máy lớn nên phương pháp này ít được sử dụng. Chủ yếu dùng cho động cơ công suất vài trăm oát (vì Rư tương đối lớn nên Imm (4  6)Iđm). rmm b. Mở máy nhờ biến trở: 2 3 4 - Khi mở máy nhờ biến trở dòng được tính: 1 5 U − E I = i 0 T M • R + R • mmi ĐC R là điện trở mở máy thứ i. U mmi I - Biến trở mở máy được tính sao cho: kt Imm = (1,4  1,7)Iđm đối với các động cơ công suất lớn Imm = (2  2,5)Iđm với động cơ công suất nhỏ. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ➢Quá trình mở máy được biểu diễn như hình vẽ: n 1 2 3 4 5 I1 n c) Mở máy bằng điện áp thấp I2 (Umm < Uđm): Iư M1 ➢Phải dùng 1 nguồn độc lập M có thể điều chỉnh điện áp M2 được để cung cấp cho phần M ứng động cơ. Một nguồn khác c 0 M U = Uđm để cung cấp cho mạch kích thích. ➢Thường dùng mở máy cho những động cơ công suất lớn để kết hợp cả việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH SONG SONG HOẶC ĐỘC LẬP 1. Đặc tính cơ: E U − I• .R• Từ phương trình: E = Ce..n → n = = Ce Ce U M.R• Thay M = CM..Iư ta có: n = − 2 (1) C e C e .C M . Với điều kiện: U = const, Ikt = const khi M n n (hoặc Iư) thay đổi thì từ thông  cũng hầu 0 như không đổi. M.R (1)  n = n − • 0 k U 2  0 Mđm M(Iư) Với n 0 = và k = Ce.CM.  Ce ➢Động cơ này được dùng trong trường hợp tốc độ hầu như không đổi khi tải thay đổi (máy cắt kim loại ) Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Điều kiện ổn định của động cơ: Xét đặc tính M = f(n) của động cơ điện và Mc = f(n) của tải như hình vẽ: M M d M Ta có: M = M c + j M 2 dt Mc GD P với: j = P Mc 4g là quán tính phần quay. n n 0 0 nlv n nlv n Trường hợp a: P là điểm làm Hình a Hình b việc của hệ thống có M = Mc dM dM hay dM c = 0 dn dn dn ➢TrNếuườngvì hợplý dob:nàoNếuđótốctốcđđộộtătngăngđ:ộtn =nhiênnlv +sẽ nkhiếnthì Mchoc > đMộng→cơĐộngđiện cơcóbịMghìm,> Mctốclàmđộtốcgiảmđộ tiếpdần vềtụcđtiểmăng Pmãi→hoặcn = nsựlv. Nggiảmượctốclạiđ:ộnếusẽ tốcdẫn đđộếngiảmhậu→quảMlàc <tốcM đ→ộ giảmđộng mãicơ đư. ợc gia tốc và đạt tốc độ làm việc. dM dMdMc dM Vậy:Như hệvậy: thống điều làm kiện việc làm không việc ổn ổn đ địnhịnh của ứng hệ với thống điều là: kiện c dn dn dn dn Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU U M.R 3. Điều chỉnh tốc độ: n = − • 2 n C e C e .C M . n02 a. Phương pháp thay đổi từ thông: n01 Bằng cách thay đổi trị số của biến trở trong n0đm 2 mạch kích thích. Các đường này có n >  0 đm 1 n0đm và giao nhau tại 1 điểm trên trục hoành 0 U n M ứng với (n = 0, Iư = ) R n0 • Rf = 0 b. Thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng: Rf1 M.(R + R ) • f Rf2 n = n0 − k R c) Phương pháp thay đổi điện áp: n 0 f3 M n03 ➢Việc cung cấp điện áp cho động n01 U>Uđm cơ được thực hiện bằng 1 nguồn độc n 02 U=Uđm lập bằng cách ghép thành tổ hợp U<U máy phát - động cơ. đm 0 M Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Đặc tính làm việc: U I• .R• a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) giống đặc tính cơ: n = − C e C e . b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) khi U = Uđm = const M → M = CM..Iư Do Ikt = const khi U = const →  = const → M = f(Iư) là đường thẳng. Iư c) Đặc tính hiệu suất:  = f(Iư) 0  Khi U = Uđm = const. max max được tính với dòng điện tải Iư = 0,75Iđm. Khi đó tổn hao không đổi trong động cơ (pcơ + pFe) bằng tổn hao biến đổi trong mạch 2 phần ứng (phụ thuộc r và tỷ lệ I ) Iư dq ư 0 0,75Iđm Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.4: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH NỐI TIẾP 1. Đặc tính cơ của động cơ 1 chiều kích thích nối tiếp: Vì I = Iư = Ikt → trong phạm vi rộng có thể biểu thị  = K.I (1) Trong đó: K = const khi I 0,8Iđm do ảnh hưởng bão hoà của mạch từ. M = CM..Iư. Thay  ở phương trình (1) vào ta 2 có:  2 M.K M. K M = C M  =  = K C M C M U M.R U C R n = − • = M − • (2) C  C .C .2 e  e M  Ce . M. K Ce .K U C2 Nếu bỏ qua Rư thì n tỉ lệ với hay M = . M n2 Khi mạch từ chưa bão hoà đặc tính cơ có dạng hypecbol bậc 2. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n Khi n giảm thì M tăng và ngược lại. Trong trường hợp mất tải (I = 0, M = 0) thì n có trị số rất lớn vì thế loại động cơ này không cho phép làm việc trong điều kiện có thể mất tải (đai truyền ). 0 M ✓Động cơ một chiều kích thích nối tiếp với đặc tính cơ rất mềm được ứng dụng trong những nơi cần điều kiện mở máy nặng nề và cần thay đổi tốc độ trong 1 vùng rộng (cầu trục, xe điện ) 2. Điều chỉnh tốc độ: a) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông: Việc thay đổi từ thông trong động cơ kích từ nối tiếp có thể thực hiện theo 3 phương pháp: Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ➢Mắc điện trở sun vào dây quấn kích thích. (Hình a) ➢Thay đổi số vòng dây của dây quấn kích thích. (Hình b) ➢Mắc điện trở sun vào mạch phần ứng. (Hình c) Hai biện pháp đầu U U U cho cùng 1 kết quả: Rkt W nếu dòng kích thích kt Rkt R W' ban đầu là Ikt thì S kt I dòng sau khi điều ư Iư Iư chỉnh là I'kt = k.Ikt (a) (b) RSư Với k là hệ số giảm. ĐC ĐC (c) R W' + Trường hợp a: k = S 1 + Trường hợp b: k = kt 1 R kt + R S Wkt Vì Ikt giảm nên các phương pháp này chỉ điều chỉnh được  < đm và tốc độ sẽ thay đổi trong vùng trên định mức và đường đặc tính sẽ nằm về phía trên của đặc tính tự nhiên (đường 2). Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n + Trường hợp c: Mắc sun vào mạch phần ứng → tổng trở của mạch sẽ bé đi làm cho dòng điện Ikt tăng lên và  tăng → n giảm. (2) Phương pháp này chỉ điều chỉnh tốc độ dưới (1) vùng định mức và đường đặc tính cơ tương (3) ứng nằm dưới đường đặc tính cơ tự nhiên (5) (4) (đường 3). 0 M Nhược điểm : điện trở kích thích nhỏ nên toàn bộ điện áp lưới hầu như đặt trên điện trở sun vì vậy tổn hao lớn và hiệu suất của động cơ thấp. Hiệu quả của việc điều chỉnh tốc độ bằng cách tăng từ thông  bị hạn chế bởi sự bão hoà mạch từ nên phương pháp này ít dùng. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Điều chỉnh bằng cách thêm điện trở vào mạch phần ứng: Chỉ điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ định mức và U kèm theo tổn hao trên điện trở phụ làm giảm hiệu suất của động cơ nên ít dùng. Đặc tính cơ của Rđc trường hợp này là đường (4). I c) Điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp: ư ✓Phương pháp này chỉ điều chỉnh được n < nđm vì không cho phép tăng điện áp quá định mức nhưng lại có hiệu suất cao do không có tổn hao khi hiệu chỉnh. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong giao thông vận tải và thực hiện bằng cách đổi nối song song thành nối tiếp 2 động cơ. Khi làm việc song song các động cơ sẽ làm việc ở U = Uđm sau khi đổi nối thành nối tiếp → làm việc với điện áp U = Uđm/2. Đặc tính cơ có dạng (5). Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4. Đặc tính làm việc: a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) khi U = Uđm = const U −I .R U n = • • = (bỏ qua Rư) Ce Ce . Có dạng hypecbol giống đặc tính cơ. b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) khi U = Uđm = const M = CM..Iư   I → M  I 2 → Dạng đặc tính M,  ư ư  mômen là đường Parabol max c) Đặc tính hiệu suất: M Giống của động cơ kích thích song song. Iư 0 0,75Iđm Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 7.5: ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH THÍCH HỖN HỢP Thực tế chỉ dùng loại đấu thuận 2 dây quấn kích thích vì khi đấu ngược không đảm bảo điều kiện ổn định trong quá trình làm việc. 1. Đặc tính cơ: Do I = Iư = Ikt nên phương trình đặc tính cơ có dạng: U −( I + I ).R n n = • kt • (2) Ce (1): Đặc tính cơ của động cơ hỗn hợp bù. (3) (2): Đặc tính cơ của động cơ hỗn hợp ngược. (1) (3): Đặc tính cơ của động cơ kích thích song song. (4) (4): Đặc tính cơ của động cơ kích thích nối tiếp. 0 M 2. Điều chỉnh tốc độ : Thường được điều chỉnh như ở động cơ kích thích song song. ➢Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi rkt. ➢Thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng. ➢Thay đổi điện áp. Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đặc tính làm việc a) Đặc tính tốc độ: n = f(Iư) khi U = Uđm = const Giống đặc tính cơ. b) Đặc tính mômen: M = f(Iư) Khi I tăng →  tăng nhưng mức độ tăng chậm hơn so với động cơ kích từ nối tiếp → đặc tính mômen có tính chất trung gian giữa 2 đặc tính mômen của động cơ kích từ nối tiếp và kích từ song song. ✓ Dạng đặc tính mômen và tốc độ trong hệ M* M*, n* đơn vị tương đối: (3) (2) (1) (1) là của ĐC kích từ song song. (2) là của ĐC kích từ hỗn hợp. (3) là của ĐC kích từ nối tiếp. 1 (1) * (2) n c) Đặc tính hiệu suất: (3) 4. Ưu nhược điểm: I * 0 1 ư Back Chương 7 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Chương 8 : máy điện một chiều đặc biệt 8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN 8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU 8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC 8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ 8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH Back Phần I NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN (MÁY ĐIỆN KHUYẾCH ĐẠI TỪ TRƯỜNG NGANG) Máy khuyếch đại điện từ là 1 máy điện quay dùng để khuyếch đại tín hiệu điện thu được từ các phần tử trong mạch đo lường để đưa vào mạch khống chế. - Máy điện khuyếch đại từ trường ngang có 2 bậc khuyếch đại: U Pra U r .Ir Với: K = r là hệ số khuyếch đại điện áp. K = = = Ku .Ki u U v Pvao U v .Iv Ir Ki = là hệ số khuyếch đại dòng điện. I v - Có thể chế tạo những máy điện khuyếch đại điện từ có hệ số khuyếch đại K = 10.000  100.000. Chất lượng của máy còn được đánh giá bởi khả năng tác dụng nhanh của nó, xác định bằng hằng số thời gian điện từ T của máy (T = 0,05  0,3s) K Để xét cả 2 yếu tố trên người ta dùng hệ số chất lượng: K = K§ cl T Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU I 1. Cấu tạo: 3 CB RB 1 2 E2 1 1 CTT E3 2 C I Rt Gồm các cuộn dây: 2 1 2 - OB là cuộn điều khiển. 2 OĐ CP - CB là cuộn bù. I1 - Điện trở RB nối với cuộn bù để điều chỉnh U OB 1 mức độ bù (Chống bù thừa nhiều quá để 1 tránh cho máy bị tự kích thích). - Cuộn cực từ phụ CP để cải thiện đổi chiều cho cặp chổi than 2-2. - ở mạch ngang có cuộn trợ từ CTT để hạ thấp dòng điện I2 do đó cải thiện đổi chiều cho cặp chổi 1-1. - ở phần ứng có 2 cặp chổi than: 1-1 ở mạch ngang. 2-2 ở mạch dọc. - Để tránh hiện tượng dao động dùng cuộn ổn định OĐ nối qua tụ C. Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 2. Nguyên lý làm việc: - Nếu ta đưa vào cuộn điều khiển OB điện áp U1 thì trong nó có dòng I1. Dòng I1 sinh ra 1. Khi phần ứng quay sẽ cảm ứng trong mạch ngang 1 sức điện động E2 có giá trị nhỏ nhưng vì mạch ngang nối tắt nên trong mạch ngang xuất hiện dòng I2 có giá trị tương đối lớn. I2 sinh ra 2. 2 cảm ứng trong mạch dọc 1 sức điện động E3. Khi mạch ngoài có tải thì xuất hiện I3. - Hệ số khuyếch đại của máy điện khuyếch đại có 2 bậc công suất: Bậc 1: khuyếch đại công suất từ P1 = U1.I1 đến P2 = E2.I2 → K1. Bậc 2: khuyếch đại công suất từ P2 = E2.I2 đến P3 = U3.I3 → K2. Khi đó: P3 P3 P2 K = = . = K1K2 P1 P2 P1 Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đặc tính ngoài của máy điện khuyếch đại: U3 = f(I3) khi f1 = const và n = const. Khi có tải ở mạch dọc có dòng I3. Dòng này sinh ra từ thông dọc trục khử từ ngược chiều 1. Cuộn bù CB làm nhiệm vụ bù lại sức từ động U do phản ứng phần ứng dọc trục gây nên. 3 (2) FCB U Hệ số bù: K bï = 0 (1) Fd (3) Với FCB: do cuộn bù sinh ra. Fd: phản ứng phần ứng dọc trục khử từ. 0 I3 - Khi FCB = Fd → Kb = 1 → đặc tính có dạng đường (1). - Khi FCB > Fd → Kb > 1: bù thừa - đường (2 ) - Khi FCB < Fd → Kb < 1: bù thiếu - đường (3). ✓ỨNG DỤNG: Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU Máy phát hàn phải có đặc tính ngoài U = f(I) có độ dốc cao như hình vẽ. Máy phát hàn được sản xuất với: U U = 35V (U = 80) và I = 500A 0 R Thực tế đã chế tạo được loại máy t1 phát đặc biệt có sơ đồ như sau: Rt2 R 0 t3 I Khi Iư tăng → từ thông của các cực lớn + - d giảm nhiều còn từ thông của các Rt cực bé  không thay đổi (do lõi thép ' n I " Nd I Nn bão hoà) → từ thông tổng (d + n) Iư C giảm rất nhanh khiến cho UAB hạ thấp F rất nhiều nên đặc tính ngoài rất dốc. 2 A B Chú ý: Khi Iư tăng UBC cung cấp cho F1 các dây quấn kích thích vẫn giữ không S n Sd đổi vì n không đổi. Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC ✓Máy phát 1 cực là loại máy đặc biệt không vành góp cho phép đạt được dòng điện lớn (đến 50000A) ở điện áp thấp (1 → 50V). Cấu tạo như hình vẽ: S ✓Hai cực từ hình trụ lồng vào 1 nhau. Thanh dẫn đặt trên hình 2 trụ trong (Rôto) (hay có thể dùng chính bản thân rôto thay C cho thanh dẫn) hai đầu nối chặt C2 N 1 với 2 vành C 1 và C2. ✓Khi rôto quay trong các thanh dẫn sẽ sinh ra sức điện động và dòng điện lấy ra từ các chổi tỳ lên 2 vành C1 và C2. Vì dòng điện rất lớn, để tránh tổn hao người ta dùng chổi than bằng kim loại lỏng (thuỷ ngân Natri ) để dẫn dòng ra ngoài. ✓Máy phát 1 cực được dùng cho điện phân, cấp điện cho các nam châm điện của thiết bị tăng tốc Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ ✓Là máy phát điện dùng để biến đổi chuyển động quay thành tín hiệu điện (điện áp). Yêu cầu đối với loại máy này là phải có quan hệ U = f(n) là đường thẳng và độ chính xác 0,2  0,5 %. - Khi không tải ta có: Uư = Eư = Ce..n = Ke.n (vì  = const). U • - Khi có tải : Iư = → Uư = Eư - .Rư Rt Uư = Eư - Iư.Rư → Eư = Uư.(1 + ) E K .n • e R = U • = U t R R ư R Uư 1 + • 1 + • t1 Rt Rt NếuĐể giảmbỏ quaquántáctínhdụngcủacủaphầnphảnquayứng Rt2 phầnvà sựứngđập vàmạchsụt củaáp dotừ thôngtiếp xúcvà n giữađiện ápchổivì sựthantồnvànhtại củagóprăthìng trênđặc n tínhmặt phầnđầu raứnglà tuyếnta dùngtínhrôto. (hrỗnga). . Hình a Hình b Back Chương 8 NEXT
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH ✓Nhiệm vụ: biến đổi tín hiệu điện (điện áp điều khiển) nhận được thành di chuyển cơ học của trục tác động lên các bộ phận điều khiển hoặc điều chỉnh khác. ✓Yêu cầu: tác động nhanh, chính xác, mômen và tốc độ quay phải phụ thuộc vào điện áp điều khiển theo quan hệ đường thẳng. ✓Cấu tạo: tương tự như 1 động cơ kích từ độc lập. Nó có thể được điều khiển trên phần ứng hoặc trên cực từ: + Khi điều khiển trên phần ứng điện áp kích thích đặt thường trực trên dây quấn kích thích, động cơ ở trạng thái chuẩn bị thừa hành. + Khi điều khiển cực từ: điện áp điều khiển được đưa vào dây quấn Khi có U đặt lên dây quấn phần ứng lập tức động cơ hoạt động. kích thíchđk. Như vậy công suất điều khiển sẽ nhỏ nhưng quan hệ Với phương pháp điều khiển này: M = f(U ) và n = f(U ) là những n = f(U ) không là đường thẳng. đk đk đường thẳngđk . ✓Để động cơ thừa hành tác động nhanh người ta chế tạo phần ứng có quán tính nhỏ dưới dạng rôto rỗng hoặc dẹt hình đĩa có mạch in. Back Chương 8 NEXT
MÁY BIẾN ÁP PHẦN II: MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC - KẾT CẤU CƠ BẢN CHƯƠNG 2: TỔ NỐI DÂY - MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 3: CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC VỚI TẢI KHÔNG ĐỐI XỨNG CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 6: MÁY BIẾN ÁP ĐẶC BIỆT Back Nội dung NEXT
MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU CƠ BẢN 1.1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 1.2: PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP 1.3: CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP 1.1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC  1. Định nghĩa: i1 i 2. Nguyên lý làm việc: 2 W W1 2 u1 u2 Zt CuộnHai cuộn dây dây(1)(2) cócùng số đưvòngợc quấnW12, làđ trên ặtcuộn vào lõi dâyl ưsắtới (3) cóthứ đ cấp.iện áp u1 gọi là cuộn dây sơ cấp. Zt là phụ tải của biến áp Đặt điện áp hình sin u1 vào dây quấn sơ cấp thì từ thông do nó sinh ra cũng là hình sin:  = m.sint. Theo định luật cảm ứng điện từ sức điện động cảm ứng trong dây quấn (1) và (2) sẽ là: d d m .sin t e1 = - W1. = - W1. = - W1..m.cost dt dt = W1..m.sin (t - ) = 2.E1.sin t − (1) 2 2 W1.. m 2 f1.W1. m Với: E1 = = = 4,44.W1.f.m (2) Back 2 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP d Tương tự: e2 = −W2 = 2.E2 .sin t − (3) dt 2 W .. Với: E = 2 m = 4,44.W .f. (4) 2 2 2 m E 4,44.W .f. W ✓Tỷ số máy biến áp K: K = 1 = 1 m = 1 E2 4,44.W2 .f.m W2 - Nếu bỏ qua điện áp rơi trên dây quấn sơ cấp và thứ cấp thì ta có: E U U1 E1 và U2 E2 → K = 1 1 E2 U 2 U1 I2 - Trong máy biến áp lý tưởng: P1 = P2 → U1.I1 = U2.I2 K = = U2 I1 Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 1.2: PHÂN LOẠI MÁY BIẾN ÁP 1. Phân theo công dụng: ➢Máy biến áp điện lực: Dùng để truyền tải và phân phối điện năng trong hệ thống điện lực. ➢Máy biến áp tự ngẫu: Biến đổi điện áp trong 1 phạm vi không lớn dùng để mở máy các động cơ điện xoay chiều. ➢Máy biến áp chuyên dùng: Là những loại máy biến áp chỉ dùng trong những lĩnh vực nhất định: máy biến áp hàn, máy biến áp chỉnh lưu, máy biến áp cao tần ➢Máy biến áp đo lường: Dùng để giảm áp và dòng điện lớn đưa vào dụng cụ đo. ➢Máy biến áp thí nghiệm: Dùng để thí nghiệm điện áp cao. Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Phân loại theo phương pháp làm mát: ➢ Máy biến áp kiểu lõi: Có dây quấn bao quanh lõi thép. ➢ Máy biến áp kiểu vỏ (bọc): Có 1 phần mạch từ bao quanh 1 phần dây quấn. ➢ Máy biến áp dầu: Làm mát bằng dầu. ➢ Máy biến áp khô: Làm mát bằng không khí. 3. Phân loại theo số pha và số trụ: ➢ Máy biến áp 1 pha, 3 pha, nhiều pha. ➢ Máy biến áp 3 pha 3 trụ, 3 pha 5 trụ. ➢ Máy biến áp 2 dây quấn, 3 dây quấn, nhiều dây quấn. Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 1.3: CẤU TẠO MÁY BIẾN ÁP Máy biến áp trung thế Back Chương 1 NEXT
SỨ CAO ÁP NẮP MÁY SỨ HẠ ÁP CÁNH TẢN NHIỆT VỎ MÁY MÁC MÁY CẤU TẠO MBA LỰC 3 PHA Back Chương 1 NEXT
Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 1. Lõi thép: G G - Để giảm tổn hao do T T T T T dòng điện xoáy mạch từ G G của máy biến áp được Máy biến áp kiểu lõi 1 pha và 3 pha ghép từ những lá thép G G KTĐ dày 0,35  0,5 mm có sơn cách điện với G T G G T T T G nhau. G G Máy biến áp kiểu bọc 1 pha và 3 pha ✓Để hình thành khung từ của máy biến áp ta có 2 kiểu ghép như sau: Ghép nối (rời) Ghép xen kẽ Lượt 1 Lượt 2 Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP ➢Tiết diện trụ sắt thường là hình bậc thang Số bậc đa giác n: Dn ≤ 100mm → n = 4 Dn ≥ (100 ≥ 500) mm → n = 5 ; 6 Dn ≥ 1000 mm → n = 9 ;10 ➢Tiết diện của gông có thể là hình vuông, hình chữ thập, hình chữ T 2. Dây quấn: ➢Là bộ phận để truyền tải năng lượng từ đầu vào đến đầu ra của máy biến áp. Dây quấn máy biến áp thường làm bằng đồng, cũng có thể làm bằng nhôm. Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Theo cách bố trí dây HA quấn cao áp (CA) và hạ HA áp (HA) ta chia thành CA dây quấn đồng tâm (a) và dây quấn xen kẽ (b). CA (b) (a) ➢Trong thực tế người ta thường dùng dây quấn đồng tâm, bao gồm các kiểu sau: Dây quấn hình trụ: Tiết diện dây tròn nhỏ thường làm dây quấn CA và quấn nhiều lớp. Nếu tiết diện dây lớn dùng dây dẫn bẹt quấn 2 lớp (thường quấn ghép 2 hoặc nhiều sợi) chủ yếu dùng làm dây quấn HA ( 6KV). Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP • Dây quấn hình xoắn (dây quấn ghép): Kiểu này thường dùng Ghép đơn cho máy biến áp trung bình và lớn. Nếu tiết diện lớn để dễ gia công có thể ghép kép dây quấn bẹt. Ghép kép Dây quấn xoắn ốc liên tục: Dây Ngoài quấn vào quấn này chủ yếu dùng làm cuộn CA điện áp 35 KV và dung lượng lớn. Trong quấn ra 3. Vỏ máy: Gồm thùng và nắp thùng. Back Chương 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 2: TỔ NỐI DÂY VÀ MẠCH TỪ MÁY BIẾN ÁP 2.1. TỔ NỐI DÂY MÁY BIẾN ÁP 2.2. MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2.1. TỔ NỐI DÂY MÁY BIẾN ÁP 1. Cách ký hiệu đầu dây: Tên dây quấn Đầu đầu Đầu cuối - Cao áp – CA 1 pha A X 3 pha A, B, C X, Y, Z - Hạ áp – HA 1 pha a x 3 pha a, b, c x, y, z - Trung áp 1 pha Am Xm 3 pha Am, Bm, Cm Xm, Ym, Zm - Dây trung tính: Phía cao áp: O; Hạ áp: o; Trung áp: Om 2. Các kiểu đấu dây quấn: Các kiểu đấu dây của máy biến áp phụ thuộc vào cấp điện áp, mức độ ảnh hưởng của phụ tải không đối xứng và loại phụ tải. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP a) Nối sao (Y , Y0): A B C Trong dây quấn nối Y: Ud = 3 Uf, Id = If. (Y) Dây quấn nối Y dùng cho dây quấn CA vì khi đó X Y Z Uf < Ud lần → có lợi về mặt cách điện. Dây quấn nối Y0 dùng trong trường hợp phụ tải hỗn A B C O hợp dùng cả Ud và Uf, chủ yếu dùng cho dây quấn HA. Trong 1 số ít trường hợp dùng cả cho CA. (Y0) b) Nối tam giác ( ): X Y Z Trong dây quấn nối : Id = If, Ud = Uf. A B C Thường dùng cho dây quấn HA của máy biến áp trung gian. Việc nối có lợi hơn ở phía HA vì dòng điện If < Id lần → có thể giảm tiết diện ( ) dây → thuận tiện cho việc chế tạo. X Y Z Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP c) Nối Zích zắc (Z): A B C Mỗi pha dây quấn được chia làm 2 phần đặt trên 2 trụ khác nhau, nối nối tiếp nhau và đấu ngược nhau. Trường hợp này đấu phức tạp và tốn dây X' Y' Z' đồng → chỉ dùng trong những trường hợp đặc X Y Z biệt: máy biến áp chỉnh lưu, máy biến áp đo lường 3. Tổ nối dây của máy biến áp: A' B' C' ✓Tổ nối dây biểu thị góc lệch pha giữa các sức điện động dây quấn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. ✓Góc lệch pha này (tổ nối dây) phụ thuộc vào: - Chiều quấn dây. - Cách ký hiệu các đầu dây - Kiểu đấu dây ở sơ cấp và thứ cấp. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Để xác định tổ nối dây của máy biến áp 11 12 1 ta dùng phương pháp kim đồng hồ: 10 2 9 3 a) Xác định tổ nối dây của máy biến áp 1 pha: 8 4 7 6 5 A A A A a X X EA a x EA Ea X x x a E X x a a = 0o → I/I-12 = 180o → I/I-6 Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP b) Xác định tổ nối dây của máy biến áp 3 pha: * Máy biến áp 3 pha nối Y/Y: B A B C EAB Y X C Z X Y Z A a b c EAB Eab b Y/Y - 12 Eab y c x x y z z ➢Nếu hoán vị thứ tự các pha thứ cấp hoặc đổi chiều quấn dây hay đổi ký hiệu đầu dây của a dây quấn thứ cấp ta có các tổ nối dây chẵn: 2, 4, 6, 8, 10, 12. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp 3 pha nối Y/ : ➢Giả thiết dây quấn sơ cấp nối hình Y, dây quấn thứ cấp nối . A B C B EAB Y 11 EAB X C X Y Z Z E a b c ab A z c b x = 30o→ Y/ - 11 x y z Eab y a ➢Nếu ta đổi thứ tự các pha thứ cấp hoặc đổi chiều quấn dây hay đổi ký hiệu đầu dây của dây quấn thứ cấp ta có các tổ nối dây lẻ: 1, 3, 5, 7, 9, 11. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp 3 pha nối Y/Z: ➢Giả thiết dây quấn sơ cấp nối hình Y, dây quấn thứ cấp nối Z. B Cách xác định: A B C Vẽ véc tơ xa’ ngược Y EAB X C pha với XA. a’ z’. X Y Z Z Đặt tiếp z’c trùng a b c Y/Z-11 pha với ZC. A b a'z' c Vẽ tương tự ta được: x' y' z' yb’ và x’a; x y z c'y' y x z zc’ và y’b. Eab b'x' a' b' c' a Back Chương 2 NEXT
Bài tập: xác định các tổ nối dây trong các sơ đồ sau: A B C A B C A B C X Y Z X Y Z X Y Z b c a c b a a b c x y z x y z x y z A B C A B C A B C X Y Z X Y Z X Y Z c a b b a c c a b x y z x y z x y z
MÁY BIẾN ÁP 2.2. MẠCH TỪ CỦA MÁY BIẾN ÁP 1. Các dạng mạch từ: a) Với máy biến áp 1 pha: có 2 loại kết cấu mạch từ: kiểu lõi và kiểu bọc. b) Với máy biến áp 3 pha: Máy biến áp có hệ thống mạch từ riêng: Tổ máy biến áp 3 pha Máy biến áp có hệ thống mạch từ chung: Máy biến áp 3 pha 3 trụ A a B b C c A B C x y z a b c X Y Z (*) Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Các hiện tượng xảy ra khi từ hoá lõi thép: Ta xét khi máy biến áp làm việc không tải. Nghĩa là khi đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp hình sin còn dây quấn thứ cấp hở mạch. a) Máy biến áp 1 pha: i 0 i2 Khi có điện áp hình sin u = Um.sint đặt vào u u dây quấn sơ cấp sẽ sinh ra dòng không tải i0 1 2 chạy trong nó. i0 sinh ra từ thông  chạy trong lõi thép. Nếu bỏ qua điện áp rơi trên d điện trở dây quấn thìu ta= -cóe: = W. . dt Nghĩa là từ thông sinh ra cũng biến thiên hình sin theo thời gian:  = m.sin(t - ). 2 * Nếu không kể đến tổn hao trong lõi thép thì dòng i0 là dòng phản kháng để từ hoá lõi thép i0= i0X. Do đó quan hệ  = f(i0) chính là quan hệ từ hoá B = f(H). Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP * Nếu kể đến tổn hao trong lõi thép thì quan hệ (i0) là quan hệ từ trễ B(H). Khi đó i0 có dạng nhọn đầu nhưng vượt trước  một góc nào đó. được gọi là góc tổn hao từ trễ, phụ thuộc vào tổn hao từ trễ trong lõi thép. B () ,i Dòng không tải gồm hai 0 thành phần: i0 + I0x là thành phần phản kháng để từ hoá lõi thép  tạo nên  và cùng chiều 0 với . H(i0) 0 t + I0r gây nên tổn hao sắt từ trong lõi thép: U1 Thực tế nhỏ → I0x I0 I0 I = I2 + I2 0 0x 0r I0r m I0x Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP b) Máy biến áp 3 pha: Khi không tải nếu xét từng pha riêng lẻ thì dòng bậc 3 trong các pha: i03A = I03m. sin3t 0 i03B = I03m. sin3(t – 120 ) = I03m sin3t 0 i03C = I03m. sin3(t – 240 ) = I03m sin3t. Trùng pha nhau về thời gian, song dạng sóng phụ thuộc vào kết cấu mạch từ và cách đấu dây quấn. * Trường hợp máy biến áp nối Y/Y: Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên thành phần dòng bậc 3 không tồn tại → i0 sẽ có dạng hình sin và từ thông do nó sinh ra có dạng vạt đầu:  = 1 + 3 +5. - Đối với tổ máy biến áp 3 pha : Vì mạch từ của cả 3 pha riêng rẽ nên 3 của cả 3 pha sẽ dễ dàng khép mạch như 1. Trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp ngoài sức 0 điện động e1 do 1 sinh ra và chậm sau 11 góc 90 còn có e3 do 3 0 tạo ra và chậm sau 3, 90 . Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Sức điện động tổng trong  1 pha: e = e1+ e3 có dạng nhọn đầu gây 3 nguy hiểm cho cách điện của dây quấn và hư hỏng thiết bị đo lường. Vì vậy thực tế không dùng kiểu đấu Y/Y cho tổ máy biến áp 3 pha. e e1 e - Đối với máy biến áp 3 pha 3 trụ: 3 Vì 3 đập mạch với tần số 3f qua vách thùng, gây nên tổn hao phụ làm hiệu suất máy biến áp giảm. → Phương pháp đấu Y/Y cũng chỉ áp dụng cho các máy biến áp 3 pha 3 trụ với dung lượng 5600KVA. * Máy biến áp 3 pha nối /Y: Dây quấn sơ cấp nối nên dòng i03 sẽ khép kín trong tam giác đó, dòng từ hoá sẽ có dạng nhọn đầu →  và e1, e2 đều là hình sin nên không có những bất lợi như trường hợp trên. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP * Máy biến áp 3 pha nối Y/ : 3Y Tóm lại: Khi máy biến áp làm việc không tải các cách đấu Y/ hay /Y đều tránh được tác hại   E23 của từ thông và sức điện động điều hoà bậc 3. 0 3 3. Tính toán mạch từ: ✓Mục đích: xác định dòng điện cần thiết để từ hoá (3 ) lõi thép và tổn hao trong mạch từ.  ✓Ta phân tích dòng từ hoá thành 2 thành phần: I23 + Thành phần tác dụng i0r. + Thành phần phản kháng i0x. a) Thành phần dòng điện tác dụng i0r: Phụ thuộc vào tổn hao sắt. Tổn hao này có thể tính gần đúng: 1,3 2 2 f pFe = P10/50[Bt .Gt + Bg .Gg] (W) 50 pFe → i0r = (A) mU1 Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Với: + p10/50 là suất tổn hao trong thép khi cường độ từ cảm là 10 kiloGaux (hay 1T) và f = 50 Hz. + Bt và Bg là cường độ từ cảm trong trụ và gông. + Gt và Gg là trọng lượng trụ và gông tính theo kích thước hình học của lõi thép (Kg). + m là số pha của máy biến áp. b) Thành phần dòng điện phản kháng: Có thể tính theo 2 phương pháp: F Bt + I = với F = H .l + 2 H .l + n ' . .  là sức từ động trung 0x 2.W t t g g k bình. 3 0 T n' = là số khe hở tính toán giữa trụ và gông k 3 Q0 qt.t .Gt + qt.g .Gg + n.q .S + I0x = = mU 1 mU 1 qt.t ,qt.g là suất từ hoá trong trụ và gông. Back Chương 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 3: CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY 3.1: CÁC PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 3.2: MẠCH ĐIỆN THAY THẾ CỦA MÁY BIẾN ÁP 3.3: ĐỒ THỊ VÉC TƠ CỦA MÁY BIẾN ÁP 3.4: XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP 3.5: ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP - ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA MÁY BIẾN ÁP 3.6: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 3.7: GHÉP MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC SONG SONG Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.1: CÁC PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 1. Phương trình cân bằng sức điện động: i i2 - Phần lớn  được khép kín qua mạch từ 1 u2 W W e2 và móc vòng với cả 2 dây quấn , sinh ra u1 e1 1 2 trong 2 dây quấn các sức điện động d1 d chính: e1 = − = − W1 (3.1)  dt dt Trong đó: 1 = W1. d2 d e = − = − W (3.2) 2 = W2. 2 dt 2 dt - Một phần từ thông không khép kín qua mạch từ mà khép mạch qua không khí hoặc dầu máy biến áp là từ thông tản 1 và 2 d1 d1 e = − = − W . (3.3) Với 1 = W1.1 1 dt 1 dt  = W . d d 2 2 2 e = − 2 = − W . 2 (3.4) 2 dt 2 dt Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Do các từ trường tản chỉ khép kín qua môi trường phi từ tính có độ từ thẩm  = const. Khi đó có thể xem như từ thông tản tỷ lệ với dòng điện sinh ra nó thông qua hệ số điện cảm tản L1 và L2.   Vì vậy ta có  1 = L1.i1 và  2 = L2.i2 di1 di 2 → e1 = - L1. (3.5) và e2 = - L2. (3.6) dt dt - ÁP DỤNG LUẬT KISHOP 2 CHO MẠCH VÒNG SƠ CẤP VÀ THỨ CẤP TA CÓ: PHÍA SƠ CẤP: U1 + E1 + E1 = I1.R1 → U1 = - E1 - E1 + I .R     1 1Biểu diễn dưới dạng phức: U 1 = − E 1 − E  1 + I 1 r 1 (3.7) PHÍA THỨ CẤP: E2 + E2 = U2 + I2.R2 → U2 = E2 + E2 – I2.R2 U2 = E 2 + E2 − I2r2 (3.8) - Với giả thiết u1 là hình sin thì i1 = I1msint.Thay vào biểu thức (3.5) d(I1m sint) e1 = - L1. = - L1.I1m..cost = L1.I1m..sin(t - ) dt 2 = 2 .E . sin(t - ) L1.I1m . 1 (3.9) Với E1 = 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Tương tự: e = 2 .E . sin(t - ) (3.10) 2 2 2 L2 .I2m . Với E2 = 2   Biểu diễn dưới dạng phức: E1 = − jI1x1 (3.11)   E2 = − jI2 x 2 (3.12) Với x1 = L1. và x2 = L2. là điện kháng tản của dây quấn sơ cấp và thứ cấp. Thay vào (3.7) và (3.8) ta được:       U1 = −E1 − jI1x1 + I1r1 = −E1 + I1(jx1 + r1)    U1 = −E1 + I1Z1 (3.13)       U2 = E2 − jI2x2 − I2r2 = E2 − I2 (jx 2 + r2 )    (3.14) U2 = E2 − I2Z2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2.Phương trình cân bằng sức từ động: i i2 Nếu bỏ qua điện áp rơi trên dây quấn s1ơ cấp thì ta có: u2 W W e2 U1 = E1 = 4,44W1fm. Nhưng U1 = Uđum1 =econst1 1dù máy2 biến áp không tải hay có tải nên m = const và E1 = const. Để m = const thì sức từ động khi không tải sinh ra m phải bằng tổng sức từ động sơ cấp và thứ cấp khi có tải để tổng sức từ động đó cũng sinh ra  = m. Ta có phương trình cân bằng sức từ động của máy biến áp:    i1W1 + i2W2 = i0W1 → I1W1 + I2W2 = I0W1   W2  W → I1 + I2 = I0    2 → I1 = I0 + − I2 W1 W1   ' → I1 = I0 + (− I2 ) ✓Khi MBA có tải dòng I1 gồm 2 thành phần: Thành phần I0 dùng để sinh ra từ thông trong máy biến áp còn thành phần (- I’2) làm nhiệm vụ bù lại tác dụng của tải trong mạch thứ cấp. Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.2: MẠCH ĐIỆN THAY THẾ CỦA MÁY BIẾN ÁP 1. Quy đổi máy biến áp: ' ' a) Sức điện động và điện áp thứ cấp quy đổi E 2 ,U 2 : ' ' E1 W1 E2 W1 Ta có: W 2 = W1 và E1 = Mặt khác: = hay = = k E2 W2 E2 W2 → = k.E2 Với k là hệ số quy đổi của máy biến áp. Tương tự: = k.U2 ' b) Dòng điện thứ cấp quy đổi I 2 : E 1 E .I = → ' 2 2 2 I2 = ' I2 = I2 E2 k c) Điện trở, điện kháng và tổng trở thứ cấp quy đổi: 2 I I2r = I'2r' r' = 2 r = k2r 2 2 2 2 2 ' 2 2 I2 x' = k2x ' 2 ' 2 2 2 Z2 = k Z2 Zt = k Zt Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP d) Hệ phương trình cơ bản sau quy đổi: ’ ’    r1 x1 r 2 x 2 U1 = −E1 + I1Z1 ' ' ' ' ' I − I U = E − I Z 1 xm 2 2 2 2 2  ' ' ' U I − U 2 Z t I = I + (− I ) 1 0 1 0 2   ' rm E1 = E 2 2. Mạch điện thay thế: 3. Mạch điện thay thế đơn giản của máy biến áp: ' Thực tế thường Zm >> Z1 vàZ 2 nên ta coi Zm = → 0 → = ' rn xn rn = r1 + r2 ' = x n = x1 + x2 Zn = rn + jx n Zn là tổng trở ngắn mạch của máy biến áp Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.3: ĐỒ THỊ VÉC TƠ CỦA MÁY BIẾN ÁP  Khi phụ tải đối xứng điện áp đặt vào dây j I1x1 U quấn sơ cấp U = const và f = const. Dựa 1 1 I r vào hệ phương trình của máy biến áp khi có 1 1 tải:     U1 = −E1 + I1Z1 − E1  I1 U ' = E ' − I' Z'  ' 2 2 2 2 − I 2   ' I1 = I0 + (− I2 ) 1  I 0  1.Khi tải có tính chất cảm (RL):  2 ' E ' Vì tải có tính chất cảm nên I 2 chậm sau 2 1 góc x' + x' 2  = artg t 2 2 ' ' I ' rt + r2 2 ' U ' Từ đồ thị véc tơ → U 2 = ( U  , I ) 2 2  ' '   ' − j I 2 x2 E1 = E 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Khi tải có tính dung (RC):   j I1x1 I1r1 Vì tải có tính dung nên vượt trước E  ' 1 góc U 2 ' ' 1 − E xt + x2 1  = artg  2 ' ' I1 rt + r2 ' 1 − I Từ đồ thị véc tơ → > 2  I 0  và 1 < 2  2 2  ' I 2 U '   ' 2 E1 = E 2  ' ' − j I 2 x2  ' ' − I 2 r2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP  * Tương ứng với mạch điện thay thế đơn giản (I 0 = 0) ta có đồ thị véc tơ đơn giản. Khi đó:   '   '  U1 = − U2 + I1Zn = − U2 + I1(rn + jx n )  j I1x n  I1rn  U1  ' − U 2  ' I1 = − I2 1 2 1 2 RL: 1 > 2 RC: 1 < 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.4: XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA MÁY BIẾN ÁP 1. Phương pháp xác định tham số bằng thực nghiệm: a) Thí nghiệm không tải: ➢Sơ đồ thí nghiệm không tải của máy biến áp 1 pha: I P Ta có: 0 0 A W U U10 U20 Z = 1 0 U V V I0 x = Z2 − r2 1 P 0 0 0 r = 0 0 2 I 0 W1 U1 P0 Tỷ số máy biến áp: K = cos 0 = W2 U20 U1I0 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP ➢Sơ đồ thí nghiệm không tải của máy biến áp 3 pha: Với máy biến áp 3 pha đấu Y/Y: I 0 P0 U 0f U 0d Z0 = = A W I 3.I 0f 0d V V V P V r = 0 A 0 2 3.I0d V V 2 2 A W x0 = Z0 − r0 Với máy biến áp 3 pha đấu /Y: U 0f 3.U 0d Z0 = = I0f I0d x = Z2 − r2 P P 0 0 0 r = 0 = 0 0 2 2 3.I0f I0d P0 U f1 Hệ số công suất cos 0 = Tỷ số máy biến áp: k = 3.U 0d .I0d U f 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP ➢Bằng thí nghiệm không tải ta xác định được các tham số của giản đồ thay thế khi máy biến áp không tải: r1 x1  Khi máy biến áp không tải thì I 2 = 0 do đó các  I 0 xm tham số không tải: Z0 = Z1 + Zm  − E U1 1 r0 = r1 + rm rm x0 = x1 + xm Thông thường ở các máy biến áp điện lực:  j I 0x1 r << r và x << x nên có thể coi tổng trở, 1 m 1 m I r điện trở, điện kháng không tải bằng các tham 0 1 số từ hoá tương ứng: Z0 Zm, x0 xm, r0 rm. - Khi không tải ta có hệ phương trình:    U1 = − E1 + I0 Z1   '  ' U20 = E2 = E1   I1 = I0   ' Hệ số cos lúc không tải rất nhỏ: cos 0 < 0,1 E1 = E 2 NEXT
MÁY BIẾN ÁP b) Thí nghiệm ngắn mạch: I n Pn ➢Với máy biến áp 1 pha: A W U U 1n n V Zn = U1 In 2 2 xn = Zn − rn Pn rn = 2 I n U nd ➢Với máy biến áp 3 pha nối Y/Y: Z n = 3.I nd 2 2 xn = Zn − rn Pn rn = 2 3.Ind 3.U nd ➢Với máy biến áp 3 pha nối /Y: Zn = Ind 2 2 xn = Zn − rn Pn rn = 2 I nd Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Mặt khác: Khi ngắn mạch điện áp đặt vào rất bé nên từ thông chính m rất bé, nghĩa là dòng từ hoá bé → có thể bỏ qua  ' thành phần từ hoá → I1 = − I2     '  ' ' ' U1 = −E1n + I1Z1 U2n = 0 = E2n − I2Z2  '  ' ' rn xn → E2n = E1n = I2Z2  ' '   '  → U1 = − I2Z2 + I1Z1 = I1(Z1 + Z2 ) I n = I r + r' + j x + x' = I Z  1( 1 2 ) ( 1 2 ) 1 n U1 ➢Giản đồ thay thế của máy biến áp khi ngắn mạch: ' ' Zn = rn + jx n ; r n = r 1 + r 2 ; x n = x 1 + x 2 là tổng trở, điện trở, điện kháng ngắn mạch của máy biến áp. ➢Vì i0 0 nên công suất lúc ngắn mạch là công suất dùng để bù vào tổn hao đồng trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp. 2 '2 ' Pn = pcu1 + pcu2 = I1nr1 + I2nr2 2 ' 2 = I1n (r1 + r2 ) = I1nrn Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP  j I dm x1 B   I dm x n U n = I dm Z n I Z  đm n I dmr1   U nx = j I dm x n  '  ' j I dm x 2 I dm r2 n A I 0   dm U nr = I dmrn Iđmrn ➢Điện áp ngắn mạch có thể xem như 1 đại lượng đặc trưng cho điện trở và điện kháng tản của máy biến áp: Unr = I1.rn và Unx = U I Z I1.xn n dm n u n % = .100 = .100 U dm U dm Các thành phần điện áp ngắn mạch là: U nr I dm rn U nx I dm x n u nr % = .100 = .100 u nx % = .100 = .100 U dm U dm U dm U dm Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.5: ĐỘ THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP - ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA MÁY BIẾN ÁP 1. Độ thay đổi điện áp: Hiệu số số học giữa các trị số của điện áp thứ cấp lúc không tải U20 và lúc có tải U2 trong điều kiện U1đm không đổi gọi là độ thay đổi điện áp U của máy biến áp. Trong hệ đơn vị tương đối: ' ' ' U20 − U2 U20 − U2 U1dm − U2 ' U = = ' = = 1 − U2 (3.23) U20 U20 U1dm ' ' U 2 Trong đó: U 2 = U1dm ✓Độ thay đổi điện áp U có thể được xác định dựa vào biểu đồ véc tơ đơn giản vẽ trong hệ đơn vị tương đối. I Giả sử MBA làm việc ở 1 tải nào đó có hệ số tải  = 2 và I2dm hệ số cos 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP A n Tam giác điện kháng ABC có: m I' .r I' .r I' CB = 2 n = 2H n . 2 = U . P ' nr* U =1 a U1dm U1H I2H 1* b ' ' ' C B I2 .x n I2H .x n I2 AB = = . = U nx* . U‘ U U ' 2* ‘ 1H 1H I2H 0 I 2* Từ A hạ đường vuông góc với OC và cắt OC tại P. 2 Đặt AP = n; CP = m. Khi đó: ' 2 n U2* = 1 − n − m 1 − − m (3.24) Thay vào (3.23): 2 2 2 ' n n U* = 1 - U 2* = 1 - 1 + + m = + m (3.25) 2 2 Theo đồ thị véc tơ: m = CP = Ca + aP = Unr* ..cos 2 + Unx*..sin 2 n = Ab – bP = U nx* ..cos 2 - Unr*..sin 2 Thay vào (3.25) : 2 U = (U .cos − U .sin )2 + .(U .cos + U .sin ) * 2 nx* 2 nr* 2 nr* 2 nx* 2 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Thông thường số hạng thứ nhất của biêủ thức rất nhỏ có thể bỏ qua và ta có: U* = .(Unr*.cos 2 + Unx*.sin 2 ) (3.26) Nếu tính theo %: U * % =  . ( U nr * %. cos 2 + U nx * %. sin 2 ) (3.27) ✓Trong biểu thức tính trên U*, Unr, Unx đã được xác định do cấu tạo của MBA như vậy U chỉ phụ thuộc vào hệ số tải và tính chất của tải. Đó là mối quan hệ: U = f() khi cos 2 = const U = f(cos 2) khi  = const Đồ thị biểu diễn mối quan hệ đó được vẽ như sau: U% U% 4 4 Cos 2=0,7 2 2>0 2 Cos =1 2 0 0,4 0,8 0 1 0 1 Cos  2 2 0 -2 2<0 Cos =0,7 2 -4 Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Đặc tính ngoài của máy biến áp: U2 = f(I2) Khi U1 = const; cos 2 = const; f = const. U2 Đặc tính có dạng: 2 0 SGiáơ đồ trị nguyên nhỏ ở lýmáy điều biến chỉnh áp cóđiện U áp:≤ 3,5 KV 2 đm I Giá trị lớn ở máy biến áp cóX UX X> 500 KV 2 A A 1 đ2m 3 0 Thường I2 = I2đm, cos 2 = 0,8, Un% = (5,5 15)% A Thì Uđm% = (5, 8)%Uđm Z Y1 1 A Z Y2 2 2 A A Z Y3 2 4 X1 3 A X3 A3 6 X A7 A3 X 2 2 A5 X3 A4 A X1 A6 7 A5 X Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.6: GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG TRONG MÁY BIẾN ÁP 1. Các loại tổn hao và giản đồ năng lượng: p cu1 pFe1 ✓Công suất tác dụng: pcu2 P1 = U1I1cos 1. 2 2 P I P1 Pđt 2 pcu1 = r1. 1 ;pFe1 = rm. I 0 ' ' Pđt = P1 - pcu1 - pFe1 = E 2 I 2 cos2. '2 ' q pcu2 = I 2 r 2 cu1 qFe1 qcu2 P2 = Pđt - pcu2 = U2I2cos 2. ✓Công suất phản kháng: Q1 Qđt Q Q1 = U1I1sin 1. 2 qFe = xm. ; q1 = x1. p ±jq Q = Q - q - q = sin cu1 cu1 pFe ±jqFe1 đt 1 1 Fe 2 pcu2 ±jqcu2 '2 ' q2= I2 x2 P ± j Q → Q2 = Q®t - q2 = U2I2sin 2. 1 1 P ± jQ Pđt ± jQđt 2 2 Giản đồ năng lượng tổng hợp: Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Hiệu suất máy biến áp: P P − p p % = 2 100% = 1  100% = 1 −  100%  P1 P1 P1 p + p = 1 − cu Fe 100%  max P2 + pcu + pFe Khi máyLúc biếnvận áphành làmmáy việcbiến ở tảiáp vớihiệu I2 vàsuất coscó 2 ta có côngthể suấttính đgiánầu ra:tiếp bằngP2 =cách U2I2xáccos đ2ịnh. các đtổnặt Ihao2/I2đmứng= với. Dotải Uđ2ó cUă20n cứvà theoSđm =tổn U20hao.I2đm → P = .S . cos . không2 tải P0đvàm tổn hao2 ngắn mạch Pn ghi Mặt khác U = const → từ thông trong lõi thép 0  trong thuyết1 minh máy. P0 thay đổi rất ít theo tải nên tổn hao sắt xem như 2 Pn không đổi : p = P . Tổn hao đPồng:0 +  Pn Vậy: %Fe= 1 0− 2 100% 2 2 S .2cos I2+ P + 2 P pcu = rn .I2 = rdmn .I2dm . 2 0=  .p nn I2dm Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 3.7: GHÉP CÁC MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC SONG SONG 1. ý nghĩa: A X a x 2. Sơ đồ ghép: 3. Điều kiện để vận hành song song máy biến áp: ✓Các máy biến áp có cùng tổ nối dây. ✓Có cùng tỷ số biến đổi K. ✓Có điện áp ngắn mạch như nhau. U U a) Điều kiện cùng tổ nối dây:  1 2 IcbII Xét 2 máy biến áp vận hành song song: Máy I và máy II. E Nếu chúng có cùng tổ nối dây thì điện áp I thứ cấp của chúng sẽ trùng pha nhau. Nếu cbI tổ nối dây khác nhau thì giữa các điện áp  E2II E E thứ cấp có sự lệch pha. 2I Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP b) Điều kiện có cùng tỷ số biến đổi K: Giả sử K khác nhau → E2I E2II. Ngay khi không tải trong dây quấn thứ cấp của các máy biến áp sẽ có dòng cân bằng do sự chênh  lệch điện áp: E = E - E (hình a). E2I 2I 2II  I cbI Z nI   IcbI U 2 I Z  cbII nII IcbII ' ' I I 2I E 2II  2II   U 2 I tI = I tII Hình a I Hình b cbI ➢Khi có tải: dòng cân bằng sẽ cộng vào dòng điện tải làm cho hệ số tải của các máy biến áp khác nhau → ảnh hưởng xấu đến việc lợi dụng công suất các máy (hình b). Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP c) Điều kiện có cùng trị số điện áp ngắn mạch: 1 1 Z − I' Z = = nI 2I 1 1 1 ' I − I +  1 2 Z Z Z (3.28) nI nII ni Z − I' Điện áp rơi trên mạch điện: nII 2II  − U '    '  U1 2 U = U1 − U 2 = Z.I   ' U I = I1 = − I2 là dòng tổng của các MBA Dòng điện tải của mỗi máy biến áp: U   1 ' U Z.I I nI Máy I: I = = = (3.29) 2I Z Z 1 nII nI nI Z . nI  − U ' Máy II:   Zni 2 ' U Z.I I I2II = = = − I' Z Z 1 (3.30) 2I nII nII Z . nII  − I' Zni 2II Thực tế nI nII nên khi tính toán có thể thay thế các số phức bằng mô đun của chúng. Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP I Từ (3.32) ta có:I' = 2I U I nI . dmi IdmI Uni U U Nhân 2 vế với dmI = dmI S dmI U dmI .IdmI I' I.U S Ta được: 2I = dmI = IdmI Idmi Sdmi UnI.UdmI . UnI. U U S ni ni I = Sdmi Trong đó: S = U .I là tổng công U nI . đmI U ni suất truyền tải của các máy biến áp Tính tương tự : S  = 1 1 II → I : II = : S dmi U U U nII . nI nII U ni Back Chương 3 NEXT
MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 4: MÁY BIẾN ÁP LÀM VIỆC VỚI TẢI KHÔNG ĐỐI XỨNG 4.1: NGUYÊN NHÂN - SỰ BIẾN ĐỔI DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỐI XỨNG 4.2: HIỆN TƯỢNG MẤT ĐỐI XỨNG CÁC ĐIỆN ÁP PHA KHI TẢI KHÔNG ĐỐI XỨNG Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP 4.1: NGUYÊN NHÂN - SỰ BIẾN ĐỔI DÒNG ĐIỆN KHÔNG ĐỐI XỨNG 1. Nguyên nhân: - Máy biến áp làm việc không đối xứng khi tải phân phối không đều cho 3 pha. - Khi máy biến áp có tổ nối dây Y0/Y0 , Y0/ , Y/Y0: + Y0/Y0: dòng thứ tự không tồn tại ở trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp nên mạch điện thay thế không khác gì thành phần thứ tự thuận. + Y0/ : Thứ cấp của mạch thay thế bị nối tắt vì dòng thứ tự không không chạy ra mạch ngoài. + Y/Y0: Phía nối Y không có dây trung tính nên it0 = 0, phía đó được xem như hở mạch. Back Chương 4 NEXT
MÁY BIẾN ÁP  o 3I 3I a0 A0 o O a O  I I a0 A a A0 a A A   b b I B0 I b0 B B b B   I C0 I c0 c C c C c C Z1 Z2 Z1 Z2 Z1 Z2  I a0   Z Z U A0 Z  − U a0 m0 m0 m I m0 Zn Zn I = −I  A0 a0 − I a0 Zm0+Z 2 Back Chương 4 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 4.2: HIỆN TƯỢNG MẤT ĐỐI XỨNG CÁC ĐIỆN ÁP PHA KHI TẢI KHÔNG ĐỐI XỨNG 1. Khi có dòng điện thứ tự không: a) Nối Y/Y0: Khi tải không đối xứng:        I A + I B + IC = 0 Ia + I b + I c = I d Riêng dòng thứ tự không phía thứ cấp không cân bằng:  I d  I = I = I = sẽ sinh ra t0 và E m 0 tương đối lớn. a0 b0 c0 3     U A = − EA − Em0 + I A Z1     U B = − EB − Em0 + I B Z1     UC = − EC − Em0 + IC Z1    IA + IB + IC = 0    EA + EB + EC = 0      UA + UB + UC = −3Em0 = 3Im0Zm0 Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên ta có: 1 U = U − U U = (U − U ) + I .Z = U ' + I .Z AB A B A 3 AB CA m0 m0 A a0 m0     1     '  U BC = U B − U C U = (U − U ) + I .Z = U + I .Z B 3 BC AB m0 m0 B b0 m0 U = U − U 1 CA C A U = (U − U ) + I .Z = U ' + I .Z C 3 CA BC m0 m0 C c0 m0 - Do có thành phần thứ tự không làm điểm trung tính  của điện áp sơ cấp bị lệch đi 1 khoảng bằng Ia0 .Z m0 A - Tương tự điểm trung tính của điện áp thứ cấp I .Z  '   cũng bị lệch đi 1 khoảng a 0 t 0 lớn hơn U A U A Ia0 Zm0 - Sự xê dịch điểm trung tính làm cho điện U '  ' C U B áp pha không đối xứng gây bất lợi cho tải  U C U làm việc với điện áp pha → người ta quy C B B định dòng trong dây trung tính: Id < 0,25Iđm Back Chương 4 NEXT
MÁY BIẾN ÁP b) Nối Y0/Y0, Y0/ : Vì dòng điện thứ tự không tồn tại cả ở sơ cấp và thứ cấp và cân   bằng nhau: IA0 = − Ia0 ; nên không sinh ra từ thông thứ tự  không t0 và sức điện động Et0 → điểm trung tính sẽ bị lệch 1  1  khoảng I .Z I .Z . Sự xê dịch này không đáng kể vì Zn nhỏ a0 n 3 d n 2. Khi không có dòng thứ tự không:Y/Y, Y/ , /Y, / : Chú ý: Khi tải không cân bằng, điện áp U ở các pha không bằng nhau nhưng vì Zn nhỏ nên sự không cân bằng giữa điện áp pha và điện áp dây đó không nghiêm trọng. Thực tế: Nếu tải không đối xứng với mức thứ tự thuận và ngược khác nhau < 5% → điện áp được coi như đối xứng. Back Chương 4 NEXT
MÁY BIẾN ÁP CHƯƠNG 5: QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MÁY BIẾN ÁP 5.1: QUÁ DÒNG ĐIỆN TRONG MÁY BIẾN ÁP 5.2: QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG MÁY BIẾN ÁP Back Phần II NEXT
MÁY BIẾN ÁP 5.1: QUÁ DÒNG ĐIỆN TRONG MÁY BIẾN ÁP 1. Đóng máy biến áp vào lưới khi không tải: Khi không tải I0 = (5 10)Iđm nhưng trong quá trình quá độ khi đóng U1msin(t + ) = i0r1 + W1 (5.1) : góc pha máy biến áp không tải vào lưới dòng I0 tăng gấp nhiều lần. Xét khi đầu của điện áp u1 đóng máy biến áp vào nguồn hình sin ta cóW:  Để đơn giản ta giả thiết  tỷ lệ với i : i = 1 0 0 L U r d 1 → 1m sin(t + ) = 1  + (5.2) L W1 1 dt Trong quá trình quá độ của , nghiệm của phương trình (2) là:  = ' + "với: ’= msin(t +  - ) = - mcos(t + ) là thành r − 1 t 2 phần xác lập; ”= C.e L1 là thành phần tự do. Hằng số tích phân C xác định theo điều kiện đầu: khi t = 0 lõi thép có từ dư ( d):  = - mcos + C= d → C = m(cos d). L1U1m Với: m = W r2 + (L )2 Back 1 1 1 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Ta có:  = - mcos(t + ) + (mcos d) (5.3) - Điều kiện thuận lợi nhất đóng máy biến áp không tải vào lưới là lúc  = (điện áp có trị số cực đại) và d = 0. 2 Khi đó:  = - mcos(t + ) = msint nghĩa là không xảy ra quá trình quá độ mà trạng thái xác lập được thành lập ngay. - Bất lợi nhất là khi đóng mạch lúc  = 0  (điện áp bằng 0) và  = +  : r   d d − 1 t max L1  = - mcost + (m + d) e (5.4) " = ' + "  d t - Từ thông sẽ đạt cực đại ở thời gian nửa - chu kỳ sau khi đóng mạch (t ) m ' r r − 1 t − 1 . L1 L1  Vì r1 << L1 nên e = e 1. Thay vào (5.4): max = 2m + d 2m→ mạch từ rất bão hoà. Back Chương 5 NEXT
MÁY BIẾN ÁP 2. Khi ngắn mạch đột nhiên: Xét quá trình quá độ từ khi bắt đầu xảy ra ngắn mạch đến khi thành lập chế độ ngắn mạch xác lập: i di n n rn xn U1msin(t + n) = inrn + Ln (5.5) u1 dt Với n là góc pha lúc xảy ra ngắn mạch. rn - Giải phương trình với điều kiện đầu: t = 0; in = 0 ta có: − t ' '' Ln in = i n + i n = - 2 Incos(t + n) + Incosn e (5.6) ' in : là thành phần dòng ngắn mạch xác lập. U1m In = '' : là thành phần dòng ngắn mạch tự do. 2 2 in 2. rn + (Ln ) - Ngắn mạch bất lợi nhất khi  = 0 với r << L ta có: n r n n − n t Ln in = - Incost + In e Dòng này đạt trị số lớn nhất (hoặc trị số xung) sau thời gian t = .r − n  xn ixung = 2 In(1 + e ) = Inkxg Dung lượng máy biến áp càng lớn thì kxg càng lớn: kxg = 1,2 1,8. Back NEXT
MÁY BIẾN ÁP 5.2. QUÁ ĐIỆN ÁP TRONG MÁY BIẾN ÁP Khi làm việc trong lưới điện máy biến áp thường chịu những điện áp xung kích có trị số lớn gấp nhiều lần trị số định mức. Nguyên nhân: do thao tác đóng cắt các đường dây, các máy điện hoặc do ngắn mạch chạm đất kèm theo hồ quang hoặc do sét đánh trên đường dây và sóng sét truyền đến máy biến áp. Quá điện áp do sét đánh trên đường dây còn gọi là quá điện áp do khí quyển có tác dụng nguy hiểm với máy biến áp hơn cả vì trị số rất lớn đến hàng triệu vôn Để bảo vệ các thiết bị người ta đặt những bộ chống sét để trút điện tích của sóng điện áp xung kích xuống đất, sau đó các thiết bị trong trạm máy biến áp chỉ còn chịu tác dụng của điện áp có trị số bằng (4  5)Ul. Back Chương 5 NEXT
MÁY BIẾN ÁP Do quá điện áp, cách điện của dây quấn máy biến áp có thể bị xuyên thủng. Vì vậy ở đầu và cuối các cuộn dây được tăng cường cách điện bằng cách quấn thêm nhiều lớp giấy cách điện. Điểm trung tính của dây quấn của máy biến áp có U > 35kV cũng thường được nối đất. Để giảm hoặc triệt tiêu quá trình dao động điện từ xảy ra khi quá điện áp người ta chế tạo những điện dung màn chắn Cmc có dạng là những vành hoặc vòng kim loại, khuyết 1 đoạn (để tránh trở thành vòng ngắn mạch) nối với dây quấn và có bọc cách điện. Vành điện dung được đặt giữa cuộn dây đầu tiên và gông từ, còn các vòng điện dung thì ôm lấy các cuộn dây đầu tiên. Back Chương 5 NEXT