Cơ sở lý thuyết máy điện

CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN I. Giới thiệu chung về máy điện: Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại được gọi là máy điện. Các máy điện biến cơ năng thành điện năng gọi là máy phát điện và các máy điện dung để biến đổi từ điện năng thành cơ năng gọi là động cơ.Các máy điện đều có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể biến đổI năng lượng theo hai chiều. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan với...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở lý thuyết máy điện CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆNI. Giới thiệu chung về máy điện: Các máy thực hiện sự biến đổi cơ năng thành điện năng hoặc ngược lại đượcgọi là máy điện. Các máy điện biến cơ năng thành điện năng gọi là máy phát điện và các máyđiện dung để biến đổi từ điện năng thành cơ năng gọi là động cơ.Các máy điện đềucó tính thuận nghịch, nghĩa là có thể biến đổI năng lượng theo hai chiều. Máy điện là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan vớinhau.Mạch từ bao gồm các bộ phận dẫn từ và các khe hở không khí.Các mạch điệnbao gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng vớicác bộ phận mang chúng. Sự biến đổi cơ điện trong máy điện dựa trên nguyên lý về cảm ứng điện từ.Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ biến đổi cảm ứng. dùngđể biến đổi điện năng với các giá trị của thông số này (điện áp, dòng điện). Máybiến áp là một thiết bị biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này, dùng để biến đổidòng điện xoay chiều từ điện áp này sang dòng điện xoay chiều có điện áp khác.Các dây quấn và mạch từ của nó đứng yên và quá trình biến đổi từ trường để sinhra sức điện động cảm ứng trong các dây quấn được thực hiện bằng phương phápđiện. Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lượng là phần tử quan trọng nhất của bấtcứ thiết bị điện năng nào. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nôngnghiệp, giao thông vân tải, và các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khốngchế… Máy điện có nhiều loại, có thể phân loại như sau: * Máy điện tĩnh: thường gặp là các loại máy biến áp. Máy điện tĩnh làm việcdựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ do sự biến thiên từ thông, giữa các dây quấnkhông có sự chuyển động tương đối với nhau. Máy điện tĩnh thường dùng để biến đổi thông số điện năng. Do tính chấtthuận nghịchcủa các quy luật cảm ứng điện từ nên quá trình biến đổi có tính chấtthuận nghịch. Ví dụ: Máy biến áp biển đổi điện năng có các thông số U1, I1, f1thành điên năng có các thông số mới U2, I2, f2 hoặc ngược lạibiến đổi hệ thống điệnU2, I2, f2 thành hệ thống U1, I1, f1 * Máy điện có phần động (quay hoặc chuyển động thẳng): Tuỳ theo lướiđiện có thể phân thành máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Nguyên lý làmviệc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ do từ trường và dòng điệncủa các quận dây có chuyển động tương đối so với nhau gây ra. Loại máy nàythường dùng để biến đổi năng lượng. Ví dụ: biến đổi điện năng thành cơ năng(động cơ điện) hoặc biến đổi cơ năng thành điện năng (máy phát điện). Quá trìnhbiến đổi có tính chất thuận nghịch, nghĩa là máy điện có thể làm việc ở chế độ máyphát hoặc động cơ điện. 1 U1, I1, f1 Pcơ Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường dùng: Máy điện Máy điện tĩnh Máy điện có phần quay Máy điện xoay chiều Máy điện một chiều Máy điện không Máy điện đồng bộ đồng bộ Máy Động Máy Động Máy Động Máy biến cơ phát cơ phát cơ phát áp không không đồng đồng một một đồng đồng bộ bộ chiều chiều bộ bộII. Các định luật dùng để nghiên cứu máy điện Trong nghiên cứu máy điện, ta thường sử dụng các định luật sau: 1. Định luật về cảm ứng điện từ. Định luật Faraday:Trong các thiết bị điện từ, định luật này thường được viết dưới dạng phương trìnhMaxwell: dΦ e=− dtĐiều đó nói rằng, một sự biến thiên của tổng từ thông móc vòng một mạch điện sẽtạo ra một sức điện động tỷ lệ với đạo hàm của tổng từ thông biến thiên đó.Cũng có thể viết dưới dạng : e = B.l.v 2trong đó v là tốc độ chuyển động của một thanh dẫn l nằm trong từ trường có từcảm B vuông góc với chiều chuyển động của thanh dẫn đó. 2. Định luật toàn dòng điện:Định luật này được diễn tả như sau: φHdl = ∑ iw = FTích phân vòng của cường độ từ trường theo một đường khép kín bất kỳ quanhmột số mạch điện bằng tổng dòng điện trong w vòng dây của các mạch. F chỉ giátrị của sức từ động tổng tác động lên mạch từ đó. 3. Định luật về lực điện từ. Định luật Laplace:Đây là định luật cho ta trị số của lực tác dụng trên một đơn vị dòng điện đặt ởđiểm M có từ cảm . Lực này bằng tích vectơ của vectơ đơn vị dòng điện với vectơtừ cảm: df M = idl .B MLực tác dụng trên đoạn dây dẫn mang dòng điện nằm trong một từ tr ...