Giáo trình Lý thuyết máy điện - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM

Giáo trình Lý thuyết máy điện được biên soạn gồm các nội dung chính sau: sở điện từ trong lý thuyết máy điện; máy biến áp (transformer); máy điện không đồng bộ; máy điện đồng bộ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Lý thuyết máy điện - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCMTrường Đại học Công Nghiệp TPHCM Khoa Điện KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN GIÁO TRÌNH Biên soạn : BỘ MÔN THIẾT BỊ Lưu hành nội bộGiáo trình Lý thuyết máy điện Trang 1Trường Đại học Công Nghiệp TPHCM Khoa Điện CHƯƠNG 1: SỞ ĐIỆN TỪ TRONG LÝ THUYẾT MÁY ĐIỆN.1.1. Khái quát chung. Máy điện được định nghĩa là thiết bị chuyển hoá năng lượng điện thành cácdạng năng lượng khác, hoặc ngược lại. Máy điện cũng được định nghĩa là thiết bịchuyển đổi năng lượng điện ở cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Từ định nghĩa, dựa trên công dụng và đặc điểm làm việc, phân loại máy điệnnhư sau : ❖ Máy điện tĩnh : Máy biến áp (máy biến áp ba pha, máy biến áp một pha) ❖ Máy điện Quay : o Máy điện một chiều (máy điện DC) : Máy phát và động cơ. o Máy điện xoay chiều (máy điện AC) : - Máy điện đồng bộ và không đồng bộ : Máy phát và động cơ. - Máy phát : Biến đổi các dạng năng lượng khác thành điện năng. - Động cơ : Biến đổi năng lượng điện thành cơ năng. - Máy biến áp : Biến đổi nguồn điện từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Được sử dụng thông dụng trong truyền tải và phân phối điện năng. Cho dù các loại máy điện có khác nhau về cấu trúc, tính năng . . . , nhưngnguyên lý chung cho tất cả các máy điện là dựa trên nguyên lý điện từ. Do vậy trướckhi đi vào phân tích máy điện ta cũng nên phân tích qua các hiện tượng điện từ liênquan.1.2. Các định luật điện từ: Trong phần này chúng ta phân tích các hiện tượng điện từ liên quan làm cơ sở phân tích máy điện trong các chương sau.1.2.1. Lực Lorentz. Lực điện từ tác động lên một điện tích chuyển động trong trường điện từ. Hình 1.1 Lực Lorentz  V   E  Q +  Fe B   Fm Fdt  Xét một điện tích Q chuyển động trong trường từ có mật độ từ thông B với vận tốc v như hình vẽ (Hình 1.1). Dưới tác động của từ trường, điện tích Q chịu tác động một lực từ Fm được định nghĩa:Giáo trình Lý thuyết máy điện Trang 2Trường Đại học Công Nghiệp TPHCM Khoa Điện    Fm = Q.v xB (1-1)   Lưu ý : .vxB tích có hướng của hai vectơ là một vectơ.    Lực Fm có phương vuông góc với mặt phẳng chứa v và B và có độ lớn: Fm = Q .v.B. sin  (1-2) Hình 1.2    : là góc nhỏ giữa hai vectơ v và B . Quy tắc bàn tay phải  vx B Chiều của Fm được xác định theo chiều tiến của  định ốc thuận khi cho đinh ốc quay từ v đến B theochiều góc nhỏ. (hoặc dùng quy tắc bàn tay phải như  an Hình 1.2) v  Nếu trong môi trường đang xét, có điện trường E thì ngoài lực từ Fm điện tích Q còn chịu tác động của lực  Ođiện trường. B   Fe = QE (1-3) Và lực Lorentz được định nghĩa : ( )       Fdt = Fe + Fm = Q E + v xB (1-4) Như vậy khi một hat mang điện tích, dịch chuyển trong trường điện từ thì sẽ cólực tác động lên điện tích đó, lực đó gọi là lực Lorentz.1.2.2. Lực từ tác động lên phần tử mang dòng điện. Xét một dây dẫn l mang dòng điện I đặt trong từ trường ngoài có mật độ từ thông B như hình vẽ (Hình 1.3). Trên l xét một đoạn vi phân dl, mang điện tích dQ.dQ dịch chuyển trong ...