Giáo trình Máy điện 1 (Phần 1) - Chương 1: Cơ sở lý thuyết máy điện

Giáo trình giới thiệu tới người đọc các nội dung: Khái niệm chung, định nghĩa và phân loại, các định luật điện từ cơ bản dùng trong máy điện, từ trường, mạch từ và định luật mạch từ, tổn hao năng lượng trong mạch từ, sự biến đổi năng lượng trong máy điện quay, các vật liệu chế tạo máy điện,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Máy điện 1 (Phần 1) - Chương 1: Cơ sở lý thuyết máy điệnTRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÁY ĐIỆN 1 2008 Lời nói đầu Trong quá trình khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên phục vụ cho nềnkinh tế không thể không nói đến sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạngkhác, đặc biệt là điện năng. Điện năng không xảy ra trong tự nhiên dưới dạng sửdụng được và cũng không tích trữ được lượng điện lớn. Điện năng phải phát raliên tục để cung cấp cho những nhu cầu về điện và điện năng được sử dụng rộngrãi trong mọi lãnh vực vì các ưu điểm sau:  Điện năng được sản xuất tập trung với nguồn công suất lớn.  Điện năng có thể truyền tải đi xa với hiệu suất cao.  Điện năng dễ dàng biến đổi thành các dạng năng lượng khác.  Nhờ điện năng có thể tự động hoá mọi quá trình sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cùng với công nghệ thông tin đã đưa nền sản xuất xã hội sang giai đoạn kinh tế tri thức. Máy điện là thiết bị điện dùng để sản xuất, tiêu thụ và biến đổi điện năng. Máyđiện nghiên cứu những ứng dụng của các hiện tượng điện từ nhằm biến đổi nănglượng. Máy điện là phần tử quan trọng nhất của bất kỳ thiết bị điện năng nào. Nóđược sử dụng rộng rãi trong dân dụng, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vậntải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khống chế. Giáo trình Máy điện 1 này gồm ba phần : Phần I cung cấp các kiến thức chung về máy điện và nguyên lý, cấu tạo, đặctính và ứng dụng của máy biến áp. Phần II cung cấp các kiến thức chung về máy điện xoay chiều. Phần III cung cấp các kiến thức về nguyên lý, cấu tạo, đặc tính và ứng dụngcủa máy điện không đồng bộ. Giáo trình Máy điện 1 được biên soạn dựa trên kinh nghiệm giảng dạy nhiềunăm ở Bộ môn Điện Công Nghiệp - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa -Đại Học Đà Nẵng và tham khảo giáo trình của các trường bạn. Đây là giáo trìnhnhằm giúp cho sinh viên chuyên ngành và không chuyên ngành điện làm tài liệutham khảo, học tập, đồng thời làm tài liệu để sinh viên thuận tiện học tập khi thầygiáo giảng bằng phương tiện giảng dạy mới. Do trình độ có hạn, giáo trình Máy điện không tránh khỏi thiếu sót, xin hoannghênh mọi sự góp ý của bạn đọc. Các ý kiến đóng góp xin gởi về các tác giả ở Bộmôn Điện Công Nghiệp - Khoa Điện - Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học ĐàNẵng. Các tác giảPHẦN THỨ NHẤT MÁY BIẾN ÁPChương 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÁY ĐIỆN1.1. KHÁI NIỆM CHUNG Từ thời thượng cổ con người đã biết đến những hiện tượng liên quan đếnđiện như sấm, sét. Nhà triết học Hylạp cổ đại Thales von Milet đã nhận thấy hiệntượng nhiễm điện do ma sát khi chà miếng hổ phách lên vải khô. Năm 1785 Charles Coulomb thiết lập định luật mang tên ông. Năm 1821 Faraday chế tạo ra chiếc máy điện đầu tiên. Ngày đó được xemnhư một mốc đánh dấu sự ra đời của nghành chế tạo máy điện. Năm 1825 nhà bác học Pháp Andre Marie Ampere phát minh ra các địnhluật cơ bản của điện động học Năm 1824 P.Barlow làm ra một động cơ gồm hai bánh xe bằng đồng gắntrên một trục. Chúng được đặt trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. “Bánhxe Barlow” tiếp xúc với thuỷ ngân và quay khi có dòng điện chạy qua. Năm 1831 Faraday khám phá ra định luật cảm ứng điện từ, một trongnhững định luật quan trọng làm nền tảng cho ngành chế tạo máy điện. Năm 1832 Pixxi chế tạo được một máy phát điện có cực từ quay và cuộndây cố định quấn trên lõi thép Năm 1834 B.S.Yakobi đã chế tạo một động cơ làm việc theo nguyên tắc hútvà đẩy giữa một nam châm điện và một nam châm vĩnh cửu. Năm 1838 các kĩ sưNga đã lắp một bộ 4 động cơ trên một xuồng máy và chiếc xuồng này đã chở 2hành khách chạy ngược dòng Neva. Như vậy lần đầu tiên động cơ điện được sửdụng vào thực tế. Năm 1860 A. Pacinotti và sau đó năm 1870 Z. Gramme đưa ra máy điện cólõi sắt hình xuyến. Máy điện của Gramme đã tạo ra một cuộc cách mạng về mặtthương mại của các máy điện và nó là cơ sở cho các máy điện hiện đại Năm 1873 F. Hefner và Siemen thay thế lõi sắt hình xuyến bằng lõi sắt hìnhtrống. Từ năm 1878 các máy điện được chế tạo rãnh trên lõi sắt để đặt dây quấn. Năm 1880 Thomas A Edison sản xuất ra chiếc máy điện đầu tiên có lõi sắtlàm bằng các lá thép ghép lại. Năm 1885 các kĩ sư Hungari đưa ra chiếc máy biến áp có lõi sắt kín. Năm 1889 M.O.Dolivo-Dobrovolsky đề xuất ra động cơ điện không đồngbộ ba pha và máy biến áp ba pha. Từ năm 1890 hệ thống ba pha được dùng rộngrãi. Nó đánh dấu thời kì phát triển của hệ thống dòng điện xoay chiều. Năm 1970 người ta bắt đầu dùng các nguyên tố đất hiếm để chế tạo cácnam châm vĩnh cửu mạnh và có kích thước nhỏ. Năm 1978 kĩ thuật đệm từ bắt đầu phát triển ở Nhật Mỹ và ...