Đề tài Máy biến áp và Máy điện không đồng bộ

Máy biến áp và Máy điện không đồng bộ Mục lục 1/ Lời nói đầu 2/Cơ sở lý thuyết máy điện 2.1 Khái niệm chung về máy điện 2.2 Máy biến áp và Máy điện không đồng bộ 2.3 Cơ sở thiết kế bộ dây quấn máy biến áp và động cơ 2.4 Kỹ thuật quấn dây 3/Công nghệ & số liệu kỹ thuật 3.1 Yêu cầu kỹ thuật 3.2 Bài tập về máy biến áp gia dụng 3.3 Bài tập về dây quấn phân tán đồng khuôn một lớp 3.4 Bài tập về dây quấn đồng tâm tập trung một lớp 4/ Lời kết Phần 1 Lý thuyết và các bài tập Kĩ thuật điện là một ngành rất quan trọng trong cuộc sống hiện nay. người ta ứng dụng nó trong mọi lĩnh vực của cuộc sống như: biến đổi năng lượng đo lường, điều khiển, và xư lý tín hiệu…Trong đó đặc biệt quan trọng đối với các ngành thiết bi điện nú giỳp sản xuất ra các thiết bị để ứng dụng trong sinh hoat của con người. Trong cuục sống hiên nay máy điện đươc sử dụng hết sức rụng rói đặc biệt đối với Việt Nam khi đang trong thời kì điện khớ hoỏ và tự động hoỏ thỡ vai trò của nó càng trở nên quan trọng. Các phát minh lien tục được ra đời nhiều công nghệ mới đườc sử dụng phục vụ rất đắc lực cho con người. Đối với ngành hệ thống điện,chuyền tải năng lượng điện là một công việc hết sức quan trọng với sự trợ giúp của cỏc mỏy điện đặc biệt là cỏc mỏy biến áp. Chúng ta đã thu được nhiều hiệu quả về mặt kinh tế cũng như bảo vệ mạng lưới điện. Còn trong lĩnh vực sản xuất với sự ra đời của các động cơ điện đã làm tăng được năng suất lao động. Chớnh vì những lý do như vậy nên trong chương trình thực tập của khoa điện của trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã đưa vào những bài tập quấn dây. Nhằm giúp sinh viên nhận thức đươc kĩ thuật cũng như công nghệ trong thực tế Đồng thời hiểu sâu hơn về lý thuyết đã được học cũng như các nguyên lý hoạt động của các thiết bị. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong ban chu nhiờm khoa cựng cỏc thầy hướng dẫn trong quá trình thực tập. Phần 2 :Cơ sơ lý thuyết về máy điện Bài 2.1 :Khái niệm chung về máy điện 1! Sơ lược về máy điện Máy điện là một sản phẩm của kỹ thuật điện.Nó là một hệ điện từ gồm có mạch từ và mạch điện liên quan với nhau . Mạch từ gồm các bộ phận dẫn từ và khe hơ không khí .Các mạch điện gồm hai hoặc nhiều dây quấn có thể chuyển động tương đối với nhau cùng với các bộ phận mang chúng. Nó hoạt động giựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ .Nguyên lý này cũng đặt cơ sở cho sự làm việc của các bộ biến đổi điện năng với những giá trị của th ông s ố n ày ( diện ỏp , dũng …) thành điện năng với các giá trị thông số khác . Máy biến áp là mụt bộ biến đổi cảm ứng đơn giản thuộc loại này ,dùng để biến đổi dong điện xoay chiều từ điện áp này thành điện áp khỏc.Cỏc dõy quấn và mạch từ của nó đừn yên và quá trình biến đổi từ trường để sinh ra sức điện động cảm ứng trong cỏc dõy quấn được thực hiện bằng phương pháp điện Máy điện dùng làm máy biến đổi năng lượng là phần tử quan trọng nhất của bất cứ thiết bị điện năng nào.Nú được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp , giao thông vận tải , các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh ,khống chế Máy điện có nhiều loại , có thể phân loại như sau: -Máy đứng yên :máy biến áp. -Máy điện quay : Tuỳ theo lưới điện co thể chia lam hai loại :máy điện xoay chiều và máy điện một chiều. Máy điện xoay chiều có thể phân thành máy điện đồng bộ,mỏy điện không đồng bộ và máy điện xoay chiều có vành góp 2! Sơ lược về vật liệu chế tạo máy điện Vật liệu chế tạo máy điện được chia làm ba loại là:vật liệu tác dụng ,vật liệu kết cấu và vật liệu cách điện i\ Vật liệu tác dụng để chế tạo máy điện gồm vật liệu dẫn điện và vật liệu dẫn từ.Cỏc vật liệu này được dùng để tạo điều kiện cần thiết sinh ra các biến đổi điện từ a)Vật liệu dẫn từ . Để chế tạo mạch từ của máy điện .người ta dựng cỏc loại thép từ tính khác nhau nhưng chủ yếu là thép kĩ thuật điện, có hàm lượng Silic khác nhau nhưng không quá 4,5% .Hàm lượng có thể hạn chế tổn hao do từ trễ và tăng điện trở của thép để giảm tổn hao dòng điện xoáy. Đối với máy biến áp người ta sử dụng chủ yếu là các lá thép dáy 0,35 hay 0,27 mm ,cũn cỏc mỏy điện quay thì chủ yếu là thộp cú độ dày 0,5mm chúng được ghép lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Ngày nay người ta sản xuất và chia ra làm hai loại thép kĩ thuật điện :cỏn núng va cán nguội.Loại cán nguội có những đặc tính từ tốt hơn như độ từ thẩm cao tổn hao thép ít hơn loại cỏn núng . Thộp cỏn nguội lại được chia làm hai loại:dị hướng và đẳng hướng b)Vật liệu dẫn điện Vật liệu thường dùng là đồng . Đồng dùng làm dây dẫn không được có tạp chất quá 0,1% . Điện trở suất của đồng ở 20độ là ρ = 0,0172 Ω.mm2/m.Nhụm cũng được dùng rộng rãi làm vật liệu dẫn điện . Điện trở suất của nhôm o 20 độ C là ρ=0,0282 Ω.mm2/m, nghĩa là gần gấp hai lần điện trở suất của đồng ii\ Vật liệu kết cấu vật liệu kết cấu dùng để chế tạo các bộ phận và chi tiết truyền động hoặc kết cấu của máy thưo các dạng cần thiết , đảm bảo cho máy điện làm việc bình thường .Người ta thường dùng gang , thộp , cỏc kim loại màu, hợp kim và các vật liệu bằng chất dẻo iii\ Vật liệu cách điện Vật liệu cách điện đòi hỏi phải có độ bền điện cao , dẫn nhiệt tốt . chiu ẩm , chịu đươc hoá chất và độ bền cơ cao Bảng nhiệt độ cho phép ứng với các cấp cách điện Cấp cách điện Y A E B F H C Nhiệt độ Cho phép 90 105 120 130 155 180 >180 đối với các vật liệu cách điện thì nhiệt độ ảnh hưởng rất nhiều đên tuổi thọ của chúng vì thế khi sử dụng cần hết sức chú ý về nhiệt độ nơi làm việc của các thiệt bị Trên đây là một số cách nhìn sơ lược nhất về máy điện cũng như các nguyên lý chung nhất của máy điện đồng thời cũng xét qua về các vật liệu sử dụng trong kĩ thuật điện sau đây chúng ta sẽ đi chi tiết vào cỏc mỏy điện cụ thể là máy biến áp và cỏc mỏy điện xoay chiều 2.2 Máy biến áp và động cơ Đ1 Máy biến áp a) Sơ lược chung về máy biến áp Đây là thiết bị rất quan trọng trong quá trình truyền tải điện năng cũng như trong sản xuất Nó ra đời từ nhu cầu kinh tế của việc truyền tải làm sao cho đạt hiệu quả kinh tế nhất Sơ đồ mạng truyền tải điện đơn giản (hình 2.1) Máy phát điện đường dây tải Hộ tiêu thụ MBA tăng áp MBA giảm áp Như chúng ta đã biết , cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp được tằng cao thì dòng điện chạy trên đường dây nhỏ đi ,do đó trọng lương và chi phí dây dẫn giảm xuống đồng thời tổn hao năng lượng trên đường dây cũng giảm xuống Ngày nay có rất nhiều các loại máy biến áp :máy biến áp sử dụng trong đo lường (các loại máy biến áp có công suất nhỏ ) và máy biến áp có công suất lớn sử dụng trong truyền tải (35 ,110,229,500 kV…) Trong hệ thống điện lực ,muốn truyền tải và phân phối công suất từ các nhà máy điện đến tận các hộ tiêu dùng một các hợp lý ,thường phải qua ba , bốn lần tăng và giảm điện áp Hiện nay các biến áp được sử dụng chuyên dụng hơn , chúng được dùng trong các nghành chuyên môn: máy biến áp chuyên dụng cho các lò luyện kim ; máy biến áp hàn điện mỏy biộn ỏp cho các thiết bị chỉnh lưu …Khuynh hướng hiện nay của máy biến áp điện lực là thiết kế nhưng MBA có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dựng nguyờn lieu mới để giảm trọng lượng & kích thích máy biến áp Ơ nước ta hiên nay nghành chế tạo máy biến áp đã ra đời ngay từ ngày hoà bình lập lại. Đến nay chúng ta đã sản xuất được một khối lượng khá lớn máy biến áp ,với nhiều chủng loại khác nhau phục vụ cho nhiều nghành sản xuất ở trong nước và xuất khẩu.Hiện nay đã sản xuất được những máy biến áp dung lượng 63000 kVA với điện áp110 kV b)Nguyên lý làm việc của máy biến áp Ta xét sơ đồ nguyên lý của một máy biến áp như hình vẽ Đây là máy biến áp một pha hai dây quấn . Dây quấn 1 có W1 vòng dây và dây quấn 2 có W2 vòng dây được quấn trờn lừi thộp 3. Khi đặt một điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn 1 , trong đó sẽ có dòng điện i1 .Trong lừi thộp sẽ sinh ra từ thông Φ múc vũng cả hai cuộn dây 1 và 2 ,cảm ứng ra suất điện động e1 và e2 . Dây quấn 2 có s.đ. đ sẽ sinh ra dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp u2 . Như vậy Nguyên lý làm việc của MBA (hình 2.2) nằng lượng của dòng điện xoay chiều đã được truyền từ dây quấn 1 sang dây quấn 2 giả sử điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số sin thớ các thông số mà nó sinh ra cũng là một hàm số sin Φ= Φm.sinωt Do đó theo đinh luật cảm ứng điện từ s.đ.đ trong các cuộn dây sẽ là: e1= - W1 .dΦ/dt = - W1 dΦm.sinωt/dt = -W1ω Φm cosωt =√2E1sin (ωt-∏ /2) tương tự ta có e2 = √2E2sin (ωt-∏ /2) với E1 =4,44 f ω1Φm; E2 = 4,44 f ω2Φm Là các giá trị hiệu dụng của các s.đ.đ dây quấn 1 và 2 Các biểu thức trên cho thấy là s.đ.đ cảm ứng trong dây quấn ch ậm pha v ới t ừ th ông sinh ra nó một góc ∏ /2 dựa vào các biểu thức của E1 và E2 người ta định nghĩa tỷ số biến đổi của máy biến áp như sau:k = E1/E2 =W1/W2 Nếu không kể điện áp rơi trờn cỏc dõy quấn thì có thể coi la U1≈E1 và U2≈E2 và do đó k được cem như là tỷ số giữa dây quấn 1 và 2 c) Các loại máy biến áp chính 1.máy biến áp điên lực dùng để truyền tải và phân phối công suất trong hệ thống điện lực 2. máy biến áp chuyên dụng dùng cho các lò luyện kim , cho các thiết bị chỉnh lưu , máy biến áp hàm điện;… 3.máy biến áp tự ngẫu biến đổi điện áp trong khoảng điện áp không lớn, dùng để mơ máy cho các động cơ điện xoay chiều 4. máy biến áp đo lường dùng để giảm điện áp và dòng điện lớn khi đưa vào các đồng hồ đo 5.máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm các điện áp cao d) Cấu tạo máy biến áp Máy biến áp cú cỏc bộ phận chính sau đây: lừi thộp, dõy quấn và vỏ máy. Máy biến áp kiểu lõi một pha (hình 2.3a) ba pha(hình 2.3b) +) Lừi thép Lõi thep dung làm mạch dẫn từ, đồng thời làm khung để quấn dậy quấn. Theo hình dáng lừi thộp, người ta chia ra: Máy biến áp kiểu lõi hay kiểu trụ (hình2-3): Dây quấn bao quanh trụ thép. Loại này hiện nay rất thông dụng cho cỏc mỏy biến áp một pha và ba pha có dung lượng nhỏ và trung bình. - Máy biến áp kiểu bọc:Mạch từ được phân nhánh ra hai bên và boc lấy một phần dây quấn. Loại này thường chỉ dùng trong một vài ngành chuyên môn đặc biệt như máy biến áp dùng trong lò điện luyện kim hay máy biến áp dùng trong thuật vô tuyến điện, truyền thanh .v.v. máy biến ap kiểu trụ bọc (hinh 2.4) Trụ bọc ba pha (hình 2.5b) Trụ bọc một pha (hình 2.5a) Ở cỏc mỏy biến áp hiên đại, dung lượng lớn và cức lớn (80 – 100 MVA trên một pha), điện áp thật cao (220 – 4000 KV), để giảm chiều cao cuả trụ thép, tiện lợi cho việc vận chuyển trên đường, mạch từ của máy biến áp kiểu trụ được phân nhánh sang hai bên nờn mỏy biến áp mang hình dáng vừa kiểu trụ, vừa kiểu bọc, gọi là máy biến áp kiểu trụ- bọc. Hình 2.5a trình bày một kiểu máy biến áp trụ - bọc ba pha ( trường hợp này có dây quấn ba pha, nhưng có năm trụ thép nờn còn gọi là máy biến áp ba pha năm trụ). Lừi thộp mỏy biến áp gồm 2 phần: phần trụ - kí hiệu bằng chữ T và phần gong – kí hiệu bằng chữ G ( hình 2-3). Trụ là phần lừi thộp cú quấn dây quấn; gông là phần lừi thộp nối các trụ lại với nhau thành mạch từ kín và không có dây quấn. Đối với máy biến áp kiểu bọc (hình 2- 4) và kiểu trụ bọc (hình 2-5), hai trụ thộp phớa ngoài cũng đều thuộc về gông. Để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, lừi thộp được ghép từ những lá thép kĩ thuật điện dày 0,35 mm có phủ sơn cách điện trên bề mặt. Trụ và gông có thể ghép với nhau bằng phương pháp ghép nối hoặc ghép xen kẽ. Ghép nối thì trụ và gụng ghộp riờng, sau đó dùng xà ép và bu lông vít chặt lại (hinh2-6). Ghép xen kẽ thì toàn bộ lừi thộp phải ghép đồng thời và các lớp lá thép được xếp xen kẽ với nhau lần lượt theo trình tự a, b như hình 2-7. Sau khi ghộp, lừi thộp cũng được vít chặt bằng xà ép và bulụng. Phương pháp sau tuy phức tạp song giảm được tổn hao do long điện gây nên và rất bền về phương diện cơ học, vì thế hầu hết cỏc mỏy biến áp hiện nay đều dùng kiểu ghép này. Ghép rời lừi thộp mỏy biến áp (hình 2.6) Ghép xen kẽ lừi thộp MBA ba pha (hình 2.7) Do dây quấn thường quấn thành hình tròn, nên tiết diện ngang cua trụ thép thường làm thành hình bậc thang gần trũn (hỡnh 2-8). Giông từ vỡ khụng quấn dây do đó, để thuận tiện cho việc chế tạo, tiết diện ngang của gông có thể làm đơn giản: hình vuông, hình chữ nhật, hình chữ thập hoặc hình chữ T (hình 2-9). Tuy nhiên, hiện nay hầu hết cỏc mỏy biến áp điện lực, người ta hay dùng tiết diện gụng hỡnh bậc thang có số bậc gần bằng số bậc của tiết diện trụ. Tiết diện trụ thộp(hỡnh 2.8) Các dạng tiết diện của gụng từ(hỡnh 2.9) Vì lý do an toàn, toàn bộ lừi thộp được nối đất với vỏ máy và vỏ máy phải đươc nối đất. Đối với tôn silic cán nguội dị hướng, để từ thông luôn đi theo chiều cán la chiều có từ dẫn lớn, lá thép được ghép từ cỏc lỏ tụn cú cắt chéo một góc nhất định. Cách ghép lừi ghộp lừi thộp bằng cỏc lỏ tụn như vậy được sử dụng khi chiều dày lỏ tụn trong khoảng từ 0,20 đến 0,35 mm. Khi chiều dày lỏ tụn nho hơn 0,20 mm, người ta dùng công nghệ mạch từ quấn lỏ tụn vô định hình dày 0,10 mm. Việc quấn các dải tụn cú bề rộng khác nhau với nhưng độ dày đích đáng vẫn cho phép thực hiện mạch từ có tiết diện ngang có nhiều bậc nối tiếp trong vòng tròn. Khi công suất nhỏ và trung bình số bậc từ 5 đến 9; còn đối với những công suẩt lớn, số bậc từ 10 đến 13 +) Dây quấn Dây quấn là bộ phận dẫn điện của máy biến áp, làm nhiệm vụ thu năng lượng vào và truyền năng lượng ra. Kim loại làm dây quấn thường băng đồng, cũng có thể bằng nhôm nhưng không phổ biến. Theo cách sắp xếp dây quấn CA và HA, người ta chia ra hai loại dây quấn chớnh: dõy quấn đồng tâm và dây quấn xen kẽ. Dây quấn đồng tâm: ở dây quấn đồng tâm tiết diện ngang là nhưng vòng tròn đồng tâm. Dây quấn HA thương quấn phía trong gần trụ thép, cũn dây quấn CA quấn phía ngoài bọc lấy dây quấn HA . Với cách quấn này có thể giảm bớt được điều kiện cách điện của dây quấn CA ( kích thước rãnh dầu cách điện, vật liệu cách điện dây quấn CA), bởi vì giữa dây quấn CA và trụ đó cú cách điện bản thân của dây quấn Những kiểu dây quấn đồng tâm chính bao gồm: Dây quấn hình trụ: nếu tiết diện dây nhỏ thỡ dựng dõy trũn, quấn thành nhiều lớp ; nếu tiờt diện dây lớn thỡ dựng dõy bẹt và thường quấn thành hai lớp. Dây quấn hình trụ dõy trũn thường làm dây quấn CA, điện áp tới 35 kV; dây quấn hình trụ dây bẹt chủ yếu làm dây quấn HA với điện áp từ 6 kV trở xuống. Nói chung dây quấn hình trụ thường dùng cho cỏc mỏy biến áp dung lượng 630 kVA trở xuống. Dây quấn hình xoắn: gồm nhiều dây bẹt chập lại quấn theo đường xoắn ốc, giữa các vòng dây có rãnh hở . Kiểu này thường dùng cho dấy quấn HA của máy biến áp dung lượng trung bình và lớn Dây quấn xoáy ốc liên tục: làm bằng dây bẹt và khác với dây quấn hình xoắn ở chỗ dây quấn này được quấn thành những bỏnh dõy phẳng cách nhau bằng những rãnh hở . Bằng cách hoán vị đăc biệt trong khi quấn, cỏc bỏnh dõy được nối tiếp mụt cỏch liên tục mà không cần mối hàn giữa chúng, cũng vì thế mà được gọi là dây quấn xoáy ốc liên tục. Dây quấn này chủ yếu làm bằng cuộn CA, điờn ỏp 35 kV trở lên và dung lượng lớn. Dây quấn xen kẽ: cỏc bỏnh dõy CA và HA lần lượt xen kẽ nhau dọc theo trụ thép . Cần chú ý rằng, để thực hiện được dễ dàng, cỏc bỏnh dõy sỏt gụng thường thuộc dây quấn HA. Kiểu dây quấn này hay dùng trong cỏc mỏy biến áp kiểu bọc. Vì chế tạo và cách điện khó khăn, kém vững chắc về cơ học nờn mỏy biến áp kiểu trụ hầu như không dùng kiểu dây quấn xen kẽ. Đ2 Máy điện không đồng bộ a) Sơ lược chung về máy điện không đồng bộ máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của rụto n khac với tốc độ quay của từ trương n1 máy điện không đồng bộ có hai dây quấn , dây quấn stato (sơ cấp) nối với lưới điện tần số f1 , dây quấn roto ( thứ cấp ) được nối tẳt lại và khép kín trên điện trở .Dòng điện trong dây quấn roto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào roto nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy b) Phân loại và kết cấu 1/ Phân loại Máy điện không đồng bộ có nhiều loại được phân theo nhiều cách khác nhau: theo kết cấu của vỏ máy, theo roto… Theo vỏmỏy mỏy điện không đồng bộ chia thành : kiểu hở , kiểu bảo vệ, kiểu kín , kiểu phòng nổ Theo kết cấu của rụto : loại roto kiểu dây quấn và loại roto kiểu lồng sóc Theo số pha trờn dõy quấn có ba loại :1 pha , 2 pha , 3 pha 2/ Kết cấu Giống như những máy điện quay khỏc mỏy điện không đồng bộ gồm có các phần chính sau: Stato Là phấn tĩnh gồm hai bộ phận chính là lừi thộp và dây quấn ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy lừi thép được ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ . Lừi thộp stato hình trụ do các lá thép kĩ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành cỏc rónh theo hướng trục . vì từ trường đi qua lừi thộp là từ trường quay lên để giảm tổn hao lừi thộp đ ược làm bằng những lá thép kĩ thuật điẹn day 0,5mm ép lại .Mỗi lá thép kỹ thuật điện đều phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dũng xoỏy gõy lờn Dây quấn Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ ) và được đặt trong cỏc rãnh của lừi thộp kiểu dây quấn hình dạng và cách bố trí sẽ được trình bày trong phần cơ sở thiết kế dây quấn stato động cơ không đồng bộ vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang , dùng để cố định lừi thộp và dây quấn cũng như cố đinh bệ máy , không dùng để làm mạch dẫn từ . Đối với máy có công suất lớn (1000 kW) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ .Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau : kiểu vỏ hở , vỏ bảo vệ , vỏ kín …Hai đầu vỏ có nắp máy và ổ trục .Vỏ máy và nắp mỏy cũn dựng để bảo vệ máy Rụto Rụto là phần quay cú lừi thộp , dõy quấn và trục máy - lừi thép nói chung lừi thộp vẫn làm bằng lá thép kĩ thuật điện như lừi thộp của stato .Lừi thộp đựơc ộp lên một góc của roto của máy hoạc ép trực tiếp lên trục máy Dây quấn roto Có hai loại chính : roto lồng sóc và roto dây quấn loại roto kiểu dây quấn :dây quấn giồng như dây quấn của stato .Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì bớt được những đầu nối, kết cấu dây quấn chặt chẽ .Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp . Dâu quấn 3 pha của roto thường đấu sao còn 3 đầu kia nối vào 3 vành trượt thường làm bằng đồng cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm của loại động cơ điện roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện hệ số công suất mở máy .Khi máy làm việc binh thường dây quấn roto được nối ngắn mạch. Loại roto kiểu lồng sóc : kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dây quấn stato .Trong mỗi rãnh của lừi thộp roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lừi thộp và được nối tắt lại ở hai đầu bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành các lồng mà ngưũi ta gọi là lồng sóc Ở cỏc mỏy công suất nhỏ , lồng sóc được chế tạo bằng cách đỳc nhụm vào cỏc rónh lừi thộp rototạo thành thanh nhôm , hai đầu đỳc vũng ngắn mạch và cách quạt làm mỏt .Dõy quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lừi thộp . Để cải thiện tinh năng mở máy trong máy công suất lớn rãnh roto có thể làm thành rónh sõu hoặc làm thành 2 rãnh (lồng súc kộp).Trong mỏy điện cỡ nhỏ rãnh roto thường làm chéo đo một góc so với tâm trục Động cơ roto lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc tin cậy. Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ của động cơ song gia thành cao và vận hành kém tin cậy hơn iii)Khe hở Vì roto là một khối trũn nờn khe hở đều , khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2 →1mm)trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lưới điện và như vậy mới có thể nâng cao hệ số công suất mở máy 3/ Vai trò Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động cơ điện .Do kết cấu đơn giản làm việc hiệu quả cao , giá thành lại hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rãi nhất trong nghành kinh tế quốc dânvới công từ vài trục đến vài nghìn kW .Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ , động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ …Trong các hầm mỏ dùng làm cỏc mỏy tời hay quạt gió .Trong nông nghiệp dùng làm các máy bơm hay gia công nông sản .Trong đời sống hằng ngày máy động cơ không đồng bộ cũng chiếm vị trí vô cùng quan trọng : làm quạt gió , động cơ trong tủ lạnh… Có thể nói việc sáng chế ra nó là một bước tiến của khoa học kĩ thuật Tuy nhiên song song với các ưu điểm trờn thỡ nú cũng tồn tại han chế nhất định : hệ số công suất mở máy thường không cao, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên ứng dụng làm máy phát điện của nó bị hạn chế đi nhiều Máy điện không đồng bộ có thể làm máy phát điện nhưng do những đặc tính hạn chế trờn lờn nú không được sử dụng rỗng rãi cho lắm nhưng trong một số trường hợp đặc biệt vẫn cần nó để giự phòng trong các trường hợp mất điện 4/Nguyên lý làm việc Tạo ra một từ trường quay với tốc độ n1 = 60f / p Trong đó f: là tần số dòng điện của lưới đưa vào p: là số đôi cựcmỏy thì từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trờn lừi thộp roto và cảm ứng trong dây quấn đó suất điện động và dòng điện .Từ thông so dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở .Dòng điện trong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ram omen tác dụng do có tác dụng mật thiết với tốc độ n của roto.Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế làm việc của máy cũng khác nhau Khi rụto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ thì dòng điện sinh ra trong dây quấn rụto cựng chiều với suất điện động và tác dụng từ trường tổng trong khe hở sinh ra lực F và momen M kộo rụto quay theo chiều từ trường . Điện năng đưa tới rụto đó biến thành cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc trong chế độ động cơ .Những máy chỉ làm việc ở chế này khi n<n1 vì khi đó mới có chuyển động tương đối giữa từ trường và dây quấn roto và như vậy trong dây quấn roto mới có dòng điện mà mụmen kộo rụto quay .Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau Khi rụto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ ( dùng một động cơ sơ cấp nào đó quay rụto của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ đồng bộ n>n1).Khi đó chiều của từ trường quay quét qua dây dẫn sẽ có chiều ngược lại suất điện động và dòng điện trong dây dẫn rụto cũng đổi chiều nên chiều của mụmen cũng ngược chiều quay của n1 nghĩa là ngược với chiều của rụto nờn đó là mụmen hóm .Mỏy điện đã biến cơ năng tác dụng lên trục đông cơ điện do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện Khi roto quay ngược chiều với chiều từ trường quay thì chiều của suất điện động ,dòng điện và momen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ điện .Vỡ mụmen sinh ra ngược với chiều qua của roto nên có tác dụng hãm đứng lại .Trong trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới vào ,vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp chế làm việc này gọi là chế độ hãmđiện Cơ sở thiết kế bộ dây quấn máy biến áp và động cơ Đ1 : Cơ sở thiết kế bộ dây quấn máy biến áp Các thông số: Q: tiết diện lõi sẳt S: công suất của máy biến áp Wo: số vòng cho một volt d: đường kính dây b: tiết diện dây ∆i: mật độ dòng điện máy biến áp Các bước tính số liệu dây quấn máy biến áp một pha: Bước 1: xác định tiết diện Q của lừi thép Q = ab (cm*cm) Q = √S (đối với lõi chữ O) Q = 0,7√S(đối với lõi chữ E) Bước 2: Tính số vòng dây của các cuộn dây W0 = (45→50)/Q +(5→10)% (phụ thuộc vào hàm lượng silic chư trong thép) Số vòng dây cuộn sơ cấp: W1 = W0.U1 ( vòng) Số vòng dây cuộn thứ cấp: khi tính số vòng dây cuộn thứ cấp phải dự trù thêm một số vòng dây để bù trừ sự sụt áp do trở kháng. W2 = W0 ( U2 + ∆ U2) vòng độ dự trì điện áp ∆U2 được chon theo bảng sau S( VA) 100 200 300 500 750 1000 1200 1500 > 1500 4,5 4 3,9 3 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 Bước 3: Tiết diện dây, đường kính dây sơ cấp và thứ cấp khi tính tiết diện dây dẫn nên căn cứ vào điều kiện làm việc của máy biến áp, công suất v..v..mà chọn mật độ dòng biến áp cho phù hợp để khi máy biến áp vận hành định mức dây dẫn không phát nhiệt quá 80 độ C. Bảng sau cho phép chọn mật độ dòng khi máy biến áp làm việc liên tục 24/24. S(VA) 0→50 50→100 100→200 200→500 500→1000 ∆i 4 3,5 3 2,5 2 Nếu máy biến áp làm việc ngắn hạn 3 đến 5 giờ thông gió tốt nơi để máy biến áp thì có thể chọn ∆ i = 5 (A/mm*mm) để tiết kiệm khối lượng dây đồng. Thông thường ta chọn ∆ i = 2,3→3 (A/mm*mm) tiết diện dây sơ cấp được chọn theo công thức: S1 = S2 /(ηU1 ∆ i) với S1 = ∏d1*d1/4 Suy ra được d1 =√(4S2 / η 1 ∆ i) với η là hiệu su ất MBA (khoảng 0,85→ 0,90) U1 là nguồn điện áp nguồn Tiết diện dây thứ cấp: S2 = I2/∆ i và S2 =∏d2* d2/4 Suy ra ta c ó d2 =√ (4 I2/∆ i ∏ ) Bước 4: Kiểm tra khoảng trống chứa dây: Trước hết xác định cách bố trí dây quấn sơ cấp, thứ cấp. Quấn chồng lên nhau hay quấn 2 cuộn rời xa, từ đó chọn chiều dài L của cuộn sơ cấp, thứ cấp quấn dây trờn khuụn cách điện. Bề dày cuộn sơ cấp: Số vòng dây sơ cấp cho một lớp dây với d1cd = d1+ ecd W1 lớp = L/ d1cd -1 v ới ecd = 0,03 → 0,08 mm (emay) ecd =0,15 →0,04 (bọc cát tong) Số lớp dây ở cuộn sơ cấp: N1 = W1/W1 lớp Bề day cuộn sơ cấ