Tài liệu Báo cáo thí nghiệm máy điện một chiều

Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều BÀI 1. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU I. Mục đích, yêu cầu. ­ Nắm được cấu tạo của máy điện một chiều. ­ Tìm hiểu và nắm được cấu tạo của máy điện một chiều. ­ Nhận dạng và phân biệt được cấu tạo của máy điện một chiều với các loại  máy điện khác. II. Nội dung thí nghiệm. 1. Hình dạng bên ngoài của máy điện một chiều : ­ Tuỳ theo từng mục đích sử dụng mà có rất nhiều loại máy điện với những  kích cỡ và hình dáng khác nhau. ­ Máy nhỏ có thể chỉ nằm gọn trong lòng bàng tay. Ví dụ như động cơ trong các  đồ chơi của trẻ em, hoặc động cơ trong máy caset, thiết bị làm mát trong các  thiết bị khác,… ­ Máy loại lớn là máy được sử dụng rộng rãi nhất, có thể là máy phát hoặc động  cơ điện dân dụng. Ví dụ như : máy phát điện một chiều, động cơ đề trong các  xe có sử dụng bộ đề nổ, … ­ Máy loại lớn là những máy thường dùng trong công nghiệp, ví dụ như máy  phát của dùng Tuabin, .. thường là nhừng máy phát điện còn nhu cầu dùng  những động cơ điện cực lớn thì it hơn rất nhiều.        H1. Máy loại nhỏ. [email protected] H2. Máy loại lớn. 1 H3. Máy loại rất lớn.       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều Cấu tạo của phần cảm (stato) : vỏ máy, cực chính, cuộn dây cực chính,  mặt bích,… ­ Vỏ máy : thường được làm bằng Gang  hoặc thép, miễn sao đảm bảo độ cứng khi  va đập. Đối với những loại máy nhỏ thì  người ta không cần quan tâm tới tản nhiệt,  tuy nhiên với những máy công suất lớn vỏ  máy được chế tạo có nhiều rãnh trên bề  mặt để giúp tản nhiệt được tốt hơn. Vỏ  thường được đúc liền với các bộ phận  nhằm cố định máy khỏi rung và xê dịch khi  hoạt động.   H4. Vỏ của một máy, mặt bích   của một máy điện loại nhỏ  vừa. ­ Cực chính (cực phụ ): là bộ  phận để tạo ra từ thông chính của  máy, gồm các lá thép kỹ thuật  mỏng ghép lại với nhau bằng đinh  tán. Phía quay vào phần ứng có bề  mặt trải rộng hơn nhằm giúp cho  từ thông đi vào khe hở không khí  dễ dàng hơn. Trên lõi của cực  chính có quấn các cuộn dây kích  thích để cho dòng điện một chiều  H5. Một máy điện có 4 cực chính đi qua ( với những máy có công  suất  lớn       người ta thường làm các rãnh để đặt thêm các cuộn bù).                     . ­ Cực phụ cũng tương tự như cực chính nhưng nhỏ hơn và phần đầu quay vào  phần ứng thì để nhọn. Cực phụ cũng được quấn các cuộn dây kích thích để cho  dòng một chiều đi qua. Cực chính được đặt xen kẽ váo giữa các cực chính. ­ Cuộn dây cực chính được làm băng đồng, có nhiều tiết diện khác nhua tuỳ  thuộc vào loại máy điện sử dụng. Các sợi dây này cũng được sơn cách điện bề  mặt để khi quấn tránh hiện tượng ngắn mạch. Trên H5 cuộn dây cực chính đã  được bọc lớp vỏ bảo vệ. ­ Mặt bích: Thường là bộ phận  bảo vệ phía sau của máy, mặt  bích có thể tháo lắp dễ dàng khi  2. [email protected] 2       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều cần sửa chữa, bảo dưỡng ( trên  hình H4 có cả mặt bích ở phía  sau). Với những máy loại nhỏ  mặt bích còn dùng để cố định  máy điện với những bộ phận  khác.                        H6. Mặt bích của máy điện loại lớn và nhỏ 3.    Hộp đầu cực : các đầu đấu dây, tụ điện. ­ Là nơi nối các dây lại với nhau,  thông thường ở hộp đấu cực có  mắc thêm các tụ điện thích hợp.    H7. Hộp đấu cực của máy điện 4. Cấu tạo phần ứng (Rôto) : lõi thép, cuộn dây phần ứng.  ­ Lõi thép của phần  ứng được ghép từ các  lá thép kỹ thuật điện,  chúng được sơn cách  điện với nhau, dùng  giấy cách điện hay  dùng một lớp ôxy hoá  ở giữa để làm cách  điện. Trong các máy  công suất lớn thì  làm  các rãnh thông gió  theo chiều bán kính.       Phần ứng quay liên                     H8. Lõi thép của máy điện một chiều           tục với vận tốc rất lớn sẽ rất nóng, các rãnh thông gió này có tác dụng làm mát               lõi thép phần ứng. [email protected] 3       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều ­ Cuộn dây phần ứng được chế tạo  bằng đồng trên những khuôn đặc biệt  và được đặt vào các rãnh của lõi thép  phần ứng, chúng đựơc nối với nhau  theo nhiều cách khác nhau. H9. cuộn dây phần ứng 5.  Cấu tạo cổ góp và chổi than : ­ Cổ góp được chế tạo từ phiến đồng, được cách điện với nhau và cách điện  với trục. ­ Chổi than dùng để đưa điện ra mạch ngoài hoặc là dẫn điện vào máy. Chổi  than được làm từ bột grafit trộn với bột đồng và ép lại thành khuôn. Chổi than  có độ cứng vừa phải để khi bị ép vào cổ góp, chổi than sẽ bị mòn dần theo thời  gian làm việc của máy. H10. Cổ góp H11. Chổi than 6. Các thông số hộ chiếu của Máy điện một chiều. ­ Mỗi mộit thiết bị nói chung, nột máy điện nói riêng đều có các thông số đặc  trưng gọi là thông số hộ chiếu. [email protected] 4       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều ­ Thông số hộ chiếu cho biết được tính năng làm việc. Với một máy điện một  chiều các thông số sẽ cung cấp cho người sử dụng biết được khả năng làm việc  của máy : Công suất, tốc độ. Đặc biệt là biết được các giá trị định mức của áp  và dòng để từ đó có cách sử dụng an toàn hiệu quả. ­ Ví dụ : Máy điện một chiều, Mã hiệu 223964 có các thông số sau :  U = 220V  Điện áp định mức. I = 13.7A  Dòng điện định mức. P = 2,3KW  Công suất định mức. n = 1500 vòng / phút  Tốc độ quay định mức. III. Nhận xét kết quả thí nghiệm. ­ Qua thí nghiệm về máy điện một chiều sẽ có thêm kiến thức về máy điện, về  hình dạng và nguyên lý hoạt động. ­ Biết được phạm vi ứng dụng của các máy điện một chiều trong đời sống. ­ Biết cách bảo dưỡng máy điện một chiều thường dùng. BÀI 2. CẤU TẠO CỦA MÁY BIẾN ÁP I. Mục đích, yêu cầu. ­ Nắm được cấu tạo của máy biến áp một pha, ba pha. ­ Hiểu được nguyên lý hoạt động của máy biến áp một pha, ba pha. ­ Nhận dạng để phân biệt được máy điện vơí các loại máy điện khác. II. Nội dung thí nghiệm.                [email protected] 5       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một MBA đơn  giản.                                                 Giới thiệu một MBA thông dụng. 1. Tìm hiểu hình dạng bên ngoài , vỏ máy, nắp máy. ­ Máy biến áp có rất nhiều loại với nhiều kích cỡ khác nhau. Từ loại rất nhỏ  như trong một số cục sạc Pin điện thoại, cục nắn dòng trong các chiếc Radio  cho đến những loại rất lớn với công suất lên đến hằng trăm KVA. [email protected] 6       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều ­ Đối với những máy biến áp nhỏ, vỏ ngoài không đóng vai trò quan trọng lắm  ngoài nhiệm vụ bảo vệ trống va đập.  ­ Tuy nhiên với những máy công suất loại lớn thì vỏ ngoài lại giữ vai trò hết sức  quan trọng, nó làm nhiệm vụ bảo vệ khỏi va đập, còn là vỏ của thùng dầu bảo  vệ cho máy và cách điện. ­ Vỏ ngoài thường có rất nhiều rãnh xung quanh, hoặc là các ống dẫn làm  nhiệm vụ tản nhiệt cho máy biến áp. ­ H11. Một số loại hình dạng máy biến áp khác nhau 2. Các loại thùng dầu, sứ vào, sứ ra và các bộ phận chính trên nắp thùng  dầu. Thùng dầu thực chất là bộ phận vỏ của máy biến áp. ­ Với những máy biến áp công suất nhỏ ( < 30 KVA ) có dạng thùng dấu phẳng. ­ Máy biến áp có công suất từ trên 30 – 3.000 KVA có dạng kiểu thùng ống, đó  là các ống dầu có đường kính khoảng 50 mm gắn vào vách thùng dầu. ­ Máy biến áp có công suất lớn đến 10.000 KVA thì dùng thùng dầu có bộ tản  nhiệt và được làm lạnh tự nhiên. Bộ tản nhiệt gồm có 2 ống góp trên và dưới  được gắn vào vách thùng dầu, các ống góp có thể gồm nhiều hàng ống nhỏ song  song nhau, các ống nhỏ này có kích thước vào khoảng 50mm. Trong lòng các  hàng ống có đặt quạt gió làm bộ phận tạo mát cho các ống dầu và làm mát thùng  dầu.  ­ Ngoài ra với những thùng dầu thông thường người ta cũng chế tạo có các khe,  rãnh giúp làm mát cho vỏ máy biến áp. ­ Trên thùng dầu có các bộ phận giúp cố định, di chuyển như giá cố định, bánh  lăn, quai móc. Trên thùng cũng có gắn các ống giúp cho việc đổ dầu và thay dấu  định kì được thuận tiện. ­ Chất liệu làm vỏ thùng dầu cũng phải đảm bảo khả năng chống chịu được  những va đập thông thường, nếu không có thể dẫn đến nổ, vỡ hay dạn nứt  thùng dầu. Nắp thùng dầu : là bộ phận quan trọng của thùng dầu, trên nắp thùng dầu  có đặt các sứ ra và sứ vào của dây quấn cao áp và hạ áp. Những máy biến áp  [email protected] 7       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều trên 100KVA có đặt bình dãn dầu, còn những máy trên 1000KVA thì có đặt các  ống có màng bảo vệ trên nắp thùng dầu. ­ Bình dãn dầu là một thùng hình trụ, được nối với thùng dầu bằng dẫn dầu.  Bình dãn dầu dùng để kiểm tra dầu trong thùng và giúp dầu có thể dãn nở khi  nhiệt độ thay đổi. ­ Ống có màng bảo vệ có tác dụng bảo vệ thùng dầu khỏi bị hư hỏng khi có sự  tăng áp suất bên trong thùng dầu do máy biến áp xảy ra ngắn mạch. Ống này là  một ống thép, một đầu được gắn kín bằng một đĩa thuỷ tinh, một đầu được nối  với thùng dầu. Khi áp suất quá lớn đĩa thuỷ tinh sẽ bị phà vỡ để đẩy dầu ra  ngoài, tránh làm hư hỏng các thiệt bị bên trong. ­ Rơle hơi là thiết bị kiểm soát một cách tự động điều kiện làm việc cơ học  của thùng dầu nhằm đảm bảo an toàn. ­ Mặt bích dùng để nối với máy bơm chân không. ­ Các ống dẫn trên thùng dầu đều có màng bảo hiểm. ­ Sứ cách điện : Để đảm bảo an toàn cho người sử dụng, thuận tiện cho việc  lấy điện áp ra hoặc đưa áp vào, trên máy biến áp có làm các sứ ra và sứ vào. Đó  là loại sứ cách điện bên trong để rỗng có để các lõi thép làm chức năng dẫn  điện. Với cả cao áp và hạ áp đều phải dùng sứ ra hoặc sứ vào để đưa điện. sứ  cách điện còn là bộ phận làm hạn chế các tác động của thiên nhiên như sấm sét. H12. Sứ cách điện vào ra. Dầu máy biến áp : Dùng để làm cách điện và làm nguội lõi thép và dây  quấn ( phần tác dụng ) của máy biến áp được tốt hơn, dầu được sử dụng  thường là dầu mỏ ( My – piranol, Nga – xaptol), là loại dầu không cháy và  không nổ. 3. Tìm hiểu về cấu tạo phần lõi thép của máy biến áp. ­ Lõi thép của máy biến áp được ghép từ các lá thép máy biến áp(đặc biệt), só  độ dày 0.35 – 0.5mm. Có 2 loại thép máy biến áp, đó là thép dát nóng và thép dát  [email protected] 8       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều nguội( thép dát nguội có tính chất từ tốt hơn). Giữa các lá thép có đặt lớp giấy  cách điện hoặc sơn một lớp sơn cách điện, đôi khi người ta dùng chính lớp ôxy  hoá để làm cách điện với những máy có công suất thấp. ­ Dựa theo đặc điểm về cách ghép lõi thép tuỳ vào mục đích sử dụng mà có 2  loại lõi thép khác nhau, đó là : lõi thép kiểu vỏ và máy biến áp kiểu lõi.      +    Máy biến áp kiểu lõi : có các dây quấn bọc phần lá thép.      +    Máy biến áp kiểu vỏ : máy có một phần lá thép bao bọc dây quấn.   H13a. Máy biến áp kiểu lõi H13b. Máy biến áp kiểu vỏ        4. Cấu tạo dây quấn của máy biến áp. ­    Dây quấn cũng là bộ phận rất quan trọng của máy biến áp, tuỳ theo kích  thước dây quấn và cách quấn dây người ta chế tạo ra các máy biến có công suất  và công dụng  khác nhau. ­    Dây quấn của máy biến áp phải đảm bảo những yêu cầu sau :       +    Dây quấn phải đảm bảo tính kinh tế nhưng vẫn đạt hiệu suất cao khi sử        dụng. +    Tình trạng nhiệt của dấy quấn phải đảm bảo các điều kiện tiêu chuẩn và  hiệu suất khi sử dụng.           +    Dây quấn phải có tính ổn định về mặt cơ học khi sử dụng. +    Dây quấn phải đảm bảo ổn định điện khi xảy ra quá điện áp. ­ Tuỳ theo cách bố trí dây quấn cao áp và hạ áp, người ta chia thành dây quấn  đồng tâm và dây quấn xen kẽ: +    Dây quấn đồng tâm : dây quấn có mỗi tiết diện là những vòng tròn đồng  tâm. +    Dây quấn xen kẽ là dây quấn có cao áp và hạ áp quấn đan xen vào nhau. ­    Có một số loại dây quấn đồng tâm phổ biến sau : Dây quấn từng lớp hình  trụ; Dây quấn xoắn ốc; Dây quấn liên tục. [email protected] 9       Laitiensinhvn Báo cáo Thí Nghiệm Máy điện một chiều +    Dây quấn xen kẽ: Các cuộn dây cao áp và hạ áp xếp xen kẽ nhau theo dọc  trục của MBA. H13a. Dây quấn đồng tâm H13b. Dây quấn xen kẽ 5. Thông số hộ chiếu của Máy biến áp. ­ Trên Máy biến áp cũng có ghi Mã hiệu và những thông số điện, gọi là các  thông số hộ chiếu : Dòng, áp, Công suất, tần số,… ­ Các thông số cho biết khả năng làm việc và khả năng chịu tải của Máy biến  áp. Từ các thông số này mày người sử dụng biết cách khai thác máy một cách có  hiệu quả và an toàn. ­ Ví dụ các thông số của một máy biến áp như sau: Mã hiệu : SE 2662­4Q.  Đây là máy hạ áp nên : U = 115V ; I = 2,6A.  Là điện áp và dòng đầu ra định mức. U = 230V ; I = 1,3A.  Áp và dòng đầu vào định mức. f = 30 ­:­­ 60Hz  Khoảng tần số làm việc của máy. IV. Nhận xét kết quả thí nghiệm. ­ Qua bài thí nghiệm về Máy biến áp giúp cho mối sinh viên có thêm kiến thức  về MBA, biết phân biệt hình dạng của MBA với một số loại máy điện khác. ­ Hiểu được nguyên lý làm việc của MBA, từ đó có thể vận dụng vào việc sử  dụng, bảo dưỡng các MBA trong đời sống. ­ Biết được cách thức tổ chức, hoạt động của các trạm biến áp để từ đó giảm  ảnh hưởng của trạm biến áp đối với con người cũng như góp phần bảo quản  tốt tài sản. [email protected] 10       Laitiensinhvn