Bài 17. Máy phát điện xoay chiều

Bài 17. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
GIÁO VIÊN: TRẦN VIẾT THẮNG
Trường THPT CHU VĂN AN TN
Bài 17. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
MÁY PHÁT ĐIỆN LÀ GÌ?
Là thiết bị dùng để biến đổi cơ năng thành điện năng
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU
Nếu từ thông qua mỗi vòng dây biến thiên theo quy luật:
Φ1 = Φ0cost ( Φ0: từ thông cực đại trong 1 vòng dây)
Cuộn dây có N vòng giống nhau  suất điện động xoay chiều trong
cuộn dây:
Hay e = E0cos(t - /2)
E0= NΦ0 - Biên độ của sđđ
Nguyên tắc hoạt động: MPĐXC hoạt động dựa trên nguyên tắc của hiện tượng cảm ứng điện từ: khi từ thông qua 1 vòng dây biến thiên điều hòa, trong vòng dây xuất hiện một suất điện động cảm ứng xoay chiều.
Suất điện động của máy phát điện xoay chiều phụ thuộc vào các yếu tố nào?
Các cách tạo ra suất điện động xoay chiều thường dùng?
Từ trường cố định, các vòng dây quay trong từ trường
Từ trường quay, các vòng dây đặt cố định
Các bộ phận chính
* Phần cảm: là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phần tạo ra từ trường.
* Phần ứng: là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động
Phần cố định gọi là stato; phần quay quanh 1 trục gọi là rôto
I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
Các bộ phận chính
Phần cảm: là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phần tạo ra từ trường
I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
- Phần cảm (roto) tạo ra từ thông biến thiên bằng các nam châm quay
Các cuộn nam châm điện của phần cảm - roto
- Tốc độ quay của roto: n vòng/giây
- Có p cặp cực từ N- S.
1.Các bộ phận chính
Phần cảm: là nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu. Đó là phần tạo ra từ trường.
Phần ứng: là những cuộn dây, trong đó xuất hiện suất điện động cảm ứng khi máy hoạt động
I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
Các cuộn dây phần ứng - stato
Phần ứng (stato) gồm các cuộn dây giống nhau,
cố định trên một vòng tròn.
Khi roto quay, từ thông qua các vòng
dây stato biến thiên tuần hoàn với tần số
f = pn
p- số cặp cực từ, n vòng/giây
2. Hoạt động: theo 2 cách
- Cách 1: phần ứng quay, phần cảm cố định
* Stato là nam châm đặt cố định
* Rôto là khung dây quay quanh 1 trục trong từ trường tao bởi stato
Phần đứng yên: Stato
Phần quay: Rôto
2. Hoạt động: theo 2 cách
- Cách 1: phần ứng quay, phần cảm cố định
* Stato là nam châm đặt cố định
* Rôto là khung dây quay quanh 1 trục trong từ trường tao bởi stato
Cách 2: phần cảm quay, phần ứng cố định
* Rôto là nam châm, thường là nam châm điện được nuôi bởi dòng điện 1 chiều
* Stato gồm nhiều cuộn dây có lõi sắt, xếp thành 1 vòng tròn
Phần đứng yên: Stato
Phần quay: Rôto
Máy phát điện xoay chiều 1 pha
Rôto có p = 2 cặp cực
Để tăng suất điện động của máy phát, phần ứng thường gồm
nhiều cuộn dây, mỗi cuộn lại gồm nhiều vòng dây mắc nối
tiếp với nhau. Phần cảm gồm nhiều nam châm điện tạo thành
nhiều cặp cực B – N, bố trí lệch nhau. Các cuộn dây của
phần ứng và phần cảm thường được quấn trên các lõi thép kĩ
Thuật để tăng cường từ thông qua chúng. Lõi thép gồm
nhiều lá thép mỏng ghép cách điện với nhau để giảm hao
phí do dòng Fu –cô
I. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA
MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 PHA
Phần ứng (các cuộn dây)
Phần cảm
( Các nam châm)
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU 1 PHA
MỘT SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU MỘT PHA CÔNG SUẤT NHỎ
Cấu tạo và hoạt động của máy phát điện xoay chiều 3 pha
- Dòng điện xoay chiều 3 pha được tạo ra bởi máy phát điện xoay chiều 3 pha. Máy này có cấu tạo giống như máy phát điện 1 pha hoạt động theo cách thứ 2
*stato có 3 cuộn dây riêng rẽ, hoàn toàn giống nhau quấn trên 3 lõi sắt đặt lệch nhau 1200 trên 1 vòng tròn
* roto là một nam châm điện
II. MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA
1. Cấu tạo và nguyên tắt hoạt động
II. MÁY PHÁT XOAY CHIỀU 3 PHA
* Cấu tạo
- Stato ( phần ứng ) : 3 cuộn dây giống nhau quấntrên ba lõi sắt đặt lệch 1200  trên vòng tròn
- Rôto ( phần cảm) : Một nam châm NS quay quanh trục 0 với tốc độ góc  không đổi
* Hoạt động :
Khi nam châm quay từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên điều hòa với tần số góc , cùng biên độ, lệch pha nhau 2/3
Trong 3 cuộn dây xuất hiện 3 sđđ xoay chiều cùng f , cùng biên độ, lệch pha nhau 2/3
1. Cấu tạo và nguyên tắt hoạt động
II. MÁY PHÁT XOAY CHIỀU 3 PHA
* Hoạt động :
Khi nam châm quay từ thông qua mỗi cuộn dây biến thiên điều hòa với tần số góc , cùng biên độ, lệch pha nhau 2/3
Trong 3 cuộn dây xuất hiện 3 sđđ xoay chiều cùng f , cùng biên độ, lệch pha nhau 2/3
e1 = E0 cost
e2 = E0 cos(t - 2/3)
e3 = E0 cos(t - 4/3)
N
A2
B2
B3
B1
A1
A3
Có 2 cách mắc: Mắc hình sao , mắc tam giác
2. Cách mắc mạch 3 pha :
Nguồn điện mắc theo hình sao
3 điểm đầu của 3 dây đưa ra thành 3 dây pha 3 điểm cuối nối chung lại thành dây trung hòa .
Các điện áp U1O, U20, U30 gọi là điện áp pha Up,
còn U12, U23, U31, gọi là điện áp dây Ud
- Trong các mạch 3 pha các tải được mắc theo hai cách.
CÁCH MẮC MẠCH ĐIỆN 3 PHA
a. Mắc hình sao
- Mạch tiêu thụ điện năng gọi là tải
CÁCH MẮC MẠCH ĐIỆN 3 PHA
a. Mắc hình sao
Nếu các tải đối xứng thì cường độ dòng điện trong dây trung hòa bằng không
Id = IP
a. Mắc hình sao
2. Cách mắc mạch 3 pha :
3 điểm đầu của 3 dây đưa ra thành 3 dây pha, 3 điểm cuối nối chung lại thành dây trung hòa .
b.Mắc hình tam giác
Ud = UP
CÁCH MẮC MẠCH ĐIỆN 3 PHA
b. Mắc hình tam giác
2. Cách mắc mạch 3 pha :
điểm đầu pha này nối với điểm cuối của pha kia .
Nguồn điện mắc theo hình sao
b. Mắc hình tam giác
2. Cách mắc mạch 3 pha :
điểm đầu cuộn dây này nối với điểm cuối cuộn dây kia .Điểm nối chung đưa ra thành dây pha .
Nguồn điện mắc theo hình tam giác
Dòng điện xoay chiều 3 pha do máy phát điện xoay chiều 3 pha phát ra.Đó là hệ 3 dòng điện xoay chiều hình sin có cùng tần số f ,cùng biên độ và lệch pha nhau 2/3
.
i1 = I0 cost
i2 = I0 cos(t - 2/3)
i3 = I0 cos(t - 4/3)
3. Dòng ba pha
- Truyền tải điện năng đi xa ,tiết kiệm dây dẫn.
- Cung cấp điện cho động cơ ba pha .
4. Ưu điểm của dòng điện ba pha
1. Phát biểu nào sau đây đúng với máy phát điện xoay chiều?
Biên độ của suất điện động phụ thuộc vào số cặp cực của nam châm
Tần số của suất điện động phụ thuộc vào số vòng dây của phần ứng
Dòng điện cảm ứng chỉ xuất hiện ở các cuộn dây của phần ứng
Cơ năng cung cấp cho máy được biến đổi hoàn toàn thành điện năng
2. Máy phát điện xoay chiều 1 pha có roto là phần ứng và máy phát điện xoay chiều 3 pha giống nhau ở điểm nào sau đây
Đều có phần ứng quay, phần cảm cố định
Đều có bộ góp điện để dẫn điện ra mạch ngoài
Đều có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Trong mỗi vòng quay của roto, suất điện động của máy đều biến thiên tuần hoàn 2 lần
3. Roto của máy phát điện xoay chiều là nam châm có 3 cặp cực, quay với tốc độ 1200 vòng/phút. Tính tần số của suất điện động do máy tao ra
30Hz
50Hz
100Hz
60Hz
4. Phần ứng của 1 máy phát điện xoay chiều có N=200 vòng dây giống nhau. Từ thông qua mỗi vòng dây có giá trị cực đại là 2 mWb và biến thiên điều hòa với tần số 50 Hz. Suất điện động của máy có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu?
105V
83V
89V
94V
Câu 5 Về cấu tạo máy phát điện xoay chiều, mệnh đề nào sau đây đúng?
Phần tạo ra từ trường là phần ứng.
Phần tạo dòng điện là phần ứng.
Phần tạo ra từ trường luôn quay.
Phần tạo ra dòng điện luôn đứng yên.
Câu 6. Một máy phát điện xoay chiều có p cặp cực, rô to quay với tốc độ n vòng/phút thì dòng điện xoay chiều do nó phát ra có tần số là
A. f = np/60;
B. f= 2np
C. f = np/2
D. f = np
Câu 7. Điều nào sau đây là sai khi nói về máy pha?t diờ?n xoay chiều một pha?
A. Rôto có thể là phần cảm hoặc phần ứng.
B. Phần quay gọi là rôto, phần đứng yên gọi là stato.
C. Phần cảm tạo ra từ trường, phần ứng tạo ra suất điện động.
D. Phần cảm tạo ra dòng điện, phần ứng tạo ra từ trường.
Câu 8 Một máy phát điện xoay chiều một pha có rôto gồm 4 cặp cực từ, muốn tần số dòng điện xoay chiều mà máy phát ra là 50Hz thì rôto phải quay với tốc độ là bao nhiêu?
A. 3000vòng/phút.
B. 1500vòng/phút.
C. 750vòng/phút.
D. 500vòng/phút.
Câu 9. Một mạng điện 3 pha mắc hình sao, hiệu điện thế giữa hai dây pha là 220V. Hiệu điện thế giữa một dây pha và dây trung hoà nhận giá trị nào sau?
381V.
127V.
660V.
73V.
Câu 10 Một máy phát điện mà phần cảm gồm hai cặp cực từ quay với tốc độ 1500 vòng/ phút và phần ứng gồm hai cuộn dây mắc nối tiếp, có suất điện động hiệu dụng 220V, từ thông cực đại qua mỗi vòng dây là 5mWb. Mỗi cuộn dây phần ứng gồm bao nhiêu vòng?
198 vòng.
99 vòng.
140 vòng.
70 vòng.