Lý thuyết máy phát điện xoay chiều

Lý thuyết máy phát điện xoay chiều

Cùng Cunghocvui tìm hiểu về những nội dung lý thuyết quan trọng và giải bài tập về nội dung và nguyên lý máy phát điện xoay chiều là máy điện biến đổi!

I. Lý thuyết

Máy phát điện xoay chiều là thiết bị dùng để ứng dụng rất phổ biến trong công nghiệp và đời sống, được ứng dụng những đặc tính của dòng xoay chiều. Cùng nhau tìm hiểu cấu tạo của máy phát điện xoay chiều lớp 9 nhé.

1. Máy phát điện xoay chiều 1 pha

a. Cấu tạo

Một máy phát điện được tạo nên bởi hai loại bộ phần đó là phần cảm và phần ứng

• Phần cảm là nơi hình thành nên các đường sức từ cảm ứng tác động vào nguồn điện, ta kích hoạt nó bằng việc đặt nam châm để tạo ra môi trường từ.
• Phần ứng chịu sự tác động của từ trường từ đó tạo nên lực để tác động làm quay khung dây dẫn điện sau đó các tương tác diễn ra gây ra những xung đột cảm ứng hay ta gọi đó là suất điện động.

Nguyên lý máy phát điện xoay chiều một pha: Một trong hai bộ phận sẽ đóng các vai trò khác nhau và hoàn toàn có thể đổi chỗ cho nhau. Một phần cho cố định (làm stato) và phần còn lại sẽ cho chuyển động hay còn gọi là roto.

b. Loại máy có P là giá trị nhỏ

Các loại máy phát với công suất nhỏ như vậy sẽ có cấu tạo đơn giản hơn và sử dụng làm linh kiện trong các máy móc lớn như việc ứng dụng phần tĩnh là nam châm điện nhỏ và phần quay là khung dây với số vòng quấn không quá nhiều. Cho hai bộ phận này tương tác với nhau sẽ cho ra những dòng điện xoay chiều nhỏ. Áp dòng điện này vào hai đầu cuộn dây sẽ tạo ra nguồn điện sử dụng, ứng dụng cho các loại máy móc với công suất hoạt động nhỏ.

Máy phát điện xoay chiều

c. Loại máy có P là giá trị lớn

- Đa số dòng này được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp khi đó dòng điện tạo ra có những sự tương tác mạnh gây ra tác động lớn tới các bộ phận gộp nguồn điện.

- Cấu tạo chính của máy: phần động và phần tĩnh

+ Phần động có cấu tạo như cảm, là các linh kiện tạo ra từ trường tác động xung quanh nguồn điện.

+ Phần tĩnh sẽ đóng vai trò như phần ứng, chịu tác động của dòng điện cảm ứng, tạo ra từ trường quay mạnh. Cách bố trí tương tự như máy loại nhỏ.

- Công thức sử dụng để tính tần suất quay vòng được xác định như sau: \(f = np\) 

• Với n là số vòng quay hiệu chỉnh sao cho phù hợp với đặc tính của máy
• Trong trường hợp tính theo phút ta cần phải biến đổi công thức tính thành dạng tổng quát như sau:

 \(f=\dfrac{np}{60}\) 

2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha

a. Đặc điểm 

Khác so với loại 1 pha, 3 pha là một trong những bước tiến mới khi xem xét mối tương quan điều chỉnh giữa hai bộ phận cùng pha biên độ và tác động lẫn nhau sinh ra lực từ cảm ứng có tần số là f, nhưng lại tác động với nhau thành một góc \(120 ^0 \) hay tương đương với \(\dfrac{2\pi}{3}\). Một máy phát điện xoay chiều có công suất 1000kw.

Cấu tạo chính cũng tương tự máy 1 pha, gồm có hai phần:

• Phần cảm là nam châm tĩnh điện tạo nên môi trường từ xoay quanh dòng điện
• Phần ứng không phải là một khung dây mà là ba khung dây xoay được đặt đối xứng với nhau.

b. Điều kiện xuất hiện dòng xoay chiều 3 pha

Để xây dựng bộ công suất sao cho phù hợp với máy người ta thực hiện các cách sắp xếp giữa hai phần roto và stato sao cho phù hợp với từng công suất hiệu chỉnh. Thường góc chênh lệch giữa các pha sẽ rơi vào khoảng \(120 ^0 \) hay tương đương với \(\dfrac{2\pi}{3}\). Ứng với 1/3 chu kỳ của vòng quay. Việc này sẽ tạo nên các mối quan hệ đối xứng giữa các phần cũng như tránh thất thoát nguồn năng lượng.

c. Xây dựng biểu thức

Xác định từng mốc thời gian phù hợp ta sẽ có các cường độ tương ứng được xác định như sau:

\(i_1=I_0.cos wt\)

\(i_2=I_0. cos(wt - \dfrac{2\pi}{3})\)

\(i_3=I_0.cos (wt+\dfrac{2\pi}{3})\)

Hình ảnh đồ thị biến đổi như sau:

Nếu quan sát kỹ đồ thị ta sẽ nhận ra quy luật vận động cụ thể như sau:

• Trường hợp khi cường độ dòng điện là lớn nhất thì hai bộ phận tương tác của dòng diện đều nằm ở đáy của chu kỳ và mang giá trị cực tiểu.
• Ngược lại, đối với trường hợp khi cường độ dòng điện là nhỏ nhất thì hai bộ phận tương tác của dòng diện đều nằm ở đỉnh của chu kỳ và mang giá trị cực đại.

d. Các cách mắc

a) Mắc theo hình sao

b) Mắc hình tam giác

II. Bài tập

Câu 1: Với vận tốc của phần quay là 600 vòng/phút. Áp dụng công thức để tính số vòng hợp lý?

A. 7.

B. 3.

C. 5.

D. 4.

Câu 2: Hiện tượng gì xảy ra khi nam châm điện và thỏi sắt được tiếp xúc gần nhau?

A. Hút đẩy tương tác tại một vùng nhất định

B. Thanh sắt bị đẩy ra xa hơn vị trí ban đầu

C. Không xảy ra sự tương tác giữa hai vật

D. Thanh sắt bị hút lại gần so với vị trí ban đầu

Câu 3: Sự khác biệt giữa máy 1 pha và 3 pha:

A. Phần ứng: 1 pha có 1 khung dây còn 3 pha có 3 khung dây quay 

B. Tất cả các cấu phần đều khác

C. Máy 1 pha không có cổ góp điện còn máy 3 pha thì có

D. Không có sự khác biệt

Đáp án: B - D - A

Với những gì Cunghocvui đã giúp các bạn giải quyết các vấn đề liên quan và trả lời câu hỏi máy phát điện xoay chiều dùng để làm gì và có mấy loại máy phát điện xoay chiều trên đây, hy vọng rằng sẽ giúp các bạn có những giờ học thú vị và thư giãn nhất!