TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN. CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN
------------0-----------
BIÊN SOẠN: ThS. NGUYEÃ N TROÏNG THAÉNG
ThS. LEÂ THÒ THANH HOAØNG
GIÁO TRÌNH
KỸ THUẬT ĐIỆN
stator
dây quấn
rotor
TP. HCM Tháng 01/ 2008
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
LỜI NÓI ĐẦU
KỸ THUẬT ĐIỆN là một môn học cơ sở quan trọng đối với sinh viên khối kỹ thuật
nói chung và sinh viên ngành điện nói riêng. Để có thể tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh
vực điện thì sinh viên phải nắm vững những kiến thức của môn học này.
Kỹ thuật điện nghiên cứu những ứng dụng của các hiện tượng điện từ nhằm biến đổi
năng lượng và tín hiệu, bao gồm việc phát, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng trong
sản xuất và đời sống.
Ngoài ra môn học này còn giúp sinh viên không chuyên ngành điện bổ sung thêm các
kiến thức cơ bản về mạch điện, các thiết bị điện, cấu tạo và các đặc tính làm việc của chúng
để có thể vận hành được trong thực tế.
Giáo trình được biên soạn trên cơ sở người đọc đã học môn toán và vật lý ở bậc phổ
thông, phần điện môn vật lý đại cương ở bậc đại học nên không đi sâu vào mặt lý luận các
hiện tượng vật lý mà chủ yếu nghiên cứu các phương pháp tính toán và những ứng dụng kỹ
thuật của các hiện tượng điện từ.
Giáo trình kỹ thuật điện gồm 2 phần:
Phần 1. Mạch điện bao gồm 4 chương
Phần 2. Máy điện bao gồm 4 chương
Quyển sách này trình bày các kiến thức cơ bản về mạch điện, phương pháp tính toán
mạch điện, dòng điện xoay chiều hình sin một pha và ba pha, các kiến thức về nguyên lý, cấu
tạo, đặc tính và ứng dụng các loại máy điện có kèm theo các ví dụ cụ thể và các bài tập được
soạn theo từng các chương lý thuyết, để giúp người học có thể giải và ứng dụng vào các môn
học có liên quan.
Giáo trình kỹ thuật điện này được biên soạn với sự tham khảo các tài liệu trong và
ngoài nước, sự đóng góp tận tình của các đồng nghiệp trong bộ môn.Tuy nhiên giáo trình
được xuất bản lần đầu nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý
kiến của các đồng nghiệp, của các sinh viên và các bạn đọc quan tâm đến giáo trình này.
Các tác giả
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠCH ĐIỆN ........................................ 1
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG ............................................................................................ 1
1.1.1. Định Nghĩa Về Mạch Điện ................................................................................................... 1
1.1.2. Kết Cấu Hình Học Của Mạch Điện ...................................................................................... 1
1.2. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CHO QUÁ TRÌNH NĂNG LƯỢNG TRONG MẠCH
ĐIỆN............................................................................................................................................... 2
1.2.1. Dòng Điện ............................................................................................................................ 2
1.2.2. Điện Áp ................................................................................................................................ 3
1.2.3. Công suất .............................................................................................................................. 3
1.3. CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN ................................................................. 4
1.3.1. Điện trở ................................................................................................................................. 4
1.3.2. Điện dẫn................................................................................................................................ 4
1.3.3. Cuộn dây............................................................................................................................... 4
1.3.4. Điện dung ............................................................................................................................. 4
1.3.5. Nguồn độc lập....................................................................................................................... 5
1.3.6. Nguồn phụ thuộc .................................................................................................................. 5
1.4. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH ĐIỆN .............................................................. 7
1.4.1. Định luật ohm ....................................................................................................................... 7
1.4.2. Định Luật Kirchhoff 1 .......................................................................................................... 7
1.4.3. 1.4.2. Định Luật Kirchhoff 2 ................................................................................................ 8
1.5. BÀI TẬP VÍ DỤ CHƯƠNG 1 .............................................................................................. 9
1.6. BÀI TẬP CHƯƠNG I .............................
...
--------------------------------------
...oại máy điện một chiều.
4. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều.
§8.7. BÀI TẬP CHƯƠNG 8
Bài 8.1: Một máy phát điện một chiều kích từ song song Pđm = 10KW, Uđm = 230V, Rư = 0,05;
Rkt = 57,5. Tính suất điện động phần ứng Eư.
Lời giải:
P
Iđm = dm = 43,48A.
U dm
U
Ikt = dm = 4A.
Rkt
Iu = Idm + Ikt = 47,48A.
Eu = U +IưRư = 232,37V.
Bài 8.2: Máy phát điện một chiều kích từ song song có Pđm = 7,5KW, Uđm = 220V, điện trở mạch
phần ứng Rư = 0,1, tốc độ n = 850 vòng/phút, điện trở mạch kích từ Rkt = 220. Cho máy làm
168
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
Chương 8. Máy điện một chiều
việc ở chế độ động cơ điện kích từ song song với U = 220V, dòng điện phần ứng và dòng điện
kích từ như ở chế độ máy phát. Tính tốc độ quay ở chế độ động cơ.
Lời giải:
P
Iđm = dm = 34A.
U dm
U
Ikt = dm = 1A.
Rkt
* Ở chế độ máy phát
Iưmf = Iđm + Ikt = 35A.
Eưmf = U + Iư Rư = 223,5V.
* Ở chế độ động cơ
Iưđc = Iđm – Ikt = 33A.
Eưđc = U –Iư Rư = 216,7V.
Eumf
E udc * n mf
E
*
Suy ra
nđc =
= 824,14 v/p
udc
ndmmf
Eumf
n dmdc
Bài 8.3: Máy phát điện 1 chiều kích từ song song: Pđm = 50KW, Uđm = 110V, Rư = 0,01, n =
1440 vòng/phút, Rkt = 11.
Cho làm việc ở chế độ động cơ kích từ song song với U = 110V, dòng điện phần ứng và kích từ
như ở chế độ máy phát. Tính tốc độ động cơ.
Lời giải:
* Chế độ máy phát
P
Iđm = dm = 454,5A.
U dm
U
Ikt = dm = 10A.
Rkt
Iưmf = Iđm + Ikt = 464,5A
Eưmf = U + Iư Rư = 114,645V
* Chế độ động cơ
Iưđc = Iưmf = 464,5A.
Iktđc = Iktmf = 10A
Eưđc = U –Iư Rư = 105,355V.
E udc * n mf
E udc
n
= 1323 v/p
dc Suy ra nđc =
E umf
nmf
Eumf
Bài 8.4: Một máy phát điện kích từ song song có Pđm = 10 KW; Uđm = 250V; Rư = 0,1; Rkt =
250; nđm = 800vòng/ phút. Người ta sử dụng máy phát này làm động cơ đấu vào nguồn có Uđm
= 250V, cho động cơ làm việc với I bằng I ở chế độ máy phát.
a.Tính tốc độ động cơ.
b.Tính mômen điện từ động cơ.
Lời giải
P
Iđm = dm = 40A.
U dm
169
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
Chương 8. Máy điện một chiều
U dm
= 1A.
Rkt
* Chế độ máy phát
Iưmf = Iđm + Ikt = 41A.
Eưmf = U +Iư Rư = 254,1V.
* Chế độ động cơ
Iưđc = Iđm – Ikt = 39A.
Eưđc = U –Iư Rư = 246,1V.
Eumf
E udc * n mf
E
*
Suy ra nđc =
= 774,8 v/p
udc
ndmmf
Eumf
n dmdc
Ikt =
* Pđt = Eưđc* Iưđc = 9597,9W
P
* Mđm = 9,55 dm = 118,3Nm.
n
Bài 8.5: Một động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp có Pđm = 20KW, Uđm = 230V, Rư = 0,04,
Rktnt = 0,01, Rktss = 71,8, nđm = 1150 vòng/phút. Tính sức điện động trong dây quấn phần ứng
Eư và momen định mức Mđm.
Lời giải
P
Iđm = dm = 86,96A.
U dm
U
Iktss = dm = 3,2A.
Rkt
Iư = Iđm – Iktss = 83,76A.
Eư = Uđm –Iư (Rktnt + Rư) = 221,6V.
P
Mđm = 9,55 dm = 166,1Nm.
n
Bài 8.6: Một động cơ điện một chiều kích từ song song điện áp định mức Uđm = 220V; dòng điện
định mức Iđm = 502A; dòng điện kích từ song song Ikt = 4,3A , điện trở phần ứng Rư =
0,011. Người ta sử dụng động cơ trên ở chế độ máy phát với dòng điện I ư , Ikt, và tốc độ n
như ở chế độ động cơ điện. Xác định công suất điện P máy phát ra và điện áp U của máy
phát.
Đáp số:
P = 103,12kW;
U = 209 V
Bài 8.7: Một động cơ một chiều kích từ song song có Pđm =5,5kw; Uđm =110V; Iđm =58A; nđm
=1450v/p; Rư =0,15; Rkt =137; 2Utx = 2V. Hãy xác định sức điện động phần ứng, dòng điện
phần ứng và mô men điện từ.
Đáp số:
Iư = 93,35 A; Eư = 204,13 V; Mđm = 179,54 N.m
Bài 8.8: Một động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp, điện trở phần ứng Rư = 0,06; Rktss=125;
Rktnt=0,04. Khi làm việc với điện áp U=250V, dòng điện I=200A. Mômen đện từ Mđt =
696Nm.
1) Tính công suất điện động cơ tiêu thụ.
2) Tính tốc độ động cơ n.
Đáp số:
P = 50kW;
nđc = 625,7 v/p
170
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
Chương 8. Máy điện một chiều
Bài 8.9: Một máy phát điện kích từ song song có các số liệu sau : Iđm =28,5A; Uđm =230V, dòng
điện kích từ định mức Iđm = 0,5A , tốc độ định mức, n =1000 v/ph, điện trở mạch phần ứng Rư =
0,7 . Tính sức điện động phần ứng lúc làm việc định mức. Tính điện trở mạch kích từ song
song. Tính dòng điện ngắn mạch khi ngắn mạch đầu cực máy phát, cho biết từ thông dư bằng 7%
từ thông khi làm việc định mức.
Đáp số :
Eư = 250,3 V; Rktss = 460; Inm = 25,03 A
171
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
[1] ĐẶNG VĂN ĐÀO- LÊ VĂN DOANH, Kỹ Thuật Điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
–Hà Nội- 2005
[2] DAVID E. JOHNSON - JOHNNY R. JOHNSON - JOHN L. HILBURN, Electric Circuit
Analysis, Prentice Hall, 1989.
[3] DAVID IRWIN J., Basic Engineering Circuit Analysis, Prentice Hall, 1996.
[4] JOHN WILEY & SONS, Inc., Electric Engineering Circuits, 1963.
[5] NGUYỄN TRỌNG THẮNG, Giáo trình máy điện 1, 2, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM, năm 2007.
[6] SANDER K.F., Electric Circuit Analysis, Addison Wesley, 1992.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
