TRNG CAO NG NGH
K THUT CễNG NGH .T.Q
KHOA IN - IN T

CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Tuyên Quang, ngày tháng 03 năm 2012

P N CU HI V BAREM CHM IM
MễN: MY IN
LP: C K1B
1:
Cõu 1: Anh (ch) hóy cho trỡnh by nguyờn lý lm vic ca mỏy in mt
chiu?(3 im)
ỏp ỏn:
Nguyờn lý lm vic
(1
Xột 1 mỏy phỏt in 1 chiu n gin nht gm phn tnh l mt im)
nam chõm vnh cu N-S, phn quay l 1 khung dõy abcd t c nh trờn
lừi thộp hỡnh tr. Hai u ca khung dõy c ni ti 2 vnh bỏn khuyờn
v dựng 2 chi in A v B a in ra ngoi.

Nguyờn lý lm vic ca mỏy phỏt 1 chiu
(1
Nguyờn lý lm vờc nh sau: Khi dựng 1 momen ngoi vi vn tc im)
n quay u khung dõy abcd t thụng qua khung dõy bin thiờn theo nh
lut Lenx trong khung dõy xut hin s.. cm ng. Chiu ca s.. cm
ng c xỏc nh bng quy tc bn tay phi v c ch nh hỡnh v
(chiu trờn ab l t a b) trờn cd l t c d chi in A (+) chi in
B (-) dũng in mch ngoi i t A B.
Nu quay khung dõy i na vũng (hỡnh 3.6) tc l v trớ ab i ch (0.5

cho cd thỡ chiu sc in ng trờn ab v cd u i ngc li (trờn ab l im)
b a trờn cd l t d c) vỡ chi in t c nh trờn v mỏy nờn chi
A luụn tip xỳc vi vnh bỏn khuyờn ni vi dõy dn nm trờn cc S,
chi B luụn tip xỳc vi dõy dn nm di cc N. Vỡ võ lỳc ny A vn


(+) và B vẫn (-).
Dòng điện qua bóng đèn vẫn đi từ A → B. Vậy sức điện động trong (0.5
khung dây abcd là sức điện động xoay chiều nhưng nhờ có vành đổi điểm)
chiều và chổi điện s.đ.đ xoay chiều đã được chỉnh lưu thành s.đ.đ 1 chiều
đưa ra ngoài nếu mạch ngoài kín ta có dòng điện 1 chiều.

Câu 2: Anh (chị) hãy trình bày khái niệm về điều chỉnh tốc độ động cơ và
phương pháp thay đổi số đôi cực?(3 điểm)
Đáp án:
Trong quá trình làm việc, nhiều máy công tác yêu cầu phải điều (0.5
chỉnh tốc độ tuỳ theo yêu cầu sản xuất. Ví dụ tốc độ máy tiện phải thay điểm)
đổi tuỳ theo vật liệu phôi và yêu cầu gia công tốc độ tàu điện phải thay
đổi tuỳ theo quãng đường…
Do đó động cơ truyền động cần phải thay đổi tốc độ.
Tốc độ động cơ điện không đồng bộ được xác định theo biểu thức:
n = n 1 (1 − S) =

60f
(1 − S)
P

Do đó muốn động cơ tốc độ ta có thể thay đổi f hoặc P, S. Việc (0.5
thay đổi f sẽ khó khăn vì nhiều máy cùng chung 1 nguồn điện nên phải điểm)
có máy biến đổi tần số riêng.

Trong thực tế việc thay đổi n được thực hiện bằng cách thay đổi P
hoặc thay đổi S.
Mặt khác tốc độ động cơ phụ thuộc vào điện trở rôto và điện áp
nguồn điện đặt vào nên ta có thể thay tốc độ bằng cách thay đổi điện áp
đặt vào động cơ.
Phương pháp thay đổi số đôi cực
(0.5
Phương pháp này chỉ thích hợp cho động cơ rôto lồng sóc. Đối với điểm)
động cơ rôto ruột quấn ta phải đổi cả rôto và stato đối với rôto việc thay
đổi cực máy khi đang làm việc rất khó khăn còn đổi với rôto lồng sóc ta
chỉ việc thay đổi số cực stato là đủ.
Sơ đồ đổi nối số đôi cực được minh hoạ trên hình vẽ
(0.5
Khi đấu nối tiếp hai nhóm bối của 1 pha, số cực 2p = 4 . ngược lại điểm)
khi đấu song song 2 nhóm bối 2p = 2. Như vậy khi chuyển đấu số cực đã


đi từ 2 lần nên ta thấy tốc độ cơ tăng lên xấp xỉ 2 lần. Đối với dây quấn 3
pha người ta thực hiện cách đổi nối tam giác- sao kép kí hiệu (Δ/YY).
Khi gạt cầu dao đổi nối về phía trái, các tiếp điểm 3,6,9 tiếp dây
quấn thành hình ∆, cuộn dây mỗi pha đấu nối tiếp nên 2p = 4. Khi gạt
cầu dao đổi nối về phía phải các tiếp điểm 1-2; 4-5; 7-8; 10-11 tiếp dây
quấn đấu thành sao kép cuộn dây mỗi pha đấu song song nên 2p= 2.
Như vậy khi đấu sao kép tốc độ rôto tăng gấp đôi.
(1
điểm)

A

CD

CC

CD
®æi nèi

C

A

1

B

2
3
4

o1

o2

o1

o2

5

C

6

7

A

B

o3

C B

8
9
10
11
12

o3

Cõu 23: Anh (chị) hóy Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều 3 pha
có Z1 = 36; 2p = 2 kiểu đồng tâm bổ đôi?(4 điểm)
Đáp án
Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều 3 pha có Z 1 = 36; ( 1 điểm)
2p = 2 kiểu đồng tâm bổ đôi.
Giải:
- Tính nhóm cực pha: q =

Z1
2 pm

=


36
3.2

= 6 → q' =

- Tính bước quấn: y1 = 2q + 2 = 2.6 + 2 = 14
y2 = y1 + 2 = 16
y3 = y2 + 2 = 18

q
2

=

6
2

=3


- Tính Zđ = 3q + 1 = 3.6 + 1 = 19
- Tính khoảng cách giữa các pha: A/B/C = 2q + 1 = 13

- Vẽ sơ đồ trải: ( 3 điểm)
τ/3

τ

2τ/3


1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6

A

ĐỀ 2:

Z

B

X

C

Y


Câu 1: Anh (chị) trình bày nguyên lý hoạt động của máy biến áp?(3 điểm)
Đáp án:
*Nguyên lý làm việc của máy biến áp
(0.5điểm
Máy biến áp được chế tạo theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Một )
máy biến áp đơn giản nhất gồm có 1 lõi sắt khép kín và 2 cụôn dây có
số vòng khác nhau quấn trên lõi sắt đó

φ

i1
u1


W
1

W2

i2
u2

Zt

Cuộn dây đấu vào nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp,
cuộn dây đấu với phụ tải gọi là cuộn thứ cấp. Các cuộn dây này đều
được quấn bằng dây dẫn có bọc cách điện. Khi đấu cuộn sơ cấp vào
nguồn điện xoay chiều có điện áp u1 thì trong cuộn sơ cấp có dòng
điện i1 đi qua, dòng điện này sinh ra từ thông trong lõi sắt , phần lớn
từ thông đều xuyên qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp gọi là từ thông
chính ø, từ thông này sinh ra sức điện động cảm ứng trong cuộn sơ cấp
và thứ cấp. Sau khi đấu cuộn thứ cấp vào phụ tải thì do tác dụng của
Sđđ cảm ứng, trong cuộn dây sản sinh ra dòng điện. Do đó trong giữa
cuộn sơ cấp và thứ cấp không có liên hệ về mạch điện, nhưng nhờ có
từ thông chính trong lõi sắt đã truyền điện năng cho cuộn thứ cấp. Đó
là nguyên lý cơ bản của máy biến áp.

(1điểm)

Người ta chứng minh được rằng sức điện động trong cuộn sơ cấp E 1 (1điểm)
có biên độ tính theo công thức :
E1 = 4,44 f W1Φm
Trong đó: f là tần số của lưới điện

W1 là số vòng dây cuộn sơ cấp


Φm là từ thông cực đại khép kín trong lõi thép
Và sức điện động thứ cấp E2 có biên độ tính theo công thức:
E2 = 4,44 f W2 Φm
Tỷ số giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp gọi là tỷ số biến áp ký hiệu là
k
k=

U1 E1 W1
=
=
U 20 E 2 W2

(U20 là điện áp thứ cấp khi máy biến áp hở mạch)
- Nếu W1 < W2 thì k < 1 ta có máy biến áp tăng áp lúc đó U1 < U2
(0.5điểm
- Nếu W1 > W2 thì k > 1 ta có máy biến áp hạ áp lúc đó U1 > U2
)
Dựa vào tỷ số biến áp ta có thể tính được số vòng cuộn thứ cấp
khi đã biết số vòng cuộn sơ cấp hoặc ngược lại.

Câu 2: Anh (chị) hãy trình bày dặc điểm mở máy của động cơ không đồng
bộ?(3 điểm)
Đáp án:
Quá trình mở máy động cơ là quá trình kể từ lúc đóng điện vào (0.75điểm
động cơ khi rôto còn đứng yên, tới lúc động cơ đạt tốc độ làm việc n. )
Như biểu thức :


I mm =

U−E
đã chỉ rõ khi mới đứng yên dòng
RU

điện mở máy là dòng điện ngắn mạch có trị số rất lớn. Nếu lưới điện
không đủ công suất sẽ dẫn tới sụt áp quá lớn ảnh hưởng tới sự làm
việc của lưới và kéo dài quá trình mở máy do Mmm quá nhỏ.
Đặc tính mớ máy của động cơ được biểu thị bởi các chỉ tiêu sau :
1.
Bội số mớ máy Kmm = Imm/Iđm càng nhỏ càng tốt. Đối với động (0.75điểm
cơ lồng sóc mớ máy trực tiếp Kmm khá lớn, thường đạt từ 4 ÷ 7 tức là )
dòng điện mở máy gấp từ 4 ÷ 7 lần dòng điện định mức.
2.
Bội số mômen mở máy KM càng lớn thì động cơ mở máy càng (0.75điểm
khoẻ, thời gian mở máy càng nhanh, và cho phép mở máy các máy )
công tác có mômen cản ban đầu lớn. Động cơ rôto dây quấn có K M =
Kqt nên là loại động cơ mở máy khoẻ.
3.
Mômen gia tốc là hiệu mômen quá trình mở máy.
(0.75điểm
Mg = Mmm - Mco càng lớn thì động cơ được gia tốc càng mạnh. Quá )
trình mở máy càng nhanh. Nếu Mg ≤ 0 thì động cơ không thể mở máy


được.
Câu 3: Anh (chị) Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều 3 pha
có Z1 = 24; 2p = 4; a = 1, kiểu đồng tâm đơn ?(4 điểm)
Đáp án:

(1điểm)

Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều 3 pha
có Z1 = 24; 2p = 4; a = 1, kiểu đồng tâm đơn.
Giải:
- Tính nhóm cực pha: q =

Z1
24
=
=2
2pm 3.4

- Tính bước quấn:

y1 = 2q + 2 = 6
y 2 = y1 + 2 = 8
- Tính Zđ: Zđ = 3q + 1 = 6 + 1 = 7
- tính khoảng cách giữa các pha: A/B/C = 2q + 1 = 5
- Vẽ sơ đồ trải:( 3 điểm)

τ/2

τ

τ

τ

τ/2


1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4

A

ĐỀ 3

Z

B

C

X

Y


Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết Máy điện là gì? Phân loại máy điện trong nền
kinh tế quốc dân?(3 điểm)
Đáp án:
Máy điện là một hệ điện từ gồm mạch điện mạch từ liên quan với nhau. Máy
điện là thiết bị điện từ, nguyên lí làm việc dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ. Máy
điện gặp nhiều trong các ngành kinh tế như công nghiệp, giao thông vận tải…và
trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình.
* Phân loại:

(0.5
điểm)


(0.5
điểm)

Máy điện có nhiều loại khác nhau và có nhiều cách phân loại: theo công suất,
cấu tạo, theo chức năng, theo dòng điện (xoay chiều, 1 chiều) và nguyên lí làm việc
vv…
• Theo chức năng:

(0.5
điểm)

 Các lọai máy phát điện để biến cơ năng thành điện năng.
 Các lọai động cơ điện để biến điện năng thành cơ năng.
 Các lọai máy biến áp để truyền tải và phân phối điện năng.
• Theo cấu tạo và trạng thái làm việc có thể phân ra làm các lọai sau

(0.75
điểm)

 Máy điện đứng yên: Máy biến áp.
 Máy điện quay: Dựa vào lưới điện chia thành 2 loại nhỏ: máy điện xoay
chiều và máy điện một chiều. Máy điện xoay chiều có thể phân thành máy
điện đồng bộ, máy điện không đồng bộ và máy điện xoay chiều có vành góp.
Có thể mô tả bằng hình vẽ như sau:
(0.75
điểm)


Câu 2: Anh (chị) hãy trình bày cấu tạo của máy điện đồng bộ?(3 điểm)
Đáp án:

Máy điện đồng bộ gồm 3 bộ phận cấu tạo chính là phần cảm, phần ứng và hệ thống
kích từ.
Phần cảm để tạo ra từ thông chính Φ0 trong máy.
Thông thường phần cảm được đặt trên rôto, về cấu tạo phần cảm là 1 nam châm điện
hoặc 1 nam châm vĩnh cửu (máy nhỏ) và có dạng cấu tạo chính. Cực ẩn và cực lồi.
* Rôto cực lồi
Rôto cực lồi : gồm có cực từ chế tạo dưới dạng làm bằng thép kỹ thuật điện, trên
có quấn cuộn dây kích từ .Kiểu cấu tạo này cho phép chế tạo rôto nhiều cực tức máy
có tốc độ thấp. Do lắp nhiều cực nên đường kính rôto lớn và do đó chiều dài rôto
thường bé.

(0.5 điểm)

(0.5 điểm)

(0.75
điểm)

Hình : Rôto cực lồi

Hình :Cực từ của máy đồng bộ cực lồi
1. Lá thép cực từ; 2. Dây quấn kích từ; 3. đuôi cực từ; 4. Nêm; 5. Lõi thép rôto
(0.75 điểm)
* Rôto cực ẩn
Đối với các máy tốc độ cao, số cực ít (thường 2p=2 hoặc 2p=4) để
tăng cường khả năng bền chắc chịu lực ly tâm đồng thời để tận dụng lõi
thép rôto. Người ta chế tạo rôto cực ẩn (hình a). Nó gồm lõi thép hình trụ
(hình b) trên mặt phay rãnh và đặt cuộn dây kích từ, đường kính rôto bé và
chiều dài lớn. Cuộn dây rôto đưa tới 2 vòng tiếp xúc ở gần cổ trục. Từ đây
có 2 chổi than áp vào đấu vào nguồn điện kích từ.



a)

b)

Hình :Rôto cực ẩn
Rôto cực ẩn thường dùng cho máy phát điện tua bin hơn, tốc độ thường
dùng là 3000 vòng/phút nên rôto có 2 cực. Ngược lại máy phát tua bia
nước co tốc độ thấp số cực đạt tới hàng chục nên dùng loại rôto cực lồi.
- Phần ứng máy điện đồng bộ thường đặt ở stato nó gồm có lõi thép phần
ứng là lá thép kỹ thuật điện dập định hình rồi ghép lại. Trên mặt phay rãnh
đặt dây quấn 3 pha, tương tự như máy điện không đồng bộ.
- Dây quấn stato là dây quấn xoay chiều
Đối với 1 số máy điện nhỏ, chuyên dùng người ta đặt phần cảm ở
stato, phần ứng ở rôto.
- Hệ thống kích từ làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện 1 chiều cho phần
cảm để luyện từ. Hệ thống này chỉ cần thiết cho loại máy có phần cảm là
nam châm điện.
Phần lớn các máy điện đồng bộ có công suất lớn, nguồn kích từ là máy
phát điện 1 chiều gọi là máy kích từ, lắp trên cùng 1 trục với máy điện
đồng bộ.
Hiện nay người ta còn có xu hướng thay hệ thống kích từ bằng hệ
thống nắn điện, bằng đèn có khí hay đèn bán dẫn mắc vào stato máy điện
đồng bộ, nhận điện áp xoay chiều ở stato nắn thành một chiều cấp cho
phần cảm.
Trong hệ thống kích từ còn có biến trở điều chỉnh kích từ và các thiết
bị tự động điều chỉnh.

(0.25 điểm)


(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

Câu 3: Anh (chị) hãy VÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y stato ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha
cã Z1 = 36; 2p = 2 kiÓu ®ång t©m bæ ®«i? (4 điểm)
Đáp án:
VÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y stato ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha cã Z 1 = 36; 2p = 2 kiÓu
®ång t©m bæ ®«i.
Gi¶i:
- TÝnh nhãm cùc pha: q =

Z1
2 pm

=

36
3.2

= 6 → q' =


- TÝnh bíc quÊn: y1 = 2q + 2 = 2.6 + 2 = 14
y2 = y1 + 2 = 16

q
2

=

6
2

=3

(1 điểm)


y3 = y2 + 2 = 18
- TÝnh Z® = 3q + 1 = 3.6 + 1 = 19
- TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c pha: A/B/C = 2q + 1 = 13
- VÏ s¬ ®å tr¶i:

τ/3

τ

2τ/3

(3 điểm)


1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6

A

Z

B

X

C

Y

ĐỀ 4
Câu 1: Anh (chị) hãy trình bày định luật cảm ứng điện từ dùng trong máy
điện?(3 điểm)
Đáp án:
*Trường hợp từ thông Φ biến thiên xuyên qua dòng dây(định luật
Lenxơ):
Giả sử ta có vòng dây, từ thông đi qua diện tích vòng dây là Φ. Qui
ước chiều dương cho vòng dây như sau: Vặn cái vặn nút chai theo chiều
tiến của từ thông thì chiều xoay của cái vặn nút chai sẽ là chiều dương của
vòng. Khi từ thông Φ biến thiên xuyên qua dòng dây dẫn, trong vòng dây
sẽ cảm ứng sức điện động.
Nếu chiều suất điện động cảm ứng phù hợp với chiều đã chọn, sẽ có
giá trị dương và ngược lại sẽ có giá trị âm.
Cho một thanh nam châm lại gần và dịch xa vòng dây để làm thay đổi
từ thông qua vòng sẽ làm xuất hiện sức điện động cảm ứng trong vòng
dây.

Nếu từ thông biến thiên càng nhanh thì s.đ.đ càng lớn. Như vậy s.đ.đ
cảm ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông.
Nếu trong thời gian dt, từ thông qua vòng biến thiên một lượng là dΦ

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)


thì trị số sức điện động cảm ứng trong một vòng dây đựơc viết theo công
thức Maxwell như sau:
(0.5 điểm)

e = - dΦ/dt
Nếu cuộn dây có w vòng, sđđ cảm ứng của cuộn dây sẽ là:
e= −

w.dΦ
dψ
=−
dt
dt

Trong đó: Ψ =w.Φ là từ thông móc vòng của cuộn dây. Đơn vị

Webe (Wb).
* Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường:
Một thanh dẫn có chiều dài l, chuyển động với vận tốc v vuông góc với
đường sức của từ trường (thường gặp trong máy phát điện), trong thanh
dẫn sẽ cảm ứng sđđ e ở trong một từ trường đứng yên có từ cảm B.
e = B.v.l

(0.5 điểm)

(1.4)
(0.25 điểm)

Hình : Qui tắc bàn tay phải

Trong đó:
B: là cảm ứng từ tính bằng T (tesla).
l: chiều dài của thanh dẫn nằm trong từ trường, đo bằng mét (m).
v: vận tốc thanh dẫn đo bằng m/s.
Chiều của s.đ.đ cảm ứng được xác định theo qui tắc bàn tay phải: Cho các
đường sức từ đâm vào lòng bàn tay phải, chiều ngón tay cái choải ra chỉ
chiều chuyển động của thanh dẫn thì chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ
chiều sức điện động

(0.5 điểm)

Câu 2: Anh (chị) hãy cho trình bày nguyên lý làm việc của máy điện một
chiều?(3 điểm)
Đáp án:
Nguyên lý làm việc
Xét 1 máy phát điện 1 chiều đơn giản nhất gồm phần tĩnh là một nam

châm vĩnh cửu N-S, phần quay là 1 khung dây abcd đặt cố định trên lõi
thép hình trụ. Hai đầu của khung dây được nối tới 2 vành bán khuyên và

(0.5 điểm)


dùng 2 chổi điện A và B để đưa điện ra ngoài.
(0.5 điểm)

Nguyên lý làm việc của máy phát 1 chiều
Nguyên lý làm vịêc như sau: Khi dùng 1 momen ngoài với vận tốc n
quay đều khung dây abcd từ thông qua khung dây biến thiên theo định luật
Lenxơ trong khung dây xuất hiện s.đ.đ cảm ứng.
Chiều của s.đ.đ cảm ứng đựơc xác định bằng quy tắc bàn tay phải và được
chỉ như hình vẽ (chiều trên ab là từ a → b) trên cd là từ c → d chổi điện A
(+) chổi điện B (-) dòng điện mạch ngoài đi từ A → B.
Nếu quay khung dây đi nửa vòng (hình 3.6) tức là vị trí ab đổi chỗ
cho cd thì chiều sức điện động trên ab và cd đều đổi ngược lại (trên ab là b
→ a trên cd là từ d → c) vì chổi điện đặt cố định trên vỏ máy nên chổi A
luôn tiếp xúc với vành bán khuyên nối với dây dẫn nằm trên cực S, chổi B
luôn tiếp xúc với dây dẫn nằm dưới cực N. Vì vâỵ lúc này A vẫn (+) và B
vẫn (-).
Dòng điện qua bóng đèn vẫn đi từ A → B. Vậy sức điện động trong
khung dây abcd là sức điện động xoay chiều nhưng nhờ có vành đổi chiều
và chổi điện s.đ.đ xoay chiều đã được chỉnh lưu thành s.đ.đ 1 chiều đưa ra
ngoài nếu mạch ngoài kín ta có dòng điện 1 chiều.

(0.5 điểm)

(0.5 điểm)


(0.5 điểm)

(0.5 điểm)

Câu 3: Anh (chị) hãy vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có Z 1 = 24;
2p = 4; a = 1, y = 0,8τ , quấn kiểu xếp kép.

Đáp án
Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ ba pha có Z1 = 24; 2p = 4; a = 1,
y = 0,8τ , quấn kiểu xếp kép.
Giải:

(1 điểm)


- Tính nhóm cực pha: q =

Z1
24
=
=2
2pm 3.4

- Tính bước quấn: y1 = 0,8.τ = 0,8

24
= 4,8 . Chọn y = 5 K/C (1đến 6)
4


- Tính Zđ = 3q +1 = 3.2 + 1 = 7
- Tính khoảng cách giữa các pha: A/B/C = 2q + 1 = 5
(3 điểm)

- Vẽ sơ đồ trải:

τ/2

τ

1 2 3

Z

A

4 5 6

B

τ

7 8

9

0 1

2 3


τ/2

τ

4 5 6

C

7 8

9

X

0 1

2 3

4

Y

ĐỀ 5
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết nguyên nhân gây phát nóng máy điện và biện
pháp khắc phục (3 điểm)
Đáp án:
*Nguyên nhân gây phát nóng máy điên:

(0.5 điểm)



Các máy
Hình Hệ thống gió trục
điện đều có
của máy điện 1 chiều
cấu trúc phức
tạp
gồm
nhiều
bộ
phận
hình
dạng
khác
nhau và làm
lạnh bằng các
vật liệu có độ
dẫn
nhiệt
Hình : Hệ thống gió ngang trục
của máy điện 1 chiều
không giống
nhau.
Khi
máy làm việc, nhiệt độ của lõi thép, dây quấn không bằng nhau do có sự
trao đổi nhiệt giữa các bộ phận. Hơn nữa nhiệt độ của chất làm lạnh ở mỗi
khu vực trong máy cũng không giống nhau.
* Biện pháp khắc phục là làm lạnh máy điện:

(0.25 điểm)


- Máy điện làm lạnh tự nhiên: không có bộ phận thổi gió làm lạnh,
nên công suất giới hạn trong khoảng (vài chục ÷ vài trăm) W nên có cách
tản nhiệt để tăng thêm bề mặt tản nhiệt.
- Máy điện làm lạnh trong: có quạt gió đặt đầu trục thổi vào trong

(0.25 điểm)

máy. Đối với máy công suất nhỏ, chiều dài nhỏ hơn 200 ÷ 250 mm, gió
chỉ thổi dọc trục theo khe
hở giữa stato và Rôto và theo các rãnh thông gió dọc trục ở lõi thép
Stato và Rôto .
Khi công suất máy lớn, chiều dài của máy tăng thì nhiệt độ dọc chiều
dài của máy sẽ không đều. Vì vậy phải tạo rãnh thông gió ngang trục.
Lõi thép chia thành từng đoạn dài khoảng 4 cm và khe hở giữa các
đoạn khoảng 1 cm. Gió sẽ đi vào hai đầu rồI theo các rãnh ngang trục và
thoát ra ở giữa thân máy để rồi lai trở về hai đầu
- Máy điện tự làm lạnh mặt ngoài: máy thuộc kiểu kín. Ở đầu trục
bên ngoài máy có gắn quạt gió và nắp quạt gió để hướng thổi dọc mặt
ngoài của thân máy.
Để tăng diện tích của bề mặt máy lạnh thân máy được đúc có cánh tản
nhiệt, có đặt quạt gió để tăng tốc độ gió trong máy, do đó tăng thêm sự

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)



trao đổi nhiệt giữa vỏ và lõi.
- Máy nhiệt làm lạnh độc lập: Ở các máy lớn, quạt thường được đặt
riêng ở ngoài để hút gió đưa nhiệt lượng trong máy ra ngoài. Để tránh hút
bụi vào máy có thể dùng hệ thống làm lạnh riêng.
Trong trường hợp đó, không khí hoặc khí làm lạnh sau khi ở máy ra
được đưa qua bộ phận làm lạnh rồi lại được đưa vào máy theo chu trình
kín như trình bày trên
- Máy điện làm lạnh trực tiếp: Khi công suất của máy điện lớn,
khoảng 300 ÷ 500 ngàn kW thì hệ làm lạnh kín bằng khí hyđrô vẫn không
đủ hiệu lực.
Đối với các máy điện đó, dây quấn được chế tạo bằng các thanh dẫn
rỗng trong có nước hoặc dầu chạy qua để được làm lạnh trực tiếp.
Như vậy nhiệt lượng của dây quấn không phải truyền qua chất cách
điện mà được nước hoặc dầu trực tiếp đem ra ngoài do đó có thể tăng mật
độ dòng điện trong thanh dẫn lên 3 đến 4 lần và giảm kích thước máy, tiết
kiệm vật liệu chế tạo.

(0.15 điểm)

(0.1 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

(0.25 điểm)

Câu 2: Anh (chị) trình bày nguyên lý hoạt động của máy biến áp?(3 điểm)

Đáp án:
*Nguyên lý làm việc của máy biến áp
Máy biến áp được chế tạo theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Một máy
biến áp đơn giản nhất gồm có 1 lõi sắt khép kín và 2 cụôn dây có số vòng
khác nhau quấn trên lõi sắt đó

(0.25 điểm)

φ

i1
u1

i2
W1

W2

u2

Zt
Cuộn dây đấu vào nguồn điện xoay chiều gọi là cuộn sơ cấp, cuộn

(0.25 điểm)


dây đấu với phụ tải gọi là cuộn thứ cấp. Các cuộn dây này đều được quấn
bằng dây dẫn có bọc cách điện.
Khi đấu cuộn sơ cấp vào nguồn điện xoay chiều có điện áp u1 thì
trong cuộn sơ cấp có dòng điện i1 đi qua, dòng điện này sinh ra từ thông

trong lõi sắt , phần lớn từ thông đều xuyên qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ
cấp gọi là từ thông chính ø, từ thông này sinh ra sức điện động cảm ứng
trong cuộn sơ cấp và thứ cấp.
Sau khi đấu cuộn thứ cấp vào phụ tải thì do tác dụng của Sđđ cảm
ứng, trong cuộn dây sản sinh ra dòng điện. Do đó trong giữa cuộn sơ cấp
và thứ cấp không có liên hệ về mạch điện, nhưng nhờ có từ thông chính
trong lõi sắt đã truyền điện năng cho cuộn thứ cấp. Đó là nguyên lý cơ bản
của máy biến áp.
Người ta chứng minh được rằng sức điện động trong cuộn sơ cấp E 1 có
biên độ tính theo công thức :
E1 = 4,44 f W1Φm
Trong đó: f là tần số của lưới điện
W1 là số vòng dây cuộn sơ cấp
Φm là từ thông cực đại khép kín trong lõi thép
Và sức điện động thứ cấp E2 có biên độ tính theo công thức:
E2 = 4,44 f W2 Φm
Tỷ số giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp gọi là tỷ số biến áp ký hiệu là k
k=

(0.5 điểm)

(0.5 điểm)

(0.5 điểm)

(0.5 điểm)

U1 E1 W1
=
=

U 20 E 2 W2

(U20 là điện áp thứ cấp khi máy biến áp hở mạch)
- Nếu W1 < W2 thì k < 1 ta có máy biến áp tăng áp lúc đó U1 < U2
- Nếu W1 > W2 thì k > 1 ta có máy biến áp hạ áp lúc đó U1 > U2
Dựa vào tỷ số biến áp ta có thể tính được số vòng cuộn thứ cấp khi
đã biết số vòng cuộn sơ cấp hoặc ngược lại.

(0.5 điểm)

Câu 3: Anh (chị) Vẽ sơ đồ trải bộ dây stato động cơ xoay chiều ba pha có
Z1 = 24; 2p = 4; a = 1 kiểu xếp đơn (4điểm)
Đáp án:
- Tính nhóm cực pha: q =
- Tính bước quấn:
- Tính Zđ:

Z1
24
=
=2
2p.m 3.4

y1 = τ =

Z 1 24
=
= 6 K/C (1ữ 7)
2p
4


Zđ = 3q = 3.2 = 6 (trường hợp q lẻ: Zđ = 3q – 1)

(1 điểm)


- Tính khoảng cách giữa các pha: A/B/C = 2q + 1 = 5
- Vẽ sơ đồ trải:
(3 điểm)

τ/2

τ

τ

τ

τ/ 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4

A

Z B

C

X


Y