Thành viên:Ptduc268/Máy điện (1)

An electrical machine is the apparatus that converts energy in three categories: generators which convert mechanical energy to electrical energy, motors which convert electrical energy to mechanical energy, and transformers which changes the voltage level of an alternating current.

Máy điện được hiểu đơn giản là bộ máy chuyển đổi năng lượng và nó được phân làm ba loại: máy phát điện chuyển cơ năng thành điện năng, động cơ điện chuyển đổi điện năng thành cơ năng, và máy biến áp cấp điện áp một chiều.

Generator (Máy phát điện)

Electric generator.

An electric generator is a device that converts mechanical energy to electrical energy. A generator forces electrons to flow through an external electrical circuit. It is somewhat analogous to a water pump, which creates a flow of water but does not create the water inside. The source of mechanical energy, the prime mover, may be a reciprocating or turbine steam engine, water falling through a turbine or waterwheel, an internal combustion engine, a wind turbine, a hand crank, compressed air or any other source of mechanical energy.

Máy phát điện là một thiết bị có khả năng chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng. Máy phát điện buộc các electron chảy qua một mạch điện bên ngoài. Ví dụ như một máy bơm nước tạo ra một dòng chảy của nước, nhưng không tạo ra nước bên trong máy. Tương tự như thế các nguồn năng lượng cơ khí, động lực, có thể là một hoạt động qua lại của tua bin động cơ hơi nước, nước sẽ đổ qua một tua-bin hoặc bánh xe nước, động cơ đốt trong, tua bin gió, tay quay, khí nén hoặc bất kỳ nguồn nào của cơ năng đều có thể rạo ra điện năng.

The two main parts of an electrical machine can be described in either mechanical or electrical terms. In mechanical terms, the rotor is the rotating part, and the stator is the stationary part of an electrical machine. In electrical terms, the armature is the power-producing component and the field is the magnetic field component of an electrical machine. The armature can be on either the rotor or the stator. The magnetic field can be provided by either electromagnets or permanent magnets mounted on either the rotor or the stator. Generators are classified into two types, AC generators and DC generators.

Máy điện chia làm hai bộ phận chính .

*Xét về cơ khí ta chia máy điện ra 2 bộ phận stator và roto .Thường thì rôto là phần quay, và stator là phần tĩnh của một máy điện.

*Xét về lĩnh vực điện ta lại chia máy điện ra làm 2 phần là phần ứng và phần cảm, Phần ứng là bộ phận tạo ra suất điện động cảm ứng (là khung dây hoặc các cuộn dây), Phần cảm là bộ phận tạo ra từ trường (là nam châm)

Máy phát điện được phân thành hai loại, máy phát điện 1 chiều và máy phát điện xoay chiều

AC generator - Máy Phát Điện xoay chiều

An AC generator converts mechanical energy into alternating current electricity. Because power transferred into the field circuit is much less than power transferred into the armature circuit, AC generators nearly always have the field winding on the rotor and the armature winding on the stator.

Một máy phát điện xoay chiều chuyển đổi các dạng năng lượng cơ học thành dòng điện xoay chiều. Bởi vì năng lượng chuyển vào mạch phần từ trường (phần cảm ) là ít hơn nhiều so với năng lượng chuyển vào mạch phần ứng, do đó máy phát điện Xoay chiều gần như luôn luôn có từ trường cuộn dây trên rotor và suất điện động cảm ứng trên stator.

AC generators are classified into several types.

Máy phát điện AC được phân loại thành nhiều loại.

• In an induction generator, the stator magnetic flux induces currents in the rotor. The prime mover then drives the rotor above the synchronous speed, causing the opposing rotor flux to cut the stator coils producing active current in the stator coils, thus sending power back to the electrical grid. An induction generator draws reactive power from the connected system and so cannot be an isolated source of power.
• In a Synchronous generator (alternator), the current for the magnetic field is provided by a separate DC current source.
• Trong một máy phát điện cảm ứng, từ thông trong stator gây ra dòng điện trong rôto. Những tác động đó sẽ khiến cho tốc độ trên các cánh quạt trở nên đồng bộ, gây ra các thông lượng đối lập trên cánh quạt để cắt các hoạt động trong cuộn dây stator đang hoạt động trong các cuộn dây stato, do đó dẫn đến việc gửi điện 'trở lại' vào lưới điện. Một máy phát điện cảm ứng rút ra công suất phản kháng từ các hệ thống kết nối do đó không thể là một nguồn riêng biệt của năng lượng.
• Trong một máy phát điện đồng bộ (alternator) hiện nay, Các nguồn điện xoay chiều riêng biệt luôn cung cấp từ trường cho máy
  

DC generator - Máy Phát Điện 1 chiều

A DC generator produces direct current electrical energy from mechanical energy. A DC generator can operate at any speed within mechanical limits and always output a direct current waveform. Direct current generators known as dynamos work on exactly the same principles as alternators, but have a commutator on the rotating shaft which convert the alternating current produced by the armature to direct current.

Một máy phát điện DC sản xuất năng lượng điện dòng một chiều từ cơ năng. Máy phát điện 1 chiều có thể hoạt động ở bất kỳ tốc độ trong giới hạn về mặt cơ khí và luôn luôn xuất hiện một dạng sóng trực tiếp. Máy phát điện một chiều được gọi là máy phát điện làm việc trên chính xác nguyên tắc tương tự như máy giao điện, nhưng có một bộ chuyển mạch trên các trục quay đó chuyển đổi dòng xoay chiều được tạo ra bởi phần ứng để trực tiếp hiện.

Motor- Động cơ điện

Electric motor.

An electric motor converts electrical energy into mechanical energy. The reverse process of electrical generators, most electric motors operate through interacting magnetic fields and current-carrying conductors to generate rotational force. Motors and generators have many similarities and many types of electric motors can be run as generators, and vice versa.

Electric motors are found in applications as diverse as industrial fans, blowers and pumps, machine tools, household appliances, power tools, and disk drives. They may be powered by direct current or by alternating current which leads to the two main classifications: AC motors and DC motors.

Động cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Đây được xem là quá trình ngược lại của máy phát điện, hầu hết động cơ điện hoạt động thông qua tương tác từ trường và dây dẫn hiện hành ghi sổ để tạo ra lực quay. Động cơ và máy phát điện có nhiều điểm tương đồng do đó cũng có nhiều loại động cơ điện có thể được chạy như máy phát điện, và ngược lại. Động cơ điện được tìm thấy trong các ứng dụng đa dạng như quạt công nghiệp, quạt và máy bơm, máy công cụ, đồ dùng gia đình, dụng cụ điện, và ổ đĩa. Chúng có thể được cung cấp bởi dòng điện một chiều hoặc xoay chiều dẫn đến hai loại chính: Động cơ xoay chiều và động cơ 1 chiều ..

AC motor - Động cơ xoay chiều

An AC motor converts alternating current into mechanical energy. It commonly consists of two basic parts, an outside stationary stator having coils supplied with alternating current to produce a rotating magnetic field, and an inside rotor attached to the output shaft that is given a torque by the rotating field.

The two main types of AC motors are distinguished by the type of rotor used.

Động cơ xoay chiều chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành cơ năng. Nó thường bao gồm hai phần cơ bản, một stator nằm tĩnh bên ngoài có 'cuộn dây' cung cấp với dòng điện xoay chiều để tạo ra một từ trường quay, và một cánh quạt bên trong gắn vào trục đầu ra được đưa ra một mô-men xoắn của các trường quay. Hai loại chính của động cơ AC được phân biệt bởi các loại cánh quạt được sử dụng.

• Induction (asynchronous) motor, the rotor magnetic field is created by an induced current. The rotor must turn slightly slower (or faster) than the stator magnetic field to provide the induced current. There are three types of induction motor rotors, which are squirrel-cage rotor, wound rotor and solid core rotor.
• Động cơ cảm ứng (động cơ không đồng bộ) , từ trường rotor được tạo ra bởi một dòng điện cảm ứng. Rotor phải quay chậm hơn một chút (hoặc nhanh hơn) so với từ trường stator để cung cấp dòng điện cảm ứng. Có ba loại động cơ cảm ứng là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc , động cơ không đồng bộ rotor vết thương và động cơ không đồng bộ rotor lõi rắn.
  
• Synchronous motor, it does not rely on induction and so can rotate exactly at the supply frequency or sub-multiple. The magnetic field of the rotor is either generated by direct current delivered through slip rings (exciter) or by a permanent magnet.
• Động cơ đồng bộ, nó không dựa trên cảm ứng và như vậy có thể xoay chính xác ở tần số cung cấp hoặc tiểu nhiều. Từ trường của rotor được hoặc được tạo ra bởi dòng điện một chiều giao thông qua trượt vòng (exciter) hoặc bởi một nam châm vĩnh cửu.
  

DC motor

The brushed DC electric motor generates torque directly from DC power supplied to the motor by using internal commutation, stationary permanent magnets, and rotating electrical magnets. Brushes and springs carry the electric current from the commutator to the spinning wire windings of the rotor inside the motor. Brushless DC motors use a rotating permanent magnet in the rotor, and stationary electrical magnets on the motor housing. A motor controller converts DC to AC. This design is simpler than that of brushed motors because it eliminates the complication of transferring power from outside the motor to the spinning rotor.

An example of a brushless, synchronous DC motor is a stepper motor which can divide a full rotation into a large number of steps. The motor's position can be controlled precisely without any feedback mechanism as long as the motor is carefully sized to the application.

Chổi động cơ điện 1 chiều tạo ra mô-men xoắn trực tiếp từ điện 1 chiều cung cấp cho động cơ bằng cách sử dụng chuyển mạch nội bộ, nam châm vĩnh cửu đứng yên, và xoay nam châm điện. Chổi và dây dẫn mang dòng điện từ các bộ chuyển mạch các cuộn dây dây quay của rotor bên trong động cơ. Động cơ không chổi than DC sử dụng một nam châm vĩnh cửu quay trong rotor, và nam châm điện văn phòng phẩm trên vỏ động cơ. Một bộ điều khiển động cơ chuyển đổi DC để AC. Thiết kế này là đơn giản hơn so với động cơ chải vì nó giúp loại bỏ các biến chứng chuyển giao quyền lực từ bên ngoài động cơ để các cánh quạt quay. Một ví dụ về một chiều không chổi than, động cơ DC đồng bộ là một động cơ bước mà có thể phân chia một vòng quay đầy đủ vào một số lượng lớn các bước. Vị trí của động cơ có thể được kiểm soát một cách chính xác mà không có bất kỳ cơ chế phản hồi miễn là các động cơ có kích thước cẩn thận để ứng dụng.

Transformer

Transformer.

A transformer is a static device that converts alternating current from one voltage level to another level (higher or lower), or to the same level, without changing the frequency. A transformer transfers electrical energy from one circuit to another through inductively coupled conductors—the transformer's coils. A varying electric current in the first or primary winding creates a varying magnetic flux in the transformer's core and thus a varying magnetic field through the secondary winding. This varying magnetic field induces a varying electromotive force (EMF) or "voltage" in the secondary winding. This effect is called mutual induction.

Máy biến áp là một thiết bị tĩnh có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều từ cấp điện áp đến một cấp độ (cao hơn hoặc thấp hơn), hoặc cùng cấp, mà không thay đổi tần số. Một biến chuyển năng lượng điện từ mạch khác thông qua dây dẫn-the quy nạp cùng cuộn dây của máy biến áp. Một dòng điện khác nhau trong các cuộn dây đầu tiên hoặc chính tạo ra một từ thông khác nhau trong lõi của biến áp và do đó một từ trường khác nhau thông qua các học quanh co. Từ trường khác nhau này gây ra một năng lượng điện động khác nhau (EMF) hoặc "điện áp" trong học quanh co. Hiệu ứng này được gọi là cảm ứng lẫn nhau.

Types of transformer

There are 2 types of transformers:

1. Step-up transformer- Biến áp bước nhanh
2. Step-down transformer- Biến áp bước chậm

there are two types of transformers based on structure-Có hai loại máy biến áp dựa trên cấu trúc

1. core type 2. shell type 3. power type 4. instrument type

References

Chapman, Stephen J. 2005. Electrical Machinery Fundamentals. 4th Ed. New York: McGraw Hill.

[[Thể loại:Kỹ thuật cơ khí điện]]