Bài giảng Chương 10: Máy điện một chiều

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

362
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Chương 10: Máy điện một chiều trình bày với người học các kiến thức về cấu tạo máy điện một chiều, máy phát điện một chiều và động cơ điện một chiều, nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều, từ trường của máy điện một chiều,...Mời bạn đọc cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 10: Máy điện một chiều

Chương 10 Máy Điện Một Chiều
10.1.Cấu tạo máy phát điện một chiều Gồm hai phần chính: 1. Xtato ( phần cảm) 2. Rôto (phần ứng)
10.1.1. Xtato Phần cảm, gồm lõi thép bằng thép đúc, có các cực từ chính gắn với vỏ máy, và các dây quấn cực từ là dây quấn kích từ.
10.1.2. Rôto  Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng.  Lõi thép hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại. Các lá thép được dập có lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng.  Mỗi phần tử của dây quấn phần ứng có nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp, hai cạnh tác dụng trong 2 rãnh dưới 2 cực khác tên .
Máy điện một chiều sử dụng trong thực tế ở hai dạng : 1. Máy phát điện một chiều 2. Động cơ điện một chiều
10.2.1.Nguyên lý làm việc máy phát điện một chiều Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động. Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. Như hình vẽ, từ trường hướng từ cực N đến S, chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ. Nhờ có cổ góp (vành đổi chiều) + chổi than đóng vai trò như bộ phận chỉnh lưu mà dòng điện trong dây quấn phần ứng đi ra tải là dòng điện một chiều ở chế độ máy phát.
10.2.2. Phương trinh cân bằng điện áp máy phát điện  Ở CHẾ ĐỘ MÁY PHÁT DÒNG ĐIỆN PHẦN ỨNG IƯ CÙNG CHIỀU VỚI SĐĐ PHẦN ỨNG EƯ . PHƯƠNG TRINH CÂN BẰNG ĐIỆN ÁP LÀ: U = EƯ RƯ IƯ TRONG ĐÓ RƯ IƯ LÀ ĐIỆN ÁP RƠI TRONG DÂY QUẤN PHẦN ỨNG, RƯ LÀ ĐIỆN TRỞ DÂY QUẤN PHẦN ỨNG. U LÀ ĐIỆN ÁP HAI ĐẦU CỰC MÁY. EƯ LÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHẦN ỨNG.
10.2.3. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều  Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng có dòng điện. Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực tác dụng làm cho rôto quay. Chiều lực xác định theo quy tắc bàn tay trái. Nhờ có cổ góp ( vành đổi chiều) mà dòng điện 1 chiều đưa vào cổ góp sẽ biến thành dòng xoay chiều trong các thanh dẫn của phần ứng làm cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi .
10.2.4. Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều  Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ caỷm ứng sđđ Eư . Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phaỷi .  ở động cơ, chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư còn được gọi là sức phaỷn điện.  Phương trỡnh cân bằng điện áp sẽ là: U= Eư + RIư
10.3.Từ trường của máy điện một chiều 1. Khi máy điện một chiều không tải, từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ gây ra gọi là từ trường cực từ. Khi máy điện có tải, dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường phần ứng. Từ trường phần ứng hướng vuông góc với từ trường cực từ. Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi là phản ứng phần ứng, từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ trường phần ứng. 2. Hậu quả của phản ứng phần ứng: Khi tải lớn, từ trường phần ứng lớn, kết qủa là từ trường tổng  của máy bị giảm xuống . Từ thông  giaỷm kéo theo sức điện động phần ứng Eư giaỷm, làm cho điện áp đầu cực máy phát U giaỷm. ở chế độ động cơ, từ thông giaỷm làm cho mômen quay giaỷm, và tốc độ động cơ thay đổi. Để khắc phục người ta mắc dây quấn cực từ phụ và dây quấn bù đấu nối tiếp với mạch phần ứng mục đích là dùng từ trường các dây quấn này để bù ngược( triệt tiêu) với từ trường phần ứng khi
10.4. Công suất điện từ và mômen điện từ của máy điện một chiều  Công suất điện từ của máy điện một chiều: Pđt = Eư * Iư Thay giá trị Eư = N/2a e= pN/(60a) * n trong ta có: Pđt = pN /(60 a) * n * Iư  Mômen điện từ là Mđt = pđt / r Tốc độ quay n(v/ph) bằng biểu thức :  r= 2 n/60 Mđt = pN/(2 a)* Iư = kM Iư trong đó hệ số kM phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn: kM = pN/ 2a ( N: số thanh dẫn; 2a : số nhánh song song) Mômen điện từ tỷ lệ với dòng điện phần ứng Iu và từ thông ( dòng điện kích từ) Muốn đổi chiều mômen điện từ phải đổi chiều Iư và Ikt .
10.5. Máy phát điện một chiều 10.5.1.Phân loại máy điện một chiều : 1. Máy phát điện một chiều kích từ độc lập ( hình a) 2. Máy phát điện một chiều kích từ song song ( hình b) 3. Máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp ( hình c) 4. Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp ( hình d) a) b) c) d)
10.5..2. Máy phát điện một chiều kích từ độc lập Phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng: UE = Eư Rư Iư A U1 Eư Phương trình cân bằng điện E áp mạch kích từ: U Ukt = Ikt (Rkt +Rđc). O Trong đó Rư là điện trở dây I Hình 10.5 b quấn phần ứng, Rkt là Ikt điện trở dây quấn kích từ L ,Rđc là điện trở điều chỉnh A Ikt R O I Hình 10.5 Hình 10.5 c a
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập Khi dòng điện taỷi taờng, dòng điện phần ứng taờng, điện A áp U giaỷm xuống do 2 U1 Eư E nguyên nhân sau: U Tác dụng của từ trường phần ứng làm cho từ thông O I  giaỷm, kéo theo sức điện Hình 10.5 b động Eư giaỷm. Ikt ẹiện áp rơi trong mạch L A Ikt phần ứng Rư Iư taờng. ẹường đặc tính ngoài U= f(I) R O khi tốc độ và dòng điện kích I từ(Ikt ) không đổi (hỡnh Hình 10.5 a Hình 10.5 c 10.5 b)
Máy phát điện một chiều kích từ độc lập ChÕ ®é cã tải muèn giữ cho A ®iƯn ¸p kh«ng ®ỉi khi tải U1 Eư E thay ®ỉi, thì ta thay ®ỉi U ®iƯn trë ®iỊu chØnh ®Ĩ thay ®ỉi dßng kÝch tõ trªn O I d©y quÊn cùc tõ chÝnh . Hình 10.5 b Ikt Khi I tai tang, ta cịng phai tang dßng ®iƯn kÝch tõ Ikt L A Ikt Đêng ®Ỉc tÝnh ®iỊu chØnh R Ikt = f(I), khi ®iƯn ¸p vµ tèc ®é O kh«ng ®ỉi (hình 10.5 c) I Hình 10.5 a Hình 10.5 c
10.5..3. Máy phát điện kích từ song song U Phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng: A UE = Eư Rư Iư Phương trình cân bằng điện áp U In I mạch kích từ: V Hình 10.6 b Ukt = Ikt (Rkt +Rđc) Ikt Phương trình dòng điện: L Iư = I +Ikt A Rkt I Hình 10.6 a Hình 10.6 c
10.5.3. Máy phát điện kích từ song song U Điều kiện để thành lập điện áp : 1. Mạch từ máy điện phải có từ A dư. 2. Chiều của từ trường dây quấn U In I kích thích phải trùng với chiều Hình 10.6 b của từ trường dư (không đảm V bảo điều kiện này thì điện áp Ikt máy phát không tăng, phải thay đồi cực tính của dây quấn A L kích thích hoặc đổi chiều quay)* Riêng điều kiện này áp Rkt I dụng cho tất cả máy phát điện Hình 10.6 a Hình 10.6 c 1 chiều bắt buộc phải thỏa mãn.* 3. Điện trở mạch kích từ nhỏ hơn điện trở tới hạn.
Máy phát điện kích từ song song Khi dòng điện taỷi taờng, dòng điện phần ứng taờng, ngoài 2 nguyên U nhân làm điện áp U đầu cực giaỷm, như máy phát điện kích từ độc lập, ở máy kích từ song song, Còn thêm A một nguyên nhân nửừa là khi U giaỷm, làm cho dòng điện kích từ U In I giaỷm, từ thông và sức điện động V Hình 10.6 b càng giaỷm. ẹiện áp giaỷm mạnh hơn Ikt trường hợp máy phát điện kích từ độc lập L ẹường đặc tính ngoài dốc hơn so với A máy kích từ độc lập và có dạng như R hỡnh 10.6 b. kt I Hình 10.6 a Hình 10.6 c Từ đường đặc tính ngoài ta thấy, khi ngắn mạch điện áp U=0, suy ra Ikt =0, sức điện động trong máy chỉ do từ dư sinh ra vỡ thế dòng In< Iđm
Máy phát điện kích từ song song ĐĨ ®iỊu chØnh ®iƯn ¸p, ta phải ®iỊu U chØnh dßng ®iƯn kÝch tõ, ®êng ®Ỉc tÝnh ®iỊu chØnh ( t¬ng tù m¸y ph¸t kÝch tõ ®éc lËp) A Ikt= f(I) khi U, n kh«ng ®ỉi vÏ trªn hình 10.6 c. U In I Hình 10.6 b V Ikt L A Rkt I Hình 10.6 a Hình 10.6 c
10.5..4. Máy phát điện kích từ nối tiếp Dòng điện kích từ là dòng điện taỷi, do đó khi taỷi thay đổi, điện áp thay đổi rất nhiều, trong thực tế không sử dụng máy phát kích A từ nối tiếp . U Ikt = Iư = I, khi I =0 suy ra Ikt =0 U=f(I) U V cho nên máy phát điện kích từ nối tiếp không có đường đặc tính không taỷi.( đặc tính không taỷi L là U=f(Ikt ) khi I =0) ẹường đặc tính ngoài U=f(I) vẽ I trên hỡnh 10.7 b. Hình 10.7 a Hình 10.7 b * Khi taỷi taờng, dòng điện Iư taờng, từ thông  và Eư taờng, do đó U taờng, khi I = (22,5) Iđm, máy bão hoà, thỡ I taờng U sẽ giaỷm.