GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN I - Phần I: Máy điện một chiều - Chương 7

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

167
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 6 : ĐỔI CHIỀU § 6.1. Đại Cương Khi máy điện một chiều làm việc phần ứng quay tròn, các phần tử dây quấn sẽ lần lượt đi vào vùng trung tính ở dưới chổi than, dòng điện trong các phần tử sẽ lần lượt thay nhau đổi chiều khi chuyển từ mạch nhánh này sang mạch nhánh kia. Quá trình đổi chiều của dòng điện khi phần tử di chuyển trong vùng trung tính và bị chổi than nối ngắn mạch được gọi là sự đổi chiều. Để có khái niệm cụ thể hình 6-1 trình bày quá...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN I - Phần I: Máy điện một chiều - Chương 7

ø Chöông 6 : ÑOÅI CHIEÀU § 6.1. Ñaïi Cöông Khi maùy ñieän moät chieàu laøm vieäc phaàn öùng quay troøn, caùc phaàn töû daây quaán seõ laàn löôït ñi vaøo vuøng trung tính ôû döôùi choåi than, doøng ñieän trong caùc phaàn töû seõ laàn löôït thay nhau ñoåi chieàu khi chuyeån töø maïch nhaùnh naøy sang maïch nhaùnh kia. Quaù trình ñoåi chieàu cuûa doøng ñieän khi phaàn töû di chuyeån trong vuøng trung tính vaø bò choåi than noái ngaén maïch ñöôïc goïi laø söï ñoåi chieàu. Ñeå coù khaùi nieäm cuï theå hình 6-1 trình baøy quaù trình ñoåi chieàu doøng ñieän trong phaàn töû b cuûa daây quaán xeáp ñôn. → → i i → Hình 6.1 Quaù trình ñoåi chieàu t=0 0 < t
ø Tn : laø thôøi gian maø sau khi keát thuùc ñoåi chieàu phaàn töû chuyeån töø choåi than ñaõ bieát ñeán choåi than khaùc daáu beân caïnh (thöôøng Tñc≈ 0,001s , Tn ≈ 0,02s) cho neân ñöôøng bieåu dieãn doøng ñieän trong phaàn töû khi phaàn öùng quay coù daïng nhö hình 6-2. Chu kyø ñoåi chieàu Tñc: laø khoaûng thôøi gian caàn thieát ñeå vaønh goùp quay ñi 1 goùc öùng vôùi beà roäng choåi than nghóa laø : bc (6 - 1) Tñc = VG bc: beà roäng choåi than; VG : toác ñoä daøi cuûa vaønh goùp Goïi DG laø ñöôøng kính cuûa vaønh goùp π DG bG = böôùc goùp (beà roäng cuûa phieán goùp) G bc Ñaët , VG = πDG.n = bG.G.n; n: Toác ñoä quay cuûa phaàn öùng. βG = bG Thì chu kì ñoåi chieàu cuûa daây quaán xeáp ñôn coù daïng : bc bc =β 1 (6 - 2) Tñc = = VG b G .G.n G.n G Ñoái vôùi daây quaán xeáp phöùc taïp coù böôùc vaønh goùp yG = m (m khaùc 1) thì giöõa ñaàu vaø cuoái moãi phaàn töû coù (m-1) phieán. Vì theá phaàn töû seõ bò choåi han noái ngaén maïch trong khoaûng thôøi gian ñeå vaønh goùp quay ñi moät cung bc - (m-1)bG, do ñoù bc − (m − 1)bG T= vG Thay bc = βGbG, m = a/p vaø vG = bG.G.n ta ñöôïc ⎛a ⎞ βG − ⎜ − 1⎟ ⎜p ⎟ ⎝ ⎠ (6 - 3) Tñc = G.n Quaù trình ñoåi chieàu tuy xaûy ra raát ngaén (Tñc ≈ 0,001s) nhöng neáu ñoåi chieàu khoâng toát thöôøng sinh ra tia löûa lôùn döôùi choåi than hoaëc taïo thaønh voøng löûa giöõa hai choåi than aûnh höôûng xaáu ñeán quaù trình laøm vieäc cuûa maùy. § 6.2. Quaù trình ñoåi chieàu b Ta haõy nghieân cöùu qui luaät ñoåi chieàu xaûy ra ôû phaàn töû cuûa daây quaán xeáp ñôn treân hình 6-3. Theo ñònh luaät kirkhoff2 vieát cho maïch voøng cuûa phaàn töû abc ta coù : i.rpt + i1(rd + rtx1) – i2(rd + rtx2) = Σe ac Neáu tính gaàn ñuùng ta giaû thieát rpt = 0, rd = 0 ta coù: i1rtx1 – i2rtx2 = Σe (6-4) Trong ñoù: Hình 6.3 i : doøng ñieän ngaén maïch chaïy trong phaàn töû ñoåi chieàu. 57
ø i1 , i2 : doøng ñieän chaïy qua daây noái vôùi caùc phieán goùp 1,2. rpt : ñieän trôû cuûa phaàn töû. rd : ñieän trôû cuûa daây noái. rtx1 , rtx2 : ñieän trôû tieáp xuùc cuûa choåi than vôùi phieán ñoåi chieàu1 vaø 2. Σe : toång caùc s.ñ.ñ caûm öùng trong phaàn töû ñoåi chieàu bao goàm : S.ñ.ñ töï caûm eL: phaàn töû ñoåi chieàu coù heä soá töï caûm Lc do ñoù khi ñoåi chieàu, trong phaàn töû seõn caûm öùng neân moät söùc ñieän ñoäng. eL = – Lc di dt Khi ñoåi chieàu doøng ñieän thay ñoåi töø i = + iö (khi t = 0) ñeán i = – iö (khi t = Tñc), töø ñoù suy ra di < 0 suy ra eL > 0. Theo ñònh luaät Lenzt eL coù xu höôùng laøm cho söï dt ñoåi chieàu chaäm laïi. Giaù trò trung bình cuûa s.ñ.ñ töï caûm : −i 1ö di L c −i 2i ö ∫i − L c dt = − Tñc i |+ iöö = Lc Tñc eLtb = Tñc + ö S.ñ.ñ hoã caûm eM : Do aûnh höôûng cuûa söï ñoåi chieàu ñoàng thôøi cuûa caùc phaàn töû khaùc naèm trong cuøng moät raõnh. Söùc ñieän ñoäng hoã caûm eM di n eM = ∑ eMn = −∑ en n Suy ra giaù trò s.ñ.ñ hoã caûm trung bình trong phaàn töû ñoåi dt n=1 chieàu laø: 2i eM tb = ö ∑ Mn Tñc S.ñ.ñ ñoåi chieàu eñc : Sinh ra khi phaàn töû ñoåi chieàu chuyeån ñoäng trong töø tröôøng toång hôïp taïi vuøng trung tính. S.ñ.ñ eL vaø eM coù taùc duïng vôùi quaù trình ñoåi chieàu vaø caùch tính toaùn nhö nhau vaø toång cuûa chuùng ñöôïc goïi laø s.ñ.ñ phaûn khaùng epk = eL + eM 2iö epk tb = (Lc + ∑ Mn ) Tñc Ñeå quaù trình ñoåi chieàu ñöôïc tieán haønh thuaän lôïi thì eñc luoân luoân phaûi ngöôïc vôùi epk. Theo ñònh luaät kirkhoff1, coù theå vieát phöông trình doøng ñieän laàn löôït taïi caùc ñieåm nuùt a vaø c nhö sau : Nuùt a: i ö + i – i1 = 0 Nuùt c: i ö – i – i2 = 0 (6-5) Thay caùc giaù trò cuûa i1, i2 vaøo bieåu thöùc (6-1) ta coù : ∑e r − rtx1 i = tx2 (6-6) iö + rtx1 + rtx2 rtx2 + rtx1 Neáu giaû thieát quaù trình ñoåi chieàu baét ñaàu töø t = 0 vaø keát thuùc khi t =Tñc vôùi ñieàu kieän 58
ø bc = bG ta coù: Tñc − t Stx1 = S Tñc (6-7) t Stx 2 S = Tñc Trong ñoù Stx1 , Stx2 : dieän tích tieáp xuùc giöõa choåi than vaø phieán goùp 1, 2. S : laø dieän tích beà maët tieáp xuùc toaøn phaàn giöõa choåi than vaø phieán ñoåi goùp. Vì rtx1 , rtx2 tæ leä nghòch vôùi Stx1 , Stx2 neân: Tñc S rtx = rtx rtx1 = S tx1 Tñc − t (6-8) T S rtx 2 = rtx = ñc rtx Stx t rtx : ñieän trôû tieáp xuùc toaøn phaàn öùng vôùi maët tieáp xuùc toaøn phaàn Stx . Thay (6-8) vaøo (6-6) ta coù quan heä giöõa i vaø t nhö sau : ∑e 2t ⎞ ⎛ i = ⎜1 − ⎟iö + ⎜ ⎟ Tñc ⎠ ⎛T T⎞ ⎝ rtx ⎜ ñc + ñc ⎟ ⎜T − t t⎟ ⎝ ñc ⎠ 2t Ñaët ic = (1 - ).i (6-9) Tñc ö ∑e Vaø if = ⎛T T⎞ rtx ⎜ ñc + ñc ⎟ ⎜T − t t⎟ ⎝ ñc ⎠ ic : goïi laø doøng ñieän ñoåi chieàu chính hay laø doøng ñieän ñoåi chieàu ñöôøng thaúng if : doøng ñieän ñoåi chieàu phuï hay doøng ñieän ñoåi chieàu ñöôøng cong. 1. Doøng ñieän ñoåi chieàu ñöôøng thaúng : i Xaûy ra khi eñc = epk (toång Σe = 0) 2t Khi ñoù : i = (1 - ).i = ic (6-10) Tñc ö Ñöôøng bieåu dieãn doøng ñieän i = f(t) trong tröôøng + iö hôïp naøy laø ñöôøng thaúng nhö h6- 4. Tñc/2 Tñc t Neáu goïi J1 , J2 laø maät ñoä doøng ñieän ôû beà maët - iö Tñc - t tieáp xuùc phía ñi ra vaø phía ñi vaøo choåi than thì: Tñc i1 i J1 = 1 = & Stx1 S(Tñc − t ) Hình 6.4 Ñoåi chieàu ñöôøng thaúng (6-11) Ti i J2 = 2 = ñc 2 & Stx 2 St i1 i2 = tgα 1 vaø Töø ñoà thò ta nhaän thaáy : = tgα 2 Tñc − t t 59
ø Maø α1 = α2 neân J1 = J2 = const. coù nghóa laø maät ñoä doøng ñieän phaân boá döôùi phaàn tieáp xuùc cuûa choåi than gioáng nhau. Khi choåi than rôøi khoûi phieán goùp 1 töùc laø i = – iö maø i1 = iö + i neân i1 = 0 Do vaäy khi rôøi khoûi phieán 1 khoâng phaùt sinh tia löûa treân choåi than. 2. Doøng ñieän ñoåi chieàu ñöôøng cong : Treân thöïc teá eñc + epk ≠ 0 coù nghóa laø Σe ≠ 0 cho neân trong phaàn töû ñoåi chieàu seõ xuaát hieän doøng ñieän ñoåi chieàu phuï xaùc ñònh theo soá haïng thöù 2 cuûa bieåu thöùc (6-9) luùc naøy i = ic + if khieán cho quan heä i = f(t) khoâng coøn laø ñöôøng thaúng nöõa, ta coù ñoåi chieàu ñöôøng cong. a. Neáu epk > eñc hay Σe > 0: giaû söû rtx = const. töø bieåu thöùc (6-9) ta thaáy: Rtx, rf ∑e ∑e if = = Rtx ⎛T Tñc ⎞ 1(Rtx) rtx ⎜ ñc + ⎟ ⎜t Tñc − t ⎟ ⎝ ⎠ Trong ñoù: 2 if=f(t) khi Σe>0 Rtx : Laø ñieän trôû tieáp xuùc cuûa choåi than ñoái vôùi doøng ñieän ñoåi chieàu phuï if ôû töøng thôøi ñieåm. Khi t = 0 vaø t 3 if=f(t) khi Σe 0 thì if bieán ñoåi theo ñöôøng cong 2 hình 6.5 vaø doøng ñieän ñoåi chieàu Hình 6.5 Ñöôøng cong 1: Rtx = f(t) i = ic + if bieán ñoåi theo ñöôøng cong treân h6-6. Ñöôøng cong 2: if = f (i) khi Σe > 0 Ñöôøng cong 3: if = f (i) khi Σe < 0 ÔÛ tröôøng hôïp naøy ñoåi chieàu mang tính chaát trì hoaõn, nghóa laø doøng ñieän i thay ñoåi chaäm hôn so i vôùi ñoåi chieàu ñöôøng thaúng. t = Tñc Taïi thì i ≠ 0 2 t > Tñc + iö Taïi thì i = 0 t i 2 Sôû dó coù söï trì hoaõn ñoù laø do taùc duïng cuûa epk 0 choáng laïi söï bieán ñoåi cuûa doøng ñieän i. Töø h 6-6 ta - iö t thaáy α1 > α2 vaø J1 > J2 maät ñoä doøng ñieän ñaàu ra lôùn Tñc - t hôn ñaàu vaøo laøm tia löûa xuaát hieän ôû ñaàu ra cuûa choåi than. Hình 6.6 Ñoåi chieàu chaäm sau(Σe > 0) 60
ø b. Neáu epk < eñc hay Σe < 0 thì if ñoåi daáu vaø coù i daïng nhö ñöôøng cong 3 treân h6-5. Ñöôøng bieåu Tñc - t dieãn cuûa doøng ñieän ñoåi chieàu i töông öùng ñöôïc + iö trình baøy treân h 6-7. i = 0 khi t < Tñc /2 söï ñoåi i2 t chieàu mang tính chaát vöôït tröôùc. Khi ñoåi chieàu 0i - iö vöôït tröôùc α1 < α2 do ñoù J1 < J2 maät ñoä doøng ñieän i1 t ôû ñaàu ra nhoû hôn maät ñoä doøng ñieän ôû ñaàu vaøo cuûa choåi than vì J2 > J1 neân coù tia löûa ôû ñaàu vaøo choåi Hình 6.7 Ñoåi chieàu vöôït tröôùc (Σe < 0) than. 3. Xaùc ñònh caùc S.ñ.ñ trong phaàn töû ñoåi chieàu : a.S.ñ.ñ töï caûm eL: (xaùc ñònh trong tröôøng hôïp bc = bG) Ta ñaõ bieát s.ñ.ñ töï caûm coù daïng : 2i ö eL = – Lc di vaø eLtb = Lc (6-12) Tñc dt Töø thoâng taûn ΦL sinh ra s.ñ.ñ töï caûm eL trong phaàn töû ñoåi chieàu bao goàm : Töø thoâng taûn ôû raõnh Φr’ Φr Töø thoâng taûn ôû ñænh raêng Φr Φ ñn Φ r′ + Φ r Töø thoâng taûn ôû phaàn ñaàu noái Φñn S N S Töø thoâng taûn ΦL chuû yeáu ñi vaøo Φ ñn khoâng khí (h6-12) neân raát ít phuï Φ′ thuoäc vaøo söï baõo hoøa cuûa raêng. Maø Φ r′ ΦL = Söùc töø ñoäng x suaát daãn töø ΦL = ws.iö.λL1 Hình 6.8 Töø thoâng taûn cuûa phaàn töû ñoåi chieàu Trong ñoù: ws : soá voøng cuûa 1 phaàn töû λL1: Daãn suaát töø taûn cuûa 1 phaàn töû (coù trò soá baèng töø thoâng moùc voøng cuûa 1 voøng daây khi coù doøng ñieän iö = 1A chaïy qua). Töø thoâng moùc voøng cuûa toaøn boä boái daây : ΨL = ws.ΦL = λL1. w s .iö 2 Suaát daãn töø theo 1 ñôn vò chieàu daøi (chæ tính töø thoâng taûn cuûa 2 caïnh taùc duïng) λ L1 λL = 2l δ Do ñoù ΨL = λL.2 l δ . w s .iö vì ΨL = Lc.iö ta coù: 2 Lc = 2 λL. l δ . w s (6-13) 2 61
ø Thay (6-13) vaøo (6-12) vaø chuù yù ñeán bieåu thöùc cuûa Tñc 2i eLtb = 2 w s .λL. l δ . ö 2 Tñc Dö Dö bG bG b b ⎛ Vö VG ⎞ Maø ws = N = N vaø Tñc = c = G = DG DG vì = ⎜ ⎜D = D ⎟⎟ VG VG VG Vö Dö 2S 2G ⎝ö G⎠ DG Dö , DG : Ñöôøng kính cuûa phaàn öùng vaø coå goùp Vö , VG : toác ñoä daøi cuûa phaàn öùng vaø coå goùp 2 iö eLtb = 2ws. l δ .λL N Vö Do ñoù Dö 2G b G DG Thay : GbG = π.DG vaøo bieåu thöùc treân ta coù: N iu eLtb = 2ws. l .λL Vö π.D ö δ eLtb = 2ws. l .λL.A.Vö (6-14) δ Niö A= Vôùi : Phuï taûi ñöôøng πDö b. Söùc ñieän ñoäng hoã caûm: d in n n ∑M ∑e eM = =– n Mn dt 1 1 Trong ñoù Mn : heä soá hoã caûm giöõa phaàn töû ñang xeùt vaø phaàn töû thöù n in : doøng ñieän trong phaàn töû thöù n. Töông töï nhö eL ta coù : 2 iö ∑M eMtb = vaø bieåu thöùc cuoái cuøng laø n Tñc (6-15) eMtb = 2 ws. l δ .A.Vö. ∑ λ M λ M : suaát daãn töø do hoã caûm treân ñôn vò daøi cuûa caïnh taùc duïng cuûa phaàn töû. c. Söùc ñieän ñoäng phaûn khaùng. Theo ñònh nghóa s.ñ.ñ phaûn khaùng trung bình coù daïng ∑λ epktb = eLtb + eMtb = 2ws. l δ .λL.A.Vö(λL + ) M (6-16) = 2wslδAVöλ/ d. Söùc ñieän ñoäng ñoåi chieàu eñc: Söùc ñieän ñoäng ñoåi chieàu coù daïng toång quaùt: e = B.l.V 62
ø Khi phaàn töû ñi vaøo vuøng ñoåi chieàu, söùc ñieän ñoäng ñoåi chieàu eñc baèng: (6-17) eñc = 2.ws.Bñc.lñc.Vö Trong ñoù: Bñc: Töø caûm toång hôïp cuûa töø tröôøng cöïc töø phuï vaø töø tröôøng phaàn öùng ôû vuøng trung tính. lñc: Chieàu daøi cuûa thanh daãn caét ñöôøng söùc cuûa töø tröôøng ñoåi chieàu. § 6.3 Nguyeân nhaân sinh ra tia löûa vaø phöông phaùp caûi thieän ñoåi chieàu 1. Nguyeân nhaân sinh ra tia löûa : Tia löûa sinh ra döôùi choåi than coù theå do nguyeân nhaân cô hoaëc nguyeân nhaân ñieän töø. Nguyeân nhaân cô: Vaønh goùp khoâng ñoàng taâm vôùi truïc, söï caân baèng caùc boä phaän quay khoâng toát, beà maët vaønh goùp khoâng nhaün, löïc eùp choåi than khoâng thích hôïp hoaëc choåi than ñaët khoâng ñuùng vò trí v.v . . . Nguyeân nhaân ñieän töø: Do s.ñ.ñ ñoåi chieàu khoâng trieät tieâu ñöôïc s.ñ.ñ phaûn khaùng laøm ñoåi chieàu vöôït tröôùc hoaëc chaäm sau gaây ra tia löûa ôû ñaàu vaøo hoaëc ñaàu ra cuûa choåi than. 2. Caùc phöông phaùp caûi thieän ñoåi chieàu : Ñeå taïo ñieàu kieän toát cho söï ñoåi chieàu, tröôùc heát caàn phaûi giöõ ñuùng nhöõng ñieàu qui ñònh veà traïng thaùi cuûa vaønh goùp vaø cô caáu giöõ choåi than sao cho baûo ñaûm loaïi tröø ñöôïc nhöõng nguyeân nhaân cô sinh ra tia löûa. Döôùi ñaây ta xeùt nhöõng bieän phaùp choáng tia löûa coù tính chaát ñieän töø. a.Cöïc töø phuï: Taùc duïng cuûa cöïc töø phuï laø phaûi sinh ra s.t.ñ Ff coù chieàu ngöôïc laïi phaûn öùng ngang truïc Föq vaø coù ñoä lôùn sao cho ngoaøi vieäc trung hoaø ñöôïc aûnh höôûng cuûa Föq coøn taïo ra ñöôïc töø tröôøng phuï ñeå sinh ra s.ñ.ñ ñoåi chieàu eñc vaø laøm trieät tieâu ñöôïc epk ñeåâ if = 0 hay: Σe = eñc + epk = 0 Töùc laø 2wsVölñcBñc = 2wslδAVöλ/ suy ra lδ Bñc = Aλ ′ lñc S.t.ñ caàn thieát cuûa cöïc töø phuï : 2 (6-18) Ff = A.τ + B .δ . k µ o ñc f δ f 63
ø Trong ñoù: δf: Chieàu roäng khe hôû khoâng khí giöõa cöïc töø phuï vaø rotor t1 + 5 δf k δf = heä soá khe hôû cöïc töø phuï, thöôøng δf > δ vaø k δ > k b r1 + 5 δ f δ f Soá voøng daây cuûa 1 cöïc töø phuï : F wf = f 2.I ö Hoaëc s.t.ñ caàn thieát cuûa moät cöïc töø phuï : 1 Ff = 1 A.τ + B .δ . k (6-19) µ o ñc f δ f 2 Ff do ñoù wf = Iö Daây quaán cöïc töø phuï ñöôïc noái tieáp vôùi daây quaán phaàn öùng vaø maïch töø cuûa cöïc töø phuï khoâng ñöôïc baõo hoaø. Muoán vaäy ta phaûi taêng khe hôû döôùi cöïc töø phuï so vôùi khe hôû döôùi cöïc töø chính. b.Xeâ dòch choåi than khoûi vuøng trung tính hình hoïc. Trong caùc maùy ñieän khoâng coù cöïc töø phuï, töø tröôøng ñoåi chieàu caàn thieát ñeå sinh ra s.ñ.ñ eñc caân baèng vôùi epk ñöôïc taïo neân baèng caùch xeâ dòch choåi than khoûi ñöôøng trung tính hình hoïc. Ñeå chöùng toû phaûi xeâ dòch caùc choåi than nhö theá naøo ta giaû söû maùy ñang laøm vieäc ôû cheá ñoä maùy phaùt vaø caùc choåi than A-B ñaët treân trung tính hình hoïc (h6-9a). Ta bieåu thò s.ñ.ñ eö trong phaàn töû a tröôùc luùc ñoåi chieàu baèng ñoaïn thaúng höôùng töø truïc hoaønh leân (h6-9b). Khi maùy laøm vieäc nhö maùy phaùt, chieàu cuûa iö truøng vôùi chieàu cuûa eö vaø taïo neân ôû khu vöïc ñoåi chieàu 1 töø tröôøng ngang cuûa phaàn öùng chæ roõ trong h6-9a baèng 2 ñöôøng neùt chaám. ÖÙng duïng qui taéc baøn tay phaûi ta thaáy raèng khi phaàn töû a ñi vaøo döôùi choåi than A vaø baét ñaàu ñoåi chieàu thì töø tröôøng phaàn öùng taïo neân trong phaàn töû ñoù eöq cuøng daáu vôùi S.ñ.ñ eö. Cho neân eöq cuõng ñöôïc bieåu thò nhö eö ôû h6-9b. eö iö Ñ F epk e öq Trung tính hình hoïc iö Trung tính eñc vaät lyù Hình 6.9 Xeâ dòch choåi than khoûi vuøng trung tính ñeå caûi thieän ñoåi chieàu 64
ø Trong thôøi gian ñoåi chieàu Tñc doøng iö bieán ñoåi töø + iö ñeán – iö vaø trong phaàn töû ñoåi chieàu sinh ra moät s.ñ.ñ epk luoân ngöôïc chieàu vôùi söï bieán ñoåi cuûa doøng ñieän trong phaàn töû töông öùng noù ñöôïc bieåu thò gioáng nhö eö , eöq. Chuùng ta thaáy eöq taùc duïng cuøng chieàu vôùi epk nghóa laø laøm ñoåi chieàu chaäm laïi. Ñeå trieät tieâu eöq ta xeâ dòch choåi ñieän ñi 1 goùc α ñeán ñöôøng trung tính vaät lyù taïi ñoù eöq = 0. Ngoaøi ra coøn phaûi khöû epk baèng caùch taïo ra 1 eñc coù chieàu ngöôïc vôùi epk, do ñoù eñc phaûi ñöôïc bieåu thò baèng 1 ñoaïn thaúng ngöôïc xuoáng döôùi. So saùnh eö vaø eñc thì noù khaùc daáu. Noùi khaùc ñi neáu tröôùc luùc ñoåi chieàu s.ñ.ñ eö ñöôïc taïo neân trong töø tröôøng cöïc Baéc thì trong luùc ñoåi chieàu s.ñ.ñ eñc phaûi ñöôïc taïo neân trong töø tröôøng cöïc Nam. Ñeå thoûa maõn ñöôïc ñieàu ñoù phaûi xeâ dòch theâm caùc choåi than khoûi ñöôøng trung tính vaät lyù 1 goùc γ naøo ñoù theo chieàu quay cuûa phaàn öùng öùng vôùi maùy phaùt hoaëc ngöôïc chieàu quay cuûa ñoäng cô. Keát luaän naøy mang tính chaát toång quaùt; nghóa laø ñeå caûi thieän ñoåi chieàu cuûa moät maùy khoâng coù cöïc töø phuï laøm vieäc theo cheá ñoä maùy phaùt ta phaûi xeâ dòch choåi than moät goùc β = α + γ töø ñöôøng trung tính hình hoïc theo chieàu quay cuûa phaàn öùng (ñoái vôùi ñoäng cô thì ngöôïc laïi). c.Daây quaán buø Daây quaán buø do Menghes ñeà nghò töø naêm 1884 laø moät trong nhöõng bieän phaùp hieäu löïc nhaát ñeå trieät tieâu töø tröôøng cuûa phaàn öùng trong phaïm vi döôùi maët cöïc töø chính laøm cho töø tröôøng cuûa cöïc töø chính haàu nhö khoâng bò bieán daïng. ñeå coù theå buø ñöôïc töø tröôøng cuûa phaàn öùng ôû taûi baát kyø thì daây quaán buø phaûi ñöôïc noái noái tieáp vôùi daây quaán phaàn öùng. ÔÛ maùy coù daây quaán buø bao giôø cuõng coù cöïc töø phuï. Khi coù daây quaán buø s.t.ñ cuûa cöïc töø phuï seõ ñöôïc giaûm nhoû, maïch töø cuûa cöïc töø phuï ít baõo hoøa hôn. Hieäu quaû caûi thieän ñoåi chieàu seõ taêng. S.t.ñ caàn thieát cuûa daây quaán buø döôùi 1 maët cöïc : Fb = α δ .Föq = α δ .A.τ = b’.A Hình 6.10 Daây quaán buø Soá voøng cuûa daây quaán buø döôùi 1 cöïc: Fb wb = 2Iö 65
ø Thí duï tính toaùn Moät maùy phaùt ñieän kích thích song song daây quaán soùng ñôn coù nhöõng soá lieäu sau: Pñm = 10 kW, Uñm = 115 V, nñm = 1040 V/ph, p = 2, Dö = 24,5 cm, lδ = 12cm, Z = 35, G = 105, ws = 1, lñc = 8,5cm,λL = 7.10-6 H/m. Chieàu roäng khe hôû khoâng khí cuûa cöïc töø phuï δf = 2,5mm, heä soá khe hôû khoâng khí cuûa cöïc töø phuï kδf= 1,33. .Tính s.ñ.ñ epk vaø soá voøng daây caàn thieát ôû moãi cöïc töø phuï ñeå eñc trieät tieâu epk. GIAÛI Vôùi ñieàu kieän β G = 1, a = p, λ Μ = 0 ta coù : epk = 2w s l δ Vö λA πDö n π.24,5.1040 Trong ñoù Vö = = 1336cm / s = 60 60 N..iö A= = 119A / cm π.Dö N = 2w s G = 210 Iñm P (boû qua doøng ñieän It) iö = = ñm = 43,5A 2a 2Uñm Vaäy epk = 2.1.12.1336.10-2.119.7.10-6 = 0,267 V Söùc töø ñoäng caàn thieát cuûa moät cöïc töø phuï 1 1 Ff = Aτ + Bñc δ f k δf 2 µ0 π.Dö π.24,5 = 19,3cm Trong ñoù: τ = = 2p 2 .2 µ = 4π.10 −7 H / m lδ 12 Bñc = λA = 7.10 −6.119 .10 2 = 0,1175 Wb / m2 lñc 8,5 (theo ñieàu kieän epk= eñc) 1 1 Ff = .119 .10 2.19,3.10 − 2 + 0,1175 .2,5.10 − 3.133 = 1456 A / cöïc , 2 4π.10 −7 vôùi : Ff = w f .Iñm F 1456 wf = = 17 voøng = Iñm 87 66
ø Caâu hoûi 1. Cho bieát aûnh höôûng cuûa toác ñoä phaàn öùng ñeán ñoåi chieàu ? 2. Böôùc daây quaán coù aûnh höôûng gì ñeán ñoåi chieàu ? 3. So saùnh caùc phöông phaùp duøng ñeå caûi thieän ñoái chieàu vaø noùi roõ hieäu quaû vaø öùng duïng cuûa töøng phöông phaùp ñoù 4. S.t.ñ cuûa cöïc töø phuï phaûi ñaûm baûo trieät tieâu phaûn öùng cuûa phaàn öùng vaø sinh ra töø tröôøng ñoåi chieàu caàn thieát.Trong hai thaønh phaàn ñoù,thaønh phaàn naøo lôùn vaø noù chieám tyû leä khoaûng bao nhieâu phaàn traêm s.t.ñ cuûa cöïc töø phuï ? 5. Veõ caùch noái daây cuûa caùc daây quaán buø vaø daây quaán cuûa cöïc töø phu vôùi daây quaán phaàn öùngï. Baøi taäp 1. Tính soá voøng daây cuûa cöïc töø phuï cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu ñeå coù ñoåi chieàu ñöôøng thaúng.Cho : N = 834, Iö = 59 A, a = p =1, ws = 3, Dö = 24.5 cm, n = 1460 vg/ph, λ' = 8,5. 10 -6 H/m, lδ = lñc = 8 cm, δf = 3 mm, k = 1,3. δf Ñaùp soá: wf = 119 voøng. 67