Chuong 4 máy điện đặc biệt

máy điện đặc biệt

 Động cơ nối tiếp một pha

 Động cơ một chiều không chổi than

 Động cơ bước

CHƯƠNG 4: MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT

1 Cấu tạo và nguyên lí làm việc

• Động cơ kích thích nối tiếp một pha có cấu tạo giống như m.đ.m.c kích thích nối tiếp

• Do đó khi dòng điện trong

dây quấn kích thích đổi chiều

thì dòng điện trong dây quấn

phần ứng cũng đổi chiều và F

có chiều không đổi

§5 ĐỘNG CƠ ĐIỆN NỐI TIẾP MỘT PHA

2 S.đ.đ biến áp

• Đưa dòng điện xoay chiều vào cuộn

kích thích của m.đ.m.c, trong khe hở

không khí có từ thông biến thiên

Φt

• Từ thông này đi qua cuộn dây

phần ứng và cảm ứng ra s.đ.đ

• Cuộn kích thích đóng vai trò cuộn sơ cấp, cuộn dây phần ứng là cuộn thứ cấp

• S.đ.đ này được gọi là s.đ.đ biến áp

Eba = 4.44fNkdqΦm

Eba = 0

Φt

• Khi chổi than đặt trên trung tính

hình học, do hai bên chổi có các

phần tử có s.đ.đ trái dấu nên Eba = 0

Φ &

ba

E&

• Đồ thị vec tơ như hình vẽ

E ba

Φt

E ba

Φt

• Khi chổi than đặt trên trục cực từ, Eba = Ebamax

• Khi chổi than đặt dịch khỏi trung tính hình học góc

α, ta có Ebaα = Ebasinα

3 S.đ.đ quay

• S.đ.đ cảm ứng Eq lấy ra trên các

chổi than là s.đ.đ một chiều

• Khi Φ = const, trong các phần tử

có s.đ.đ xoay chiều

Eq = CenΦ

• Khi dịch chổi than khỏi trung tính hình học góc α

Eqα = Eqcosα

• Khi từ thông giảm, Eq giảm Khi từ thông đổi chiều,

Eq đổi chiều

Φt

n

• Vậy khi dòng điện kích thích của m.đ.m.c là dòng xoay chiều, từ thông biến thiên và s.đ.đ trên chổi than

là s.đ.đ xoay chiều

• Kết luận: Khi dòng điện kích thích của m.đ.m.c là dòng xoay chiều, trong dây quấn phần ứng có 2 loại s.đ.đ: s.đ.đ biến áp và s.đ.đ quay Các s.đ.đ này là s.đ.đ xoay chiều có tần số bằng tần số dòng điện kích thích

ba q

Eα = E α + E α

4 Mô men của động cơ

u um

i = I sin tω

msin( t )

pN M(t) i

π

=

π ∫

0

1

M M(t)dt

t M(t)

i(t)

Φ(t)

2π γ

um m 0

pN

1 π I sin tsin( t )dt

u m

NI p cos

2

Φ

π

5 Đồ thị vec tơ

U& = − +E& jI(x x) Ir& + + &

I&

m

Φ &

γ

q

E&

t

jIx &

u

jIx & Ir &

q

E

− & U&

ϕ

6 Ứng dụng

• Động cơ kích thích

nối tiếp một pha

được dùng trong giao

thông vận tải

• Động cơ kích thích nối tiếp

một pha được dùng trong các

thiết bị điện sinh hoạt

˜

7 Động cơ điện đẩy 2 dây quấn phần tĩnh

• Động cơ này phần tĩnh có 2

dây quấn, kích từ K và bù B

nối nối tiếp, đặt vuông góc

với nhau, dây quấn phần ứng

được nối ngắn mạch B

K

• Cuộn dây B tạo ra từ thông

ΦB Từ thông này cảm ứng

trong dây quấn rô to s.đ.đ Eba

• Trong dây quấn rôto có dòng I

• Dòng điện này tác dụng với ΦK tạo ra mô men làm rôto quay

8 Động cơ Thomson

• Trên stato chỉ đặt một dây

quấn

α

K

• Chổi than dịch khỏi trung

tính hình học góc α

• Từ thông ΦK được phân tích

thành 2 thành phần

α

• Khi α = 0, ΦKsinα = 0, I = 0,

M = 0 động cơ không quay Vị

trí này gọi là vị trí không tải

• Khi α = 90o , ΦKcosα = 0, I ≠ 0, M = 0 động cơ không quay Vị trí này gọi là vị trí ngắn mạch

• ΦKcosα đóng vai trò ΦK và

ΦKsinα đóng vai trò ΦB trong

động cơ có hai dây quấn phần

tĩnh

§2 ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHÔNG

CHỔI THAN

1 Cấu tạo:

(Brushless Direct Current – BLDC) ba pha có cấu tạo tương tự động cơ điện đồng bộ 3 pha dùng nam châm vĩnh cửu

Động cơ điện một chiều không chổi than

• Roto là nam châm vĩnh cửu:

2 Các phương trình của

động cơ:

• Mạch điện của động

cơ:

• Phương trình của động cơ BLDC tương tự như động cơ đồng bộ có nam châm vĩnh cửu:

Sa

Sa a S Sa S

Sb

Sb b S Sb S

Sc

Sc c S Sc S

di

u e R i (L M)

dt di

u e R i (L M)

dt di

u e R i (L M)

dt









• Công suất động cơ tiêu thụ:

P = eaiSa + ebiSb + eciSc

• Mô men điện từ:

a Sa b Sb c Sc

R

e i e i e i

M = + +

Ω

• Phương trình động học:

R S a sa b sb c sc

c

d 1 d 1 e i e i e i M

dt Z dt J

• Các s.đ.đ ea, eb, ec có dạng hình thang và lệch nhau một góc 2π/3:

a p R R

b p R R

c p R R

e e e( )

e e e( 2 / 3)

e e e( 4 / 3)

 = Ω θ







e(θR - 2π/3)

e(θR - 4π/3)