1 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU1 1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Máy điện một chiều làm việc dựa vào nguyên lý cảm ứng điện từ,[.]
Trang 11-1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều làm việc dựa vào nguyên lý cảm
ứng điện từ, nó có thể làm việc ở chế độ máy phát điện
hoặc chế độ động cơ điện.
1 Chế độ máy phát điện
Sơ đồ Nguyên lý của máy điện một chiều như
hình 1-1 Máy gồm:
- Khung dây abcd đặt trong từ trường của nam
châm N-S, hai đầu nối với 2 phiến góp (2 nửa
vòng đồng) Khung dây và phiến góp được quay
quanh trục của nó.
- Hai chổi điện (chổi than) A, B đặt cố định và
luôn tì lên phiến góp.
Khi khung dây quay, các thanh dẫn ab, cd sẽ cắt
các đường sức của từ trường
Theo định luật cảm ứng điện từ, trong các thanh
dẫn sẽ xuất hiện sức điện động (s.đ.đ) cảm ứng,
trị số tức thời của s.đ.đ cảm ứng là:
e = B.l.v (1-1)
B - Cảm ứng từ nơi thanh dẫn quét qua,
l - Chiều dài than dẫn nằm trong từ trường,
v - vận tốc quét của thanh dẫn.
Hình 1-1 Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều
A
B
-+
b
a d
R
n
e e
c
Trang 2Chiều của s.đ.đ cảm ứng xác định theo quy tắc bàn tai phải.
Theo vị trí của khung dây như hình 1-1 và chiều quay của khung dây như hình vè thì thanh dẫn ab đang nằm dười cực bắc N, s.đ.đ cảm ứng e có chiều
từ b đến a Thanh dẫn cd đang nằm dưới cực nam S, chiều của s.đ.đ trong nó
từ d đến c.
Nếu mạch ngoài khép kín qua tải, sức điện động trong khung dây sẽ sinh ra ở mạch ngoài một dòng điện chạy từ chổi than A đến chổi than B
Do Các cạnh ab, cd của khung dây luôn thay đổi vị trí dưới các cực từ (hình 1-2) nên s.đ.đ cảm ứng trong chúng là s.đ.đ xoay chiều (đường 1 hình 1-3).
R R
+
B A
Hình 1-2 Vị trí khung dây ở các thời điểm khác nhau
e i
t
B A
1
2
Hình 1-3 S đ đ trong khung dây
và dòng điện ở mạch ngoài
Trang 3Nếu cảm ứng từ trong khe hở không khí (nơi thanh
dẫn quét qua) phân bố hình sin thì s.đ.đ trong khung
dây cũng là hình sin (đường 1 hình 1-3).
Vì chổi điện A luôn tì lên phiến góp nối với thanh dẫn
nằm dưới vùng cực bắc N, chổi B luôn tì lên phiến góp
nối với thanh dẫn nằm dưới vùng cực nam S nên dòng
điện ở mạch ngoài chỉ chạy theo một chiều nhất định từ
chổi A đến chổi B
S.đ.đ cảm ứng xoay chiều trong khung dây đã được
chỉnh lưu thành s đ đ một chiều ở mạch ngoài (đường
2 hình 1-3) nh ờ hệ thống phiến góp và chổi than.
Nếu máy phát chỉ có một khung dây như hình 1-1 thì
điện áp giữa hai chổi điện A, B có dạng như đường 2 ở
hình 1-3, đó là điện áp 1 chiều đập mạch.
Trên thực tế, để s đ đ giữa các chổi than có giá trị
lớn và để giảm sự đập mạch của s.đ.đ, người ta dùng
nhiều khung dây đặt lệch nhau trong không gian một
góc nào đó để làm thành bộ dây quấn phần ứng của
máy điện một chiều
Vì có nhiều khung dây nên có nhiều phiến góp, các
phiến góp cách điện với nhau ghép lại thành cổ góp.
Ví dụ, máy có hai khung dây đặt vuông góc với nhau
thì điện áp giữa hai chổi than sẽ như ở hình 1-4.
e i
t
B A
1
2
Hình 1-3 S.đ.đ trong khung dây và dòng điện ở mạch ngoài
Hình 1-4
Trang 42 Chế độ động cơ điện
Nếu nối hai chổi điện A, B vào nguồn
điện một chiều, dòng một chiều sẽ chạy
trong các thanh dẫn ab, cd Tác dụng
của từ trường nam châm lên các thanh
dẫn có dòng điện sẽ sinh ra lực điện từ
Độ lớn của lực điện từ được xác định
theo công thức:
F = B.l.i (1-2)
B - cảm ứng từ trung bình trong khe hở,
l - chiều dài thanh dẫn nằm trong từ trường,
i - dòng điện chạy trong thanh dẫn.
Chiều của lực điện từ xác định theo
quy tắc bàn tay trái (xem hình 1-5).
Lực điện từ tác dụng lên các thanh
dẫn ở mỗi vùng cực có chiều không đổi
nên mômen do lực điện từ sinh ra cũng
có chiều không đổi, làm cho khung dây
quay theo một chiều nhất định Đó chính
là nguyên lý làm việc của động cơ điện
một chiều.
Hình 1-5 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều
A
+
b c
d