Chương 5 máy điện một chiều

Máy điện là thiết bị điện từ, làm việc dựa vào nguyên lý cảm ứng điện từ. Cấu tạo gồm mạch từ (lõi thép) và mạch điện (dây quấn) dùng để biến đổi dạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát điện) hoặc ngược lại như điện năng thành cơ năng (động cơ điện), hoặc dùng để biến đổi các thông số điện năng như điện áp, dòng điện, tần số, pha

Trang 1

5.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

- Định nghĩa

Là loại máy điện quay, dùng để biến đổi điện năng một chiều thành cơ năng hoặc cơ năng thành điện năng một chiều

- Công dụng

Làm động cơ để kéo tải trong những truyền động có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ.

Dùng làm máy phát để phát điện một chiều.

CHƯƠNG 5: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 2

5.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀUCHƯƠNG 5: MáY ĐIỆN MỘT CHIỀU

5.2.1 Cấu tạo

Trang 3

copyright@TMLTCS_Khoa éi?n

Trang 4

5.1 CấU TẠO MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

CHƯƠNG 5: MáY ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 5

Trang 6

Cổ góp

Chổi than

5.2.1.3 Phần đổi điện

Trang 7

5.2.2 Nguyên lý làm việc của máy điện một chiều

5.2.2.1 Chế độ động cơ một chiều

a Sơ đồ nguyên lý

Trang 10

+

Trang 11

+

Trang 16

S

B e

+

Trang 18

Icd Iab

Trang 20

I E

RU

Trang 21

§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu trong thùc tÕ

Trang 22

5.2.2.2 Chế độ m¸y ph¸t mét chiÒu

Trang 23

a. Nguyên lý làm việc

* Hoạt động

Trang 24

a. Nguyên lý làm việc

* Hoạt động

Trang 26

5.3.1 Nhiệm vụ, cấu tạo, phân loại, các thông số KT

5.3.1.1 Cấu tạo: Dây quấn phần ứng gồm nhiều bối dây (nhiều phần tử dây quấn) đặt trong các rãnh của phần ứng và nối với nhau theo một quy luật nhất định, phần tử thường là một bối dây hay nhiều vòng dây mà hai đầu của nó nối vào hai phiến góp Các phần tử nối với nhau thông qua các phiến góp đó và làm thành mạch vòng kín mỗi phần tử có hai cạnh tác dụng.

5.3.1.2 Nhiệm vụ:

- Sinh ra một sức điện động cần thiết, có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua không bị nóng quá một nhiệt

độ nhất định để sinh ra một mô men cần thiết, đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt.

- Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn an toàn.

5.3 DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 27

5.3.1.3 Phân loại:

+ Dây quấn xếp đơn và xếp phức tạp + Dây quấn sóng đơn và sóng phức tạp 5.3.1.3 Các thông số kỹ thuật của bộ dây

- Bước cực

- Bước dây quấn y1

- Bước dây quấn y2

- Bước dây quấn tổng hợp y

- Bước trên cổ góp yG

- Bối dây S

Trang 28

5.3.2 Các kiểu quấn dây

- Dây quấn xếp

y

y2 y1

yG

Trang 29

5.3.3 Các kiểu quấn dây

Trang 30

5.4: QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀUCHƯƠNG 5: MáY ĐIỆN MỘT CHIỀU

5.4.1: Sức điện động dây quấn phần ứng

D n

π

=

Trang 31

n a

5.4.1: Sức điện động dây quấn phần ứng

Trang 32

5.4: QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

5.4.2: Mômen điện từ và công suất điện từ

Trang 33

5.4.2.2: Công suất điện từ

5.4: QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

5.4.2: Mômen điện từ và công suất điện từ

5.4.3: Cân bằng năng lượng, tổn hao và hiệu suất trong MĐMC

Trang 34

5.5.1 Từ trường lúc không tải

Trang 36

Làm từ trường trong máy bị biến dạng,

trung tính hình học bị di chuyển sang trung tính

vất lý, làm phát sinh tia lửa điện giữa chổi than và

cổ góp.

Làm giảm điện áp ở đầu cực máy phát, giảm

mômen quay ở động cơ

Trung tính hình học

Trang 37

Khắc phục:

Dùng cực từ phụ , dây quấn cực từ phụ được đấu nối tiếp với dây quấn phần ứng

Dùng dây quấn bù, đặt trong các rãnh được xẻ trên bề mặt cực từ chính, đấu nối tiếp với dây quấn phần ứng

Với những MĐMC Có công suất nhỏ hơn 0,5 kw có thể dịch chổi than từ trung tính hình học sang trung tính vật lý một góc từ 30 đến 50 (quay chổi than theo chiều quay của phần ứng nếu là máy phát, ngược chiều quay phần ứng nếu là động cơ).

Trang 38

t = Tđc

bc

Trang 39

5.7: MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 42

5.7.1.2 Phương trình cân bằng điện áp

U = Eư - IưRư

5.7.1.3 Phương trình cân bằng mô men.

M = M0 + Mđt

5.7.1.4 Các đặc tính của máy phát 1chiều

+ Đặc tính không tải: U0 = Eư = f(Ikt) khi Iư = 0, n = const + Đặc tính ngắn mạch: In = f(Ikt) khi U = 0, n = const + Đặc tính ngoài: U = f(Iư) khi Ikt = const, n = const

+ Đặc tính tải: U = f(Ikt) khi Iư = const, n = const

+ Đặc tính điều chỉnh: Ikt = f(Iư) khi U = const, n = const.

Trang 43

UƯ = Eư - Iưrư UKT = Ikt(Rkt + Rđc)

5.7.2 Máy phát một chiều kích từ độc lập

Trang 44

a Đặc tính không tải

Ikt

Trang 45

b Đặc tính ngoài

Trang 46

c Đặc tính điều chỉnh

0

Ikt

It

Trang 47

Ư

Rđc Iư

It

CKT

5.7.3 Máy phát một chiều kích từ song song

* Điều kiện tự kích từ:

1 Phải có từ dư trong máy và từ thông do Edư sinh ra phải cùng chiều từ dư.

2 Chiều quay của phần ứng phải phù hợp.

3 Biến trở mạch kích từ Rđc phải nhỏ

4 Vận tốc quay phải lớn.

Trang 48

Ư

Rđc Iư

It

CKT Phương trình dòng điện :

IƯ = It + Ikt Phương trình điện áp mạch p.ứng:

UƯ = Eư - IưRư Phương trình điện áp mạch kích từ:

UKT = Ikt(Rkt + Rđc)

UƯ = Ukt

a Đặc tính ngoài

Trang 49

a Đặc tính ngoài

5.6: MáY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 50

b Đặc tính điều chỉnh

0

Ikt

It

Trang 51

CKT

Ikt

Ư

5.6.4 Máy phát một chiều kích từ nối tiếp

U

I

Trang 52

5.6.5 Máy phát một chiều kích từ hỗn hợp

Ikt

Ư

Rđc Iư

It

CKT

Trang 53

5.6.3 Máy phát một chiều kích từ hỗn hợp

I

Trang 54

5.7: MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG

A

Ikt2

+ 2

_

R®c CKT

V

Ikt1

+ 1

_

R®c CKT

A

Ikt2

+ 2

_

R®c CKT

A

a

b

Trang 55

5.8.1 Khái quát

5.8.2 Mở máy động cơ điện một chiều

5.8: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

a: Các yêu cầu kỹ thuật

- Mô men mở máy phải lớn

- Thời gian mở máy phải ngắn

- Dòng mở máy phải nhỏ

- Thiết bị mở máy phải đơn giản, dễ vận hành, tổn hao ít

Trang 56

b: Các phương pháp mở máy

* Mở máy trực tiếp

Khi mở máy đóng trực tiếp động cơ vào lưới điện

*ƯU điểm: - Mmm lớn.

- Thời gian mở máy ngắn.

- Thiết bị đơn giản, dễ vận hành

*Nhược điểm: Imm lớn bằng khoảng ( 5-7)Iđm

*Phạm vi sd: Phương pháp này dùng cho những động cơ có công suất nhỏ khoảng vài trăm oát

Trang 57

- Khi mở máy mạch kích từ nối với nguồn định mức

- Mạch phần ứng được đặt điện áp nhỏ hơn định mức

- Đây là phương pháp thường dùng nhất để mở máy các động cơ có công suất

lớn

* Mở máy điện áp thấp

Trang 58

* Mở máy bằng biến trở mắc vào mạch phần ứng

Trang 59

* Đặc tính cơ của ĐCMC Kích từ độc lập và song song

M k

k

r k

U n

m e

u e

2

Φ

− Φ

=

5.7.2 Các đặc tính của động cơ điện một chiều

a Đặc tính cơ

5.7: ĐộNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trang 60

* Đặc tính cơ của ĐCMC Kích từ độc lập và song song

Trang 61

u I

r

k M

* Đặc tính cơ của ĐCMC Kích từ nối tiếp

Trang 62

* Đặc tính cơ của ĐCMC Kích từ nối tiếp

Trang 63

MO

Trang 64

* Yêu cầu kỹ thuật

- Hạn chế Inm và Mnm

- Quá trình điều chỉnh phải êm, trơn

- Dải điều chỉnh phải rộng

-Tổn hao khi điều chỉnh nhỏ

5.8 ĐộNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

5.8.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều

Trang 65

a Phương pháp thay đổi điện trở mạch phần ứng

n

M O

n0

TN (Rf = 0)

Rf1 Rf2

nđm

n1 n2

Mc

A

Trang 66

b Phương pháp thay đổi từ thông

n

M O

Mnm1

n1

n2

Mc A

Trang 67

c Phương pháp thay đổi điện áp

n

M O

Trang 68

- Giữ nguyên chiều dòng phần ứng, đảo chiều dòng kích từ

N

_

5.8.3 Đảo chiều quay động cơ điện một chiều

Trang 69

_

ư t

- Giữ nguyên chiều dòng kích từ, đảo chiều dòng phần ứng

5.8.3 Đảo chiều quay động cơ điện một chiều

Trang 70

5.8.4 Hãm động cơ điện một chiều

Trang 71

TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 5

Máy điện một chiều có 2 chế độ làm việc: động cơ và máy phát đông cơ điện một chiều được dùng chủ yếu trong những truyền động có yêu cầu cao

về điều chỉnh tốc độ Máy phát điện một chiều biến đổi cơ năng thành điện năng một chiều cấp cho các phụ tải một chiều, điện một chiều còn được dùng trong các lĩnh vực: giao thông, mạ kim loại.

Máy điện một chiều cấu tạo gồm 3 phần cơ bản: Phần cảm (stato), phần ứng (Rôto); Phần đổi điện (chổi than, cổ góp)

Trang 72

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 5

Câu 1: Trình bày cấu tạo của máy điện một chiều?

Câu 2: Vẽ hình, trình bày nguyên lý làm việc và viết phương trình điện áp của máy phát một chiều?

Câu 3: xây dựng đặc tính ngoài và đặc tính điều chỉnh của máy phát một chiều kích từ độc lập

Câu 4: Trình bày hiện tượng phản ứng phần ứng của máy điện một chiều?

Câu 5: Vẽ hình, trình bày nguyên lý làm việc và phương trình điện áp của động cơ điện một chiều?

Câu 6: Kể tên các phương pháp mở máy động cơ một chiều? Vẽ hình, trình bày phương pháp mở máy động cơ điện một chiều bằng biến trở mắc ở mạch phần ứng?

Câu 7: Xây dựng đặc tính ngoài và đặc tính điều chỉnh của máy phát một chiều kích từ song song.

Câu 8: vẽ hình, trình bày cách phân loại máy điện một chiều.

Định dạng
Số trang	72
Dung lượng	1,63 MB