Bài giảng môn kỹ thuật điện – chương 9 máy điện một chiều

Phần tĩnh phần cảm b.. Phần quay phần ứng c... Phần ứng máy điện 1 chiềucuu duong than cong... Cổ góp và chổi thancuu duong than cong... Cách khắc phục • Dùng cực từ phụ • Dùng dây qu

Chương 9 : MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU

* Các số liệu định mức

9.1 Khái niệm chung

* Định nghĩa :

Pđm : CS đầu ra

* Ứng dụng:

9.2 Nguyờn lý làm việc

1- Mỏy phỏt ĐL cảm ứng điện từ

- Mỏy phỏt :

- Động cơ :

; Uđm ; Iđm ; nđm

2- Động cơ ĐL lực điện từ

N

S

d

a

A B

c

b

u

i ư

i ư

Mđt

cuu duong than cong com

9.3 CÊu t¹o :

1 Phần tĩnh ( phần cảm)

b Cực từ phụ

a Cực từ chính

2 Phần quay ( phần ứng )

c Gông từ

1

3

5

- Cổ góp

Cổ góp

2

4 6

- Roto

3 – Chổi than

7

cuu duong than cong com

Phần ứng máy điện 1 chiều

cuu duong than cong com

Cổ góp và chổi than

cuu duong than cong com

9.4 Phân loại :

Dựa vào cách nối dây của 2 phần: - Dây quấn stato (phần cảm-kích từ)

- Dây quấn roto (phần ứng)

U Eư

-Ukt

Ikt

+

-Eư

U

U

-ktn

kts

U Eư

-Ikt

cuu duong than cong com

⊕ •

N

S n

9.5 Sức điện động phần ứng và mô men điện từ

1- Sức điện động phần ứng

eư = Blv

B: Từ cảm trung bình dưới mặt cực

l : Chiều dài cạnh tác dụng

v : Vận tốc dài của thanh dẫn

Dn v

60

π

=

Dn

l 2p

φ π

= π

−

p

30

φ

=

−

N số thanh dẫn dq pư

a : số đôi nhánh song song

2a

N 2a

Eư

eư

N

2a

60a φ

−

e

v

v

D

B

l

φ

=

Gọi:

D 2p

π

τ =

e

pN

k =

60a

cuu duong than cong com

fđt = Bliư

2- Mô men điện từ

I i

2a

= −

−

I

D 2a l

2p

φ

= π −

f

D a

φ

= π

−

®t

pN

Da

π

D

2

=

®t ®t

3- Công suất điện từ

Pđt = Mđt ω

pN

I

2 a

π −

pN

nI 60a

= φ −

t

P® = E I− −

Fđt

Fđt

D

Mđt

2 n 60 π

pN

2 a

π

m

pN

k =

2 a π cuu duong than cong com

9.6 Từ trường và phản ứng phần ứng

n N

S m

- Φc: Từ trường chính do stato (kích từ)

- Φư: Từ trường roto (phần ứng) khi Iư ≠ 0

- Tác động của Φư lên Φc: PƯPƯ

N

m’

n’

β

Ảnh hưởng của PƯPƯ:

Làm méo và giảm Φc

Khử Φư: - Cực từ phụ đặt xen kẽ cực từ chính

- Dq cực từ phụ nối tiếp dq pư

Φư

Φcf

cuu duong than cong com

nF

⊕

•

⊕

•

⊕

⊕

⊕

⊕

•

•

•

•

9.7 Hiện tượng tia lửa điện trên vành góp và biện pháp khắc phục

1 Nguyên nhân

2 Cách khắc phục

• Dùng cực từ phụ

• Dùng dây quấn bù

• Dịch chổi than

Φư

Dq bù

Dq cực

từ phụ

Sf

N

S

- Do phần tử của dq pư có hiện tượng đổi chiều dòng khi đi qua

chổi than Khi đó trong phần tử dq pư có các s.đ.đ:

eL: s.đ.đ tự cảm eM: s.đ.đ hỗ cảm eư: s.đ.đ do pưpư

- Khi đi qua chổi than, phần tử này bị nm dòng lớn

Tia lửa điện khi phiến góp tách ra khỏi chổi than

Nguyên nhân do cơ do tiếp

xúc không tốt giữa vành góp

& chổi than

cuu duong than cong com

9.8 Máy phát điện:

1 Phương trình cơ bản

a) Máy phát kích từ độc lập:

U

Iư

Eư I

Ukt

Ikt

U = Eư – Rư Iư

Iư = I ; Uđm = Eưđm – Rư Iưđm

Ở chế độ định mức:

Iưđm = Iđm P

U

®m

kt kt

kt

U I

R

=

U

Rđ/c

Ikt

Iư E

ư

I

b) Máy phát kích từ song song:

U = Eư – Rư Iư

Iư = I + Ikt kt

kt

U I

R

=

Uđm = Eưđm – Rư Iưđm

Ở chế độ định mức :

Iưđm = Iđm + Ikt

kt

P

I U

= ®m +

®m cuu duong than cong com

2 Quá trình thành lập điện áp

Eư = keφ n =>

U

Ukt

Ikt n

Edư

Eư

Ikt a) Máy kích từ độc lập

U = Eư – Rư Iư cuu duong than cong com

Rđ/c

Ikt n

b Máy phát kích từ song song

Edư => Ikt1 => φkt

Edư

Eư

Ikt

Eư = f(Ikt ) U = f(Ikt ) = Rkt Ikt

α

αth

Edư

φkt cùng chiều φdư

=> Ikt2 > Ikt1 …

ĐK thành lập

điện áp

- Tồn tại φdư

- φkt cùng chiều φdư

- Rkt < Rth

=> φtổng => Eư cuu duong than cong com

3 Đặc tính ngoài Là đặc tính U = f(I) n = const

Rkt = const a) Máy phát kích từ độc lập

U = Eư – Rư Iư Khi I = Iư - RưIư

- Phản ứng phần ứng

U giảm φ tổng (Eư) giảm

khi

U = Eư – Rư Iư Khi I

= > Eư giảm

- RưIư

- Phản ứng phần ứng

=> φ tổng => Ikt

=> U

Iư = I + Ikt

a) Máy phát kích từ song song

U

In đl 0

I

In ss

Kt đl

Kt ss

In ss << In đl cuu duong than cong com

4 Đặc tính điều chỉnh Ikt

I 0

Là quan hệ: Ikt = f (I)

n = const

U = const Khi

Iđm

Iktđm

KT //

KT ĐL

cuu duong than cong com

U = Eư + Rư Iư

Iư = I

Uđm = Eưđm + Rư Iưđm Iưđm = Iđm P

U

= η

®m

®m ®m

Ở chế độ định mức :

9.9 Động cơ điện một chiều

U = Eư + Rư Iư

Iư = I - Ikt

Uđm = Eưđm + Rư Iưđm

Iưđm = Iđm-Ikt P Ikt

U

η

®m

Ở chế độ định mức :

1 Phương trình cơ bản

a) Động cơ kích từ độc lập:

U

Iư

Eư I

Ukt

Ikt

kt kt

kt

U I

R

=

b) Động cơ kích từ song song:

U

Rđ/c

Ikt

Iư E

ư

I

cuu duong than cong com

Rđ/c

Ikt

Rf

Im

Iưm

2 Các phương pháp mở máy

- Dùng Rf nối tiếp Rư

U I

R

=

−m

−

để Im ≤ (2 ÷ 2,5 ) Iđm

Im = Iưm

ĐC KT độc lập:

ĐC KT song song:Im = Iưm + Ikt

Vì Rư rất bé Im rất lớn nếu U = Uđm

Yêu cầu: Giảm Im

dm f

U I

=

+

−m

−

- Giảm điện áp: Um << U đm

cần thiết bị giảm áp

TB

cuu duong than cong com

3 Đặc tính cơ: n = f(M)

U = Eư + Rư Iư Eư = ke φ n

R I

U n

− −

=>

M = kmφ Iư

* Với động cơ kích từ song song và độc lập

(Đặc tính cơ - điện)

2

R

U

φ −φ

n

M

nđm

Mđm

o e

U

= n

R

φ

−

n = no- ∆n

cuu duong than cong com

R

U

= −

−

4 Điều chỉnh tốc độ

a) Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi R f nối tiếp mạch phần ứng

U

Rđ/c

Ikt

Rf

I

Iư

có Rf

f 2

e m

k k

+

∆ =

φ

−

o

e

U n

k

=

φ = const

n

M

no

1

Mđm

2 3

Rf3 > Rf2 > Rf1 = 0

* Đặc điểm

- Đc n < nđm

- Tổn hao trên Rf nhiều

PP ít được sử dụng cuu duong than cong com

b) Điều chỉnh tốc độ bằng giảm U

U < Uđm

2

e m

R

k k

∆ =

φ

−

o

e

U n

k

=

φ

= const

n

M

Mđm

U3 < U2 < U1 = Uđm

* Đặc điểm

- n điều chỉnh bằng phẳng

- Phạm vi rộng

- Đc n < nđm

- Cần nguồn 1 chiều thay đổi được

2 3

TB đc

Là PP được sử dụng nhiều nhất cuu duong than cong com

c) Điều chỉnh tốc độ bằng giảm φ

giảm φ

2

R

k k

∆ =

φ

−

o

e

U n

k

=

φ

φ 3 < φ 2 < φ 1 = φ đm

* Đặc điểm

- Đc n > nđm

- Phạm vi đc:

no

1

Mđm

3 2 n

M

/c

n

2

®m

PP thường sử dụng khi kết hợp đc U

cuu duong than cong com