Tài liệu Giáo trình Máy điện - Phần 3 docx

Trang 1

1.7 QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

1.7.1 Sức điện động cảm ứng của dây quấn phần ứng:

Theo đi ̣nh luâ ̣t Faraday:

Etd = Btd l v = 2p  n ( v )

Trong đó: Etd: sứ c điê ̣n đô ̣ng thanh dẫn

Btb: từ cảm trung bình trong khe hở

2p: số cực phần cảm

: từ thông trung bình/cực ( Wb )

n: tốc độ quay (vòng/giây )

Gọi: N: tổng số thanh dẫn

2a: số mạch nhánh song song

Eư: sứ c điê ̣n đô ̣ng của mô ̣t ma ̣ch nhánh song song

Nếu n tính bằng vòng/phút thì:

n a

pN

60

Đặt: CE =

a

pN

60 : hệ số kết cấu

E ư = C E  n

 Sức điê ̣n đô ̣ng phần ứng tỉ lê ̣ với từ thông dưới mô ̣t cực từ và tốc đô ̣ quay phần ứng Nghĩa là muốn thay đổi Eư thì phải tác động lên  hoặc n

 Moment điê ̣n từ của máy điê ̣n mô ̣t chiều được ta ̣o nên do sự tác đô ̣ng tương hỗ giữa từ trường phần cảm và từ trường dòng điê ̣n trong thanh dẫn phần ứng Momen này tác du ̣ng lên phần ứng

 Ở chế độ máy phát, Mđt ngược chiều với moment quay của đô ̣ng cơ sơ cấp tác dụng lên rotor, nên có tác du ̣ng như mô ̣t moment cản

-

Iư

Eư

-

+

Trang 2

Trang 22

 Ở chế độ động cơ , Mđt đóng vai trò moment quay , chiều quay của máy cùng chiều quay của moment Công suất điê ̣n từ đã chuyển công suất điê ̣n E ư Iư thành công suất cơ Mđt 

1.7.2 Momen điê ̣n từ :

Lực điê ̣n từ tác du ̣ng lên thanh dẫn mang dòng điê ̣n là :

f = Btb iư l

Btb: từ cảm trung bình trong khe hở

iư : dòng điện qua thanh dẫn

a

I

ö

2

 l: chiều dài tác du ̣ng của thanh dẫn

Iư : dòng điện phần ứng

Momen điê ̣n từ tác du ̣ng lên dây quấn phần ứng:

Mđt = f r N = Btb N

2 2

ö

ö .l.D a I

r : bán kính của phần ứng

2

ö

D

r ( Dư: đườ ng kính phần ứng)

Btb =

l







 p

Dö  2

a

pN p

.l a

I N l





2 2

Đặt CM =

a

pN



2 : hệ số kết cấu

M đt = C M  I ư 1.7.3 Công suất điê ̣n từ:

Pđt = Mđt 

: tốc độ gốc của rotor 60

2n

  n: tốc độ quay

Thay Mđt =

a

pN



2  Iư

+

- tải

I

Iư

G

Trang 3

Pđt =

a

pN



2  Iư

a

pN n

60 60

2 

 n Iư = Eư Iư

P đt = E ư I ư 1.7.4 Quá trình năng lượng và các phương trình cân bằng:

a) Đối với máy phát điện:

P1 : công suất cơ đầu vào

Pt : tổn hao kích từ

Pcơ + FFe: tổn hao cơ + tổn hao sắt từ

Pđt : công suất điện từ chuyển qua phần ứng

PCu,ư : tổn hao đồng trên dây quấn phần ứ ng

P2 : công suất điện đầu ra

1

2 

 P

P

 Từ giản đồ: P2 = Pđt – PCu,ư

chia 2 vế Iư: UIư = EưIư - Iö2.Rö

Đây là phương trình cân bằng điê ̣n áp của máy phát điê ̣n mô ̣t chiều

Eư: đóng vai trò nguồn điê ̣n, cùng chiều Iư

M0: momen không tải do P0 = Pcơ + PFe

M 1 = M đt + M 0 là phương trình cân bằng momen

của máy phát điện một chiều

P1

Pdt

P2

Pt

PCu,ư

Pcơ + PFe

Giản đồ năng lượng của máy phát 1 chiều

tải

Iư

+

-Eư

Rư

+

-U

Trang 4

Trang 24

b) Động cơ điện

P1: công suất điện đầu vào

P2: công suất cơ đầu ra

P1 = Pđt + Pt + PCu.ư

U( Iư + It ) = Eư.Iư + UIt + Iö2Rö

U = E ư + I ư R ư

Đây là phương trình cân bằng điê ̣n áp

của động cơ điện một chiều

Eư đóng vai trò sức phản điê ̣n, ngươ ̣c chiều Iư

M2: moment cơ đầu ra

Đây là phương trình cân bằng momen của đô ̣ng cơ điê ̣n mô ̣t chiều

1.7.5 Tính thuận nghịch trong máy điện một chiều:

Máy điện một chiề u có thể dùng làm máy phát điê ̣n , cũng có thể dùng làm động

cơ điê ̣n

Chế đô ̣ máy phát : Eư, Iư cùng chiều

Mđt ngược chiều quay n  Mhãm

Chế đô ̣ đô ̣ng cơ : Eư, Iư ngược chiều

Mđt cùng chiều n

P1

Pdt

P2

Pcơ + PFe

Giản đồ năng lượng của ĐC 1 chiều

Iư

+

-Eư

Rư

+

-U

N

S

+



Eư , Iư

n

M đt

N

S +



Eư , Iư

n, Mđt



+

Trang 5

Giả sử máy phát:   0

ư

U E

I nghĩa là Eư > U

Nếu giảm từ thơng (  ) và tớc đợ( n ) đểgiảm Eư kết quả là Eư < U  Iư < 0  (đởi chiều ), Eư và Iư ngược chiều nhau Do chiều  khơng đởi  Mđt đởi dấu nghĩa là Mđt cùng chiều n ( Mđt chuyển từ hãm thành quay ) Máy chuyển từ chế

đơ ̣ máy phát sang chế đơ ̣ đơ ̣ng cơ

1.7.6 Ví dụ :

Bài 1 :

Mơ ̣t máy phát điê ̣n mơ ̣t chiềulúc quay khơng tải ở tớc đơ ̣ n = 1000 vòng / phút thì sức điê ̣n đơ ̣ng phát ra bằng E0 = 222 V Hỏi lúc khơng tải muớn phát ra sức điê ̣n

đơ ̣ng đi ̣nh mức E0.đm = 220 V thì tớc đơ ̣ n 0.đm phải bằng bao nhiêu khi giữ dòng kích từ khơng đởi ?

Giải Giữ dòng điê ̣n kích từ khơng đởi nghĩa là từ thơng khơng đởi

Ta có :

0đm 0.đm

E

E 0.đm

0

n

n n

C

n C E





Do đó khi E0.đm = 220V ta được :

n0.đm = n 990vòng/phút

222

220 1000 E

E

0

đm

Bài 2 :

Mơ ̣t đơ ̣ng cơ điê ̣n mơ ̣t chiều kích thích song song cơng suất đi ̣nh mức P đm = 5,5

kW, Uđm = 110 V, Iđm = 58 A ( tởng dòng điê ̣n đưa vào bao gờm d òng điện phần ứng Iư và kích từ It ), nđm = 1470 vòng/phút Điện trở phần ứng Rư = 0,15 , điện trở ma ̣ch kích từ r t = 137, điện áp giáng trên chởi than 2 Utx  2 V Hỏi sức điê ̣n đơ ̣ng phần ứng, dòng điện phần ứng và momen điện từ ?

Tiêu đề	Quan hệ điện từ trong máy điện một chiều
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	Giáo trình

Định dạng
Số trang	5
Dung lượng	242,66 KB