CHƯƠNG VI: MÁY ĐIỆN 69 1. MÁYBIẾN ÁP
4. MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều là loại máy tạo ra dòng điện một chiều để mạ điện , điều chế kim loại , nạp điện cho ắc quy . . . vv ở chế độ máy phát . Đồng thời nó có thể nhận dòng điện một chiều để tạo ra mô men quay lớn khởi động động cơ đốt trong .
4.2. Phân loại
- Máy phát điện một chiều - Động cơ điện một chiều
Hình 6.10 Quá trình tạo mô men quay động cơ không đồng bộ
4.3. Cấu tạo
4.3.1.Phần cảm ( Stato )
Stato gồm lõi thép bằng thép đúc vừa là vỏ vừa là mạch từ . Gắn với Stato là các cực từ chính có dây cuốn kích từ .
Hình 6-11.Cấu tạo máy phát điện a.Stato b. Roto c,f. Nắp d. Cổ góp Hình 6-12:Mặt cắt của máy
Hình 6-13:Lá thép của Roto Hình 6-14: Chổi than
4.3.2. Phần ứng ( Roto )
Roto bao gồm lõi thép, dây cuốn phần ứng , cổ góp và chổi than
- Lõi thép làm bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau nó có lỗ thông gió và rãnh để đặt dây cuốn phần ứng. Mỗi phần tử dây cuốn gồm nhiều vòng dây hai đầu nối với hai phiến góp .
- Cổ góp gồm phiến góp bằng đồng ghép cách điện với nhau nó có dạng hình trụ và được gắn vào roto.
- Chổi than làm bằng than Graphít tỳ lên cổ góp nhờ lò xo.
* Các phương pháp kích từ
Hình 6.13: Lá thép của Roto
Hình 6.11: Cấu tạo máy phát điện Hình 6.12: Mặt cắt của máy
6.14: Hình Chổi than
- Máy điện một chiều kích từ độc lập : Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác không liên hệ với phần ứng của máy.
- Máy điện một chiều kích từ song song : Dây cuốn kích từ song song với mạch phần ứng.
Wkt
- Máy điện một chiều kích từ nối tiếp : Dây cuốn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng.
- Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp : Gồm hai dây cuốn kích từ dây cuốn kích từ song song và dây cuốn kích từ nối tiếp trong đó làm việc chủ yếu là dây cuốn kích từ song song.
4.4.Nguyên lý làm việc
4.4.1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện 1 chiều kích thích song song Hình 6.16: Kích từ song
song Wkt
Hình 6.15: Kích từ độc lập Wkt
Hình 6.16: Kích từ song song
Wkt
Hình 6.17: Kích từ nối tiếp Wkt
Hình 6.18: Kích từ hỗn hợp Wkt
Wkt
Lúc đầu máykhông có dòng kích từ, từ thông trong máy do từ dư của cực từ tạo ra bằng khoảng 2 3% từ thông định mức. Khi quay phần ứng trong dây cuốn phần ứng sẽ tạo ra suất điện động cảm ứng do từ thông sinh ra. Suất điện động này khép mạch cuộn dây kích từ ( RKT nhỏ nhất ) sinh ra dòng điện kích từ làm tăng từ trường cho máy. Quá trình tiếp tục khi điện áp đạt mức ổn định.
Để máy thành lập điện áp cần phải có từ dư và chiều từ trường dây cuốn kích từ phải cùng chiều với chiều từ dư.
Nếu không có từ dư ta phải mồi từ để tạo từ dư
Nếu chiều hai từ trường ngược nhau ta phải đổi cực tính dây cuốn kích từ hoặc đổi chiều quay phần ứng
- Mạch phần ứng : U = UU – RUIU ; - Mạch kích từ : U = IKT( RKT – RĐC )
IƯ = I + IKT
4.4.2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện 1 chiều kích thích nối tiếp
Hình 6.19: Nguyên lý làm việc của máy phát điện 1 chiều kích thích song song
Hình 6.17: Nguyên lý làm việc của động cơ điện 1 chiều kích thích nối tiếp
Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi than thì trong dây cuốn phần ứng có dòng điện. Các dây cuốn phần ứng nằm trong từ trường ( phần cảm ) sẽ chịu tác dụng tương hỗ lên nhau tạo lên mô men tác dụng lên roto làm roto quay. Nhờ có phiến góp đổi chiều dòng điện nên dòng điện một chiều đưa vào phần ứng thành dòng điện xoay chiều đưa vào phần ứng giữ cho lực điện từ tác dụng lên roto theo một chiều nhất định đảm bảo cho động cơ có chiều quay không đổi.
Do cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng nên dòng điện kích từ bằng dòng điện phần ứng. Vì vậy cuộn dây kích từ có tiết diện lớn, số vòng ít và tiết diện nhỏ
I = IƯ = IKT
EU = U – ( RKT + RƯ )IU
Nên khi chạy không tải hoặc tải nhỏ thì dòng điện nhỏ , từ thông nhỏ làm tốc độ động cơ cao ta mắc thêm RMở để tránh gây hỏng hóc. Động cơ kích từ nối tiếp thích hợp cho chế độ tải nặng nề như ở các thiêt bị cần trục, cầu trục