Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 9 - Phạm Hồng Thanh

Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 9 Máy điện một chiều, cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu tạo máy điện một chiều; Nguyên lý làm việc; Sức điện động MF DC; Phản ứng phần ứng MF DC; MF DC kích từ độc lập; MF DC kích từ song song; MF DC kích từ hỗn hợp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 9 - Phạm Hồng Thanh Chương 9 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Kỹ thuật điện 1 Chương 9 9.1 Cấu tạo máy điện một chiều 9.9 Công suất, tổn hao, hiệu suất 9.10 Nguyên lý làm việc ĐC DC 9.2 Nguyên lý làm việc 9.11 Vận tốc ĐC DC 9.3 Sức điện động MF DC 9.12 Momen ĐC DC 9.4 Phản ứng phần ứng MF DC 9.13 ĐC DC kích từ song song 9.5 MF DC kích từ độc lập 9.14 ĐC DC kích từ nối tiếp 9.6 MF DC kích từ song song 9.15 ĐC DC kích từ hỗn hợp 9.7 MF DC kích từ hỗn hợp 9.16 Điều chỉnh tốc độ 9.8 Điều chỉnh điện áp 9.17 Công suất, tổn hao, hiệu suất Kỹ thuật điện 2 9.1. Cấu tạo MF DC  Stato  Roto  Vành góp Kỹ thuật điện 3 Stato Stato (phần cảm) của máy điện một chiều, trên đó có 2p cực từ lồi mang dây quấn kích từ. Một cuộn kích từ được quấn nối tiếp qua các cực từ sao cho từ tính của các cực từ liên tiếp nhau là luân phiên nhau (Bắc - Nam - Bắc - Nam…). Trên khung thép vỏ stator còn có gắn các ổ chổi than cố định, sẽ tiếp xúc với các vành góp của cuộn rotor. Kỹ thuật điện 4 Roto Roto máy phát một chiều (phần ứng) được thể hiện trên hình vẽ. Phần ứng được hình thành do sự lắp ghép các lá thép kỹ thuật điện tạo thành khối trụ, trên mỗi lá thép có dập răng rãnh để bố trí dây quấn. Khi máy điện một chiều họat động theo chế độ máy phát, khi động cơ sơ cấp quay phần ứng trong từ trường phần cảm: các thanh (dây) dẫn trên phần ứng sẽ di chuyển và cắt đường sức từ trường phần cảm tạo nên sức điện động cảm ứng trong dây quấn phần ứng. Để đưa điện từ phần ứng Roto ra ngoài mà ko bị xoắn dây, người ta dùng cơ cấu cổ góp – chổi than Kỹ thuật điện 5 Roto Kỹ thuật điện 6 Vành góp Tương tự như phần quay của máy phát điện đồng bộ, để nhận được dòng một chiều trên phần ứng (trường hợp máy phát), hay cung cấp được dòng một chiều vào dây quấn phần ứng (trường hợp động cơ) lúc Roto quay, ta cần đến hệ thống chổi than và cổ góp. Cổ góp được ghép từ các phiến góp làm bằng đồng xếp tròn liên tiếp nhau thành một khối hình trụ, các phiến góp được phân cách nhau bằng lớp mica cách điện như hình trên. Cổ góp gắn đồng trục với trục rotor và như thế các phiến góp của nó có thể nối với các đầu dây của cuộn rotor mà ko làm xoắn dây Kỹ thuật điện 7 Vành góp Kỹ thuật điện 8 9.2. Nguyên lý làm việc Cấp áp kích từ vào mạch Stato (phần cảm)  dòng kích từ  từ thông phần cảm (còn gọi là từ thông kích từ) đứng yên. Từ thông này được đặc trưng bởi cảm ứng từ B. Khi trục Roto được quay bởi một động cơ sơ cấp nào đó với vận tốc n  Các dây dẫn (thanh dẫn) trên Roto sẽ quay với vận tốc dài v tương ứng (tiếp tuyến với Roto) cắt qua cảm ứng từ B  Sức điện động hình thành trên mỗi dây dẫn : e=lvB  Sức điện động tổng trên mỗi cuộn dây rotor: Ei=Ne  Sức điện động đưa ra ngoài đầu cực : E=KEi, với K là số cuộn nối tiếp trong một mạch nhánh song song Kỹ thuật điện 9 9.2. Nguyên lý làm việc Kỹ thuật điện 10 9.2. Nguyên lý làm việc Kỹ thuật điện 11 9.3. Sức điện động MF DC Tổng quát ta nói: 2p = số cặp cực phần cảm 2a = số nhánh ghép song song trong phần ứng n = tốc độ Φ = từ thông mỗi cực N = tổng số dây dẫn của dây quấn phần ứng D = đường kính của phần ứng L = chiều dài của phần ứng nằm trong từ thông τ = bước cực = chu vi phần ứng giữa hai trục trung tính từ liên tiếp Kỹ thuật điện 12 9.3. Sức điện động MF DC D S  L  L Diện tích chiếm bởi một cực từ 2p  2 p Từ cảm trung bình trong khe hở không khí Btb   S  DL 2 p D e  Btb Lv  L 2 n  2 pn  DL 2 Mỗi nhánh có N/2a sđđ cảm ứng e nối tiếp giữa hai cực, nên sđđ mỗi nhánh là: N N p Ee  2 p n  Nn  K E n 2a 2a a Kỹ thuật điện n (vòng/giây) 13 9.3. Sức điện động MF DC n (vòng/giây): pN kE  a n (vòng/phút): pN kE  60 a Kỹ thuật điện 14 9.4. Phản ứng phần ứng MF DC không tải, các đường sức từ trường chỉ do dòng kích từ chạy qua dây quấn kích từ tạo ra. Trường hợp này, các dây dẫn đang nối vào chổi chuyển động song song với từ trường nên không có sđđ. Nên dây là vị trí tốt nhất để đổi chiều dòng điện để tránh tia lửa điện. Trường hợp không cho kích từ nhưng có dòng ứng chạy trên phần ứng theo đúng chiều lúc mang tải. Phần ứng sẽ tạo ra từ trường vuông góc với từ trường cảm. Trường hợp MF DC làm việc bình thường, từ trường cảm và từ trường ứng cùng xuất hiện và cho ra từ tổng hợp bị xoắn dạng. Nên nếu chổi vẫn đặt trên trục trung tính từ lúc không tải thì vào lúc dòng điện trong dây dẫn đổi chiều, trong dây dẫn vẫn có sđđ cảm ứng dẫn đến phát sinh tia lửa giữa chổi than và vành góp. Kỹ thuật điện 15 9.4. Phản ứn ...