Giáo trình điện - Chương 1: Đại cương về máy điện 1 chiều

Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên, kỹ thuật viện về điện - GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN 1 CHIỀU.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình điện - Chương 1: Đại cương về máy điện 1 chiều PhÇn thø nhÊt M¸y ®iÖn mét chiÒu Ch−¬ng 1 ®¹i c−¬ng vÒ m¸y ®iÖn mét chiÒu Ngµy nay, mÆc dï dßng ®iÖn xoay chiÒu ®−îc sö dông rÊt réng r·i, song m¸y ®iÖnmét chiÒu vÉn ®−îc coi lµ mét lo¹i m¸y quan träng. Nã cã thÓ dïng lµm ®éng c¬ ®iÖn,m¸y ph¸t ®iÖn hay dïng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¸c. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã m« men më m¸y lín, cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®éb»ng ph¼ng, ph¹m vi ®iÒu chØnh réng nªn chóng ®−îc dïng nhiÒu trong c¸c m¸y c«ngnghiÖp cã yªu cÇu cao vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é nh− c¸n thÐp, hÇm má, giao th«ng vËn t¶i... M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu dïng lµm nguån ®iÖn cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu,lµm nguån ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch tõ trong m¸y ®iÖn ®ång bé. Ngoµi ra trong c«ngnghiÖp ®iÖn ho¸ häc nh− tinh luyÖn ®ång, nh«m, m¹ ®iÖn... còng cÇn dïng nguån ®iÖnmét chiÒu ®iÖn ¸p thÊp. M¸y ®iÖn mét chiÒu còng cã nh÷ng nh−îc ®iÓm cña nã so víi m¸y ®iÖn xoay chiÒunh− gi¸ thµnh ®¾t h¬n, sö dông nhiÒu kim lo¹i mµu h¬n, chÕ t¹o vµ b¶o qu¶n cæ gãpphøc t¹p,... nh−ng do nh÷ng −u ®iÓm cña nã nªn m¸y ®iÖn mét chiÒu vÉn cßn cã méttÇm quan träng nhÊt ®Þnh trong s¶n xuÊt. 1-1. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn mét chiÒu M¸y ®iÖn mét chiÒu cã thÓ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn hoÆc chÕ ®é ®éng c¬®iÖn dùa vµo nguyªn lý c¶m øng ®iÖn tõ. 1.1.1. ChÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn mét chiÒu nh− h×nh 1-1. M¸y gåm cã métkhung d©y abcd hai ®Çu nèi víi hai phiÕn gãp (hai nöa vßng ®ång). Hai chæi ®iÖn (chæithan) A vµ B ®Æt cè ®Þnh vµ lu«n t× s¸t vµo phiÕn gãp. Khung d©y vµ phiÕn gãp ®−îcquay quanh trôc cña nã víi mét tèc ®é kh«ng ®æi trong tõ tr−êng cña hai cùc namch©m N - S. Khi khung d©y quay, c¸c thanh dÉn ab vµ cd sÏ c¾t c¸c ®−êng søc tõ tr−êng. Theo®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ, trong c¸c thanh dÉn xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng (s.®.®) c¶møng, trÞ sè tøc thêi cña s.®.®. c¶m øng ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: e = B.l.v (1-1)trong ®ã: B - tõ c¶m ë n¬i thanh dÉn quÐt qua; l - chiÒu dµi thanh dÉn n»m trong tõ tr−êng; v - vËn tèc quÐt cña thanh dÉn. ChiÒu cña s.®.®. c¶m øng ®−îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. Theo vÞ trÝ cñakhung d©y trªn h×nh 1-1 vµ gi¶ thiÕt chiÒu quay cña khung d©y ng−îc chiÒu kim ®ånghå th× thanh dÉn ab ®ang n»m d−íi cùc b¾c N, s.®.®. c¶m øng e sÏ cã chiÒu tõ b ®Õn a, 5cßn thanh dÉn cd ®ang n»m d−íi cùcnam S, chiÒu cña s.®.®. c¶m øng trongnã sÏ tõ d ®Õn c. NÕu m¹ch ngoµi nkhÐp kÝn qua t¶i th× s.®.®. trong khung cd©y sÏ sinh ra trong m¹ch ngoµi mét e ddßng ®iÖn ch¹y tõ chæi than A ®Õnchæi than B. Do khung d©y quay nªn b Bc¸c thanh dÉn ab vµ cd lÇn l−ît thay e -®æi vÞ trÝ n»m d−íi c¸c cùc tõ, do ®ã as.®.®. c¶m øng trong c¸c thanh dÉn lµ As.®.®. xoay chiÒu. NÕu tõ c¶m trong +khe hë kh«ng khÝ (n¬i thanh dÉn quÐtqua) ph©n bè h×nh sin th× theo c«ngthøc (1-1) s.®.®. trong khung d©y Rcòng lµ h×nh sin. H×nh 1-1. Nguyªn lý lµm viÖc V× chæi ®iÖn A lu«n t× lªn phiÕn cña m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒugãp nèi víi thanh dÉn n»m d−íi vïngcùc b¾c N, cßn chæi ®iÖn B lu«n t× lªnphiÕn gãp nèi víi thanh dÉn n»m d−íi e, ivïng cùc nam S nªn dßng ®iÖn ë 2m¹ch ngoµi chØ ch¹y theo mét chiÒutõ chæi A (cùc d−¬ng) ®Õn chæi B(cùc ©m). Nh− vËy, s.®.®. xoay chiÒu tc¶m øng trong khung d©y vµ dßng 1®iÖn t−¬ng øng ®· ®−îc chØnh l−uthµnh s.®.®. vµ dßng ®iÖn mét chiÒu ë H×nh 1-2. S.®.®. vµ dßng ®iÖn trongm¹ch ngoµi nhê hÖ thèng vµnh gãp vµ khung d©y (1) vµ ë m¹ch ngoµi (2).chæi than (h×nh 1-2). NÕu m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu cãmét khung d©y nh− ë h×nh 1-1 th×®iÖn ¸p gi÷a hai chæi ®iÖn A, B cãd¹ng nh− ®−êng 2 ë h×nh 1-2, gäi lµ®iÖn ¸p ®Ëp m¹ch. Trªn thùc tÕ, ®Ó cãs.®.®. lín gi÷a c¸c chæi than vµ ®Ó egi¶m sù ®Ëp m¹ch cña s.®.®. ®ã,ng−êi ta dïng nhiÒu khung d©y ...