Giáo trình điện - Chương 3: Từ trường trong máy điện 1 chiều

Tham khảo tài liệu giáo trình điện - chương 3: từ trường trong máy điện 1 chiều, kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình điện - Chương 3: Từ trường trong máy điện 1 chiều Ch−¬ng 3 tõ tr−êng trong m¸y ®iÖn mét chiÒu 3-1. Tõ tr−êng lóc kh«ng t¶i (Tõ tr−êng cùc tõ) Tõ tr−êng trong m¸y ®iÖn lµ mét yÕu tè kh«ng thÓ thiÕu ®−îc ®Ó sinh ra s.®.®. vµm«men ®iÖn tõ. Trong hÇu hÕt c¸c m¸y ®iÖn hiÖn nay, tõ tr−êng lóc kh«ng t¶i ®Òu dodßng ®iÖn mét chiÒu ch¹y trong d©y quÊn kÝch tõ ®Æt trªn cùc tõ sinh ra. ViÖc nghiªn cøu m¹ch tõ lóc kh«ng t¶i cña m¸y ®iÖn mét chiÒu còng nh− cña tÊt c¶c¸c lo¹i m¸y ®iÖn kh¸c nh− m¸y ®iÖn ®ång bé, m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé v.v... lµ x¸c®Þnh søc tõ ®éng (viÕt t¾t lµ s.t.®.) cÇn thiÕt ®Ó t¹o ra tõ th«ng ë khe hë ®ñ ®Ó sinh ratrong d©y quÊn phÇn øng mét s.®.®. vµ m«men ®iÖn tõ theo yªu cÇu cña thiÕt kÕ. TrongphÇn nµy sÏ tr×nh bµy c¸ch tÝnh to¸n cô thÓ m¹ch tõ cña m¸y ®iÖn mét chiÒu. Tuynhiªn, v× ph−¬ng ph¸p ®ã cã tÝnh chÊt tæng qu¸t nªn còng cã thÓ øng dông ®Ó tÝnh to¸nm¹ch tõ cña c¸c lo¹i m¸y ®iÖn quay kh¸c. 3.1.1. Tõ tr−êng chÝnh vµ tõ tr−êng t¶n Trong c¸c m¸y ®iÖn, c¸c cùc tõ cã cùc tÝnh kh¸c nhau ®−îc bè trÝ xen kÏ nhau däctheo chu vi phÝa trong th©n vá m¸y, tõ th«ng ®i tõ cùc b¾c N qua khe hë vµ phÇn øngråi trë vÒ hai cùc nam S n»m kÒ bªn. Sù ph©n bè cña ®−êng søc tõ ë mét m¸y bèn cùcnh− trªn h×nh 3-1. Theo h×nh vÏ ®ã ta thÊy, tõ th«ng ®i ra d−íi mçi cùc tõ ®¹i bé phËn®i qua khe hë vµo phÇn øng, chØ cã mét bé phËn rÊt nhá kh«ng qua phÇn øng mµ trùctiÕp ®i vµo c¸c cùc tõ bªn c¹nh hoÆc g«ng tõ, n¾p m¸y ... lµm thµnh m¹ch kÝn. PhÇn tõth«ng ®i vµo phÇn øng gäi lµ tõ th«ng chÝnh hay tõ th«ng khe hë Φ0. Tõ th«ng nµy c¶møng nªn s.®.®. trong d©y quÊn khi phÇn øng quay vµ t¸c dông víi dßng ®iÖn trong d©yquÊn phÇn øng ®Ó sinh ra m«men. §©y lµ phÇn chñ yÕu cña tõ th«ng cùc tõ Φc. PhÇn tõth«ng kh«ng ®i qua phÇn øng gäi lµ tõ th«ng t¶n Φб, nã kh«ng c¶m øng nªn s.®.®. vµkh«ng sinh ra m«men trong phÇn øng mµ chØ lµm cho ®é b·o hoµ tõ trong cùc tõ vµg«ng tõ t¨ng lªn. Tõ th«ng nµy nhiÒu hay Ýt cßn phô thuéc vµo ®é b·o hoµ vµ kÕt cÊucña cùc tõ. Tãm l¹i toµn bé tõ th«ng cña cùc tõb»ng: φ0 φσ ⎛ φ⎞ N S ΦC = Φ0 + Φб = φ 0 ⎜1 + σ ⎟ = бtΦ0 (3- ⎜ φ⎟ ⎝ ⎠ 0 φσ1) ⎛ φ⎞trong ®ã: бt = ⎜1 + σ ⎟ - hÖ sè t¶n tõ cña cùc ⎜ φ⎟ ⎝ ⎠ 0 H×nh 3-1tõ chÝnh. Th−êng бt = 1,15 ÷ 1,28. Sù ph©n bè cña tõ tr−êng chÝnh vµ tõ 3.1.2. S.t.®. cÇn thiÕt sinh ra tõ th«ng tr−êng t¶n trong m¸y ®iÖn mét chiÒu §Ó cã tõ th«ng chÝnh Φ0 cÇn thiÕt ph¶i 23cã mét s.t.®. kÝch tõ F0 nµo ®ã. S.t.®. nµy do sè ampe vßng cña d©y quÊn kÝch tõ trªnmét ®«i cùc sinh ra. Theo ®Þnh luËt toµn dßng ®iÖn, trong m¹ch tõ kÝn, tæng s.t.®. b»ngtÝch ph©n vßng cña c−êng ®é tõ tr−êng trong m¹ch tõ ®ã, tøc lµ: ΣIw = ∫ Hdl Trong thiÕt kÕ m¸y ®iÖn, trùc tiÕp dïng c«ng thøc trªn ®Ó tÝnh to¸n cã khã kh¨n v×m¹ch tõ trong m¸y ®iÖn kh«ng quy cñ, khã x¸c ®Þnh c−êng ®é tõ tr−êng H ë c¸c ®iÓm.V× vËy ®Ó dÔ tÝnh to¸n ta dïng c¸ch ph©n ®o¹n vµ trong c¸c ®o¹n ®ã coi nh− c−êng ®étõ tr−êng kh«ng ®æi. Trong m¸y ®iÖn th−êng chia m¹ch tõ ra lµm n¨m ®o¹n sau: khehë, r¨ng phÇn øng, l−ng phÇn øng, cùc tõ vµ g«ng tõ. Nh− vËy s.t.®. cÇn thiÕt cho mét ®«i cùc F0 ®Ó sinh ra tõ th«ng chÝnh cã thÓ tÝnhnh− sau: F0 = ΣIw = ΣHl = 2 H δ δ + 2 H r hr + H u l u + 2 H c l c + H g l g = F δ + Fr + F − + Fc + Fg (3-2)trong ®ã c¸c ch÷ nhá δ, r, −, c, g chØ khe hë, r¨ng phÇn øng, l−ng phÇn øng, cùc tõ vµg«ng tõ; h chØ chiÒu cao vµ l chØ chiÒu dµi. C−êng ®é tõ tr−êng cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: B H= (3-3) µ Φtrong ®ã: B = - tõ c¶m trªn tõng ®o¹n; S Φ, S vµ µ - tõ th«ng, tiÕt diÖn vµ hÖ sè tõ thÈm cña c¸c ®o¹n. Trong kh«ng khÝ, µ = µ0 = 4π.10-7 H/m, nh−ng trong s¾t tõ µ kh«ng ph¶i lµ mét hÖsè kh«ng ®æi, v× vËy th−êng kh«ng tÝnh to¸n theo c«ng thøc (3-3) ®Ó ®−îc H mµ trùctiÕp t×m ra H theo ®−êng ®Æc tÝnh tõ ho¸ cña vËt liÖu, tøc lµ ®−êng B = f(H) khi biÕt B. §−êng ®Æc tÝnh tõ ho¸ c¬ b¶n cña c¸c lo¹i thÐp cã ghi trong c¸c tµi liÖu “thiÕt kÕm¸y ®iÖn”. Sau khi ph©n ®o¹n, tÝnh s.t.®. trªn ...