Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều (đặc biệt động cơ điện một chiều) được
sử dụng nhiều bên cạnh máy điện xoay chiều.
Động cơ điện một chiều có ưu điểm ở khả năng điều chỉnh tốc
độ n bằng phẳng, phạm vi điều chỉnh rộng, mômen mở máy
M
mở lớn.
Máy điện một chiều dùng để khuếch đại, chuyển đổi tốc độ, cơ
cấu chấp hành, trong các thiết bị điện có yêu cầu đặc biệt.
Máy điện một chiều có nhược điểm chủ yếu là có cổ góp làm
cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy, nguy hiểm trong
môi trường dễ cháy, nổ. Khi sử dụng động cơ một chiều, cần
phải có nguồn một chiều kèm theo (máy phát điện một chiều,
chỉnh lưuCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều cũng có tính thuận nghịch, nên có thể
dùng làm máy phát hay động cơ.
Những phần chính của máy điện một chiều gồm stato với cực
từ, rôto với dây quấn, cổ góp và chổi điện
1. Cấu tạo máy điện một chiều
cổ gópCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1. Stato (phần tĩnh)
Stato còn gọi là phần cảm,
lõi thép bằng thép đúc, mặt
trong có gắn cực từ chính và
cực từ phụ.
Dây quấn cực từ chính
được đặt trên các cực từ
chính.
Dây quấn cực từ phụ được
đặt trên các cực từ phụ
(giữa các cực từ chính)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.2. Rôto (phần quay)
Rôto của máy điện một chiều được gọi là phần ứng gồm lõi thép
và dây quấn phần ứng
Dạng hình trụ, làm bằng các lá
thép kỹ thuật điện dày 0,5mm,
phủ sơn cách điện, ghép lại.
Trên các lá thép có dập lỗ thông
gió để làm mát và rãnh để đặt
dây quấn rôto.
a) Lõi thép:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Dây quấn rôto gọi là dây quấn phần ứng, thường làm bằng dây
đồng, có cách điện với nhau và với lõi thép. Dây quấn phần ứng
có những đặc điểm sau:
- Đặt trong các rãnh lõi thép rôto thành 2 lớp: trên và dưới.
- Gồm nhiều phần tử (bối dây), mỗi phần tử có các vòng dây và
hai đầu nối với hai phiến góp.
- Hai cạnh tác dụng của phần tử (phần của bối dây đặt trong rãnh)
đặt dưới hai cực từ khác tên.
- Tạo thành các mạch nhánh gồm nhiều cạnh tác dụng của các
phần tử ghép lại
b) Dây quấn:
Vì mỗi rãnh có hai lớp → một cạnh tác dụng đặt ở
lớp trên, thì cạnh tác dụng kia được xếp ở lớp dưới.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Dây quấn phần ứng của máy điện có 4 phần tử (1-2, 3-4, 5-6 và 7-8)
Sơ đồ đặt dây trong Rôto và Sơ đồ triển khai:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Mạch nhánh dây quấn phần ứng (mỗi cạnh tác dụng được
biểu diễn bằng một sđđ:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.3. Cổ góp và chổi điện
Cổ góp gồm các phiến góp
bằng đồng được ghép cách
điện, có dạng hình trụ, gắn ở
đầu trục. Hình vẽ cắt cổ góp để
dễ thấy rõ hình dạng các phiến
góp và hình phiến góp.
Chổi điện (chổi than) làm bằng
than graphit . Các chổi tì chặt
lên cổ góp nhờ lò so và giá
chổi điện gắn trên nắp máyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
2. Nguyên lý làm việc
2.1. Nguyên lý và phương trình điện áp máy phát điện một chiều
Máy gồm có một khung dây
abcd đầu nối với 2 phiến góp.
Khung dây và phiến góp được
quay quanh trục của nó với
một tốc độ không đổi trong từ
trường của hai cực nam châm
N-S.
Các chổi điện A và B đặt cố
định và tì sát vào phiến gópCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn
phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động.
Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải.
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của phần tử thay đổi:
thanh dẫn ở các cực từ trái dấu với nửa vòng trước → Sđđ trong
các thanh dẫn đổi chiều.
Nhờ có chổi điện đứng yên → chổi điện nối với phiến góp của
thanh dẫn đối diện → chiều dòng điện ở mạch ngoài không đổi.
Ta có máy phát điện một chiều: cực dương và âm ở các chổi điện
đối diện.
.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Để điện áp lớn hơn và ít nhấp nhô → dây quấn phải
có nhiều phần tử và nhiều phiến góp
Dạng sóng sđđ máy điện một
chiều khi có một phần tử (1-2).
Dạng sóng sđđ máy điện
một chiều khi có 2 phần tử
(1-2 và 7-8)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phương trình điện áp máy phát điện một chiều:
Chế độ máy phát điện: dòng điện và sđđ cùng chiều.
U Eu IuRu
R
ư - điện trở dây quấn phần ứng
U - điện áp đầu cực máy
I
ưRư - điện áp rơi trên dây quấn phần ứng
E
ư - sức điện động (sđđ) phần ứngCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
2.2. Nguyên lý và phương trình điện áp động cơ điện một chiều
Xét động cơ điện một chiều
gồm 1 phần tử
Cho điện áp một chiều U vào
hai chổi điện (dương phía trên
và âm phía dưới), trong khung
dây abcd có dòng điện.
Khung dây abcd có điện nằm
trong từ trường sẽ chịu tác
dụng của lực điện từ F (quy tắc
bàn tay trái), sinh ra mômen
làm quay khung dâyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi phần ứng quay được
nửa vòng, vị trí các thanh
dẫn ab,cd đổi chỗ cho nhau,
nhưng do có phiến góp đổi
chiều dòng điện, nên chiều
lực tác dụng không đổi, đảm
bảo chiều quay của khung
dây (tức rôto) không đổi.
Khi rôto quay, các thanh dẫn rôto cắt từ trường sẽ cảm ứng sđđ Eư,
chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Ở động cơ, chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư được
gọi là sức phản điệnCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều
U Eu IuRu
R
ư - điện trở dây quấn phần ứng
U - điện áp cấp cho động cơ
I
ưRư - điện áp rơi trên dây quấn phần ứng
E
ư - sức điện động phần ứng (sức phản điện)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
3. Từ trường và sức điện động máy điện một chiều
3.1. Từ trường máy điện một chiều
Khi máy điện một chiều không tải, từ
trường trong máy chỉ do dòng điện
kích từ gây ra gọi là từ trường cực từ.
Từ trường cực từ phân bố đối xứng.
Đường trung tính hình học mn, cường
độ từ cảm B=0 → thanh dẫn chuyển
động qua đó không cảm ứng sđđ
Số lượng các đường sức, thanh dẫn cắt qua
khi chuyển động → tốc độ biến thiên từ trường
đối với thanh dẫnCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
- Khi máy điện có tải, dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ
sinh ra từ trường phần ứng
Từ trường phần ứng được xác
định theo chiều dòng điện trong
các thanh dẫn (qui tắc vặn nút
chai).
Chiều từ trường phần ứng trong
hình vuông góc với từ trường
cực từ và có hướng từ trái →
phải.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phản ứng phần ứng làm cho từ trường
của máy biến dạng:
- Một mỏm cực được tăng cường (ở đó
từ trường phần ứng cùng chiều với từ
trường cực từ ).
- Mỏm cực từ kia, từ trường bị yếu đi
(từ trường phần ứng ngược chiều với
từ trường cực từ)
Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và
từ trường phần ứng. Ảnh hưởng của từ trường phần ứng lên từ
trường cực từ → phản ứng phần ứngCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
- Đường trung tính dịch chuyển đến vị trí mới (trung tính vật lý) m’n’,
lệch với (trung tính hình học) mn góc β
Góc lệch thường nhỏ, với máy phát
góc lệch lấy theo chiều quay rôto,
và với động cơ điện có chiều ngược
lại.
Tại vị trí trung tính hình học, từ cảm
B0, thanh dẫn chuyển động qua đó
sẽ cảm ứng sđđ (có chiều ngược so
với lúc chỉ có từ trường cực từ), gây
ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều
dòng điện trong máyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi tải lớn, dòng điện phần ứng Iư lớn, từ trường phần ứng lớn,
phần mỏm cực từ trường được tăng cường bị bão hoà, từ cảm B ở
đó tăng lên được rất ít, trong khi đó, mỏm cực kia từ trường giảm đi
nhiều. Kết quả là từ thông của máy bị giảm xuống.
Từ thông giảm:
Máy phát điện → sđđ phần ứng Eư giảm → điện áp đầu cực máy
phát U giảm.
Động cơ → mômen quay giảm và tốc độ động cơ thay đổiCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Để khắc phục hậu quả trên, người ta
dùng cực từ phụ và dây quấn bù.
Từ trường của cực từ phụ và dây
quấn bù ngược với từ trường phần
ứng.
Để kịp thời khắc phục từ trường phần
ứng khi tải thay đổi, dây quấn cực từ
phụ và dây quấn bù đấu nối tiếp với
mạch phần ứng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều (đặc biệt động cơ điện một chiều) được
sử dụng nhiều bên cạnh máy điện xoay chiều.
Động cơ điện một chiều có ưu điểm ở khả năng điều chỉnh tốc
độ n bằng phẳng, phạm vi điều chỉnh rộng, mômen mở máy
M
mở lớn.
Máy điện một chiều dùng để khuếch đại, chuyển đổi tốc độ, cơ
cấu chấp hành, trong các thiết bị điện có yêu cầu đặc biệt.
Máy điện một chiều có nhược điểm chủ yếu là có cổ góp làm
cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền, kém tin cậy, nguy hiểm trong
môi trường dễ cháy, nổ. Khi sử dụng động cơ một chiều, cần
phải có nguồn một chiều kèm theo (máy phát điện một chiều,
chỉnh lưuCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy điện một chiều cũng có tính thuận nghịch, nên có thể
dùng làm máy phát hay động cơ.
Những phần chính của máy điện một chiều gồm stato với cực
từ, rôto với dây quấn, cổ góp và chổi điện
1. Cấu tạo máy điện một chiều
cổ gópCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1. Stato (phần tĩnh)
Stato còn gọi là phần cảm,
lõi thép bằng thép đúc, mặt
trong có gắn cực từ chính và
cực từ phụ.
Dây quấn cực từ chính
được đặt trên các cực từ
chính.
Dây quấn cực từ phụ được
đặt trên các cực từ phụ
(giữa các cực từ chính)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.2. Rôto (phần quay)
Rôto của máy điện một chiều được gọi là phần ứng gồm lõi thép
và dây quấn phần ứng
Dạng hình trụ, làm bằng các lá
thép kỹ thuật điện dày 0,5mm,
phủ sơn cách điện, ghép lại.
Trên các lá thép có dập lỗ thông
gió để làm mát và rãnh để đặt
dây quấn rôto.
a) Lõi thép:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Dây quấn rôto gọi là dây quấn phần ứng, thường làm bằng dây
đồng, có cách điện với nhau và với lõi thép. Dây quấn phần ứng
có những đặc điểm sau:
- Đặt trong các rãnh lõi thép rôto thành 2 lớp: trên và dưới.
- Gồm nhiều phần tử (bối dây), mỗi phần tử có các vòng dây và
hai đầu nối với hai phiến góp.
- Hai cạnh tác dụng của phần tử (phần của bối dây đặt trong rãnh)
đặt dưới hai cực từ khác tên.
- Tạo thành các mạch nhánh gồm nhiều cạnh tác dụng của các
phần tử ghép lại
b) Dây quấn:
Vì mỗi rãnh có hai lớp → một cạnh tác dụng đặt ở
lớp trên, thì cạnh tác dụng kia được xếp ở lớp dưới.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Dây quấn phần ứng của máy điện có 4 phần tử (1-2, 3-4, 5-6 và 7-8)
Sơ đồ đặt dây trong Rôto và Sơ đồ triển khai:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Mạch nhánh dây quấn phần ứng (mỗi cạnh tác dụng được
biểu diễn bằng một sđđ:CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.3. Cổ góp và chổi điện
Cổ góp gồm các phiến góp
bằng đồng được ghép cách
điện, có dạng hình trụ, gắn ở
đầu trục. Hình vẽ cắt cổ góp để
dễ thấy rõ hình dạng các phiến
góp và hình phiến góp.
Chổi điện (chổi than) làm bằng
than graphit . Các chổi tì chặt
lên cổ góp nhờ lò so và giá
chổi điện gắn trên nắp máyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
2. Nguyên lý làm việc
2.1. Nguyên lý và phương trình điện áp máy phát điện một chiều
Máy gồm có một khung dây
abcd đầu nối với 2 phiến góp.
Khung dây và phiến góp được
quay quanh trục của nó với
một tốc độ không đổi trong từ
trường của hai cực nam châm
N-S.
Các chổi điện A và B đặt cố
định và tì sát vào phiến gópCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn của dây quấn
phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm ứng các sức điện động.
Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn thay phải.
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của phần tử thay đổi:
thanh dẫn ở các cực từ trái dấu với nửa vòng trước → Sđđ trong
các thanh dẫn đổi chiều.
Nhờ có chổi điện đứng yên → chổi điện nối với phiến góp của
thanh dẫn đối diện → chiều dòng điện ở mạch ngoài không đổi.
Ta có máy phát điện một chiều: cực dương và âm ở các chổi điện
đối diện.
.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Để điện áp lớn hơn và ít nhấp nhô → dây quấn phải
có nhiều phần tử và nhiều phiến góp
Dạng sóng sđđ máy điện một
chiều khi có một phần tử (1-2).
Dạng sóng sđđ máy điện
một chiều khi có 2 phần tử
(1-2 và 7-8)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phương trình điện áp máy phát điện một chiều:
Chế độ máy phát điện: dòng điện và sđđ cùng chiều.
U Eu IuRu
R
ư - điện trở dây quấn phần ứng
U - điện áp đầu cực máy
I
ưRư - điện áp rơi trên dây quấn phần ứng
E
ư - sức điện động (sđđ) phần ứngCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
2.2. Nguyên lý và phương trình điện áp động cơ điện một chiều
Xét động cơ điện một chiều
gồm 1 phần tử
Cho điện áp một chiều U vào
hai chổi điện (dương phía trên
và âm phía dưới), trong khung
dây abcd có dòng điện.
Khung dây abcd có điện nằm
trong từ trường sẽ chịu tác
dụng của lực điện từ F (quy tắc
bàn tay trái), sinh ra mômen
làm quay khung dâyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi phần ứng quay được
nửa vòng, vị trí các thanh
dẫn ab,cd đổi chỗ cho nhau,
nhưng do có phiến góp đổi
chiều dòng điện, nên chiều
lực tác dụng không đổi, đảm
bảo chiều quay của khung
dây (tức rôto) không đổi.
Khi rôto quay, các thanh dẫn rôto cắt từ trường sẽ cảm ứng sđđ Eư,
chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Ở động cơ, chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư được
gọi là sức phản điệnCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều
U Eu IuRu
R
ư - điện trở dây quấn phần ứng
U - điện áp cấp cho động cơ
I
ưRư - điện áp rơi trên dây quấn phần ứng
E
ư - sức điện động phần ứng (sức phản điện)CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
3. Từ trường và sức điện động máy điện một chiều
3.1. Từ trường máy điện một chiều
Khi máy điện một chiều không tải, từ
trường trong máy chỉ do dòng điện
kích từ gây ra gọi là từ trường cực từ.
Từ trường cực từ phân bố đối xứng.
Đường trung tính hình học mn, cường
độ từ cảm B=0 → thanh dẫn chuyển
động qua đó không cảm ứng sđđ
Số lượng các đường sức, thanh dẫn cắt qua
khi chuyển động → tốc độ biến thiên từ trường
đối với thanh dẫnCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
- Khi máy điện có tải, dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ
sinh ra từ trường phần ứng
Từ trường phần ứng được xác
định theo chiều dòng điện trong
các thanh dẫn (qui tắc vặn nút
chai).
Chiều từ trường phần ứng trong
hình vuông góc với từ trường
cực từ và có hướng từ trái →
phải.CHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Phản ứng phần ứng làm cho từ trường
của máy biến dạng:
- Một mỏm cực được tăng cường (ở đó
từ trường phần ứng cùng chiều với từ
trường cực từ ).
- Mỏm cực từ kia, từ trường bị yếu đi
(từ trường phần ứng ngược chiều với
từ trường cực từ)
Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và
từ trường phần ứng. Ảnh hưởng của từ trường phần ứng lên từ
trường cực từ → phản ứng phần ứngCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
- Đường trung tính dịch chuyển đến vị trí mới (trung tính vật lý) m’n’,
lệch với (trung tính hình học) mn góc β
Góc lệch thường nhỏ, với máy phát
góc lệch lấy theo chiều quay rôto,
và với động cơ điện có chiều ngược
lại.
Tại vị trí trung tính hình học, từ cảm
B0, thanh dẫn chuyển động qua đó
sẽ cảm ứng sđđ (có chiều ngược so
với lúc chỉ có từ trường cực từ), gây
ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều
dòng điện trong máyCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Khi tải lớn, dòng điện phần ứng Iư lớn, từ trường phần ứng lớn,
phần mỏm cực từ trường được tăng cường bị bão hoà, từ cảm B ở
đó tăng lên được rất ít, trong khi đó, mỏm cực kia từ trường giảm đi
nhiều. Kết quả là từ thông của máy bị giảm xuống.
Từ thông giảm:
Máy phát điện → sđđ phần ứng Eư giảm → điện áp đầu cực máy
phát U giảm.
Động cơ → mômen quay giảm và tốc độ động cơ thay đổiCHƯƠNG IX : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Để khắc phục hậu quả trên, người ta
dùng cực từ phụ và dây quấn bù.
Từ trường của cực từ phụ và dây
quấn bù ngược với từ trường phần
ứng.
Để kịp thời khắc phục từ trường phần
ứng khi tải thay đổi, dây quấn cực từ
phụ và dây quấn bù đấu nối tiếp với
mạch phần ứng
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links