giáo trình kỹ thuật điện

Stato còn gọi là phần cảm, lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ, vừa là vỏ máy, mặt trong có gắn các cực từ chính và cực từ phụ (hình 31b). Dây quấn cực từ chính được đặt trên các cực từ chính và nối nối tiếp nhau. Dây quấn cực từ phụ được đặt trên các cực từ phụ (giữa các cực từ chính), thường nối tiếp với dây quấn rôto (phần cảm) để cải thiện đổi chiều

Kĩ thuật điện 2 Biên tập bởi: Đại học sư phạm Hà Nội Kĩ thuật điện 2 Biên tập bởi: Đại học sư phạm Hà Nội Các tác giả: Đại học sư phạm Hà Nội Phiên bản trực tuyến: http://voer.edu.vn/c/39b17774 MỤC LỤC 1. Cấu tạo máy điện một chiều 2. Nguyên lí làm việc của máy điện một chiều 3. Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 4. Công suất điện từ và mô men điện từ 5. Tia lửa điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục 6. Các loại máy phát điện một chiều 7. Động cơ điện một chiều 8. Câu hỏi và bài tập máy điện một chiều 9. Câu hỏi trắc nghiệm máy điện một chiều 10. Khái niệm chung về đo lường điện 11. Các bộ phận chủ yếu của dụng cụ đo 12. Dụng cụ đo và cách đo các đại lượng điện 13. Đo lường các đại lượng không điện 14. Khái niệm về điều khiển động cơ điện 15. Tính công suất và chọn động cơ điện 16. Các thiết bị điều khiển 17. Sơ đồ điều khiển Tham gia đóng góp 1/68 Cấu tạo máy điện một chiều Cấu tạo máy điện một chiều Stato (phần tĩnh) Stato còn gọi là phần cảm, lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ, vừa là vỏ máy, mặt trong có gắn các cực từ chính và cực từ phụ (hình 3-1b). Dây quấn cực từ chính được đặt trên các cực từ chính và nối nối tiếp nhau. Dây quấn cực từ phụ được đặt trên các cực từ phụ (giữa các cực từ chính), thường nối tiếp với dây quấn rôto (phần cảm) để cải thiện đổi chiều. Rôto (phần quay) Lõi thép: Có 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 và rãnh để đặt dây quấn rôto (hình 3-2) Dây quấn: 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 rôto được đặt trong các rãnh của lõi thép rôto thành 2 lớp: lớp trên và lớp dưới.Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử, mỗi phần tử có nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp. Hai cạnh tác dụng của phần tử dây quấn đặt trong hai rãnh dưới hai cực từ khác tên. Vì trong mỗi rãnh có hai lớp nên nếu cạnh tác dụng này của phận tử đặt ở lớp trên của một rãnh, thì cạnh tác dụng kia được xếp ở lớp dưới của một rãnh khác. Dây quấn phần ứng tạo thành các mạch nhánh gồm nhiều cạnh tác dụng của các phần tử ghép lại. Dây quấn phần ứng có nhiều kiểu: dây quấn xếp (có xếp đơn và xếp phức tạp), dây quấn sóng (có sóng đơn và sóng phức tạp), dây quấn hỗn hợp (kết hợp giữa dây quấn xếp đơn giản và sóng phức tạp). Hình 3-3a, b vẽ bốn phần 2/68 tử dây quấn xếp hai lớp, mỗi phần tử có một vòng. Hình 3-3c vẽ các phần tử được nối thành vòng kín tạo thành mạch nhánh song song. Hình 3-4a, b vẽ hình dạng phần tử dây quấn sóng và cách nối hai phần tử dây quấn sóng 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 3-5a vẽ cắt cổ góp để dễ thấy rõ hình dạng các phiến góp, hình 3-5c vẽ một phiến góp. Chổi điện (chổi than) làm bằng than graphit hình 3-5b. Các chổi thanh tì chặt lên cổ góp nhờ lò so và giá chổi điện gắn trên nắp máy. 3/68 4/68 Nguyên lí làm việc của máy điện một chiều Nguyên lí làm việc của máy điện một chiều Nguyên lý làm việc và phương trình cân bằng điện áp máy phát điện một chiều Máy điện một chiều gồm một khung dây abcd và 2 phiến góp được quay quanh trục của nó với 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 góp. 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. Ở hình 3-6, từ trường hướng từ cực N đến S (từ trên xuống dưới), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, ở thanh dẫn phía trên sđđ có chiều từ b đến a. Ở thanh dẫn phía dưới, sđđ có chiều từ d đến c. Sđđ của phần tử bằng hai lần sđđ của thanh dẫn. Nếu nối chổi điện A và B với tải, trên tải sẽ có dòng điện, điện áp của máy phát điện có cực dương ở chổi A và cực âm ở chổi B. 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 Nếu máy chỉ có một phần tử, điện áp đầu cực sẽ như hình 3-7a. Để điện áp lớn hơn và ít nhấp nhô như hình 3-7b, dây quấn phải có nhiều phần tử và nhiều phiến đổi chiều.Ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng cùng chiều với sđđ phần ứng E ư . Phương trình cân bằng điện áp là: U = E ư - I ư R ư R ư là điện trở dây quấn phần ứngU là điện áp đầu cực máyI ư R ư là điện áp rơi trên dây quấn phần ứng.E ư là sức điện động (sđđ) phần ứng. 5/68 Nguyên lý làm việc và phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều. Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B (dương ở A và âm ở B), trong khung dây abcd có dòng điện. Khung dây abcd có điện nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ (xác định theo quy tắc bàn tay trái), sinh ra mômen làm quay khung dây. 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 6/68 chiều quay của khung dây (tức rôto) không đổi. Khi rôto quay, các thanh dẫn rôto cắt từ trường sẽ cảm ứng sđđ E ư . Chiều sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. ở động cơ, chiều sđđ Eư ngược chiều với dòng điện I ư nên E ư được gọi là sức phản điện. Phương trình cân bằng điện áp của động cơ điện một chiều là: U = E ư + I ư R ư 7/68 Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều Từ trường của 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, như hình 3-9a. Từ trường cực từ phân bố đối xứng, ở đường trung tính hình học mn, cường độ từ cảm B = 0, thanh dẫn chuyển động qua đó không cảm ứng sđđ. Khi máy điện có tải, dòng điện I ư trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường phần ứng (hình 3-9b). Từ trường phần ứng hướng vuông góc với từ trường cực từ. Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi là phản ứng phần ứng. Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ trường phần ứng (hình 3-9c). Do phản ứng phần ứng ở một mỏm cực từ trường được tăng cường (ở đó từ trường phần ứng cùng chiều với từ trường cực từ ), trong khi ở mỏm cực từ kia, từ trường bị yếu đi (ở đó từ trường phần ứng ngược chiều với từ trường cực từ).Hậu quả của phản ứng phần ứng là: Từ trường trong máy bị biến dạng Điểm có từ cảm B = 0 dịch chuyển từ trung tính hình học mn đến vị trí mới m’n’, gọi là trung tính vật lý. Góc lệch β thường nhỏ, với máy phát góc lệch β lấy theo chiều quay rôto, và với động cơ điện β có chiều ngược lại. Ở vị trí trung tính hình học, từ cảm B≠0, thanh dẫn chuyển động qua đó sẽ cảm ứng sđđ, gây ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều dòng điện trong máy. Khi tải lớn, Dòng điện phần ứng I ư 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 thôngΦ của máy bị giảm xuống. Từ thông Φ giảm, kéo theo sđđ phần ứng E ư giảm, làm cho điện áp đầu cực máy phát U giảm. Ở chế độ động cơ, từ thông giảm, làm cho mômen quay giảm và tốc độ động cơ thay đổi.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 8/68 [...]... đổi chiều dòng điện kích từ 10/68 Công suất điện từ và mô men điện từ Công suất điện từ và mô men điện từ Mômen điện từ Công suất điện từ của máy điện một chiều: P đt = E ư I ư Thay giá trị Eư ta có: Mômen điện từ là: là tần số góc quay của rôto M đt = k M I ư Φ Công suất điện từ mômen điện từ tỷ lệ với dòng điện phần ứng Iư và từ thông Φ Muốn thay đổi mômen điện từ, ta phải thay đổi dòng điện phần ứng... song, điện trở dây quấn phần ứng bằng 0,25 Ω, điện trở mạch kích từ bằng 44Ω, điện trở tải bằng 4Ω Điện áp đặt lên tải 220V Tính dòng điện phần ứng và sức điện động của máy Đáp số: Iư = 60A; Eư = 235 V Bài tập 3 Một máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp có dòng điện mạch ngoài I = 100A, điện áp đặt lên tải 110V, điện trở phần ứng Rư = 0,07Ω, điện trở dây quấn kích từ nối tiếp Rktnt = 0,07Ω; điện trở... lập vẽ trên hình 3-13a, dòng điện phần ứng Iư bằng dòng điện tải I Phương trình dòng điện là: Iư = I Phương trình điện áp là: Mạch phần ứng: U = Eư - RưIưMạch kích từ: Ukt = Ikt(Rkt + Rđc) trong đó: Rư là điện trở dây quấn phần ứng, quấn kích từ, Rđc là điện trở điều chỉnh Rkt là điện trở dây Khi dòng điện tải I tăng, dòng điện phần ứng tăng, điện áp U giảm xuống do hai nguyên nhân sau: 14/68 • Tác... chiều với sức điện động, nên Eư còn gọi là sức phản điện. Mômen điện từ của động cơ tính theo công thức Đối với động cơ, mômen điện từ là mômen quay, cùng chiều với tốc độ quay n Mở máy động cơ điện một chiều Từ phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng của động cơ Khi mở máy, tốc độ n = 0, sức phản điện Eư = kEnΦ = 0, dòng điện phần ứng lúc mở máy: Vì điện trở Rư rất nhỏ, cho nên dòng điện phần ứng... làm việc của máy điện một chiều?2 Thế nào là phản ứng phần ứng? Hậu quả của phản ứng phần ứng trong máy điện một chiều?3 Sức điện động phần ứng của máy điện một chiều?4 Công suất điện từ và mômen điện từ trong máy điện một chiều?5 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục tia lửa điện trong máy điện một chiều?6 Sơ đồ nối dây, phương trình đặc trưng và các đường đặc tính của các loại máy phát điện một chiều?7... hoặc thay đổi dòng điện kích từ Ikt Muốn đổi chiều mômen điện từ phải đổi chiều hoặc dòng điện phần ứng hoặc dòng điện kích từ 11/68 Tia lửa điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục Tia lửa điện trên cổ góp và biện pháp khắc phục Khi máy điện làm việc, quá trình đổi chiều thường gây ra tia lửa giữa chổi điện và cổ góp Tia lửa điện có thể gây ra vành lửa xung quanh cổ góp, phá hỏng chổi điện và cổ góp,... quay phần ứng.Phương trình cân bằng điện áp là: Mạch phần ứng: U = Eư - RưIư (3-15a)Mạch kích từ: Ukt = Ikt(Rkt + Rđc) (3 -15b)Phương trình dòng điện: Iư = I + Ikt (3 -15c) Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, ngoài hai nguyên nhân làm điện áp đầu cực giảm, như máy phát điện kích từ độc lập, ở máy kích từ song song, còn thêm một nguyên nhân nữa là khi U giảm, làm cho dòng điện kích từ giảm,... trường phần ứng 12/68 13/68 Các loại máy phát điện một chiều Các loại máy phát điện một chiều Phân loại máy điện một chiều Dựa vào phương pháp cung cấp dòng điện kích từ, người ta chia máy điện một chiều ra các loại sau:a) Máy điện một chiều kích từ độc lậpDòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác không liên hệ với phần ứng của máy (hình 3-12a).b) Máy điện một chiều kích từ song songDây quấn kích... khi tải tăng điện áp giảm rất nhiều Đường đặc tính ngoài U = f(I) vẽ trên hình 3-16c Đường đặc tính ngoài dốc, nên được sử dụng làm máy hàn điện một chiều 17/68 18/68 Động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều Dựa vào phương pháp kích từ, việc phân loại động cơ điện một chiều giống như đã xét đối với máy phát một chiều.Sức điện động của động cơ điện một chiều là: Đối với động cơ, dòng điện Iư ngược... hợp 29/68 Khái niệm chung về đo lường điện Khái niệm chung về đo lường điện Định nghĩa • Đo lường là một quá trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo với đơn vị của đại lượng đo • Để đo một đại lượng nào đó, ta cần có các phương tiện kỹ thuật là các mẫu đo và các dụng cụ đo • Mẫu đo dùng để tạo ra đại lượng vật lý có trị số cho trước như các điện trở, điện cảm, điện dung mẫu hoặc pin mẫu • Dụng cụ . Kĩ thuật điện 2 Biên tập bởi: Đại học sư phạm Hà Nội Kĩ thuật điện 2 Biên tập bởi: Đại học sư phạm Hà Nội Các tác giả: Đại học sư. LỤC 1. Cấu tạo máy điện một chiều 2. Nguyên lí làm việc của máy điện một chiều 3. Từ trường và sức điện động của máy điện một chiều 4. Công suất điện từ và mô men điện từ 5. Tia lửa điện trên cổ góp. chiều quay, hoặc đổi chiều dòng điện kích từ. 10/68 Công suất điện từ và mô men điện từ Công suất điện từ và mô men điện từ Mômen điện từ Công suất điện từ của máy điện một chiều: P đt = E ư I ư Thay