Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 8 ppsx

Chương 8 : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ĐẶC BIỆT  8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN  8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU  8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC Next Phần I Back  8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ  8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN (MÁY ĐIỆN KHUYẾCH ĐẠI TỪ TRƯỜNG NGANG) Máy khuyếch đại điện từ là 1 máy điện quay dùng để khuyếch đại tín hiệu điện thu được từ các phần tử trong mạch đo lường để đưa vào mạch khống chế. - Có thể chế tạo những máy điện khuyếch đại điện từ có hệ số khuyếch đại K = 10.000  100.000. Chất lượng của máy còn được đánh giá bởi khả năng tác dụng nhanh của nó, xác định bằng hằng số thời gian điện từ T của máy (T = 0,05  0,3s) - Máy điện khuyếch đại từ trường ngang có 2 bậc khuyếch đại: iu vv rr vao ra K.K I.U I.U P P K  Với: là hệ số khuyếch đại điện áp. là hệ số khuyếch đại dòng điện. v r u U U K  v r i I I K  Để xét cả 2 yếu tố trên người ta dùng hệ số chất lượng: T K K §K cl  Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Cấu tạo: U 1 OB I 1  1 CP C OĐ I 3 R B CB CTT I 2  1 E 2 E 3  2 R t Gồm các cuộn dây: - OB là cuộn điều khiển. - CB là cuộn bù. - Điện trở R B nối với cuộn bù để điều chỉnh mức độ bù (Chống bù thừa nhiều quá để tránh cho máy bị tự kích thích). - Cuộn cực từ phụ CP để cải thiện đổi chiều cho cặp chổi than 2-2. - Ở mạch ngang có cuộn trợ từ CTT để hạ thấp dòng điện I 2 do đó cải thiện đổi chiều cho cặp chổi 1-1. - Ở phần ứng có 2 cặp chổi than: 1-1 ở mạch ngang. 2-2 ở mạch dọc. Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1 1  1  2 2 2 - Để tránh hiện tượng dao động dùng cuộn ổn định OĐ nối qua tụ C. 2. Nguyên lý làm việc: - Nếu ta đưa vào cuộn điều khiển OB điện áp U 1 thì trong nó có dòng I 1 . Dòng I 1 sinh ra  1 . Khi phần ứng quay sẽ cảm ứng trong mạch ngang 1 sức điện động E 2 có giá trị nhỏ nhưng vì mạch ngang nối tắt nên trong mạch ngang xuất hiện dòng I 2 có giá trị tương đối lớn. I 2 sinh ra  2 .  2 cảm ứng trong mạch dọc 1 sức điện động E 3 . Khi mạch ngoài có tải thì xuất hiện I 3 . - Hệ số khuyếch đại của máy điện khuyếch đại có 2 bậc công suất: Bậc 1: khuyếch đại công suất từ P 1 = U 1 .I 1 đến P 2 = E 2 .I 2  K 1 . Bậc 2: khuyếch đại công suất từ P 2 = E 2 .I 2 đến P 3 = U 3 .I 3  K 2 . Khi đó: 21 1 2 2 3 1 3 KK P P . P P P P K  Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đặc tính ngoài của máy điện khuyếch đại: U 3 = f(I 3 ) khi f 1 = const và n = const. Khi có tải ở mạch dọc có dòng I 3 . Dòng này sinh ra từ thông dọc trục khử từ ngược chiều  1 . Cuộn bù CB làm nhiệm vụ bù lại sức từ động do phản ứng phần ứng dọc trục gây nên. U 0 U 3 0 I 3 (3) (1) (2) Hệ số bù: Với F CB : do cuộn bù sinh ra. F d : phản ứng phần ứng dọc trục khử từ. d CB bï F F K  - Khi F CB = F d  K b = 1  đặc tính có dạng đường (1). - Khi F CB > F d  K b > 1: bù thừa - đường (2 ) - Khi F CB < F d  K b < 1: bù thiếu - đường (3). øng dụng: Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU Máy phát hàn phải có đặc tính ngoài U = f(I) có độ dốc cao như hình vẽ. Máy phát hàn được sản xuất với: U = 35V (U 0 = 80) và I = 500A 0 U R t1 R t2 R t3 I Thực tế đã chế tạo được loại máy phát đặc biệt có sơ đồ như sau: Khi I ư tăng  từ thông của các cực lớn  d giảm nhiều còn từ thông của các cực bé  n không thay đổi (do lõi thép bão hoà)  từ thông tổng ( d +  n ) giảm rất nhanh khiến cho U AB hạ thấp rất nhiều nên đặc tính ngoài rất dốc. Chú ý: Khi I ư tăng U BC cung cấp cho các dây quấn kích thích vẫn giữ không đổi vì  n không đổi. Next Chương 8 Back + - R t I ư N n N d C B S d S n A I " I ' F 1 F 2 MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Máy phát 1 cực là loại máy đặc biệt không vành góp cho phép đạt được dòng điện lớn (đến 50000A) ở điện áp thấp (1  50V).  8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC Cấu tạo như hình vẽ: Hai cực từ hình trụ lồng vào nhau. Thanh dẫn đặt trên hình trụ trong (Rôto) (hay có thể dùng chính bản thân rôto thay cho thanh dẫn) hai đầu nối chặt với 2 vành C 1 và C 2 . Khi rôto quay trong các thanh dẫn sẽ sinh ra sức điện động và dòng điện lấy ra từ các chổi tỳ lên 2 vành C 1 và C 2 . Vì dòng điện rất lớn, để tránh tổn hao người ta dùng chổi than bằng kim loại lỏng (thuỷ ngân Natri…) để dẫn dòng ra ngoài. Máy phát 1 cực được dùng cho điện phân, cấp điện cho các nam châm điện của thiết bị tăng tốc… Next Chương 8 C 1 C 2  2 S  1 N MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Là máy phát điện dùng để biến đổi chuyển động quay thành tín hiệu điện (điện áp). Yêu cầu đối với loại máy này là phải có quan hệ U = f(n) là đường thẳng và độ chính xác 0,2  0,5 %.  8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ - Khi không tải ta có: U ư = E ư = C e ..n = K e .n (vì  = const). t  R U t  R U - Khi có tải : I ư =  U ư = E ư - .R ư U ư = E ư - I ư .R ư  E ư = U ư .(1 + ) t  R U t  e t    R R 1 n.K R R 1 E U     Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU n U ư R t = R t1 R t2 Hình a U ư n Hình b Nếu bỏ qua tác dụng của phản ứng phần ứng và sụt áp do tiếp xúc giữa chổi than vành góp thì đặc tính đầu ra là tuyến tính. (h a). Để giảm quán tính của phần quay và sự đập mạch của từ thông và điện áp vì sự tồn tại của răng trên mặt phần ứng ta dùng rôto rỗng. Nhiệm vụ: biến đổi tín hiệu điện (điện áp điều khiển) nhận được thành di chuyển cơ học của trục tác động lên các bộ phận điều khiển hoặc điều chỉnh khác.  8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH Yêu cầu: tác động nhanh, chính xác, mômen và tốc độ quay phải phụ thuộc vào điện áp điều khiển theo quan hệ đường thẳng. Cấu tạo: tương tự như 1 động cơ kích từ độc lập. Nó có thể được điều khiển trên phần ứng hoặc trên cực từ: Để động cơ thừa hành tác động nhanh người ta chế tạo phần ứng có quán tính nhỏ dưới dạng rôto rỗng hoặc dẹt hình đĩa có mạch in. Next Chương 8 Back MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU + Khi điều khiển cực từ: điện áp điều khiển được đưa vào dây quấn kích thích. Như vậy công suất điều khiển sẽ nhỏ nhưng quan hệ n = f(U đk ) không là đường thẳng. + Khi điều khiển trên phần ứng điện áp kích thích đặt thường trực trên dây quấn kích thích, động cơ ở trạng thái chuẩn bị thừa hành. Khi có U đk đặt lên dây quấn phần ứng lập tức động cơ hoạt động. Với phương pháp điều khiển này: M = f(U đk ) và n = f(U đk ) là những đường thẳng. . Chương 8 : MÁY I N MỘT CHIỀU ĐẶC BIỆT  8 .1: KHUYẾCH Đ I MÁY I N  8. 2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU  8. 3: MÁY PHÁT MỘT CỰC Next Phần I Back  8. 4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ  8. 5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH MÁY. HÀNH MÁY I N MỘT CHIỀU  8 .1: KHUYẾCH Đ I MÁY I N (MÁY I N KHUYẾCH Đ I TỪ TRƯỜNG NGANG) Máy khuyếch đ i i n từ là 1 máy i n quay dùng để khuyếch đ i tín hiệu i n thu được từ các phần tử. thích). - Cuộn cực từ phụ CP để c i thiện đ i chiều cho cặp ch i than 2-2 . - Ở mạch ngang có cuộn trợ từ CTT để hạ thấp dòng i n I 2 do đó c i thiện đ i chiều cho cặp ch i 1- 1 . - Ở phần ứng