BÀI 8 đổi CHIỀU

BÀI 8. ĐỔI CHIỀU 1. Khái niệm chung 14 15 16 16 15 1 n 16 12 14 13 15 213 234 12 13 14 12 11 13 435 456 10 11 12 567 10 11 9 89 10 789 768 • Khi m.đ.m.c làm việc, các phần tử dây quấn sẽ chuyển từ nhánh song song này sang nhánh khác. • Khi đó dòng điện trong phần tử đổi chiều. • Quá trình thay đổi chiều của dòng điện trong phần tử khi đi vào vùng trung tính hình học và bị chổi than nối ngắn mạch gọi là sự đổi chiều. • Xét dây quấn xếp đơn giản iư iư iư i1 i2 2 1 2iư t=0 iư i iư iư i1 1 2 i2 2iư 0 < t < Tđc i iư iư iư i1 1 i2 2 2iư t > Tđc iư • Khoảng thời gian để dòng điện hoàn thành đổi chiều gọi là chu kì đổi chiều Tđc. • Thường Tđc < 0.001s nên fđc = 1000 ÷ a c b 3000Hz. bc Tdc = vG vG = πDGn = bGGn bc 1 Tdc = = βc bG Gn Gn a c b • Trong dây quấn xếp phức tạp a có bước yG thì giữa 2 đầu của phần tử có (m - 1) phiến góp. bc − (m − 1)bG Tdc = vG a m= b c = βG b G p a  βG −  − 1 ÷ p   Tdc = Gn c b a c b bc x • Chất lượng của quá trình đổi chiều được đánh giá bằng mức độ tia lửa giữa chổi than và cổ góp. 2. Phương trình dòng điện đổi chiều • Theo định luật Kirhoff iư + i - i1 = 0 iư - i - i 2 = 0 irpt + (rd + rtx1)i1 - (rd + rtx2)i2 = ∑e • ∑e gồm:  S.đ.đ tự cảm eL i iư iư i1 1 2 2iư  S.đ.đ hỗ cảm eM  S.đ.đ đổi chiều eđc i2 0 < t < Tđc • S.đ.đ eLvà eM có cùng bản chất và eL + eM = epk i • Giải hệ với giả thiết rpt = 0 và rd = 0 ta có: e rtx2 − rtx1 ∑ i= iu + rtx2 + rtx1 rtx2 + rtx1 • Giả thiết điện trở tiếp xúc rtx1 và rtx2 tỉ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc. • Coi quá trình đổi chiều bắt đầu từ t = 0, kết thúc tại t = Tđc và bc = bG thì: Tdc − t S tx1 = S tx Tdc S Tdc rtx1 = rtx = rtx S tx1 Tdc − t t S tx2 = S tx Tdc S Tdc rtx2 = rtx = rtx S tx2 t • Kết quả: e  2t  ∑ i = 1 − iu + = ic + if ÷ rn  Tdc  Tdc2 rn = rtx t(Tdc − t) 3. Các dạng đổi chiều a. Đổi chiều đường thẳng i • Trường hợp Σe = 0  2t  i = 1 − iu ÷  Tdc  i = f(t) là đường thẳng • Mật độ dòng trên chổi: Tdc i1 i1 Tdc = × j1 = = tgα1 S T dc −t S S tx1 iư α2 t i2 i t i1 Tđc α1 -iư Tdc i 2 Tdc i2 = × = tgα 2 j2 = S S t S tx2 • Do j1 = j2 nên chổi than tiếp xúc với cổ góp như tiếp xúc với vành trượt nên không có tia lửa. rn b. Đổi chiều đường cong • Trường hợp Σe > 0: 1 2  rn = f(t) t  Coi Σe = const, if = f(t)  i = ic + if = f(t) i  Đổi chiều khi này là trì hoãn.  α1 > α2 nên j1 > j2  Tia lửa thường xuất hiện ở đầu ra của chổi than. α2 iư i2 i t t i1 α1 Tđc -iư rn • Trường hợp Σe < 0:  rn = f(t) 1  Coi Σe = const, if = f(t)  i = ic + if = f(t) i iư α2 t 3 i2 i i1 Tđc α1 t  Đổi chiều là vượt trước t -iư  α1 < α2 nên j1 < j2  Tia lửa có thể xuất hiện ở đầu vào của chổi than nhưng yếu . §9. CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN ĐỔI CHIỀU 1. Nguyên nhân sinh ra tia lửa a. Nguyên nhân về cơ  Cổ góp không đồng tâm với trục.  Sự cân bằng phần quay không tốt.  Cổ góp không tròn, lực ép chổi than không đủ. b. Nguyên nhân về điện  Mật độ dòng điện phân bố không đều trên bề mặt tiếp xúc.  Tác dụng nhiệt, hóa... 2. Các biện pháp khắc phục a. Dịch chổi than khỏi t.t.h.h N  Xét một m.đ.m.c làm việc Fư trong chế độ máy phát.  Trước khi đổi chiều s.đ.đ S trong phần tử là eư eư eđc  Trong chế độ máy phát iư trùng hướng với eư  iư tạo ra từ trường trong vùng t.t.h.h  Khi phần tử đi vào vùng t.t.h.h, Fư tạo ra trong phần eư eđc iư epk tử s.đ.đ eđc có chiều như eư  Trong thời gian Tđc, dòng i thay đổi từ +iư đến -iư –iư.  Trong máy có epk chống lại sự biến thiên của iư.  Như vậy Σe = eđc + epk > 0 nên đổi chiều trì hoãn. eư eđc iư epk  Nếu dịch chổi than theo chiều quay máy phát đến trùng t.t.v.l thì eđc = 0 và Σe -iư eđc giảm nên đổi chiều bớt trì hoãn.  Tiếp tục dịch chổi than thì N bây giờ trong phần tử có eđc Fư ngược dấu. Tuỳ góc dịch có thể tạo được Σe = 0. S  Ưu điểm là đơn giản  Nhược điểm là không dùng được phương pháp này ở máy có chiều quay thay đổi. b. Dùng cực từ phụ  Cực từ phụ được đặt trong vùng t.t.h.h  Nếu cực phụ tạo ra Fcf = Fưq thì Bđc = 0 và eđc = 0  Nếu thế cực phụ có tác dụng như dịch chổi đến trùng t.t.v.l  Muốn cải thiện đổi chiều cực phụ phải tạo ta Fcf sao cho eđc ngược epk.  Vì vậy cực tính của cực từ phụ phải giống cực tính của cực chính mà phần ứng sắp đi tới theo chiều quay máy phát.  epk ≡ A ≡ Iư nên eđc cũng Φ phải tỉ lệ với Iư. Do đó dây quấn cực từ phụ phải nối nối tiếp với dây quấn phần ứng.  Tuy nhiên cực phụ chỉ có O tác dụng trong một phạm vi nhất định. A B Iư  Từ thông tạo bởi cực từ Φ 2 như đường 1.  Từ thông tản của cực từ 3 như đường 2.  Từ thông trong khe hở O không khí như đường 3. 1 A B Iư  Vậy cực từ phụ chỉ làm việc tốt trong đoạn OA.  Cực phụ được chế tạo sao cho khi Iư ≤ Iđm thì đổi chiều hơi vượt trước; khi quá tải đổi chiều đường thẳng; khi quá tải năng thì đổi chiều trì hoãn.  Khi chổi than nằm trên t.t.h.h. từ trường cực phụ không ảnh hưởng đến từ trường cực chính vì trong khoảng hai chổi than tác dụng trợ từ bằng tác dụng khử từ. N F N S  Khi dịch chổi than theo chiều quay máy phát, trong khoảng hai chổi than, tác dụng trợ từ lớn hơn tác dụng khử từ và máy bị khử từ.  Như vậy cực phụ ảnh hưởng đến cực chính như p.ư.p.ư dọc trục. N F N S N c. Dùng dây quấn bù  Từ trường phần ứng làm méo từ trường cực từ. Do vậy phân bố điện áp trên FB Fư các phiến góp không đều. Đây cũng là một nguyên nhân tạo ra tia lửa. S  Vì vậy, trong máy lớn, tải nặng người ta đặt thêm dây quấn bù để tạo ra từ trường chống lại từ trường phần ứng.  Dây quấn bù được đặt trên mặt cực từ chính.  Fư ≡ A ≡ Iư. Do vậy FB cũng phải tỉ lệ với Iư. Muốn thế dây quấn bù phải nối nối tiếp với dây quấn phần ứng.  Khi có dây quấn bù, phân bố từ trường sẽ trở nên đều đặn. F S S N N S [...]... đoạn OA  Cực phụ được chế tạo sao cho khi Iư ≤ Iđm thì đổi chiều hơi vượt trước; khi quá tải đổi chiều đường thẳng; khi quá tải năng thì đổi chiều trì hoãn  Khi chổi than nằm trên t.t.h.h từ trường cực phụ không ảnh hưởng đến từ trường cực chính vì trong khoảng hai chổi than tác dụng trợ từ bằng tác dụng khử từ N F N S  Khi dịch chổi than theo chiều quay máy phát, trong khoảng hai chổi than, tác dụng...  Trước khi đổi chiều s.đ.đ S trong phần tử là eư eư eđc  Trong chế độ máy phát iư trùng hướng với eư  iư tạo ra từ trường trong vùng t.t.h.h  Khi phần tử đi vào vùng t.t.h.h, Fư tạo ra trong phần eư eđc iư epk tử s.đ.đ eđc có chiều như eư  Trong thời gian Tđc, dòng i thay đổi từ +iư đến -iư –iư  Trong máy có epk chống lại sự biến thiên của iư  Như vậy Σe = eđc + epk > 0 nên đổi chiều trì hoãn... trì hoãn eư eđc iư epk  Nếu dịch chổi than theo chiều quay máy phát đến trùng t.t.v.l thì eđc = 0 và Σe -iư eđc giảm nên đổi chiều bớt trì hoãn  Tiếp tục dịch chổi than thì N bây giờ trong phần tử có eđc Fư ngược dấu Tuỳ góc dịch có thể tạo được Σe = 0 S  Ưu điểm là đơn giản  Nhược điểm là không dùng được phương pháp này ở máy có chiều quay thay đổi b Dùng cực từ phụ  Cực từ phụ được đặt trong...rn • Trường hợp Σe < 0:  rn = f(t) 1  Coi Σe = const, if = f(t)  i = ic + if = f(t) i iư α2 t 3 i2 i i1 Tđc α1 t  Đổi chiều là vượt trước t -iư  α1 < α2 nên j1 < j2  Tia lửa có thể xuất hiện ở đầu vào của chổi than nhưng yếu §9 CÁC BIỆN PHÁP CẢI THIỆN ĐỔI CHIỀU 1 Nguyên nhân sinh ra tia lửa a Nguyên nhân về cơ  Cổ góp không đồng tâm với trục  Sự cân bằng phần quay không tốt  Cổ... cực phụ tạo ra Fcf = Fưq thì Bđc = 0 và eđc = 0  Nếu thế cực phụ có tác dụng như dịch chổi đến trùng t.t.v.l  Muốn cải thiện đổi chiều cực phụ phải tạo ta Fcf sao cho eđc ngược epk  Vì vậy cực tính của cực từ phụ phải giống cực tính của cực chính mà phần ứng sắp đi tới theo chiều quay máy phát  epk ≡ A ≡ Iư nên eđc cũng Φ phải tỉ lệ với Iư Do đó dây quấn cực từ phụ phải nối nối tiếp với dây quấn ... sang nhánh khác • Khi dòng điện phần tử đổi chiều • Quá trình thay đổi chiều dòng điện phần tử vào vùng trung tính hình học bị chổi than nối ngắn mạch gọi đổi chiều • Xét dây quấn xếp đơn giản iư... Vậy cực từ phụ làm việc tốt đoạn OA  Cực phụ chế tạo cho Iư ≤ Iđm đổi chiều vượt trước; tải đổi chiều đường thẳng; tải đổi chiều trì hoãn  Khi chổi than nằm t.t.h.h từ trường cực phụ không...  − ÷ p   Tdc = Gn c b a c b bc x • Chất lượng trình đổi chiều đánh giá mức độ tia lửa chổi than cổ góp 2 Phương trình dòng điện đổi chiều • Theo định luật Kirhoff iư + i - i1 = iư - i - i