Bài giảng chương 10 máy điện một chiều

Chng 10 Mỏy in Mt Chiu 10.1.Cu to mỏy phỏt in mt chiu Gm hai phn chớnh: Xtato ( phn cm) Rụto (phn ng) 10.1.1 Xtato Phn cm, gm lừi thộp bng thộp ỳc, cú cỏc cc t chớnh gn vi v mỏy, v cỏc dõy qun cc t l dõy qun kớch t 10.1.2 Rụto Gm lừi thộp v dõy qun phn ng Lừi thộp hỡnh tr, lm bng cỏc lỏ thộp k thut in dy 0,5 mm, ph sn cỏch in ghộp li Cỏc lỏ thộp c dp cú l thụng giú v rónh t dõy qun phn ng Mi phn t ca dõy qun phn ng cú nhiu vũng dõy, hai u ni vi hai phin gúp, hai cnh tỏc dng rónh di cc khỏc tờn Mỏy in mt chiu s dng thc t hai dng : Mỏy phỏt in mt chiu ng c in mt chiu 10.2.1.Nguyờn lý lm vic mỏy phỏt in mt chiu Khi ng c s cp quay phn ng, cỏc dn ca dõy qun phn ng ct t trng ca cc t, cm ng cỏc sc in ng Chiu s xỏc nh theo quy tc bn tay phi Nh hỡnh v, t trng hng t cc N n S, chiu quay phn ng ngc chiu kim ng h Nh cú c gúp (vnh i chiu) + chi than úng vai trũ nh b phn chnh lu m dũng in dõy qun phn ng i ti l dũng in mt chiu ch mỏy phỏt 10.2.2 Phng trinh cõn bng in ỏp mỏy phỏt in CH MY PHT DềNG IN PHN NG I CNG CHIU VI S PHN NG E PHNG TRINH CN BNG IN P L: U = E R I TRONG ể R I L IN P RI TRONG DY QUN PHN NG, R L IN TR DY QUN PHN NG U L IN P HAI U CC MY E L SC IN NG PHN NG 10.2.3 Nguyờn lý lm vic ca ng c in mt chiu Khi cho in ỏp mt chiu U vo hai chi in, dõy qun phn ng cú dũng in Cỏc dn cú dũng in nm t trng, s chu lc tỏc dng lm cho rụto quay Chiu lc xỏc nh theo quy tc bn tay trỏi Nh cú c gúp ( vnh i chiu) m dũng in chiu a vo c gúp s bin thnh dũng xoay chiu cỏc dn ca phn ng lm cho chiu lc tỏc dng khụng i, m bo ng c cú chiu quay khụng i 10.2.4 Phng trỡnh cõn bng in ỏp ca ng c in mt chiu Khi ng c quay, cỏc dn ct t trng, s cam ng s E Chiu s xỏc nh theo quy tc bn tay phai ng c, chiu s E ngc chiu vi dũng in I nờn E cũn c gi l sc phan in Phng trnh cõn bng in ỏp s l: U= E + RI 10.3.T trng ca mỏy in mt chiu Khi mỏy in mt chiu khụng ti, t trng mỏy ch dũng in kớch t gõy gi l t trng cc t Khi mỏy in cú ti, dũng in I dõy qun phn ng s sinh t trng phn ng T trng phn ng hng vuụng gúc vi t trng cc t Tỏc dng ca t trng phn ng lờn t trng cc t gi l phn ng phn ng, t trng mỏy l t trng tng hp ca t trng cc t v t trng phn ng Hu qu ca phn ng phn ng: Khi ti ln, t trng phn ng ln, kt qa l t trng tng ca mỏy b gim xung T thụng giam kộo theo sc in ng phn ng E giam, lm cho in ỏp u cc mỏy phỏt U giam ch ng c, t thụng giam lm cho mụmen quay giam, v tc ng c thay i khc phc ngi ta mc dõy qun cc t ph v dõy qun bự u ni tip vi mch phn ng mc ớch l dựng t trng cỏc dõy qun ny bự ngc( trit tiờu) vi t trng phn ng 10.5 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch phn ng: UE = E R I Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch kớch t: Ukt = Ikt (Rkt +Rc) Trong ú R l in tr dõy qun phn ng, Rkt l in tr dõy qun kớch t ,Rc l in tr iu chnh A U1 E E U O I Hỡnh 10.5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10.5 a Hỡnh 10.5 c Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Khi dũng in tai tang, dũng in phn ng tang, in ỏp U giam xung nguyờn nhõn sau: Tỏc dng ca t trng phn ng lm cho t thụng giam, kộo theo sc in ng E giam in ỏp ri mch phn ng R I tang ng c tớnh ngoi U= f(I) tc v dũng in kớch t(Ikt ) khụng i (hnh 10.5 b) A U1 E E U O I Hỡnh 10.5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10.5 a Hỡnh 10.5 c Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Chế độ có ti muốn gi cho đin áp không ti thay đi, thỡ ta thay đin trở điu chỉnh đ thay dòng kích từ dây quấn cực từ Khi I tai tang, ta cng phai tang dòng đin kích từ Ikt ường đc tính điu chỉnh Ikt = f(I), đin áp tốc độ không (hỡnh 10.5 c) A U1 E E U O I Hỡnh 10.5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10.5 a Hỡnh 10.5 c 10.5 Mỏy phỏt in kớch t song song U Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch phn ng: UE = E R I Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch kớch t: Ukt = Ikt (Rkt +Rc) Phng trỡnh dũng in: I = I +Ikt A U In I Hỡnh 10.6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10.6 a Hỡnh 10.6 c 10.5.3 Mỏy phỏt in kớch t song song U iu kin thnh lp in ỏp : Mch t mỏy in phi cú t d Chiu ca t trng dõy qun kớch thớch phi trựng vi chiu ca t trng d (khụng m bo iu kin ny thỡ in ỏp mỏy phỏt khụng tng, phi thay i cc tớnh ca dõy qun kớch thớch hoc i chiu quay)* Riờng iu kin ny ỏp dng cho tt c mỏy phỏt in chiu bt buc phi tha món.* in tr mch kớch t nh hn in tr ti hn A U In I Hỡnh 10.6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10.6 a Hỡnh 10.6 c Mỏy phỏt in kớch t song song Khi dũng in tai tang, dũng in phn ng tang, ngoi nguyờn nhõn lm in ỏp U u cc giam, nh mỏy phỏt in kớch t c lp, mỏy kớch t song song, Cũn thờm mt nguyờn nhõn na l U U giam, lm cho dũng in kớch t giam, t thụng v sc in ng V cng giam in ỏp giam mnh hn trng hp mỏy phỏt in kớch t c lp L ng c tớnh ngoi dc hn so vi A mỏy kớch t c lp v cú dng nh R hnh 10.6 b Hỡnh 10.6 a T ng c tớnh ngoi ta thy, ngn mch in ỏp U=0, suy Ikt =0, sc in ng mỏy ch t d sinh v th dũng In< Im U A In I Hỡnh 10.6 b Ikt kt I Hỡnh 10.6 c Mỏy phỏt in kớch t song song điu chỉnh đin áp, ta phi điu chỉnh dòng đin kích từ, đường đc tính điu chỉnh ( tương tự máy phát kích từ độc lập) Ikt= f(I) U, n không vẽ hỡnh 10.6 c U U A In I Hỡnh 10.6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10.6 a Hỡnh 10.6 c 10.5 Mỏy phỏt in kớch t ni tip Dũng in kớch t l dũng in tai, ú tai thay i, in ỏp thay i rt nhiu, thc t khụng s dng mỏy phỏt kớch t ni tip Ikt = I = I, I =0 suy Ikt =0 cho nờn mỏy phỏt in kớch t ni tip khụng cú ng c tớnh khụng tai.( c tớnh khụng tai l U=f(Ikt ) I =0) ng c tớnh ngoi U=f(I) v trờn hnh 10.7 b * Khi tai tang, dũng in I tang, t thụng v E tang, ú U tang, I = (2ư2,5) Im, mỏy bóo ho, th I tang U s giam A U U V U=f(I) L I Hỡnh 10.7 a Hỡnh 10.7 b 10.5 Mỏy phỏt in kớch t hn hp Khi ni thun, t thụng ca dõy qun kớch t ni tip cựng chiu vi t thụng ca dõy qun kớch t song song, tai tang, t thụng cun ni tip tang lm cho t thụng mỏy tang lờn, sc in ng ca mỏy tang, in ỏp u cc ca mỏy c gi hu nh khụng i ng c tớnh ngoi U= f(I) nh hnh 10.8 b Khi ni ngc chiu t trng ca dõy qun kớch t ni tip ngc vi chiu t trng ca dõy qun kớch t song song, tai tang, in ỏp giam rt nhiu ng c tớnh ngoi U= f(I) v trờn hnh 10.8 c U A I U Hỡnh 10.8 b V U L A Rkt Hỡnh 10.8 a I Hỡnh 10.8 c 10.6.1.M mỏy ng c in mt chiu Khi m mỏy, tc n = 0, sc phan in E = kE n =0 , kE: h s cu to dõy qun Dũng in phn ng lỳc m mỏy l: Iu m =U/R in tr R rt nh, Im mỏy = (20 30) Im , lm hng c gúp v chi than Im mỏy ln l anh hng n li in giam Im mỏy, t Im mỏy = (1,5ư2) Im, ta dựng bin phỏp sau: a) Dựng bin tr m mỏy Rm Mc bin tr m mỏy vo mch phn ng Dũng in m mỏy phn ng lỳc l: I m = U/ ( R+Rm) Lỳc u bin tr Rm ln nht, quỏ trnh m mỏy, tc tang lờn v in tr m mỏy giam dn n khụng, mỏy lm vic ỳng in ỏp nh mc b) Giam in ỏp t vo phn ng Phng phỏp ny c s dng cú ngun in mt chiu cú th iu chnh c in ỏp mụmen m mỏy ln, lỳc m mỏy phai cú t thụng ln nht, cho nờn phai iu chnh dũng kớch t lỳc m mỏy l ln nht 10.6.2.iu chnh tc ng c in mt chiu Thay tr s E = kEn , kE: h s cu to dõy qun ta cú phng trnh tc l: n = (Uư RI)/ kE Cỏc phng phỏp iu chnh tc sau: a) Mc in tr iu chnh vo mch phn ng Khi thờm in tr vo mch phn ng, tc giam V rng dũng in phn ng ln, nờn tn hao cụng sut trờn in tr iu chnh ln Phng phỏp ny ch s dng ng c cụng sut nh b) Thay i in ỏp U Dựng ngun in mt chiu iu chnh c in ỏp cung cp in cho ng c Phng phỏp ny c s dng nhiu c) Thay i t thụng Thay i t thụng bng cỏch thay i dũng in kớch t Phng phỏp thay i t thụng, kt hp vi phng phỏp thay i in ỏp th phm vi iu chnh rt rng, õy l u im ln ca ng c in mt chiu Túm li: ng c in mt chiu cú th to mụmen m mỏy ln v cú phm vi iu chnh tc rt rng 10.6.3 ng c in kớch t song song mở máy ta dùng biến trở mở máy Rmo điu chỉnh tốc độ, thường điu chỉnh Rđc đ thay Ikt , thay từ thông ộng chiu kích từ song song có th điu chỉnh tốc độ động phạm vi rộng a) ường đc tính n = f(M) ờng đc tính đường quan h tốc độ n mômen quay M đin áp U đin trở mạch phần ứng mạch kích từ không Từ công thức (1) ta có n = (Uư RưIư)/kE Mt khác theo biu thức mômen đin từ M=kMIư, rt Iư = M/kM, thay vào biu thức tốc độ ta có: n=U/ kE RưM/ kEkM2 (a) ng c in kớch t song song Nu thờm in tr Rp vo mch phn ng th ta cú phng trnh: n=U/ kE (R+ Rp )M / kEkM (b) Trờn hnh a v ng c tớnh c, ng l ng c tớnh c t nhiờn (Rp=0) ng vi phng trnh (a), ng vi Rp ng vi phng trnh (b) a) c tớnh lm vic ng c tớnh lm vic c xỏc nh in ỏp v in kớch t khụng i ú l cỏc ng quan h gia tc m, mụmen M, dũng in phn ng I v hiu sut theo cụng sut c trờn trc P2 , c v trờn hnh b n M;n I ; I M n O M a) b) P2 10.6.4 ng c in kớch t ni tip a) m mỏy ta dựng bin tr m mỏy Rm iu chnh tc ta cú th dựng cỏc phng phỏp ó núi tit trc, song chỳ ý rng iu chnh t thụng, ta mc bin tr iu chnh song song vi dõy qun kớch t ni tip ng c tớnh c n = f(M) Khi mỏy khụng bóo ho, dũng in phn ng I v t thụng t l vi nhau, ngha l: I = kI Do ú: M = kM I = kM kI = k2 Hoc l = M/ k ú k = k k Thay biu thc ta cú n= kU/kEư kIR/ kE t k/kE = a, kI/kE = b, cui cựng ta cú: n = aU/ M bR (**) M - + U A Rm V I Rdc I a) ng c in kớch t ni tip T cụng thc (**) thy rng, phng trnh c tớnh c cú dng hypecbụn ng c tớnh c mm, mụmen tang th tc ng c giam Khi khụng tai hoc tai nh, dũng in v t thụng nh, tc ng c tang rt ln so vi tc nh mc ú cú th gõy hng ng c v mt c khớ, v th khụng cho phộp ng c kớch t ni tip m mỏy khụng tai hoc tai nh n; M I; n I n M n O O M b) P2 c) P2 [...]... nh R hnh 10. 6 b Hỡnh 10. 6 a T ng c tớnh ngoi ta thy, khi ngn mch in ỏp U=0, suy ra Ikt =0, sc in ng trong mỏy ch do t d sinh ra v th dũng In< Im U A In I Hỡnh 10. 6 b Ikt kt I Hỡnh 10. 6 c Mỏy phỏt in kớch t song song điu chỉnh đin áp, ta phi điu chỉnh dòng đin kích từ, đường đc tính điu chỉnh ( tương tự máy phát kích từ độc lập) Ikt= f(I) khi U, n không đi vẽ trên hỡnh 10. 6 c U U A In I Hỡnh 10. 6 b V... 10. 5 a Hỡnh 10. 5 c Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Chế độ có ti muốn gi cho đin áp không đi khi ti thay đi, thỡ ta thay đi đin trở điu chỉnh đ thay đi dòng kích từ trên dây quấn cực từ chính Khi I tai tang, ta cng phai tang dòng đin kích từ Ikt ường đc tính điu chỉnh Ikt = f(I), khi đin áp và tốc độ không đi (hỡnh 10. 5 c) A U1 E E U O I Hỡnh 10. 5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10. 5 a Hỡnh 10. 5 c 10. 5 3 Mỏy... 10. 5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10. 5 a Hỡnh 10. 5 c Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Khi dũng in tai tang, dũng in phn ng tang, in ỏp U giam xung do 2 nguyờn nhõn sau: ư Tỏc dng ca t trng phn ng lm cho t thụng giam, kộo theo sc in ng E giam ư in ỏp ri trong mch phn ng R I tang ng c tớnh ngoi U= f(I) khi tc v dũng in kớch t(Ikt ) khụng i (hnh 10. 5 b) A U1 E E U O I Hỡnh 10. 5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10. 5... 10. 8 b Khi ni ngc chiu t trng ca dõy qun kớch t ni tip ngc vi chiu t trng ca dõy qun kớch t song song, khi tai tang, in ỏp giam rt nhiu ng c tớnh ngoi U= f(I) v trờn hnh 10. 8 c U A I U Hỡnh 10. 8 b V U L A Rkt Hỡnh 10. 8 a I Hỡnh 10. 8 c 10. 6.1.M mỏy ng c in mt chiu Khi m mỏy, tc n = 0, sc phan in E = kE n =0 , kE: h s cu to dõy qun Dũng in phn ng lỳc m mỏy l: Iu m =U/R in tr R rt nh, Im mỏy = (20 ư 30)... 10. 6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10. 6 a Hỡnh 10. 6 c 10. 5 4 Mỏy phỏt in kớch t ni tip Dũng in kớch t l dũng in tai, do ú khi tai thay i, in ỏp thay i rt nhiu, trong thc t khụng s dng mỏy phỏt kớch t ni tip Ikt = I = I, khi I =0 suy ra Ikt =0 cho nờn mỏy phỏt in kớch t ni tip khụng cú ng c tớnh khụng tai.( c tớnh khụng tai l U=f(Ikt ) khi I =0) ng c tớnh ngoi U=f(I) v trờn hnh 10. 7 b * Khi tai tang, dũng... bóo ho, th I tang U s giam A U U V U=f(I) L I Hỡnh 10. 7 a Hỡnh 10. 7 b 10. 5 5 Mỏy phỏt in kớch t hn hp Khi ni thun, t thụng ca dõy qun kớch t ni tip cựng chiu vi t thụng ca dõy qun kớch t song song, khi tai tang, t thụng cun ni tip tang lm cho t thụng mỏy tang lờn, sc in ng ca mỏy tang, in ỏp u cc ca mỏy c gi hu nh khụng i ng c tớnh ngoi U= f(I) nh hnh 10. 8 b Khi ni ngc chiu t trng ca dõy qun kớch t ni... phỏt in kớch t song song U Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch phn ng: UE = E ư R I Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch kớch t: Ukt = Ikt (Rkt +Rc) Phng trỡnh dũng in: I = I +Ikt A U In I Hỡnh 10. 6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10. 6 a Hỡnh 10. 6 c 10. 5.3 Mỏy phỏt in kớch t song song U iu kin thnh lp in ỏp : 1 Mch t mỏy in phi cú t d 2 Chiu ca t trng dõy qun kớch thớch phi trựng vi chiu ca t trng d (khụng m bo iu kin ny thỡ... chnh rt rng, õy l u im ln ca ng c in mt chiu Túm li: ng c in mt chiu cú th to mụmen m mỏy ln v cú phm vi iu chnh tc rt rng 10. 6.3 ng c in kớch t song song mở máy ta dùng biến trở mở máy Rmo điu chỉnh tốc độ, thường điu chỉnh Rđc đ thay đi Ikt , do đó thay đi từ thông ộng cơ một chiu kích từ song song có th điu chỉnh tốc độ động cơ trong phạm vi rộng a) ường đc tính cơ n = f(M) ờng đc tính cơ là... phi thay i cc tớnh ca dõy qun kớch thớch hoc i chiu quay)* Riờng iu kin ny ỏp dng cho tt c mỏy phỏt in 1 chiu bt buc phi tha món.* 3 in tr mch kớch t nh hn in tr ti hn A U In I Hỡnh 10. 6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10. 6 a Hỡnh 10. 6 c Mỏy phỏt in kớch t song song Khi dũng in tai tang, dũng in phn ng tang, ngoi 2 nguyờn nhõn lm in ỏp U u cc giam, nh mỏy phỏt in kớch t c lp, mỏy kớch t song song, Cũn thờm mt... Iu v t thụng ( dũng in kớch t) Mun i chiu mụmen in t phi i chiu I v Ikt 10. 5 Mỏy phỏt in mt chiu 10. 5.1.Phõn loi mỏy in mt chiu : 1 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp ( hỡnh a) 2 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t song song ( hỡnh b) 3 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t ni tip ( hỡnh c) 4 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t hn hp ( hỡnh d) a) b) c) d) 10. 5 2 Mỏy phỏt in mt chiu kớch t c lp Phng trỡnh cõn bng in ỏp mch phn ng: ... đường đc tính điu chỉnh ( tương tự máy phát kích từ độc lập) Ikt= f(I) U, n không vẽ hỡnh 10. 6 c U U A In I Hỡnh 10. 6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10. 6 a Hỡnh 10. 6 c 10. 5 Mỏy phỏt in kớch t ni tip Dũng... ường đc tính điu chỉnh Ikt = f(I), đin áp tốc độ không (hỡnh 10. 5 c) A U1 E E U O I Hỡnh 10. 5 b Ikt L A Ikt R O I Hỡnh 10. 5 a Hỡnh 10. 5 c 10. 5 Mỏy phỏt in kớch t song song U Phng trỡnh cõn bng in... kớch t: Ukt = Ikt (Rkt +Rc) Phng trỡnh dũng in: I = I +Ikt A U In I Hỡnh 10. 6 b V Ikt L A Rkt I Hỡnh 10. 6 a Hỡnh 10. 6 c 10. 5.3 Mỏy phỏt in kớch t song song U iu kin thnh lp in ỏp : Mch t mỏy