Đổi chiều dòng điện trong máy điện một chiều

Chơng Đổi chiều dòng điện m.đ.1.c 9.1 Đại cơng Đổi chiều l ton tợng xảy dòng điện phần tử dây quấn phần ứng, dịch chuyển từ vị trí bị chổi than nối ngắn mạch qua ranh giới Xét dây quấn xếp đơn giản, hình 5.1 Khi t = 0, Chổi than phủ hon ton lên phiến Lúc dòng điện chạy phần tử b l (+ i), thời điểm t = Tđc Chổi than rời khỏi phiến v phủ hon ton lên phiến 2, lúc ny phần tử (b) chuyển sang nhánh khác v dòng điện đổi chiều (- i) Vị trí trung gian < t < Tđc phần tử (b) bị nối ngắn mạch, dòng điện chạy phần tử (b) lúc ny biến thiên Hình 5.1 Quá trình đổi chiều dây quấn theo quy luật phức tạp, phụ thuộc vo trình độ phần tử (b) v phần tử đổi chiều nhánh khác Thờng Tđc< 0,001 (s) nên fđc = 1000 - 3000 (Hz) 5.2 Quá trình đổi chiều Viết phơng trình định luật K1 v K2 cho nút (1), (2) v mạch vòng phần tử (b) ta có: 5.1 i + i - i = i - i - i = 5.2 5.3 rpt.i + (rd + rtx1).i1 - (rd + rtx2).i2 = e Trong đó: i l dòng điện chạy phần tử (b) bị nối ngắn mạch; i1 v i2 l dòng điện chạy dây nối với phiến đổi chiều v 2; rpt l điện trở phần tử dây quấn; rd l điện trở dây nối; rtx1 v rtx2 l điện trở tiếp xúc chổi than với phiến v 2; e l tổng s.đ.đ cảm ứng đợc phần tử đổi chiều (b), gồm: a) S.đ.đ tự cảm eL, biến thiên dòng điện phần tử đổi chiều sinh b) S.đ.đ hổ cảm eM, dòng điện đổi chiều phần tử khác hổ cảm qua c) S.đ.đ đổi chiều eđc, phần tử đổi chiều chuyển động vùng trung tính hình học có B Vậy e = eL + eM + eđc = epk + eđc 5.4 Giải phơng trình trên, bỏ qua rpt v rd (vì chúng bé), ta đợc: Máy điện 43 i= rtx2 rtx1 e i u + rtx1 + rtx2 rtx1 + rtx2 5.5 Giả thiết rtx1 v rtx2 tỷ lệ nghịch với bề mặt tiếp xúc Stx1 v Stx2 chổi than v phiến góp v Nếu coi trình đổi chiều từ t = đến t = Tđc , nghĩa l bc = bG thì: S tx1 = Tdc t S Tdc v S tx2 = t S Tdc 5.6 Trong đó: S l mặt tiếp xúc ton phần chổi than v phiến đổi chiều, rtx l điện trở tiếp xúc ton phần Từ ta có: rtx1 = T S rtx = dc rtx S tx1 Tdc t rtx2 = T S rtx = dc rtx S tx2 t 5.7 Thay giá trị vo (4) ta có: 2t e ).iu + i = (1 Tdc rn với Tdc2 rn = rtx t (Tdc t) 5.8 Đổi chiều đờng thẳng Nếu e = ta có i = (1 2t ).iu Tdc Quan hệ i = f(t) l đờng thẳng, hình vẻ ta có mật độ dòng điện: Phía j1 = Phía vo i1 T i T = dc = dc tg S tx1 S Tdc t S j2 = i2 T i T = dc = dc tg S tx2 S t S Vì = nên j1 = j2 nghĩa l mật độ dòng điện phía phiến góp phía phiến góp vo, điều ny thuận lợi cho trình đổi chiều Hình 5.2 Đổi chiều đờng Đổi chiều đờng cong Thực tế e 0, nên ngoi dòng điện có dòng điện phụ: if = e 5.9 rn Đờng biểu diễn rn v if nh hình 5.3 a) Đổi chiều trì hoãn (e > 0) Hình 5.3 Dòng Lúc ny i = icb + if v dòng điện đổi chiều qua giá trị zéro chậm đổi chiều đờng thẳng (a a'), hình 5.4 Khi đổi chiều trì hoãn > nên j1 > j2 tia lửa xuất phía chổi than Điều ny giống nh tia lửa ta mở cầu dao có tải Máy điện 44 b) Đổi chiều vợt trớc (e < 0) Lúc ny i = icb - if v dòng điện đổi chiều qua giá trị zéro sớm đổi chiều đờng thẳng (a a''), hình 5.5 Khi đổi chiều vợt trớc < nên j1 < j2 tia lửa xuất phía chổi than vo Điều ny giống nh tia lửa ta đóng cầu dao có tải 9.3 Nguyên nhân sinh tia lửa v biện pháp khắc phục Nguyên nhân a) Nguyên nhân - Vnh góp không đồng tâm với trục - Sự cân phần quay không tốt gây dao động hớng kính - Cổ góp không tròn, lực ép chổi than không đủ b) Nguyên nhân điện - Sức điện động đổi chiều không triệt tiêu đợc s.đ.đ Hình 5.4 Đổi chiều trì hoãn Hình 5.5 phản khánh e - Sự phân bố không mật độ dòng điện bề mặt tiếp xúc - Tác dụng nhiệt, hóa Đổi chiều Biện pháp khắc phục a) Giải tồn khí a) Bố trí cực từ phụ Sức từ động cực từ phụ Ff ngoi việc phải cân đợc Fq phải tạo nên đuợc eđc đủ lớn lm triệt tiêu epk c) Xê dịch chổi than khỏi đờng trung tính hình học Hình 5.6 Xê dịch chổi than để Những máy nhỏ không bố trí cực từ phụ, để cải thiện đổi chiều ta xê dịch chổi than khỏi đờng trung tính hình học Trờng hợp máy phát ta xê dịch chổi than theo chiều quay góc = + Trong đó: ứng với góc l đờng trung tính vật lý, thêm góc để tạo nên s.đ.đ đổi chiều đủ triệt tiêu s.đ.đ phản kháng epk Hình 5.6 d) Dây quấn bù Tạo nên từ trờng lm triệt tiêu từ trờng phần ứng dới bề mặt cực từ nhờ m từ trờng khe hở phân bố đặn, thuận lợi cho trình đổi chiều Máy điện 45