Bài giảng Khí cụ điện - chương 5

- Nam châm điện - Rơle - Khí cụ đóng cắt bằng tay - Aptomat - Khởi động từ - Cơ cấu điện từ chấp hành - Bộ ổn định

CHƯƠNG 5 CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠ CẤU ĐIỆN TỪCạc thiãút bë điện cơ nhỉ råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tỉì, ạptämạt, . âãưu cọ bäü pháûn lm nhiãûm vủ biãún âäøi tỉì âiãûn nàng ra cå nàng. Bäü pháûn ny gäưm cọ: cün dáy v mảch tỉì gi chung l cå cáúu âiãûn tỉì.Mảch tỉì chia lm cạc pháưn chênh sau âáy :Thán mảch tỉì Nàõp mảch tỉì Khe håí khäng khê chênh δ . KHI NIM CHUNG V C CU IN THỗnh 5.1. Kóỳt cỏỳu m aỷch tổ ỡ 1.Thỏn maỷch tổ ỡ; 2. Nừp m aỷch tổ ỡ ;3.khe h khụng khớ; 4. Cuọỹn dỏy 412rt3 KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪKhi cho dng âiãûn chảy qua cün dáy của cơ cấu Hình 5.1, thç trong mạch từ cọ tỉì thäng φ âi qua, tỉì thäng ny cng chia lm 3 thnh pháưn:Tỉì thäng chênh φδ: l tỉì thäng âi qua khe håí khäng khê chênh, âọ cng l tỉì thäng lm viãûc ca cå cáúu âiãûn tỉì .Tỉì thäng tn φt: l tỉì thäng âi ra ngoi khe håí khäng khê chênh.Tỉì thäng r φr: l tỉì thäng khẹp vng qua cün dáy l thnh pháưn khäng âi qua khe håí khäng khê chênh m khẹp kên trong khäng gian giỉỵa li v thán mảch tỉì. PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪPhán theo tênh cháút ca ngưn âiãûnCå cáúu âiãûn mäüt chiãưu.Cå cáúu âiãûn tỉì xoay chiãưu.Theo cạch näúi cün dáy vo ngưn âiãûnNäúi näúi tiãúp.Näúi song song.Theo hçnh dảng mảch tỉì:Mảch tỉì hụt cháûp (thàóng).Mảch tỉì hụt xoay (quanh mäüt trủc hay mäüt cảnh), mảch tỉì hụt kiãøu pittäng. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ1. Âënh lût Äm: Trong mäüt phán âoản ca mảch tỉì, tỉì ạp råi trãn nọ bàòng têch giỉỵa tỉì thäng v tỉì tråí hồûc thỉång giỉỵa tỉì thäng v tỉì dáùn :2. Âënh lût Kiãúckhäúp I: Trãn mi âiãøm ca mảch tỉì, täøng tỉì thäng vo bàòng täøng tỉì thäng ra:3. Âënh lût Kiãúckhäúp II: Trong mäüt mảch tỉì khẹp kên, täøng tỉì ạp ca cạc âoản mảch bàòng täøng sỉïc tỉì âäüng:GRUφφµµ== .01=∑niφ∑∑=niiniFR1.1µφ CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ4. Âënh lût bo ton dng âiãûn: Têch phán ca cỉåìng âäü tỉì trỉåìng dọc theo đường sức tỉì khẹp kên của mạch từ bàòng täøng s.t.â gây ra từ thơng âọ: Âënh lût ton dng âiãûn cọ thãø biãún âäøi nhỉ sau : hồûc:v âáy cng chênh l âënh lût Kiãúckhäúp II våïi mảch tỉì khẹp kên ilH dl F=∑∫Đ∫ ∫ ∫∑∫====l l lilFdRSdldlSSBdlHµφµφµ .∫∑∫==lilFdRdlHµφ NAM CHÂM ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆNiNSi NΦSNSHinh 5.2.Nam chám âiãûna)b) TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN [...]... . 2 1 2 0 µ = [ ] 2 0 5, 1 .F B S kg µ → = THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG b. Trỉåìng hồỹp khi = const thỗ Ta coù : nón 0 d d ψ δ = 1 dI [J/cm] = -5 ,1. . [ ] 2 d dI F kg d ψ ψ δ δ = − 2 ;I L W G L ψ = = . 2 m W φ ψ = 2 2 5, 1 . . [ ]; 2 m dG F kg G d φ δ = TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Hình 5. 5. Nam chám âiãûn xoay chiãưu NAM CHÂM ĐIỆN XOAY... cäú âënh. Âiãøm âàût ca lỉûc di chuøn vë trê trong khong AB ca nàõp. tsin d dG . G 1 . 2 1 ,5 22 m 2 ωφ δ F 2 = )120t(sin d dG . G 1 . 2 1 ,5 022 m 2 −ωφ δ ).240t(sin d dG . G 1 . 2 1 ,5 022 m 2 −ωφ δ 2 m 2 . 2 3 . d dG . G 1 . 2 1 ,5 φ δ i A i B i C F 1 F 2 F 3 A B Hình 5. 9 TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN Lỉûc hụt âiãûn tỉì cu nam chám âiãûn mäüt chiãưu thỉåìng âỉåüc tênh theo 2 phỉång phạp... âäüng: G RU φ φ µµ == . 0 1 = ∑ n i φ ∑∑ = n ii n i FR 1 . 1 µ φ NAM CHÂM ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i N S i N Φ SN S Hinh 5. 2.Nam chám âiãûn a) b) PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Φ i N S δ 1 Hinh 5. 3 KHI NIM CHUNG V C CU IN T Hỗnh 5. 1. Kãút cáúu m ảch tỉ ì 1.Thán mảch tỉ ì; 2. Nàõp m ảch tỉ ì ;3.khe hở khơng khí; 4. Cün dáy 4 1 2 Φ r Φ δ Φ t δ 3 THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG... Trỉåìng håüp khi I = const thỗ Ta coù : Coù L = W 2 G Trong õoù : G l tỉì dáùn ca mảch tỉì. W l säú vng ca cün dáy. Ta cọ : 0 dI d δ = 5, 1. [ ]; d F I kg LI d ψ ψ δ = = 2 5, 1. dL F I d δ = ( ) 2 5, 1. dG F WI d δ = KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Caïc thiãút bë điện cơ nhỉ råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tỉì, ạptämạt, âãưu cọ bäü pháûn lm nhiãûm vủ biãún âäøi tỉì âiãûn nàng ra cå nàng. Bäü pháûn... a 1 2 t t t W W W A + ∆ = + ∆ 1 2 t t A W W W ∆ = + ∆ − TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CƠNG THỨC MAXWELL V ta cọ : Với nam châm điện khi khe håí khäng khê bẹ, tỉì trỉåìng cọ thãø xem nhỉ phán bäú âãưu trãn bãư màût cỉûc tỉì B = const, nón coi thỗ ta co ù: B: õồn vở [Wb/cm 2 ]. S: diãûn têch tỉì thäng qua [cm 2 ]. = 1, 25. 10 -8 [Wb/A.cm] Nãúu B tờnh theo Tesla thỗ : 2 0 1 . 2 S F B n ds à = ur... ds S: diãûn têch bãư màût váût dáùn. µ 0 = 1, 25. 10 -8 [H/cm] laỡ õọỹ tổỡ thỏứm cuớa khọng khờ. Vỗ hóỷ säú tỉì dáùn ca váût liãûu sàõt tỉì låïn hån nhiãưu ca khäng khê (µ >>µ 0 ) nãn xem nhỉ cng phỉång v ( ) 2 0 1 1 . . . 2 s F B n B B n ds µ   = −     ∫ ur ur r ur r Ñ B r n r ( =0)n α r 2 ( . ) .B n B B n= ur r ur r NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Âãø chäúng hiãûn... ra 2 tỉì thäng lãûch pha trong mảch tỉì, bàịng cạch âàût vng chäúng rung thỉåìng bàịng âäưng v cọ mäüt vng Hình 5. 7. Nam chám âiãûn xoay chiãưu Vng ngàõn maûch TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CƠNG THỨC MAXWELL Khi khe håí khäng khê lớn, tỉì thäng r nhiãưu thì: Våïi K âc = 3÷ 5 l hãû âiãưu chènh. [ ] 2 / 1 4. . 1 d c F B S kg K δ = + THEO PHNG PHP CN BNG NNG LNG Ta coù: Vỗ cọ: Âàût: Dảng... I ψ ψ ∆ = − 2 1 2 1 , I I I ψ ψ ψ = + ∆ = + ∆ 1 1 1 ( ) 2 A I I ψ ψ ∆ = ∆ − ∆ 1 ( ) 2 dA Id dI ψ ψ = − 1 ( ) 2 dA d dI F I d d d ψ ψ δ δ δ = = − KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Khi cho dng âiãûn chảy qua cün dáy của cơ cấu Hình 5. 1, thỗ trong mch t coù tổỡ thọng õi qua, tỉì thäng ny cng chia lm 3 thnh pháưn: Tỉì thäng chênh φ δ : l tỉì thäng âi qua khe håí khäng khê chênh, âọ cng l tỉì thäng lm... − ωt F bđ F F 0 F LX F Hình 5. 6 sin t ω NAM CHÁM ÂIÃÛN BA PHA  Ta cọ thãø xem lỉûc hụt ca nam chám ba pha l täøng håüp ca lỉûc hụt trãn cạc li gäưm:  F 1 =  F 2 = ; F 3 =  Lỉûc hụt täøng ca ba pha:  Ta cọ trë säú lỉûc täøng: F= (*)  Tỉì biãøu thỉïc (*) trãn ta nháûn tháúy lỉûc hụt täøng ca nam chám âiãûn ba pha l mäüt âải lỉåüng khäng õọứi theo thồỡi gian. Nhổng theo hỗnh 5. 9, ta thỏỳy âiãøm... tổỡ thỗ nừp cuớa maỷch tổỡ õổồỹc hụt vãư phêa li, khe håí khäng khê åí giỉỵa nừp vaỡ loợi giaớm dỏửn 1 v 2 (hỡnh 5. 4). ặẽng våïi vë trê ban âáưu ca nàõp mảch tỉì cọ:  ỈÏng våïi vë trê cuäúi coï: 1 1; 1 ; I=I = δ δ ψ ψ = 2 2; 2 ; I=I = δ δ ψ ψ = I[A] Ψ 0 I b a TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CƠNG THỨC MAXWELL Theo Maxell thỗ khi coù mọỹt vỏỷt dỏựn tổỡ t trong tổỡ trổồỡng thỗ vỏỷt dỏựn seợ chởu . CHƯƠNG 5 CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠ CẤU ĐIỆN TỪCạc thiãút bë điện cơ nhỉ råle, cäng. lilFdRSdldlSSBdlHµφµφµ.....∫∑∫==lilFdRdlHµφ.. NAM CHÂM ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆNiNSi NΦSNSHinh 5. 2.Nam chám âiãûna)b) TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN TNH LC HT IN T