BÀI GIẢNG VỀ MÁY ĐIỆN

CHƯƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN Định nghĩa phân loại: 1.1 Định nghĩa: Máy điện thiết bị điện từ, nguyên lý hoạt động dựa vào tượng cảm ứng điện từ Về cấu tạo gồm mạch từ (lỏi thép) mạch điện (cuộn dây), dùng để biến đổi dạng lượng thành điện ( máy phát điện ) ngược lại biến đổi điện thành (động điện ), dùng biến đổi thông số mạch điện biến đổi điện áp, dòng điện , tần số, số pha… Máy điện loại máy phổ biến công nghiệp đời sống 1.2 Phân loại: Máy điện có nhiều loại có nhiều cách phân loại ví dụ phân loại theo cơng xuất, theo cấu tạo, theo chức dòng điện ( xoay chiều, chiều ), theo nguyên lý làm việc phân loại theo nguyên lý biến đổi điện a Máy điện tĩnh: Máy điện tĩnh làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ biến thiên từ thơng cuộn dây khơng có chuyển động tương U1,f BA ̴̴ b Máy điện quay: U2,f ̴̴ Hình 1-1 Nguyên lý làm việc dựa vào tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ, từ trường dòng điện cuộn dây có chuyển động tương gây U1,f ω ̴̴ Hình 1-2 Loại máy điện dùng để biến đổi lượng, ví dụ biến đổi điện sang ( động điện ) biến đổi sang điện ( máy phát điện ) q trình biến đổi có tính thuận nghịch, nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện động điện MÁY ĐIỆN Máy điện tĩnh Máy điện quay Máy biến áp Máy điện xoay chiều Máy điện đồng Máy phát điện đồng Máy chiều Máy điện không đồng Động điện đồng Máy phát không đồng Máy phát chiều Động chiều Động không đồng Hình 1-3 Sơ đồ phân loại máy điện Các định luật máy điện Nguyên lý làm việc tất loại máy điện dựa vào sở hai định luật cảm ứng điện từ luật điện từ 2.1 Định luật cảm ứng điện từ a Trường hợp từ thông Φ biến thiên xun qua vòng dây: Khi từ thơng biến thiên xuyên qua vòng dây dẫn Trong vòng dây cảm ứng sức điện động Nếu chọn chiều sức điện động cảm ứng phù hợp với chiều từ thông theo quy tắc vặn nút chai, thì sức điện động cảm ứng: e = d dt Dấu (+): chiều Φ từ người đọc vào trang giấy e Ф Hình 1-4 - Nếu cuộn dây có W vòng : e=-w d d  dt dt Trong đó: Ψ = WΦ gọi từ thơng móc vòng cuộn dây b Trường hợp dẫn chuyển động từ trường Khi dẫn chuyển động thẳng góc với đường sức từ trường, dẫn cảm ứng sức điện động có trị số là: e=BlV  B cường độ từ cảm đo Tesla (T)  L chiều dài hiệu dụng dẫn (m)  V vận tốc dẫn đo m/s Chiều sức điện động cảm ứng xác định quy tắc bàn tay phải Hình 1-5 Định luật lực điện từ: Khi dẫn chuyển động mang dòng điện đặt thẳng góc với đường sức từ trường ( trường hợp động điện ) Thanh dẫn chịu lực điện từ tác dụng có trị số là: F = B.l.I (N)  B cường độ từ cảm đo Tesla(T)  I cường độ dòng điện (A)  L chiều dài tác dụng dẫn đo m Hình 1-6 - Chiều lực từ xác định quy tắc bàn tay trái Định luật mạch từ tính tốn mạch từ a Định luật mạch từ: Lỏi thép máy điện mạch từ Mạch từ mạch khép kín dùng để dẫn từ thơng Định luật dòng điện tồn phần H.dl  i → H.l = w.i  H: cường độ từ trường mạch từ đo A/m l \ l i w  L: chiều dài trung bình mạch từ (m  W: số vòng dây cuộn dây Hình 1-7  I: tạo từ thông mạch từ gọi dòng điện từ hóa  w.i: gọi sức từ động  H.l: gọi từ áp rơi - Đối với mạch từ gồm nhiều cuộn dây nhiều đoạn khác l1, S1 H1.l1+H2.l2 = W1i1-W2I2  H1,H2: tương ứng cường độ từ trường đoạn 1,2 i  L1, L2: chiều dài trung bình đoạn 1,2 l2, S2 W1  W1.i1, W2.i2: sức từ động dây quấn 1,2  Dấu – trước w2.i2 vì chiều i2 không phù hợp với chiều từ thông chọn theo quy tắc vặn nút chai n n k 1 l 1 W2 i2 Hình 1-8  H K l k  Wl il Trong dòng điện il có chiều phù hợp với chiều Φ chọn theo quy tắc vặn nút chai mang dấu dương, không phù hợp mang dấu âm Vật liệu chế tạo máy điện: Vật liệu dẫn điện, vật liệu dẫn từ, vật liệu cách điện vật liệu kết cấu 3.1 Vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo phận dẫn điện Vật liệu dẫn điện dùng máy điện đồng nhôm Dây đồng dây nhôm chế tạo theo tiết diện tròn chữ nhật, có bọc cách điện khác sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học, sợi emay 3.2 Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo phận mạch từ dùng vật liệu sắt từ để làm mạch từ: Thép kỹ thuật điện, thép thường, thép đúc, thép rèn Thép kỹ thuật điện dày 0,35- 0,5mm, thành phần thép có 2-5% si( để tăng điện trở thép, giảm dòng điện xoáy ) Thép kỹ thuật điện chế tạo phương pháp cán nóng cán nguội Thép cán nguội có độ từ thẩm cao thép cán nóng, dẫn từ tốt 3.3 Vật liệu cách điện Làm nhiệm vụ cách ly phận dẫn điện phận không dẫn điện cách ly phận dẫn điện với Trong máy điện, vật liệu cách điện phải có cường độ cách điện cao, chịu nhiệt tốt tản nhiệt tốt Chống ẩm bền học Chất cách điện máy điện chủ yếu thể rắn gồm nhóm:  Chất hữu thiên nhiên giấy, vải lụa  Chất vô amiăng, mica, sợi thuỷ tinh  Các chất tổng hợp PVC, PE  Các loại men sơn cách điện Cấp cách điện Nhiệt độ làm việc 3.4.Vật liệu kết cấu Y 900 C A E B F H C 0 0 105 C 120 C 130 C 155 C 180 C >1800 C Vật liệu kết cấu vật liệu để chế tạo chi tiết chịu tác động học trục, ổ trục, vỏ máy, nắp máy Vật liệu kết cấu thường gan, thép lá, thép rèn, kim loại màu hợp kim chúng 4.Nguyên lý máy phát điện động điện – tính thuận nghịch máy điện 4.1.Nguyên lý làm việc máy điện chiều Hình 1-9 Máy điện gồm khung dây abcd đầu nối với phiến góp Khung dây phiến góp quay quanh trục với tốc độ không đổi từ trường nam châm N – S Các chổi than A B đặt cố định tuỳ sát vào phiến góp Khi khung dây quay, theo định luật cảm ứng điện từ khung dây xuất sức điện động cảm ứng e = B.l.v (v) Trong đó: B: từ cảm nơi dây quấn quét qua (T) l: chiều dài dẫn nằm từ trường (m) v: vận tốc quét dẫn (m/s) Chiều sức điện động xác định quy tắc bàn tay phải Sức điện động dẫn ab nằm cực từ N có chiều từ b đến a, dẫn cd nằm cực từ nam (S) có chiều từ d→c Nếu mạch ngồi khép kín sđđ khung có chiều từ chổi than A đến chổi than B Khi khung dây quay, từ cảm thẳng góc với hướng quay dẫn phân bố hình sin→sđđ có dạng xoay chiều hình sin chổi than A tiếp xúc với dẫn nằm cực (N), chổi than B tiếp xúc dẫn nằm cực (S)→dòng điện mạch ngồi chạy từ A→B Nói cách khác sđđ dòng điện xoay chiều chỉnh lưu thành dòng điện sức điện động chiều, nhờ hệ thống vành góp chổi than Để có sức điện động lớn → ghép nhiều khung dây đặt lệch góc khơng gian→gọi dây quấn phần ứng, vì có nhiều phiến đổi chiều ghép cách điện với nhau→ cổ góp điện ( gọi vành góp ) Ngược lại đưa dòng điện chiều vào chổi than Avà chổi than B→ tác dụng từ trường lên dẫn tạo momen quay có chiều khơng đổi→đó ngun lý làm việc động điện chiều 4.2 Nguyên lý làm việc máy điện đồng Trong hình vẽ thay hai vành đổi chiều thành hai vành trượt Hai chổi than A B tì sát, khung dây abcd quay với tốc độ n, hai vành trượt mạch ngồi khép kín → sức điện động dòng điện xoay chiều có tần số f = p.n/60 Hình a Đấu hình Hình 1-10 Hình b Đấu hình tam giác Trong đó: n tốc độ quay vòng/ phút P số đơi cực máy →đó nguyên lý llàm việc máy điện đồng pha Thường máy điện đồng bộ, cực từ đặt roto dây quấn phần ứng (khung dây)→đặt phần tĩnh (stato) gồm cuộn dây đặt lệch không gian 120 0đấu hình sao(Υ) hình tam giác(Δ) Quay với tốc độ n, dây quấn phần ứng nối với tải ba pha đối xứng thì dây quấn phần ứng cảm ứng nên sức điện động dòng điện pha lệch góc 1200về thời gian tạo từ trường quay với tốc độ n 1= 60 f , nghĩa tốc độ p quay roto vì mà ta gọi máy điện đồng ba pha Nguyên lý phát nóng làm mát máy điện Trong trình làm việc có tổn hao cơng xuất Tổn hao máy điện gồm tổn hao sắt từ (do tượng từ trễ dòng điện xốy) thép, tổn hao đồng điện trở dây quấn tổn hao ma sát (ở máy điện quay) Tất tổn hao lượng biến thành nhiệt làm nóng máy điện Để làm mát máy điện, phải có biện pháp tản nhiệt môi trường xung quanh Sự tản nhiệt phụ thuộc vào bề mặt làm mát máy điện mà phụ thuộc vào đối lưu khơng khí xung quanh mơi làm mát dầu máy biến áp v v Thường vỏ máy điện chế tạo co rãnh tản nhiệt máy điện có hệ thống quạt gió làm mát Kích thước máy, phương pháp làm mát, phải tính tốn lựa chọn độ tăng nhiệt vật liệu cách điện máy, không vượt độ tăng nhiệt cho phép, đảm bảo cho vật liệu cách điện làm việc lâu dài khoảng 20 năm Khi máy điện làm việc chế độ định mức, độ tăng nhiệt phần tử không vượt độ tăng nhiệt cho phép Khi máy tải, độ tăng nhiệt vượt nhiệt độ cho phép, vì không cho phép tải lâu dài Câu hỏi: Định nghĩa máy điện Cơng dụng máy điện Tính thuận nghịch máy điện gì Trình bày định luật dùng máy điện Công dụng định luật vào loại máy điện Nêu loại vật liệu dùng máy điện, đặc điểm loại Tại phải làm mát động điện TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Giáo Trình Máy Điện Tác giả Vũ Gia Hanh (NXB-KHOA HỌC KỸ THUẬT) - Giáo Trình Kỹ Thuật Điện Tác giả Lê Văn Đào (NXB-KHOA HỌC KỸ THUẬT) - Giáo Trình Máy Điện Tác giả Nguyễn Hồng Thanh (NXB-GIÁO DỤC) CHƯƠNG MÁY BIẾN ÁP Khái niệm chung 1.1 Định nghĩa Máy biến áp thiết bị điện từ tĩnh, làm việc nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp khác, với tần số không đổi Máy biến áp có hai dây quấn gọi máy biến áp có hai dây quấn Dây quấn nối với nguồn điện để thu lượng gọi dây quấn sơ cấp Dây quấn nối với tải để đưa lượng gọi dây quấn thứ cấp Các thông số dây quấn sơ cấp ký hiệu chữ in hoa có thêm số 1, tương tự dây quấn thứ cấp ký hiệu có thêm số ( ví dụ dòng điện sơ cấp I 1, điện áp thứ cấp U2) 1.2 Các đại lượng định mức Các đai lượng định mức nhà chế tạo quy định thường ghi máy  Dung lượng hay cơng suất định mức Sđm cơng suất tồn phần (hay công suất biểu kiến) đưa dây quấn thứ cấp mba [KVA], [VA]  Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm điện áp dây quấn sơ cấp tính [KV] hay [V]  Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm ứng với công suất định mức [A, KA]  Số vòng dây sơ cấp định mức W1  Điện áp dây thứ cấp định mức U 2đm điện áp dây dây quấn thứ cấp mba không tải điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp định mức, đơn vị KV V  Dòng điện dây định mức thứ cấp I2đm ứng với công suất định mức, đơn vị A, KA  Đối với mba pha: I1đm =  S đm S đm , I2đm = , U1đm U đm Đối với mba pha: I1đm = S đm ,I = 3U1đm 2đm S đm 3U đm  Tần số định mức fđm tính Hz (f = 50 Hz)  Ngồi nhãn máy mba ghi số liệu như: số pha m, sơ đồ tổ nối dây quấn, điện áp ngắn mạch Un%, chế độ làm việc phương pháp làm lạnh 1.3.Các loại mba Theo cơng dụng mba gồm loại sau đây:  M.b.a điện lực dùng để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực  Mba chuyên dùng cho lò luyện kim, cho thiết bị cỉnh lưu mba hàn điện  Mba tự ngẫu biến đổi điện áp phạm vi không lớn lắmdùng để mở máy động điện xoay chiểu  Mba đo lường dùng để giảm điện áp dòng điện lớn để đưa vào đồng hồ đo  Mba thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao 2.Cấu tạo Bình giản dầu Sứ hạ áp Sứ cao áp Nắp thùng Ớng an tồn Cánh tản nhiệt Thùng Đế Hình 2-1 Hình dạng chung máy biến áp 2.1.Lõi thép: 10 thép thép ghép lại, có dập lỗ rãnh để đặt dây quấn thơng gió Mỗi phần tử dây quấn có nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp c.Cổ góp chổi điện Cổ góp gồm nhiều phiến đồng ghép lại có cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục roto Chổi than làm than graphit Các chổi than tỳ sát lên cổ góp nhờ lò xo chổi than gắn nắp máy 1.2 Nguyên lý hoạt động a.Máy phát: Khi động sơ cấp quay phần ứng, dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường cực từ, cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động cảm ứng xác định theo quy tắc bàn tay phải Như hình vẽ từ trường hướng từ cực N đến cực S (từ 82 xuống ), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, dẫn phía trên, sức điện động có chiều từ b đến a Ở dẫn phái sức điện động có chiều từ d đến c Sức điện động phần tử hai lần sức điện động dẫn Nếu nối hai chổi than A B với tải, tải có dòng điện, điện áp máy phát có cực dương chổi than A cực âm chổi than B Khi phần ứng quay vòng, vị trí phần tử thay đổi, ab cực S, dc cực N, sức điện động dẫn đổi chiều Nhờ có chổi điện đứng yên chổi điện A nối phiến góp phía trên, chổ than B nối phiên góp phía dưới, nên chiều dòng điện mạch ngồi khơng đổi Ta có máy phát điện chiều với cực dương chổi than A, cực âm chổi than B Để điện áp lớn đập mạch, dây quấn phải có nhiều phần tử, nhiều phiến đổi chiều Ở chế độ máy phát điện dòng điện phần ứng I chiều với sức điện động phần ứng Eư Phương trình cân điện áp hai cực máy phát là: U=Eư - Iư.Rư (Iư chiều Eư), Eư: gọi sức điện động b.Động điện Khi cho điện áp U vào chổi than A B, dây quấn phần ứng có dòng điện Các dẫn ab, cd có dòng điện nằm từ trường, chịu lực tác dụng làm cho roto quay Chiều lực từ xác định theo quy rắc bàn tay trái 83 Khi phần ứng quay nửa vòng, vị trí dẫn ab, cd đổi chổ cho nhau, có phiến góp, đổi chiều dòng điện, giữ cho lực tác dụng khơng đổi, đảm bảo động có chiều không đổi Khi động quay, dẫn cắt từ trường, cảm ứng sức điện động E Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở chế độ động điện chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư, nên Eư gọi sức phản điện Phương trình cân điện áp là: U = Eư + RưIư 2.Từ trường sức điện động máy điện chiều 2.1 Từ trường máy điện chiều 84 Khi không tải, từ trường máy dòng điện kích từ gây gọi từ trường cực từ, phân bố đối xứng, đường trung tính hình học mn, cường độ từ cảm B=0→ dẫn chuyển động qua khơng cảm ứng sức điện động (hình a) Khi máy điện có tải, dòng điện Iư dây quấn phần ứng sinh từ trường phần ứng hướng vng góc với từ trường cực từ (hình b) Hình a Hình b Hình b Tác dụng từ trường phần ứng lên từ trường cực từ gọi phản ứng phần ứng, từ trường máy tổng từ trường phần ứng từ trường cực từ (hình c) Ở mỏm cực từ trường tăng cường ( từ trường phần ứng chiều với từ trường cực từ ), mỏm cực kia, từ trường bị yếu ( từ trường phần ứng ngược chiều với từ trường cực từ ) * Hậu phản ứng phần ứng là: Từ trường máy bị biến dạng, điểm có từ cảm B=0 dịch chuyển từ đường trung tính hình học mn đến vị trí gọi trung tính vật lý m ,n,, góc lệch β nhỏ lệch theo chiều quay roto máy phát điện, ngược lại chiều quay roto động điện vị trí trung tính hình học B ≠0, dẫn chuyển động qua cảm ứng sức điện động→ ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều Khi tải tăng→Iư lớn→Φư lớn, phần mỏm từ trường tăng cường bị bảo hồ→B tăng lên ít, mỏm cực từ từ trường giảm nhiều→Φ 85 máy giảm nhiều→Eư giảm đầu cực máy phát U giảm Ở chế độ động Φ↓→momen giảm→tốc độ động thay đổi Để khắc phục hậu trên, người ta dùng cực từ phụ dây quấn bù, từ trường cực từ phụ dây quấn bù ngược với từ trường phần ứng ( đấu nối tiếp cực từ phụ dây quấn bù nối tiếp mạch phần ứng).(hình vẽ) 2.2 Sức điện động phần ứng a Sức điện động dẫn: Khi quay roto, dẫn dây quấn phần ứng cắt từ trường, dẫn cảm ứng sức điện động là: e=B.l.V Btb: cường độ từ cảm trung bình cực từ l: chiều dài hiệu dụng dẫn V: tốc độ dài dẫn b Sức điện động phần ứng Eư: Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối tiếp thành mạch vòng kín Nếu số dẫn dây quấn N, số nhánh song song 2a(a số đôi mạch nhánh) E ư= N N e  B.l.V (1) 2a 2a V: tốc độ dài xác định theo tốc độ quay n(V/p), V=  n.D (2), D: đkính ngồi phần ứng 60  D.l Từ thông cực từ Φ = Btb p (3)  E ư= p.N n. k E n.(4) 60.a p: số đôi cực KE= p.N phụ thuộc kết cấu dây quấn phần ứng 60.a Công xuất điện từ, momen điện từ Pđt=Eư.Iư= P p.N n..I u , 60.a p.N 2 n đt Momen điện từ: Mđt=   2 a I u  K M I u (r  60 ) r , Mđt=KM.Iư.Φ , ( KM= , p.N : phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn ) 2 a 86 Tia lửa điện cổ góp cách khắc phục Khi máy điện làm việc, qua trình đổi chiều thường gây tia lửa điện chổi than cổ góp điện Tia lửa lớn gây nên vành lửa xung quanh cổ góp điện, phá hỏng chổi than cổ góp điện, gây tổn hao lượng, ảnh hưởng xấu đến môi trường gây nhiểu đến thiết bị điện tử Sự phát sinh nguyên nhân sau: 4.1 Nguyên nhân khí Do tiếp xúc cổ góp chổi than khơng tốt, cổ góp khơng tròn, khơng nhẫn chổi than không quy cách, rung động chổi than cố định khơng tốt lực lò xo khơng đủ để tỳ sát chổi than vào cổ góp 4.2 Nguyên nhân điện từ Khi roto quay liên tiếp có phần tử chuyển từ mạch nhánh sang mạch nhánh khác Ta gọi phần tử phần tử đổi chiều Trong phần tử đổi chiều xuất sức điện động sau: a Sức điện động tự cảm eLdo biến thiên dòng điện phần tử đổi chiều b Sức điện động hổ cảm em biến thiên dòng điện phần tử đổi chiều khác lân cân c Sức điện động eqdo từ trường phần ứng gây Ở thời điểm chổi điện ngắn mạch phần tử đổi chiều sức điện động sinh dòng điện i chạy quẩn phần tử ấy, tích luỹ lượng pháng dới dạng tia lửa vành góp chuyển động Để khắc phục tia lửa, việc loại trừ nguyên nhân khí, người ta dùng cực từ phụ dây quấn bù để tạo nên phần tử đổi chiều sức điện động nhằm bù (triệt tiêu), tổng sức điện động e L,em,eq Từ trường dây quấn bù cực từ phụ 87 phải ngược chiều với từ trường phần ứng Đối với máy công xuất nhỏ người ta chuyển chổi than trung tính vật lý m,n, Máy phát điện chiều 5.1 Phân loại: Dựa vào phương pháp cung cấp dòng kích từ, người ta chia máy điện chiều làm loại: a Máy điện chiều kích từ độc lập: Dòng điện kích từ máy lấy từ nguồn điện khác không liên hệ với phần ứng máy b Máy điện chiều kích từ song song: Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng c Máy điện chiều kích từ nối tiếp: Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng d Máy điện chiều kích từ hổn hợp: gồm hai dây quấn kích từ, dây quấn kích từ nối tiếp dây quấn kích từ //, dây quấn kích từ // chủ yếu + + Hình a - + Hình b - + Hình c - + Hình d 5.2 Máy phát điện chiều KT độc lập  Dòng điện phần ứng dòng điện tải (Iư=I)  Phương trình cân điện áp mạch phần ứng: U = Eư - Rư.I  Trên mạch kích từ: Ukt=Ikt(Rkt+Rđc) Trong đó: Rưlà điện trở dây quấn phần ứng Rktlà điện trở dây quấn kích từ Rđcđiện trở điều chỉnh 88 Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, điện áp U giảm xuống hai nguyên nhân:  tác động phản ứng phần ứng→Φ↓→Eư↓  Điện áp rơi mạch phần ứng Iư.Rư tăng  Để giữ cho điện áp máy phát không đổi tăng dòng điện kích từ Máy phát kích từ độc lập có ưu điểm điều chỉnh điện áp, thường gặp hệ thống máy phát – động để truyền động máy cán, máy cắt gọt kim loại Có nhược điểm cần nguồn kích từ riêng Rtải A Ikt U,Eư - - + CKT Iư Rkt Ikt + I I 5.3 Máy phát điện kích từ // Để tạo thành điện áp cần thực q trình tự kt Lúc đầu máy khơng có dòng kích từ, từ thơng máy từ dư cực từ tạo (2-3)%Φ đm Khi quay phần ứng, dây quấn phần ứng có sức điện động cảm ứng từ dư sinh ra, sức điện động qua dây quấn kích từ →I kt tăng lên, trình tiếp tục điện áp ổn định Để máy phát điện áp, cần thiết phải có từ dư, khơng có từ dư ta 89 phải mồi từ chiều hai tư trường ngược nhau, ta phải đổi cực tính dây quấn kích từ đoỏi chiều dây quấn phần ứng  Mạch phần ứng: U=Eư - Rư.Iư  Mạch kích từ: U=Ikt.(Rkt+Rđc)  Phương trình dòng điện: Iư=I+Ikt - Khi tải tăng → Iư tăng → Ugiảm →Ikt↓ → Φ↓→Eư↓ Rtải A - + CKT Ikt U Iư Rkt I I 5.4 Máy phát điện chiều kích từ nối tiếp Dòng điện kích từ dòng điện tải, tải thay đổi điện áp thay đổi nhiều, thực tế khơng sử dụng máy phát kích từ nối tiếp Đặc tính ngồi U=f(I), tải tăng Iư↑ →Φ↑→ Eư↑ →U↑ I=(2-2,5)Iđm máy bảo hoà I↑→U↓ 90 A U U=f(I) - I + 5.5 Máy phát điện KT hổn hợp Khi nối thuận, từ thông cuộn nối tiếp chiều cuộn // Khi tải tăng Φnt↑→Φtổng↑→Eư↑→U không đổi→ ưu điểm máy phát kích từ hổn hợp Khi nối ngược Φntvà Φ// ngược nhau, tải tăng U giảm nhiều U=f(I) dốc → dùng làm máy hàn điện chiều U A I U - + I Động điện chiều 91 Dựa vào phương pháp kích từ phân loại động điện chiều giống máy phát điện chiều E ư= p.N n. (Eư gọi sức phản điện, Eư ngược chiều Iư) 60.a Mđt= p.N I ,  2. a u Đối với động cơ, momen điện từ momen quay, chiều với tốc độ quay n 6.1 Mở máy động điện chiều  Phương trình cân điện áp mạch phần ứng: U = Eư+Iư.Rư→ Iư = U  Eu , Ru , Khi mở máy n=0→Eư = → Iư=U/Rư, vì Rư nhỏ → Iưmm=(20-30)Iđm→ làm hỏng cổ góp chổi than, ảnh hưởng đến lưới điện  Để giảm Imở = (1,5-2)Iđm ta dùng biện pháp sau: a Dùng điện trở mở máy U Mắc điện trở vào mạch phần ứng, dòng điện mở máy lúc I ưmở= R  R lúc u mo , , đầu để Rmởlớn nhất, sau giảm dần (n↑→Eư↑→Iư↓→Rmở↓) b Giảm điện áp đặt vào phần ứng P2 sử dụng có nguồn điện áp thay đổi 6.2 Điều chỉnh tốc độ U  I u , Ru , Eư= U-Iư.Rư, mà Eư = KE.ϕ.n  n  K E  (1), nhìn vào phương trình (1) muốn điều chỉnh tốc độ ta có phương pháp sau: a Mắc điện trở phụ mạch phần ứng: Khi thêm điện trở phụ vào mạch phần ứngtốc độ động giảm Vì dòng điện phần ứng lớn, nên tổn hao công xuất điện trở điều chỉnh lớn Phương pháp áp dụng cho động công xuất nhỏ b Thay đổi điện áp: 92 Dùng nguồn 1chiều điều chỉnh điện áp cung cấp cho động Phương pháp sử dụng nhiều c Thay đổi từ thông: Thay đổi từ thông cách thay đổi dòng kích từ Dây quấn phần ứng máy điện chiều 7.1 Khái quát Dây quấn phần ứng tham gia trình biến đổi lượng từ điện sang hay ngược lại, cần có yêu cầu sau đây:  Tạo sức điện động cần thiết, cho dàng điện định chạy qua mà khơng bị nóng qúa nhiệt độ cho phép, đảm bảo đổi chiều tốt  Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản, làm việc chắn an toàn Dây quấn phần ứng phân làm loại sau:  Dây quấn xếp đơn xếp phức tạp  Dây quấn sóng đơn sóng phức tạp  Dây quấn hổn hợp(kết hợp hai loại dây quấn) 7.2 Cấu tạo dây quấn phần ứng  Phần tử: bối dây gồm nhiều vòng dây mà hai đầu nối vào hai phiến góp( hình vẽ)  Rãnh thực: Z  Rãnh nguyên tố: Znt rãnh thực đặt hai cạnh tác dụng gồm cạnh nằm cạnh nằm  Nếu rãnh thực mà người ta đặt 2u canh tác dụng (u=1,2,3…), thì người ta chia rãnh thực làm u rãnh nguyên tố Znt = u.Z ( hình vẽ )  Số phần tử dây quấn phần ứng: S  Số phiến góp cổ góp: G  Quan hệ S,G,Znt: Znt=S=G 7.3 Các bước dây quấn 93  Bước dây quấn thứ Y1: khoảng cách hai cạnh tác dụng phần tử đo số rãnh nguyên tố  Bước dây thứ hai Y2: khoảng cách cạnh tác dụng thứ hai phần tử thứ với cạnh tác dụng thứ phần tử thứ hai, đo rãnh nguyên tố  Bước dây tổng hợp y: khoảng cách hai cạnh tác dụng hai phần tử liên tiếp nhau, đo rãnh nguyên tố  Bước vành góp yG: khoảng cách hai phiến góp có hai cạnh tác dụng phần tử nối vào đo số phiến góp.( hình vẽ ) 7.4 Dây quấn xếp đơn Z nt  Bước dây thứ nhất: y1= p  = số nguyên Z nt  y1= p ta có dây quấn bước đủ Z nt  y1= p   ta có dây quấn bước dài Z nt  y1= p   ta có dây quấn bước ngắn  Bước dây tổng hợp y = yG=1  Bước dây thứ hai y = y1- y Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp đơn Znt= S = G = 16, 2p = * y = yG= 1, y2 = y1- y = 4-1=3 Lớp trên: 10 11 12 13 14 15 16 khép kín Lớp dưới: 10 11 12 13 14 15 16  Cạnh nằm vẽ nét liền, cạnh nằm vẽ nét đứt 94  Vị trí cực từ đối xứng nhau, nghĩa khoảng cách chúng phải nhau, chiều rộng cực từ khoảng 0,7 bước cực  Vị trí đặt chổi than phải trùng với trục cực từ, chiều rộng chổi than phiến góp 7.5 Dây quấn xếp phức tạp Điểm khác dây quấn xếp đơn phức tạp bước y G, yG=m m=2,3…số nguyên thì ta có dây quấn xếp phức tạp Thường dùng m=2 Ví dụ: - Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp phức tạp yG= m = 2, 2p = 4, Znt= S = G = 24 Z 24 nt y1= p   6 * Các bước dây quấn: y = yG=2 y2= y1-y = 6-2 = * Trình tự nối phần tử: Lớp trên: Lớp dưới: 11 13 Lớp trên: Lớp dưới: 10 12 14 11 15 17 10 12 16 18 13 15 19 21 14 16 20 22 17 19 23 18 20 24 21 23 22 24 khép kín khép kín 7.6 Dây quấn sóng đơn 95 Đặc điểm dây quấn song đơn hai đầu phần tử nối với hai phiến đổi chiều cách xa hai phần tử nối với cách xa nên cách đấu gần giống song Cách xác định bước dây y1tương tự dây quấn xếp đơn, khác bước dây yG G 1 yG= p Nếu lấy dấu (-) ta có dây quấn trái Nếu lấy dấu (+) ta có dây quấn phải Thường chọn dây quấn trái để tiêt kiệm dây y = yG, y2 = y-y1 Ví dụ: - Vẽ sơ đồ khai khiển dây quấn song đơn 2p=4, G=S=Znt=15 *Bước dây: Z 15 y1= ntp    3 (chọn bước ngắn) G 15  yG= p  7 (dây quấn trái) y = yG→y2= y-y1=7-3=4 Lớp trên: 15 14 13 12 11 10 1khép kín Lớp dưới:4 11 10 12 15 14 13 12 96 ... tiết diện tròn chữ nhật, có bọc cách điện khác sợi vải, sợi thuỷ tinh, giấy, nhựa hoá học, sợi emay 3.2 Vật liệu dẫn từ Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo phận mạch từ dùng vật liệu sắt từ để làm... điện từ, biến thiên từ thông làm cảm ứng vào dây quấn sơ cấp suất điện động: d d e1 = -W1 dt (1), dây quấn thứ cấp e2 = -W2 dt (2) Trong W1 W2 số vòng dây quấn sơ cấp thứ cấp Khi mba không