Lời noi đầu Ky thuật điện nghiên cứu những ứng dung cua cac hiện tượng điện từ nhằm biến đổi năng lượng va tín hiệu, bao gồm việc phat, truyền tai, phân phối va sử dung điện năng trong san xuất va đời sống. Điện năng ngay nay được sử dung rộng rai trong moi lanh vực vì cac ưu điểm sau : ? Điện năng được san xuất tập trung với nguồn công suất lớn. ? Điện năng co thê truyền tai đi xa với hiệu suất cao. ? Điện năng dê dang biến đổi than h cac cac dang năng lượng khac. ? Nhờ điện năng co thể tự động hoa moi qua trình san xuất, nâng cao năng suất lao động. Điện năng tuy được phat hiện chậm hơn cac năng lượng khac, nhưng với việc phat hiện va sử dun g điện năng đa thuc đẩy cach mang khoa hoc công nghệ tiến như vu bao sang ky nguyên điện khí hoa va tự động hoa. Vao cuối thế ky 19, nganh ky thuật điện tử ra đời va giữa thế ky 20 chế tao được linh kiện điện tử công suất co điều khiển, từ do điện tử công suất phat triễn đa thuc đẩy va lam thay đổi tận gốc rễ lanh vực ky thuật điện. Ky thuật điện va ky thuật điện tử hoa nhập phat triễn, cung với công nghê thông tin đa đưa nền san xuất xa hội sang giai đoan kinh tế tri thức. Giao trình ky thuật điện nay gồm hai phần : Phần I cung cấp cac kiến thức về mach điện (thông số, mô hình, định luật) va cac phương phap tính toan mach điện co chu y đến dong điện xoay chiều hình sin va mach ba pha. Phần II cung cấp cac kiến thức về nguyên ly, cấu tao, đặc tính va ứng dung cua cac loai may điện đang sư dung phô biến hiện nay. Giao trình ky thuật điện được biên soan dựa trên kinh nghiệm giang day nhiều năm ở Bộ môn Điện Công Nghiệp Khoa Điện Trường Đai Hoc Bac h Khoa Đai Hoc Đa Nẵng va tham khao giao trình cua cac trường ban. Đây la giao trình đưa lên mang nhằm giup cho sinh viên không chuyên về điện lam tai liệu tham khao va hoc tập. Do trình độ co han, giao trình ky thuật điện không tranh khoi thiếu sot, xin hoan nghênh moi sự gop y cua ban đoc. Cac y kiến đon g gop xin gởi về nhom chuyên môn Điện Công Nghiệp Khoa Điện Trường Đai Hoc Bach Khoa Đai Hoc Đa Nẵng.
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP BI TÁÚN LÅÜI BI GING MÄN HC K THÛT ÂIÃÛN 09.2006 Låìi nọi âáưu K thût âiãûn nghiãn cỉïu nhỉỵng ỉïng dủng ca cạc hiãûn tỉåüng âiãûn tỉì nhàịm biãún âäøi nàng lỉåüng v tên hiãûu, bao gäưm viãûc phạt, truưn ti, phán phäúi v sỉí dủng âiãûn nàng sn xút v âåìi säúng Âiãûn nàng ngy âỉåüc sỉí dủng räüng ri mi lnh vổỷc vỗ caùc ổu õióứm sau : ã ióỷn nng âỉåüc sn xút táûp trung våïi ngưn cäng sút låïn • Âiãûn nàng cọ thãø truưn ti âi xa våïi hiãûu sút cao • Âiãûn nàng dãù dng biãún âäøi thnh cạc cạc dảng nàng lỉåüng khạc • Nhåì âiãûn nng coù thóứ tổỷ õọỹng hoaù moỹi quaù trỗnh saớn xuáút, náng cao nàng suáút lao âäüng Âiãûn nàng âỉåüc phạt hiãûn cháûm hån cạc nàng lỉåüng khạc, nhỉng våïi viãûc phạt hiãûn v sỉí dủng âiãûn nàng â thục âáøy cạch mảng khoa hc cäng nghãû tiãún v bo sang k ngun âiãûn khê hoạ v tỉû âäüng hoạ Vo cúi thãú k 19, ngnh k thût âiãûn tỉí âåìi v giỉỵa thãú k 20 chãú tảo âỉåüc linh kiãûn âiãûn tỉí cäng sút cọ âiãưu khiãøn, tỉì dọ âiãûn tỉí cäng sút phạt triãùn â thục âáøy v lm thay âäøi táûn gäúc rãù lnh vỉûc k thût âiãûn K thût âiãûn v k thût âiãûn tỉí ho nháûp phạt triãùn, cng våïi cäng nghãû thäng tin â âỉa nãưn sn xút x häüi sang giai õoaỷn kinh tóỳ tri thổùc Giaùo trỗnh kyợ thuỏỷt âiãûn ny gäưm hai pháưn : Pháưn I cung cáúp caùc kióỳn thổùc vóử maỷch õióỷn (thọng sọỳ, mọ hỗnh, âënh lût) v cạc phỉång phạp toạn mảch âiãûn coù chuù yù õóỳn doỡng õióỷn xoay chióửu hỗnh sin v mảch ba pha Pháưn II cung cáúp cạc kiãún thỉïc vãư ngun l, cáúu tảo, âàûc v ỉïng dủng ca cạc loải mạy âiãûn âang sỉí dủng phäø bióỳn hióỷn Giaùo trỗnh kyợ thuỏỷt õióỷn õổồỹc bión soản dỉûa trãn kinh nghiãûm ging dảy nhiãưu nàm åí Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng v tham khaớo giaùo trỗnh cuớa caùc trổồỡng baỷn ỏy laỡ giaùo trỗnh õổa lón maỷng nhũm giuùp cho sinh vión khäng chun vãư âiãûn lm ti liãûu tham kho v hoỹc tỏỷp Do trỗnh õọỹ coù haỷn, giaùo trỗnh kyợ thût âiãûn khäng trạnh thiãúu sọt, xin hoan nghãnh mi sỉû gọp ca âc Cạc kiãún âọng gọp xin gåíi vãư nhọm chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng Cạc tạc gi Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa ióỷn - Bọỹ mọn ióỷn Cọng Nghióỷp Giaùo trỗnh Kyợ thût Âiãûn Biãn soản : Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Pháưn I MẢCH ÂIÃÛN Chỉång KHẠI NIÃÛM CÅ BN VÃƯ MẢCH ÂIÃÛN 1.1 MẢCH ÂIÃÛN V KÃÚT CÁÚU HÇNH HC CA MẢCH ÂIÃÛN 1.1.1 Mảch âiãûn Mảch âiãûn l táûp håüp cạc thiãút bë âiãûn, näúi våïi bàịng cạc dáy dáùn, tảo thnh nhỉỵng vng kên m âọ dng âiãûn cọ thãø chảy qua Mảch âiãûn âỉåüc cáúu trục tỉì nhiãưu thiãút bë khạc nhau, chụng thỉûc hiãûn cạc chỉïc nàng xạc âënh âỉåüc gi l pháưn tỉí mảch âiãûn Hai loải pháưn tỉí chênh ca mảch âiãûn l ngưn vaỡ phuỷ taới (taới) Hỗnh 1.1 laỡ mọỹt vờ duỷ vãư mảch âiãûn, âọ : ngưn âiãûn l mạy phạt âiãûn MF; ti l bọng ân  v âäüng cå âiãûn ÂC v dáy dáùn l dáy kim loải Nhỉ váûy mảch âiãûn gäưm : Dáy dáùn a Ngưn âiãûn : Ngưn âiãûn l thiãút bë phạt âiãûn nàng, vãư ngun l l thiãút bë biãún âäøi cạc dảng nàng lỉåüng khạc thnh âiãûn nàng Vê dủ mạy phạt âiãûn biãún cå nàng thnh âiãûn nàng, pin v acquy biãún hoạ nàng thnh âiãûn nàng  MF I ÂC III II b Hỗnh 1.1 Maỷch õióỷn Phuỷ taới : Phuỷ ti l cạc thiãút bë tiãu thủ âiãûn nàng v biãún âäøi âiãûn nàng thnh cạc dảng nàng lỉåüng khạc, âäüng cå âiãûn biãún âiãûn nàng thnh cå nàng, âeìn âiãûn biãún âiãûn nàng thaình quang nàng, baìn laì vaì bãúp âiãûn biãún âiãûn nàng thaình nhiãût nàng Ngoi hai loải chênh trãn, mảch âiãûn cn cọ dáy dáùn näúi tỉì ngưn âãún ti âãø tảo thnh mảch vng kên v âãø truưn ti âiãûn nàng tổỡ nguọửn õóỳn taới 1.1.2 Kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc cuớa maỷch õióỷn Kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc cuớa maỷch õióỷn gọửm cọ : Nhạnh, nụt, vng Nhạnh : Nhạnh l bäü pháûn ca mảch âiãûn, gäưm cạc pháưn tỉí màõc näúi tiãúp âọ cọ cng mäüt doỡng õióỷn chaỷy qua Maỷch õióỷn hỗnh 1.1 coù ba nhạnh âạnh säú 1, v Nụt : Nụt l chäù gàûp ca ba nhạnh tråí lãn Maỷch õióỷn hỗnh 1.1 coù hai nuùt kyù hióỷu a v b Vng hay mảch vng : Vng l õổồỡng õi kheùp kờn qua caùc nhaùnh Maỷch õióỷn hỗnh 1.1 tảo thnh ba vng k hiãûu I, II v III 1.2 CAẽC AI LặĩNG C TRặNG QUAẽ TRầNH NNG LặĩNG óứ õỷc trổng cho quaù trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng (quaù trỗnh nng lổồỹng) mọỹt nhaùnh hay mọỹt pháưn tỉí ca mảch âiãûn ta dng hai âải lỉåüng : Dng âiãûn i v âiãûn ạp u Cäng sút ca nhạnh hồûc ca pháưn tỉí l p = u.i 1.2.1 Dng âiãûn Dng âiãûn l dng chuøn dëch cọ hỉåïng ca cạc âiãûn têch Cỉåìng âäü dng âiãûn i (gi tàõt l dng âiãûn) vãư trë säú bàịng täúc âäü biãún thiãn ca lỉåüng âiãûn têch q qua tiãút diãûn ngang cuía mäüt váût dáùn dq (1.1) i= dt âọ, q l âiãûn têch qua tiãút diãûn ngang ca váût dáùn thåìi gian t Trong hãû thäúng âån vë SI (In the standard international system of units), dng âiãûn cọ âån vë l A (Ampre) 2A -2A A A B B i A B (a) (b) (c) Hỗnh 1.2 Qui ổồùc vóử chióửu doỡng õióỷn Chióửu doỡng âiãûn, theo âënh nghéa, l chiãưu chuøn âäüng ca âiãûn têch dỉång âiãûn trỉåìng (hay ngỉåüc chiãưu våïi chuøn âäüng caïc âiãûn têch ám) Âãø tiãûn viãûc toaïn, ngỉåìi ta qui ỉåïc chiãưu dng âiãûn trãn mäüt nhạnh bũng mọỹt muợi tón nhổ hỗnh 1.2a goỹi laỡ chióửu dỉång dng âiãûn Nãúu tải mäüt thåìi âiãøm t no õoù, chióửu doỡng õióỷn truỡng vồùi chióửu dổồng thỗ i seợ mang dỏỳu dổồng (i > 0, hỗnh 1.2b), coỡn nóỳu chióửu doỡng õióỷn ngổồỹc vồùi chióửu dổồng thỗ i seợ mang dỏỳu ỏm (i < 0, hỗnh 1.2c), 1.2.2 Âiãûn ạp Âiãûn ạp l hiãûu âiãûn thãú giỉỵa hai âiãøm Nhỉ váûy âiãûn ạp giỉỵa hai âiãøm A vaỡ B trón hỗnh 1.3a coù õióỷn thóỳ A vaỡ ϕB laì : uAB = ϕA - ϕB (1.2) Trong hãû thäúng âån vë SI, âiãûn ạp cọ âån vë l V (volt) Chiãưu âiãûn ạp qui ỉåïc l chiãưu tỉì âiãøm cọ âiãûn thãú cao âãún âiãøm cọ âiãûn thãú tháúp Cng âãø tiãûn viãûc toạn, ngỉåìi ta qui ỉåïc chiãưu dỉång âiãûn ạp trãn mäüt nhạnh (thỉåìng trng våïi chiãưu dỉång dng âiãûn) bàịng mäüt mi tãn v trãn âọ ta ghi k hiãûu âiãûn ạp ca nhaùnh nhổ hỗnh 1.3a hoỷc õaùnh dỏỳu cọỹng vaỡ dỏỳu trổỡ nhổ hỗnh 1.3b,c Nóỳu uAB > õióỷn thóỳ A cao hån âiãûn thãú B; coìn uAB < âiãûn thãú A tháúp hån âiãûn thãú B i A + uAB i + uAB i A B _ A uAB B _ B (a) (b) (c) Hỗnh 1.3 Qui ỉåïc vãư chiãưu âiãûn ạp 1.2.3 Cäng sút Trong mäüt pháưn tỉí, mäüt nhạnh hay mäüt mảch âiãûn cọ thãø nháûn nàng lỉåüng hồûc phạt nàng lỉåüng Khi chn chiãưu dng âiãûn v âiãûn ạp trng nhau, sau toạn cäng sút p ca nhạnh, ta cọ thãø kãút luỏỷn nhổ sau vóử quaù trỗnh nng lổồỹng cuớa nhaùnh ÅÍ mäüt thåìi âiãøm no âọ : p(t) = u(t).i(t) (1.3) Nãúu p(t) > : u vaì i cuìng chiãưu: nhạnh nháûn nàng lỉåüng p(t) < : u v i ngỉåüc chiãưu: nhạnh phạt nàng lỉåüng 1.2.4 Âiãûn nàng Nãúu âiãûn ạp u v dng âiãûn i trãn mäüt pháưn tỉí phủ thüc thåìi gian t, âiãûn nàng tiãu thủ båíi pháưn tỉí tỉì to âãún t l : t t A = ∫ p.dt = ∫ u ( t ) × i ( t )dt t0 (1.4) t0 Âån vë ca âiãûn nàng l J (Joule), Wh (Watt.giåì) Bäüi säú ca l kWh, âáy chênh l âån vë âãø tiãưn âiãûn 1.3 CẠC THÄNG SÄÚ V MÄ HÇNH MẢCH Mảch âiãûn gäưm nhiãưu pháưn tỉí näúi våïi Khi lm viãûc nhiãưu hiãûn tỉåüng âiãûn tỉì xy cạc pháưn tỉí Khi toạn ngỉåìi ta thay thãú mảch âiãûn thỉûc bàịng mọ hỗnh maỷch Mọ hỗnh maỷch gọửm nhióửu phỏửn tổớ lyù tổồớng õỷc trổng cho quaù trỗnh õióỷn tổỡ mảch v âỉåüc ghẹp näúi våïi tu theo kãút cáúu ca mảch Dỉåïi âáy ta s xẹt cạc pháưn tổớ lyù tổồớng cuớa mọ hỗnh maỷch goỹi laỡ caùc thäng säú ca mảch âiãûn 1.3.1 Cạc thäng säú (pháưn tỉí) ca mảch âiãûn Ngưn âiãûn ạp u(t) i(t) + i(t) + − u(t) e(t) + − e(t) u(t) _ (a) (b) Hỗnh 1.4 Kyù hióỷu chióửu nguọửn aùp Ngưn âiãûn ạp u(t) l thäng säú ca mảch âiãûn õỷc trổng cho khaớ nng taỷo nón vaỡ trỗ trãn hai cỉûc cu ngưn mäüt âiãûn ạp, khäng phủ thüc vo giạ trë dng âiãûn cung cáúp tỉì ngưn Nguọửn aùp õổồỹc kyù hióỷu nhổ hỗnh 1.4a hoỷc 1.4b v âỉåüc biãùu diãùn bàịng mäüt sỉïc âiãûn âäüng (sââ) e(t) Chiãưu âiãûn ạp u(t) tỉì âiãøm cọ âiãûn thãú cao õóỳn õióứm coù õióỷn thóỳ thỏỳp, vỗ thóỳ õióỷn ạp u(t) chênh bàịng sỉïc âiãûn âäüng e(t) ca ngưn : u(t) = e(t) (1.5) Ngưn dng âiãûn j(t) i(t) Ngưn dng âiãûn j(t) âàûc trỉng cho kh nàng cuớa nguọửn õióỷn taỷo nón vaỡ trỗ mọỹt doỡng âiãûn cung cáúp cho mảch ngoi, khäng phủ thüc vo âiãûn ạp trãn hai cỉûc ca ngưn : j(t) = i(t) (1.6) Nguọửn doỡng õióỷn õổồỹc kyù hióỷu nhổ hỗnh 1.5 + j(t) u(t) _ Hỗnh 1.5 Nguọửn doỡng õióỷn Âiãûn tråí R Cho dng âiãûn i qua âiãûn trồớ R (hỗnh 1.6) vaỡ noù gỏy õióỷn aùp råi uR trãn âiãûn tråí Theo âënh luáût Ohm, quan hãû giỉỵa dng âiãûn i v âiãûn ạp uR l : (1.7) uR = Ri hoàûc i = Gu R goüi laì âiãûn dáùn − i + uR R A B Cäng sút tiãu thủ trãn âiãûn tråí : R pR = uRi = Ri2 (1.8) Hỗnh 1.6 Âiãûn tråí Nhỉ váûy âiãûn tråí R âàûc trỉng cho quaù trỗnh tióu taùn trón õióỷn trồớ Trong hóỷ õồn vë SI, âiãûn tråí cọ âån vë l Ω (Ohm), âiãûn dáùn l S (Simen) Âiãûn nàng tiãu thủ trãn âiãûn tråí R khong thåìi gian t: Trong âọ : G = t t 0 A = ∫ p R dt = ∫ Ri dt våïi i = const, ta coï: A = Ri2t (1.9) (1.10) Âiãûn cm L Cho qua cün dáy cọ N vng mọỹt doỡng õióỷn i thỗ seợ sinh tổỡ thọng mọc vng våïi cün dáy l : Ψ = NΦ (1.11) Âiãûn cm L ca cün dáy âỉåüc âënh nghéa laì: Ψ NΦ (1.12) L= = i i Âån vë ca âiãûn cm l H (Henry) u i + L _ e + L L Hỗnh 1.7 Cuọỹn dỏy Nãúu doìng âiãûn i biãún thiãn theo thåìi gian t thỗ tổỡ thọng cuợng bióỳn thión theo thồỡi gian t v cün dáy cm ỉïng sââ tỉû cm eL L = Const (hỗnh 1.7) : d di (1.13) = −L eL = − dt dt Âiãûn aïp råi trãn âiãûn caím: di (1.14) u L = −e L = L dt Cäng suáút cuäün dáy nháûn: di (1.15) p L = u L i = Li dt Nàng lỉåüng tỉì trỉåìng têch ly cün dáy: t Wtt = ∫ p L dt = i(t ) ∫ Li di (1.16) (1.17) Váûy Wtt = L i Nhỉ váûy âiãûn cm L âàûc trỉng cho hiãûn tỉåüng têch lu nàng lỉåüng tỉì trỉåìng cuía cuäün dáy Häù caím M Hiãûn tỉåüng häù cm l hiãûn tỉåüng xút hiãûn tỉì trỉåìng mäüt cuäün dáy doìng âiãûn biãúïn thiãn cuọỹn dỏy khaùc taỷo nón Trón hỗnh 1.8a laỡ hai cün dáy cọ liãn hãû häù cm våïi Tỉì thäng mọc vng våïi cün dáy gäưm hai thnh pháưn : Ψ1 = Ψ11 + Ψ12 (1-18) âọ : Ψ11 l tỉì thäng mọc vng våïi cün dáy chênh dng âiãûn i1 tảo nãn Ψ12 l tỉì thäng mọc vng våïi cün dáy dng âiãûn i2 tảo nãn Tỉång tỉû, tỉì thäng mọc vng våïi cuäün dáy : Ψ2 = Ψ22 + Ψ21 (1-19) âọ : Ψ22 l tỉì thäng mọc vng våïi cün dáy chênh dng âiãûn i2 tảo nãn Ψ21 l tỉì thäng mọc vng våïi cün dáy dng âiãûn i1 tảo nãn Ψ11 i1 (a) i1 Ψ21 + + 1’ i1 + u1 _ i2 u1 _ L1 2’ L2 i1 + u2 _ L2 + u2 _ M i2 (b) i2 M L1 u2 _ + u1 _ i2 M + u1 _ L1 (c) + u2 _ L2 (d) Hỗnh 1.8 Hai cün dáy ghẹp häù cm Trỉåìng håüp mäi trỉåìng l tuún tênh, ta cọ : Ψ11 = L1i1; Ψ12 = ± M12i2 Ψ21 = ± M21i1 Ψ22 = L2i2; (1-20) (1-21) våïi L1, L2 tỉång ỉïng l hãû säú tỉû cm ca cün dáy v M12 = M21 = M l hãû säú häù cm giỉỵa hai cuäün dáy Khi thay (1-20) vaì (1-21) vaìo (1-18) v (1-19), ta viãút lải sau : Ψ1 = L1i1 ± Mi2 (1-22) Ψ2 = L2i2 ± Mi1 (1-23) Viãûc chn dáu + hồûc dáúu − trỉåïc M biãøu thỉïc trãn phủ thüc vo chiãưu qún cạc cün dáy cng chn chiãưu dỉång dng âiãûn i1 v i2 Nãúu cỉûc ca cạc âiãûn ạp u1, u2 v chiãưu dỉång dng âiãûn i1, i2 âỉåüc chn nhổ hỗnh 1.8a, thỗ theo õởnh luỏỷt caớm ổùng õióỷn tỉì Faraday, ta cọ : u1 = dΨ1 dΨ11 dΨ12 di di = + = L1 ± M dt dt dt dt dt (1-24) dΨ2 dΨ22 dΨ21 di di (1-25) = + = L2 ± M dt dt dt dt dt Cng âiãûn cm L, âån vë ca häù cm M l Henry (H) Ta thỉåìng k hiãûu häù cm giỉỵa cün dáy bàịng chổợ M vaỡ muợi tón hai chióửu nhổ hỗnh 1.8b, v dng cạch âạnh dáúu hai cỉûc cng ca cün dáy bàịng dáúu cháúm (*) âãø xạc âënh dáúu cuớa phổồng trỗnh (1.24) vaỡ (1.25) Nóỳu hai doỡng õióỷn i1 v i2 cng âi vo (hồûc cng âi ra) caùc cổỷc tờnh õaùnh dỏỳu ỏỳy thỗ tổỡ thọng họự cm Ψ12 v tỉû cm Ψ11 cng chiãưu Cỉûc cng phủ thüc chiãưu qún dáy v vë trê cạc cün dáy u2 = Tỉì âënh lût Lentz, våïi qui ỉåïc âạnh dáúu cạc cỉûc cng trãn, cọ thãø suy qui tàõc sau âáy âãø xaïc âënh dáúu + hồûc − trỉåïc biãøu thỉïc M.di/dt ca âiãûn ạp häù cm Nãúu dng âiãûn i cọ chiãưu dỉång âi vo âáưu cọ dáúu cháúm mäüt cün dáy v âiãûn ạp cọ cỉûc + åí âáưu cọ dỏỳu chỏỳm cuọỹn dỏy thỗ õióỷn aùp họự cm l M.di/dt, trỉåìng håüp ngỉåüc lải − M.di/dt Vê duỷ nhổ hỗnh 1-8b, ta coù : di di +M dt dt di di u2 = L2 + M dt dt u = L1 Våïi hỗnh 1-8c, ta coù : di di M dt dt di di u = −L 2 + M dt dt u = L1 Våïi hỗnh 1-8d, ta coù : L1 di di +M dt dt u = −L di di −M dt dt u1 = Âiãûn dung C Âàût mäüt âiãûn ạp uC lãn tủ âiãûn thỗ qua tuỷ seợ coù doỡng dởch chuyóứn i vaỡ åí hai bn cỉûc tủ âiãûn têch ly âiãûn têch q (hỗnh 1.9) ióỷn dung C cuớa tuỷ õióỷn laỡ: q C= uC + ii (1.26) Âån vë cuía âiãûn dung l F (Fara) Dng âiãûn i qua tủ l: du dq i= =C C dt dt uC − C Hỗnh 1.9 Tuỷ õióỷn (1.27) Tổỡ (1.20), ta coù õióỷn ạp råi trãn tủ âiãûn cọ âiãûn dung C l : 1t u C = ∫ idt + u C (0) C0 Nãúu åí thåìi âiãøm t = m uC(0) = 0, ta cọ: 1t u C = ∫ idt C0 (1.28a) (1.28b) Cäng suáút trãn tuû âiãûn C laì: p C = u C i = Cu C du C dt (1.29) Nàng lỉåüng âiãûn trỉåìng têch ly tủ âiãûn : t uC Wât = ∫ p C dt = ∫ Cu C du C = Cu C 2 0 (1.30) Váûy âiãûn dung C âàûc trỉng cho hiãûn tỉåüng têch lu nàng lổồỹng õióỷn trổồỡng tuỷ õióỷn 1.3.2 Mọ hỗnh maỷch õióỷn Mọ hỗnh maỷch laỡ sồ õọử thay thóỳ maỷch õióỷn maỡ õoù quùa trỗnh nng lổồỹng vaỡ kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc giọỳng nhổ maỷch õióỷn thổỷc, song caùc pháưn tỉí ca mảch âiãûn âỉåüc thay thãú bàịng cạc thäng säú l tỉåíng e, j, R, L,M, C Vê dủ, thnh láûp så âäư thay thãú mảch âiãûn cọ maỷch õióỷn thổỷc nhổ hỗnh 1.10a óứ thaỡnh lỏỷp mọ hỗnh maỷch õióỷn, õỏửu tión ta lióỷt kó caùc hióỷn tỉåüng nàng lỉåüng xy tỉìng pháưn tỉí v thay thãú chụng bàịng cạc thäng säú l tỉåíng räưi sau õoù nọỳi vồùi tuyỡ theo kóỳt cỏỳu hỗnh hoỹc cuớa maỷch Hỗnh 1.10b laỡ sồ õọử thay thóỳ cuớa maỷch õióỷn hỗnh 1.10a, õoù nóỳu maùy phaùt õióỷn MF laỡ maùy phaùt xoay chióửu thỗ õổồỹc thay bàịng thãú bàịng eMF näúi tiãúp våïi RMF v LMF, âỉåìng dáy âỉåüc thay thãú bàịng Rd v Ld, bọng ân  âỉåüc thay thãú bàịng RÂ, 186 dng âiãûn xoạy dáy âäưng mảch pháưn ỉïng , täøn hao ny nh chiãúm khong 1% cäng sút âënh mỉïc cọ ti Cäng sút cn lải biãún thnh cäng suỏỳt õióỷn tổỡ Põt Ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng cäng suáút : P1 = Pât + ( Pcå + PFe + Pf ) = Pât + Pq (9.13) Trong âọ Pq gi l täøn hao quay (cọ thãø gi l täøn hao khäng ti) : Pq = Pcå + PFe + Pf (9.14) Ta â cọ cäng sút âiãûn tỉì Pât = E ỉ I ỉ Nhỉ váûy cäng sút âiãûn âỉa P2 trãn âáưu cỉûc mạy phạt : P2 = Pât − Pỉ = E ỉ I æ − I 2æ R æ = UI æ (9.15) Våïi Pỉ = R ỉ I 2ỉ l täøn hao mảch pháưn ỉïng Gin âäư nàng lỉåüng ca maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu trỗnh baỡy trón hỗnh 9.20 Pt P1 P2 PỈ Pcå PFe Pỉ PP Täøn hao quay Hỗnh 9.20 Giaớn õọử nng lổồỹng maùy phaùt õióỷn mäüt chiãưu Hiãûu sút ca mạy âiãûn mäüt chiãưu : η= âoï P P2 Cäng suáút = = Cäng suáút vaìo P1 P2 + ∑ P ∑ P = Pæ + Pq + Pt + Pn (9.16) l täøng täøn hao mạy âiãûn mäüt chiãưu Cn Pt l täøn hao mảch kêch tỉì; Pn l täøn hao dáy qún kêch tỉì näúi tiãúp VÊ DỦ 9.2 Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì häùn håüp coï cäng suáút Pâm = 150 kW, Uâm = 600 V v sââ mạy lm viãûc åí ti âënh mỉïc 645,6 V Cho biãút dng âiãûn kêch tỉì l A v âiãûn tråí ca dáy qún kêch tỉì näúi tiãúp Rn = 0,08 Ω Tênh : 187 a Âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng v âiãûn tråí mảch kêch tỉì song song b Hiãûu sút ca mạy phạt Cho ràịng täøn hao quay Pq = 5680 W Bi gii a Âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng v âiãûn tråí mảch kêch tỉì song song : Sỉí dủng så âäư maỷch õióỷn tổồng õổồng vaỡ kyù hióỷu nhổ hỗnh 9.18 Cäng suáút cuía taíi P = 50kW = 50.000W, âiãûn ạp ti U = 600 V Dng âiãûn ti l : P 150.000 = = 250 A U 600 Doìng âiãûn mảch pháưn ỉïng : Iỉ = I + It = 250 + = 256 A Phổồng trỗnh õióỷn ạp mảch pháưn ỉïng mạy phạt kêch tỉì häùn håüp : Eæ = U + Iæ Ræ + IRn 645,6 = 600 + 256.Ræ + 250.0,08 ⇒ Ræ = 0,1 Ω I= Âiãûn tråí mảch kêch tỉì : R mt = U t U + IR n 600 + 250.0,08 = = = 103,3 Ω 6 It b Hiãûu sút ca mạy phạt : Täøng täøn hao mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì häùn håüp : ∑ P = Pæ + Pq + Pt + Pn = 0,1 2562 + 5680 + 620.6 + 0,08 2502 = 20953,6 W Hiãûu sút ca mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu : η= = P P2 Cäng suáút = = Cäng suáút vaìo P1 P2 + ∑ P 150 × 10 150 × 10 + 20953,6 = 0,8774 = 87,74% 9.8 ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU 9.8.1 Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song (shunt) Âäüng cå âiãûn nháûn cäng sút âiãûn tỉì lỉåïi âiãûn v truưn cäng sút cåp trãn âáưu trủc âäüng cå 188 Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phổồng trỗnh Maỷch õióỷn tổồng õổồng õổồỹc trỗnh baỡy trón hỗnh 9.21; vồùi caùc kyù hióỷu tổồng tổỷ nhổ maùy phaùt, ta coù caùc phổồng trỗnh cỏn bũng laỡ : I = Iæ + It (9.17a) U U I kt = = (9.17b) R âc + R t R mt E æ = U − R æ I æ = k M ΩΦ (9.17c) Ω Iæ I + Râc Ræ It n U _ Ω1 Ω0 Ωâm Ti Rt M Hỗnh 9.21 Maỷch tổồng dổồng M M0 Mõm cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ song song Hỗnh 9.22 Âàûc cå ca âäüng cå kêch tỉì song song Âàûc cå Ω = f(M) Âọ l âỉåìng cong quan hãû Ω = f(M), It = const v U = const Tỉì cäng thỉïc (9.17c), ta cọ : U − R æ Iæ Ω= (9.18) k MΦ Rụt Iỉ tỉì cäng thỉïc (9.4) v thay vo (9.18), ta âæåüc : Ω= Ræ U M − k M Φ (k M Φ ) (9.19) Nãúu âiãûn aïp U vaỡ tổỡ thọng khọng õọứi thỗ õỷc tờnh cồ laỡ õổồỡng thúng dọỳc xuọỳng nhổ trỗnh baỡy trón hỗnh 9.22 Moment tng thỗ tọỳc õọỹ giaớm rỏỳt ờt, váûy âàûc cå cỉïng Trong nhỉỵng mạy âiãûn thỉûc tỉì thäng gim phn ỉïng pháưn ỉïng, nãn M hay Iỉ tàng lm täúc âäü gim êt hån so vồùi trỗnh baỡy trón hỗnh 9.22 Nhổ vỏỷy, phaớn ỉïng pháưn ỉïng cọ låüi viãûc âiãưu khiãøn täúc âäü âäüng cå mäüt chiãưu Nãúu M2 = v M0 = thỗ Iổ = 0, õọỹng cồ quay våïi täúc âäü khäng ti l tỉåíng : Ω1 = U k MΦ (9.20) Lục khäng ti âäüng cå cng phi láúy I0 âãø b vo täøn hao quay (täøn hao cå v täøn hao sàõt v täøn hao phủ), nhæ váûy âäüng cå quay våïi Ω0 < Ω1 mäüt êt : 189 Ωo = U − R æ Io ≈ Ω1 k MΦ (9.21) Tỉì cäng thỉïc (9.19), ta tháúy âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå mäüt chiãöu cọ ba phỉång phạp : Âiãưu chènh âiãûn ạp U âàût vo mảch pháưn ỉïng U Âiãưu chènh tỉì thäng Φ Âiãưu chènh âiãûn tråí phủ màõc näúi tiãúp våïi mảch pháưn ỉïng Tọm lải, täúc âäü ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu tàng hay gim thay âäøi U v Φ v âiãûn tråí phủ, âiãưu âọ s âãư cáûp sau Cäng sút âäüng cồ Tổỡ hỗnh 9.19, ta coù quaù trỗnh nng lổồỹng ca âäüng cå kêch tỉì song song : Pt P2 PỈ P1 Pỉ PCơ Pf PFe Täøn hao quay Pq Hỗnh 9.23 Giaớn õọử nng lổồỹng õọỹng cồ õióỷn mọỹt chiãöu * Cäng suáút âiãûn P1 = UI âäüng cå mäüt chiãưu nháûn tỉì lỉåïi gäưm hai pháưn : Pháưn Pt = UIt l täøn hao trãn mảch kêch thêch v pháưn Pmỉ = UIỉ âi vo mảch pháưn ỉïng: P1 = UI = U(I t + I æ ) = Pt + Pmæ (9.22) * Cäng suáút Pmæ, sau trỉì âi täøn hao Pỉ = RỉIỉ mảch pháưn ỉïng, cn lải âỉåüc biãún thnh cå nàng, gi l cäng sút âiãûn tỉì : Pât = Pmỉ − Pæ Pât = UI æ − R æ I 2æ = E æ I æ (9.23) Cäng suáút âiãûn tỉì sau trỉì âi täøn hao quay Pq = PCå + PFe + Pf, cn lải l cäng sút cọ êch åí âáưu trủc âäüng cå P2 (cäng sút ra) : P2 = Pât − Pq (9.24) Gin âäư nàng lỉåüng âäüng cå mäüt chiãưu kêch thêch song song trón hỗnh 9.23 190 Vấ DU 9.3 Mọỹt õọỹng cå mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ Pâm =112kW, m = 240V, nâm = 650vng/phụt Mạy âang kẹo ti cọ cäng sút 94kW våïi dng âiãûn 420A Âiãûn tråí ca mảch pháưn ỉïng Rỉ = 0,0125 Ω v mảch kêch tỉì Rmt = 32,0 Ω Xạc âënh : a Täøn hao âiãûn âäüng cå mäüt chiãöu b Täøn hao quay c Hiãûu sút âäüng cå Bi Gii a Tọứn hao õióỷn õọỹng cồ mọỹt chióửu Tổỡ hỗnh VD 9.3, ta coï : U 240 I t = âm = = 7,5 A R mt 32 Iæ = I - It = 420 - 7,5 = 412,5 A Pt = Ut.It = 240 x 7,5 = 1800 W Pæ = Ræ.I2æ = 0,0125 412,52 = 2127 W Täøn hao âiãûn : Pæ + Pt = 2127 + 1800 = 3927 W I + Iæ Râc It U Ræ + Taới Eổ Rt _ n M Hỗnh VD9.3 Maỷch tỉång dỉång ca âäüng cå kêch tỉì song song b Täøn hao quay : Sââ pháưn ỉïng âäüng cå mäüt chiãưu : = U - RỉIỉ = 240 - 0,0125 412,5 = 234,84 V Cäng sút âiãûn tỉì : Pât = Eæ.Iæ = 234,84.412,5 = 96873 W Täøn hao quay : Pq = Pât - P2 = 96873 - 94000 = 2873 W c Hiãûu suáút âäüng cå : P P2 94000 η= = = = 0,9325 = 93,25% P1 P2 + ∑ P 94000 + 3927 + 2873 9.8.2 Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì näúi tiãúp (sẹrie) Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phỉång trỗnh ọỹng cồ kờch tổỡ nọỳi tióỳp coù cuọỹn kờch tổỡ mừc nọỳi tióỳp vồùi cuọỹn dỏy phỏửn ổùng Vỗ dng kêch tỉì bàịng dng âiãûn pháưn ỉïng nãn cün kêch tỉì cọ tiãút diãûn låïn, êt vng dáy v õióỷn trồớ nhoớ Maỷch õióỷn tổồng õổồng trỗnh baỡy trón hỗnh 9.24, vồùi Rn laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn kêch tỉì näúi tiãúp 191 Ω Rỉ I + U _ Ω0 Iỉ + n Ti RN Ωâm M M M0 Hỗnh 9.24 Maỷch tổồng dổồng cuớa Mõm Mk õọỹng cồ kờch tổỡ song song Hỗnh 9.25 Âàûc ca âäüng cå kêch tỉì näúi tiãúp Cạc phổồng trỗnh cỏn bũng laỡ : I = In = Iæ (9.25) E æ = U − ( R n + R æ )I æ = k E Φn (9.26) Chụ : ÅÍ âáy dng âiãûn I ỉ v tỉì thäng Φ (I ỉ ) phủ thüc ti ca âäüng cå Âàûc cå Ω = f(M) Âoï l âỉåìng cong quan hãû Ω = f ( M ) âiãûn ạp U = const Theo cäng thỉïc (9.4) v Φ = k Φ I ỉ , ta cọ M = k M k Φ I 2ỉ Khi Iỉ nh, tỉì biãøu thỉïc (9.19) v (9.27), ta cọ : R + Rn U Ω= × − ỉ kMkΦ kMkΦ M (9.27) (9.28) A −B (9.29) M Váûy âàûc cå cuía âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp coù daỷng hypebọn (hỗnh 9.25) Khi tọỳc õọỹ = moment khåíi âäüng Mk cuía âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp cọ giạ trë ráút låïn Khi ti gim nhiãưu, Iỉ nh, Φ nh, âäüng cå s quay ráút nhanh Âàûc biãût lục âäüng cå khäng ti, dng âiãûn Iỉ = I0 ráút nh khiãún täúc âäü quạ låïn, rỏỳt nguy hióứm Vỗ vỏỷy cỏửn phaới vỏỷn haỡnh õọỹng cồ kờch tổỡ nọỳi tióỳp cho tỗnh traỷng khồới âäüngkhäng ti hồûc lm viãûc khäng ti khäng xy ra; v cng cáưn trạnh âäüng cå lm viãûc quạ non ti Khi Iỉ låïn, mảch tỉì bo ha, tỉì thäng Φ (Iỉ) tàng cháûm hån nghéa l Φ (Iỉ) < k Φ I ỉ nãn âàûc åí trãn hypebän âọ Ω= 9.8.3 Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì häøn håüp Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phỉång trỗnh Giọỳng maùy phaùt kờch tổỡ họứn hồỹp, trón mọựi cỉûc tỉì mang hai dáy qún kêch tỉì : song song cọ âiãûn tråí Rt; näúi tiãúp cọ âiãûn tråí Rn Tổỡ hỗnh 9.26, ta vióỳt õổồỹc caùc phổồng trỗnh lm viãûc l: 192 I = Iỉ + It ; In = Iæ (9.30) E æ = U − R n I n − R æ I æ = U − ( R n + R æ )I æ (9.31) U t = U = R t It (9.32) S.p.â.â E (9.32) l : E ỉ = k E n (Φ s ± Φ n ) = k M Ω (Φ s ± Φ n ) (9.33) Trong âoï : dáúu (+) æïng våïi häùn håüp cäüng; dáúu (-) æïng våïi häùn håüp træì Âäüng cå häùn håüp træì ờt õổồỹc duỡng vỗ khọng ọứn õởnh ỷc tờnh cå (täúc âäü - Moment) Ω = f(M) Âọ l âỉåìng cong quan hãû Ω = f ( M ) âiãûn ạp U = const v âiãûn tråí âiãưu chènh Râc =const Ω + Ωâm Iæ I It Rỉ + Rdc U _ n Rn Ti Rt M Hỗnh 9.26 Maỷch tổồng dổồng cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ họựn hồỹp M Hỗnh 9.27 Cạc âàûc ca âäüng cå mäüt chiãưu (1) song song ; (2) näúi tiãúp ; (3) häùn håüp cäüng ; (4) häùn håüp trỉì Biãút âỉåüc quan hãû Φ n = f (I ỉ ) , tỉì biãøu thỉïc (9.18) v (9.33), ta cọ : Ω= ( R + R n )M U − æ k M ( Φ s ± Φ n ) k M (Φ s ± Φ n ) (9.34) Âáy chênh l phỉång trỗnh thọng sọỳ cuớa õổồỡng cong õỷc tờnh cồ õọỹng cồ mọỹt chióửu (hỗnh 9.27) ổồỡng ổùng vồùi dỏỳu + (9.34), cn âỉåìng l dáúu - Trong âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp khäng näúi ngæåüc (-) vỗ mọmen tng thỗ tọỳc õọỹ cuợng tng, õọỹng cå lm viãûc máút äøn âënh 9.8.4 Khåíi âäüng âäüng cồ õióỷn mọỹt chióửu Khồới õọỹng laỡ quaù trỗnh õoùng âiãûn vaìo âäüng cå âãø âäüng cå laìm viãûc Khồới õọỹng trổỷc tióỳp Ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng âiãûn ạp åí mảch pháưn ỉïng : U = + R ỉ Iỉ (9.35) 193 Tỉì (9.35), rụt : U − Rỉ Iỉ = (9.36) Khi khåíi âäüng, täúc âäü Ω = , spââ E æ = k M ΦΩ = , dng âiãûn pháưn ỉïng lục khåíi âäüng trỉûc tiãúp l : I ỉ.khåíi = U Rổ (9.37) Vỗ õióỷn trồớ Rổ rỏỳt nhoớ, cho nãn dng âiãûn pháưn ỉïng lục khåíi âäüng ráút låïn khong (20-30)Iâm, lm hng chäøi than v cäø gọp, âäưng thåìi nh hỉåíng âãún lỉåïi âiãûn Phỉång phạp ny chè cho phẹp khåíi âäüng cạc âäüng cå cọ cäng sút nh hån 2kW Âãø hản chãú dng âiãûn khåíi âäüng, âảt IK = (1,5-2)Iâm, ta cọ cạc biãûn phạp sau : Khåíi âäüng dng biãún tråí RK Màõc bióỳn trồớ nọỳi tióỳp vaỡo maỷch phỏửn ổùng (hỗnh 9.28) Dng âiãûn khåíi âäüng lục cọ biãún tråí khåíi âäüng l : I kií = U R ỉ + R kií Biãún tråí I + Rk M n I 3 n Iæ Ræ It Ω + Râc Rt M Ti U _ (9.38) M Hỗnh 9.28 Duỡng bióỳn trồớ õióửu chốnh täúc âäü (khåíi âäüng) âäüng cå kêch tỉì song song Mc t Hỗnh 9.29 Caùc quan hóỷ I, M, n våïi thåìi gian t khåíi âäüng âäüng cå Lục âáưu âãø biãún tråí khåíi âäüng RK åí vë trờ lồùn nhỏỳt, quaù trỗnh khồới õọỹng, tọỳc õọỹ tàng lãn, spââ tàng lãn v gim dáưn RK vãư khäng, âäüng cå lm viãûc våïi âiãûn ạp âënh mổùc (hỗnh 9.29) 194 Vấ DU 9.4 Mọỹt õọỹng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ Pâm = 11 kW, Uâm = 230V, Iâm= 56,2 A (gäöm dng âiãûn pháưn ỉïng v dng âiãûn kêch tỉì), nâm = 1750vg/ph Âiãûn tråí pháưn ỉïng Rỉ = 0,28 Ω, âiãûn tråí mảch kêch tỉì Rmt, = 137 Ω Xạc âënh (a) mämen âënh mỉïc; (b) dng âiãûn pháưn ỉïng räto âỉïng n nãúu khäng dng âiãûn tråí khåíi âäüng; (c) âiãûn tråí khåíi âäüng màõc näúi tiãúp våïi mảch pháưn ỉïng mämen tàng 200% v dng âiãûn khäng âäøi so våïi âënh mỉïc Bi Gii a Mämen âënh mỉïc : M âm = 9550Pâm 9550 × 11 = = 60 Nm 1750 n b Dng âiãûn pháưn ổùng rọto õổùng yón (hỗnh VD 9.4a) Iổ = U − E æ 230 − = = 821,4 A Ræ 0,28 Iæ I Iæ I Ræ + It + + U Rt _ It Rỉ Râc n Ti Rk M (a) + U _ n Ti Rt M (b) Hỗnh VD 9.4 Maỷch tổồng dổồng cuớa âäüng cå kêch tỉì song song c Tênh âiãûn tråí khåíi âäüng : Dng âiãûn kêch tỉì : It = Ut 230 = = 1,68 A R mt 137 Doìng âiãûn pháưn ỉïng ti âënh mỉïc : Iỉ = Iâm - It = 65,2 - 1,68 = 54,52 A Cho rũng tổỡ thọng kờch tổỡ khọng õọứi thỗ mọmen tè lãû dng âiãûn pháưn ỉïng : 195 I ỉ1 M = ⇒ Iæ2 M I æ = I ỉ1 M2 2.M = 54,52 × = 109,0 A M1 M1 p dủng âënh lût Kirchhoff vãư aùp cho maỷch õióỷn hỗnh VD 9.4b, ta coù : U = Eæ + Iæ (Ræ + Rt) ⇒ R k = Rk = U − Eæ − Ræ Iæ 230 − − 0,28 = 1,83 Ω 109 Khåíi âäüng bàịng cạch gim âiãûn ạp âàût vo pháưn ỉïng Phỉång phạp náưy âỉåüc sỉí dủng cọ ngưn mäüt chiãưu cọ thãø âiãưu chènh âỉåüc âiãûn ạp Vê duû hãû thäúng T -  (thyristor - âäüng cồ) õang sổớ duỷng phọứ bióỳn (hỗnh 9.32) 9.8.5 ióửu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu Âàûc cồ cuớa caùc loaỷi õọỹng cồ mọỹt chióửu trỗnh baỡy trón hỗnh 9.27, coỡn phuỷ taới khaùc yóu cỏửu tọỳc õọỹ khaùc Vỗ vỏỷy õóứ phuỡ hồỹp vồùi ti cáưn phi âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå lục cọ ti Tỉì cäng thỉïc (9.18), ta viãút lải sau : Ω= ( R æ + R n + R p )M U − k M (Φ s ± Φ n ) kM (Φ s ± Φ n ) (9.39) Trong âọ, Rp : âiãûn tråí phủ mừc vaỡo maỷch phỏửn ổùng (Rp = RK, hỗnh 9.28) Trãn cå såí cäng thỉïc (9.39), ta cọ cạc phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu sau : + Âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi tỉì thäng Φ + Âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi âiãûn ạp U + Âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi âiãûn tråí phủ Rp Trong âọ, Rp : âiãûn tråí phủ màõc vo maỷch phỏửn ổùng (Rp = RK, hỗnh 9.28) ióửu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi tỉì thäng Φ Nhổ ta õaợ bióỳt thay õọứi tổỡ thọng thỗ thay âäøi âỉåüc täúc âäü Våïi âäüng cå kêch tỉì song song hồûc häùn håüp, ta thay âäøi tỉì thäng Φn bàịng cạch thay âäøi Râc âãø thay âäøi dng âiãûn kờch tổỡ It (hỗnh 9.26) Hoỹ õỷc tờnh cồ thay âäøi tỉì thäng ca âäüng cå kêch tỉì song song nhổ trỗnh baỡy trón hỗnh 9.30 Khi giaớm doỡng âiãûn kêch tỉì, tỉì thäng gim, âàûc cå dëch chuøn lãn trãn, tỉïc âäü âäüng cå tàng Cn âäüng cå kêch tỉì näúi tiãúp, ta dng mäüt biãún tråí Rc ghẹp song song våïi cün dáy kêch tỉì näúi tióỳp nhổ trón hỗnh 9.31 Luùc õoù Rc seợ coù dng Ic chảy qua, nãn dng qua Rn chè cn (Iỉ - Ic) Nhỉ váûy tỉì thäng Φ n âỉåüc âiãưu chènh bàịng Rc 196 R Ω 'o'' Ω 'o' Φ Φ’’ Φ’ Φâm Ω 'o Ω âm Ræ I ’’’ + Ic Rc U In Mâm (Iæâm) M(Iæ) Iổ n Taới Eổ Rn _ + M Hỗnh 9.31 Âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå kêch tỉì näúi tióỳp duỡng Rc Hỗnh 9.30 ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song våïi cạc Ikt khạc Âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi âiãûn ạp U Phỉång phạp náưy âỉåüc sỉí dủng cọ hai ngưn Mäüt ngưn cọ thãø âiãưu chènh âiãûn ạp âỉåüc âãø näúi våïi mảch pháưn ỉïng v mäüt ngưn khạc näúi våïi mảch kêch tỉì Vê duû hãû thäúng T -  (thyristor - âäüng cồ) õang sổớ duỷng phọứ bióỳn (hỗnh 9.32) U n Ωo4 Ωo1 Uâm Ωo2 UC Ωo3 Bọỹ A Bọỹ B Hỗnh 9.32 Duỡng bọỹ bióỳn âäøi thyristor thay âäøi UC âãø âiãöu chènh täúc âäü õọỹng cồ mọỹt chióửu Mõm (Iổõm) M(Iổ) Hỗnh 9.33 ỷc cå (täúc âäü) ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp våïi cạc U khạc Bäü biãún âäøi A v B âỉåüc näúi song song ngỉåüc, âọ bäü B âỉåüc dng cáưn âäøi chiãưu quay âäüng cå Khi thay âäøi U, hoü âàûc cồ trỗnh baỡy trón hỗnh 9.33 ổồỡng ổùng vồùi m, âỉåìng v ỉïng våïi U3 < U2 < m, cn âỉåìng ỉïng våïi U4 > m 197 Âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi âiãûn tråí phủ Rf Ω Ωo Rp=0 Rp1 Rp2 Mõm (Iổõm) M(Iổ) Hỗnh 9.34 ỷc tờnh cồ (tọỳc âäü) ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉ ì song song våïi caïc Rp khaïc Khi màõt thãm õióỷn trồớ phuỷ vaỡo maỷch phỏửn ổùng nhổ trón hỗnh 9.26, âiãûn tråí Rp tàng lãn âàûc cå däúc xuọỳng nhổ hỗnh 9.34, tọỳc õọỹ õọỹng cồ giaớm dỏửn Do dng âiãûn pháưn ỉïng låïn nãn täøn hao cäng sút trãn âiãûn tråí âiãưu chènh låïn Phỉång phạp ny chè sỉí dủng åí âäüng cå cäng sút nh Âäüng cå khäng ti d cọ thay âäøi âiãûn tråí phủ thỗ tọỳc õọỹ õọỹng cồ cuợng khọng õọứi ]R R^ 198 BI TÁÛP Bi 9.1 Mäüt mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu lục quay khäng ti åí täúc âäü n = 1000Vg/ph thỗ sõõ phaùt bũng Eo = 222V Hoới lục khäng ti mún phạt sdâ âënh mỉïc Eôm = 220V thỗ tọỳc õọỹ luùc naỡy phaới bũng bao nhiãu giỉỵ dng âiãûn kêch tỉì khäng âäøi ? Âạp säú : nôm = 990Vg/ph Bi 9.2 Mäüt âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ Pâm = 5,5kW, m = 110V, Iâm= 58A (gäưm dng âiãûn pháưn ỉïng v dng âiãûn kêch tỉì), nâm = 1470vg/ph Âiãûn tråí pháưn ỉïng Rỉ = 0,15 Ω, âiãûn tråí mảch kêch tỉì Rkt, = 137 Ω, âiãûn ạp råi trãn chäøi than 2ΔU = V Hi dng âiãûn, sââ pháưn ỉïng pháưn ỉïng v moment âiãûn tỉì ? Âạp säú : Iỉ = 57,2A; = 99,4 V; Mât = 36,9 N.m Baìi 9.3 Mäüt âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ cạc säú liãûu sau : m = 220V, Iâm= 52A (gäưm dng âiãûn pháưn ỉïng v dng âiãûn kêch tỉì), âiãûn tråí Rỉ = 0,4 Ω, âiãûn tråí mảch kêch tỉì Rkt, = 110 Ω, täúc âäü khäng ti no = 1100vg/ph Hy tỗm : a S phỏửn ổùng luùc taới õởnh mổùc ? b Täúc âäü lục ti âënh mỉïc ? c Cäng sút âiãûn tỉì v moment âiãûn tỉì lục ti âënh mỉïc ? (Khi phán têch b qua dng âiãûn khäng ti) Âạp säú : .âm = 200 V; nâm = 1000vg/ph; Pât = 10kW; Mât = 95,5 N.m Baìi 9.4 Mäüt âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ cạc säú liãûu sau : Pâm = 96kW, Uâm = 440 V, Iâm= 255 A , Ikt = 5A , nâm = 500 vg/ph, Rỉ = 0,07Ω Hy tỗm: a Moment õởnh mổùc ồớ õỏửu truỷc M2 ? b Moment âiãûn tỉì lục ti âënh mỉïc ? c Täúc âäü quay lục khäng ti l tỉåíng? Âạp säú : M2âm = 1833,5 N.m ; Mât = 2007,7 N.m n0 = 523vg/ph; Bi 9.5 Mäüt mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp m = 220V, nâm = 1000vg/ph Bióỳt rũng ồớ tọỳc õọỹ n = 750vg/ph thỗ sõõ luùc khọng taới Eo = 176V Haợy tỗm sõõ v dng âiãûn pháưn ỉïng lục ti âënh mỉïc, biãút ràịng âiãûn tråí pháưn ỉïng l Rỉ = 0,4 Ω ? Âạp säú : âm = 234,6 V ; Iỉ.âm = 36,5 A 199 Baìi 9.6 Mäüt âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ cạc säú liãûu sau : Pâm = 95kW, Uâm = 220V, Iâm= 470A , Ikt.âm = 4,25A , nâm = 500vg/ph, Ræ = 0,025 Haợy tỗm : a Hióỷu suỏỳt cuớa âäüng cå ? b Täøn hao âäưng mạy, täøn hao khäng ti v dng âiãûn khäng ti ? c Moment âënh mỉïc ? d Âiãûn tråí phủ Rp cáưn thiãút âãø âäüng cå quay våïi täúc âäü n= nâm, Iỉ = Iỉâm v tỉì thäng gim 40% ? e Âiãûn tråí phủ Rp cáưn thiãút âãø âäüng cå quay våïi täúc âäü n= nâm, Iỉ = 0,85Iỉâm v tỉì thäng gim 25% ? Âạp säú : η = 91,8%; P = 5,42kW; Po= 2,04kW; Io = 13,5A M2âm = 1814,5 N.m ; Rp = 0,18 Ω; R’p = 0,136Ω Bi 9.7 Mäüt âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ cạc säú liãûu sau : Pâm = 17kW, Uâm = 220V, nâm = 1150vg/ph, Ræ = 0,1 Ω, Mât=12 kG.m Hy xạc âënh : a Cäng sút âiãûn tỉì v dng âiãûn pháưn ỉïng ? b Âiãûn tråí phủ Rp màõc thãm mảch pháưn ỉïng âãø âäüng cå quay våïi täúc âäü n= 500vg/ph moment ti khäng âäøi (b qua phn ỉïng pháưn ỉïng) ? Âạp säú : Pât = 14,5kW; Iỉ = 66,3A; Rp = 1,82 Ω Bi 9.8 Mäüt mạy âiãûn phạt mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ Pâm = 30 kW, m = 220V, âiãûn tråí pháưn ỉïng Rỉ = 0,13Ω v dng âiãûn pháưn ỉïng Iỉ = 138,2A Cho biãút täøn hao quay bàịng 4%Pâm Tênh a Dng âiãûn âënh mỉïc v âiãûn tråí mảch kêch tỉì song song Rkt.? b Cäng suáút cå cuía âäüng cå så cáúp P1 ? c Hiãûu sút ca mạy Âạp säú : (a) 136,4 A, 122,2 Ω ; (b) 34090 W; (c) 88,12% ]R R^ 200 SÁCH THAM KHẢO [1] Nguyễn Kim Đính, Điện kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật - 1998 [2] Nguyễn Kim Đính, Bài tập Kỹ thuật điện, NXB Đại học Quốc gia Tp HCM 2003 NXB Khoa học kỹ thuật - 1998 [3] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ Thuật Điện, NXB Khoa học kỹ thuật 1998, 2001, 2004 [4] Nguyễn Hồng Anh, Bùi Tấn Lợi, Kỹ thuật điện, NXB Giao thông vận tải 2002 [5] Phan Ngọc Bích, Điện kỹ thuật, NXB Khoa học kỹ thuật - 2000 [6] Nguyễn Văn Điền, Phạm Thị Giới, Hướng dẫn giải tập Kỹ Thuật Điện, NXB Xây dựng - 1999 [7] Phạm Thị Cư, Lê Minh Cường, Trương Trọng Tuấn Mỹ, Mạch Điện I, NXB Đại học Quốc gia Tp HCM - 2002 [8] Nguyễn Thế Sang, Nguyễn Trọng Thắng Máy điện Mạch điều khiển NXB Thống kê 2003 [9] B.C SEN, Principles of electric machines and power electronics, John Wiley & Son 1997 [10] Mulukutla S Sarma, Electric Machines, PWS Publishing Company, 1996 [11] Charles I Hubert P.E., Electric Machines - Theory, Operation, Applications, Adjustment and Control, Prentice Hall, 2002 [12] Giáo trình kỹ thuật điện Website www.dut.edu.vn ... để viết phương trình dịng cho nút phương trình điện áp cho mạch vòng ? Từ phương trình câu 1, tìm hệ phương trình độc lập ? (một phương trình hệ khơng suy từ phương trình khác hệ) Bài số 1.5 Một... 4600W; 4400W; 200W Bài số 1.7 Để chế tạo bếp điện công suất 600W, điện áp 220V người ta dùng dây điện trở Tính: Dịng điện bếp tiêu thụ Điện trở bếp Nếu dùng dây điện trở chiều dài 5m, điện trở suất... 220V Bỏ qua điện cảm đường dây Ld = cho điện trở suất dây dẫn 1/50 (Ω.mm2/m) Vẽ mô hình mạch điện tính dịng điện chạy dây dẫn điện áp lưới điện (đầu nguồn) 220V Âaïp säú : 0,88A Bài số 1.6 Mäüt