GT MÁY ĐIỆN 2 - Nguồn: Internet

PhÇn quay (Roto) a) Lâi thÐp phÇn øng. Trªn lâi thÐp cã dËp r·nh ®Ó bè trÝ d©y quÊn phÇn øng. b) D©y quÊn phÇn øng.. Tæn hao trong m¸y ®iÖn 1 chiÒu.. §æi chiÒu ®−êng cong.. BiÖn ph¸p kh[r]

tr−ờng đại học BáCH KHOA

khoa in

bộ môn: ĐIệN CÔNG NGHIệP

máy điện ii

mỏy in ng b mỏy điện chiều

PhÇn thø t−

Máy điện đồng

Ch−ơng Đại c−ơng máy điện đồng

- Hầu hết nguồn điện xoay chiều công nghiệp vμ dân dụng đ−ợc sãn xuất từ máy phát điện đồng

- Động đồng đ−ợc dùng tải lớn vμ phát cơng suất phản kháng - Máy bù đồng để nâng cao h s cụng sut

1.1 Phân loại v kết cấu m.đ.đ.b

1 Phân loại

Theo kết cấu cực từ: Máy cực ẩn (2p = 2); Máy cực lồi (2p ≥ 4) Dựa theo chức năng: Máy phát (Tuabin n−ớc; tuabin hơi; diêzen); Động ( P ≥ 200 KW); máy bù đồng

2 KÕt cÊu

Hình 1-1 mơ tả máy phát đồng cực lồi cơng suất vừa vμ hình 1-2 lμ máy phát tuabin (máy cực ẩn)

Kết cấu stato máy điện đồng hoμn toμn giống nh− stato m.đ.k.đ.b, nên giới thiệu phần kết cấu rơto

Hình 1-1 Máy phát điện đồng cực lồi

Hình 1-2 Máy phát đồng cực ẩn:

a) Kết cấu máy đồng cực ẩn

Rô to máy đồng cực ẩn đ−ợc lμm thép hợp kim, gia cơng thμnh hình trụ vμ phay rãnh để bố trí dây quấn kích thích Phần khơng phay rãnh tạo nên mặt cực máy Mặt cắt ngang lỏi thep rơto nh− hình 1-3

Vì máy cực ẩn có 2p = 2, (n = 3000 vg/ph) nên để hạn chế lực ly tâm D

≤

1,1 - 1,15 m, để tăng công suất ta

tăng chiều dμi rôto l đến 6,5m

Dây quấn kích thích th−ờng lμ dây đồng trần tiết diện hình chử nhật, quấn theo chiều dẹt thμnh

bối, vịng dây có lớp cách điện mica mỏng Các bối dây đ−ợc ép chặt rãnh rơto sau miệng rãnh đ−ợc kín thép khơng từ tính Hai đâud dây quấn kích thích đ−ợc nối với vμnh tr−ợc gắn trục Máy phát kích thích th−ờng đ−ợc ni cựn trc vi rụto

Hình 1-3 Mặt cắt ngang lái thÐp

b) KÕt cÊu m¸y cùc låi

Máy cực lồi th−ờng quay với tốc độ thấp nên đ−ờng kính rơto lớn tới 15m, chiều dμi lại bé Th−ờng l/D = 0,15 - 0,2

Víi c¸c m¸y nhỏ v vừa rôto đợc lm

thộp ỳc, gia cơng thμnh khối lăng trụ có cực từ, hình 1-4

Hình 1-4 Cực từ máy đồng cực lồi 1 Lá thép cực từ; Dây quấn kích thích; 3 Đi cực từ; Nêm; Lỏi thép rơto

H×nh 1-5 Dây quấn cản dây quấn mở máy Với máy công suất lớn rôto đợc ghép tõ c¸c l¸ thÐp

dμy từ 1-6 mm, dập định hình vμ ghép giá đở rơto Cực từ đặt rôto ghép thép dμy từ 1-1,5 mm

Dây quấn kích thích đ−ợc quấn định hình vμ lồng vμo thân cực từ, hình 1.4

Trên bề mặt cực từ có dây quấn ngắn mạch, nh− dây quấn lồng sóc m.đ.k.đ.b Với máy phát điệnđây lμ dây quấn với động lμ dây quấn mở máy, nh− hình 1.5

D©y quấn mở máy có điện trở lớn dây quấn c¶n 1.2 HƯ thèng kÝch tõ

Yêu cầu hệ kích từ.

- Khi lμm việc bình th−ờng có khả điều chỉnh đ−ợc dịng điện kích từ It = Ut/rt để trì điện áp định mức

- Có khả c−ỡng dịng kích từ tăng nhanh điện áp l−ới giảm thấp có ngắn mạch xa Th−ờng khoảng 0,5 giây phải đạt (0,5) − ≈2

tdm tdm tm

U U U

, nh− h×nh 1-6

2 Các hệ thống kích từ máy điện đồng

a) Kích từ máy phát điện chiều gắn trục với máy đồng Máy phát điện chiều kích thích th−ờng có cn dây kích thích: cuộn song song Ls dùng để tự

kích thích vμ cuộn độc lập Ln, hình 1.7

b) KÝch tõ b»ng m¸y ph¸t kÝch tõ xoay chiều có chỉnh lu, hình 1.8a l máy kích từ có phần cảm quay v phần ứng tĩnh v hình 1-8b l máy phát kích từ có phần cảm tÜnh vμ phÇn øng quay

c) Hệ thống tự kích thích hổn hợp, hình 1-9, theo sơ đồ nμy điện áp vμ dịng điện kích từ sẽ tỷ lệ với UT vμ UI biến điện áp TU vμ biến dịng điện TI

H×nh 1-7 KÝch tõ b»ng m¸y ph¸t kÝch tõ mét chiỊu

PhÇn quay PhÇn tÜnh PhÇn quay Phần tĩnh

Hình 1-8 Máy kích từ xoay chiÒu cã chØnh l−u

1.3 Nguyên lý lμm việc máy điện đồng

Khi ta đ−a dịng điện kích thích chiều it vμo dây quấn kích thích đặt cực từ, dịng điện it tạo nên từ thơng φt Nếu ta quay rôto

lên đến tốc độ n (vg/ph), từ tr−ờng kích thích φt qt qua dây quấn phần ứng vμ cảm ứng nên dây quấn S.Đ.Đ vμ dịng điện phần ứng biến thiên với tần số f1 = p.n/60 Trong p lμ số đôi cực máy

Với máy điện đồng pha, dây quấn phần ứng nối (Y) nối tam giác (Δ) nh− hình 1.10

Khi máy lμm việc dòng điện phần ứng I− chạy dây quấn pha tạo nên từ tr−ờng quay (đã biết phần MĐ) Từ tr−ờng nμy quay với tốc độ đồng n1 = 60.f1/p

Hình 1-10 Nguyên lý LVCB

Nh vy máy điện đồng ta thấy: n = n1 mμ ta gọi lμ máy điện đồng

1.4 Các trị số định mức

Ch−¬ng

Từ tr−ờng máy điện đồng

2.1 Đại c−ơng

Tõ tr−êng m.®.®.b bao gåm: Tõ tr−êng cùc từ Ft dòng điện kích thích it v từ

trờng phần ứng F dòng điện phần ứng I tạo nên

Khi khụng ti (I = 0), máy có từ tr−ờng Ft Nếu roto quay Ft quét qua dây quấn stato vμ cảm ứng nên S.đ.đ khơng tải E0

Khi có tải (I

≠

0) , máy ngoμi Ft có F− Với máy pha F− lμ từ tr−ờng quay, từ tr−ờng nμy bao gồm từ tr−ờng vμ từ tr−ờng bậc cao Trong từ tr−ờng lμ quan trọng

Tác dụng từ tr−ờng phần ứng F− lên từ tr−ờng cực từ Ft gọi lμ phản ứng phần ứng Khi mạch từ không bảo hoμ ta xét riêng Ft vμ F− xếp chồng để đ−ợc Fδ

Trong ch−ơng nμy ta xác định điện kháng từ tr−ờng sinh 2.2 Từ tr−ờng dây quấn kích thích (Ft)

1 M¸y cùc låi.

Sức từ động cực từ: p

2 i w

Ft = t t 2-1

Từ thông Ft sinh p = nh− hình 2.1 Trong đó:

φ

t lμ từ thơng chính, qua khe hở khơng khí vμ móc vịng với dây quấn Stato;

φ

σt lμ từ thông tản cực từ

Sù ph©n bè cđa tõ tr−êng vμ từ cảm khe hở nh hình 2.1 v 2.2

Trên hình 2.2 khác từ cảm v từ cảm kích từ BB

t đợc biểu thị qua

hệ số d¹ng sãng

tm B

tm1 B t

k = (2-2)

Trong đó: BB

tm1 lμ biên độ sóng từ cảm bản; BtmB lμ trị số cực đại từ cảm kt

∈δ

m/

δ

;

α

= bc /

τ

Th−ờng

δ

m/

δ

= 1-2,5;

α

= 0,67-0,75 vμ kt = 0.95-1,15

Tõ 2.2 ta cã:

t .k 2p t .i t w . d .k k 0 t .k . d .k k t F 0 tm .B t k tm1 B δ μ δ μ δ μ δ μ = =

= (2-3)

kδ lμ hÖ sè khe hë ; kμd lμ hƯ sè b·o hoμ däc trơc cùc tõ

Từ thông ứng với sóng

t k p t .i t w . . d .k k .l . 2 0 .l . tm1 B 2 t1 δ μ δ δ τ μ δ τ π = =

φ (2-4)

Từ thơng móc vòng

Ψ

t−d = w.kdq.

Φ

t1.cos

ω

t vμ sức điện động hổ cảm dây quấn

stato t sinω 0m E t sinω t1 Φ dq ω.w.k dt t−d dΨ 0

e =− = =

Khi rô to quay với tốc độ góc

ω

= 2.

π

.f từ thơng móc vịng với dây quấn phần ứng

sÏ lμ:

ψ

t−d = W.kdq.

φ

t1.cos

ω

t

Sức điện động hổ cảm dây quấn lμ:

t . .sin E t . .sin .W.k dt d

e tud dq t1 0m

0 ω ω ω

Ψ

= =

−

= φ

Trong đó: t ud t ud t

t t d 0 dq

0m .i .M .i x .i

p .k W . . .k k .l .W.k

E = =ω =

δ π τ μ ω μ δ δ 2-5

VËy hƯ sè hỉ cảm dq kích thích v dq phần ứng l

p .k W . . .k k .l

M t t

d 0 ud δ π τ μ μ δ δ

= 2-6

vμ ®iƯn kháng hổ cảm xd =

.Md 2-7

Hệ số tự cảm dây quấn kích thích

Lt = Ltδ + Lσt 2-8

Víi: Lσt lμ hƯ số tự cảm từ trờng tản gây (tra tμi liƯu TK); Ltδ lμ hƯ sè tù c¶m

tõ tr−êng khe hë

φ

tδg©y

NÕu gäi k l tỷ số diện tích giới hạn ®−êng vμ ®−êng h×nh 2.2 th×

φ

tδ = kφ.

φ

t1

⇒

φ

μ δ δ δ δ π δ τ μ .k .k p W . . .k k .l i . W L t 2 t d 0 t t t

t = =

φ

2 M¸y cùc Èn

Hình 2.3 biểu diễn phân bố từ cảm cực từ v sóng Lấy trục cực từ lm gốc ta tính đợc

tm 2 2 γ)π (1 tm 2 γ).π (1 0 tm 2 π 2 π t tm1 B 2 γπ2 γπ sin π 4 α).cosα.dα 2 π ( B γ.π 2 . π 4 dα cosα B π 4 α d cos B π 2

B =

∫

=

∫

+

∫

− =

− −

−

α α

VËy víi m¸y cùc Èn:

2 γπ2 γπ sin . π 4 B B k tm tm1

t = = 2-10

Th−êng

γ

= 0,6 - 0,85, nªn kt = 1,065 - 0,965

Hệ số hình dáng

t k . 3 2 1 . 2 k γ π − =

φ 2-11

Hệ số hổ cảm vμ tự cảm máy cực ẩn đ−ợc xác định theo biểu thức 2.6 vμ 2.9

2.3 Tõ tr−êng phÇn øng

Khi máy điện đồng lμm việc từ tr−ờng dòng điện I− chạy dây quấn Stato sinh gọi

lμ tõ tr−êng phÇn øng F− Tác dụng F lên Ft gọi l phản ứng phÇn øng T thc vμo

tÝnh chÊt cđa tải v dạng cực từ m phản ứng phần ứng có dạng khác

Hình 2.3 Sự phân bố từ cảm cực từ

1 Phản ứng phần ứng ngang trục v dọc trục

Xét máy đồng pha (m = 3), 2p = 2, pha đ−ợc t−ợng tr−ng vòng dây, thời điểm xét I&A = Im; I&B = I&C = - Im/2

a/ Khi tải trở

Khi ti i xng v trở, I& vμ E& trùng pha (

ψ

= 0) Tại thời điểm

xÐt iA = Im nên F

I&A

E&A s.t.đ sinh e

A

F&

A = E&Am sÏ v−ỵt pha tr−íc E&

t

A

mét gãc

π

/2 Nh− vËy tr−êng hỵp

nμy F&u−

, phản ứng phần ứng l ngang trục Đồ thị véc tơ thời gian

F&

I&, E&

b/ Khi tải cảm

E&A vợt pha trớc I&A góc

π

/ 2 vμ F&t v−ỵt pha tr−íc E&A góc

/2, nên v trùng phơng nhng

ngợc chiều, phản ứng phần ứng l

dọc trục khử từ Đồ thị véc tơ thời

gian

u

F& F&t

I&, E& v không gian , nh hình 2.5

u

F& F&t

Hình 2.5 Phản ứng phần ứng tải cảm

c/ Khi tải dung

E&A chËm pha so víi I&A mét gãc

π

/ 2 vμ F&t v−ỵt pha tr−íc E&A mét gãc

π

/2, nªn vμ trùng phơng, chiều

với nên, phản ứng phần ứng l

dọc trục khử từ Đồ thị vÐc t¬ thêi

gian

u

F& F&t

I&, E& vμ kh«ng gian , nh− h×nh 2.6

u

F& F&t

d/ Khi tải hổn hợp

E&A lệch so với I&A góc

, ta phân thnh thnh phần:

u

F&

F−d = F−.sin

ψ

- däc trôc

F−q = F−.cos

ψ

- ngang trôc

VËy <

<

/2, phản ứng phần ứng lμ ngang trơc vμ khư tõ

VËy -

/2 <

< 0, phản ứng phần ứng l ngang trục v trợ từ

Hình 2.6 Phản ứng phần ứng tải dung

Hình 2.7 Phản ứng phần ứng tải có tính

2 Từ cảm từ tr−ờng phần ứng vμ điện kháng t−ơng ứng. a/ Máy đồng cực ẩn

Với máy đồng cực ẩn

δ

đều, mạch từ khơng bảo hoμ từ trở lμ số, nh− vậy F− lμ sin BB

− còng sin

.I p W.k π 2 m. .δ .k k μ .F .δ .k k μ B dq μ δ 0 u μ δ 0

um = = 2-12

vμ .I

p W.k π 2 m. .δ .k k .l . 2.μ .l . .B π 2 dq 2 μ δ δ 0 δ um u τ τ

φ = = 2-13

Sức điện động phần ứng từ thơng

φ

− cảm ứng nên có trị số:

u dq u

dq

u W.k . π. 2.f.W.k .

2 ω

E = φ = φ vμ

p .k W .δ .k π.k .l . μ 4.m.f. I E x 2 dq 2 μ δ δ 0 u u u τ =

= 2-14

b/ Máy đồng cực lồi

Máy đồng cực lồi

δ

dọc trục vμ ngang trục không giống nhau, nên s.t.đ lμ sin nh−ng từ cảm không sin Sự khơng sin BB− cịn phụ thuộc vμo tớnh cht ca ti

thuận lợi ta phân F− øng víi mét t¶i bÊt kú thμnh hai thμnh phần dọc trục v ngang trục nh hình 2.8

Hình 2.8 Sự phân bố s.t.đ v từ cảm däc trôc vμ ngang trôc Ta cã: d dq dq u ud I p W.k π 2 m. I.sinψ p W.k π 2 m. .sinψ F

F = = = 2-15

q dq dq u uq I p W.k π 2 m. I.cosψ p W.k π 2 m. .cosψ F

F = = = 2-16

v từ cảm tơng ứng

ud d δ 0 udm F .δ .k k μ

B = vμ uq

μq δ 0 uqm F .δ .k k μ

B = 2-17

Thùc tÕ BB

d v BqB phân bố không sin, phân tích thnh sóng v sóng bậc cao Với

các sóng ta có hệ số dạng sãng:

udm udm ud

B B

k = vμ

uqm uqm uq

B B

k = 2-18

Các hệ số k−d vμ k−q phụ thuộc vμo

α

,

δ

m/

δ

,

δ

/

τ

đ−ợc tính sẵn tμi liệu thiết kế Các điện kháng t−ơng ứng xác định nh− máy cực ẩn:

ud 2 dq 2 d 0 d ud ud k p .k W . .k .k .l . 4.m.f. I E x δ π τ μ μ δ δ = = 2-19 uq 2 dq 2 q 0 q uq uq k p .k W . .k .k .l . 4.m.f. I E x δ π τ μ μ δ δ = = 2-20

2.4 Quy đổi S.T.Đ máy điện đồng

Chế độ lμm việc xác lập, tải đối xứng tác dụng F− lên Ft lμ trợ từ khử từ Để đánh giá đ−ợc mức độ ảnh h−ởng ta phải quy đổi F− Ft vμ nh− xét đặc

tính lμm việc máy ta biểu thị chúng hệ trục toạ độ vμ đ−ờng cong không tải E = f(it)

Chế độ độ ta phải quy đổi ng−ợc lại Ft F−

Việc quy đổi phải đảm bảo điều kiện:

BB

tm1 = B−m1 2-21

Chế độ xác lập, máy cực ẩn ta có:

t μ δ 0 t tm t tm1 .F .δ .k k μ . k .B k

B = = vμ t

μ δ 0 tm um1 .F .δ .k k μ B

B = = 2-22

VËy u u

t u

u k .F

k F

F′ = = hay

t u

k 1 k = Víi m¸y cùc låi theo h−íng däc trơc:

t μd δ 0 t tm t tm1 .F .δ .k k μ . k .B k

B = = vμ ud

μd δ 0 ud udm ud udm1 .F .δ .k k μ . k .B k

B = = 2-23

Sức từ động phần ứng dọc trục quy đổi s.t.đ cực từ:

d ud t ud ud

ud F .k

k k F

F′ = = víi kd = k−d / kt

Cịng vËy, theo h−íng ngang trôc:

q uq t uq uq

uq F .k

k k F

F′ = = víi kq = k−q / kt

Ch−¬ng

Quan hệ điện từ máy điện đồng

3.1 Đại c−ơng

Quan hệ điện từ m.đ.đ.b bao gồm ph−ơng trình điện áp, đồ thị véc tơ, giản đồ l−ợng vμ công suất điện từ máy điện đồng

3.2 Ph−ơng trình điện áp vμ đồ thị véc tơ Chế độ tải đối xứng ta cần xét cho pha Đối với máy phát điện:

3-1 )

jx (r I E

U& = &δ −& u + σu

Đối với động vμ máy bù đồng bộ:

3-2 )

jx (r I E

U& = &δ +& u + σu

Trong đó: U lμ điện áp đầu cực máy, r− vμ xσ− lμ điện trở vμ điện kháng tản dây

quÊn phÇn øng;

Eδ lμ s.đ.đ cảm ứng dây quấn từ trờng khe hở

Khi mạch từ không bảo ho, áp dụng nguyªn lý xÕp chång ta cã: 3-3

u

E E E&δ = &0 + &

Khi mạch từ bảo hoμ ta phải xác định F&δ =F&0 + F&urồi suy E&δ 1 Tr−ờng hợp máy phát điện

a/ Khi mạch từ không bảo ho

Giả sử tải đối xứng vμ có tính cảm (0 <

ψ

< 900)

-/ M¸y cực ẩn:

Phơng trình cân điện áp l: )

jx (r I E E

U& = & + &u −& u + σu 3-4 Ch−ơng ta xác định đ−ợc

nªn

u u jIx

E& =− & Hình 3.1 Đồ thị s.đ.đ máy phát đồng cực ẩn

u db u

σu

u jx ) I.r E jI.x I.r

(x I j. E

U& = & − & + −& = & − & −&

3.5

trong xđb = x− + xσ− lμ điện kháng đồng bộ, th−ờng xđb = 0,7 - 1,6

Đồ thị véc tơ nh hình 3.1 - / M¸y cùc låi

3.6

u σu uq

ud σu

u uq

ud E I(r x ) E jIx jIx jIx Ir

E E

U& = &+ & + & − & + = &− & − & − & −&

Đồ thị véc tơ nh− hình 3.2 có tên gọi lμ đồ thị Blondel

Hình 3.2 Đồ thị s.đ.đ máy phát điện đồng cực lồi Véc tơ từ thơng tản

cđa tõ tr−êng phần ứng sinh không phụ thuộc vo từ dẫn h−íng däc vμ ngang trơc, nhiªn ta cịng cã thĨ ph©n tÝch chóng theo h−íng däc vμ ngang trôc:

u

x I j & σ

−

u d u q

u u

u

x I j x I j

) sin x I cos x I j( x

I j.

σ σ

σ σ

σ ψ ψ

& &

& &

&

− −

=

= −

− =

v phơng trình điện áp đợc viết lại:

u q q d d u

σu uq σu

ud

d(x x ) jI(x x ) Ir E jI x jI x Ir

I j E

U& = &− & + − & + − & = &− & − & − & 3.7

Trong đó:

xd = x−d + xσ− gọi lμ điện kháng đồng dọc trục, th−ờng xd = 0,7 - 1,2 xq = x−q + xσ− gọi lμ điện kháng đồng ngang trục, th−ờng xq = 0,46 - 0,76

Đồ thị véc tơ ứng với phơng trình 3.7 nh hình 3.3

b/ Khi mạch từ bảo ho

Khi mạch từ bảo ho hệ số kd v kq khó tính xác nên ta phải vẽ kết

hp đồ thị s.t.đ vμ s.đ.đ với đ−ờng cong không tải Đồ thị nμy đ−ợc gọi lμ đồ thị s.t.đ.đ, có tên lμ đồ thị Pơchiê

- M¸y cùc Èn:

Giả sử U, I, cos

ϕ

, r−, xσ− vμ đặc tính khơng tải biết, để thμnh lập đồ thị s.t.đ.đ

trục tung đặc tính khơng tải, ta đặt véc tơ U vμ véc tơ I chậm sau U mt gúc

Hình 3.3 Đồ thị s.đ.đ máy phát

Cng U với vμ đ−ợc Trên trục hoμnh đặt cộng với hợp với trục hoμnh góc 90

u

r

I& j &Ixu E&δ F&δ F&δ Ku F&u

0 + (

ϕ

+

δ

), tìm đ−ợc Từ đồ thị nμy xác định đ−ợc

Δ

U = E -

U

0

F&

®m, th−êng = (5 - 10)%

- Với máy phát đồng cực lồi, việc thμnh lập xác đồ thị véc tơ lμ khó,

φ

d vμ

φ

q hổ cảm với nhau, mức độ bảo hoμ theo h−ớng lại khác Nh− x−d vμ x−q phụ thuộc vμo

φ

d vμ

φ

q Để đơn giản ta coi x−d phụ thuộc vμo

φ

d vμ x−q phụ thuộc vμo

φ

q vμ kμq biết Khi

đó sau vẽ véc tơ U, Ir− vμ jI.xσ− đ−ợc , hình 3.5a, theo

h−íng jI.x δ

E&

vẽ đoạn

cos I.xuq Euq

CD= = vμ x¸c

định đ−ợc ph−ơng E Trị số

x−q cã thĨ tÝnh hc lÊy b»ng 1,1

- 1,15 Tõ h×nh 3.5b ta cịng x¸c

định đ−ợc CD qua OA = F'−q = kq.F−q, sau xác định đ−ợc Eδd

= OF = MP, lÊy MN = F'−d =

kd.Fd chiếu lên ta đợc E

a) b)

Hình 3-6 Cách xây dựng đồ thị véc tơ s.t.đ.đ máy đồng cực lồi

2 Tr−ờng hợp động điện

Động điện đồng có cấu tạo cực lồi ph−ơng trình điện áp lμ:

u q q d d u

u uq ud u

u jx E E E I r jx E jI x jI x Ir

r I E

U& = &δ + &( + σ )= &+ & + & + &( + σ )= &+ & + & + & 3.8

Hình 3-7 Giản đồ l−ợng a) máy phát; b) động

a) b)

Hình 3-6 Đồ thị véc tơ Động đồ a) Thiếu kích thích; b) Quá kích thích

ng bé

3.3 Giản đồ l−ợng máy điện đồng

Máy phát: Pđt = P1 - (pcơ + pt + pf) vμ P2 = P®t - pcu - pfe

3.4 Các đặc tính góc mỏy in ng b

1 Đặc tính góc công suất tác dụng

P = f(

) E = const, U = const, víi

θ

lμ gãc tải véc tơ E v U

đơn giản ta bỏ qua r− bé so với (xđb, xd, xq) Công suất đầu cực máy

đồng bằng: P = mUIcos

ϕ

Theo đồ thị véc tơ hình 3.3 ta có:

Hình 3-8 Sự tạo nên PU

d d

x Ucosθ E

I = − ,

q q

x U.sinθ

I = vμ

ϕ

=

ψ

-

θ

3.9 Do đó: P = mUIcos

ϕ

= mUIcos(

ψ

-

θ

)

= mU(Icos

ψ

.cos

θ

+ Isin

ψ

.sin

θ

)

P = mU(Iq.cos

θ

+ Id.sin

θ

), thay Id vμ Iq vμo ta cã:

sinθcosθ

x mU θ sin x mEU cosθ

θ sin x mU P

d 2

d q

2

− +

=

Hay

)sin2θ x

1 x

1 ( 2 mU sinθ x

mUE P

d q 2

d

− +

= = Pe + Pu 3.10

Từ biểu thức 3.10 ta thấy công suất tác dụng máy đồng cực ẩn có hai phần Một phần Pe tỷ lệ với sin

θ

vμ phụ thuộc vμo kích từ; phần Pu tỷ lệ với sin2

θ

khơng phụ thuộc vμo kích từ Nh− máy phát đồng cực lồi kích từ cơng suất tác dụng có l−ợng nhỏ lμ Pu Ng−ời ta ứng dụng điều nμy để chế động điện phản kháng có cơng suất vμi chục oát

- Với máy đồng cực ẩn xd = xq nên sinθ x UE m P

db

= 3.11

Đặc tính góc cơng suất tác dụng máy điện đồng b nh hỡnh 3.9

Động Máy phát Động Máy phát

2 Đặc tính góc công suất phản kháng

Cụng sut phn khỏng máy điện đồng đ−ợc tính:

Q = mUIsin

ϕ

= mUIsin(

ψ

-

θ

) = mU(Isin

ψ

ψ

.cos.cos

θ

θ

+ Icos + Icos

ψ

ψ

.sin.sin

θ

θ

) ) Q = mU(Id.cos

θ

- Iq.sin

θ

)

Q = mU(Id.cos

θ

- Iq.sin

θ

)

Thay Id vμ Iq vμo ta cã: Thay Id vμ Iq vμo ta cã:

) x

1 x

1 ( 2 mU )cos2θ x

1 x

1 ( 2 mU cosθ x

mUE Q

d q 2

d q 2

d

+ −

− +

=

Đặc tính góc cơng suất phản kháng máy điện đồng nh− hình 3.11

Khi -

θ

' <

θ

< +

θ

' m¸y ph¸t công suất phản kháng vo lới, ngoi phạm vi máy

tiêu thụ công suất phản kháng

Hình 3-10 Từ tr−ờng khe hở a) máy phát, b) động

Ch−¬ng

Máy phát điện đồng lμm việc với tải đối xứng

4.1 Đại c−ơng

Chế độ tải đối xứng máy điện đồng đ−ợc đặc tr−ng đại l−ợng: U, I, It , cos

ϕ

vμ tần số f tốc độ n

Trong f = fđm; cos

ϕ

phụ thuộc vμo tải lại đại l−ợng U, I, It xác định cho ta đặc tính

1 Đặc tính không tải U = f(It) I = 0; f = fđm

2 Đặc tính ngắn mạch In = f(It) U = 0; f = fđm

3 Đặc tính ngoi U = f(I) It = cte; f = f®m; cos

ϕ

= Cte

4 Đặc tính điều chỉnh It = f(I) U = cte; f = f®m; cos

ϕ

= Cte

5 Đặc tính tải U = f(It) I = cte; f = f®m; cos

ϕ

= Cte

Các đặc tính đ−ợc xác định cách tính tốn thí nghiệm

Từ đặc tính ta suy tỷ số ngắn mạch K;

Δ

U vμ tham số xd; xq; xσ−

4.2 Các đặc tính máy phát điện đồng Sơ đồ thí nghiệm nh− hình 4.1

Hình 4.1 Sơ đồ thí nghiệm lấy đặc tính mỏy phỏt in ng b

1 Đặc tính không t¶i

(E = U = f(It) I = vμ f = f®m)

Hệ đơn vị t−ơng đối E* = E/Eđm ; It* = It / Itđm0

Theo sơ đồ thí nghiệm hình 4.1 Mở cầu dao tải, quay máy phát đến tốc độ định mức, thay đổi dịng điện kích từ ta nhận đ−ợc đ−ờng đặc tính khơng tải, nh− hình 4.2

Đờng (1) máy phát tourbin hơi, đờng (2) máy phát tourbin nớc Ta thấy máy phát tourbin bảo ho nhiều máy phát tourbin nớc

Khi E = Eđm = máy phát tourbin có kd = k = 1,2 máy phát tourbin nớc có k = 1,06

Hình 4.2 Đặc tính không tải,

2 Đặc tính ngắn m¹ch, In = f(It) U = 0, f = fđm v tỷ số ngắn mạch K

Khi ngắn mạch bỏ qua r tải máy phát l dây quấn phần ứng nên đợc coi l cảm

= 0, Iq = Icos

ψ

= cßn Id = Isin

ψ

= I

Mạch điện thay vμ đồ thị véc tơ nh− hình 4.3, ta có

4.1

d

x I j E&0 =+ &

Khi ngắn mạch từ thơng

φ

δ cần thiết để sinh

ra Eδ = E - Ix−d = Ixσ− rÊt

bé nên mạch từ khơng bảo hoμ quan hệ I = f(It)

lμ đ−ờng thẳng, hình 4.4 Tỷ số ngắn mạch K Đây lμ tỷ số dòng điện ngắn mạch In0 ứng với dòng điện It sinh E = Uđm lúc không tải vμ dòng điện định mức Iđm

K = In0 / Iđm 4.2 Từ hình 4.5 ta suy ra:

In0 = U®m / xd 4.3

Với xd lμ điện kháng đồng dọc trục ứng với E = Uđm Vậy K = Uđm / xd.Iđm = 1/ xđ*

Th−ờng xđ* > nên K < 1, hay In0 < Iđm Vậy dòng điện ngắn mạch xác lập máy phát điện đồng khơng lớn, lμ tác dụng khử từ phản ứng phần ứng

Qua hai tam giác đồng dạng OAA' vμ OBB' ta có:

tn t dm n

I I I I

K = = 4.4

It0

⇒

U0 = U®m vμ Itn

⇒

In = I®m

K lμ mét tham sè quan trọng máy phát điện

ng b

Hình 4.3 (a) mạch điện thay Hình 4.4 Đặc tính ngắn mạch thế; (b) đồ thị véc tơ máy phát điện đồng

Hình 4-5 Xác định tỷ số ngắn mạch K

K lín

U bé v Pđt lớn

máy lm việc æn

3 Đặc tính ngoμi vμ thay i in ỏp

Um

Đặc tính ngoμi: U = f(I) It = Cte; cos

ϕ

= Cte ; f = f®m

Các đ−ờng đặc tính ngoμi phụ thuộc vμo tính chất tải nh− hình 4.6

Dòng điện kích từ It ứng với U = U®m, I = I®m,

cosϕ = cosϕđm vμ f = fđm đ−ợc gọi lμ dịng điện kích từ định mức Itđm

Độ thay đổi điện áp ΔUđm

% 100

dm dm dm

U U E

U = −

Δ 4.5

Máy phát tourbin có xd lớn máy phát tourbin nớc nên

Uđm% lớn máy phát

tourbin nớc Thờng

Uđm% = (25 - 35)%

4 Đặc tính điều chỉnh It = F(I) U = U®m = Cte,

cos

ϕ

= Cte vμ f = f®m.

Th−ờng cos

ϕ

đm = 0,8 (điện cảm), I tăng từ đến Iđm với U = Uđm dịng điện kích từ thay đổi 1,7 - 2,2 lần

5 Đặc tính tải U = f(It) I = Cte, cos

ϕ

= Cte ;

f = fđm

Theo quan hệ trên, với giá trị kh¸c cđa I vμ

cos

ϕ

ta có đ−ờng đặc tính tải khác Trong đặc biệt lμ đ−ờng đặc tính tải cảm,

cos

ϕ

= 0, (

ϕ

= 900) vμ I = I

đm (đờng hình 4.8)

Hình 4.6 Đặc tính ngoμi máy phát in ng b

Hình 4.7 Đặc tính điều chỉnh

Tam giác điện kháng:

Lấy In = Iđm chiếu qua đặc tính ngắn mạch (2), chiếu xuống trục hoμnh đ−ợc điểm C Thì OC = Itn (dịng điện kích từ), dịng điện Itn gm phn:

Một phần BC = kd.Fd khắc phục phản ứng phần ứng, BC

Iđm

Mét phÇn CB = OC - BC sinh Eσ− = Iđm.x = AB

Nh tam giác ABC cã c¹nh AB vμ BC tû lƯ víi I®m

Xây dựng đặc tính tải cảm từ đặc tính khơng tải vμ tam giác điện kháng Tịnh tiến

Δ

ABC (hoặc

Δ

AOC) cho đỉnh A năm đ−ờng (1) đỉnh C vẽ nên đ−ờng

(3) víi

Δ

A'B'C'

Khi có xét đến bảo hoμ đ−ờng (3) lμ đ−ờng đứt nét với

Δ

A"B"C" (hoặc O"A"C")

4.3 Cách xác định tham số máy phát điện đồng

1 xd vμ xq

AB AC I

E x

n

d = = 4.6

Quan hệ xd = f(It) l đờng (3) mạch từ không bảo ho, ta có:

const

AB AD I

E x

n

d = = = ∞

∞ 4.7

v× k d

E E

μ

=

∞ nªn

d d d

k x x

μ

∞

= 4.8

Hình 4.10 Xác định điện kháng đồng dọc trục Máy cực lồi th−ờng xq = 0,6.xd;

M¸y cùc Èn xd = xq = x®b

Điện kháng tản x

Từ điểm C' đờng (3), dựng đoạn C'O' // = OC, tõ O' vÏ ®−êng // víi

OA cắt đờng (1) A', từ A' hạ A'B'

C'O' th× xσ− = A'B'/ I

Khi xét đến bảo hoμ xp = A"B"/I xp > xσ− lμ điện kháng Pơchiê

M¸y cùc Èn xp = (1,05 - 1,1) xσ−

M¸y cùc låi xp = (1,1 - 1,3) xσ−

4.5 Tỉn hao vμ hiƯu suÊt

Tổn hao đồng: điện trở dây quấn phần ứng pcu = I2.r −

Tổn hao thép: dòng điện xoáy v từ trƠ Tỉn hao kÝch tõ: trªn rt vμ tiÕp xóc chæi than

Tổn hao phụ: từ tr−ờng tản vμ đập mạch từ tr−ờng bậc cao Tổn hao cơ: ma sát ổ bị, ổ đỡ, lμm mát

HiƯu st cđa m¸y =

+ =

∑

p P

P

2

Ch−¬ng

Máy phát điện đồng lμm việc với tải không đối xứng

5.1 Đại c−ơng

Chế độ tải không đối xứng máy điện đồng xáy - Tải pha không

- Khi có ngắn mạch khơng đối xứng hệ thống điện lực, đầu cực máy phát Chế độ tải không đối xứng th−ờng gây nên t−ợng bất lợi, nh−: điện áp khơng đối xứng; sóng điều hoμ s.đ.đ vμ dòng điện bậc cao; lμm tăng tổn hao; rơto nóng vμ máy rung

Để phân tích chế độ tải khơng đối xứng ta dùng ph−ơng pháp phân l−ợng đối xứng Phân dòng điện vμ điện áp thμnh thμnh phần thứ tự thuận; ng−ợc vμ không

0 2 1 1 I I I a a a a I I I c b a & & & & & &

= 5-1

0 2 1 1 U U U a a a a U U U c b a & & & & & & = 5-2

trong đó: a = ej2π /3; a2 = ej4π /3; + a + a2 =

Dòng điện kích từ it sinh s.đ.đ ứng với thnh phần thứ tự thuận E0 = E1 s.đ.đ thứ tự ngợc v không, không tồn E2 = Et0 = nh− vËy:

; ; 5-3

1 1 U I Z

E& = & + & 0=U& +2 I&2Z2 0=U& +0 I&0Z0 Tõ phơng trình 5-1; 5-2 v 5-3 ta suy

5-4 ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ − − − = − − − = − − − = 0 2 1 0 2 1 0 2 1 ) ( ) ( ) ( Z I Z I a Z I E a U Z I Z I a Z I E a U Z I Z I Z I E U c b a & & & & & & & & & & & & & & &

Các ph−ơng trình 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ sở để phân tích chế độ tải khơng đối xứng Nó gồm ph−ơng trình có chứa 12 ẩn số, (E0, Z1; Z2; Z0 biết), muốn giải đ−ợc tuỳ

tr−êng hỵp thể ta phải bổ sung thêm phơng trình

5-2 Các tham số máy phát điện đồng lμm việc tải không đối xứng

1 Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r1 + jx1

Tổng trở thứ tự thuận Z1 lμ tổng trở máy lúc tải đối xứng, với x1 = xđb máy

cùc Èn, m¸y cùc låi lμ xd theo h−íng däc trơc vμ xq theo h−íng ngang trơc

2 Tỉng trë thø tù thuËn Z1 = r1 + jx1

Nh từ trờng dòng điện dọc trục v ngang trục nh hình 5-1 không hổ cảm với v ta có mạch điện thay theo h−íng däc trơc nh− h×nh 5-2 vμ ngang trơc nh− h×nh 5-3

Hình 5-1 Mơ hình máy phát Hình 5-2 H−ớng dọc trục có Hình 5-3 H−ớng ngang trục có đồng ứng với thứ tự ng−ợc dây quấn cản (a); khơng có (b) dây quấn cản (a); khơng có (b)

Trên mạch điện thay thế: x điện kháng tản phần ứng; xd điện kháng dọc trục

phần ứng; xq điện kháng ngang trục phần ứng; xt điện kháng tản dây quấn kích thích; xcd điện kháng tản dọc dây quấn cản; xcq điện kháng tản ngang trục dây quấn cản

Theo cỏc mch in thay th ta xác định đ−ợc điện kháng dọc trục vμ ngang trc

- Khi có dây quấn cản: - Khi dây quấn cản

cd t d u u d x x x x x σ σ σ 1 1 + + + = ′′ 5-5 t d u u d x x x x σ σ 1 + + =

′ 5-6

cq q u u q x x x x σ

σ 1 1

1 + +

=

′′ 5-7 xq′ = xσu + xuq = xq 5-8

Nh− vËy cã d©y quÊn c¶n

2

q d x

x

x = ′′ + ′′ , th−êng xd′′ ≈ xq′′ nªn x2 = xd′′ = xq′′ 5-9

Khi dây quấn cản

2

q d x

x

x = ′ + ′ 5-10

Th−êng xσ− < x2 < x1, víi máy cực ẩn x2* = 0,12 - 0,25 máy cực lồi có dây quấn cản x2* = 0,15 - 0,35 v dây quấn cản x2* = 0,3 - 0,6

Điện trở thứ tự ng−ợc r2 = r− + rr/2 (Với rr lμ điện trở rôto quy đổi phần ứng) Xác định x2 vμ r2 thí nghiệm: Đặt điện áp thấp vμo dây quấn stato quay rôto ng−ợc chiều từ tr−ờng quay với tốc độ n1 đo U2; I2; P2 pha từ tính đ−ợc:

2 2

I U

Z = ; 2

2 2

I P

r = ;

2 2 z r

3 Tỉng trë thø tù kh«ng Z0 = r0 + jx0

Dòng điện thứ tự không I0 pha cïng pha vỊ thêi gian nh−ng lƯch pha vỊ kh«ng gian mét gãc 1200 sinh khe hở s.t.đ đập mạch pha vỊ thêi

gian nh−ng lƯch pha vỊ kh«ng gian 1200 Khi phân tích s.t.đ thnh sóng ®iỊu hoμ

thì có s.t.đ bội lμ tồn tại, nh− 3, 9, 15, Các dịng điện cảm ứng dây quấn kích thích vμ dây quấn cản từ tr−ờng bé, x0 chủ yếu từ tr−ờng tản rảnh vμ đầu nối gây nên Với máy cực ẩn x0* = 0,02 - 0,10; máy cực lồi x0* = 0,02 - 0,20

Điện trở thứ tự không r0 lớn r không nhiều nên thờng coi r0 = r−

Các tham số Z0; r0; x0 xác định thực nghiệm Nối nối tiếp pha dây quấn stato đặt điện áp thấp vμo vμ cho rôto quay với tốc độ đồng bộ, xác định giá trị U0; P0

vμ I0 từ suy ra:

2 0

2 0 0

0

0 ;

3 ;

3 I x Z r

P r I

U

Z = = = −

5.3 ảnh h−ởng tải không đối xứng máy phát điện đồng

Khi tải khơng đối xứng máy có thμnh phần thứ tự thuận vμ ng−ợc, thμnh phần thứ tự khơng th−ờng bé khơng tồn dây quấn pha th−ờng đ−ợc nối Y vμ trung tính nối đất Từ tr−ờng dịng điện thứ tự ng−ợc th−ờng gây nên t−ơng bất lợi cho máy phát, nh−: Điện áp không đối xứng lμm tăng tổn hao, rơto nóng vμ máy rung động

1 Điện áp tải không đối xứng

Khi tải không đối xứng điện áp đầu cực máy phát khơng đối xứng, nghĩa lμ chúng có biên độ khơng vμ góc lệch pha khác 1200 Điều nμy ảnh h−ởng xấu đến hộ dùng điện

2 Tổn hao tăng v rôto nóng

Khi tải không đối xứng từ tr−ờng quay ng−ợc sinh dịng điện có tần số 2f rơto lμm tăng tổn hao rơto vμ lμm cho rơto nóng lên, đồng thời tăng tổn hao vμ giảm hiệu suất

3 Hiện tợng máy rung

Khi ti không đối xứng tác dụng t−ơng hổ từ tr−ờng cực từ với từ tr−ờng quay ng−ợc stato vμ từ tr−ờng quay thuận với từ tr−ờng dịng điện có tần số 2f rơto chúng gây nên mơmen quay có dấu thay đổi vμ lực đập mạch với tần số 2f tác dụng tiếp tuyến với bề mặt rôto lμm cho máy bị rung động vμ gây ồn

Th−ờng cho phép máy đồng lμm việc lâu dμi với tải khơng đối xứng dịng điện pha khơng v−ợt định mức vμ mức độ sai lệch dòng điện pha không

5.4 Ngắn mạch khơng đối xứng

H×nh 5-4 Ngắn mạch pha

1 Ngắn mạch pha

Giả sử pha a bị ngắn mạch mạch, hình 5-4, ta có:

=

a

U& 5-12

0 = = c

b I

I& & 5-13

Ba phơng trình ny kết hợp với phơng trình (5-1); (5-2) vμ (5-4) thμnh hƯ thèng 12 ph−¬ng trình 12 ẩn số v giải đợc

Trớc hÕt ta cã: I& =a I&n1 5-14

Tõ (5-13) vμ (5-1) ta suy ra:

5-15

2 I

I& = &

1

1

3

n a I

I I I

I& = & = & = & = & 5-16 Thay (5-16) vμo (5-4) ta đợc:

0

0

1

Z Z Z

E I

I I

+ + = =

= & & &

& 5-17

v dòng điện ngắn mạch pha có trị số:

0

0

1

3

Z Z Z

E I

I In a

+ + = =

= & & &

& 5-18

Điện áp pha b vμ c xác định theo biểu thức cuối (5-4)

Bỏ qua r− ta có đồ thị véc tơ dòng điện vμ điện áp ngắn mạch mt pha, hỡnh 5-5

Hình 5-6 Mạch điện thay thế ngắn mạch pha Hình 5-5 Đồ thị véc tơ dòng v điện áp ngắn mạch pha

Từ phân tích ta lập mạch điện thay nh hình 5-6 Với E0 biểu thị nguồn máy phát với tổng trở thự tự thuận Z1 v chổ ngắn mạch Z2; Z0 điểm M v N

Mch in thay hình 5-6 hoμn toμn phù hợp với biểu thức (5-17) Điện áp U1 hai điểm M vμ N đặc tr−ng cho chổ ngắn mạch, điện áp rơi Z2 vμ Z0 lμ U2 vμ

U0

2 Ngắn mạch hai pha

Hình 5-7 Ngắn mạch hai pha máy phát đ.b Giả sử ngắn mạch hai pha b vμ c nh− h×nh 5-7, ta cã:

5-19

c b U

U& = &

5-20 = a I& 5-21 = + c a I

I& &

Để tìm trị số dòng điện ngắn mạch hai pha tr−ớc hết ta cộng ph−ơng trình (5-1) sau kết hợp với (5-20); (5-21) vμ (5-22)t ta đ−ợc:

0 ;

0 ;

0 0 1 2

0 = U = I + I =

I& & & & Tõ (5-19) suy thÕ vμo ph−¬ng trình (5-2) ta có: , thay vo (5-3) đợc:

0 = − c

b U

U& &

2 U

U& = &

hay lμ

1

0 (Z Z )I

E& = + &

2 Z Z E I I + = −

= & & &

Cuối ta đợc

2 1 2 2 3 ) ( Z Z E j I j I a a I a I a I I

In b c

+ − = − = − = + = − =

= & & & & & & &

& (5-22)

Bỏ qua r− ta có đồ thị véc tơ dịng điện vμ điện áp ngắn mạch hai pha nh− hình 5-8 vμ mạch điện thay nh− hình 5-9

H×nh 5-9 Mạch điện thay thế ngắn mạch pha Hình 5-8 Đồ thị véc tơ dòng v điện áp ngắn mạch pha

Từ phân tích so sánh ngắn mạch pha, pha chơng ny v ngắn mạch pha chơng ta thấy: Vì Z1 > Z2 > Z0 nên theo biểu thức (5-18); (5-22) v (4-1)

với giá trị E nh sÏ cã In1 > In2 > In3

Ch−¬ng

Máy phát điện đồng lμm việc với tải không đối xứng

5.1 Đại c−ơng

Chế độ tải không đối xứng máy điện đồng xáy - Tải pha khơng

- Khi có ngắn mạch không đối xứng hệ thống điện lực, đầu cực máy phát Chế độ tải không đối xứng th−ờng gây nên t−ợng bất lợi, nh−: điện áp khơng đối xứng; sóng điều hoμ s.đ.đ vμ dịng điện bậc cao; lμm tăng tổn hao; rơto nóng vμ máy rung

Để phân tích chế độ tải không đối xứng ta dùng ph−ơng pháp phân l−ợng đối xứng Phân dòng điện vμ điện áp thμnh thμnh phần thứ tự thuận; ng−ợc vμ không

0 2 1 1 I I I a a a a I I I c b a & & & & & &

= 5-1

0 2 1 1 U U U a a a a U U U c b a & & & & & & = 5-2

trong đó: a = ej2π /3; a2 = ej4π /3; + a + a2 =

Dòng điện kích từ it sinh s.đ.đ ứng với thnh phần thứ tự thuận E0 = E1 s.đ.đ thứ tự ngợc v không, không tồn E2 = Et0 = nh vËy:

; ; 5-3

1 1 U I Z

E& = & + & 0=U& +2 I&2Z2 0=U& +0 I&0Z0 Từ phơng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 ta suy

5-4 ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ − − − = − − − = − − − = 0 2 1 0 2 1 0 2 1 ) ( ) ( ) ( Z I Z I a Z I E a U Z I Z I a Z I E a U Z I Z I Z I E U c b a & & & & & & & & & & & & & & &

Các ph−ơng trình 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ sở để phân tích chế độ tải khơng đối xứng Nó gồm ph−ơng trình có chứa 12 ẩn số, (E0, Z1; Z2; Z0 biết), muốn giải đ−ợc tuỳ

tr−êng hỵp thĨ ta phải bổ sung thêm phơng trình

5-2 Các tham số máy phát điện đồng lμm việc tải không đối xứng

1 Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r1 + jx1

Tổng trở thứ tự thuận Z1 lμ tổng trở máy lúc tải đối xứng, với x1 = xđb máy

cùc Èn, m¸y cùc låi lμ xd theo h−íng däc trơc vμ xq theo h−íng ngang trơc

2 Tỉng trë thø tù thn Z1 = r1 + jx1

Nh− từ trờng dòng điện dọc trục v ngang trục nh hình 5-1 không hổ cảm với v ta có mạch điện thay theo hớng däc trơc nh− h×nh 5-2 vμ ngang trơc nh− h×nh 5-3

Hình 5-1 Mơ hình máy phát Hình 5-2 H−ớng dọc trục có Hình 5-3 H−ớng ngang trục có đồng ứng với thứ tự ng−ợc dây quấn cản (a); khơng có (b) dây quấn cn (a); khụng cú (b)

Trên mạch điện thay thế: x điện kháng tản phần ứng; xd điện kháng dọc trục

phần ứng; xq điện kháng ngang trục phần ứng; xt điện kháng tản dây quấn kích thích; xcd điện kháng tản dọc dây quấn cản; xcq điện kháng tản ngang trục dây quấn c¶n

Theo mạch điện thay ta xác định đ−ợc điện kháng dọc trục vμ ngang trục

- Khi có dây quấn cản: - Khi dây quấn cản

cd t d u u d x x x x x σ σ σ 1 1 + + + = ′′ 5-5 t d u u d x x x x σ σ 1 + + =

′ 5-6

cq q u u q x x x x σ

σ 1 1

1 + +

=

′′ 5-7 xq′ = xσu + xuq = xq 5-8

Nh có dây quấn cản

2

q d x

x

x = ′′ + ′′ , th−êng xd′′ ≈ xq′′ nªn x2 = xd′′ = xq′′ 5-9

Khi kh«ng cã dây quấn cản

2

q d x

x

x = ′ + ′ 5-10

Th−êng xσ− < x2 < x1, víi m¸y cùc ẩn x2* = 0,12 - 0,25 máy cực lồi có dây quấn cản x2* = 0,15 - 0,35 v dây quấn cản x2* = 0,3 - 0,6

Điện trở thứ tự ng−ợc r2 = r− + rr/2 (Với rr lμ điện trở rôto quy đổi phần ứng) Xác định x2 vμ r2 thí nghiệm: Đặt điện áp thấp vμo dây quấn stato quay rôto ng−ợc chiều từ tr−ờng quay với tốc độ n1 đo U2; I2; P2 pha từ tính đ−ợc:

2 2

I U

Z = ; 2

2 2

I P

r = ;

2 2 z r

3 Tỉng trë thø tù kh«ng Z0 = r0 + jx0

Dòng điện thứ tự không I0 pha cïng pha vỊ thêi gian nh−ng lƯch pha vỊ kh«ng gian mét gãc 1200 sinh khe hở s.t.đ đập mạch pha thời

gian nh−ng lƯch pha vỊ kh«ng gian 1200 Khi phân tích s.t.đ thnh sóng điều ho

thì có s.t.đ bội lμ tồn tại, nh− 3, 9, 15, Các dòng điện cảm ứng dây quấn kích thích vμ dây quấn cản từ tr−ờng bé, x0 chủ yếu từ tr−ờng tản rảnh vμ đầu nối gây nên Với máy cực ẩn x0* = 0,02 - 0,10; máy cực lồi x0* = 0,02 - 0,20

Điện trở thứ tự không r0 lớn r không nhiều nên thờng coi r0 = r

Các tham số Z0; r0; x0 xác định thực nghiệm Nối nối tiếp pha dây quấn stato đặt điện áp thấp vμo vμ cho rôto quay với tốc độ đồng bộ, xác định giá trị U0; P0

vμ I0 từ suy ra:

2 0

2 0 0

0

0 ;

3 ;

3 I x Z r

P r I

U

Z = = = −

5.3 ảnh h−ởng tải không đối xứng máy phát điện đồng

Khi tải không đối xứng máy có thμnh phần thứ tự thuận vμ ng−ợc, cịn thμnh phần thứ tự khơng th−ờng bé khơng tồn dây quấn pha th−ờng đ−ợc nối Y vμ trung tính nối đất Từ tr−ờng dòng điện thứ tự ng−ợc th−ờng gây nên t−ơng bất lợi cho máy phát, nh−: Điện áp không đối xứng lμm tăng tổn hao, rơto nóng vμ máy rung động

1 Điện áp tải không đối xứng

Khi tải không đối xứng điện áp đầu cực máy phát khơng đối xứng, nghĩa lμ chúng có biên độ khơng vμ góc lệch pha khác 1200 Điều nμy ảnh h−ởng xấu đến hộ dùng điện

2 Tæn hao tăng v rôto nóng

Khi ti khụng đối xứng từ tr−ờng quay ng−ợc sinh dòng điện có tần số 2f rơto lμm tăng tổn hao rơto vμ lμm cho rơto nóng lên, đồng thời tăng tổn hao vμ giảm hiệu suất

3 Hiện tợng máy rung

Khi ti khụng i xứng tác dụng t−ơng hổ từ tr−ờng cực từ với từ tr−ờng quay ng−ợc stato vμ từ tr−ờng quay thuận với từ tr−ờng dòng điện có tần số 2f rơto chúng gây nên mơmen quay có dấu thay đổi vμ lực đập mạch với tần số 2f tác dụng tiếp tuyến với bề mặt rôto lμm cho máy bị rung động vμ gây ồn

Th−ờng cho phép máy đồng lμm việc lâu dμi với tải không đối xứng dịng điện pha khơng v−ợt q định mức vμ mức độ sai lệch dòng điện pha không

5.4 Ngắn mạch không i xng

Hình 5-4 Ngắn mạch pha

1 Ngắn mạch pha

Giả sử pha a bị ngắn mạch mạch, h×nh 5-4, ta cã:

=

a

U& 5-12

0 = = c

b I

I& & 5-13

Ba ph−¬ng trình ny kết hợp với phơng trình (5-1); (5-2) v (5-4) thnh hệ thống 12 phơng trình 12 ẩn số v giải đợc

Trớc hết ta cã: I& =a I&n1 5-14

Tõ (5-13) vμ (5-1) ta suy ra:

5-15

2 I

I& = &

1

1

3

n a I

I I I

I& = & = & = & = & 5-16 Thay (5-16) vo (5-4) ta đợc:

0

0

1

Z Z Z

E I

I I

+ + = =

= & & &

& 5-17

v dòng điện ngắn mạch mét pha cã trÞ sè:

0

0

1

3

Z Z Z

E I

I In a

+ + = =

= & & &

& 5-18

Điện áp pha b vμ c xác định theo biểu thức cuối (5-4)

Bỏ qua r− ta có đồ thị véc tơ dòng điện vμ điện áp ngắn mạch pha, hỡnh 5-5

Hình 5-6 Mạch điện thay thế ngắn mạch pha Hình 5-5 Đồ thị véc tơ dòng v điện áp ngắn mạch pha

Từ phân tích ta lập mạch điện thay nh hình 5-6 Với E0 biểu thị nguồn máy phát với tổng trở thự tự thuận Z1 v chổ ngắn mạch Z2; Z0 điểm M vμ N

Mạch điện thay hình 5-6 hoμn toμn phù hợp với biểu thức (5-17) Điện áp U1 hai điểm M vμ N đặc tr−ng cho chổ ngắn mạch, điện áp rơi Z2 vμ Z0 lμ U2 vμ

U0

2 Ngắn mạch hai pha

Hình 5-7 Ngắn mạch hai pha máy phát đ.b Giả sử ngắn mạch hai pha b v c nh− h×nh 5-7, ta cã:

5-19

c b U

U& = &

5-20 = a I& 5-21 = + c a I

I& &

Để tìm trị số dòng điện ngắn mạch hai pha tr−ớc hết ta cộng ph−ơng trình (5-1) sau kết hợp với (5-20); (5-21) vμ (5-22)t ta đ−ợc:

0 ;

0 ;

0 0 1 2

0 = U = I + I =

I& & & & Từ (5-19) suy vo phơng trình (5-2) ta có: , thay vo (5-3) đợc:

0 = − c

b U

U& &

2 U

U& = &

hay lμ

1

0 (Z Z )I

E& = + &

2 Z Z E I I + = −

= & & &

Cuối ta đợc

2 1 2 2 3 ) ( Z Z E j I j I a a I a I a I I

In b c

+ − = − = − = + = − =

= & & & & & & &

& (5-22)

Bỏ qua r− ta có đồ thị véc tơ dịng điện vμ điện áp ngắn mạch hai pha nh− hình 5-8 vμ mạch in thay th nh hỡnh 5-9

Hình 5-9 Mạch điện thay thế ngắn mạch pha Hình 5-8 Đồ thị véc tơ dòng v điện áp ngắn mạch pha

Từ phân tích so sánh ngắn mạch pha, pha chơng ny v ngắn mạch pha chơng ta thấy: Vì Z1 > Z2 > Z0 nên theo biểu thức (5-18); (5-22) v (4-1)

với giá trị E nh cã In1 > In2 > In3

Phần V

Máy điện chiều

Chơng Dây quấn phần ứng máy điện chiều 6.1 Đại cơng

õy l phần dây quấn đặt rãnh lỏi thép phần ứng, có nhiều mạch vịng kín Dây quấn phần ứng lμ phận tham gia trực tiếp trình biến đổi l−ợng điện từ máy vμ chiếm tỷ giá đáng kể giá thμnh máy

Yêu cầu dây quấn phần ứng:

- Sinh đ−ợc S.đ.đ cần thiết, cho Iđm qua lâu dμi mμ khơng phát nóng mức cho phép Sinh đ−ợc mômen đủ lớn vμ đổi chiều tốt

- Tiết kiệm đ−ợc vật liệu, kết cấu đơn giản, lμm việc tin cậy vμ an toμn - Phân loại dây quấn:

Dây quấn xếp đơn giản, phức tạp Dây quấn sóng đơn gin, phc

1 Cấu tạo dây quấn phần ứng

Hình 1.2 Phần Hình 1.1 (a) d©y quÊn xÕp, (b) d©y quÊn

Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối với theo quy luật xếp sóng, nh hình 1.1 Phần tử l phần nhất dq, l bối dây có nhiều vòng Hai đầu của phần tử nối với phiến góp

Dây quấn phần ứng thờng đợc thực lớp, nên cạnh tác dụng của phần tử đợc phân bố, lớp trên v lớp dới, hình 1.2 Trong mét r·nh cã thĨ cã hc nhiỊu cỈp cạnh tác dụng, hình 1.3 Gọi Z l số r·nh thùc (sè r·nh cđa lâi thÐp phÇn øng) vμ Zngt = u.Z lμ sè r·nh nguyªn

tố (số rÃnh chứa cặp cạnh tác

dụng) Gäi S lμ sè phÇn tư, G lμ sè phiÕn gãp, ta cã quan hÖ: S = G = Zngt = u.Z

H×nh 1.3 (a) u = 1,

Hình 1.4 (a) dq đồng

2 Các bớc dây quấn

B−íc d©y qn thø nhÊt, ký hiƯu y1, lμ khoảng cách cạnh tác dụng phần tư B−íc d©y qn thø 2, ký hiƯu y2, lμ khoảng cách cạnh tác dụng thứ phần tử thứ v cạnh tác dụng thứ phần tử thứ hai

Bớc tổng hợp, ký hiệu y, l khoảng cách cạnh tác thứ cđa phÇn tư thø nhÊt vμ phÇn tư thø hai

B−íc phiÕn gãp, ký hiƯu yG, lμ kho¶ng cách hai phiến góp nối với hai đầu cđa mét phÇn tư

6.2 Dây quấn xếp n gin

1 Các bớc dây quấn a) B−íc d©y qn thø nhÊt

B−íc d©y quấn thứ nhất, hình 1.5 đợc tính: 2p Z

y1 = ngt ± 1.1

NÕu

ε

≠

dïng d©y quÊn

b−ớc ngắn đở tốn đồng

b) B−íc y vμ yG

Dây quấn xếp đơn giản

y = yG = 1.2

c) B−íc d©y qn thø hai

Dây quấn xếp đơn giản

y2 = y1 - y 1.3 Hình 1.5 B−ớc y1: (a) b−ớc đủ, (b) b−ớc ngắn, (c)

2 Giản đồ khai triển dây quấn

Xét dây quấn xếp đơn giản

cã Zngt = S = G = 16; 2p = Líp trªn 10 11 12 13 14 15 16

a) Các bớc dây quấn:

4 16

1 = ±ε = =

p Z

y ngt

dqb−ớc đủ

y = yG = vμ y2 = y1 - = - = 3

b) Thứ tự nối phần tử vμ giản đồ khai triển dây quấn, hình 1.6

Quy −íc:

- Cạnh phần tử lớp vẽ nét liền, lớp d−ới nét đứt

- Vị trí cực từ phải đối xứng, bề rộng

bc = bG = 0,7

τ

Hình 1.4 Giản đồ khai triển dây

- ChiỊu quay, chiỊu s.®.®

- Chổi than đặt trục cức từ

để có E vμ dòng điện phần tử bị nối ngắn mạch bé

3 Số đôi mạch nhánh song song

Xác định chiều s.đ.đ theo quy tắc bμn tay phải chiều A1 vμ A2 lμ cực (+), BB

1 vμ B2B lμ cùc (-) Nèi A 1

với A2 vμ BB1 với B2B nhìn từ ngoμi vμo ta đ−ợc sơ đồ nh− hình 1.7

4 Đa giác sức điện động dây quấn phần ứng

NÕu tõ cảm dới cực từ phân bố hình sin Ept lμ h×nh sin vμ ta cã thĨ biĨu diƠn Ept véc tơ m trị tức thời l hình chiếu lên trục tung

Góc lệch rÃnh nguyªn tè kỊ S

p.360 Z

p.360

α 0

ngt 0

=

= 1.4

Với thí dụ ta tính đ−ợc

α

= 450 vμ vẽ đ−ợc hình tia vμ đa giác s.đ.đ, hình 1.8 Hình 1.7 Sơ đồ ký hiu ca

- Đa giác s.đ.đ khép kín chứng tỏ tổng s.đ.đ mạch vòng điều kiện lm việc bình thờng dòng cần

- Hình chiếu đa giác s.đ.đ lên trục tung l E v thấy có đập mạch s.®.®

- Mỗi đa giác s.đ.đ ứng với đôi mạch nhánh

- Đỉnh đa giác s.đ.đ lμ điểm đẳng thế, nối dây cân bng

5 Sự đập mạch điện áp

/2) cos U

U1 = 2 α ;

Hình 1.8 (a) hình sức điện động, (b) đa giác sức điện

H×nh 1.9 Sự đập mạch sức

/2) cos (1 2 1 2

U U

U 1 2

tb = + α

+

/2) cos (1 U 2 1 U U U U

ΔU = 2 − tb = tb − 1 = 2 − α 1.6

Sự đập mạch đ/a đ−ợc biểu thị hình 1.9 vμ đ−ợc xác định:

tg α/2

/2) cos (1 0,5.U

/2) cos (1 0,5.U U

ΔU 2

2 2 tb

= +

− =

α α

1.7

G/2p 180 S/2p

180 S

p.360

α = 0 = 0 = 0 Khi G/2p = độ đập mạch < 1%

6.3 D©y quÊn xÕp phøc tạp

1 Bớc dây quấn.

S khỏc dq xếp đơn vμ xếp phức lμ b−ớc phiến góp yG Dq xếp phức có yG = m (m = 2, ) th−ờng m = Nếu yG = cạnh tác dụng phần tử thứ không nối với phần tử thứ mμ nối với phần tử thứ 3, khép kín mạch Nếu hết chu vi phần ứng mμ nửa số phần tử đ−ợc chừa ra, ta thực tiếp mạch vòng thứ hai Dq

xếp phức gồm dq xếp đơn xen kẽ nhau, hình 1.10 Hình 1.10 Nối pt dq

2 Giản đồ khai triển dq

XÐt dq xÕp phøc t¹p cã yG = m = víi 2p = 4; Znt = S = G = 24

a) C¸c b−íc dq

4 2 6 y y y 2; y y 6; 6 24 ε 2p Z

y nt G 2 1

1 = ± = = = = = − = − =

b) Tr×nh tự nối phần tử

Vi cỏc bc dây quấn xác định trên, ta thực trình tự nối dây quấn vμ đ−ợc dây quấn xếp đơn độc lập với nhau, nh− hình bên

c) Giản đồ khai triển dây quấn

Theo thứ tự nối phần tử dây quấn ta vẽ đ−ợc giản đồ khai triển nh− hình 1.11

d) Hình tia v đa giác s.đ.đ

Với số liệu dây quấn ta xác định đ−ợc góc lệch hai phần tử liên tiếp lμ:

Hình 1.11 Giản đồ khai triển dq xếp phức

0

0 0

30 24

2.360 S

p360

α = = =

Số mạch nhánh song song

Dây quấn sóng phức tạp có số đôi mạch nhánh song song lμ a = mp Với dây quấn xét có số đơi mạch nhánh song song a = mp = 2.2 =

Khi = ±ε

p Z

y nt

2

1 nÕu

ε

= ta cã

dây quấn xếp phức gồm mạch điện độc lập, cịn

ε

≠

ta có mạch

điện khơng độc lập nh− hình 1.13

Hình 1.13 Dây quấn có: a) mạch điện

kớn c lp; b) khơng độc lập Hình 1.12 Hình tia vμ đa giác s.đ.đ dq a)

6.4 Dây quấn sóng đơn

1 B−íc dq.

B−ớc dây quấn thứ nh− dây quấn xếp đơn; B−ớc dây quấn tổng hợp

p 1 G y

y = G = ± 1.8

BiÓu thøc 1.8 lấy dấu (-) ta có dây quấn trái (thờng dùng), lấy dấu (+) ta có dây quấn phải

B−íc d©y qn thø hai y2 = y - y1 1.9

Tõ biÓu thøc 1.8 cã thÓ viÕt:

p 1 p Z p

1 Z p

1 G y

y nt nt

G = ±

± = ± =

=

Vì =2 p Znt

nên hai cạnh tác dơng cđa hai phÇn tư nèi tiÕp sÏ lƯch mét gãc

1/p b−ớc rãnh từ tr−ờng 2 Giản đồ khai triển dq

Xét dây quấn sóng đơn có: G = S = Znt = 15; 2p = a) B−ớc dq

3 4 3 4 15 ε 2p Z

y nt

1 = ± = − = dây quấn bớc ngắn; 2 7

1 15 p

1 G y

yG = = ± = = dây quấn trái

b) Thứ tự nối phần tử

c) Gin đồ khai triển dây quấn

Từ thứ tự nối phần tử dây quấn ta vẽ đ−ợc giản đồ khai triển nh− hình 1.14 Trên giản đồ ta thấy phần tử nối với phần tử vμ 15 cách phần tử vμ nằm d−ới cùng cực tính (cực S), nh−ng nối đến phần tử trở chúng nằm d−ới cực N Nh− quy luật nối lμ nối hết phần tử nằm d−ới cực cực tính lại nối phần tử d−ới cực tính khác hết

d) Hình tia vμ đa giác s.đ.đ Hình 1.14 Giản đồ khai triển dq

Với số liệu dây quấn ta xác định đ−ợc góc lệch hai phần tử liên tiếp lμ:

0

0 0

48 15

2.360 S

p360

α = = =

Từ vẽ đ−ợc hình tia vμ đa giác s.đ.đ nh− hình 1.15

Hình 1.15 Hình tia v đa giác s.đ.đ dq

3 Số đôi mạch nhánh

Dây quấn sóng đơn có a =

6.5 Dây quấn sóng phức tạp

1 Bớc d©y qn

Dây quấn sóng phức tạp, phần tử nối tiếp hết vòng quanh bề mặt phần ứng khơng trở bên cạnh phần tử xuất phát mμ cách m phần tử, từ nối hết tất phần tử tạo nên m mạch vịng kín khác B−ớc vμnh góp

p m G y

y = G = ± 1.10

Các b−ớc dây quấn khác giống nh− dây quấn xếp đơn giản

2 Giản đồ khai triển

a) C¸c b−íc d©y qn

4 4 2 4 18 ε 2p Z

y nt

1 = ± = − =

b−íc ng¾n 8

2 18 p

m -G y

yG = = = −2 =

y2 = y - y1 = - =

Hình 1.16 Giản đồ dq sóng phức tạp với

b) Tr×nh tù nèi d©y quÊn

D©y quÊn nμy cã mạch vòng kín

c) Gin khai trin

Từ trình tự nối phần tử ta vẽ đ−ợc giản đồ khai triển dây quấn nh− hình 1.16

d) Hình tia v đa giác s.đ.đ

Với số liệu dây quấn ta xác định đ−ợc góc lệch hai phần tử liên tiếp lμ:

0 0

0

40 18

2.360 S

p360

α = = =

Từ vẽ đ−ợc hình tia vμ đa giác s.đ.đ nh− hình 1.17

3 Số đơi mạch nhánh

D©y quÊn sãng phøc cã:

a = m

1.5 Dây quấn hổn hợp

Dây quấn hổn hợp l kết hợp dq xếp v dq sãng, nh− h×nh 1.18

H×nh 1.17 H×nh tia v đa giác s.đ.đ dq

1.6 Dây cân điện

1 Dây cân lo¹i mét

Dây cân loại dùng cho dây quấn xếp đơn, nối điểm đẳng dq với nhau, điểm vμ 9; vμ 10; vμ 11, hình 1.6 vμ hình 1.8(b) Dây cân loại nhằm cân điện nhánh d−ới cặp cực khác

2 Dây cân loại hai Hình 1.18 Dq

Dây cân loại dùng cho dây quấn sóng phức tạp Với

dq xp phc tạp dq xếp đơn dùng dây cần loại dq xếp đơn dùng dây cần loại

Ch−¬ng Đại cơng máy điện chiều 7.1 Cấu tạo máy điện chiều

Cấu tạo máy điện chiều nh hình 2.1

1 Phần tĩnh (Stato)

Phần tĩnh máy điện chiều gồm phần sau:

a) Cực từ

Đây l phận sinh tõ tr−êng chÝnh m¸y, nã bao gåm:

- Lõi cực từ: Hình dạng nh− hình 2.1, lμm thép khối dẫn từ chiều Tuy nhiên để giảm kích th−ớc, ngμy đ−ợc lμm thép kỹ thuật điện (KTĐ) cán lạnh khơng đẳng h−ớng

- D©y qn cùc tõ chÝnh

Đ−ợc lμm dây dẫn trịn có bọc cách điện dây dẫn tiết diện chử nhật quấn định hình lồng vμo thân cực từ Các dây quấn kích thích đặt cực từ th−ờng đ−ợc nối nối tiếp với

b) Cùc tõ phô

Đây lμ phận dùng để cải thiện đổi chiều - Lõi cực lμm thép khối

- Dây quấn cực từ phụ, đặt cực từ phụ vμ nối nối tiếp với dây quấn phần ứng qua chổi than Cực từ phụ đ−ợc bố trí xen kẻ với cực từ

c) G«ng tõ

Lμm mạch dẫn từ, nối liền cực từ vμ phụ, đồng thời lμm vỏ máy Máy nhỏ vμ vừa gông từ lμm thép tấm, máy lớn lμm thép đúc

d) C¸c bé phËn kh¸c

- Nắp máy: Để che chắn vật ngoμi rơi vμo máy vμ lμm giá đở ổ bi - Cơ cấu chổi than: Hộp chổi than vμ chối than đ−ợc cố định nắp máy

Hình 2.1 Mặt cắt dọc v ngang máy điện

2 Phần quay (Roto) a) Lâi thÐp phÇn øng

Đây lμ phận dẫn từ xoay chiều, nên lμm thép KTĐ, dμy 0,35 - 0,5 Trên lõi thép có dập rãnh để bố trí dây quấn phần ứng Máy nhỏ vμ vừa có lổ thơng gió h−ớng trục, máy lớn cịn có kênh thơng gió h−ớng kính, hình 2.3

b) Dây quấn phần ứng

õy l phận tham gia trực tiếp trình biến đổi l−ợng điện từ, đ−ợc phân bố rãnh lõi thép phần ứng, hình 2.4 Dây quấn phần ứng xét ch−ơng

c) Cæ gãp

Đây lμ phận để đổi chiều dịng điện hay coi lμ chỉnh l−u khí Cổ góp bao gồm phiến góp lμm đồng, đ−ợc ghép vμ ép lại thμnh cổ góp hình trụ Giữa phiến góp có lớp cách điện mica dμy 0,4 - 1,2 mm

d) c¸c bé phËn kh¸c

- Trơc m¸y - Quạt gió

Hình 2.3 Lá thép phần ứng H×nh 2.4 R·nh lái thÐp

H×nh 2.5 PhiÕn gãp vμ cæ gãp

7.2 trị số định mức

Đối với máy điện chiều trị số định mức bao gồm: - Công suất định mức Pđm (kW)

- Điện áp định mức Uđm (V) - Dòng điện định mức Iđm (A) - Tốc độ định mức nđm (vg/ph)

7.3 Nguyªn lý lμm viƯc máy điện chiều

Hỡnh 2.6 Sơ đồ nguyên lý lμm việc

Sơ đồ ngun lý nh− hình 2.6 Nó gồm khung dây abcd hai đầu nối với phiến góp, đặt từ tr−ờng nam châm vĩnh cửu N-S, hai chổi điện A vμ B đặt cố định vμ tỳ sát lên phiến góp

Khi cho khung dây quay, theo định luật cảm ứng điện từ dẫn ab vμ cd cảm ứng đ−ợc s.đ.đ

e = Blv (v)

Trong đó: - B (T) lμ từ cảm nam châm N-S - l (m) lμ chiều dμi dẫn - v (m/s) lμ vận tốc dμi dẫn

Tại thời điểm hình 2.6 dẫn ab nằm d−ới cực N nên s.đ.đ có chiều h−ớng từ b đến a, dẫn cd nằm d−ới cực S có s.đ.đ chiều h−ớng từ d đến c Lúc nμy dòng điện chạy mạch ngoμi h−ớng từ chổi A (+) đến chổi B (-) Khi khung dây quay đ−ợc 1/2 vòng, dẫn cd lúc nμy nằm d−ới cực N nên chiều s.đ.đ vμ dòng điện h−ớng từ c đến d, còn dẫn ab nằm d−ới cực S vμ chiều e h−ớng từ a đến b Nh− mạch ngoμi chổi A có dấu (+) vμ chổi B mang dấu (-)

Nh− chiều s.đ.đ vμ dòng điện dẫn thay đổi nh−ng chiều của chúng mạch ngoμi lμ không đổi Chổi A (+) vμ chổi B (-)

Sức điện động vμ dòng điện mạch ngoμi nh− hình 2.6b

Để có s.đ.đ lấy lớn vμ đập mạch ta bố trí nhiều khung dây nối tiếp vμ lệch góc nμo (dây quấn phn ng)

Trên l nguyên lý lm việc máy phát điện

Ch−ơng Quá trình điện từ máy điện chiều 8.1 Sức điện động, mômen vμ công suất điện từ

Giả sử chiều

φ

δ nh− hình 4.1, cho phần ứng quay với tốc độ n, giả sử theo

chiều kim đồng hồ Từ thông

φ

δ quét qua dây quấn phần ứng vμ cảm ứng lên

dÉn s.®.®:

etd = Btb.l.v 4.1

Trong đó:

Hình 4.1 S.đ.đ vμ mơ men điện từ Hình 4.2 Mơ men điện từ Trong máy phát điện chiều động điện chiều

60 n p 2 60

n D π

v= = τ vμ

l

Btb τδ

φ

= 4.2

VËy

60 n . p 2

etd = φδ 4.3

NÕu gäi N lμ tæng sè dẫn số dẫn nhánh song song l N/2a Nh s.đ.đ dây quấn phần øng sÏ lμ:

n C n 60a

pN e

2a N

Eu = td = φδ = eφδ (V) vËy E− = Ce φδ n 4.4

Trong đó:

φ

δ tính (Wb); n (vg/ph); Ce = pN/60a lμ hệ số S.đ.đ

Khi dẫn có dịng điện i− với chiều nh− hình 4.1 vμ 4.2, dẫn chịu lực điện từ tác động, chiều xác định theo quy tắc bμn tay trái, độ lớn:

f®t = Btb.l.i , với i = I /2a fđt = Btb.l I− /2a 4.5 vμ M = NfD/2 víi D = 2p

τ

/

π

vμ BB

tb =

φ

δ /

τ

l 4.6

Ta cã: M = CM

φ

δ.I− (N.m) 4.7

Hc CM. δ.Iu 9,81

1

M = φ (kg.m) 4.8

Trong chế độ máy phát M ng−ợc chiều n; E− chiều i− Chế độ động ng−ợc li

- Công suất điện từ

Đây lμ công suất ứng với M lấy vμo chế độ máy phát vμ đ−a chế độ động

P®t = M.

ω

víi

60 n 2

ω= π lμ tốc độ góc phần ứng

u u u δ u

δ

dt .n.I E I

60a pN .I

a 2π

pN . 60

n 2π

P = φ = φ = víi n

60a pN Eu = φδ

VËy P®t = E−.I− 4.9

Chế độ máy phát: Đầu vμo c/s P = M.

ω

; Đầu c/s điện P = E−.I−

Chế độ động cơ: Đầu vμo c/s điện P = E−.I−; Đầu c/s P = M.

ω

8.2 Quá trình lợng v phơng trình cân

1 Tổn hao máy điện chiều a) Tổn hao (pcơ)

Đây lμ tỉn hao ma s¸t ỉ bi, chỉi than v vnh góp; tổn hao thông gió lm mát pcơ tû lƯ víi n vμ hiƯu st ỉ bi,

b) Tổn hao sắt (pfe)

Nguyên nhân từ trễ v dòng điện xoáy pfe

f1,2-1,6 v B2 Tổn hao không tải:

P0 = pcơ + pfe ta có M0 = p0 /

ω

c) Tổn hao đồng (pcu):

Bao gåm: pcu.− vμ pcu.t

pcu.− = I−2.R

− víi R− = r− + rf + rtx

pcu.t = Ut.it

d) Tỉn hao phơ (pf)

Tổn hao phụ đồng vμ thép (pf = 1%Pđm)

2 Quá trình lợng v phơng trình cân a) Máy phát điện

Gi P1 lμ c/s đ−a vμo đầu trục máy phát, để biến thμnh c/s điện từ phải các tổn hao pcơ vμ pfe

P®t = P1 - (pc¬ + pfe) = P1 - p0 = E−.I−

VËy P®t = P1 - p0 hay M.

ω

= M1

ω

- M0

ω

Công suất điện đa bé công suất điện từ lợng tổn hao trên R

P2 = P®t - pcu.− = E−.I− -I−2.R− = U.I−

Vậy ta đợc phơng trình điện áp:

U = E− - I−.R− 4.11 Hình 4.3 Giản đồ l−ợng chế độ máy

b) Động điện

Công suất lấy vo l c/s điện, c/s đa l c/s

P1 = P®t + pcu.− = E−.I− + I−2.R − = U.I

Ta có pt cần điện áp:

U = E− + I−.R− 4.12

C«ng suất đa đầu trục bé

hn c/s điện l−ợng tổn hao khơng tải Hình 4.4 Giản đồ l−ợng chế độ động P2 = Pđt - p0 hay Pđt = P2 + p0

hoặc M

= M2

+ M0

Ta có phơng trình cân mômen:

M = M2 + M0 4.13

Từ phân tích ta vẻ đ−ợc giản đồ l−ợng:

4 TÝnh chÊt thuËn nghịch máy điện chiều

Gi s máy lμm việc chế độ máy phát với

0

R U E I

u u

u 〉

− =

E− > U vμ M lμ mơmen hãm Nếu giảm It

φ

t giảm xuống, dẫn tới E− giảm xuống, cho tới E− < U I− đổi dấu, máy chuyển sang chế độ động

Ch−¬ng Đổi chiều dòng điện m.đ.1.c 9.1 Đại c−¬ng

Đổi chiều lμ toμn t−ợng 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 hoμn toμn lên phiến Lúc dịng điện chạy phần tử b lμ (+ i−), thời

điểm t = Tđc Chổi than rời khỏi phiến vμ phủ hoμn toμn lên phiến 2, lúc nμy phần tử (b) chuyển sang nhánh khác vμ dịng điện trong đổi chiều (- i−)

VÞ trÝ trung gian < t

< Tđc phần tử (b) bị nối ngắn mạch, dòng điện chạy phần tử (b) lúc ny biến thiên theo quy luật phức

tp, ph thuộc vμo trình độ phần tử (b) vμ phần tử đổi chiều nhánh khác

Hình 5.1 Quá trình đổi chiều dõy qun

Thờng Tđc< 0,001 (s) nên fđc = 1000 - 3000 (Hz)

5.2 Quá trình đổi chiều

Viết ph−ơng trình định luật K1 vμ K2 cho nút (1), (2) vμ mạch vòng phần tử (b) ta có:

i− + i - i1 = 5.1

i− - i - i2 = 5.2

rpt.i + (rd + rtx1).i1 - (rd + rtx2).i2 =

∑

e 5.3

Trong ú:

i l dòng điện chạy phần tử (b) bị nối ngắn mạch;

i1 vμ i2 lμ dòng điện chạy dây nối với phiến đổi chiều vμ 2;

rpt l điện trở phần tử dây quấn;

rd l điện trở dây nối;

rtx1 v rtx2 l ®iƯn trë tiÕp xóc gi÷a chỉi than víi phiÕn vμ 2;

∑

e lμ tổng s.đ.đ cảm ứng đ−ợc 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

≠

VËy

∑

e = eL + eM + e®c = epk + e®c 5.4

tx2 tx1 u tx2 tx1 tx1 tx2 r r e .i r r r r i + + + −

=

∑

5.5

Giả thiết rtx1 vμ rtx2 tỷ lệ nghịch với bề mặt tiếp xúc Stx1 vμ Stx2 chổi than vμ phiến góp vμ Nếu coi q trình đổi chiều từ t = đến t = Tđc , nghĩa lμ bc = bG thì:

S T t T S dc dc tx1 −

= vμ S

T t S

dc

tx2 = 5.6

Trong đó: S lμ mặt tiếp xúc toμn phần chổi than vμ phiến đổi chiều, rtx lμ điện trở tiếp xúc toμn phần Từ ta có:

tx dc dc tx tx1 tx1 r t T T r S S r − =

= dc tx

tx tx2 tx2 r t T r S S

r = = 5.7

Thay giá trị vo (4) ta có: n u dc r e ).i T 2t (1

i= − +

∑

víi

t) (T t T . r r dc 2 dc tx

n = 5.8

1 Đổi chiều đờng thẳng

NÕu

∑

e = ta cã u

dc

).i T

2t (1 i= −

Quan hệ i = f(t) lμ đ−ờng thẳng, hình vẻ ta có mật độ dịng điện:

PhÝa 1

dc dc 1 dc tx1 1 1 .tgα S T t T i . S T S i j = − = =

PhÝa vμo 2

dc 2 dc tx2 2 2 .tgα S T t i . S T S i

j = = =

Vì

α

1 =

α

2 nên j1 = j2 nghĩa lμ mật độ dịng điện phía phiến góp phía phiến góp vμo, điều nμy thuận lợi cho trình đổi chiều

Hình 5.2 Đổi chiều đờng

2 Đổi chiều ®−êng cong

Thùc tÕ ∑e ≠ 0, nªn ngoi dòng điện có dòng điện phô:

0 r

e i

n f = ≠

∑

5.9

Đờng biểu diễn rn v if nh hình 5.3 a) Đổi chiều trì hoÃn (

e > 0)

Lúc nμy i = icb + if vμ dòng điện đổi chiều qua giá trị zéro chậm đổi chiều đ−ờng thẳng (a

→

a'), hình

5.4 Khi đổi chiều trì hỗn

α

1 >

α

2 nên j1 > j2 tia lửa xuất phía chổi than Điều nμy giống nh− tia lửa ta mở cầu dao có tải

b) Đổi chiều vợt trớc (

e < 0)

Lúc nμy i = icb - if vμ dòng điện đổi chiều qua giá trị zéro sớm đổi chiều đ−ờng thẳng (a

→

a''), hình 5.5 Khi đổi chiều v−ợt tr−ớc

α

1 <

α

2 nên j1 < j2 tia lửa xuất phía chổi than vμo Điều nμy giống nh− tia lửa ta đóng cầu dao có tải

9.3 Nguyªn nhân sinh tia lửa v biện pháp khắc phục

1 Nguyên nhân a) Nguyên nhân

- Vμnh góp khơng đồng tâm với trục

- Sự cân phần quay không tốt gây dao động h−ớng kính

- Cổ góp khơng trịn, lc ộp chi than khụng

b) Nguyên nhân vỊ ®iƯn

- Sức điện động đổi chiều không triệt tiêu đ−ợc s.đ.đ phản khánh

∑

e

≠

- Sự phân bố không

của mật độ dòng điện bề mặt tiếp xúc - Tỏc dng nhit, húa

2 Biện pháp khắc phục

a) Giải tồn khÝ a) Bè trÝ cùc tõ phô

Sức từ động cực từ phụ Ff ngoμi việc phải cân đ−ợc F−q phải tạo nên đuợc

eđc đủ lớn lμm triệt tiêu epk

c) Xê dịch chổi than khỏi đờng trung tính hình học

Hình 5.4 Đổi chiều trì hoÃn Hình 5.5 §ỉi chiỊu

Hình 5.6 Xê dịch chổi than để Những máy nhỏ khơng bố trí cực từ phụ, để cải thiện đổi chiều ta xê dịch chổi than khỏi đ−ờng trung tính hình học

Trờng hợp máy phát ta xê dịch chổi than theo chiÒu quay mét gãc

β

=

α

+

γ

Trong đó: ứng với góc

α

lμ đ−ờng trung tính vật lý, thêm góc

γ

để tạo nên s.đ.đ đổi chiều đủ triệt tiêu s.đ.đ phản kháng epk Hình 5.6

d) D©y qn bï

Chơng 10 Máy phát điện chiều 10.1 Đại cơng

1 Mỏy phỏt in chiều kích thích độc lập

Gåm: m¸y ph¸t chiỊu kÝch thÝch b»ng nam ch©m vÜnh cưu, chÕ tạo với công suất bé Máy phát điện chiỊu kÝch thÝch ®iƯn tõ, ngn kÝch thÝch chđ u lấy từ ắc quy, công suất lớn, điều chỉnh điện ¸p dĨ dμng vμ d·i réng, h×nh 6.1a

2 Máy phát điện chiều tự kích thích

- MF1C kích thích song song, hình 6.1b Mạch kích thích nối song song với mạch phần ứng Dq kích thích có số vòng dây nhiều, tiết diện dây bé

- MF1C kÝch thÝch nèi tiÕp, h×nh 6.1c Dq kÝch thÝch nèi nèi tiÕp víi dq phÇn øng Dq kích thích có số vòng dây ít, tiết diện dây lớn

Hình 6.1 Nguyên lý kích thích loại - MF1C kích thích hổn hợp, hình

6.1d

10.2 Các đặc tính máy phát điện chiều

Máy phát điện chiều có đại l−ợng đặc tr−ng lμ: U, I−, It vμ n Trong n th−ờng đ−ợc giữ khơng đổi lại đại l−ợng xác định cho ta ng c tớnh

1) Đặc tính không tải U0 = E = f(It) I = 0, n = Cte;

2) Đặc tính ngắn mạch In = f(It) U = 0, n = Cte;

3) Đặc tính ngoi U = f(I) It = Cte; n = Cte;

4) Đặc tính ®iÒu chØnh I = f (It) U = Cte, n = Cte;

5) Đặc tính tải U = f(It) I = Cte, n = Cte;

Trong đặc tính đặc tính khơng tải lμ tr−ờng hợp đặc biệt đặc tính tải,

I = 0; Đặc tính ngắn mạch lμ tr−ờng hợp đặc biệt đặc tính điều chỉnh U =

Đặc tính khơng tải vμ ngắn mạch loại máy phát chiều giống nhau, nên ta xét chung Các đặc tính khác ta xét riêng cho loại máy

a) Đặc tính không tải

ly c tớnh khơng tải ta lμm thí nghiệm khơng tải Lúc cầu dao nối với tải bên ngoμi để hở, cho máy quay lên đến tốc độ n = nđm = const Tăng dần dịng kích từ It từ đến Itm lúc điện áp đầu cực máy đạt khoảng U = (1,15 - 1,25)Uđm Giảm It cho đến lúc U = Với máy kích từ độc lập đổi chiều dịng điện kích từ lại tăng vμ giảm theo chiều (-) ta đ−ợc toμn chủ trình từ trễ BABA'B'A nh− hình 6.2

Đoạn OB l s.đ.đ Ed = (2 - 3)%Uđm ứng víi It = lμ tõ d− g©y nên Đờng trung

bỡnh ca chu trỡnh t trễ lμ đặc tính khơng tải máy Đây lμ đặc tính từ hóa xác định phn tớnh toỏn t trng khụng ti

b) Đặc tính ngắn mạch In = f(It), U = 0, n = Cte;

Để có đặc tính ngắn mạch tất loại máy phát phải đ−ợc kích từ độc lập Nối ngắn mạch chổi than, quay máy lên tốc độ n = nđm, điều chỉnh It ta đ−ợc giá trị I

t−ơng ứng Khi ngắn mạch, E−=R−.I− R− bé nên để I−=(1,25-1,5)Iđm It bé nên mạch từ khơng bảo hịa quan hệ I− = f(It) lμ đ−ờng thẳng Đ−ờng máy ch−a khử từ;

đ−ờng máy khử từ

c) Tam giác đặc tính

Trên trục tọa độ vẽ đ−ờng đặc tính khơng tải (1) vμ đặc tính ngắn mạch (2), hình 6.4 Từ Inm = Iđm chiếu sang (2) vμ chiếu xuống trục It, ta đ−ợc It = OC Dòng It nμy

gồm phần: OD để sinh Enm = AD = BC, phần lại DC = AB để khắc phục phản ứng

phần ứng lúc ngắn mạch Ta giác ABC có cạnh AB vμ BC tỷ lệ với I gọi lμ tam giác đặc tính hình 6.4a Với máy kích thích hổn hợp dây quấn kích thích nối tiếp đ−ợc nối thuận, bù thừa cạnh AB nằm bên phải cạnh BC, hình 6.4b

Hình 6.4 Dựng tam giác đặc tính: a) phản ng phn

Hình 6.3 Đặc tính ngắn

1 Máy phát điện chiều kích từ độc lập a) Đặc tính ngoμi U=f(I) It=Cte, n=Cte

Theo phơng trình điện áp máy phát điện chiều U = E - RI nên I tăng, RI tăng v phản ứng phần ứng tăng, nên E giảm xuống, cuối l U gi¶m xuèng

100 (5 10)%

U U U % ΔU

dm dm 0

dm = −

− =

- Xây dựng đặc tính ngoμi ph−ơng pháp vẽ: Trên hệ trục tọa độ UOIt vẽ đặc tính U = f(It)

Trên trục It lấy It = OP = Cte, đặt tam giác đặc tính

ABC có cạnh AB vμ BC tỷ lệ với Iđm , cho đỉnh

A nằm đặc tính khơng tải, cạnh BC nằm

đ−ờng PP' đoạn PC = U I = Iđm Dóng sang hệ trục UOI ta đ−ợc điểm D' đặc

tính ngoi Từ ta tìm tiếp đợc các điểm D'' khác, hình 6.6

Chứng minh: Khi không tải

I = 0, dũng kớch t It = OP để sinh

ra E = U0 = PP' = OD Khi tải định

mức I = Iđm , dịng kích từ cịn lại phần It0 = OQ phần QP = AB để khắc phục phản ng

phần ứng Nh s.đ.đ cảm ứng đợc dq phần ứng l

E = QA = PB Điện áp đầu cực

sÏ lμ U = E− - R−I− = PB - BC = PC

Thực tế mạch từ có bảo hịa nên đ−ờng đặc tính ngoμi thực nghim l ng t nột, nm di

b) Đặc tÝnh ®iỊu chØnh It = f(I) U=Cte, n = Cte

Đặc tính điều chỉnh cho biết h−ớng cần phải điều chỉnh It nh− nμo để giữ cho U = Cte Th−ờng từ

không tải đến tải Iđm để giữ U = Uđm dòng It phải tăng từ (15-25)%, hình 6.7

Xây dựng đặc tính điều chỉnh ph−ơng pháp vẽ:

Vẽ đặc tính khơng tải, trục OU lấy U = Uđm

= OF Kẻ đ−ờng FD song song với trục hoμnh, cắt đặc

tính khơng tải điểm M Từ M hạ vng góc với trục hoμnh xác định đ−ợc điểm M' ứng với dịng kích từ It0 không tải I = Trên đ−ờng FD ta đặt tam gíac đặc tính ứng với I = Iđm, cho đỉnh A nằm đặc không tải, đỉnh C nằm đ−ờng FD vμ BC// OU Từ điểm C ta xác định đ−ợc điểm N, ON = Itđm, ứng với

Iđm

Hình 6.6 Đặc tính ngoi xây dựng theo phơng

Hình 6.7 Đặc tính điều

Cứ lμm nh− ta xây dựng đ−ợc đặc tính điều chỉnh, hình 6.8

Đ−ờng đặc tính điều chỉnh thực nghiệm lμ đ−ờng đứt nét có ảnh h−ởng ca bo hũa

2 Máy phát điện chiều kÝch tõ song song a) §iỊu kiƯn tù kÝch thÝch

Từ đ−ờng đặc tính khơng tải ta thấy, máy điện chiều ngừng hoạt động, lỏi thép cực từ chính, gơng từ cịn l−ợng từ thông d− Khi quay máy

đến tốc độ định mức n = nđm, ban đầu It = 0, lúc nμy đầu cực máy phát có mt in

áp

d cảm ứng nên, U = Ed = (2-3)%Uđm Nếu mạch kích từ đợc nèi kÝn nã sÏ

có dòng điện kích từ It0 chạy qua Dòng It0 sinh từ thông kích từ

d Nếu

t0 chiều với

d điện áp đầu cực máy phát tăng trởng, trính thnh lập điện áp đợc thiết lập Nếu

t0 ngợc chiều với

d chúng triệt tiêu v máy không tự kích đợc

in ỏp xỏc lp u cực máy phát lμ giao điểm đ−ờng đặc tính từ hóa mạch từ vμ đ−ờng đặc tính

Vol-Ampe mạch kích thích, hình 6.9 Từ ta có tg

α

= U/It

= Rt NÕu Rt lớn điện áp xác lập điểm øng víi Ed−

Vậy điều kiện để máy tự kích lμ: Hình6.9 q trình

- Máy phải có từ d

- Chiu quay ca máy phải phù hợp để

φ

t0 chiều với

φ

d− - Rt đủ nhỏ để U đạt giá trị yêu cu

b) Đặc tính ngoi U=f(I) Rt=Cte, n=Cte

Dạng đặc tính ngoμi nh− hình 6.10, đ−ờng máy phát kích thích song song, đ−ờng máy kích thích độc lập Ta thấy đ−ờng dốc đ−ờng lμ vì, với máy phát kích thích song song, tải tăng (I tăng), ngoμi nguyên nhân lμ cho điện áp u cc gim xung l:

- Sụt áp RI tăng

- Phản ứng phần ứng tăng lm E giảm

Nó nguyên nhân thứ l U giảm It = U/Rt

sẽ giảm, dẫn tới

φ

t giảm vμ E giảm nhiều Từ đ−ờng đặc tính ta thấy tải tăng đến giá trị tới hạn Ith ứng với điểm K sau điện áp tụt nhanh zéro, với dòng điện ngắn mạch xác lập I0 ứng với Ed− Điểm K

lμ điểm ứng với điểm chớm bảo hịa đ−ờng đặc tính khơng tải, sau lμ phần tuyến tính nên điện áp gim nhanh

Đặc tính ngoi máy phát kích thích song song xây dựng theo phơng pháp vẽ nh hình 6.11 Vì máy phát kích thích song song It phụ thuộc vo U nên đờng U = RtIt

lμ đ−ờng 0P qua gốc tọa độ

Hình 6.10 Đặc tính

Hình 6.11 Đặc tính ngoi xây dựng theo phơng

b) Đặc tính điều chỉnh It = f(I) U=Cte, n = Cte

Vì việc điều chỉnh dòng điện It không phụ thuộc nguồn kích từ lấy từ đâu nên đờng

3 Máy phát điện chiều kích thích hổn hợp

Máy phát điện chiều kích thích hổn hợp có d©y quÊn kÝch thÝch lμ song song vμ nèi tiÕp Tuỳ theo cách nối dây quấn nối tiếp m từ tr−êng kÝch thÝch cđa d©y qn cã thĨ cïng chiều (nối thuận) ngợc chiều (nối ngợc) Nối ngợc dùng cho máy phát hn điện chiều

a) Đặc tính ngoi U = f(I) n = Cte

Cuộn dây kích từ nối tiếp nối thuận nối ng−ợc, nên dạng đặc tính ngoμi nh− hình 6.12 Đ−ờng 1, nối thuận, bù thừa; đ−ờng 2, nối thuận, bù đủ; đ−ờng 3, kích thớch

song song; đờng 4, nối ngợc

Hình 6.12 Đặc tính ngoi

MF-Phng phỏp dng c tính ngoμi từ đặc tính khơng tải vμ tam giác đặc tính t−ơng tự nh− máy phát kích thích song song Trên hình 6.13, đ−ờng (1) lμ đặc tính khơng tải, đ−ờng (2) lμ lμ quan hệ

U = rtIt, đờng (3) l điện áp rơi

RI Giao ®iĨm cđa ®−êng (1) vμ (2) lμ ®iĨm M øng víi I− = dãng sang trơc

tung ta đợc U0, điện áp lúc không tải Tam giác ABC ứng với Iđm v trờng hợp bù thừa Cho ABC tÞnh tiÕn theo

đ−ờng thẳng 2, cho A' năm đ−ờng (1), C' nằm trên đ−ờng (2) G0C' = Uđm, dóng sang bên trái cắt đ−ờng Iđm cho ta điểm D lμ điểm đặc tính ngoμi ứng với Iđm Lμm t−ơng t vi tam giỏc A1B

Hình 6.13 Đặc tính ngoi theo phơng

Hình 6.14 Đặc tính điều chỉnh máy PĐ1C kích

B

1C1 øng víi I®m/2 ta

đ−ợc điểm D1 Nối điểm U0, D1, D ta đ−ợc đặc tính

ngoμi Khi cần bù điện áp đ−ờng dây tải ta tăng dịng kích từ nối tiếp vμ đặc tính ngoμi lμ đ−ờng đứt nét (ứng với điểm D')

b) Đặc tính điều chỉnh It = f(I) U=Cte, n = Cte

Đặc tính điều chỉnh máy kích từ hổn hợp nh− hình 6.14 với đ−ờng 1, nối thuận, bù đủ; đ−ờng 2, nối thuận, bù thừa; đ−ờng 3, nối ng−ợc

10.3 M¸y phát điện chiều lm việc song song

1 Điều kiện ghép song song máy phát.

Giả sử máy phát phát điện lên cái, ta cần ghép máy phát vμo lμm việc song song với máy 1, hình 6.15 Để việc ghép đ−ợc thuận lợi phải đảm bảo điều kiện sau:

Điều kiện thứ bắt buộc phải đảm bảo: không nối máy vμo l−ới hai máy bị ngắn mạch

Điều kiện thứ không đảm bảo: ghép máy vμo l−ới lμ máy phải nhận tải đột ngột (nếu E2 > U),

hoặc lμ máy chuyển sang lμm việc theo chế độ động (nếu E2 < U)

Điều kiện thứ không đảm bảo: Máy kích từ hổn hợp, cuộn kích từ nối tiếp th−ờng đ−ợc nối thuận Do vận hμnh lý nμo giả sử tốc độ máy tăng

lên, lúc s.đ.đ E1 tăng lên, I1 tăng lên vμ E1 tiếp tục tăng Cứ nh− máy dμnh hết tải vμ bị tải, máy chuyển sang lμm việc chế độ động

H×nh 6.15 Máy phát điện chiều lm việc

Phân phối vμ chuyển tải máy phát Giả sử máy phát lμm việc với tải I, có đặc tính ngoμi, đ−ờng (1) hình vẽ Nếu máy phát có đặc tính ngoμi dạng nh− đ−ờng (2), ta cần chuyển tải từ máy qua máy 2, trình đ−ợc tiến hμnh nh− sau: Tăng kích từ máy để đẩy đ−ờng (2) lên phía trên, đồng thời giảm kích từ máy (1) để hạ thấp đ−ờng (1) xuống, sao cho U = Cte vμ I = I

1 + I2 NÕu muèn chuyÓn

toμn tải sang máy ta tiến hμnh nh− trên, cho đến E1 = U, cắt hẳn máy

lới v máy mang tải ton bộ, hình 6.16

Chú ý rằng:Nếu ta giảm It1 qua nhanh mμ

E1 < U th× m¸y sÏ chun sang lμm viƯc ë chÕ

độ động Điều nμy nguy hiểm máy phát đ−ợc kéo động nhiệt

Hình 6.16 Phân phối tải

T hỡnh 6.16 ta nhận thấy muốn phân phối tải gi−ũa máy hợp lý vμ thuận lợi máy phải có đặc tính ngoμi có độ dốc nh−

Chơng11 Động điện chiều 11.1 Đại cơng

ng điện chiều đ−ợc sử dụng nhiều giao thông vμ nơi cần điều chỉnh tốc độ liên tục dãi rộng

Phân loại động chiều nh− máy phát: kích thích độc lập, song song, nối tiếp vμ hổn hợp

11.2 Mở máy động điện chiều Yêu cầu:

- Mômen mở máy cμng lớn cμng tốt để dể dμng thích ứng với tải - Dịng điện mở máy cμng cng tt

Các phơng pháp mở máy

1 Më m¸y trùc tiÕp

Theo ph−ơng pháp nμy cần mở máy ta việc đóng thẳng động vμo l−ới

Đặc điểm ph−ơng pháp: Tại t = 0, n = nên E = Ce

φ

n = 0, dòng điện mở máy lúc lμ:

u u

mm

R U R

E U

I = − = v× R− rÊt bÐ, th−êng R−* = 0,2 - 0,1 nên Imm = (5-10)Iđm

Hình 7.1 Mở máy nhờ biến trở

Ph−ơng pháp nμy đ−ợc áp dụng cho động có cơng suất bé, với động nμy R− t−ơng đối lớn

2 Më m¸y nhê biÕn trë

Sơ đồ mở máy nh− hình 7.1

Do cã biÕn trë m¾c nèi tiÕp vo mạch phần ứng nên dòng điện mở máy đợc tÝnh

f u f u mm

R R

U R

R E U I

+ = + −

=

Điện trở Rf đ−ợc chọn cho Imm = (1,4-1,7)Iđm đối với động lớn vμ Imm = (2,0-2,5)Iđm với động

bÐ

Theo sơ đồ hình 7.1 trình mở máy đ−ợc tiến hμnh nh− sau:

Khi t < 0, tr−ợt Rđc để vị trí b để

φ

t có

giá trị cực đại, chuyển mạch CM đặt vị trí số 1, toμn điện trở phụ đ−ợc nối nối tiếp với dq phn ng

Hình 7.2 Quá trình mở máy nhờ biến trở mắc vo mạch phần

Khi t = 0, động đ−ợc đóng vμo l−ới điện, có dịng điện I− vμ

φ

t phần ứng xuất hiện mômen M = CM

φ

tI− M > MC động quay, tốc độ động tăng từ đến giá trị nμo đó, s.đ.đ tăng theo n, (E = Ce

φ

tn) Khi E tăng lên

f u u

R R

E U I

+ −

dÉn tíi M gi¶m xng, gia tèc gi¶m xng I− vμ M gi¶m theo quy lt hμm mị, phơ thc vμo h»ng sè thêi gian R−-L− cđa d©y qn phần ứng

Tại thời điểm t = t1 I = (1,1 - 1,3)Iđm quay chuyển mạch sang vị trí 2, cắt bớt phần Rf khỏi mạch phần ứng, dòng điện I lại tăng lên, M tăng lên v n lại tiếp tục tăng

I− vμ M tăng gần nh− tức thời R− bé Quá trình tiếp tục nh− toμn

bộ Rf đ−ợc cắt khỏi mạch phần ứng vμ tốc độ động đạt đến giá trị định mức, hình 7.2

Mở máy cách giảm điện áp

Phơng pháp mở máy ny gần giống nh mở máy nhờ biến trở nhng cần phải có nguồn điều chỉnh đợc điện áp

11.3 Đặc tính động điện chiều

Đặc tính động điện chiều lμ quan hệ n = f(M), lμ đặc tính quan trọng động

Từ biểu thức s.đ.đ vμ ph−ơng trình điện áp động chiều ta có: φ

φ e u

e C

IR U C

E

n= = − 7.1

v× M = CM

φ

I nªn 2

e M

u e C C

M R C

U n

φ φ −

= 7.2

Xét lμm việc ổn định động theo phối hợp đặc tính động vμ đặc tính tải, hình 7.3a,b

Tr−ờng hợp hình 7.3a, lý nμo tốc độ động tăng lên n = nlv +

Δ

n MC > M vμ động bị hãm lại để trở nlv ban đầu ứng với điểm P Cũng tốc độ của động giảm xuống MC < M vμ động đ−ợc gia tốc để trở điểm P

Sự phối hợp đặc tính động vμ tải nh− hình 7.3b ng−ợc lại Nếu tốc độ

của động tăng lên MC < M vμ động tiếp tục đ−ợc gia tốc vμ tăng Nếu tốc độ

của động giảm tiếp tục giảm n =

Hình 7.3 (a) chế độ lμm việc ổn định, (b) chế độ lμm việc không

Vậy điều kiện để hệ lμm việc: ổn định lμ

dn dM dn

dM 〈 C 7.4

vμ không ổn định

dn dM dn

1 Đặc tính động điện chiều kích thích song song độc lập

NÕu U = U®m = Cte vμ I

t = Cte, M thay đổi,

φ

không đổi, ảnh h−ởng lμm

giảm

φ

phản ứng phần ứng ngang trục bé không đáng kể nên ta có ph−ơng trình đặc tính cơ:

Hình 7.4 Đặc tính động

K .M R n

n u

0 −

= 7.6

Đặc tính n = f(M) lμ đ−ờng thẳng, hình 7.4 Vì R− bé nên từ không tải đến định mức,

Δ

n = (2-8)% , hai loại

động có đặc tính cứng, phù hợp cho máy cắt gọt kim loại

a) Điều chỉnh n cách thay đổi

φ

Từ ph−ơng trình đặc

tÝnh c¬ 2

e M

u e C C

M R C

U n

φ φ −

=

Khi tăng Rđc ta giảm đ−ợc từ thơng

φ

, ta đ−ợc họ đ−ờng đặc tính có độ dốc khác ứng với:

φ

®m >

φ

' >

φ

'' >

φ

''' vμ n®m < n1 < n2 < n3

Hình 7.5 Điều chỉnh Hình 7.6 Điều chỉnh n Nh theo phơng

pháp ny ta điều chỉnh n > nđm hình 7.5

n b»ng b»ng c¸ch

b) Điều chỉnh n cách thay đổi Rf

Khi đ−a thêm Rf vμo mạch phần ứng, đặc tính lμ:

K ).M R (R n

n= 0 − u + f 7.7

Theo ph−ơng pháp nμy n0 = Cte, tăng Rf độ dốc đặc tính tăng lên, tức lμ tốc độ thay đổi nhiều tải thay đổi, hình 7.6

c) Điều chỉnh n cách thay đổi U

Vì thay đổi đ−ợc U < Uđm, nên

giảm U ta đ−ợc họ đặc tính độ dốc (độ cứng), hình 7.7

Hình 7.7 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi

U®m > U1 > U2 vμ n®m > n1 > n2

Đặc tính động điện chiều kích thích nối tiếp

Loại động nμy có It = I− = I vμ

φ

= KφI, Kφ = Cte I < 0,8Iđ,m, cịn I > 0,8Iđm Kφ giảm xuống ảnh h−ởng bảo hịa mạch từ

Tõ φ φ φ K C I C M 2 M u M = = 7.8 suy M C M Kφ φ =

thay vμo biÓu thøc

2 e M

u e C C

M R C U n φ φ −

= ta cã:

φ

φ C K

R M K C .U C n e u e M − = 7.9

Hình 7.9 Các sơ đồ đ/c tốc độ đ.c.đ.1.c kích từ

bá qua R− th×

M U ~

n hay 2

2

n C M =

7.10 Vậy đặc tính động điện chiều kích từ nối tiếp có dạng đ−ờng hypecpon, hình 7.8 (đ−ờng 1)

Từ đ−ờng đặc tính ta thấy động kích từ nối tiếp M tăng n giảm nhiều Đặc biệt không tải (I = 0, M = 0), tốc độ có trị số lớn Điều nμy nguy hại lμm gãy trục, với loại động nμy không đ−ợc để tải (truyền động đai) Chỉ cho phép lμm việc với công suất tối thiểu P2

= (0,2-0,25)Pđm

Hình 7.8 Đặc tính ®.c.®.1.c víi

Khi xét đến bμo hịa, đ−ờng M = f(n) lμ đ−ờng đứt nét

a) Điều chỉnh n cách thay đổi từ thông

φ

Với động kích từ nối tiếp việc thay đổi từ thông

φ

đ−ợc thực cách: mắc sun dây quấn kích thích, hình 7.9a; điều chỉnh số vịng dây kích thích, hình 7.9b; mặc sun vμo phần ứng, hình 7.9c

Hai sơ đồ 7.9a vμ 7.9b có kết quả, đ−ờng hình 7.8 Lúc đầu It = I, sau mắc sun điều chỉnh Wt It = K.It

Khi m¾c sun 1

R R R K st t st < + =

Khi thay đổi Wt, 1 W W K

t t′<

=

Biện pháp thứ mắc sun vo mạch phần ứng, lúc ny điện trở ton mạch giảm xuống

I tăng lên v It = I tăng lên,

tăng dẫn tới n < nđm, đờng hình 7.8

b) Điều chỉnh n cách thêm Rđc vo mạch phần ứng hình 7.8d

Lúc nμy điện trở tổng toμn mạch tăng lên nên It = I giảm xuống, đ/c n < nđm, đ−ờng vμ 5, hình 7.8

c) Điều chỉnh cách thay đổi điện áp

Vì đ/c U < Uđm nên n < nđm, đờng 6, hình 7.8

3 Đặc tính đ.c kích thích hổn hợp.

ng c kích từ hổn hợp th−ờng cuộn kích thích nối tiếp đ−ợc nối thuận (bù kích thích) đặc tính có dạng trung gian kích thích song song vμ kích thích nối tiếp, hình 7.10

§−êng kích thích hỗn hợp bù thuận; đờng kích thích hỗn hợp ngợc; đờng kích thích song song v ®−êng kÝch thÝch nèi tiÕp

11.4 Các đặc tính lμm việc động điện một chiều

Các đặc tính lμm việc động điện chiều lμ quan hệ: n, M,

η

= f(I−) U = Uđm = Cte

Đặc tính n = f(I−) giống nh− đặc tính n

= f(M) M ~ I− Đ−ờng ứng với động kích

thích song song, đ−ờng 2, với động kích thích hổn hợp dq nối tiếp nối thuận vμ nối ng−ợc; đ−ờng với động kích từ ni tip, hỡnh 7.11

Đặc tính M = f(I) U = Uđm = Cte Đây chính l quan hƯ M = CM

φ

I−

Với động kích thích song song

φ

= Cte nên đ−ờng M = f(I−) lμ đ−ờng thẳng (đ−ờng I)

Động kích từ nối tiếp

φ

~ I− nên M ~ I−2 đặc tính mơmen lμ đ−ờng parabol (đ−ờng IV) Động kích từ hổn hợp có đặc tính mơmen trung gian kích thích song song vμ nối tiếp (ng II v III)

Hình 7.10 Đặc tính đ.c.đ.1.c kích thích hỗn hợp so với loại đ.c

c tớnh hiu sut

= f(I−) U = Uđm = Cte nh− hình 7.12 Hiệu suất cực đại th−ờng đ−ợc thiết kế ứng với I− = 0,75Iđm

Th−ờng

η

= 0,75 - 0,85 với động công suất bé vμ

η

= 0,85 - 0,94 với động công

H×nh 7.12 HiƯu st

Ch−ơng : động điện pha có vμnh góp

Động pha có vμnh góp có kết cấu t−ơng tự nh− động điện chiều, nh−ng điện áp đặt vμo lμ điện áp xoay chiều pha Loại động nμy đ−ợc dùng nhiều máy sinh hoạt dân dụng

8.1 Sức điện động biến áp vμ sức điện động quay

Khi động điện pha có vμnh góp lμm việc dây quấn phần ứng cảm ứng đ−ợc loại sức điện động lμ: s.đ.đ biến áp vμ s.đ.đ quay

1 S.®.® biến áp, Eba

Đặt điện áp xoay chiều pha U~ vo dây quấn kích từ K phần tĩnh, từ thông

dũng in xoay chiều tạo nên đập mạch với tần số f l−ới điện Khi n = từ thông biến thiên vμ xuyên qua dây quấn phần ứng vμ cảm ứng nên dẫn dây quấn phần ứng sức điện động nh− máy biến áp, Eba dây quấn kích thích lμ dây quấn sơ cấp vμ dây quấn phần

øng lμ thứ cấp Chiều s.đ.đ hai phía trục dây quÊn kÝch tõ K sÏ tr¸i dÊu

Nếu chổi than đặt đ−ờng trung tính hình học s.đ.đ dẫn hai phía trục dây quấn kích từ triệt tiêu nhau, hình 8.1a, nên Eba =

Nếu chổi than đặt trục dây quấn kích từ Eba

= Eba max, hình 8.1b

Trị hiệu dụng s.đ.đ biến áp l:

Eba = 4,44 f Wkdq

max 8.1

S.đ.đ biến áp chậm sau

φ

mét gãc 900, h×nh 8.1c

Khi chổi than lệch với đờng trung tính hình học gãc α, h×nh 8.2, th×:

Eba(

α

) = Ebasin

α

8.2

2 Sức điện động quay Eq

Nếu

φ

m = const, phần ứng quay với tốc độ n,

dÉn cđa d©y quÊn phÇn øng quÐt qua tõ tr−êng kÝch tõ

φ

v cảm ứng đợc s.đ.đ xoay chiều có tần sè f = pn/60, nh−ng

s.®.® lÊy đầu chổi than l s.đ.đ chiều, nh máy điện chiều, n

a pN

Eq m

60 φ

= 8.3

Khi chổi than nằm trung tính hình học Eq = Eqmax vμ chỉi than n»m trªn trơc dây quấn kích thích Eq =

Khi chổi than lệch với đờng trung tính hình học góc

, thì:

Hình 8.1 S.đ.đ Eba từ trờng đập mạch sinh

K K

H×nh 8.2 Eba khi

Eq(

α

) = Eq.cos

α

8.4

Nếu từ thông đập mạch với tần số f vμ phần ứng quay với tốc độ n phần tử dây quấn tồn loại s.đ.đ: S.đ.đ quay có tần số fq = pn/60 vμ s.đ.đ biến áp có tần số fba = f

Khi chổi than đặt đ−ờng trung tính hình học Eba =

cßn Eq

≡

φ

m n = const ChiỊu cđa Eq phơ thc chiỊu cđa n nh− h×nh 8.3

Khi chỉi than lƯch so víi trung tÝnh h×nh häc mét gãc

α

nμo

đó tồn hai loại Eba vμ Eq có tần số f Hình 8.3

α α 2

2

cos sin

q

ba E

E

E = + 8.5

8.2 §éng nối tiếp pha

1 Sơ lợc cấu tạo v nguyên lý lm việc

V kết cấu động điện pha giống nh− động điện chiều kích thích nối tiếp Nh−ng đ−ợc dùng với l−ới điện xoay chiều nên mạch từ đ−ợc lμm thép kỹ thuật điện Động nhỏ th−ờng có cấu tạo cực lồi, động lớn có cấu tạo cực ẩn Trên cực từ ngoμi dq kích thích K, để cải thiện đổi chiều ng−ời ta bố trí dq bù B vμ cực từ phụ F nh− động điện chiều, hình 8.4

Nguyên lý: Khi đặt đ/a xoay chiều pha vμo động cơ, từ

thơng

φ

tác dụng với dịng điện I chạy dây quấn phần ứng tạo nên mô men lμm cho động quay Vì phần ứng nối tiếp với dây quấn kích thích nên

φ

vμ I ln dấu với nhau, mơmen ln d−ơng hay động quay theo chiều xác định

Hình 8.4 Đ/cơ điện nối tiếp

Loi động pha nμy đ−ợc dùng nhiều máy sinh hoạt

2 Mômen động

Gi¶ sư:

i− = I−msin

ω

t 8.6

φ

=

φ

msin(

ω

t -

γ

) 8.7

víi

γ

lμ gãc lƯch gi÷a i− vμ

φ

tổn hao sắt từ Giống nh máy điện chiều, ta cã m«men tøc thêi

) sin(

sinω ω γ

φ π φ

π = +

= pNi pN I t t

Mt u um m 8.8 Hình 8.5 Đờng

cong i, φvμ M động Mômen trung bình

γ φ π π

π

cos

1

0

m u

t I

pN dt M

M =

∫

= = CMI−

φ

mcos

γ

8.9

Với I− lμ trị hiệu dụng dòng điện nhánh song song dây quấn phần ứng

φ

m lμ biên độ từ thơng kích từ,

γ

nhỏ nên cos

γ

≈

nên mômen động lớn

3 Đồ thị véc tơ

Gi s ng c quay với tốc độ n vμ chổi than đặt trung tính hình học, đặt điện áp U vμo động cơ, dòng điện I chạy dây quấn chậm pha so với U góc

ϕ

Từ thơng

φ

chậm pha so với I góc

γ

(tổn hao sắt) Sức điện động quay Eq

ng−ợc pha so với,

φ

(chế độ động cơ, E ng−ợc chiều I) Sức điện động biến áp Eba = (vì chổi than đặt trung tính hình học) Sức điện động rơi

trªn điện kháng dây quấn chậm pha so với I góc 900: S.đ.đ cảm ứng dây qn kÝch thÝch − j &IxK (xK

lμ ®iƯn kháng dây quấn kích thích); s.đ.đ tổng dây quấn khác (với l tổng điện kháng dây quấn phần ứng, dây quấn bù v dây quấn cực từ phụ) Sụt áp điện trở (với

∑

− j &I x

∑

x

∑

−I& r

∑

rlμ tỉng ®iƯn trë cđa

các dây quấn kể điện trở tiếp xúc chổi than) Ph−ơng trình điện áp động nối tiếp pha

8.10

∑

+ + +

−

= E I r jI(x x)

U& &q & & K

Hình 8.6 Đồ thị

Từ phân tích vμ ph−ơng trình 8.10 ta vẽ đ−ợc đồ thị véc tơ nh− hình 8.6 Động nối tiếp pha có cos

ϕ

= 0,7 - 0,95 tốc độ cμng cao hệ số cos

ϕ

cμng cao

4 Các đặc tính lμm việc

Đặc tính n = f(M) nh− động điện chiều kích thích nối tiếp, hình 8.7 Đặc tính hiệu suất

η

= f(M) vμ Cos

ϕ

= f(M) nh− hình 8.8

Để nâng cao hệ số cos

ϕ

th−ờng loại động nμy đ−ợc chế tạo với khe hở bé,

víi m¸y bÐ h¬n 100 kW,

δ

= 1,5 - 2,5 mm; máy có công suất lớn

= - mm

Hình 8.7 Đặc tính n Hình 8.8 Đặc tính = f(M) v Cos

f(M) 5 øng dông

Động điện có vμnh góp pha đ−ợc dùng nhiều lĩnh vực đ−ờng sắt, đầu máy xe điện, Với khả đạt tốc độ cao (3000 - 30.000 vg/ph) vμ phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng nên đ−ợc dùng cho máy hút bụi, máy mμi, máy khâu,

Với nguyên lý ng−ời ta chế động vạn để sử dụng l−ới điện xoay chiều chiều, sơ đồ

8.3 Động điện đẩy

Động điện đẩy dây quấn phần tĩnh

Động nμy phần tĩnh có dây quấn, kích từ K vμ bù B nối nối tiếp, đặt vuông trục với nhau, dây quấn phần ứng đ−ợc nối ngắn mạch Khi đặt điện áp xoay chiều vμo dây quấn phần tĩnh hình 8.8a

Nếu chổi than đặt đ−ờng trung tính hình học, ban đầu n = 0, S.đ.đ Eq = 0, từ

thông cuộn bù B cảm ứng nên Ebamax, hình b Vì dây quấn phần ứng nối ngắn nên nó có dịng I2 Dịng điện nμy tác dụng với

φ

K tạo nên mômen quay lμm động quay Lúc ta thấy d−ơng nh− có đẩy từ tr−ờng phần ứng vμ từ tr−ờng cực từ để tạo mơmen quay, nên có tên lμ động điện đẩy

Khi chæi than n»m trïng với trục dây quấn K Eba = 0,

hình c, nên I2 = v

mơmen khơng nên động khơng quay

BiĨu thức mômen quay có dạng quen thuộc:

Hình 8.10 Động điện đẩy dây quấn

8.11

) , cos( 2 K K mI I

C

M = φ & &

Vì góc I2 v

K gần không nên:

M

CmI2

K 8.12

2 Động điện đẩy có dây quấn phần tĩnh (Đ/c Tômxơn)

Trên phần tĩnh có dây quấn w, hình 8.11a, nhng chổi than xê dịch góc

bất kú Lóc nμy ta ph©n w thμnh hai

phần w1 = wsin

α

đóng vai trị cuộn K vμ w2 = wcos

α

đóng vai trị cuộn B, hình 8.11b Chiều quay loại động nμy phụ thuộc vμo chiều xê dịch chổi than đối với trục ca ca w

Hình 8.11 Đ/cơ có d©y quÊn

Khi

α

= 900, E

ba = 0, M = 0, lμ chế khụng

tải, hình 8.12a

Khi

α

= 0, Eba = Ebamax vμ d©y quÊn phÇn øng

có dịng điện I2, dịng điện nμy ng−ợc với dịng điện kích thích nên M = Tại vị trí nμy chổi than động đ−ợc xem nh− m.b.a lμm việc ngắn mạch, vị trí chổi than đ−ợc coi lμ vị trí ngắn mạch, hình 8.12b

Hình 8.12 Vị trí chổi than không tải (a) vμ ngắn Tại vị trí góc

α

khác đặc tính vμ đặc tính lμm việc giống nh− động kích

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt