Tài liệu Kỹ thuật điện_ Phần 4.12 pdf

lửa điện cơ, điện a.Nguyên nhân cơ: Do bề mặt chổi than không nhẵn, phận giữ chổi bị rung, chổi phân bố khơng đều, áp lực chổi lên cổ góp yếu b Nguyên nhân điện: Thí nghiệm chuyển mạch dịng điện xảy bình thường giá trị điện áp phiến góp có giá trị khoảng 25-35V máy có cơng suất vừa lớn, cịn với cơng suất nhỏ giá trị điện áp 50-60V Nếu giá trị điện áp phiến góp vượt giá trị sinh tia lửa Do có phản ứng phần ứng ngang tải, nên phân bố từ thông khe khí khơng đều, dẫn đến điện phiến góp khơng Các phiến góp rìa cực, điện áp đạt giá trị lớn c Nguyên nhân điện từ Ở môbin đảo chiều tồn sđđ: eth ek (sđđ khử), nên tích luỹ lượng Li 2 Khi chuyển chổi từ phiến góp sang phiến góp khác làm đứt mạch dịng điện, lượng bị phóng ngồi tạo thành tia lửa Nếu tia lửa lớn làm ngắn mạch phiến góp liền Sđđ eth lớn Khi tải lớn, phản ứng phần ứng ngang lớn làm phân bố điện áp phiến góp chênh lệch nhiều Khoảng không chổi bị ion hoá, gây tia lửa lớn 12.3.2 Các phương pháp giảm tia lửa 12.3.2.1 Giảm tia lửa nguyên nhân học Để chống tia lửa nguyên nhân ta phải mài chổi, đánh cổ góp giấy nháp mịn, điều chỉnh áp lực chổi lò xo giữ chổi v.v 12.3.2.2.Giảm tia lửa nguyên nhân điện: Từ phần trước ta thấy để giảm tia lửa điện ta cần phải giảm dòng điện phụ chuyển mạch xác định biểu thức: ik = e R k  ecu eq (12.9) R k Muốn giảm tia lửa phải cho ik =0 Từ biểu thức (12.9) ta thấy để giảm dịng ik có thể: -Tạo vùng chuyển mạch sđđ khử ek có chiều ngược với eth -Chọn điện trở mạch đảo chiều Rk lớn, tức phải chọn chổi có điện trở tiếp xúc lớn -Giảm sđđ eth Trong eth có ecư eq Cả sđđ tỉ lệ với tốc độ với dòng tải Để giảm eth ta giảm eq giảm ecư -Giảm eq 210 Sđđ eq xuất chổi đặt trung tuyến hình học (vì p.ư.p.ư làm độ cảm ứng từ đường trung tuyến hình học khác khơng B 0) Để loại trừ eq ta dịch chổi khỏi trung tuyến hình học góc  (đến trường trung tuyến vật lý) theo) theo chiều quay cuả rôto (nếu máy làm việc chế độ máy phát) ngược lại (nếu máy làm việc động cơ) Ở máy cực phụ, để làm yếu ecư ta dịch chổi khỏi đường trung tuyến vật lý) theo góc  Sự dịch làm yếu ecư không khử hoàn toàn Cần phải lưu ý) theo ecư tỷ lệ với dòng tải, tải thay đổi việc dịch chổi khỏi góc =+ xác khó Lúc ta dịch góc  ứng với dòng tải định mức -Giảm ecư Để giảm ecư phải tạo vùng chuyển mạch từ trường có hướng để sinh ek có chiều ngược với ecư tỷ lệ với dòng tải Người ta dùng cực phụ với cuộn dây nối tiếp với tải Để cho mạch từ cực phụ khơng bão hồ, khe khí cực phụ phải lớn Khi cực phụ chọn ta có ek thoả mãn yêu cầu máy điện chiều làm việc chế độ máy phát hay chế độ động (hình 12.7) N  N MF  T T.h.häc T T vËt lý Ncp §C + + + + +      + +    Scp S S Hình 12.6 Đường trung tuyến vật lý) theo trung tuyến hình học + +   Hình 12.7 Cực phụ cách nối cực phụ Khi chổi đặt trung tuyến hình học cực phụ khơng có ảnh hưởng tới từ trường Nhưng ta dịch chổi khỏi đường trung tuyến hình học theo chiều quay rôto, cực phụ khử từ cực chính, ngược lại trợ từ cho cực 2.Cải thiện đảo chiều cuộn khử Sđđ khử sinh cực phụ có khả khử ảnh hưởng phản ứng phần ứng vùng trung tuyến hình học Ở phần mặt cực, cuộn phụ không khử Nhằm giảm phản ứng phần ứng vùng mặt cực ta dùng cuộn khử đặt rãnh mặt cực chính, cuộn dây nối tiếp với cuộn rơto Để tránh tia lửa bao kín cổ góp, cổ góp người ta đặt vách ngăn làm chất cách điện bền vững với tác động hồ quang 211 CHƯƠNG 13 MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU 13.1 PHÂN LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU Máy phát điện chiều nguồn cung cấp lượng điện chiều Căn vào cách sử dụng nguồn điện kích từ, người ta chia máy phát điện thành: - Máy phát điện kích từ độc lập - Máy phát tự kích gồm: kích từ song song, kích từ nối tiếp, kích từ hỗn hợp (hình 13.1) Máy phát kích từ độc lập máy phát có nguồn kích từ độc lập với phần ứng, cịn máy tự kích từ phụ thuộc vào phần ứng U U U U v B1 B1 B2 b) a) c) d) Hình 13.1 Sơ đồ loại máy phát điện chiều a) Máy phát kích từ độc lập, b) Máy phát kích từ song song,c) Máy phát kích từ nối tiếp d) Máy phát kích từ hỗn hợp 13.2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA MÁY PHÁT Gọi U điện áp trụ nối dây máy phát, I dòng tải Ra - điện trở cuộn dây phần ứng, Rc - điện trở tiếp xúc chổi, Uc – tổn hao điện áp chổi, Eư-sđđ phần ứng Vậy ta có phương trình điện áp sau: U=Eư-Iư Ra-Uc (13.1) Hay U=Eư -Iư (Ra+Rc) U c Trong Rc= I ; đặt Rt=Ra+Rc vậy: u U=Eư -IưRt (13.2) 13.3 MÔMEN ĐIỆN TỪ CỦA MÁY PHÁT Khi động lai cấp cho máy điện chiều mômen M1 làm rơto quay, có kích từ, phần ứng xuất sđđ theo biểu thức (11.40) Nếu mạch ngồi kín, có dịng điện chạy dẫn Vì dịng điện chạy qua 212 dẫn nằm từ trường kích từ nên dẫn xuất lực điện từ có chiều xác định qui tắc bàn tay trái với giá trị: Fx=BxlIa Trong Bx-độ cảm ứng từ trung bình từ trường, l-độ dài tác dụng dây dẫn phần ứng, Ia dòng điện chạy dây dẫn, lực điện từ ngẫu lực nên ta có mơ men xác định biểu thức: Mx=Fx Da D =BxlIa a 2 (13.4) Mơmen Mx có chiều chống lại chiều quay mômen động lai cung cấp, mơmen cản Trong thực tế cực có N/2p dây dẫn, mơmen điện từ máy điện tính sau: N / 2p Với giá trị N đủ lớn đại lượng  B x giá trị trung bình Btb nhân với số dây quấn cực, vậy: N / 29 Mđt =2p M N / 29 x =2plIa B x N / 29 Với giá trị đủ lớn đại lượng B x giá trị trung bình B tb nhân với số dây quấn cực, vậy: N / 29 B Vì N x =Btb p     2 p  D Dl Bth= l l 2p Mđt =2plIa D Ia =  Iu vậy: 2a N Dl = pN a Ia Mđt=CmIư Hay (13.4a) p N Trong đó: Cm =  a số máy điện, D-đường kích rơ to, l-độ dài tác dụng dây dẫn phần ứng Biểu thức (13.4a) cịn nhận cách sau đây: Mđt = Pđt  Trong Pđt=EưIư , =2 tốc độ quay rô to Thay Eư biểu thức (13.40) ta được: Mđt= CeI u C  e Iư =CmIư 2 2 (13.5) Cm=Ce/2 Khi máy phát làm việc, trục máy ngồi Mdt cịn mơmen Mo ứng với tổn 213 hao công suất không tải (tổn hao tổn hao lõi thép) Như mômen máy phát bằng: Mmf=M0+Mđt (13.6) Ở chế độ ổn định mômen động lai (M1) phải mômen máy phát, vậy: M1 = M0+Mđt (13.7) 13.4 MÁY PHÁT KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Tính chất máy phát phản ảnh qua đặc tính chúng a Đặc tính khơng tải: Đặc tính khơng tải mối quan hệ hàm sđđ phần ứng với dịng kích từ khi: n = const, Iư = Tức Eư = E0 = f(ikt) Theo (13.40) Eư = Cen phạm vi  = Kikt, vậy: E0 = CeKikt.n Theo định nghĩa n = const, vậy: E0 = K0ikt Điều có nghĩa đặc tính khơng tải có dạng đường cong nhiễm từ sắt Trên hình 13.2a biểu diễn sơ đồ làm thí nghiệm lấy đặc tính máy phát, cịn hình 13.2b biểu diễn đặc tính khụng ti ca mỏy U Rtải Uktđ m P -Ikt®m I­ Ud­ Ikt® A m V Ikt Rp A Wkt a) b) Hình 13.2 Sơ đồ lấy đặc tính khơng tải máy phát điện kích từ độc lập 214 Ikt Do có tượng từ trễ đường cong E0 = f(ikt) tăng giảm dịng kích từ khơng trùng nhau, ta gọi tượng từ trễ Do kích từ độc lập ta đổi chiều dịng kích từ nên đặc tính có hai phía Để thuận tiện cho tính tốn ta thay đặc tính E0 = f(ikt) có từ trễ đường trung bình qua gốc toạ độ Từ đặc tính ta thấy phần đầu E0 = f(ikt) tuyến tính, sau sắt bão hồ, điện áp tăng khơng tỷ lệ với dịng kích từ Điểm cách biệt vùng tuyến tính bão hồ gọi điểm “đầu gối” b.Đặc tính tải: Đặc tính tải mối quan hệ điện áp trụ đấu dây với dịng kích từ Iư = const, n = const Tức U = f(ikt) Iư = const, n = const Khi có tải, điện áp trụ đấu dây nhỏ điện áp không tải E0 vì: - Sụt điện áp chổi (IưRt = U) - Do phản ứng phần ứng Vì đặc tính tải thấp đặc tính khơng tải, (đường hình 13.3) Nếu cộng vào đặc tính tải đại lượng IưRt ta đặc tính sđđ theo biểu thức: Eư = U + IưRt (đường hình 13.3) U U0 k I=0 A E®m B U®m C A’ I=I®m B’ C’ Ikt I’kt Ikt®m Ikt0 Hình 13.3 Đặc tính khơng tải, tải máy phát điện chiều kích từ độc lập Khi làm thí nghiệm, để lấy đặc tính ngồi đặc tính tải ta nhận đặc tính (đường 2) Với đặc tính ta có tam giác đặc trưng gồm: cạnh góc vng tích IưRt, cạnh góc vng khác sđđ phản ứng phần ứng, đỉnh góc vng nằm đường đặc tính Đoạn BC = IưRt khơng đổi dịng Iư = const, đoạn AB thay đổi theo độ bão hồ sắt từ 215 c)Đặc tính ngồi: Đặc tính ngồi mối quan hệ hàm điện áp trụ đấu dây với dòng tải dòng kích từ khơng đổi n = nđm Tức là: U = f(Iư) n = nđm, Ikt = const Sơ đồ thí nghiệm hình 13.2a Giữ cho Rkt = const Ikt = const, thay đổi điện trở tải ta đo dòng điện áp trụ đấu dây Đặc tính biểu diễn hình 13.4 U U0 U®m Ikt Ikt® Ikt0 m I®m Ingm Iư Hình 13.4 Đặc tính ngồi máy phát chiều I®m I Hình 13.5 đặc tính ngồi máy phát chiều Ta giải thích đặc tính sau: Vì U = Eư – IưRtải Mà Eư = Cen,  = kikt = const, n = const, Eư = const, vậy: U = Eư – IưRt ải = A – IưRtải Đây đường thẳng cắt trục tung điểm U = E0 (khi Iư = 0) điểm Ingm = E­ Rt Đây đơn toán học, song máy điện, tượng vật lý) theo đóng vai trị quan trọng Thật dòng Iư < Iđm p.ư.p.ư nhỏ, ta có đường thẳng; Iư > Iđm, p.ư.p.ư lớn làm cho đặc tính tách khỏi đường thẳng Khi U = ta có dịng ngắn mạch Độ giảm điện áp máy phát chiều xác định: U  E  U dm 100% U dm d Đặc tính điều chỉnh: Đặc tính điều chỉnh mối quan hệ hàm dịng kích từ với dịng phần ứng (dòng tải) U=const n = nđm Tức là: Ikt = f(Iư) U = const , n = nđm Từ hình 13.4 ta thấy tải tăng, điện áp máy phát giảm, để giữ cho điện áp khơng đổi phải tăng dịng kích từ Sơ đồ thí nghiệm hình 13.2, 216 thay đổi Rtải, điện áp U thay đổi, ta phải thay đổi điện trở mạch kích từ cho U = const Lấy đại lượng đo được, ta dựng đặc tính điều chỉnh hình 13.5 13.5 MÁY PHÁT KÍCH TỪ SONG SONG Máy phát kích từ song song máy phát tự kích, dịng kích từ lấy từ phần ứng Trên H.13.6 biểu diễn sơ đồ máy phát tự kích Rt¶i P U I A U0 A U=RktIkt V A Ikt Wkt gh Rp  Hình 13.6 Máy phát kích từ song song Ikt0 Hình 13.7 Điều kiện tự kích mát phát kích từ song song a Điều kiện tự kích máy kích từ song song Để máy phát kích từ song song tạo điện áp trụ đấu dây, cần thoả mãn điều kiện sau đây: - Máy phát phải có từ dư - Cuộn kích từ phải nối cho có dịng điện chạy qua sinh từ thông chiều với từ dư - Điện trở mạch kích từ phải nhỏ giá trị định Rth (điện trở tới hạn) Điều kiện rõ, khơng cần giải thích thêm Ta giải thích kỹ điều kiện thứ 217 Dùng máy lai quay rơto với tốc độ n, có từ dư nên cuộn dây xuất sđđ Vì mạch kích từ kín nên dịng kích từ chạy qua cuộn kích từ tạo từ thơng chiều từ dư, làm cho từ trường máy tăng lên, sđđ cảm ứng tăng lên, dịng kích từ tăng lên, q trình kết thúc điện áp trụ đấu dây xuất giá trị định mức Khi điện áp máy phát đạt giá trị định mức, tải máy phát Điều lúc xảy ra, thật vậy: Ở mạch kích từ ta có phương trình: d(L kt i kt ) dt d (L kt i kt )  dt (13.8) U i kt R kt  hay U  i kt R kt Trong đó: U0 - điện áp xuất đầu dây mạch kích từ; Rkt = Rđc = R (R- điện trở cuộn kích từ; Lkt- độ tự cảm mạch kích từ Nếu Rkt = const iktRkt đường thẳng có góc nghiêng  xác định biểu thức:(hình 13.7 ) tg  I kt Rkt  RKt I kt (13.9) Cứ giá trị Rkt ta có đường thẳng Trên hình 13.7 đường đặc tính khơng tải Khoảng cách đường đại lượng L kt  Eư = Edư Đại lượng L kt  L kt  di kt 0 dt di kt dt di kt dt Khi ikt = biểu diễn cường độ kích từ máy điện Khi U0 = IktRkt , q trình tự kích máy kết thúc Như giao điểm đường xác định điện áp máy phát tự kích Khi tăng Rkt điểm cắt đường lùi dần xuống gốc toạ độ Ở giá trị Rkt đường RktIkt tiếp tuyến với đặc tính khơng tải Q trình tự kích khơng thực điện áp cực máy phát nhỏ (hình 13.7) Điện trở gây cho đường IktRkt tiếp tuyến với đặc tính khơng tải gọi điện trở tới hạn (Rth) Như để trình tự kích thực điện trở mạch kích từ phải nhỏ điện trở tới hạn Ở máy phát tự kích khơng tự kích lý) theo sau đây: - Mất từ dư (phải mồi từ) - Quay không chiều quay - Cuộn kích từ đấu khơng - Cuộn kích từ bị đứt điện trở mạch kích từ lớn b.Đặc tính khơng tải Vì khơng thể đổi chiều dịng kích từ nên đường đặc tính khơng tải tức đường E0 = f(ikt) Iư = 0, n = nđm có nửa (hình 13.8) Edư 218 U U KÝch­tõ­®éc­lËp Imax I0 Ingm Hình 13.8 đặc tính khơng tải máy phát kích từ song song I®m I Hình 13.9 Đặc tính ngồi máy phát điện song song c Đặc tính tải: Đặc tính tải máy phát kích từ song song giốn máy phát kích từ độc lập d Đặc tính ngồi Do dịng kích từ máy phát kích từ song song phụ thuộc vào điện áp phần ứng, điều kiện Ikt=const khơng đảm bảo đặc tính ngồi máy kích từ song song mối quan hệ hàm điện áp trụ đấu dây với dòng tải Rkt=const n = nđm Tức là: U = f(Iư) Rkt = const, n = nđm Sơ đồ thí nghiệm hình 13.6 Đặc tính biểu diễn hình 13.9 Ta thấy đặc tính xuất phát từ điểm E0, dịng tải tăng, điện áp trụ đấu dây giảm, dòng điện tăng tới dịng cực đại (Iưmax), điện trở mạch ngồi tiếp tục giảm dịng khơng thể tăng Cho tới điện áp tải khơng (ngắn mạch) dịng ngắn mạch lúc nhỏ dòng định mức xác định bằng: I ngm  E d­ Rt (13.10) Điều giải thích sau: Khi dịng tải cịn nhỏ, p.ư.p.ư chưa đóng vai trò lớn, nên tải tăng điện áp trụ đấu dây giảm chủ yếu sụt áp điện trở Rtải (U = Eư – IưRtải) Khi dịng tải đạt giá trị định (Iưmax) p.ư.p.ư giữ vai trò chủ đạo Khi tăng dịng tải, máy bão hồ (dịng kích từ lớn) p.ư.p.ư làm cho điện áp giảm Điện áp giảm, dòng kích từ giảm dẫn đến E0 giảm làm cho Iư giảm Khi U = (ngắn mạch) I kt = 0, máy lúc từ dư (Edư) nên dịng ngắn mạch xác định (13.10) Đặc tính hình 13.10 đặc 219 nên stđ máy giảm dẫn đến điện áp trụ đấu dây giảm Để đảm bảo điện áp tải không đổi người ta thường tính stđ cuộn nối tiếp lớn stđ pưpư tức khử quá, ta có đặc tính ngồi trường hợp đường (hình 13.12b) Đặc tính ngồi máy nối ngược mềm (đường 3, hình 13.12b)) Rt¶i U P Uđ I V m Wkt A A Iđm­­­­­­­­­­­Iư Ikt Wkt Rp a) b) Hình 13.12 Máy phát kích từ hỗn hợp a)Sơ đồ, b)Đặc tính ngồi 13.8 CÁC MÁY PHÁT ĐIỆN MỘT CHIỀU LÀM VIỆC SONG SONG Hai máy phát điện chiều nối vào lưới chung gọi máy phát làm việc song song Hai máy phát làm việc song song tăng công suất cấp cho tải đảm bảo cấp lượng cho tải liên tục Khi hai máy phát làm việc song song, điện áp cấp cho tải khơng đổi dịng cấp cho tải tăng Hai máy phát điện mắc nối tiếp với nhau, trường hợp dòng điện khơng đổi điện áp lưới tăng Ta gặp máy phát làm việc nối tiếp, mà chủ yếu chúng làm việc song song với Về nguyên tắc cho n máy phát làm việc song song với nhau, song dựa nguyên tắc máy làm việc song song, ta nghiên cứu tính chất phương pháp đưa máy phát làm việc song song với 13.8.1 Hai máy phát kích từ song song làm việc song song: 222 a Điều kiện: Để đưa máy phát vào làm việc song song với máy phát khác, cần thoả mãn điều kiện sau đây: - Phải nối cực tính - Sđđ máy định đưa vào làm việc (II) phải điện áp máy phát làm việc (I) Trên hình 13.13 biểu diễn sơ đồ đưa máy phát II vào làm việc song song với máy phát I U Rtải A U0 Uđm + U V P1 P2 CM II - + FI A - A I I + FII - A I II Iđm III b) A a) hình 13.13 Hai máy phát làm việc song song a) Sơ đồ, b) Đặc tính ngồi CM-Bộ chuyển mạch b Cách thực Dùng động lai máy phát II với tốc độ cần thiết, chưa kích từ, đóng cực máy phát II vào lưới (ví dụ cực phải), lúc von mét V cho ta hiệu điện áp lưới máy phát II Bây kích từ cho máy phát II Nếu cực tính đấu von mét V cho ta giá trị U-E 0II Khi V số 0, đóng cực cịn lại vào lưới, ta đưa xong máy phát vào làm việc song song với máy phát khác 223 Sau đóng máy II vào lưới II, dịng máy II I II  E oII  U 0 R tII c Phân tải chuyển tải máy phát: Để bắt máy II chịu tải ta tăng tốc độ tăng dịng kích từ máy II Hai cách thực chất tăng lượng nhiên liệu đưa vào máy lai Thật vậy, tăng dịng kích từ máy II, làm cho dòng máy II tăng lên, mômen cản trục máy phát tăng, máy lai khơng có điều tốc tốc độ máy lai giảm, để giữ tốc độ không đổi ta phải tăng lượng dầu vào máy Nếu động có hộp điều tốc tốc độ máy phát khơng đổi, tác động điều tốc tăng lượng dầu đưa vào động lai Muốn để máy phát có cơng suất nhau, tải tải tỷ lệ cơng suất máy đặc tính máy vẽ hệ trục tương đối phải trùng Nếu đặc tính khơng trùng máy có đặc tính cứng chịu tải nhiều (hình 13.13b) Người ta chứng minh với điện trở tải định tăng dịng kích từ máy dẫn đến thay đổi dòng tải máy Vậy muốn chuyển tải máy phát phải tăng kích từ máy làm việc giảm kích từ máy định cắt dịng Nếu ta giảm quá, xảy tượng U- E < dòng chạy từ máy làm việc sang máy định cắt (ví dụ máy I) Máy I chuyển sang làm việc chế độ động cơ, mơmen tác động lên trục có chiều nên nguy hiểm cho máy I Vì để đề phòng người ta đặt rơle chống dòng điện ngược Khi có tượng dịng chạy ngược, máy ngắt 13.8.2 Các máy phát hỗn hợp làm việc song song: Sơ đồ nguyên lý) theo làm việc song song máy phát kích từ hỗn hợp biểu diễn hình 13.14 Sự khác hệ thống so với hệ thống trước là: hệ thống có dây cân nhằm đảm bảo để máy phát làm việc ổn định Sở dĩ phải dùng dây cân phải nối khơng nối dây cân bằng, máy phát ví dụ II lý) theo dịng tải tăng lên, dịng tải tăng từ thơng cuộn nối tiếp tăng dẫn tới E0II tăng làm cho IưII tăng , dẫn tới máy II cướp hết tải máy I máy I trở thành động cơ, nhận lượng từ máy II Máy II bị tải, chế độ làm việc song song bị phá vỡ Nếu ta nối điểm 1, dây dẫn (dây cân bằng) điện áp cuộn kích từ ln nhau, nên dịng III tăng lên điện áp cuộn kích từ máy I tăng làm cho II tăng Như ta thấy với nối cân nhiễu loạn máy chuyển sang máy máy giữ song song với Chú ý: không nối cân vào điểm 224 Rtải + - I Nối cân Dây cực âm Ikt1 Ikt2 Wkt1 W1 W2 Wkt2 Dây nối cân +­­­­­­­­­­­­­F2 +­­­­­­­­­­­­­F1 b) a) Hình 13.14 Hai máy phát chiều kích từ hỗn hợp làm việc song song CHƯƠNG 14 225 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 14.1 PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Động điện chiều phân loại theo kích từ thành loại sau: - Kích từ độc lập Kích từ song song Kích từ nối tiếp Kích từ hỗn hợp 14.2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA ĐỘNG CƠ Khi đưa máy điện chiều kích từ vào lưới điện hình 14.1 cuộn phần ứng chạy dòng điện, dòng điện tác động với từ trường sinh lực, chiều xác định quy tắc bàn tay trái, tạo mômen điện từ làm cho rôto quay với tốc độ n Trong cuộn dây xuất sđđ cảm ứng Eư = Cen, chế độ độ (khi n dịng Iư thay đổi) ta có phương trình sau: U N ­n Hướng dòng điện + Hướng sđđ  S Hình 14.1 Giải thích ngun lý) theo động điện chiều di ­ ) i ­ R t dt di U e ­  L a ­ i ­ R t dt (14.1) U  ( e ­ )  ( L a Hoặc: (14.2) Ở chế độ ổn định (n = const, Iư = const) ta có: U = Eư + Iư Rt Kết hợp với công thức (13.2) ta viết: U = Eư  Iư Rt Trong dấu “-“ cho máy phát, dấu “+” cho động 226 (14.3) (14.4) 16.3 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 16.3.1 Đặc tính động kích từ độc lập song song Đặc tính mối quan hệ hàm tốc độ mômen điện từ n = f(M) Ikt = const n U n0 ­n Rp M a) Mđm b) Hình 14.2 Động điện chiều kích từ song song: a)Sơ đồ, b)Đặc tính Để tìm mối quan hệ ta dựa vào hình 14.2 phương trình (14.4), (11.40), (13.5) Dịng kích từ xác định bằng: I kt  U kt ; R kt  = K1.ikt Thay (11.40) vào (14.4) rút n ta có: n I R U  ­ t Ce Ce (14.5) Rút Iư từ (13.5) thay vào (14.5) ta được: n MR t U  Ce CeCm2 (14.5a) Do Ikt = const nên  = const ta phương trình: n = n0 – BM Trong đó: n0  U Ce - gọi tốc độ khơng tải, cịn B  (14.6) Rt CeCm 2 Về mặt toán học đường thẳng (hình 14.2b), song máy điện chi phối tính chất máy cịn tượng vật lý) theo Thật vậy, tải tăng phản ứng phần ứng làm cho từ thơng máy giảm đặc tính biến dạng Nếu động có điện trở điều chỉnh mạch phẩn ứng giá trị số sau: B = (Rt + Rđc)/CeCm2 227 16.3.2 Đặc tính động kích từ nối tiếp Đó mối quan hệ n = f(M) với U = U đm, Rđc = const Sơ đồ động kích từ nói tiếp biểu diễn hình 14.3 n U n’ M Rđc nđm I 0,25Iđm Iđm c) b) a) I Hình 14.2 Động điện chiều kích từ nối tiếp: a)Sơ đồ, b)Đặc tính Từ cơng thức (14.3) ta có: n U  I ­ (R t  R dc ) Ce U =C  e M ( Rt  Rdc ) CeCm (14.7) Trong máy kích từ nối tiếp Ikt = Iư Ta xét trường hợp: a.Khi < Iư < Iđm – máy chưa bão hồ, trường hợp ta có  = KIư Vậy M = CmKIưIư = CmIư2 đó: Iư = Cm M Thay vào biểu thức (14.6) ta có: n= U  Cm M ( Rt  Rdc ) U  Cm M ( Rt  Rdc )  Ce KI u Ce KCm M Ce KCm M U Hay: n= C KC M  e m Trong A= C U e KC 'm Rt  Rdc A  B Ce K = M Rt  Rdc ; B= C K e Như phạm vi dòng tải nhỏ dòng định mức, đặc tính có dạng hypebol 228 b.Khi Iư > Iđm, máy bão hồ, đặc tính khơng trùng với đường hypebol (đường nét đứt hình 14.3b) Sự thay đổi tốc độ bình thường động nối tiếp xác định theo biểu thức: n' ndm nđm= n 100% dm Trong n’-tốc độ quay động tải thay đổi từ định mức tới 25% Qua phân tích ta thấy đặc tính động kích từ nối tiếp khơng có tốc độ khơng tải Khi tải giảm mức, tốc độ động tăng đột ngột khơng để động mắc nối tiếp làm việc không tải, thực tế không cho động nối tiếp chạy dây cu-roa 14.3.3 Đặc tính động kích từ hỗn hợp Hình 14.4 biểu diễn động kích từ hỗn hợp đặc tính n U W1 n n0 n0 W2 a) Iđm b) I M c) Hình 14.4 Động điện chiều kích từ hỗn hợp: a)Sơ đồ, b,c) Đặc tính Động gồm cuộn kích từ: cuộn nối tiếp cuộn song song Đặc tính động giống đặc tính động kích từ nối tiếp song song phục thuộc vào cuộn kích từ giữ vai trị định Ở động nối thuận, stđ cuộn dây chiều giữ vai trò chủ yếu cuộn song song So sánh đặc tính động kích từ hỗn hợp với nối tiếp ta thấy động kích từ hỗn hợp có tốc độ không tải (kho không tải từ thông nối tiếp khơng từ thơng kích từ song song khác khác khơng nên có tốc độ khơng tải) dịng tải tăng lên, từ thông cuộn nối tiếp tác động, đặc tính mang tính chất động nối tiếp Trên hình 14.4b biểu diễn đặc tính n=f(I) động kích từ song song (đường 1), 229 ... Sđđ khử sinh cực phụ có khả khử ảnh hưởng phản ứng phần ứng vùng trung tuyến hình học Ở phần mặt cực, cuộn phụ không khử Nhằm giảm phản ứng phần ứng vùng mặt cực ta dùng cuộn khử đặt rãnh mặt... (hình 13.1) Máy phát kích từ độc lập máy phát có nguồn kích từ độc lập với phần ứng, cịn máy tự kích từ phụ thuộc vào phần ứng U U U U v B1 B1 B2 b) a) c) d) Hình 13.1 Sơ đồ loại máy phát điện... áp trụ nối dây máy phát, I dòng tải Ra - điện trở cuộn dây phần ứng, Rc - điện trở tiếp xúc chổi, Uc – tổn hao điện áp chổi, Eư-sđđ phần ứng Vậy ta có phương trình điện áp sau: U=Eư-Iư Ra-Uc