TRÌNH CÂN BẰNG
1. Các tổn hao trong máy phát điện một chiều
Máy phát điện nhận công suất cơ biến thành công suất điện phát ra lưới điện. Các tổn hao năng lượng bao gồm:
· Tổn hao không tải: khi máy điện không tải đã
tồn tại. Ta có p0= pcơ+ pFe
o Tổn hao cơ pcơ: bao gồm tổn hao bi, ma sát chổi than với vành góp, tổn hao quạt thông gió.. các tổn hao này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ máy và làm cho ổ bi, vành góp nóng lên.
o Tổn hao sắt pFe: tổn hao sắt do dòng điện xoáy và từ trễ gây nên. Tổn hao này phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày của tấm thép, trọng lượng của lõi thép, từ cảm và tần số f. o Tổn hao cơ pcơ và tổn hao sắt pFe sinh ra
mômen hãm và mômen này tồn tại khi không tải nên gọi là mômen không tải M0. Ta có quan hệ: 0 ω0
P
M =
· Tổn hao đồng: bao gồm tổn hao đồng trên
mạch phần ứng pCuư và mạch kích từ pCut
o Tổn hao đồng trên mạch phần ứng pCuư bao gồm tổn hao đồng trong dây quấn phần
ứng I2ưrư, tổn hao đồng trong dây quấn cực từ phụ I2ưrf, tổn hao tiếp xúc giữa chổi than và vành góp ptx. Thường với chổi than graphit, điện áp giáng trên chỗ tiếp xúc của chổi than nên ptx=2Iư. Hiện nay ta thường gộp tất cả các tổn hao này thành tổn hao đồng trên phần ứng và ta có: pCuư =I2 ưRư (với Rư=rư+rf+rtx)
o Tổn hao đồng trên mạch kích từ pCut bao gồm tổn hao trên dây quấn kích từ và tổn hao đồng trên điện trở của mạch điều chỉnh kích thích. Ta có pCut= Ut It .
· Tổn hao phụ pf bao gồm tổn hao phụ trong
đồng và tổn hao phụ trong thép, thường pf=1% Pđm:
o Tổn hao phụ trong đồng do quá trình đổi chiều làm dòng điện trong phần tử đổi chiều, dòng điện phân bố không đều trên bề mặt chổi than làm tổn hao tiếp xúc lớn, từ trường phân bố không đều trong rãnh làm sinh ra dòng điện xoáy trong dây dẫn, tổn hao trong dây nối cân bằng…
o Tổn hao phụ trong thép là do từ trường phân bố không đều trên bề mặt phần ứng, các bulông, ốc vít trên phần ứng làm từ trường phân bố không đều trong lõi thép, ảnh hưởng của răng và rãnh làm từ trường đập mạch sinh ra…
2. Quá trình năng lượng và phương trình cânbằng: bằng:
Máy phát điện biến đổi cơ năng thành điện năng nên máy do một động cơ sơ cấp kéo với tốc độ nhất định. Giả sử công suất phần kích thích do một máy khác cung cấp nên ta không tính vào công suất đưa từ động cơ sơ cấp.
Công suất cơ đưa vào máy phát điện, một phần tổn hao không tải p0 (gồm tổn hao sắt và tổn hao cơ), còn lại biến đổi thành công suất điện từ: Pđt=P1- p0 = Eư Iư Khi có dòng điện chạy trong dây quấn phần ứng, một phần công suất điện từ bù vào tổn hao đồng nên công suất điện đưa ra P2: P2=Pđt-pCu =Eư Iư-I2 ư Rư=UIư
Cuối cùng ta có phương trình cân bằng sức điện động của máy phát điện một chiều là: U=Eư-Iư Rư
Chia 2 vế cho ta có phương trình cân bằng mômen của máy phát điện một chiều: M1=M0+M
Với M1 là mômen đưa vào đầu trục của máy phát điện; còn M0 là mômen không tải; M là mômen điện từ.
BÀI 6: CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN KÍCHTHÍCH ĐỘC LẬP THÍCH ĐỘC LẬP