Bài 5 : Máy điện một chiều
6. Máy phát điệ n1 chiều
6.2. Máy phát điện tự kích từ
a. Q trình và điều kiện tự kích từ:
Khi mở máy do cực từ có từ dư nên phần ứng có s.đ.đ Edư. S.đ.đ này sẽ cung cấp dịng điện kích từ qua cuộn kích từ tạo ra từ thơng 0 cùng chiều với dư và làm
cho s.đ.đ phần ứng tăng lên. Tiếp đó dịng kích từ tăng làm tăng 0. Q trình cứ
thế tiếp diễn cho tới khi cực t ừ bão hồ, tăng chậm làm Ikt khơng tăng nữa. Q trình từ kích kết thúc và s.đ.đ phần ứng đạt trị số cần thiết phụ thuộc trị số điện trở kích từ. Điều kiện để máy tự kích từ là:
- Máy phải có từ dư dư . Trường hợp mất từ dư hoặc máy mới sử dụng lần đầu, ta phải mồi từ bằng nguồn ngoài, tiện hơn cả là dùng ăcquy, quẹt hai đầu cực
114
ăcquy vào hai đầu cực cùng tên cuộn kích từ. Nếu làm ngược thì s.đ.đ khơng có khi ta bỏ nguồn kích từ đi.
- Dịng kích từ phải tạo ra 0 cùng chiều với dư nếu ngược chiều nó sẽ khử mất Edư và Ikt = 0. Q trình từ kích từ tự kết thúc U0 = 0
- Điện trở mạch kích từ khơng lớn q để dịng Ikt đủ tăng được. Từ thông 0 ở
mức độ xảy ra q trình tự kích từ. Nếu Rkt qua lớn, làm cho Ikt nhỏ đến mức khơng đủ để kích từ làm cho 0 tăng và máy sẽ khơng tự kích từ được, giá trị lớn nhất của điện trở mạch kích từ gọi là điện trở tới hạn Rth
b. Máy phát tự kích song song
Hình 5-6 Máy phát song song
Hình 5-7 Đặc tính ngồi máy phát song song so với máy phát độc lập
1. của máy phát song song 2. của máy phát độc lập
Sơ đồ nguyên lý máy phát tự kích song song hình 5-6 và đặc tính ngồi hinh
5-7
Cách lập đặc tính máy phát điện song song tương tự như mát phát độc lập. Đặc tính khơng tải của máy song song tương tự như máy độc lập. Chỉ chú ý là, do chiều dịng điện kích từ khơng thể đổi ngược (điều kiện từ kích từ) nên đặc tính khơng tải của máy song song chỉ có một nhánh phía dương. Trong khi ở máy độc lập ta có thể lấy cả hai phía âm và dương.
Đặc tính ngồi của máy phát song song đốc hơn của máy độc lập (hình 5-7).
Đó là vì sụt áp ở máy song song ngoài hai nguyên nhân do điện trở rư và phản ứng phần ứng còn nguyên nhân thứ ba là dịng điện kích từ bị giảm do điện áp giảm (khi tải tăng) vì thế biến thiên điện áp của máy song song lớn hơn. Nếu vẽ đặc tính điều chỉnh của máy song song ta thấy nó cũng dốc hơn máy độc lập.
c. Máy phát tự kích nối tiếp
Hình 5-8 vẽ sơ đồ máy phát điện tự kích từ nối tiếp. Cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng nên dịng kích từ bằng dịng điện tải Ikt = Iư = I
115
Hình 5-8 Sơ đồ máy phát nối tiếp
Hình 5-9
Đặc tính ngồi máy phát nối tiếp
Khi khơng tải Ikt = I = 0 nên U0 = Edư nên máy phát điện nối tiếp khơng lấy được đặc tính khơng tải.
Khi tải tăng, dịng lích từ tăng nên s.đ.đ Eư và điện áp U tăng theo đặc tính ngồi có dạng hình 5-9. Ta thấy điện áp biến đổi rất nhiều theo phụ tải nên máy này hầu như khơng dùng trong thực tế.
d. Máy phát tự kích hỗn hợp
Hình 5-10 là sơ đồ máy phát điện hỗn hợp. Ngồi cuộn song song, nó cịn có cuộn kích từ nối tiếp cùng chiều với cuộn song song, ta có máy hỗn hợp kích từ dương. Cịn nếu cuộn nối tiếp ngược chiều với cuộn song song ta có máy hỗn hợp kích từ âm.
Đặc tính khơng tải của máy hỗn hợp giống như máy song song, vì lúc đó dịng kích từ qua cuộn nối tiếp bằng khơng.
ở máy kích từ dương, khi tải tăng từ thơng cuộn nối tiếp tăng theo có tác dụng bù lại điện áp giảm nên điện áp được duy trì hầu như khơng đổi, đặc tính ngồi có dạng gần như nằm ngang (hình 5-11 đường 1). Như vậy cuộn nối tiếp có tác dụng điều chỉnh điện áp gọi là kích từ bổ sung.
Ở máy kích từ âm, khi tải tăng từ thông cuộn nối tiếp sẽ giảm làm giảm từ thơng tổng, điện áp giảm nhanh, đặc tính ngồi rất dốc (hình 5-11 đường 2), máy phát điện cần hạn chế dịng điện ngắn mạch người tadùng kiểu kích từ này.
116 Hình 5-10 Máy phát hỗn hợp Hình 5-11 Đặc tính ngồi máy phát hỗn hợp 1. Kích từ dương 2. Kích từ âm