Máy điện một chiều được phát minh và ứng dụng rất sớm, trong đó có ứng dụng trên tầu thuỷ trong một thời gian dài cho đến nay cho dù nó có cấu tạo phức tạp, bảo quản, sử dụng, sửa chữa khó khăn, trọng lượng kích thước lớn
5.5.1. Cấu tạo của máy điện một chiều
Máy điện một chiều có cấu tạo được biểu diễn thông qua các thành phần chính cơ bản như trong hình vẽ 5.15 dưới đây
5.5.1.1. Stator và cực từ của máy điện một chiều gồm có - Vỏ máy điện chế tạo bằng thép đúc,
- Các cực từ cũng chế tạo bằng thép đúc, phần mỏm cực là phần chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện để giảm dòng Fuco, máy một chiều có các cực từ chính và cực từ phụ
- Cực từ chính dùng để tạo từ trường kích từ, gồm các cuộn dây kích từ song song và cuộn dây nối tiếp
- Cực từ phụ dùng để xử lý các hiện tượng trong máy điện một chiều như hiện tượng đảo chiều chăng hạn. Các cực từ chính và cực từ phụ đặt xen kẽ nhau, từ cực từ chính này tới cực từ tiếp sau sẽ tạo thành một cặp cực N-S, chúng cách nhau 180 độ về điện. - Số lượng cực chính và phụ luôn bằng nhau và là số chẵn, chẳng hạn
2/4/8/16/32….
Một số máy điện công suất nhỏ không có các cực phụ
Hình 5.15 các thành phần của máy điện không đồng bộ 1. Stator chế tạo từ thép đúc
2. Cuộn kích từ
3. Rotor cùng trục và cánh quạt thông gió 4. Cổ góp điện
5. Nắp máy bằng thép đúc với ổ đỡ
7. Cực từ thép đúc
Cuộn dây kích từ chế tạo từ dây đồng tiết diện tròn hay hình chữ nhật, dây dẫn được quấn thành cuộn và lồng vào cực từ, các cuộn dây kích từ phải đấu phù hợp để tạo thành các cực từ theo thứ tự liên tiếp là N-S-N-S…, đồng thời đảm bảo cách điện với vỏ máy.
Có hai cách nối các cuộn kích từ với nguồn điện: nốisong song (kích từ song song), hoặc nối tiếp (kích từ nối tiếp) với mạch rô tor.
Trên một cực từ chính có thể có: một cuộn dây kích từ song song (máy kích từ song song), hoặc kích từ nối tiếp (máy kích từ nối tiếp), hoặc cả hai cuộn kích từ (máy kích từ hỗn hợp)
Trên cuộn dây cực phụ là cuộn dây dòng điện nối tiếp với mạch phần ứng 5.5.1.2- Rotor (còn gọi là phần ứng)
Mạch từ của rotor máy điện một chiều gồm các lá thép kỹ thuật điện dập hình vành khăn và ghép cách điện với nhau để hạn chế dòng phucô, bên trong xuyên qua tâm là trục động cơ mặt bên ngoài xẻ rãnh đặt các cuộn dây điện từ, cuộn dây này được đặt theo quy luật, đưa ra nhiều đầu nối với các thanh “lam”của cổ góp điện, cổ góp điện thường chế tạo dưới dạng hình trụ, các lam cách điện với nhau và cách điện với trục của động cơ,
- Cánh quạt làm mát được gắn với một phía trục rotor
- Trục động cơ được quay trên hai ổ đỡ hoặc vòng bi xem hình 5.15 - Puli nối trục máy điện với máy công tác
- Khe khí giữa rotor và stator khi chế tạo từ 5- l0mm 5.5.1.3. Giá chổi than và các phần phụ khác
- Ở một nắp máy có gắn vành giá chổi than để nối với mạch điện bên ngoài, giá chổi than gồm các hộp chưá chổi than gắn trên các thanh cách điện với vành đế [xem hình 5.15]
- Các hộp than đặt đối xứng theo chu vi của cổ góp, các chổi than có dấu
‘dương‘ và ‘âm’xen kẽ nhau và cách nhau 180 độ điện các chổi cùng dấu dương, hoặc âm được nối chung với nhau bằng các dây điện. Vị trí đặt các chổi than là trên vùng trung tính vật lý của động cơ
- Chổi than làm bằng graphít có độ cứng tuỳ theo tốc độ của động cơ, số lượng hộp chổi than và kích thước của chổi than trên một cực phụ thuộc mật độ dòng điện
Hình 5.16. Mạch từ máy điện một chiều
chạy qua, chổi than được ép trên mặt cổ góp bởi các lò xo, có thể điều chỉnh được lực căng để khắc phục tia lửa điện
Hình 5.17. Mô hình khối mạch từ và cơ khí cơ bản máy điện một chiều 5.5.2. Nguyên lý hoạt động của máy điện một chiều
5.5.2.1. Máy phát điện một chiều
a. Nguyên tắc tạo sức điện động của máy phát điện một chiều
Để đơn giản chúng ta có thể xét nguyên lý hoạt động của một máy điện một chiều thông qua một thí nghiệm trình bày trên hình vẽ 5.18a
Hình 5.18a. Nguyên lý cấu tạo máy điện một chiều 5.18b. Nguyên lý làm việc máy điện một chiều
+ Ikt
Ukt _ +
Iử
Cực từ NS nam châm điện Rotor
Dây quấn Cổ góp điện Trục
G không tha từ, v do sự định được
D dây nằm d
“dương” c chổi than hai chổi th
b.
Th trình làm v Tr nên theo l góp khi m
Tr lam kế nh nằm giữa s.đ.đ của v
Đ
*
*
* 5.
C a-
Giả sử có m ay đổi thì ự qut của c c chiều của Do hai cạnh dưới cực N còn chổi th chổi than l han trong h . Vị trí của
heo hình 5 việc, sức đ rong kỹ thu lý luận trên máy điện làm
Hình rên hình 5.
hau đều bao hai lam liê vòng dây đ Điều kiện để Máy phát Chiều qua Tổng trở t .5.2.2. Độn Các loại độn - Động cơ m
một khung d ì hai cạnh c cạnh dây qu a s.đ.đ cảm h khung dây N có vành tr han bên kia
luôn có dấu hình 5.18b a chổi than:
5.18b vị trí điện động t uật, cuộn d n S.đ.đ E su m việc phả