Máy điện một chiều

Máy điện một chiều
I. Cấu tạo máy phát điện một chiều.
II. Nguyên lý làm việc của máy phát và và động cơ một chiều.
III. Từ trường và suất điện động của máy điện một chiều.
IV. Công suất điện từ. Mômen điện từ của máy điện một chiều.
V. Tia lửa trên cổ góp và biện pháp khắc phục.
VI. Phân loại máy điện một chiều.
VII. Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện DC
CẤU TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN DC
Gồm có: Stato, Roto, cổ góp và chổi điện
Stator (phần cảm) của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay nam châm điện
Rotor (phần ứng) gồm lõi thép hình trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện ghép lại với nhau và cuộn dây quấn được nối với nguồn điện một chiều.
CẤU TẠO MÁY PHÁT ĐIỆN DC
Cổ góp: gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn ở đầu trục roto, các đầu dây của phần tử nối với phiến góp.
Chổi điện (chổi than): làm bằng than graphit. Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ lò xo và giá chổi điện gắn trên nắp máy.
Nguyên lý làm việc của máy phát điện DC
Nguyên lý làm việc của máy điện DC
Quan sát hình ta thấy hai chổi than tì sát vào hai bán khuyên, hai bán khuyên được gắn cố định vào cuộn dây, cuộn dây đặt giữa hai cực của nam châm. Khi nối nguồn điện một chiều vào hai chổi điện thì trong cuộn dây có dòng điện chạy qua, cắt các đường cảm ứng từ, cảm ứng các sđđ làm cho cuộn dây quay theo chiều ngựơc kim đồng hồ, chiều quay và chiều của sđđ được xác định theo quy tắc bàn tay phải.
Khi cuộn dây quay đựơc nửa vòng thì bán khuyên bên này sẽ tì vào chổi quét bên kia. Do đó chiều của dòng điện trong cuộn dây vẫn không thay đổi. Ta có máy phát điện một chiều. Dưới đây là hình cắt minh hoạ nguyên lý hoạt động của máy phát điện DC.
Nguyên lý làm việc của máy phát điện DC
Nguyên lý làm việc của máy phát điện DC
Nguyên lý làm việc của máy phát điện DC
Phương trình điện áp của máy phát điện DC
Ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng Iư cùng chiều sđđ phần ứng Eư . Phương trình điện áp là: U= Eư - Rư*Iư
Trong đó: Rư*Iư là điện áp rơi trên dây quấn phần ứng; U là điện áp đầu cực máy phát;
Eư là Sđđ phần ứng.
Nguyên lý làm việc của động cơ điện DC
Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động quay của rotor.
Pha 2: Rotor tiếp tục quay.

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng dấu, trở lại pha 1
Phương trình điện áp của động cơ điện DC
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng Sđđ Eư . Chiều Sđđ xác định theo quy tắc bàn tay phải. Ở động cơ 1 chiều Sđđ Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư còn gọi là sức phản điện.
Phương trình điện áp sẽ là:U= Eư + Rư*Iư
TỪ TRƯỜNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN DC
1.Từ trường và suất điện động.
Khi máy điện không tải, từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích từ gây ra gọi là trường cực từ.
Khi máy điện có tải, dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra từ trường phần ứng vuông góc với từ trường cực từ.
Tác dụng của từ trường phần ứng lên trường cực từ gọi là phản ứng phần ứng, từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của từ trường cực từ và từ trường phần ứng. Ở một mõm cực từ trường được tăng cường , trong khi đó ở mỏm cực kia, từ trường bị yếu đi.
TỪ TRƯỜNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN DC
Hậu quả của phản ứng phần ứng là:
Từ trường bị biến dạng ( gây ảnh hưởng xấu đến việc đổi chiều).
Khi tải lớn dòng điện phần ứng lớn ( làm cho điện áp đầu cực máy phát U giảm, tốc độ động cơ thay đổi).
Để khắc phục hậu quả trên người ta dùng cực từ phụ và dây quấn bù, từ trường của cực từ phụ và dây quấn bù ngược với từ trường phần ứng
TỪ TRƯỜNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN DC
2. Suất điện động phần ứng
a/ suất điện động thanh dẫn. E= Btblv
Btb: từ cảm trung bình dưới cực từ
l: chiều dài hiệu dụng thanh dẫn
v: tốc độ thanh dẫn.
TỪ TRƯỜNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN DC
b/ suất điện động phần ứng Eư:
suất điện động phần ứng bằng tổng các suất điện động thanh dẫn trong một nhánh. Nếu số thanh dẫn của dây quấn là N, số nhánh song song là 2a, số thanh dẫn một nhánh là

Suất điện động phần ứng Eư = = Btblv (*)
TỪ TRƯỜNG VÀ SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN DC
suất điện động phần ứng Eư:
Tốc độ dài v xác định theo độ quay n (v/ph) bằng CT: thay vào (*) và chú ý rằng từ thông dưới mỗi cực là:
Cuối cùng ta có: Eư =
Trong đó p là số đôi cực
Vậy Sđđ phần ứng tỉ lệ với tốc độ quay phần ứng và từ thông dưới mỗi cực từ.
CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ, MÔMEN ĐIỆN TỪ
CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Công suất điện từ của máy điện một chiều
Pđt = EưIư suy ra Pđt = Iư
Mômen điện từ là:
Mđt =

là tốc độ quay của roto thay vào biểu thức trên ta được Mđt = Iư
Vậy momen điện từ tỉ lệ với dòng điện phần ứng Iư và từ thông.
Tia lửa trên cổ góp và biện pháp
khắc phục
Sự phát sinh tia lửa trên cổ góp do các nguyên nhân cơ khí và điện từ
Nguyên nhân cơ khí: sự tiếp xúc giữa cổ góp và chổi điện không tốt, rung động của chổi than do cố định không tốt hoặc lực lò xo không đủ tỳ sát chổi điện và cổ góp.
Nguyên nhân điện từ:
Sđđ tự cảm e1 do sự biến thiên dòng điện trong phần tử đổi chiều
Sđđ hổ cảm em do sự biến thiên dòng điện các phần tử đổi chiều lân cận
Sđđ eq do từ trường của phần ứng gây ra.
Tia lửa trên cổ góp và biện pháp
khắc phục
Để khắc phục tia lửa ta phải : loại trừ nguyên nhân cơ khí , tìm cách giảm trị số các Sđđ trên và dùng các cực từ phụ để tạo nên phần tử đổi chiều các Sđđ nhằm bù tổng ba Sđđ e1 , em , eq
Từ trường của dây quấn bù và cực từ phải ngược chiều với từ trường phần ứng.
Tia lửa trên cổ góp và biện pháp
khắc phục
Phân loại máy điện một chiều
Gồm 4 loại:
1.Máy điện một chiều
kích từ độc lập: dòng
điện kích từ của máy
lấy từ nguồn điện khác,
không liên hệ với phần
ứng của máy điện.
2.Máy điện một chiều kích từ song song
Dây quấn kích từ nối
song song với
mạch phần ứng
Phân loại máy điện một chiều
3. Máy điện một chiều kích từ nối tiếp:
Dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng
Phân loại máy điện một chiều
4.Máy điện DC kích từ hỗn hợp: gồm hai dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu.
Phân loại máy điện một chiều
Mở máy và điều chỉnh tốc độ động
cơ điện một chiều
1.Mở máy: ta có U=Eư + RưIư suy ra Iư=(U-Eư)/Rư
Khi mở máy, tốc độ n=0, Eư=0 nên Iưmở =U/Rư
Để giảm dòng điện mở máy ta dùng các biện pháp:
Dùng biến trở mở máy
Giảm điện áp đặt vào phần ứng
Mở máy và điều chỉnh tốc độ động
cơ điện một chiều
2. Điều chỉnh tốc độ: ta có Eư=U- RưIư thay Eư =
ta có n=60a(U- RưIư)/pnN
Ta thấy muốn điều chỉnh tốc độ cần phải:
Mắc điện trở điều chỉnh vào mạch phần ứng
Thay đổi điện áp U
Thay đổi từ thông.
THE END
BÀI THUYẾT TRÌNH ĐẾN
ĐÂY LÀ KẾT THÚC