Bài giảng Cơ sở Khí cụ điện
CHƯƠNG 3:
LỰC ĐIỆN ĐỘNG (LĐĐ)
3.1. Khái niệm chung.
3.2. Các phương pháp xác định lực điện động.
3.2.1. Tính LĐĐ theo định luật BIO-XAVA-LAPLACE
3.2.2. Tính LĐĐ theo ppháp cân bằng năng lượng.
3.3. Tính LĐĐ một số trường hợp thường gặp.
3.4. Tính LĐĐ ở mạch điện xoay chiều 1 pha.
3.5. Tính LĐĐ ở mạch điện xoay chiều 3 pha.
3.6. Độ bền điện động của thiết bị điện
3.7. Trường hợp Cộng hưởng cơ khí.
CHƯƠNG 3: LỰC ĐIỆN ĐỘNG
Một vật dẫn đặt trong từ trường, khi có dòng điện Ichạy qua sẽ chịu
tác động của một lực.
Lực này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển dời vật dẫn để từ
thông xuyên qua nó là lớn nhất.
Lực đógọi là lực điện động,chiều của lực điện động được xác định
theo quy tắc bàn tay trái
Ở trạng thái làm việc bình thường,trị số của dòng điện không lớn nên
LĐĐ sinh ra không đủ lớn để có thể làm ảnh hưởng đến độ bền vững
kết cấu của thiết bị.
Nhưng khi ở chế độ ngắn mạch, dòng tăng lên rất lớn (tới hàng chục
lần Iđm), lực điện động đạt trị số lớn nhất khi trị số tức thời của dòng
điện đạt lớn nhất, và được gọi là dòng điện xung kích.
3.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Với dòng điện xoay chiều, dòng điện xung kích được tính theo công
thức nhưsau:
Trong đó : KXK là hệ số xung kích của dòng điện, tính đến ảnh hưởng
của thành phần không chu kỳ và thường lấy KXK = 1,8; Inm là trị hiệu
dụng của dòng ngắn mạch xác lập.
Do vậy chúng ta phải tính toán LĐĐ tác động lên thiết bị trong trường
hợp này để khi tính chọn thiết bị phải đảm bảo độ bền điện động.Độ
bền điện động của thiết bị là khả năng chịu được LĐĐ do dòng ngắn
mạch sinh ra.
Việc tính toán LĐĐ thường được tiến hành theo 2 phương pháp:
Theo định luật Bio - Xava - Laplace
Theo phương pháp cân bằng năng lượng.
3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LĐĐ.
3.2.1. TÍNH TOÁN THEO ĐỊNH LUẬT BIO-XAVA-LAPLACE
Xét một đoạn mạch vòng dl1(m) có dòng điện i1(A) đi qua,
được đặt trong từ trường với từ cảm B (T) nhưhình 3.1, thì sẽ có một
lực dF (N) tác động lên dl1:
Trong đó: là góc giữa B và dl1, hướng đicủa dl1theo chiều
của dòng điện i1.
Lực điện động tác dụng lên đoạn mạch vòng với chiều dài l1(m)
bằng tổng các lực thành phần.
(3.2)
(3.1)
3.2.1. TÍNH TOÁN THEO ĐỊNH LUẬT BIO-XAVA-LAPLACE
Nếu mạch vòng nằm trong môi trường có độ từ thẩm cố định =
const, nhưtrong chân không hoặc không khí, việc xác định từ cảm B
tương đối thuận tiện khi sử dụng định luật Bio - Xava - Laplace.
y
0x
B
dl1
dF
i1
z
β
M
dl2
i2
dH
Hình 3.1