Chương I: Các nguyên lý của quá trình biến đổi điện cơ TB
Slide Máy điện I.1
CHƢƠNG 1:
CÁC NGUYÊN LÝ CỦA QUÁ TRÌNH
BIẾN ĐỔI NĂNG LƢỢNG ĐIỆN CƠ
I. Các nguyên lí của quá trình biến đổi năng lƣợng điện cơ
I.1. Lực và moment trong hệ các mạch từ
Định luật Lorentz:
BvEqF
Nếu chỉ có từ trường:
Bv.qF
Mà
tIq .
Nên
BlIF
e
Tích có hướng
B
I
e
F
I
e
F
B
I
F
iy
y
x
ix
iz
z
yxz iii
0
Chương I: Các nguyên lý của quá trình biến đổi điện cơ TB
Slide Máy điện I.2
Biết I=10A, B=0,5T, R=0,1m, l=0,3m, α=30o.
Tính lực điện từ Fe tác động lên mỗi thanh dẫn rotor?
Tính moment tác động lên 2 thanh dẫn rotor?
I.2. Cân bằng năng lƣợng
Động cơ
conv
fld
Cuep
dt
dW
pp
mech
mech
mechlossconv p
dt
dW
pp
Máy phát
conv
mech
mechlossm p
dt
dW
pp
2e1e
fld
Cuconv pp
dt
dW
pp
mecheconv .tp
với te là moment điện từ.
B
I
e
F
B
I
1e
F
α
Chương I: Các nguyên lý của quá trình biến đổi điện cơ TB
Slide Máy điện I.3
Điện năng = Năng lượng từ trường + Cơ năng + Nhiệt năng
tempmechfldelec dWdWdWdW
Nếu bỏ qua tổn hao nhiệt:
mechfldelec dWdWdW
mech
fld p
dt
dW
i.e
mechfld dWdWdt.ei
với
dt
d
e
và
xfW fldmech
xfddWid fldfld
giả sử ffld=const.
dxfiddW fldfld
Chương I: Các nguyên lý của quá trình biến đổi điện cơ TB
Slide Máy điện I.4
I.3. Năng lƣợng và lực từ trong hệ một nguồn kích từ
Chuyển động thẳng:
dt
dW
dt
dx
fp mech
fldc
dx
dW
fmech
fld
Chuyển động quay:
dt
dW
t
dt
d
tp mech
eec
d
dW
tmech
e
Với năng lượng từ trường tích lũy trong cuộn dây máy điện:
dxfiddW fldfld
giả sử i=const khi x thay đổi rất chậm.
x
W
ffld
fld
(
=
=từ thông móc vòng)
Nếu mạch từ tuyến tính,
i)x(L
, nên Wfld chỉ phụ thuộc vào và x.
0fld
x,
x,0
fld
x,0
0,0
fld
x,
0,0
00fld x,Wdx,0Wdx,Wdx,W
00
0
000
dxfiddW fldfld
Chương I: Các nguyên lý của quá trình biến đổi điện cơ TB
Slide Máy điện I.5
Mà khi
0
thì
0ffld
nên
0x,0dWfld
2
0
0
00
0
000fld )x(L
1
2
1
d
)x(L
d)x,(ix,W
00
2
fld )x(L
1
2
1
x,W
x
)x,(W
)x,(f 0fld
0fld
Có thể tính năng lượng tích lũy trong từ trường thông qua mật độ khối của
năng lượng từ trường theo thể tích V:
V
B
0
fld dVHdBW
0
Nếu mạch từ tuyến tính,
HB
:
V
2
fld dV
B
2
1
W
Cho mạch từ tuyến tính
i)x(L
. Biết N=1000 vòng, =0,002m=g+g,
d=0,15m, l=0,1m, I=10A.
a) Tính Wfld khi piston dịch chuyển một đoạn x? Tính lực ffld?
b) Với x=0,01m, tính Wfld và lực ffld?
Với
A
NL o
2
2
fld )x(L
1
2
1
x,W
vì
L
N
N
L
NRNIFm
với
A
Rm