zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 4

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Báo xấu

160
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 4-1: TỪ TRƯỜNG LÚC KHÔNG TẢI 4-2: TỪ TRƯỜNG KHI CÓ TẢI 4-1: TỪ TRƯỜNG LÚC KHÔNG TẢI 1.Từ trường chính và từ trường tản: Từ thông chính là từ thông đi qua khe hở không khí giữa phần ứng và cực từ trong phạm vi 1 bước cực. Từ thông của cực từ được tính như sau:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 4

MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG 4 : TỪ TRƯỜNG TRONG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  4-1: TỪ TRƯỜNG LÚC KHÔNG TẢI  4-2: TỪ TRƯỜNG KHI CÓ TẢI Next Back Phần I
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  4-1: TỪ TRƯỜNG LÚC KHÔNG TẢI 0  1.Từ trường chính và từ trường tản: Từ thông chính là từ thông đi qua khe hở không khí giữa phần ứng và cực từ trong phạm vi 1 bước cực. Từ thông của cực từ được tính như sau: c = 0 + = 0(1+) = 0.t  Với t = 1+ là hệ số tản từ của cực từ chính. 0 2. Sức từ động cần thiết để sinh ra từ thông: - Do mạch từ hoàn toàn đối xứng và sức từ động ở các cực từ như nhau nên ta chỉ cần tính cho 1 đôi cực. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Để có từ thông chính 0 ta cần cung cấp cho dây quấn kích thích 1 sức từ động F0 nào đó. Để đơn giản cho việc tính toán ta dùng cách phân đoạn mạch từ thành 5 đoạn: khe hở không khí (), răng phần ứng (hr), lưng phần ứng (lư), cực từ (hc), gông từ (lG). Khi đó sức từ động cần thiết cho 1 đôi cực sẽ tính như sau: F0 =  I.W =  H.l = 2H. + 2Hr.hr + Hư.lư + 2Hc.hc + HG.lG = F + Fr + Fư + Fc + FG Trong đó: h chỉ chiều cao, l chỉ chiều dài. B  Trong mỗi đoạn đó cường độ từ trường được tính: H = với B =  S , S,  là từ thông, tiết diện, hệ số từ thẩm của các đoạn. lG a) Sức từ động trên khe hở F: F = 2H. * Khi phần ứng nhẵn:  - Do khe hở giữa cực từ và phần ứng không cđều: ở giữa thìhkhe hở h c nhỏ, 2 đầu mép cực từ khe hở lớn: max = (1,5  2,5) nênhphân bố từ h r lư r cảm ở những điểm thẳng góc với bề mặt phần ứng cũng khác nhau. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Phân bố từ cảm dưới 1 cực từ biểu diễn  như hình vẽ. Từ cảm ở giữa cực từ có giá trị lớn nhất còn ở 2 mép cực trị số giảm dần và ở đường  trung tính hình học giữa 2 cực từ thì bằng 0. - Để đơn giản ta thay đường cong từ cảm thực tế bằng 1 hình chữ nhật có chiều cao là B và đáy là B b = . sao cho diện tích hình chữ nhật bằng diện tích bao bởi đường cong thực tế. (b là cung  tính toán của cực từ còn  là hệ số tính toán b cung cực). Trong MĐMC có cực từ phụ thì  = 0,62  0,72; ở MĐMC không có cực từ phụ thì  = 0,7  0,8 lc Gọi lư là chiều dài phần ứng theo dọc trục l1 và lc là chiều dài cực từ thì ta có chiều dài tính toán l = l  lc . Với lư = l1- ng.bg B 2 ng,bg là số rãnh và chiều rộng rãnh thông gió. l Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU Từ cảm khe hở không khí: B        S l  .b  Sức từ động được tính:  B F1  2.H .  2 .  2 . 0 0 .l  .b * Khi phần ứng có răng: t1 - Khi tính toán ta phải quy đổi phần ứng br1 có răng về phần ứng nhẵn bằng cách tăng khe hở không khí là ' = K. với ' được gọi là trị số tính toán của khe hở. t  10 K là hệ số khe hở: K   1 b r1  10 t1 là bước răng; br1 là chiều rộng đỉnh răng Ta có sức từ động phần ứng khi có răng :  . .K F = 2.H.' F = 2.H. K. = 2.F1. K = 2.  0 .l  .b  ' = K. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Sức từ động trên răng phần ứng: Với phần ứng có răng và rãnh khi từ thông đi qua khe hở không khí thì phân làm 2 mạch song song đi vào răng và rãnh phần ứng. Do từ dẫn của thép lớn hơn không khí nhiều nên đại bộ phận từ t1 thông đi vào răng. t1 là bước đỉnh răng Hr1 br1 t2 là bước chân răng Hrtb Từ thông đi qua 1 bước răng t1 là t = B.l.t1 Xét 1 tiết diện đồng tâm với mặt phần x ứng, cách đỉnh răng 1 khoảng x thì từ thông br2 Hr2 đi qua tiết diện đó gồm 2 thành phần: t2  t   rx   rx (1) Chia 2 vế của (1) cho Srx (tiết diện răng) ta có:  t  rx  rx   (1’) Srx Srx Srx t  rx  Brx và  B rx là trị số từ cảm tính toán và thực tế của răng S S rx rx Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU *) ý nghĩa của B’rx: Coi toàn bộ từ thông đều đi qua răng phần ứng (mạch từ chưa bão hoà). Khi B’tx> 1,8 Tesla thì mạch từ bắt đầu bão hoà, từ trở tăng dần, ta không thể bỏ qua từ cảm trên rãnh. Khi đó thành phần thứ 2 của biểu thức (1') biểu diễn như sau:  rx  rx S rx   B rx .K rx   0 .H rx .K rx (2) . S rx S rx S rx - Giả thiết rằng những mặt cắt hình trụ ngang răng và rãnh ở các độ cao x đều là những mặt đẳng trị của từ trường thì khi đó có thể xem như Hrx = Hr’x Thay vào (1'): Brx  B rx   0 .H rx .K rx (3) Giá trị biểu thức này có thể tìm được từ đường cong từ hoá B = f(H) và qua các bước tính cụ thể sau: + Vẽ đường cong từ hoá của lõi sắt phần ứng Khi đã biết kích thước của răng và rãnh ta có: K  Srx  t x l  1 rx Srx brxl k c Với: Kc là hệ số ép chặt lõi sắt; Stx, tx là tiết diện răng và bước răng ở độ cao x; lư, l là chiều dài thực và tính toán của lõi sắt.
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU B + Từ đường cong từ hoá cho các trị số của từ (2) cảm Brx ta tìm được Hrx tương ứng  B’rx theo (3). 0 .Hrx.Krx Sau đó vẽ đường biểu diễn (đường 2). (1) - Ngoài ra trị số từ cảm tính toán của răng cũng có Brx  Btl Brx  t   1  (4) 0 thể xác định theo biểu thức: Srx brxl kc Hrx H * Thực tế khi tính toán sức từ động răng chỉ cần tính H ở 3 điểm theo chiều cao răng: đỉnh răng, chân răng và giữa chiều cao răng. Khi đó trị số tính toán của cường độ từ trường trung bình bằng: 1 H r  H r1  4H rtb  H r 2  (5) 6 Gọi hr là chiều cao răng thì sức từ động răng đối với 1 đôi cực là: Fr = 2. Hr. hr (6) * Để đơn giản ta chỉ cần xác định từ cảm và từ trường ở tiết diện cách chân răng 1/3 làm trị số tính toán. Khi đó ta có: Fr = 2. Hr1/3. hr (7) Trong máy điện 1 chiều từ cảm ở nơi hẹp nhất của răng = 1,8  2,3 T.
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU c) Sức từ động trên lưng phần ứng: Từ thông sau khi đi qua khe hở không khí vào phần ứng qua răng và rãnh sẽ phân bố không đều: ở gần răng có từ cảm lớn hơn nhưng sự khác biệt không lớn lắm nên có thể lấy từ cảm trung bình ở lưng phần ứng để tính toán. 0 0  B   Từ cảm ở lưng phần ứng:  S 2.S 2.h .l .k c 0 Trong đó:   là từ thông phần ứng; 2 S  h .l .k c là tiết diện lưng phần ứng. Theo đường cong từ hoá từ Bư  Hư Khi đó sức từ động trên lưng phần ứng được tính: Fư = Hư.lư Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU d) Sức từ động trên thân cực từ và gông từ: Tính toán sức từ động cực từ ta phải xét đến ảnh hưởng của từ thông tản. Khi đó từ thông ở cực từ lớn hơn từ thông chính: c = 0.t với t = 1,15  1,25 là hệ số tản từ. Thực tế do  tản ra khắp cực từ nên từ thông ở các phần trên cực từ và gông từ cũng khác nhau. Nhưng để đơn giản hoá tính toán ta coi như trên cực từ và gông từ có từ thông không đổi. (G = 1/2c) c c Ta có: Bc  và B G  2S G Sc Với Sc và SG là tiết diện cực từ và gông từ Sức từ động cực từ và gông từ: hc: chiều cao cực từ Fc = 2.Hc.hc lG: chiều dài trung bình của gông từ. FG = HG.lG Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Đường cong từ hoá của MĐMC: Đường biểu diễn quan hệ giữa 0 và F0  đma b c gọi là đường cong từ hoá của MĐMC. Nếu kéo dài đoạn tuyến tính ta được quan hệ  = f(F). Khi từ thông đạt giá trị định mức thì đoạn ab đặc trưng cho sức từ động khe hở F còn đoạn bc đặc trưng cho sức từ động rơi trên 0 các phần sắt của mạch từ.  F0 = ac = F + Fr + Fư + Fc + FG ab = F bc = Fr + Fư + Fc + FG Đặt F0  k  ac thì k là hệ số bão hoà của mạch từ.  F ab Trong các MĐ để triệt để lợi dụng vật liệu và công suất khi điện áp là định mức ta chọn điểm làm việc là điểm chớm bão hoà (điểm c: điểm mà đường cong từ hoá bắt đầu cong với k = 1,1 1,35). Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU  4-2: TỪ TRƯỜNG CỦA MÁY ĐIỆN KHI CÓ TẢI N 1. Từ trường cực từ chính: Từ hình vẽ phân bố từ trường của cực từ chính của máy 2 cực ta thấy từ trường chính nhận trục cực làm trục đối xứng và không thay đổi vị trí trong không gian. S N 2. Từ trường phần ứng: a) Chiều của từ trường phần ứng: * Khi chổi than đặt trên trung tính hình học: n Trung tính Nư hình học Sư - Trục sức từ động tổng của cả dây quấn sinh ra luôn luôn trùng với trục chổi than. S Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU * Nếu dịch chổi than khỏi trung tính hình N học ứng với 1 đoạn b trên phần ứng: Cb nD Fưd - Phân tích sức từ động phần ứng Fư thành 2 thành N Fư Fưq A phần: + Sức từ động ngang trục Fưq. Bb Trung tính vật lý + Sức từ động dọc trục: Fưd. n Trung tính S hình học (*) b) Sự phân bố từ trường trên bề mặt phần ứng: * Khi chổi than ở trên đường trung tính hình học: (*) S Ta xét 1 mạch vòng đối xứng với điểm giữa của 2 chổi than thì ở 1 điểm cách gốc là x sức từ động được tính như sau: (A/đôi cực) Fưx = A.2x A = N .i (A/cm): là phụ tải đường của phần ứng. I  .D là dòng trong thanh dẫn. iư = 2a  . Khi đó: Fư = A.2.  Sức từ động sẽ lớn nhất khi x = = A.. 2 2 Next Back Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU N S - Nếu bỏ qua từ trở của lõi thép thì từ trở của mạch phần ứng chỉ còn là 2 khe hở không khí nên từ cảm của phần F Đ Fưx ứng dưới mặt cực từ được biểu diễn: A.2x Bưx = 0.Hưx = 0.F x = 0. A/2 (*) = 0. A .x 2 2 Bưx  * Khi chổi than dịch khỏi trung tính hình học 1 khoảng b nào đó: Dưới mỗi bước cực trong phạm vi 2b dòng điện sinh ra sức từ động dọc trục còn trong phạm vi ( - 2b) dòng điện sinh ra sức từ động ngang trục: Fưd = A.2b (A/đôi cực) Fưq = A. ( - 2b) Tóm lại: từ trường phần ứng phụ thuộc vào vị trí của chổi than và mức độ của tải. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 3. Phản ứng phần ứng: a) Khi chổi than đặt trên đường trung tính hình m m học: S N - Sự phân bố của từ trường do từ trường cực từ chính và từ trường phần ứng hợp lại như F (4) Đ (1): : ừ cảm của cực từ chính. sau T (3) (1) (2): Từ trường phần ứng. (3): Từ trường tổng khi mạch từ chưa bão hoà. (4): Từ trường tổng khi mạch từ (2) bão hoà. *)Tóm lại: m m Khi chổi than đặt trên trung tính hình học chỉ có phản ứng ngang trục làm méo dạng từ trường khe hở và xuất hiện đường trung tính vật lý Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU b) Khi chổi than dịch khỏi trung tính hình học: Phân tích sức từ động phần ứng thành 2 phần: Fưq và Fưd. - Thành phần ngang trục Fưq có tác dụng làm méo dạng từ trường cực từ chính và khử từ 1 ít nếu mạch từ bão hoà. - Thành phần dọc trục Fưd ảnh hưởng trực tiếp đến từ trường cực từ chính. Nó có tác dụng khử từ hoặc trợ từ tuỳ theo chiều xê dịch của chổi than. (*) Do yêu cầu của đổi chiều chỉ cho phép quay chổi than theo chiều quay của phần ứng trong trường hợp máy phát còn động cơ thì ngược lại. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU S 4. Từ trường cực từ phụ: Sf N Nf Sf Tác dụng của cực từ phụ là sinh ra 1 sức từ động triệt F Đ tiêu từ trường phần ứng (1) (2) ngang trục và tạo ra từ Hb-1 trường ngược chiều với từ (3) trường phần ứng ở khu vực đổi chiều. Hb-2 (1): Sức từ động cực từ chính. (2): Sức từ động phần ứng. (3): Sức từ động cực từ phụ. Hình b-2: Sức từ động tổng. Hb-3 Hình b-3: Phân bố từ cảm. Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU - Khi chổi than đặt trên trung tính hình học thì cực từ phụ không ảnh hưởng đến cực từ chính. Hình c1: Cực từ phụ Sf Nf không ảnh hưởng tới từ S N S trường tổng. F Đ Hình c2: Cực từ phụ có  tác dụng khử từ. Hc1 Hình c3: Cực từ phụ có tác dụng trợ từ.  Cách nối cực từ phụ: Hc2 Đ N F  Sf Nf Hc3 S Back Next Chương 4
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 5. Từ trường dây quấn bù: S - Tác dụng của dây quấn bù là S Sf N Nf sinh ra từ trường triệt tiêu phản ứng phần ứng làm cho từ trường Đ F (1) khe hở về căn bản không bị méo dạng nữa. (2) Đường (1): Sức từ động của phản ứng phần ứng ngang. (3) (4) Đường (2): Sức từ động của dây quấn bù. Đường (3): Sức từ động khi không tải. Đường (4): Phân bố từ trường tổng khi có cả dây quấn bù và cực từ phụ. Cách nối dây quấn bù: Back Next Chương 4

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.