Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

Néi dung Back Next

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

PhÇn 1: M¸y ®iÖn mét chiÒu

PhÇn 2: M¸y biÕn ¸p

Next Back Néi dung

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

PhÇn më ®Çu

M¸y ®iÖn

M¸y ®iÖn tÜnh M¸y ®iÖn quay

M¸y biÕn ¸p M¸y ®iÖn mét chiÒu M¸y ®iÖn xoay chiÒu

®éng c¬ mét chiÒu M¸y ph¸t mét chiÒu M¸y ®iÖn ®ång bé M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé

®éng c¬ ®ång bé M¸y ph¸t ®ång bé ®éng c¬ kh«ng ®ång bé M¸y ph¸t kh«ng ®ång bé

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

1. Vai trß cña c¸c lo¹i m¸y ®iÖn trong nÒn kinh tÕ quèc d©n:

Hé tiªu thô MF MBA MBA

2. Kh¸i niÖm, ph©n lo¹i vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu m¸y ®iÖn:

a, §¹i c−¬ng vÒ m¸y ®iÖn: - Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn dùa trªn c¬ së cña ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ. Sù biÕn ®æi n¨ng l−îng trong m¸y ®iÖn ®−îc thùc hiÖn th«ng qua tõ tr−êng trong nã. §Ó t¹o ®−îc nh÷ng tõ tr−êng m¹nh vµ tËp trung, ng−êi ta dïng vËt liÖu s¾t tõ lµm m¹ch tõ.

ë m¸y biÕn ¸p m¹ch tõ lµ mét lâi thÐp ®øng yªn. Cßn trong c¸c m¸y ®iÖn quay, m¹ch tõ gåm hai lâi thÐp ®ång trôc: mét quay, mét ®øng yªn vµ c¸ch nhau b»ng mét khe hë. b, Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu m¸y ®iÖn:

Back Next Néi dung

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

3. S¬ l−îc vÒ vËt liÖu chÕ t¹o m¸y ®iÖn:

Gåm cã vËt liÖu t¸c dông, vËt liÖu kÕt cÊu vµ vËt liÖu c¸ch ®iÖn. VËt liÖu t¸c dông: bao gåm vËt liÖu dÉn ®iÖn vµ dÉn tõ dïng ®Ó chÕ t¹o d©y quÊn vµ lâi s¾t. VËt liÖu c¸ch ®iÖn: dïng ®Ó c¸ch ®iÖn c¸c bé phËn dÉn ®iÖn víi c¸c bé phËn kh¸c cña m¸y vµ c¸ch ®iÖn c¸c l¸ thÐp cña lâi s¾t. VËt liÖu kÕt cÊu: chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y vµ c¸c bé phËn chÞu lùc c¬ giíi nh− trôc, vá m¸y, khung m¸y. S¬ l−îc ®Æc tÝnh cña vËt liÖu dÉn tõ, dÉn ®iÖn vµ c¸ch ®iÖn dïng trong chÕ t¹o m¸y ®iÖn. a, VËt liÖu dÉn tõ: b, VËt liÖu dÉn ®iÖn: c, VËt liÖu c¸ch ®iÖn: CÊp c¸ch ®iÖn NhiÖt ®é (0C)

C >180

H 180

F 155

B 130

A 105

E 120

Y 90

Back Next Néi dung

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

PhÇn 1: M¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 1 : Nguyªn lý lµm viÖc - kÕt cÊu c¬ b¶n

Ch−¬ng 2 : D©y quÊn M¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 3 : C¸c quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y

Ch−¬ng 4 : Tõ tr−êng trong m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 5 : §æi chiÒu

Ch−¬ng 6 : M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 7 : §éng c¬ mét chiÒu

Ch−¬ng 8 : M¸y ®iÖn mét chiÒu ®Æc biÖt

Néi dung Back Next

Bµi gi¶ng m¸y ®iÖn

Ch−¬ng 1: Nguyªn lý lµm viÖc- kÕt cÊu c¬ b¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.1: CÊu t¹o cña m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.2: Nguyªn lý lµm viÖc

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1-3: c¸c l−îng ®Þnh møc

Néi dung Back Next

PhÇn I: m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.1: CÊu t¹o cña m¸y ®iÖn mét chiÒu

1. PhÇn tÜnh (Stato):

D©y quÊn cùc tõ chÝnh Cùc tõ phô

a) Cùc tõ chÝnh: (Lµ bé phËn ®Ó sinh ra tõ th«ng kÝch thÝch)

b) Cùc tõ phô: §Æt gi÷a c¸c cùc tõ chÝnh, dïng ®Ó c¶i thiÖn ®æi chiÒu.

c) G«ng tõ (vá m¸y):

d) C¸c bé phËn kh¸c: N¾p m¸y: B¶o vÖ an toµn cho ng−êi vµ thiÕt bÞ. C¬ cÊu chæi than: §−a dßng ®iÖn tõ phÇn quay ra m¹ch ngoµi.

D©y quÊn cùc tõ phô Cùc tõ chÝnh

Back Next Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Back Next Ch−¬ng I

phÇn c¶m ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

Cùc tõ

vá

Bu l«ng

Cuén d©y

phÇn c¶m ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

vá

cùc tõ

Bu l«ng

cuén d©y

m¸y ®iÖn mét chiÒu

R·nh

Lç th«ng giã däc trôc

Lâi s¾t

Nªm

C¸ch ®iÖn r·nh

D©y quÊn

2. PhÇn øng (R«to): a) Lâi s¾t phÇn øng: Dïng ®Ó dÉn tõ. +) Víi c¸c m¸y c«ng suÊt võa vµ lín ng−êi ta dËp lç th«ng giã däc trôc. +) Víi c¸c m¸y ®iÖn c«ng suÊt lín cßn xÎ r·nh th«ng giã ngang trôc. b) D©y quÊn phÇn øng: Lµ phÇn sinh ra søc ®iÖn ®éng vµ cã dßng ®iÖn ch¹y qua. +) D©y quÊn th−êng lµm b»ng ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn. §Ó tr¸nh khi quay d©y quÊn bÞ v¨ng ra miÖng r·nh th−êng ®−îc nªm chÆt b»ng tre, gç phÝp vµ ®Çu d©y quÊn th−êng ®−îc ®ai chÆt. +) Víi c¸c M§ c«ng suÊt nhá d©y quÊn cã tiÕt diÖn trßn, cßn m¸y cã c«ng suÊt võa vµ lín d©y quÊn cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt.

Next Back Ch−¬ng I

phÇn øng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

Cæ gãp

lâi thÐp

d©y quÊn

trôc

phÇn øng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

lâi thÐp

Cæ gãp

cuén d©y

trôc

m¸y ®iÖn mét chiÒu

c) Vµnh ®æi chiÒu (Vµnh gãp): Dïng biÕn ®æi dßng xoay chiÒu thµnh dßng mét chiÒu.

d) C¸c bé phËn kh¸c:

C¸nh qu¹t: Dïng lµm m¸t. Trôc m¸y: g¾n lâi s¾t phÇn øng, cæ gãp, c¸nh qu¹t vµ æ bi.

Trôc lµm b»ng thÐp c¸c bon tèt.

PhiÕn gãp

Back Next Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.2: Nguyªn lý lµm viÖc

I−

c b

PhÇn tÜnh: Gåm 1 hÖ thèng tõ cã 2 cùc N vµ S.

n N F®t A e

+

I− b c

d a

Rt

PhÇn ®éng: Gåm khung d©y abcd (1phÇn tö d©y quÊn).

U

F®t

e d a

-

Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ: trÞ sè søc ®iÖn ®éng trong tõng thanh dÉn ab vµ cd ®−îc x¸c ®Þnh: e = B.l.v Trong ®ã: B lµ trÞ sè c¶m øng tõ ë n¬i d©y dÉn quÐt qua l lµ chiÒu dµi thanh dÉn n»m trong tõ tr−êng. v lµ vËn tèc dµi cña thanh dÉn.

S B 1. Nguyªn lý lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t:

Next Back Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

t

Søc ®iÖn ®éng vµ dßng xoay chiÒu c¶m øng trong thanh dÉn ®· ®−îc chØnh l−u thµnh søc ®iÖn ®éng vµ dßng 1 chiÒu nhê hÖ thèng vµnh gãp chæi than.Ta cã thÓ biÓu diÔn søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn trong thanh dÉn vµ ë m¹ch ngoµi nh− h×nh vÏ:

t

N

Khi m¹ch ngoµi cã t¶i th× ta cã: U− = E− - I−R− Trong ®ã: E− lµ søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t.

I−R− lµ sôt ¸p trªn khung d©y abcd U− lµ ®iÖn ¸p gi÷a 2 ®Çu cùc

n F, M®t

Khi ®ã vßng d©y sÏ chÞu 1 lùc t¸c dông gäi lµ lùc tõ:

F®t = B.I−.l

T−¬ng øng ta sÏ cã m« men ®iÖn tõ: M®t = F®t.D−/2.= B.I−.l.D−/2 Tõ h×nh vÏ ta thÊy ë chÕ ®é m¸y ph¸t M®t ng−îc víi chiÒu quay phÇn ®éng nªn nã ®−îc gäi lµ M h·m.

S

Next Back Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Nguyªn lý lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬:

N

F, M®t

ë chÕ ®é ®éng c¬ M®t cïng chiÒu víi chiÒu quay phÇn ®éng gäi lµ m«men quay. NÕu ®iÖn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ lµ U− th× ta cã: U− = E− + I−R−

n

Nh− vËy: ë chÕ ®é ®éng c¬ th× U− > E− cßn ë chÕ ®é m¸y ph¸t th× U− < E−

S

Next Back Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1-3: c¸c l−îng ®Þnh møc

1. C«ng suÊt ®Þnh møc: P®m

- T¶i cña M§ øng víi ®é t¨ng nhiÖt cho phÐp cña m¸y theo ®iÒu kiÖn lóc thiÕt kÕ ®−îc quy ®Þnh lµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y. - C«ng suÊt ®Þnh møc ®Òu ®−îc tÝnh ë ®Çu ra cña m¸y.

2. C¸c ®¹i l−îng ®Þnh møc kh¸c:

- C¸c trÞ sè ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tèc ®é quay, hÖ sè c«ng suÊt... øng víi P®m ®Òu lµ c¸c trÞ sè ®Þnh møc.

Back Next Ch−¬ng I

m¸y ®iÖn mét chiÒu Ch−¬ng 2: D©y quÊn M¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.1. NhiÖm vô, cÊu t¹o, ph©n lo¹i

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.2. D©y quÊn xÕp ®¬n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.3. D©y quÊn xÕp phøc t¹p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.4. D©y quÊn sãng ®¬n gi¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.5. D©y quÊn sãng phøc t¹p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.6. D©y c©n b»ng ®iÖn thÕ

Back Next PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.1: NhiÖm vô - cÊu t¹o - ph©n lo¹i

§Çu nèi

C¹nh t¸c dông

1. NhiÖm vô cña d©y quÊn phÇn øng: - Sinh ra ®−îc 1 søc ®iÖn ®éng cÇn thiÕt, hay cã thÓ cho 1 dßng ®iÖn nhÊt ®Þnh ch¹y qua mµ kh«ng bÞ nãng qu¸ 1 nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh ®Ó sinh ra 1 m«men cÇn thiÕt ®ång thêi ®¶m b¶o ®æi chiÒu tèt, c¸ch ®iÖn tèt, lµm viÖc ch¾c ch¾n, an toµn. TiÕt kiÖm vËt liÖu, kÕt cÊu ®¬n gi¶n. 2. CÊu t¹o cña d©y quÊn phÇn øng: - D©y quÊn phÇn øng gåm nhiÒu phÇn tö nèi víi nhau theo 1 quy luËt nhÊt ®Þnh. - PhÇn tö d©y quÊn lµ 1 bèi d©y gåm 1 hay nhiÒu vßng d©y mµ 2 ®Çu cña nã nèi vµo 2 phiÕn gãp. - C¸c phÇn tö nèi víi nhau th«ng qua 2 phiÕn gãp ®ã vµ lµm thµnh c¸c m¹ch vßng kÝn.

Ch−¬ng 2 Back Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

u=1 u=2

NÕu trong 1 r·nh phÇn øng (r·nh thùc) chØ ®Æt 2 c¹nh t¸c dông (d©y quÊn 2 líp) th× r·nh ®ã gäi lµ r·nh nguyªn tè. NÕu trong 1 r·nh thùc cã 2u c¹nh t¸c dông víi u = 1,2,3... th× r·nh thùc ®ã chia thµnh u r·nh nguyªn tè.

Quan hÖ gi÷a r·nh thùc Z vµ r·nh nguyªn tè Znt : Znt = u.Z Quan hÖ gi÷a sè phÇn tö cña d©y quÊn S vµ sè phiÕn gãp G: S = G.

→ Znt = S = G

u=3

3. Ph©n lo¹i: - Theo c¸ch thùc hiÖn d©y quÊn:

+ D©y quÊn xÕp ®¬n vµ xÕp phøc t¹p. + D©y quÊn sãng ®¬n vµ sãng phøc t¹p. + Trong 1 sè tr−êng hîp cßn dïng c¶ d©y quÊn hçn hîp: kÕt hîp c¶ d©y quÊn xÕp vµ sãng.

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

D¹ng xÕp D¹ng sãng D©y quÊn cã phÇn tö ®ång ®Òu D©y quÊn cã phÇn tö theo cÊp

- Theo kÝch th−íc c¸c phÇn tö: d©y quÊn cã phÇn tö ®ång ®Òu vµ d©y quÊn theo cÊp. 4. C¸c b−íc d©y quÊn:

- B−íc d©y quÊn thø nhÊt y1 :khoảng cách cạnh tác dụng 1 & 2 của 1 phần tử. - B−íc d©y quÊn thø hai y2 : khoảng cách cạnh tác dụng thứ hai của phần tử 1 và cạnh tác dụng 1 của phần tử thứ 2. - B−íc d©y tæng hîp y : khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng thứ nhất của hai phần tử liền kề. - B−íc vµnh gãp yG : khoảng cách giữa 2 thanh góp của 1 phần tử. Back

Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.2: D©y quÊn xÕp ®¬n

y1 y

y2

1. B−íc cùc vµ c¸c b−íc d©y quÊn: a) B−íc cùc t : Lµ chiÒu dµi phÇn øng d−íi 1 cùc

D− lµ ®−êng kÝnh phÇn øng

t =

[cm..]

p

lµ b−íc cùc p lµ sè ®«i cùc

t = [r·nh ng. tè]

D. − p 2 Znt p 2

t 2 1 3

Znt p2

b) C¸c b−íc d©y quÊn: B−íc d©y quÊn thø nhÊt y1: y1 = – Trong ®ã: e

lµ 1 sè hoÆc ph©n sè ®Ó y1 lµ 1 sè nguyªn.

+ NÕu y1 = ta cã d©y quÊn b−íc ®ñ.

+ NÕu y1 > ta cã d©y quÊn b−íc dµi.

+ NÕu y1 < ta cã d©y quÊn b−íc ng¾n.

Z nt p2 Z nt p2 Z nt p2

e

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

- B−íc d©y quÊn tæng hîp (y) vµ b−íc vµnh gãp (yG ):

§Æc ®iÓm cña d©y quÊn xÕp ®¬n lµ 2 ®Çu cña 1 phÇn tö

nèi vµo 2 phiÕn gãp kÒ nhau nªn yG = y = 1.

- B−íc d©y quÊn thø hai y2: Trong d©y quÊn xÕp ®¬n: y1 = y2 + y

y2 = y1 - y.

fi

2. S¬ ®å khai triÓn:

y2 = y1 - y = 4 -1 = 3.

16 4

Khai triÓn d©y quÊn xÕp ®¬n M§MC cã Znt = S = G = 16, 2p = 4. a) TÝnh c¸c b−íc d©y quÊn: y1 = – Z nt p2

= = 4 (B−íc ®ñ) y = yG = 1.

b)Thø tù nèi c¸c phÇn tö: C¨n cø vµo c¸c b−íc d©y quÊn ta cã thÓ bè trÝ c¸ch nèi c¸c phÇn tö ®Ó thùc hiÖn d©y quÊn.

e

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

7

3 4

8

9 10 11 12 13 14 15 16 1

5 6

Líp trªn 1 2

+y1

Líp d−íi

2

5 6

7

9 10 11 12 13 14 15 16 1

3 4

8

c) Gi¶n ®å khai triÓn: - Gi¶ sö t¹i thêi ®iÓm kh¶o s¸t phÇn tö 1 n»m trªn ®−êng trung tÝnh h×nh häc (®ã lµ ®−êng th¼ng trªn bÒ mÆt phÇn øng mµ däc theo nã c¶m øng tõ b»ng 0). - VÞ trÝ cña c¸c cùc tõ trªn h×nh vÏ ph¶i ®èi xøng nhau, kho¶ng c¸ch gi÷a chóng ph¶i ®Òu nhau. ChiÒu réng cùc tõ b»ng 0,7 b−íc cùc.VÞ trÝ cña chæi than trªn phiÕn ®æi chiÒu còng ph¶i ®èi xøng, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c chæi than ph¶i b»ng nhau. ChiÒu réng chæi than lÊy b»ng 1 phiÕn ®æi chiÒu. - Yªu cÇu chæi than ph¶i ®Æt ë vÞ trÝ ®Ó dßng ®iÖn trong phÇn tö khi bÞ chæi than ng¾n m¹ch lµ nhá nhÊt vµ søc ®iÖn ®éng lÊy ra ë 2 ®Çu chæi than lµ lín nhÊt. Nh− vËy chæi than ph¶i ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc vµ trôc chæi than trïng víi trôc cùc tõ.

Khai triÓn

m¸y ®iÖn mét chiÒu

S¬ ®å khai triÓn d©y quÊn M§MC D©y quÊn xÕp ®¬n cã Znt = S = G = 16, 2p = 4.

n

2 4 8 11 13 14 15 16 1 3 5 6 7 9 10 12

3

15

1

4

5

6

7

11

12

14

16

2

8

13

-

9 10 A2 +

-

S N N S

A1 + B2 B1 A + B -

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3.X¸c ®Þnh sè ®«i m¹ch nh¸nh:

A1 (-)

Nh×n tõ ngoµi vµo d©y quÊn phÇn øng cã thÓ biÓu thÞ b»ng s¬ ®å sau:

(+) B1 B2

- Ta thÊy: d©y quÊn phÇn øng lµ 1 m¹ch ®iÖn gåm 4 m¹ch nh¸nh song song hîp l¹i. (M¹ch nh¸nh song song lµ phÇn d©y quÊn n»m gi÷a 2 chæi ®iÖn cã cùc tÝnh kh¸c nhau). NÕu m¸y cã 2p cùc th× sÏ cã 2p m¹ch nh¸nh song song. KÕt luËn: - Trong d©y quÊn xÕp ®¬n gi¶n th× sè m¹ch nh¸nh song song b»ng sè cùc tõ hay sè ®«i m¹ch nh¸nh song song b»ng sè ®«i cùc : a = p - NÕu d©y quÊn xÕp tho¶ m·n 2 ®iÒu kiÖn: chæi than n»m trªn ®−êng trung tÝnh h×nh häc vµ hÖ thèng m¹ch tõ ®èi xøng th× søc ®iÖn ®éng c¸c nh¸nh b»ng nhau vµ ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt.

A2

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2-3: d©y quÊn xÕp phøc t¹p

1 2 3 4 5

y1 y y2

1. B−íc d©y quÊn: §Æc ®iÓm cña d©y quÊn xÕp phøc t¹p lµ yG = m (m = 2, 3, 4...). Th«ng th−êng chØ dïng m = 2. Trong nh÷ng m¸y c«ng suÊt thËt lín míi dïng m > 2. (cid:2)Khi m = 2 = yG: - NÕu sè r·nh nguyªn tè vµ sè phÇn tö lµ ch½n th× ta ®−îc 2 d©y quÊn xÕp ®¬n ®éc lËp. - NÕu sè r·nh nguyªn tè vµ sè phÇn tö lÎ ta ®−îc 2 d©y quÊn xÕp ®¬n nh−ng kh«ng ®éc lËp mµ nèi tiÕp nhau thµnh 1 m¹ch kÝn. (cid:2)Nh− vËy cã thÓ coi d©y quÊn xÕp phøc t¹p gåm m d©y quÊn xÕp ®¬n lµm viÖc song song nhê chæi than. Vµ chæi than ph¶i cã bÒ réng ‡ m lÇn phiÕn gãp míi cã thÓ lÊy ®iÖn ra.

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. S¬ ®å khai triÓn:

=

=

6

= a) C¸c b−íc d©y quÊn: y2 = y1 - y = 6 - 2 = 4

y1

D©y quÊn xÕp phøc t¹p cã: yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24. Z 24 p2 4 yG = y = 2

b) Thø tù nèi c¸c phÇn tö:

Líp trªn

7

5

3

9 11 13 15 17 19 21 23 1

1 +y1

KhÐp kÝn

1

5

3

9 11 13 15 17 19 21 23

7

Líp d−íi

Líp trªn

2

6

4

22 24

8 10 12 14 16 18 20

2 +y1

KhÐp kÝn

2

6

4

Líp d−íi

8 10 12 14 16 18 20 22 24

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Gi¶n ®å khai triÓn d©y quÊn M§MC D©y quÊn xÕp phøc t¹p yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24.

n

3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

3

4

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

1 2

5

6 7

8

23 24

S N N S

- A1 + A2 + - B2 B1 A +

Back B - Cùc tõ vµ chæi ®iÖn nh− ë d©y quÊn xÕp ®¬n. ChØ kh¸c lµ bÒ réng chæi D©y quÊn xÕp phøc t¹p do m d©y quÊn xÕp ®¬n cïng ®Êu chung ®iÖn ‡ 2 lÇn phiÕn gãp ®Ó cã thÓ lÊy ®iÖn ®ång thêi ë 2 d©y quÊn ra. chæi than do ®ã sè ®«i m¹ch nh¸nh song song cña d©y quÊn: a = m.p. Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2-4: d©y quÊn sãng ®¬n

y1 y2

1. B−íc d©y quÊn:

.

Z nt y1 = – p2 D©y quÊn sãng ®¬n kh¸c víi d©y quÊn xÕp ®¬n ë yG.

1G – p

Muèn cho khi quÊn xong vßng thø nhÊt ®Çu cuèi cña phÇn tö thø p ph¶i kÒ víi ®Çu ®Çu cña phÇn tö ®Çu tiªn th× sè phiÕn ®æi chiÒu mµ c¸c phÇn tö v−ît qua ph¶i lµ: p.yG = G – 1fi yG = (G lµ sè phiÕn gãp).

DÊu (+) øng víi d©y quÊn ph¶i. DÊu (-) øng víi d©y quÊn tr¸i.

y e

.

Znt y1 = – p2

y2 = y - y1 = yG - y1.

y = yG =

1G – p

e fi

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. S¬ ®å khai triÓn:

Khai triÓn d©y quÊn sãng ®¬n cã Znt = S = G = 15; 2p = 4

= 3 (b−íc ng¾n) . y2 = y - y1 = 7 - 3 = 4.

a) B−íc d©y quÊn: Znt y1 = – p2

3 15 = - 4 4 15 - 1 y = yG = = = 7 (d©y quÊn tr¸i) 2

1G – p

b) Thø tù nèi c¸c phÇn tö:

2

Líp trªn

9

1

1

15 7

8

14 6 13 5 12 4 11 3 10

e

4

12

2

9

1

8 15

Líp d−íi

11 3 10

7 14 6

13 5

+y2 +y1

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Gi¶n ®å khai triÓn d©y quÊn M§MC D©y quÊn sãng ®¬n cã Znt = S = G = 15; 2p = 4

n

11 9 10 5 3 14 2 12 13 6 8 15 1 4 7

S N S N

3 6 8 4 7 5 9 10 11 12 13 14 15 1 2

- B1 - A2 + A1 + B2 A +

B - D©y quÊn sãng ®¬n chØ cã 1 ®«i m¹ch nh¸nh song song: a = 1. Quy luËt nèi d©y cña d©y quÊn sãng ®¬n lµ nèi tiÕp tÊt c¶ c¸c phÇn tö d−íi ë c¸c cùc cã cïng cùc tÝnh l¹i råi nèi víi c¸c phÇn tö ë d−íi c¸c cùc cã cùc tÝnh kh¸c cho ®Õn hÕt.

Back Next Ch−¬ng 2

=

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2-5: d©y quÊn sãng phøc t¹p 1. B−íc d©y quÊn: T−¬ng tù nh− víi d©y quÊn sãng ®¬n. mG – p

Riªng b−íc vµnh gãp: yG 2. S¬ ®å khai triÓn:

m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18.

= = 4 (d©y quÊn b−íc ng¾n)

a) TÝnh b−íc d©y quÊn: y1 = –

2 4

Z nt p2

e

2

18

=

=

18 - 4 = 8 = y; y2 = y - y1 = 8 - 4 = 4.

yG

2

KhÐp kÝn

mG p b) Thø tù nèi c¸c phÇn tö: Líp trªn

2

4 12

2

6 14

10 18

8 16

- –

KhÐp kÝn

1

Líp d−íi Líp trªn

6 1

8 3

16 11

14 4 9

17 7

12 2 10 18 13 15 5

+y1 +y2

15

7

5

1

9

17

Líp d−íi

3 11

+y1

+y2 13 Back Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Gi¶n ®å khai triÓn d©y quÊn M§MC D©y quÊn sãng phøc t¹p cã: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18

n

5 3 7 1 6 4 2 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8

5

9

3

7

18

6

4

10

12

13 14

15

8

11

1

2

16 17

S N N S

- - A1 + B1 B2 A2 +

A +

B - D©y quÊn sãng phøc t¹p gåm m d©y quÊn sãng ®¬n hîp l¹i do ®ã sè ®«i m¹ch nh¸nh song song cña d©y quÊn sãng phøc t¹p: a = m.

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.6: D©y c©n b»ng ®iÖn thÕ

1.§iÒu kiÖn ®Ó d©y quÊn ®èi xøng:

- D©y quÊn M§MC t−¬ng øng nh− 1 m¹ch ®iÖn gåm 1 sè nh¸nh song song ghÐp l¹i. Mçi nh¸nh gåm 1 sè phÇn tö nèi tiÕp nhau.

- ë ®iÒu kiÖn b×nh th−êng: søc ®iÖn ®éng sinh ra trong c¸c m¹ch nh¸nh song song b»ng nhau, dßng ®iÖn ph©n bè ®Òu trong c¸c nh¸nh.

- D©y quÊn ph¶i ®¶m b¶o 1 sè yªu cÇu sau:

+ §¶m b¶o vÒ c¶m øng tõ: HÖ thèng m¹ch tõ ph¶i cã cÊu t¹o

®èi xøng, tõ th«ng ë c¸c cùc nh− nhau.

+ §iÒu kiÖn vÒ d©y quÊn: TÊt c¶ c¸c d©y quÊn t¹o thµnh m¹ch nh¸nh ph¶i t−¬ng ®−¬ng nhau vµ sè phÇn tö cña c¸c nh¸nh còng ph¶i t−¬ng ®−¬ng.

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. D©y c©n b»ng ®iÖn thÕ lo¹i 1:

- D©y c©n b»ng ®iÖn thÕ lµm mÊt sù kh«ng ®èi xøng cña m¹ch tõ trong M§ ®Ó c©n b»ng ®iÖn thÕ ë c¸c m¹ch nh¸nh cña d©y quÊn xÕp n»m d−íi c¸c cùc tõ cã cïng cùc tÝnh ®−îc gäi lµ d©y c©n b»ng lo¹i 1. B−íc thÕ yt b»ng sè phiÕn ®æi chiÒu d−íi mçi ®«i cùc:

yt =

G = p

G a

3. D©y c©n b»ng lo¹i 2: - D©y c©n b»ng lµm mÊt sù ph©n bè kh«ng ®èi xøng cña ®iÖn ¸p trªn vµnh gãp gäi lµ d©y c©n b»ng lo¹i 2.

B−íc thÕ: yt =

S = a

G a

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 3: C¸c quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.1: Søc ®iÖn ®éng d©y quÊn phÇn øng

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.2: M« men ®iÖn tõ - c«ng suÊt ®iÖn tõ

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.3: C©n b»ng n¨ng l−îng - tæn hao - hiÖu suÊt

Next Back PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.1: Søc ®iÖn ®éng d©y quÊn phÇn øng

Søc ®iÖn ®éng trung b×nh c¶m øng trong 1 thanh dÉn cã chiÒu

dµi l, chuyÓn ®éng víi vËn tèc v trong tõ tr−êng b»ng: etb = Btb.l.v

lµ b−íc cùc

=

v =

.

p2

. . nD − 60

n 60

p t t

Btb =

lt

F d

F

N a2

nh¸nh song song sÏ cã ®éng cña m¸y:

.

. p2

=

.l.

n 60

F d F d

d .n (V)

D− lµ ®−êng kÝnh phÇn øng. p lµ sè ®«i cùc. n lµ tèc ®é quay phÇn øng(v/phót) d : tõ th«ng khe hë d−íi mçi cùc tõ (Wb) NÕu gäi N lµ tæng sè thanh dÉn cña d©y quÊn th× mçi m¹ch thanh dÉn nèi tiÕp nhau. Nh− vËy søc ®iÖn n p2 .t etb = lt 60 Hay E− = Ce.F

.

. n

E− =

N a2

pN a60

Trong ®ã: Ce = lµ hÖ sè phô thuéc kÕt cÊu m¸y vµ d©y quÊn.

.etb = pN a60

F d

Back Next Ch−¬ng 3

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.2. M« men ®iÖn tõ - c«ng suÊt ®iÖn tõ

1. M«men ®iÖn tõ:

S

n M

Khi M§ lµm viÖc trong d©y quÊn phÇn øng sÏ cã dßng ®iÖn ch¹y qua. T¸c dông cña tõ tr−êng lªn d©y dÉn cã dßng ®iÖn ch¹y qua sÏ sinh ra m«men ®iÖn tõ trªn trôc m¸y.

- Lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn tõng thanh dÉn:

f = Btb.l.i−

Gäi N lµ tæng sè thanh dÉn cña d©y quÊn vµ dßng trong m¹ch nh¸nh lµ: iư = Iư/2a th× m«men ®iÖn tõ t¸c dông lªn d©y quÊn phÇn øng lµ:

Bd Bd tb t

tp2

Thay D− = vµ Btb = ta cã:

l.t

(Nm)

d .I− = CM. F

d .I−

F d p F t d

I − M = Btb. .l.N. . a2 I − a2

l.t

D − 2 p2 2

pN pa2

Trong ®ã: CM = lµ hÖ sè phô thuéc kÕt cÊu m¸y.

p

M = . .l.N. = .F pN pa2 lµ tõ th«ng d−íi mçi cùc tõ (Wb).

F d Back Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. C«ng suÊt ®iÖn tõ:

C«ng suÊt øng víi m«men ®iÖn tõ (lÊy vµo víi m¸y ph¸t vµ ®−a ra víi ®éng c¬) gäi lµ c«ng suÊt ®iÖn tõ: P®t = M.w

w = lµ tèc ®é gãc phÇn øng.

d .I− . = .n.F

d .I− = E− . I−

n2p 60

n2p 60 pN P®t = .F pa2

pN a60

- Trong chÕ ®é m¸y ph¸t: M ng−îc chiÒu quay víi phÇn øng nªn ®ãng vai trß lµ m«men h·m. M¸y chuyÓn c«ng suÊt c¬ (M.w ) thµnh c«ng suÊt ®iÖn (E−I−). - Trong chÕ ®é ®éng c¬: M cã t¸c dông lµm quay phÇn øng fi cïng chiÒu víi chiÒu quay phÇn øng. M¸y chuyÓn c«ng suÊt ®iÖn (E−I−) thµnh c«ng suÊt c¬ (M.w )

fi

Back Next Ch−¬ng 3

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.3: C©n b»ng n¨ng l−îng - tæn hao - hiÖu suÊt

0p

1. Tæn hao trong M§MC: a) Tæn hao c¬( pc¬): b) Tæn hao s¾t (pFe): - Hai lo¹i tæn hao trªn tån t¹i ngay c¶ khi kh«ng t¶i nªn gäi lµ tæn hao kh«ng t¶i: p0 = pc¬ + pFe. Tæn hao nµy sinh ra M h·m ngay c¶ khi kh«ng t¶i nªn gäi lµ M kh«ng t¶i: M0 = c) Tæn hao ®ång (pcu): Gåm 2 phÇn: - Tæn hao ®ång trªn m¹ch phÇn øng: pcu.− = I−

2R−

Víi: R− = r− + rb + rf + rtx ; (r− : ®iÖn trë d©y quÊn phÇn øng;

rf : ®iÖn trë cùc tõ phô; rb : ®iÖn trë d©y quÊn bï; rtx: ®iÖn trë tiÕp xóc chæi than.)

pcu.kt = Ukt Ikt

w

- Tæn hao ®ång trªn m¹ch kÝch thÝch: (Bao gåm tæn hao ®ång cña d©y quÊn kÝch thÝch vµ cña ®iÖn trë ®iÒu chØnh trong m¹ch kÝch thÝch): Back

Next Ch−¬ng 3

m¸y ®iÖn mét chiÒu

d) Tæn hao phô: (pf)

Trong ®ång vµ trong thÐp ®Òu sinh ra tæn hao phô. Tæn hao phô th−êng khã tÝnh. Ta lÊy pf = 1%P®m 2. Gi¶n ®å n¨ng l−îng vµ hiÖu suÊt:

a) M¸y ph¸t ®iÖn:

P®t = P1 - (pc¬ + pFe) = P1 - p0 = E− I− P2 = P®t - pcu = U.I−

- Gi¶n ®å n¨ng l−îng:

pc¬ pFe pcu

- HiÖu suÊt:

)

+

+

P1 P®t P2

( pP 1

co

p cu

=h

=

-= 1

P 2 P 1

p Fe P 1

p P 1

- S

Back Next Ch−¬ng 3

m¸y ®iÖn mét chiÒu

b) §éng c¬ ®iÖn: Ta cã c«ng suÊt ®iÖn mµ ®éng c¬ nhËn tõ l−íi:

P1 = U.I = U.(I− + Ikt ) Víi: I = I− + Ikt lµ dßng nhËn tõ l−íi vµo. U lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y.

P®t = P1 - (pcu.− + pcu.kt) P®t = E−I−

Cßn l¹i lµ c«ng suÊt c¬ ®−a ra ®Çu trôc: P2 = M.w = P®t - (pc¬ +pFe)

- Gi¶n ®å n¨ng l−îng:

pcu.− + pcu.kt pFe pc¬

- HiÖu suÊt:

)

+

+

P1 P®t P2

( p

p

co

cu

Fe

P 1

=h

=

-= 1

p P 1

p P 1

P 2 P 1

- S

Back Next Ch−¬ng 3

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 4 : Tõ tr−êng trong m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)4-1: tõ tr−êng lóc kh«ng t¶i

-Từ Trường cực từ chính-

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 4-2: tõ tr−êng khi cã t¶i

Next Back PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 4-1: tõ tr−êng lóc kh«ng t¶i

0

F F s

1.Tõ tr−êng chÝnh vµ tõ tr−êng t¶n:

Tõ th«ng chÝnh lµ tõ th«ng ®i qua khe hë kh«ng khÝ gi÷a phÇn øng vµ cùc tõ trong ph¹m vi 1 b−íc cùc.

s = f

Tõ th«ng cña cùc tõ ®−îc tÝnh nh− sau: c = f

0 ) = f

0 +f

0.s

/

t

Víi s

0(1+f t = 1+ lµ hÖ sè t¶n tõ cña cùc tõ chÝnh.

0

f f s F s F

2. Søc tõ ®éng cÇn thiÕt ®Ó sinh ra tõ th«ng: - Do m¹ch tõ hoµn toµn ®èi xøng vµ søc tõ ®éng ë c¸c cùc tõ nh− nhau nªn ta chØ cÇn tÝnh cho 1 ®«i cùc.

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

- §Ó cã tõ th«ng chÝnh f

0 ta cÇn cung cÊp cho d©y quÊn kÝch thÝch 1 søc tõ ®éng F0 nµo ®ã. §Ó ®¬n gi¶n cho viÖc tÝnh to¸n ta dïng c¸ch ph©n ®o¹n m¹ch tõ thµnh 5 ®o¹n: khe hë kh«ng khÝ (d ), r¨ng phÇn øng (hr), l−ng phÇn øng (l−), cùc tõ (hc), g«ng tõ (lG). Khi ®ã søc tõ ®éng cÇn thiÕt cho 1 ®«i cùc sÏ tÝnh nh− sau:

F0 = S

I.W = S H.l = 2Hd .d + 2Hr.hr + H−.l− + 2Hc.hc + HG.lG

B

= Fd + Fr + F− + Fc + FG Trong ®ã: h chØ chiÒu cao, l chØ chiÒu dµi. Trong mçi ®o¹n ®ã c−êng ®é tõ tr−êng ®−îc tÝnh: H = víi B =

S

, S, m

lµ tõ th«ng, tiÕt diÖn, hÖ sè tõ thÈm cña c¸c ®o¹n.

lG

a) Søc tõ ®éng trªn khe hë Fd : Fd = 2Hd .d

* Khi phÇn øng nh½n:

F m F

hc

hc

hr

hr

- Do khe hë gi÷a cùc tõ vµ phÇn øng kh«ng ®Òu: ë gi÷a th× khe hë max = (1,5 ‚ 2,5)d nªn ph©n bè tõ nhá, 2 ®Çu mÐp cùc tõ khe hë lín: d l− c¶m ë nh÷ng ®iÓm th¼ng gãc víi bÒ mÆt phÇn øng còng kh¸c nhau.

d

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

d

t

d .t

Bd

- Ph©n bè tõ c¶m d−íi 1 cùc tõ biÓu diÔn nh− h×nh vÏ. Tõ c¶m ë gi÷a cùc tõ cã gi¸ trÞ lín nhÊt cßn ë 2 mÐp cùc trÞ sè gi¶m dÇn vµ ë ®−êng trung tÝnh h×nh häc gi÷a 2 cùc tõ th× b»ng 0. - §Ó ®¬n gi¶n ta thay ®−êng cong tõ c¶m thùc tÕ b»ng 1 h×nh ch÷ nhËt cã chiÒu cao lµ Bd vµ ®¸y lµ bd = a sao cho diÖn tÝch h×nh ch÷ nhËt b»ng diÖn tÝch bao bëi ®−êng cong thùc tÕ. (bd lµ cung tÝnh to¸n cña cùc tõ cßn a lµ hÖ sè tÝnh to¸n cung cùc). Trong M§MC cã cùc tõ phô th× a

d = 0,62 ‚ 0,72; d = 0,7 ‚ 0,8 lc l1

+

l

−

l c

ë M§MC kh«ng cã cùc tõ phô th× a Gäi l− lµ chiÒu dµi phÇn øng theo däc trôc vµ lc lµ chiÒu dµi cùc tõ th× ta cã chiÒu dµi tÝnh to¸n ld = . Víi l− = l1- ng.bg

t d bd

2

Bd

ng,bg lµ sè r·nh vµ chiÒu réng r·nh th«ng giã.

ld Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

=

=

Tõ c¶m khe hë kh«ng khÝ:

B

. bl

Søc tõ ®éng ®−îc tÝnh:

B

=

=d .

S =d .

.

F

. H2

2

2

1

. . bl

0

0

F F d d d d d d F d d d d d m m d d

t1 br1

1

K

=d

+ +

d

t b

1r

* Khi phÇn øng cã r¨ng: - Khi tÝnh to¸n ta ph¶i quy ®æi phÇn øng cã r¨ng vÒ phÇn øng nh½n b»ng c¸ch t¨ng khe hë kh«ng khÝ lµ d ' = Kd .d víi d ' ®−îc gäi lµ trÞ sè tÝnh to¸n cña khe hë. 10 Kd lµ hÖ sè khe hë: 10 t1 lµ b−íc r¨ng; br1 lµ chiÒu réng ®Ønh r¨ng

Ta cã søc tõ ®éng phÇn øng khi cã r¨ng :

d

.

'

Fd = 2.Hd . Kd .d = 2.Fd 1. Kd = 2. .Kd

. bl0 .

Fd = 2.Hd .d ' = Kd .d

F d d m d d d

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

t1 Hr1 br1

b) Søc tõ ®éng trªn r¨ng phÇn øng: Víi phÇn øng cã r¨ng vµ r·nh khi tõ th«ng ®i qua khe hë kh«ng khÝ th× ph©n lµm 2 m¹ch song song ®i vµo r¨ng vµ r·nh phÇn øng. Do tõ dÉn cña thÐp lín h¬n kh«ng khÝ nhiÒu nªn ®¹i bé phËn tõ th«ng ®i vµo r¨ng. t1 lµ b−íc ®Ønh r¨ng t2 lµ b−íc ch©n r¨ng t = Bd .ld .t1

Tõ th«ng ®i qua 1 b−íc r¨ng t1 lµ F

Hrtb

XÐt 1 tiÕt diÖn ®ång t©m víi mÆt phÇn øng, c¸ch ®Ønh r¨ng 1 kho¶ng x th× tõ th«ng ®i qua tiÕt diÖn ®ã gåm 2 thµnh phÇn:

x br2 Hr2

F+

(1)

xr

rx

t

t2 F ¢

t

xr

rx

F= Chia 2 vÕ cña (1) cho Srx (tiÕt diÖn r¨ng) ta cã: =

+

(1’)

S

S

rx

rx

F F F ¢

S rx

rx =

B

rx

vµ

lµ trÞ sè tõ c¶m tÝnh to¸n vµ thùc tÕ cña r¨ng

rx

S

S

¢= t B rx

rx

F F

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

xr

xr

*) ý nghÜa cña B’rx: Coi toµn bé tõ th«ng ®Òu ®i qua r¨ng phÇn øng (m¹ch tõ ch−a b·o hoµ). Khi B’ tx> 1,8 Tesla th× m¹ch tõ b¾t ®Çu b·o hoµ, tõ trë t¨ng dÇn, ta kh«ng thÓ bá qua tõ c¶m trªn r·nh. Khi ®ã thµnh phÇn thø 2 cña biÓu thøc (1') biÓu diÔn nh− sau: = xr

m=

=

.

(2)

. KB xr

rx

. . KH xr

0

rx

S

S

S S

rx

xr

rx

m+

.

. KH ' xr

rx

0

(3)

- Gi¶ thiÕt r»ng nh÷ng mÆt c¾t h×nh trô ngang r¨ng vµ r·nh ë c¸c ®é cao x ®Òu lµ nh÷ng mÆt ®¼ng trÞ cña tõ tr−êng th× khi ®ã cã thÓ xem =¢ nh− Hrx = Hr’x Thay vµo (1'): B rx

B rx Gi¸ trÞ biÓu thøc nµy cã thÓ t×m ®−îc tõ ®−êng cong tõ ho¸ B = f(H)

F F ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢

vµ qua c¸c b−íc tÝnh cô thÓ sau: + VÏ ®−êng cong tõ ho¸ cña lâi s¾t phÇn øng Khi ®· biÕt kÝch th−íc cña r¨ng vµ r·nh ta cã:

=

=

K

1

rx

S xr S

rx

lt x klb − rx

c

lµ chiÒu dµi thùc vµ tÝnh to¸n cña lâi s¾t.

Víi: Kc lµ hÖ sè Ðp chÆt lâi s¾t; Stx, tx lµ tiÕt diÖn r¨ng vµ b−íc r¨ng ë ®é cao x; l−, ld

¢ d -

m¸y ®iÖn mét chiÒu

B

0

+ Tõ ®−êng cong tõ ho¸ cho c¸c trÞ sè cña tõ B’rx theo (3).

c¶m Brx ta t×m ®−îc Hrx t−¬ng øng fi Sau ®ã vÏ ®−êng biÓu diÔn (®−êng 2).

m

(2) . KH . rx rx (1)

t

d=

- Ngoµi ra trÞ sè tõ c¶m tÝnh to¸n cña r¨ng còng cã (4)

thÓ x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:

=¢ B rx

ltB 1 klb − rx

c

S rx * Thùc tÕ khi tÝnh to¸n søc tõ ®éng r¨ng chØ cÇn tÝnh H ë 3 ®iÓm theo chiÒu cao r¨ng: ®Ønh r¨ng, ch©n r¨ng vµ gi÷a chiÒu cao r¨ng. Khi ®ã trÞ sè tÝnh to¸n cña c−êng ®é tõ tr−êng trung b×nh b»ng:

)

+

+

=

H

H

( H

(5)

rtb

2r

1r

r

1 6

H4 Gäi hr lµ chiÒu cao r¨ng th× søc tõ ®éng r¨ng ®èi víi 1 ®«i cùc lµ:

(6)

Fr = 2. Hr. hr

* §Ó ®¬n gi¶n ta chØ cÇn x¸c ®Þnh tõ c¶m vµ tõ tr−êng ë tiÕt diÖn c¸ch ch©n r¨ng 1/3 lµm trÞ sè tÝnh to¸n. Khi ®ã ta cã: Fr = 2. Hr1/3. hr (7) Trong m¸y ®iÖn 1 chiÒu tõ c¶m ë n¬i hÑp nhÊt cña r¨ng = 1,8 ‚ 2,3 T.

Brx F d 0 H Hrx

m¸y ®iÖn mét chiÒu

c) Søc tõ ®éng trªn l−ng phÇn øng:

0

−

=

=

=

Tõ th«ng sau khi ®i qua khe hë kh«ng khÝ vµo phÇn øng qua r¨ng vµ r·nh sÏ ph©n bè kh«ng ®Òu: ë gÇn r¨ng cã tõ c¶m lín h¬n nh−ng sù kh¸c biÖt kh«ng lín l¾m nªn cã thÓ lÊy tõ c¶m trung b×nh ë l−ng phÇn øng ®Ó tÝnh to¸n. Tõ c¶m ë l−ng phÇn øng: B

−

S

0 . S2

−

−

. . . klh2 −

−

c

F F F

=

Trong ®ã: lµ tõ th«ng phÇn øng;

−

=

.

S

−

−

0 2 . − cklh

Theo ®−êng cong tõ ho¸ tõ B−

lµ tiÕt diÖn l−ng phÇn øng. fi H−

Khi ®ã søc tõ ®éng trªn l−ng phÇn øng ®−îc tÝnh: F− = H−.l−

F F

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

d) Søc tõ ®éng trªn th©n cùc tõ vµ g«ng tõ:

TÝnh to¸n søc tõ ®éng cùc tõ ta ph¶i xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña tõ

c = F

0.s

t

th«ng t¶n. Khi ®ã tõ th«ng ë cùc tõ lín h¬n tõ th«ng chÝnh: F víi

t = 1,15 ‚ 1,25 lµ hÖ sè t¶n tõ.

Thùc tÕ do F

s

t¶n ra kh¾p cùc tõ nªn tõ th«ng ë c¸c phÇn trªn cùc tõ vµ g«ng tõ còng kh¸c nhau. Nh−ng ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ tÝnh to¸n ta coi nh− trªn cùc tõ vµ g«ng tõ cã tõ th«ng kh«ng ®æi. (F

G = 1/2F

c)

s

c

c

=

B

B

G

= Ta cã: vµ c

S2

S

c

G

Víi Sc vµ SG lµ tiÕt diÖn cùc tõ vµ g«ng tõ Søc tõ ®éng cùc tõ vµ g«ng tõ:

Fc = 2.Hc.hc FG = HG.lG

hc: chiÒu cao cùc tõ lG: chiÒu dµi trung b×nh cña g«ng tõ.

F F

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

0 vµ F0

f

a b c f

3. §−êng cong tõ ho¸ cña M§MC: §−êng biÓu diÔn quan hÖ gi÷a f gäi lµ ®−êng cong tõ ho¸ cña M§MC.

®m

NÕu kÐo dµi ®o¹n tuyÕn tÝnh ta ®−îc quan hÖ f d = f(Fd ). Khi tõ th«ng ®¹t gi¸ trÞ ®Þnh møc th× ®o¹n ab ®Æc tr−ng cho søc tõ ®éng khe hë cßn ®o¹n bc ®Æc tr−ng cho søc tõ ®éng r¬i trªn c¸c phÇn s¾t cña m¹ch tõ.

F 0

F0 = ac = Fd + Fr + F− + Fc + FG

lµ hÖ sè b·o hoµ cña m¹ch tõ.

th× km

=

ab = Fd bc = Fr + F− + Fc + FG §Æt = m k

ac ab

F0 F

fi

Trong c¸c M§ ®Ó triÖt ®Ó lîi dông vËt liÖu vµ c«ng suÊt khi ®iÖn ¸p lµ ®Þnh møc ta chän ®iÓm lµm viÖc lµ ®iÓm chím b·o hoµ (®iÓm c: ®iÓm mµ ®−êng cong tõ ho¸ b¾t ®Çu cong víi km = 1,1 fi 1,35).

d

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 4-2: tõ tr−êng cña m¸y ®iÖn khi cã t¶i

N

1. Tõ tr−êng cùc tõ chÝnh:

Tõ h×nh vÏ ph©n bè tõ tr−êng cña cùc tõ chÝnh cña m¸y 2 cùc ta thÊy tõ tr−êng chÝnh nhËn trôc cùc lµm trôc ®èi xøng vµ kh«ng thay ®æi vÞ trÝ trong kh«ng gian.

S N

2. Tõ tr−êng phÇn øng:

a) ChiÒu cña tõ tr−êng phÇn øng:

* Khi chæi than ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc:

Trung tÝnh h×nh häc

- Trôc søc tõ ®éng tæng cña c¶ d©y quÊn sinh ra lu«n lu«n trïng víi trôc chæi than.

N− n S−

S

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

* NÕu dÞch chæi than khái trung tÝnh h×nh häc øng víi 1 ®o¹n b trªn phÇn øng:

N

F−d

F− F−q

b C

+ Søc tõ ®éng däc trôc: F−d.

Dn A B b

- Ph©n tÝch søc tõ ®éng phÇn øng F− thµnh 2 thµnh N phÇn: + Søc tõ ®éng ngang trôc F−q. Trung tÝnh vËt lý Trung tÝnh h×nh häc

(*)

b) Sù ph©n bè tõ tr−êng trªn bÒ mÆt phÇn øng: * Khi chæi than ë trªn ®−êng trung tÝnh h×nh häc: (*)

n S

Ta xÐt 1 m¹ch vßng ®èi xøng víi ®iÓm gi÷a cña 2 chæi than th×

ë 1 ®iÓm c¸ch gèc lµ x søc tõ ®éng ®−îc tÝnh nh− sau: (A/®«i cùc)

F−x = A.2x

−

A = (A/cm): lµ phô t¶i ®−êng cña phÇn øng.

S

. iN . D

−

i− = lµ dßng trong thanh dÉn.

I − a2

p

2

t t

Back Next

Søc tõ ®éng sÏ lín nhÊt khi x = . Khi ®ã: F− = A.2. = A.t . 2 Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

F

§

N S

/2

(*)

0.

F x− 0. = m d2

x2A. d2

- NÕu bá qua tõ trë cña lâi thÐp th× tõ trë cña m¹ch phÇn øng chØ cßn lµ 2 khe hë kh«ng khÝ nªn tõ c¶m cña phÇn øng d−íi mÆt cùc tõ ®−îc biÓu diÔn: B−x = m = m

0.H−x = m A 0. .x

F−x At

* Khi chæi than dÞch khái trung tÝnh h×nh häc 1 kho¶ng b nµo ®ã:

(A/®«i cùc)

- 2b)

D−íi mçi b−íc cùc trong ph¹m vi 2b dßng ®iÖn sinh ra søc tõ ®éng däc trôc cßn trong ph¹m vi (t - 2b) dßng ®iÖn sinh ra søc tõ ®éng ngang trôc: F−d = A.2b F−q = A. (t

Tãm l¹i: tõ tr−êng phÇn øng phô thuéc vµo vÞ trÝ cña chæi than vµ møc ®é cña t¶i.

B−x d

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. Ph¶n øng phÇn øng:

a) Khi chæi than ®Æt trªn ®−êng trung tÝnh h×nh häc:

m

m

- Sù ph©n bè cña tõ tr−êng do tõ tr−êng cùc tõ chÝnh vµ tõ tr−êng phÇn øng hîp l¹i nh− sau:

F

(4)

§

(3)

(1)

(1): Tõ c¶m cña cùc tõ chÝnh. (2): Tõ tr−êng phÇn øng. (3): Tõ tr−êng tæng khi m¹ch tõ

ch−a b·o hoµ.

(4): Tõ tr−êng tæng khi m¹ch tõ

(2)

b·o hoµ.

*)Tãm l¹i:

m

m

S N

Khi chæi than ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc chØ cã ph¶n øng ngang trôc lµm mÐo d¹ng tõ tr−êng khe hë vµ xuÊt hiÖn ®−êng trung tÝnh vËt lý Back Next

Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

b) Khi chæi than dÞch khái trung tÝnh h×nh häc: Ph©n tÝch søc tõ ®éng phÇn øng thµnh 2 phÇn: F−q vµ F−d. - Thµnh phÇn ngang trôc F−q cã t¸c dông lµm mÐo d¹ng tõ tr−êng cùc tõ chÝnh vµ khö tõ 1 Ýt nÕu m¹ch tõ b·o hoµ. - Thµnh phÇn däc trôc F−d ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn tõ tr−êng cùc tõ chÝnh. Nã cã t¸c dông khö tõ hoÆc trî tõ tuú theo chiÒu xª dÞch cña chæi than. (*)

Do yªu cÇu cña ®æi chiÒu chØ cho phÐp quay chæi than theo chiÒu quay cña phÇn øng trong tr−êng hîp m¸y ph¸t cßn ®éng c¬ th× ng−îc l¹i.

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Nf

F

§

S N Sf

(1) (2)

Hb-1 (3)

4. Tõ tr−êng cùc tõ phô: Sf T¸c dông cña cùc tõ phô lµ sinh ra 1 søc tõ ®éng triÖt tiªu tõ tr−êng phÇn øng ngang trôc vµ t¹o ra tõ tr−êng ng−îc chiÒu víi tõ tr−êng phÇn øng ë khu vùc ®æi chiÒu.

Hb-2

(1): Søc tõ ®éng cùc tõ chÝnh. (2): Søc tõ ®éng phÇn øng. (3): Søc tõ ®éng cùc tõ phô. H×nh b-2: Søc tõ ®éng tæng. H×nh b-3: Ph©n bè tõ c¶m.

Hb-3

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

- Khi chæi than ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc th× cùc tõ phô

kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn cùc tõ chÝnh.

F

§

Sf Nf S N S

Hc1

H×nh c1: Cùc tõ phô kh«ng ¶nh h−ëng tíi tõ tr−êng tæng. H×nh c2: Cùc tõ phô cã t¸c dông khö tõ. H×nh c3: Cùc tõ phô cã t¸c dông trî tõ.

t

C¸ch nèi cùc tõ phô:

§

Hc2

t

F

N

Hc3

t Sf Nf

S

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

5. Tõ tr−êng d©y quÊn bï:

S

S

N

Nf

Sf

§

F

(1)

- T¸c dông cña d©y quÊn bï lµ sinh ra tõ tr−êng triÖt tiªu ph¶n øng phÇn øng lµm cho tõ tr−êng khe hë vÒ c¨n b¶n kh«ng bÞ mÐo d¹ng n÷a.

(2)

§−êng (1): Søc tõ ®éng cña ph¶n øng phÇn øng ngang.

(3)

(4)

§−êng (2): Søc tõ ®éng cña d©y quÊn bï.

§−êng (3): Søc tõ ®éng khi kh«ng t¶i. §−êng (4): Ph©n bè tõ tr−êng tæng khi cã c¶ d©y quÊn bï vµ cùc tõ phô.

C¸ch nèi d©y quÊn bï:

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 5 : §æi chiÒu

(cid:1)5.1: Nguyªn nh©n sinh ra tia löa trªn vµnh gãp

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 5.2: Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 5.3: C¸c ph−¬ng ph¸p c¶i thiÖn ®æi chiÒu

Next Back PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)5.1: Nguyªn nh©n g©y tia löa trªn vµnh gãp

1. Nguyªn nh©n vÒ c¬ khÝ:

- Vµnh gãp kh«ng ®ång t©m víi trôc. - Sù c©n b»ng bé phËn quay kh«ng tèt. - BÒ mÆt vµnh gãp kh«ng ph¼ng do nh÷ng phiÕn ®æi chiÒu hoÆc mi ca c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c phiÕn ®æi chiÒu nh« lªn. - Lùc Ðp chæi than kh«ng thÝch hîp (m¹nh qu¸ cã thÓ lµm mßn chæi vµ vµnh gãp), kÑt chæi trong hép chæi, hép chæi than kh«ng ®−îc gi÷ chÆt hay ®Æt kh«ng ®óng vÞ trÝ.

2. Nguyªn nh©n vÒ ®iÖn:

- Do søc ®iÖn ®éng ph¶n kh¸ng kh«ng triÖt tiªu hÕt søc ®iÖn ®éng ®æi chiÒu. - Do sù ph©n bè kh«ng ®Òu mËt ®é dßng ®iÖn trªn mÆt tiÕp xóc vµ quan hÖ phi tuyÕn cña ®iÖn trë tiÕp xóc: rtx = f(t,q ) víi q lµ th«ng sè ®Æc tr−ng cho t¸c dông nhiÖt vµ hiÖn t−îng ®iÖn ph©n d−íi chæi than.

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. C¸c cÊp tia löa ®iÖn:

B¶ng c¸c cÊp tia löa ®iÖn (*)

- Ta thÊy tia löa m¹nh g©y hao mßn nhanh chãng chæi than vµ vµnh gãp. Do ®ã tia löa cÊp 2 chØ cho phÐp víi nh÷ng t¶i xung ng¾n h¹n, tia löa cÊp 3 nãi chung lµ kh«ng cho phÐp.

- ChØ lµm viÖc l©u dµi víi cÊp tia löa 1.

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 5.2: Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu

1.Mét sè kh¸i niÖm: a) Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu:

N S A1

B1 B2

Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu cña dßng ®iÖn khi phÇn tö di ®éng trong vïng trung tÝnh h×nh häc vµ bÞ chæi than nèi ng¾n m¹ch gäi lµ sù ®æi chiÒu. b) Chu kú ®æi chiÒu:

N S A2

i i i− i− i− i− i− i− i− i− i− i−

2i− 2i− t = 0 0 < t < T®c 2i− t = T®c

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

- Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu cña dßng ®iÖn trong mçi phÇn tö tån t¹i trong 1 kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n.

c

(1)

- Kho¶ng thêi gian ®Ó dßng ®iÖn hoµn thµnh viÖc ®æi chiÒu gäi lµ chu kú ®æi chiÒu (T®c). §ã lµ thêi gian cÇn thiÕt ®Ó vµnh gãp quay ®i 1 gãc b øng víi chiÒu réng cña chæi, nghÜa lµ T®c = v

G

bc lµ chiÒu réng cña chæi gãp. vG lµ vËn tèc dµi cña vµnh gãp. Ta cã: bG = p

D G . G

fi

Gäi DG lµ ®−êng kÝnh vµnh gãp bG lµ b−íc vµnh gãp G : số phiến góp

vG = DG. p

. n = bG.G.n

Gäi b Thay vµo (1):

b G = c b G (2)

G.

G lµ hÖ sè trïng khíp th×: b b T®c = = b c . . nGb

(§©y lµ chu kú ®æi chiÒu cña d©y quÊn xÕp ®¬n)

1 . nG

G

fi

Back Next Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

−

=

L

L

e

-= L

c

c

2. C¸c søc ®iÖn ®éng trong m¹ch vßng ®æi chiÒu: i2 T

di dt

n

n

u

- Søc ®iÖn ®éng tù c¶m eL: - Søc ®iÖn ®éng hç c¶m eM: -=

=

=

⇒

e

e

e

∑

∑

.M n

Mn

n

Mn

M

di n dt

dc i2 T

1

n ∑ M. 1

1

dc

Mn lµ hÖ sè hç c¶m gi÷a phÇn tö ®ang xÐt vµ phÇn tö thø n. in lµ dßng ®iÖn trong phÇn tö thø n

- Søc ®iÖn ®éng ®æi chiÒu e®c: sinh ra khi phÇn tö ®æi chiÒu chuyÓn ®éng trong tõ tr−êng tæng hîp t¹i vïng trung tÝnh:

e®c = 2.W.B®c.l®c.v−.

W: sè vßng cña phÇn tö ®æi chiÒu. B®c: Tõ c¶m ®æi chiÒu

- Søc ®iÖn ®éng ph¶n kh¸ng epk:

epk = eL + eM

§Ó ®¶m b¶o ®æi chiÒu ®−îc tèt th× søc ®iÖn ®éng ph¶n kh¸ng

ph¶i lu«n lu«n ng−îc chiÒu víi søc ®iÖn ®éng ®æi chiÒu.

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

a b c

3. Ph−¬ng tr×nh ®æi chiÒu:

(1)

1

i i i− i−

2 i2 2

(2) (3)

Theo ®Þnh luËt Kishop 2 viÕt cho m¹ch vßng phÇn tö b: i.rpt + i1.(rtx1 + rd) - i2.(rtx2 + rd) = S e Trong ®ã: rpt : §iÖn trë cña phÇn tö ®æi chiÒu. rd : §iÖn trë d©y nèi. rtx1,2: §iÖn trë tiÕp xóc cña chæi than víi phiÕn gãp 1 vµ 2. S e : Tæng c¸c søc ®iÖn ®éng sinh ra trong phÇn tö ®æi chiÒu: S e = eM + eL + e®c = epk + e®c Theo ®Þnh luËt Kishop 1 viÕt cho c¸c nót 1 vµ 2: Nót 1: i + i− - i1 = 0 Nót 2: - i + i− - i2 = 0

i: dßng ng¾n m¹ch ch¹y trong phÇn tö ®æi chiÒu. i1, i2: dßng ch¹y qua d©y nèi víi c¸c phiÕn ®æi chiÒu 1 vµ 2.

i1 1

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

C¸c dßng i, i1, i2 cã thÓ tÝnh tõ c¸c ph−¬ng tr×nh (1), (2) vµ (3) nÕu c¸c ®¹i l−îng kh¸c ®· biÕt.

i.rpt + i1.(rtx1 + rd) - i2.(rtx2 + rd) = S e i + i− - i1 = 0 - i + i− - i2 = 0

» 0. Ta cã:

(4)

+

=⇒ i

i.

−

+

e +

» 0, rd r 2tx r 2tx

r 1tx r 1tx

r 2tx

r 1tx

- ë møc ®é gÇn ®óng gi¶ thiÕt rpt i1.rtx1 - i2.rtx2 = S e i + i− - i1 = 0 - i + i− - i2 = 0

if

V× gi¶ thiÕt rpt

» 0, rd

» 0 nªn (rtx1+ rtx2) lµ tæng trë cña phÇn tö ®æi chiÒu khi bÞ chæi than ng¾n m¹ch vµ dßng if chÝnh lµ dßng ng¾n m¹ch trong phÇn tö g©y bëi S e

- S

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Gi¶ thiÕt r»ng rtx1, rtx2 tû lÖ nghÞch víi bÒ mÆt tiÕp xóc cña chæi ®iÖn víi phiÕn ®æi chiÒu 1 vµ 2. Trong qu¸ tr×nh ®æi chiÒu tõ 0 ®Õn T®c víi ®iÒu kiÖn bc = bG th× c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc ®−îc tÝnh nh− sau: T

t

=

=

S

S

S

S

tx

2

1tx

t T

dc T

dc

dc

- (*)

Víi S lµ diÖn tÝch tiÕp xóc toµn phÇn cña chæi víi phiÕn gãp. Ký hiÖu rtx lµ ®iÖn trë tiÕp xóc toµn phÇn øng víi mÆt tiÕp xóc toµn phÇn S ta cã: T

S

dc

=

=

=

=

(6)

r 2tx

r tx

r tx

r 1tx

r tx

r tx

(5)

Stx1 Stx2 S

S

T dc t

S S

t

T

2tx

1tx

dc

-

e

(7)

Thay (5), (6) vµo (4) ta cã:

+

=

i

1

i.

−

t2 T

  

  

dc

T

2 dc

=

Víi

r nm

.r tx

S -

T(t

)1

dc

r nm (7): Lµ ph−¬ng tr×nh ®æi chiÒu tæng qu¸t.

-

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2

4. C¸c lo¹i ®æi chiÒu: a) §æi chiÒu ®−êng th¼ng:

=

1

1

i

−

t2 T

  i. 

dc

S e = 0 vµ dßng ®iÖn ®æi chiÒu lµ    MËt ®é dßng ®iÖn ë 2 phÝa ®i vµo vµ ®i ra b»ng nhau: J1 = J2 nªn kh«ng cã tia löa xuÊt hiÖn. (*)

a i +i− i2 t 0 i1 t a - -i− T®c

b) §æi chiÒu ®−êng cong:

if, rnm (1)

e

=

i

f

„ 0.

mµ S e „ 0 nªn if

r nm

S (2) t 0

Dßng ®iÖn phô nµy sÏ céng víi dßng c¬ b¶n lµm cho dßng ®iÖn ®æi chiÒu trë nªn phi tuyÕn vµ ta cã ®æi chiÒu ®−êng cong. Ta biÓu diÔn if d−íi d¹ng sau: (S e = const):

(1): rnm(t) (2): if(t) khi S e > 0 (3): if(t) khi S e < 0

(3)

Back Ch−¬ng 5 Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2

a i +i− i2

* Gi¶ sö epk > e®c hay S e > 0 vµ gi¶ thiÕt rtx = const th× dßng ®æi chiÒu cã d¹ng: 1 > a

1

t 0 i1 t a -i−

T®c

2

i +i− a

1 < a

i2 t 0

1

Ta thÊy a 2 nªn J1 > J2 => ®æi chiÒu mang tÝnh tr× ho·n. Tia löa xuÊt hiÖn ë ®Çu ra cña chæi ®iÖn khi phÇn tö rêi khái vÞ trÝ ng¾n m¹ch. * Gi¶ sö epk < e®c hay S e < 0 th× if ®æi dÊu theo ®−êng (3). Khi ®ã dßng ®æi chiÒu cã d¹ng: Ta thÊy a 2 nªn J1 < J2 => ®æi chiÒu v−ît tr−íc vµ cã tia löa ë ®Çu vµo cña chæi.

t i1 a -i−

T®c

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 5.3. C¸c ph−¬ng ph¸p c¶i thiÖn ®æi chiÒu

1.Ph−¬ng ph¸p dïng cùc tõ phô: (cid:2)BiÖn ph¸p c¬ b¶n ®Ó c¶i thiÖn ®æi chiÒu trong M§MC lµ t¹o ra tõ tr−êng ®æi chiÒu t¹i vïng trung tÝnh h×nh häc b»ng c¸ch ®Æt nh÷ng cùc tõ phô gi÷a nh÷ng cùc tõ chÝnh. Muèn vËy søc tõ ®éng cña cùc tõ phô Ff ph¶i ng−îc chiÒu víi søc tõ ®éng ph¶n øng ngang trôc. VÒ trÞ sè ngoµi viÖc trung hoµ ph¶n øng phÇn øng ngang trôc cßn ph¶i t¹o ra 1 tõ tr−êng phô ®Ó sinh ra e®c lµm triÖt tiªu epk. (cid:2)MÆt kh¸c : F−q vµ epk tû lÖ víi i− do ®ã søc tõ ®éng cùc tõ phô vµ tõ tr−êng ®æi chiÒu còng ph¶i biÕn ®æi tû lÖ víi phô t¶i. Muèn vËy d©y quÊn cùc tõ phô ph¶i nèi tiÕp víi d©y quÊn phÇn øng ®ång thêi m¹ch tõ cùc tõ phô kh«ng b·o hoµ. Th«ng th−êng khe hë gi÷a cùc tõ phô víi phÇn øng lín h¬n so víi cùc tõ chÝnh (tõ 1,5 ‚ 2 lÇn).

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Ph−¬ng ph¸p xª dÞch chæi than khái trung tÝnh h×nh häc:

N

e−

(cid:2)ë m¸y ph¸t: Chæi than ®ang ®−îc ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc. Ta xÐt 1 phÇn tö d©y quÊn: epk

+i−

e−q

g n a

-i−

e®c

*) NhËn xÐt: Khi M§ lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®Ó c¶i thiÖn ®æi chiÒu ta ph¶i dÞch chæi ®iÖn khái trung tÝnh h×nh häc 1 gãc: b = a + g theo chiÒu quay phÇn øng. Cßn ë chÕ ®é ®éng c¬ th× dÞch chæi ®iÖn ®i 1 gãc b ng−îc chiÒu quay phÇn øng. (a : lµ gãc gi÷a trung tÝnh h×nh häc vµ trung tÝnh vËt lý. g: lµ gãc øng víi ®iÒu kiÖn tõ tr−êng tæng b»ng tõ tr−êng ®æi chiÒu)

S

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. Dïng d©y quÊn bï:

Trong c¸c M§ c«ng suÊt lín vµ t¶i thay ®æi ®ét ngét ng−êi ta th−êng dïng d©y quÊn bï ®Ó hç trî cho c¸c cùc tõ phô. D©y quÊn bï ®−îc ®Æt d−íi mÆt cùc tõ chÝnh vµ sÏ triÖt tiªu tõ tr−êng phÇn øng d−íi ph¹m vi mÆt cùc tõ chÝnh vµ lµm cho tõ tr−êng chÝnh hÇu nh− kh«ng thay ®æi. D©y quÊn bï nèi tiÕp víi d©y quÊn phÇn øng nªn cã thÓ bï ë bÊt cø t¶i nµo.

4. Nh÷ng biÖn ph¸p kh¸c:

Chän chæi than phï hîp, gi¶m søc ®iÖn ®éng ph¶n kh¸ng ...

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 6 : M¸y ph¸t mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.1: Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.2: ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña m¸y ph¸t mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.3: M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ song song

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.4: M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.5: M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ hçn hîp

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.6: M¸y ph¸t mét chiÒu lµm viÖc song song

Next Back PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.1: Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

®−îc ph©n thµnh 2 lo¹i:

1. Ph©n lo¹i: Tuú theo ph−¬ng ph¸p kÝch thÝch cùc tõ chÝnh MFMC I

U

a) M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp: b) M¸y ph¸t 1 chiÒu tù kÝch:

I−

U U U Ikt Iktnt I I I I Iư Iư Iư Ikt Iktss H×nh c H×nh a H×nh b

(h×nh a). (h×nh b). (h×nh c). 0,5% P®m. Next

+ M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch thÝch song song: I = I− + Ikt I = Ikt = I− + M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp: I = I− + Iktss + M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp: (cid:3)Trong mäi tr−êng hîp c«ng suÊt kÝch thÝch chiÕm 0,3 fi Back

Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng m« men:

+

P

P

P

co

Fe

dt

Ta cã: P1 = pc¬ + pFe + P®t Chia 2 vÕ cho w P 1

:

=

+

hay: Mq = M0 + M®t

Trong ®ã: Mq lµ m«men cña m¸y ph¸t ®iÖn.

M0 lµ m«men c¶n kh«ng t¶i. M®t lµ m«men ®iÖn tõ.

NÕu ®Æt M0 + M®t = MCT (m«men c¶n tÜnh) th× ph−¬ng tr×nh c©n b»ng m«men sÏ lµ: Mq = MCT

3. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p:

w w w

pc¬ pFe pcu

tx

+

I

P2 = P®t - (pcu + pf) U.I− = E−.I− - (I− = EU r dq

−

−

  

  

−

P1 P®t P2 D -

tx

=

+

§Æt

2rdq + D UtxI−) U I lµ ®iÖn trë m¹ch phÇn øng

r −

r dq

fi U = E− - I−r−

U I

−

D

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

4. C¸c ®Æc tÝnh cña m¸y ph¸t 1 chiÒu:

Cã 5 d¹ng ®Æc tÝnh: + §Æc tÝnh kh«ng t¶i: U0 = E = f(Ikt) khi I = 0, n = const. khi U = 0, n = const. + §Æc tÝnh ng¾n m¹ch: In = f(Ikt) khi Ikt = const, n = const. + §Æc tÝnh ngoµi: U = f(I) khi I− = const, n = const. + §Æc tÝnh phô t¶i: U = f(Ikt) khi U = const, n = const. + §Æc tÝnh ®iÒu chØnh: Ikt = f(I−)

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)6.2: Nh÷ng ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña m¸y ph¸t mét chiÒu

1. §Æc tÝnh kh«ng t¶i: U = f(Ikt) khi I = 0, n = const.

§Æc tÝnh ®−îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm theo s¬ ®å thÝ nghiÖm

U A V

B I− -Iktm Ikt A Iktm

0 B’ Ikt

Khi I = 0 fi U = E− = Ce.F d .n = Ce’.F fi §Æc tÝnh lÆp l¹i d¹ng ®−êng cong tõ ho¸ riªng cña m¸y ®iÖn.

A' d .

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Khi U = 0, n = const.

2. §Æc tÝnh ng¾n m¹ch: In = f(Ikt)

In (2)

(1): M¸y ®· ®−îc khö tõ d−. (2): M¸y ch−a ®−îc khö tõ d−.

(1)

Ikt

0

- Do U = 0 ta cã E− = I−R− nghÜa lµ toµn bé søc ®iÖn ®éng sinh ra ®Ó bï ®¾p cho sôt ¸p trªn m¹ch phÇn øng. - MÆt kh¸c: dßng ng¾n m¹ch ®−îc h¹n chÕ b»ng (1,25 ‚ 1,5)I®m vµ Ikt t−¬ng øng nhá fi m¹ch tõ kh«ng R− rÊt nhá v× vËy E− nhá fi b·o hoµ. Do E− tû lÖ tuyÕn tÝnh víi Ikt nªn I còng tû lÖ víi Ikt ®Æc tÝnh cã d¹ng ®−êng th¼ng.

fi

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

E,I

E,I

I (2)

U (1)

U (1)

I (2)

Dùng tam gi¸c ®Æc tÝnh

B A

A B

Inm=I®m Enm

Inm=I®m Enm

Tam gi¸c ®Æc tÝnh:

It

It

0 C D

0 D C Gi¶ sö khi ng¾n m¹ch trong phÇn øng cã dßng I®m t−¬ng øng víi dßng kÝch thÝch It = OC: 1 phÇn OD ®Ó sinh ra søc ®iÖn ®éng kh¾c phôc ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë phÇn øng I®m.R− = AD = BC; PhÇn cßn l¹i DC = AB dïng ®Ó kh¾c phôc ph¶n øng phÇn øng lóc ng¾n m¹ch. D ABC cã c¹nh BC tû lÖ víi dßng ®iÖn phÇn øng vµ c¹nh AB trong ®iÒu kiÖn m¹ch tõ kh«ng b·o hoµ tû lÖ víi ph¶n øng phÇn øng (tû lÖ víi I) gäi lµ tam gi¸c ®Æc tÝnh. §é lín cña AB phô thuéc vµo lo¹i m¸y, lín nhÊt ë M§MC kh«ng cã cùc tõ phô vµ d©y quÊn bï. ë m¸y cã cùc tõ phô vµ d©y quÊn bï ph¶n øng phÇn øng hÇu nh− bÞ triÖt tiªu, c¹nh AB » 0. ë M§MC kÝch tõ hçn hîp, d©y quÊn nèi tiÕp cã t¸c dông trî tõ vµ nÕu søc tõ ®éng cña nã lín h¬n AB, nghÜa lµ ngoµi phÇn søc tõ ®éng triÖt tiªu ¶nh h−ëng cña ph¶n øng phÇn øng cßn søc tõ ®éng ®Ó trî tõ th× c¹nh AB sÏ n»m vÒ bªn ph¶i cña BC.

(1): ®Æc tÝnh kh«ng t¶i (2): ®Æc tÝnh ng¾n m¹ch.

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. §Æc tÝnh phô t¶i: U = f(Ikt)

khi I− = const, n = const.

U Rt A (1) B

D¹ng ®Æc tÝnh: (1): §Æc tÝnh kh«ng t¶i. (2): §Æc tÝnh phô t¶i.

V C (2)

I− A1 B1

(cid:2) §−êng (2) cã thÓ x¸c ®Þnh khi biÕt ®−êng (1) vµ tam gi¸c ®Æc tÝnh: Gi¶ sö ®· biÕt tam gi¸c ®Æc tÝnh ë 1 chÕ ®é t¶i nµo ®ã. VD t¶i ®Þnh møc lµ tam gi¸c ABC. Ta ®Æt tam gi¸c sao cho ®Ønh A n»m trªn ®Æc tÝnh kh«ng t¶i, c¸c c¹nh AB vµ BC song song víi trôc hoµnh vµ trôc tung ®ång thêi tû lÖ víi phô t¶i, khi tam gi¸c dÞch chuyÓn song song víi chÝnh nã ®Ønh C sÏ vÏ nªn ®Æc tÝnh phô t¶i.

A Ikt C1 0 Ikt

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

4. §Æc tÝnh ngoµi:

U = f(I)

Khi Ikt = const, n = const.

U

U

dm

0

=

=

D U®m = U0 - U®m víi ®iÒu kiÖn Ikt =Ikt®m gäi lµ ®é biÕn ®æi ®iÖn ¸p ®Þnh møc: )%15

( 5%100

%U

U

dm

®iÓm D

I = 0 = E−

Rt U U0 D U®m V U®m - - D E− I− U A Ikt I 0 I®m U fi D A D' P' B C

* Cã thÓ dùng ®Æc tÝnh ngoµi tõ ®Æc tÝnh kh«ng t¶i vµ tam gi¸c ®Æc tÝnh: Cho OP = Ikt = const PP' = U‰ §Æt tam gi¸c ABC cã AB vµ BC theo tû lÖ øng víi I = I®m sao cho A n»m trªn ®Æc tÝnh kh«ng t¶i cßn BC n»m trªn ®−êng th¼ng ®øng PP' fi PC lµ ®iÖn ¸p khi I = I®m ta cã ®iÓm D' vÏ ë gãc phÇn t− thø 2.

fi

0 I I®m I®m/2 P Ikt

m¸y ®iÖn mét chiÒu

5. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh: Ikt = f(I−)

Ikt

Khi U = const, n = const (cid:2)§Æc tÝnh ®iÒu chØnh cho ta biÕt cÇn ph¶i ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch nh− thÕ nµo ®Ó gi÷ cho ®iÖn ¸p ®Çu ra cña m¸y ph¸t kh«ng thay ®æi khi t¶i thay ®æi.

I− 0

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.3: M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ song song

®m

d = (2 ‚ 3)% F

rkt2 rth U U I rkt1 A

Iư

1. §iÒu kiÖn tù kÝch cña m¸y: (cid:2)§Ó ®¶m b¶o m¸y tù kÝch ®−îc cÇn cã c¸c ®iÒu kiÖn sau: - Trong m¸y ph¶i tån t¹i 1 l−îng tõ d− F - Cuén d©y kÝch thÝch ph¶i ®Êu ®óng chiÒu hoÆc m¸y quay ®óng chiÒu ®Ó sinh ra dßng ikt > 0 - NÕu tèc ®é quay b»ng h»ng sè th× ®iÖn trë m¹ch kÝch thÝch ph¶i nhá h¬n 1 ®iÖn trë tíi h¹n nµo ®ã. HoÆc nÕu ®iÖn trë m¹ch kÝch thÝch b»ng h»ng sè th× tèc ®é quay ph¶i lín h¬n 1 tèc ®é tíi h¹n nµo ®ã. (cid:2)NÕu m¸y ph¸t tho¶ m·n 3 ®iÒu kiÖn trªn th× qu¸ tr×nh tù kÝch x¶y ra nh− sau:

U = Iktrkt

Ikt Ikt 0 Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:3) §Ó hë m¹ch kÝch thÝch vµ quay m¸y ph¸t ®Õn n®m. Do trong m¸y tån t¹i F d nªn trong d©y quÊn sÏ c¶m øng 1 søc ®iÖn ®éng E vµ trªn 2 cùc m¸y sÏ cã 1 ®iÖn ¸p U = (2 ‚ 3)% U®m. U r kt

d’ vµ tæng (F

trong m¹ch kÝch thÝch sÏ cã: d + F

d’ ) > F

d th× m¸y sÏ kh«ng tù kÝch ®−îc.

d’ ng−îc chiÒu víi F

U

(cid:3)Nèi kÝn m¹ch kÝch thÝch fi I = ' kt nµo ®ã. Dßng nµy sinh ra tõ th«ng F d sÏ sinh ra dßng kÝch thÝch lín h¬n. Cø nh− vËy m¸y sÏ t¨ng kÝch tõ fi ®iÖn ¸p ®Çu cùc t¨ng lªn vµ m¸y tiÕp tôc tù kÝch cho ®Õn khi nã lµm viÖc æn ®Þnh ë ®iÓm A. NÕu F 2. §Æc tÝnh ngoµi: U = f(I) khi Ikt = const, n = const (1): §Æc tÝnh ngoµi cña MF kÝch tõ ®éc lËp. (2): §Æc tÝnh ngoµi cña MF kÝch tõ song song.

U®m D U®m (1) (2)

I 0 I0 I®m Ith Ch−¬ng 6 Back Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. §Æc tÝnh kh«ng t¶i:

U

B

0 Iktm Ikt

4. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh:

khi U = const, n = const

Ikt = f(I−) (1): cña m¸y ph¸t kÝch thÝch song song (2): cña m¸y ph¸t kÝch thÝch ®éc lËp

Ikt (1) (2)

I− 0

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.4: M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp

Rt I Ikt

(cid:2)MFMC kÝch thÝch nèi tiÕp còng thuéc lo¹i tù kÝch. (cid:2)Do dßng t¶i I = I− = Ikt nªn trong m¸y chØ cã 2 l−îng phô thuéc nhau lµ U vµ I nªn ta chØ x©y dùng ®Æc tÝnh ngoµi: U = f(I) khi n = const.

- Khi I = Ith m¹ch tõ b·o hoµ ®iÖn ¸p b¾t ®Çu gi¶m - V× khi t¶i t¨ng ®iÖn ¸p 2 ®Çu cùc m¸y ph¸t thay ®æi nhiÒu nªn thùc tÕ Ýt dïng lo¹i m¸y nµy.

Iư U

Ud 0 I Ith

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.5. M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch tõ hçn hîp

M¸y ph¸t mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp cã 2 cuén d©y kÝch thÝch. Tuú theo c¸ch ®Êu d©y mµ ta cã s¬ ®å nèi thuËn vµ nèi ng−îc.

U Iktnt I

1. §Æc tÝnh ngoµi: U = f(I) khi n = const

Iư

Iktss

U (1)

(2) U0 (3) (4)

(cid:2)Khi nèi thuËn ®iÖn ¸p ®−îc gi÷ hÇu nh− kh«ng ®æi (®−êng (2)) (cid:2)Khi bï thõa (®−êng 1) ®iÖn ¸p sÏ t¨ng khi t¶i t¨ng. §iÒu nµy cã ý nghÜa quan träng trong viÖc truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng ®i xa. (cid:2)NÕu nèi ng−îc 2 d©y quÊn kÝch thÝch (®−êng (4)) khi t¶i t¨ng ¸p sÏ gi¶m nhanh h¬n so víi ë m¸y ph¸t kÝch thÝch song song (®−êng (3))

0 I

Back Next Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh:

U Iktnt (3) Ikt I

§−êng (1) : Khi nèi thuËn 2 d©y quÊn kÝch thÝch vµ bï b×nh th−êng.

(2) : Khi bï thõa.

(1) Iư

(2) Iktss

(3) : Khi nèi ng−îc 2 d©y quÊn kÝch thÝch.

I 0

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.6: M¸y ph¸t mét chiÒu lµm viÖc song song

1. §iÒu kiÖn ghÐp c¸c m¸y ph¸t lµm viÖc song song: (cid:3)Cïng cùc tÝnh: (cid:3)Søc ®iÖn ®éng cña m¸y ph¸t II ph¶i b»ng ®iÖn ¸p U cña thanh gãp. (cid:3)NÕu ghÐp c¸c m¸y ph¸t kÝch thÝch hçn hîp lµm viÖc song song th× cÇn cã ®iÒu kiÖn thø 3: Nèi d©y c©n b»ng gi÷a c¸c ®iÓm m vµ n nh− h×nh b.

V A A A A n m I

F2 F1 F2 F1

H×nh a H×nh b

Back Ch−¬ng 6 Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Ph©n phèi vµ chuyÓn t¶i gi÷a c¸c m¸y ph¸t ®iÖn: U

GhÐp m¸y ph¸t II lµm viÖc

song song víi m¸y ph¸t I.

(1) (2') EII=U (1') (2)

Do E2=U nªn m¸y II ch−a tham gia ph¸t ®iÖn vµ toµn bé t¶i vÉn do m¸y I ®¶m nhËn. Lóc nµy ®Æc tÝnh ngoµi cña 2 m¸y lµ ®−êng (1) vµ (2).

(cid:2)ViÖc thay ®æi EI vµ EII b»ng c¸ch biÕn ®æi dßng kÝch tõ IktI vµ IktII hoÆc b»ng c¸ch thay ®æi tèc ®é quay cña c¸c ®éng c¬ s¬ cÊp.

II III I = II I = II+III

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 7 : §éng c¬ mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.1: Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.2: Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)7.3: §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song hoÆc ®éc lËp

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.4: §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.5: §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp

Back PhÇn I Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.1: Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n

1. Ph©n lo¹i:

U U U I Iktnt I I I I Iư U

(h×nh d).

+ §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp: I− = I (h×nh a). + §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch song song: I = I− + Ikt (h×nh b). (h×nh c). + §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp: I− = I = Ikt + §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp: I = I− + Ikt

Iư I− Iư Ikt Ikt Ukt Iktss H×nh a H×nh d H×nh b H×nh c

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ¸p: (cid:2)C«ng suÊt ®iÖn ®−a vµo ®Çu ®éng c¬ kÝch thÝch song song lµ:

P1 = U.(I− + Ikt) P®t = P1- (pcu.kt + pcu.−) 2.R−)

E−I− = U.(I− + Ikt) - (U.Ikt + I−

E− = U - I−.R−

+

P co

P dt

P Fe

P 2

=

+

fi fi

w w w pcu.− + pcu.kt pFe pc¬

3. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng m«men: P®t = pFe + pc¬ + P2 M®t = M0 + M2 §Æt: M0 + M2 = MCT (M«men c¶n tÜnh) P1

Trong ®ã:

M®t = MCT M0: m«men c¶n kh«ng t¶i. M2: m«men phô t¶i.

fi P®t P2

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.2. Më m¸y ®éng c¬ mét chiÒu

1. Yªu cÇu khi më m¸y: (cid:2)M« men më m¸y ph¶i cã trÞ sè cao nhÊt cã thÓ cã ®Ó hoµn thµnh qu¸ tr×nh më maý nghÜa lµ ®¹t ®−îc tèc ®é quy ®Þnh trong 1 thêi gian ng¾n nhÊt. (cid:2)Dßng më m¸y ph¶i ®−îc h¹n chÕ ®Õn møc nhá nhÊt ®Ó tr¸nh cho d©y quÊn khái bÞ ch¸y hoÆc ¶nh h−ëng xÊu ®Õn ®æi chiÒu.

2. C¸c ph−¬ng ph¸p më m¸y: - Khi më m¸y trong mäi tr−êng hîp ®Òu ph¶i ®¶m b¶o cã F max nghÜa lµ tr−íc khi ®ãng ®éng c¬ vµo nguån ®iÖn, biÕn trë ®iÒu chØnh dßng kÝch thÝch ph¶i ®Æt ë vÞ trÝ sao cho ®iÖn trë kÝch thÝch nhá nhÊt ®Ó m«men ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt øng víi mäi gi¸ trÞ cña dßng phÇn øng.

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

E− = 0 fi U = I−.R−

I− =

U −R

a. Më m¸y trùc tiÕp: T¹i thêi ®iÓm ®Çu: n = 0 fi Imm = I− = (5 ‚ 10)I®m.

fi fi

V× dßng më m¸y lín nªn ph−¬ng ph¸p nµy Ýt ®−îc sö dông. Chñ yÕu dïng cho ®éng c¬ c«ng suÊt vµi tr¨m o¸t (v× R− t−¬ng ®èi lín nªn Imm

(4 ‚ 6)I®m).

b. Më m¸y nhê biÕn trë:

- Khi më m¸y nhê biÕn trë dßng ®−îc tÝnh:

i

=

I

−

EU + R

R

mmi

£ rmm 3 2 4 1 5 - 0 T M

− Rmmi lµ ®iÖn trë më m¸y thø i. - BiÕn trë më m¸y ®−îc tÝnh sao cho: Imm = (1,4 ‚ 1,7)I®m ®èi víi c¸c ®éng c¬ c«ng suÊt lín Imm = (2 ‚ 2,5)I®m víi ®éng c¬ c«ng suÊt nhá.

§C U Ikt

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:3)Qu¸ tr×nh më m¸y ®−îc biÓu diÔn nh− h×nh vÏ:

n 1 2 3 4 5 I1 n

I− I2 M1

M M2

c) Më m¸y b»ng ®iÖn ¸p thÊp (Umm < U®m): (cid:3)Ph¶i dïng 1 nguån ®éc lËp cã thÓ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®−îc ®Ó cung cÊp cho phÇn øng ®éng c¬. Mét nguån kh¸c U = U®m ®Ó cung cÊp cho m¹ch kÝch thÝch. (cid:3)Th−êng dïng më m¸y cho nh÷ng ®éng c¬ c«ng suÊt lín ®Ó kÕt hîp c¶ viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p.

Mc M 0

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.3. §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch song song hoÆc ®éc lËp

R.IU

E

−

−

=

=

n

d .n fi

1. §Æc tÝnh c¬: Tõ ph−¬ng tr×nh: E = Ce.F

-

C

C

e

U

=

F F d d

n

e d .I− ta cã: (1)

Thay M = CM.F

2

C

e

- F F d d

−

=

n n0

n

n

R.M − .C.C Me Víi ®iÒu kiÖn: U = const, Ikt = const khi M (hoÆc I−) thay ®æi th× tõ th«ng F d còng hÇu nh− kh«ng ®æi. (1) «

0

R.M k

2

U

-

n

Víi vµ k = Ce.CM.

= 0 C

e

(cid:3)§éng c¬ nµy ®−îc dïng trong tr−êng hîp tèc ®é hÇu nh− kh«ng ®æi khi t¶i thay ®æi (m¸y c¾t kim lo¹i...)

0 F M®m M(I−) d F d

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. §iÒu kiÖn æn ®Þnh cña ®éng c¬:

+

c

d dt

=

j

XÐt ®Æc tÝnh M = f(n) cña ®éng c¬ ®iÖn vµ Mc = f(n) cña t¶i nh− h×nh vÏ: = Ta cã: jMM 2 GD víi: g4

w M M M M Mc P P Mc

c

D n D n 0 n n nlv H×nh a

<

0

dM c dn

dM dn

dM dn

dM = dn

®éng c¬ ®−îc gia tèc vµ ®¹t tèc ®é lµm viÖc.

c

lµ qu¸n tÝnh phÇn quay. 0 Tr−êng hîp a: P lµ ®iÓm lµm viÖc cña hÖ thèng cã M = Mc dM hay dn (cid:3)NÕu v× lý do nµo ®ã tèc ®é t¨ng: n = nlv + D n th× Mc > M fi §éng Tr−êng hîp b: NÕu tèc ®é t¨ng ®ét nhiªn sÏ khiÕn cho ®éng c¬ ®iÖn cã c¬ bÞ gh×m, tèc ®é gi¶m dÇn vÒ ®iÓm P fi n = nlv. Ng−îc l¹i: nÕu tèc M > Mc lµm tèc ®é tiÕp tôc t¨ng m·i hoÆc sù gi¶m tèc ®é sÏ dÉn ®Õn ®é gi¶m fi Mc < M fi hËu qu¶ lµ tèc ®é gi¶m m·i. dM Nh− vËy: ®iÒu kiÖn lµm viÖc æn ®Þnh cña hÖ thèng lµ: VËy: hÖ thèng lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh øng víi ®iÒu kiÖn dn

dM > c dn

dM < dn

dM dn

nlv H×nh b >

Back Next Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu U

=

n

3. §iÒu chØnh tèc ®é:

2

R.M − .C.C Me

- n F F d d

2

1

®m

F n02 n01 n0®m F F

C e a. Ph−¬ng ph¸p thay ®æi tõ th«ng: B»ng c¸ch thay ®æi trÞ sè cña biÕn trë trong m¹ch kÝch thÝch. C¸c ®−êng nµy cã n0 > n0®m vµ giao nhau t¹i 1 ®iÓm trªn trôc hoµnh øng U víi (n = 0, I− = ) −R

b. Thay ®æi ®iÖn trë phô trªn m¹ch phÇn øng:

)

+

( R.M

R

f

=

0 M n n0

n

n

0

− k

-

Rf = 0 Rf1 Rf2 Rf3 M n 0

n03 n01 n02

c) Ph−¬ng ph¸p thay ®æi ®iÖn ¸p: (cid:3)ViÖc cung cÊp ®iÖn ¸p cho ®éng c¬ ®−îc thùc hiÖn b»ng 1 nguån ®éc lËp b»ng c¸ch ghÐp thµnh tæ hîp m¸y ph¸t - ®éng c¬.

U>U®m U=U®m U

0 M Back Next Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

4. §Æc tÝnh lµm viÖc:

U

−

=

n

a) §Æc tÝnh tèc ®é: n = f(I−) gièng ®Æc tÝnh c¬:

C

e

R.I − .C e

- F F d d

b) §Æc tÝnh m«men: M = f(I−) khi U = U®m = const

fi M = CM.F

M

d = const

F

d .I− Do Ikt = const khi U = const fi fi M = f(I−) lµ ®−êng th¼ng. c) §Æc tÝnh hiÖu suÊt: h = f(I−) Khi U = U®m = const.

max

2 )

I− 0 h h h

max ®−îc tÝnh víi dßng ®iÖn t¶i I− = 0,75I®m. Khi ®ã tæn hao kh«ng ®æi trong ®éng c¬ (pc¬ + pFe) b»ng tæn hao biÕn ®æi trong m¹ch phÇn øng (phô thuéc rdq vµ tû lÖ I−

I− 0 0,75I®m

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)7.4: §éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp

d = KF

1. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp: trong ph¹m vi réng cã thÓ biÓu thÞ F V× I = I− = Ikt .I (1) Trong ®ã: KF = const khi I < 0,8I®m vµ gi¶m ®i 1 chót khi I > 0,8I®m

do ¶nh h−ëng b·o hoµ cña m¹ch tõ.

d ë ph−¬ng tr×nh (1) vµo ta cã:

M = CM.F

d .I−. Thay F

2

fi

2

=

F⇒

F⇒

= CM

d =

M

K

M

K.M MC

K.M C CU

U

M

F F d F d F

=

=⇒ n

(2)

2

C

e

R.M − .C.C Me

K.M.C

R − K.C e

2

e U

M =

NÕu bá qua R− th× n tØ lÖ víi hay .

2

C n

M Khi m¹ch tõ ch−a b·o hoµ ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng hypecbol bËc 2.

- - F F d d F F

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Khi n gi¶m th× M t¨ng vµ ng−îc l¹i. Trong tr−êng hîp mÊt t¶i (I = 0, M = 0) th× n cã trÞ sè rÊt lín v× thÕ lo¹i ®éng c¬ nµy kh«ng cho phÐp lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn cã thÓ mÊt t¶i (®ai truyÒn...).

n

0

2. §iÒu chØnh tèc ®é: a) §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng:

ViÖc thay ®æi tõ th«ng trong ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp cã thÓ thùc hiÖn theo 3 ph−¬ng ph¸p:

M (cid:2)§éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp víi ®Æc tÝnh c¬ rÊt mÒm ®−îc øng dông trong nh÷ng n¬i cÇn ®iÒu kiÖn më m¸y nÆng nÒ vµ cÇn thay ®æi tèc ®é trong 1 vïng réng (cÇu trôc, xe ®iÖn...)

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:3)M¾c ®iÖn trë sun vµo d©y quÊn kÝch thÝch. (H×nh a) (cid:3)Thay ®æi sè vßng d©y cña d©y quÊn kÝch thÝch. (H×nh b) (cid:3)M¾c ®iÖn trë sun vµo m¹ch phÇn øng. (H×nh c) U

U U

Rkt Wkt Rkt RS W'kt I−

Hai biÖn ph¸p ®Çu cho cïng 1 kÕt qu¶: nÕu dßng kÝch thÝch ban ®Çu lµ Ikt th× dßng sau khi ®iÒu chØnh lµ I'kt = k.Ikt Víi k lµ hÖ sè gi¶m.

=

<

' kt <

=

+ Tr−êng hîp a:

+ Tr−êng hîp b:

k

1

k

1

R S +

R

R

kt

S

W W kt V× Ikt gi¶m nªn c¸c ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®iÒu chØnh ®−îc F < F ®m vµ tèc ®é sÏ thay ®æi trong vïng trªn ®Þnh møc vµ ®−êng ®Æc tÝnh sÏ n»m vÒ phÝa trªn cña ®Æc tÝnh tù nhiªn (®−êng 2).

I− I− RS− (a) (b) §C §C (c)

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

+ Tr−êng hîp c: M¾c sun vµo m¹ch tæng trë cña m¹ch sÏ bÐ ®i lµm n

t¨ng fi

n

(2) (1)

phÇn øng fi cho dßng ®iÖn Ikt t¨ng lªn vµ F gi¶m. Ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®iÒu chØnh tèc ®é d−íi vïng ®Þnh møc vµ ®−êng ®Æc tÝnh c¬ t−¬ng øng n»m d−íi ®−êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn (®−êng 3).

Nh−îc ®iÓm : ®iÖn trë kÝch thÝch nhá nªn toµn bé ®iÖn ¸p l−íi hÇu nh− ®Æt trªn ®iÖn trë sun v× vËy tæn hao lín vµ hiÖu suÊt cña ®éng c¬ thÊp. HiÖu qu¶ cña viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch t¨ng tõ th«ng F bÞ h¹n chÕ bëi sù b·o hoµ m¹ch tõ nªn ph−¬ng ph¸p nµy Ýt dïng.

(3) (5) (4) 0 M

Ch−¬ng 7

Back

Next

m¸y ®iÖn mét chiÒu

b) §iÒu chØnh b»ng c¸ch thªm ®iÖn trë vµo m¹ch phÇn øng:

U

ChØ ®iÒu chØnh tèc ®é d−íi tèc ®é ®Þnh møc vµ kÌm theo tæn hao trªn ®iÖn trë phô lµm gi¶m hiÖu suÊt cña ®éng c¬ nªn Ýt dïng. §Æc tÝnh c¬ cña tr−êng hîp nµy lµ ®−êng (4).

R®c

c) §iÒu chØnh b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p:

(cid:2)Ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®iÒu chØnh ®−îc n < n®m v× kh«ng cho phÐp t¨ng ®iÖn ¸p qu¸ ®Þnh møc nh−ng l¹i cã hiÖu suÊt cao do kh«ng cã tæn hao khi hiÖu chØnh. Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc ¸p dông réng r·i trong giao th«ng vËn t¶i vµ thùc hiÖn b»ng c¸ch ®æi nèi song song thµnh nèi tiÕp 2 ®éng c¬.

Khi lµm viÖc song song c¸c ®éng c¬ sÏ lµm viÖc ë U = U®m sau khi

®æi nèi thµnh nèi tiÕp fi

lµm viÖc víi ®iÖn ¸p U = U®m/2.

§Æc tÝnh c¬ cã d¹ng (5).

I−

Next Back Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

R.IU

−

−

4. §Æc tÝnh lµm viÖc: a) §Æc tÝnh tèc ®é: n = f(I−) khi U = U®m = const =

=

n

(bá qua R−)

-

C

e

U .C e Cã d¹ng hypecbol gièng ®Æc tÝnh c¬.

b) §Æc tÝnh m«men: M = f(I−) khi U = U®m = const

.I−

F F d d

fi M ~

2 fi D¹ng ®Æc tÝnh

I−

max

M, h F ~ h h

M = CM.F I− m«men lµ ®−êng Parabol c) §Æc tÝnh hiÖu suÊt: Gièng cña ®éng c¬ kÝch thÝch song song.

M

I− 0 0,75I®m

Back Next Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 7.5: ®éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch hçn hîp Thùc tÕ chØ dïng lo¹i ®Êu thuËn 2 d©y quÊn kÝch thÝch v× khi ®Êu

ng−îc kh«ng ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh trong qu¸ tr×nh lµm viÖc. 1. §Æc tÝnh c¬: Do I = I− = Ikt nªn ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng:

(

+

U

) R.

I

−

kt

=

n

I − C

- n (2) F d (3) (1)

e (1): §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ hçn hîp bï. (2): §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ hçn hîp ng−îc. (3): §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch song song. (4): §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp. 2. §iÒu chØnh tèc ®é :

Th−êng ®−îc ®iÒu chØnh nh− ë ®éng c¬ kÝch thÝch song song. (cid:3)Thay ®æi tõ th«ng b»ng c¸ch thay ®æi rkt. (cid:3)Thay ®æi ®iÖn trë phô trong m¹ch phÇn øng. (cid:3)Thay ®æi ®iÖn ¸p.

(4) M 0

Back Next Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. §Æc tÝnh lµm viÖc a) §Æc tÝnh tèc ®é: n = f(I−) khi U = U®m = const Gièng ®Æc tÝnh c¬. b) §Æc tÝnh m«men: M = f(I−)

t¨ng nh−ng møc ®é t¨ng chËm h¬n so víi ®éng c¬ ®Æc tÝnh m«men cã tÝnh chÊt trung gian gi÷a 2 ®Æc

Khi I t¨ng fi kÝch tõ nèi tiÕp fi tÝnh m«men cña ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp vµ kÝch tõ song song. (cid:2) D¹ng ®Æc tÝnh m«men vµ tèc ®é trong hÖ

F

®¬n vÞ t−¬ng ®èi:

M* M*, n* (3) (2) (1)

(1) lµ cña §C kÝch tõ song song. (2) lµ cña §C kÝch tõ hçn hîp. (3) lµ cña §C kÝch tõ nèi tiÕp.

c) §Æc tÝnh hiÖu suÊt:

*

4. ¦u nh−îc ®iÓm:

1 n* (1) (2) (3)

I− 0 1

Back Next Ch−¬ng 7

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch−¬ng 8 : m¸y ®iÖn mét chiÒu ®Æc biÖt

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.1: KhuyÕch ®¹i m¸y ®iÖn

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.2: M¸y ph¸t hµn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.3: M¸y ph¸t mét cùc

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.4: M¸y ph¸t ®o tèc ®é

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.5: §éng c¬ thõa hµnh

Next Back PhÇn I

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.1: KhuyÕch ®¹i m¸y ®iÖn (m¸y ®iÖn khuyÕch ®¹i tõ tr−êng ngang)

M¸y khuyÕch ®¹i ®iÖn tõ lµ 1 m¸y ®iÖn quay dïng ®Ó khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu ®iÖn thu ®−îc tõ c¸c phÇn tö trong m¹ch ®o l−êng ®Ó ®−a vµo m¹ch khèng chÕ. - M¸y ®iÖn khuyÕch ®¹i tõ tr−êng ngang cã 2 bËc khuyÕch ®¹i:

r

r

Víi: lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i ®iÖn ¸p.

K =

=

=

=

K

K.K u

i

v

P ra P

vao

I.U r I.U v

v

lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i dßng ®iÖn.

K = i

U u U I r I

v

K

=

K

- Cã thÓ chÕ t¹o nh÷ng m¸y ®iÖn khuyÕch ®¹i ®iÖn tõ cã hÖ sè khuyÕch ®¹i K = 10.000 ‚ 100.000. ChÊt l−îng cña m¸y cßn ®−îc ®¸nh gi¸ bëi kh¶ n¨ng t¸c dông nhanh cña nã, x¸c ®Þnh b»ng h»ng sè thêi gian ®iÖn tõ T cña m¸y (T = 0,05 ‚ 0,3s) §Ó xÐt c¶ 2 yÕu tè trªn ng−êi ta dïng hÖ sè chÊt l−îng:

cl

§K T

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

1. CÊu t¹o:

1

2

1

2

1

Gåm c¸c cuén d©y: - OB lµ cuén ®iÒu khiÓn. - CB lµ cuén bï. - §iÖn trë RB nèi víi cuén bï ®Ó ®iÒu chØnh møc ®é bï (Chèng bï thõa nhiÒu qu¸ ®Ó tr¸nh cho m¸y bÞ tù kÝch thÝch). - Cuén cùc tõ phô CP ®Ó c¶i thiÖn ®æi chiÒu cho cÆp chæi than 2-2. - ë m¹ch ngang cã cuén trî tõ CTT ®Ó h¹ thÊp dßng ®iÖn I2 do ®ã c¶i thiÖn ®æi chiÒu cho cÆp chæi 1-1. - ë phÇn øng cã 2 cÆp chæi than: 1-1 ë m¹ch ngang. 2-2 ë m¹ch däc. - §Ó tr¸nh hiÖn t−îng dao ®éng dïng cuén æn ®Þnh O§ nèi qua tô C.

I3 CB RB F 2 E2 1 1 E3 CTT F C Rt F I2 F 2 O§ CP I1 F U1 OB

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2. Nguyªn lý lµm viÖc:

2. F

fi K1. fi K2.

=

=

=

K

.

- NÕu ta ®−a vµo cuén ®iÒu khiÓn OB ®iÖn ¸p U1 th× trong nã cã dßng I1. Dßng I1 sinh ra F 1. Khi phÇn øng quay sÏ c¶m øng trong m¹ch ngang 1 søc ®iÖn ®éng E2 cã gi¸ trÞ nhá nh−ng v× m¹ch ngang nèi t¾t nªn trong m¹ch ngang xuÊt hiÖn dßng I2 cã gi¸ trÞ t−¬ng ®èi lín. I2 sinh ra F 2 c¶m øng trong m¹ch däc 1 søc ®iÖn ®éng E3. Khi m¹ch ngoµi cã t¶i th× xuÊt hiÖn I3. - HÖ sè khuyÕch ®¹i cña m¸y ®iÖn khuyÕch ®¹i cã 2 bËc c«ng suÊt: BËc 1: khuyÕch ®¹i c«ng suÊt tõ P1 = U1.I1 ®Õn P2 = E2.I2 BËc 2: khuyÕch ®¹i c«ng suÊt tõ P2 = E2.I2 ®Õn P3 = U3.I3 Khi ®ã: KK 1

2

P 3 P 1

P 3 P 2

P 2 P 1

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

3. §Æc tÝnh ngoµi cña m¸y ®iÖn khuyÕch ®¹i: U3 = f(I3) khi f1 = const vµ n = const.

U3 (2)

K = bï

Khi cã t¶i ë m¹ch däc cã dßng I3. Dßng nµy sinh ra tõ th«ng däc trôc khö tõ ng−îc chiÒu F 1. Cuén bï CB lµm nhiÖm vô bï l¹i søc tõ ®éng do ph¶n øng phÇn øng däc trôc g©y nªn. F CB HÖ sè bï: F d

U0 (1)

Víi FCB: do cuén bï sinh ra.

(3)

Fd: ph¶n øng phÇn øng däc trôc khö tõ.

®Æc tÝnh cã d¹ng ®−êng (1).

fi Kb = 1 fi fi Kb > 1: bï thõa - ®−êng (2 ) fi Kb < 1: bï thiÕu - ®−êng (3).

- Khi FCB = Fd - Khi FCB > Fd - Khi FCB < Fd (cid:2)øng dông:

I3 0

Next Back Ch−¬ng 8

U

m¸y ®iÖn mét chiÒu (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.2: M¸y ph¸t hµn mét chiÒu M¸y ph¸t hµn ph¶i cã ®Æc tÝnh ngoµi U = f(I) cã ®é dèc cao nh− h×nh vÏ. M¸y ph¸t hµn ®−îc s¶n xuÊt víi: U = 35V (U0 = 80) vµ I = 500A

Rt1

Thùc tÕ ®· chÕ t¹o ®−îc lo¹i m¸y ph¸t ®Æc biÖt cã s¬ ®å nh− sau: Khi I− t¨ng fi

Rt2 Rt3 I 0 + - F Rt

tõ th«ng tæng (F

d + F

I' Nd Nn I−

I" C F2

A B F1

tõ th«ng cña c¸c cùc lín d gi¶m nhiÒu cßn tõ th«ng cña c¸c cùc bÐ F n kh«ng thay ®æi (do lâi thÐp b·o hoµ) fi n) gi¶m rÊt nhanh khiÕn cho UAB h¹ thÊp rÊt nhiÒu nªn ®Æc tÝnh ngoµi rÊt dèc. Chó ý: Khi I− t¨ng UBC cung cÊp cho c¸c d©y quÊn kÝch thÝch vÉn gi÷ kh«ng ®æi v× F

n kh«ng ®æi.

Sn Sd

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.3: M¸y ph¸t mét cùc

50V).

1

2

S d d

C1 C2 N

(cid:2)M¸y ph¸t 1 cùc lµ lo¹i m¸y ®Æc biÖt kh«ng vµnh gãp cho phÐp ®¹t ®−îc dßng ®iÖn lín (®Õn 50000A) ë ®iÖn ¸p thÊp (1 fi CÊu t¹o nh− h×nh vÏ: (cid:2)Hai cùc tõ h×nh trô lång vµo nhau. Thanh dÉn ®Æt trªn h×nh trô trong (R«to) (hay cã thÓ dïng chÝnh b¶n th©n r«to thay cho thanh dÉn) hai ®Çu nèi chÆt víi 2 vµnh C 1 vµ C2. (cid:2)Khi r«to quay trong c¸c thanh dÉn sÏ sinh ra søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn lÊy ra tõ c¸c chæi tú lªn 2 vµnh C1 vµ C2. V× dßng ®iÖn rÊt lín, ®Ó tr¸nh tæn hao ng−êi ta dïng chæi than b»ng kim lo¹i láng (thuû ng©n Natri…) ®Ó dÉn dßng ra ngoµi. (cid:2)M¸y ph¸t 1 cùc ®−îc dïng cho ®iÖn ph©n, cÊp ®iÖn cho c¸c nam ch©m ®iÖn cña thiÕt bÞ t¨ng tèc… Next

Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.4: M¸y ph¸t ®o tèc ®é

.n = Ke.n (v× F = const).

−

−

(cid:2)Lµ m¸y ph¸t ®iÖn dïng ®Ó biÕn ®æi chuyÓn ®éng quay thµnh tÝn hiÖu ®iÖn (®iÖn ¸p). Yªu cÇu ®èi víi lo¹i m¸y nµy lµ ph¶i cã quan hÖ U = f(n) lµ ®−êng th¼ng vµ ®é chÝnh x¸c 0,2 ‚ 0,5 %. - Khi kh«ng t¶i ta cã: U− = E− = Ce.F - Khi cã t¶i : I− =

fi U− = E− -

U R

t

t

U R E− = U−.(1 + )

t

E

=

⇒

U

.R− U − R Rt =(cid:181)

−

fi

−

+

+

1

1

U− = E− - I−.R− n.K e R − R

− R R

t

t

U− U− Rt1

Rt2

NÕu bá qua t¸c dông cña ph¶n øng §Ó gi¶m qu¸n tÝnh cña phÇn quay vµ sù ®Ëp m¹ch cña tõ th«ng vµ phÇn øng vµ sôt ¸p do tiÕp xóc gi÷a ®iÖn ¸p v× sù tån t¹i cña r¨ng trªn chæi than vµnh gãp th× ®Æc tÝnh ®Çu mÆt phÇn øng ta dïng r«to rçng. ra lµ tuyÕn tÝnh. (h a).

n n H×nh a H×nh b

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y ®iÖn mét chiÒu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 8.5: §éng c¬ thõa hµnh

(cid:2)NhiÖm vô: biÕn ®æi tÝn hiÖu ®iÖn (®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn) nhËn ®−îc thµnh di chuyÓn c¬ häc cña trôc t¸c ®éng lªn c¸c bé phËn ®iÒu khiÓn hoÆc ®iÒu chØnh kh¸c. (cid:2)Yªu cÇu: t¸c ®éng nhanh, chÝnh x¸c, m«men vµ tèc ®é quay ph¶i phô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn theo quan hÖ ®−êng th¼ng. (cid:2)CÊu t¹o: t−¬ng tù nh− 1 ®éng c¬ kÝch tõ ®éc lËp. Nã cã thÓ ®−îc ®iÒu khiÓn trªn phÇn øng hoÆc trªn cùc tõ: + Khi ®iÒu khiÓn trªn phÇn øng ®iÖn ¸p kÝch thÝch ®Æt th−êng trùc trªn d©y quÊn kÝch thÝch, ®éng c¬ ë tr¹ng th¸i chuÈn bÞ thõa hµnh. + Khi ®iÒu khiÓn cùc tõ: ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ®−îc ®−a vµo d©y quÊn Khi cã U®k ®Æt lªn d©y quÊn phÇn øng lËp tøc ®éng c¬ ho¹t ®éng. kÝch thÝch. Nh− vËy c«ng suÊt ®iÒu khiÓn sÏ nhá nh−ng quan hÖ Víi ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy: M = f(U®k) vµ n = f(U®k) lµ nh÷ng n = f(U®k) kh«ng lµ ®−êng th¼ng. ®−êng th¼ng. (cid:2)§Ó ®éng c¬ thõa hµnh t¸c ®éng nhanh ng−êi ta chÕ t¹o phÇn øng cã qu¸n tÝnh nhá d−íi d¹ng r«to rçng hoÆc dÑt h×nh ®Üa cã m¹ch in.

Next Back Ch−¬ng 8

m¸y biÕn ¸p

PhÇn II: M¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 1: Nguyªn lý lµm viÖc - kÕt cÊu c¬ b¶n

Ch−¬ng 2: Tæ nèi d©y - m¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 3: C¸c quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y

Ch−¬ng 4: M¸y biÕn ¸p lµm viÖc víi t¶i

kh«ng ®èi xøng

Ch−¬ng 5: Qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 6: M¸y biÕn ¸p ®Æc biÖt

Next Back Néi dung

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 1: Nguyªn lý lµm viÖc

Vµ kÕt cÊu c¬ b¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1.1: Nguyªn lý lµm viÖc

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1.2: Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)1.3: CÊu t¹o m¸y biÕn ¸p

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.1: Nguyªn lý lµm viÖc

f

1. §Þnh nghÜa: 2. Nguyªn lý lµm viÖc:

Hai cuén d©y cïng ®−îc quÊn trªn lâi s¾t (3) Cuén d©y (1) cã sè vßng W1, ®Æt vµo l−íi Cuén d©y (2) cã sè vßng W2 lµ cuén d©y cã ®iÖn ¸p u1 gäi lµ cuén d©y s¬ cÊp. thø cÊp.

m.sinw

i1 i2 W2 W1 Zt u2 u1

t

d m

t

.F

w F

sin. dt ) =

(1)

t -

.F

t

dF dt m.sin (w

= W1.w

. E2 1 sin.

2

m.cosw   

Zt lµ phô t¶i cña biÕn ¸p §Æt ®iÖn ¸p h×nh sin u1 vµo d©y quÊn s¬ cÊp th× tõ th«ng do nã sinh ra còng lµ h×nh sin: F = F t. Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong d©y quÊn (1) vµ (2) sÏ lµ: e1 = - W1. = - W1. = - W1.w   

p p - w

.

.

.

m

m

W 1

2 =

(2)

Víi: E1 = = 4,44.W1.f.F

m

. Wf2 1 1 2

2

F p F w

Next Back

m¸y biÕn ¸p

=

e

t

T−¬ng tù:

(3)

-= 2

W 2

sin.E.2 2

d dt

  

  

2

F p - w

.

W 2

m

(4)

m

F w

1

1

m

=

=

=

. Víi: E2 = = 4,44.W2.f.F 2 (cid:2)Tû sè m¸y biÕn ¸p K:

K

F

E E

.f.W.44,4 .f.W.44,4

2

2

m

W 1 W 2

F

1

1

=

- NÕu bá qua ®iÖn ¸p r¬i trªn d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp th× ta cã: U1

» E1 vµ U2

» E2

K

E E

U U

2

2

1

2

=

=⇒ K

- Trong m¸y biÕn ¸p lý t−ëng: P1 = P2

fi U1.I1 = U2.I2

U U

I I

2

1

fi »

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.2: Ph©n lo¹i m¸y biÕn ¸p

1. Ph©n theo c«ng dông: (cid:3)M¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc: Dïng ®Ó truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng trong hÖ thèng ®iÖn lùc. (cid:3)M¸y biÕn ¸p tù ngÉu: BiÕn ®æi ®iÖn ¸p trong 1 ph¹m vi kh«ng lín dïng ®Ó më m¸y c¸c ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu. (cid:3)M¸y biÕn ¸p chuyªn dïng: Lµ nh÷ng lo¹i m¸y biÕn ¸p chØ dïng trong nh÷ng lÜnh vùc nhÊt ®Þnh: m¸y biÕn ¸p hµn, m¸y biÕn ¸p chØnh l−u, m¸y biÕn ¸p cao tÇn... (cid:3)M¸y biÕn ¸p ®o l−êng: Dïng ®Ó gi¶m ¸p vµ dßng ®iÖn lín ®−a vµo dông cô ®o. (cid:3)M¸y biÕn ¸p thÝ nghiÖm: Dïng ®Ó thÝ nghiÖm ®iÖn ¸p cao.

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

2. Ph©n lo¹i theo ph−¬ng ph¸p lµm m¸t: (cid:3) M¸y biÕn ¸p kiÓu lâi: Cã d©y quÊn bao quanh lâi thÐp. (cid:3) M¸y biÕn ¸p kiÓu vá (bäc): Cã 1 phÇn m¹ch tõ bao quanh 1 phÇn

d©y quÊn.

(cid:3) M¸y biÕn ¸p dÇu: Lµm m¸t b»ng dÇu. (cid:3) M¸y biÕn ¸p kh«: Lµm m¸t b»ng kh«ng khÝ.

3. Ph©n lo¹i theo sè pha vµ sè trô: (cid:3) M¸y biÕn ¸p 1 pha, 3 pha, nhiÒu pha. (cid:3) M¸y biÕn ¸p 3 pha 3 trô, 3 pha 5 trô. (cid:3) M¸y biÕn ¸p 2 d©y quÊn, 3 d©y quÊn, nhiÒu d©y quÊn.

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 1.3: CÊu t¹o m¸y biÕn ¸p

M¸y biÕn ¸p trung thÕ

Next Back Ch−¬ng 1

Sø cao ¸p

N¾p m¸y

Sø h¹ ¸p

c¸nh t¶n nhiÖt

Vá m¸y

M¸c m¸y

CÊu t¹o MBA lùc 3 pha

Next Back Ch−¬ng 1

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

1. Lâi thÐp:

G G

T T T T T

G G M¸y biÕn ¸p kiÓu lâi 1 pha vµ 3 pha G G

- §Ó gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y m¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p ®−îc ghÐp tõ nh÷ng l¸ thÐp KT§ dµy 0,35 ‚ 0,5 mm cã s¬n c¸ch ®iÖn víi nhau.

T T T T G G G G

G G

GhÐp nèi (rêi)

GhÐp xen kÏ

M¸y biÕn ¸p kiÓu bäc 1 pha vµ 3 pha (cid:2)§Ó h×nh thµnh khung tõ cña m¸y biÕn ¸p ta cã 2 kiÓu ghÐp nh− sau:

L−ît 1 L−ît 2 Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

(cid:3)TiÕt diÖn trô s¾t th−êng lµ h×nh bËc thang Sè bËc ®a gi¸c n: Dn ≤ 100mm → n = 4 Dn ≥ (100 ≥ 500) mm → n = 5 ; 6 ≥ 1000 mm → n = 9 ;10

Dn

(cid:3)TiÕt diÖn cña g«ng cã thÓ lµ h×nh vu«ng, h×nh ch÷ thËp, h×nh ch÷ T...

2. D©y quÊn: (cid:3)Lµ bé phËn ®Ó truyÒn t¶i n¨ng l−îng tõ ®Çu vµo ®Õn ®Çu ra cña m¸y biÕn ¸p. D©y quÊn m¸y biÕn ¸p th−êng lµm b»ng ®ång, còng cã thÓ lµm b»ng nh«m.

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

HA

Theo c¸ch bè trÝ d©y quÊn cao ¸p (CA) vµ h¹ ¸p (HA) ta chia thµnh d©y quÊn ®ång t©m (a) vµ d©y quÊn xen kÏ (b).

CA

HA CA

(cid:3)Trong thùc tÕ ng−êi ta th−êng dïng d©y quÊn ®ång t©m, bao gåm c¸c kiÓu sau:

D©y quÊn h×nh trô: TiÕt diÖn d©y trßn nhá th−êng lµm d©y quÊn CA vµ quÊn nhiÒu líp. NÕu tiÕt diÖn d©y lín dïng d©y dÉn bÑt quÊn 2 líp (th−êng quÊn ghÐp 2 hoÆc nhiÒu sîi) chñ yÕu dïng lµm d©y quÊn HA (£ 6KV).

(b) (a)

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

• D©y quÊn h×nh xo¾n (d©y quÊn ghÐp): KiÓu nµy th−êng dïng cho m¸y biÕn ¸p trung b×nh vµ lín. NÕu tiÕt diÖn lín ®Ó dÔ gia c«ng cã thÓ ghÐp kÐp d©y quÊn bÑt.

GhÐp ®¬n

GhÐp kÐp

D©y quÊn xo¾n èc liªn tôc: D©y quÊn nµy chñ yÕu dïng lµm cuén CA ®iÖn ¸p ‡ 35 KV vµ dung l−îng lín.

Ngoµi quÊn vµo

3. Vá m¸y: Gåm thïng vµ n¾p thïng.

Trong quÊn ra

Next Back Ch−¬ng 1

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 2: Tæ nèi d©y vµ m¹ch tõ

M¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.1. Tæ nèi d©y m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.2. M¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.1. Tæ nèi d©y m¸y biÕn ¸p

1. C¸ch ký hiÖu ®Çu d©y:

X, Y, Z

- Trung ¸p

§Çu ®Çu §Çu cuèi A X A, B, C a x a, b, c x, y, z Am

Tªn d©y quÊn - Cao ¸p – CA 1 pha 3 pha - H¹ ¸p – HA 1 pha 3 pha 1 pha 3 pha Am, Bm, Cm

Xm Xm, Ym, Zm - D©y trung tÝnh: PhÝa cao ¸p: O; H¹ ¸p: o; Trung ¸p: Om

2. C¸c kiÓu ®Êu d©y quÊn:

C¸c kiÓu ®Êu d©y cña m¸y biÕn ¸p phô thuéc vµo cÊp ®iÖn ¸p,

møc ®é ¶nh h−ëng cña phô t¶i kh«ng ®èi xøng vµ lo¹i phô t¶i.

Next Back Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

a) Nèi sao (Y , Y0):

3

(Y)

A B C

3

lÇn fi

X Y Z

Trong d©y quÊn nèi Y: Ud = Uf, Id = If. D©y quÊn nèi Y dïng cho d©y quÊn CA v× khi ®ã Uf < Ud cã lîi vÒ mÆt c¸ch ®iÖn. D©y quÊn nèi Y0 dïng trong tr−êng hîp phô t¶i hçn hîp dïng c¶ Ud vµ Uf, chñ yÕu dïng cho d©y quÊn CA. Trong 1 sè Ýt tr−êng hîp dïng c¶ cho HA.

(Y0)

A B C O

3

b) Nèi tam gi¸c (D ): Trong d©y quÊn nèi D

: Id = If, Ud = Uf.

X Y Z

lÇn fi

(D )

Th−êng dïng cho d©y quÊn HA cña m¸y biÕn ¸p trung gian. ViÖc nèi D cã lîi h¬n ë phÝa HA v× dßng ®iÖn If < Id cã thÓ gi¶m tiÕt diÖn 3 d©y fi thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o.

A B C

X Y Z

Back Ch−¬ng 2 Next

m¸y biÕn ¸p

c) Nèi ZÝch z¾c (Z):

A B C

Mçi pha d©y quÊn ®−îc chia lµm 2 phÇn ®Æt trªn 2 trô kh¸c nhau, nèi nèi tiÕp nhau vµ ®Êu ng−îc nhau. Tr−êng hîp nµy ®Êu phøc t¹p vµ tèn d©y ®ång fi chØ dïng trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt: m¸y biÕn ¸p chØnh l−u, m¸y biÕn ¸p ®o l−êng...

X' Y' Z' X Y Z

3. Tæ nèi d©y cña m¸y biÕn ¸p: (cid:2)Tæ nèi d©y biÓu thÞ gãc lÖch pha gi÷a c¸c søc ®iÖn ®éng d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p. (cid:2)Gãc lÖch pha nµy (tæ nèi d©y) phô thuéc vµo:

- ChiÒu quÊn d©y. - C¸ch ký hiÖu c¸c ®Çu d©y - KiÓu ®Êu d©y ë s¬ cÊp vµ thø cÊp.

A' B' C'

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

11

12 1

§Ó x¸c ®Þnh tæ nèi d©y cña m¸y biÕn ¸p

2

10

ta dïng ph−¬ng ph¸p kim ®ång hå:

3

9

a) X¸c ®Þnh tæ nèi d©y cña m¸y biÕn ¸p 1 pha:

4

8

5

7

6

A A A A a EA

a = 0o fi

I/I-12

a = 180o fi

I/I-6

Ea EA X a x X x a X x Ea X x a

Back Next Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

b) X¸c ®Þnh tæ nèi d©y cña m¸y biÕn ¸p 3 pha: * M¸y biÕn ¸p 3 pha nèi Y/Y:

B A B C EAB Y X C Z

EAB Eab X Y Z a b c A b

Eab y Y/Y - 12 c x x y z z

(cid:3)NÕu ho¸n vÞ thø tù c¸c pha thø cÊp hoÆc ®æi chiÒu quÊn d©y hay ®æi ký hiÖu ®Çu d©y cña d©y quÊn thø cÊp ta cã c¸c tæ nèi d©y ch½n: 2, 4, 6, 8, 10, 12.

a

Next Back Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

* M¸y biÕn ¸p 3 pha nèi Y/D

:

(cid:3)Gi¶ thiÕt d©y quÊn s¬ cÊp nèi h×nh Y, d©y quÊn thø cÊp nèi D

.

B A B C EAB Y 11 EAB X C X Y Z Z Eab a b c A

z b a = 30ofi Y/D - 11 c x x y z Eab

(cid:3)NÕu ta ®æi thø tù c¸c pha thø cÊp hoÆc ®æi chiÒu quÊn d©y hay ®æi ký hiÖu ®Çu d©y cña d©y quÊn thø cÊp ta cã c¸c tæ nèi d©y lÎ: 1, 3, 5, 7, 9, 11.

a y

Next Back Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

* M¸y biÕn ¸p 3 pha nèi Y/Z:

(cid:3)Gi¶ thiÕt d©y quÊn s¬ cÊp nèi h×nh Y, d©y quÊn thø cÊp nèi Z.

C¸ch x¸c ®Þnh:

B A B C

VÏ vÐc t¬ xa’ ng−îc pha víi XA. a’” z’. tiÕp z’c trïng §Æt pha víi ZC.

VÏ t−¬ng tù ta ®−îc: yb’ vµ x’a;

zc’ vµ y’b.

Y EAB X C X Y Z Z a b c Y/Z-11 A a'” z' c b x' y' z' c'” y' x y z y zx

Eab b'” x' a' b' c'

a

Next Back Ch−¬ng 2

Bµi tËp: x¸c ®Þnh c¸c tæ nèi d©y trong c¸c s¬ ®å sau:

A B C A B C A B C

X Y Z X Y Z a b c c b a X Y Z b c a

x y z

x y z A B C x y z A B C A B C

X Y Z X Y Z b a c X Y Z c a b c a b

x y z x y z x y z

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 2.2. M¹ch tõ cña m¸y biÕn ¸p

1. C¸c d¹ng m¹ch tõ:

a) Víi m¸y biÕn ¸p 1 pha: cã 2 lo¹i kÕt cÊu m¹ch tõ: kiÓu lâi vµ kiÓu bäc. b) Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha:

M¸y biÕn ¸p cã hÖ thèng m¹ch tõ riªng: Tæ m¸y biÕn ¸p 3 pha M¸y biÕn ¸p cã hÖ thèng m¹ch tõ chung: M¸y biÕn ¸p 3 pha 3 trô

A a B b C c A B C

(*)

x y z a b c X Y Z Back Next Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

2. C¸c hiÖn t−îng x¶y ra khi tõ ho¸ lâi thÐp:

Ta xÐt khi m¸y biÕn ¸p lµm viÖc kh«ng t¶i. NghÜa lµ khi ®Æt vµo d©y quÊn s¬ cÊp ®iÖn ¸p h×nh sin cßn d©y quÊn thø cÊp hë m¹ch.

a) M¸y biÕn ¸p 1 pha:

i0 i2

u = - e = W. .

Khi cã ®iÖn ¸p h×nh sin u = Um.sinw t ®Æt vµo d©y quÊn s¬ cÊp sÏ sinh ra dßng kh«ng t¶i i0 ch¹y trong nã. i0 sinh ra tõ th«ng F ch¹y trong lâi thÐp. NÕu bá qua ®iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë dF d©y quÊn th× ta cã: dt

NghÜa lµ tõ th«ng sinh ra còng biÕn thiªn h×nh sin theo thêi gian:

u1 u2

F = F

t -

).

m.sin(w

2 * NÕu kh«ng kÓ ®Õn tæn hao trong lâi thÐp th× dßng i0 lµ dßng ph¶n kh¸ng ®Ó tõ ho¸ lâi thÐp i0= i0X. Do ®ã quan hÖ F = f(i0) chÝnh lµ quan hÖ tõ ho¸ B = f(H).

p

Next Back Ch−¬ng 2

m¸y biÕn ¸p

(i0) lµ quan

* NÕu kÓ ®Õn tæn hao trong lâi thÐp th× quan hÖ F hÖ tõ trÔ B(H). Khi ®ã i0 cã d¹ng nhän ®Çu nh−ng v−ît tr−íc F mét gãc a nµo ®ã. a ®−îc gäi lµ gãc tæn hao tõ trÔ, phô thuéc vµo tæn hao tõ trÔ trong lâi thÐp. B (F

F ) ,i0

i0

a F

.

0 t H(i0) 0

I0

=

I0x + I

Dßng kh«ng t¶i gåm hai thµnh phÇn: + I0x lµ thµnh phÇn ph¶n kh¸ng ®Ó tõ ho¸ lâi thÐp t¹o nªn F vµ cïng chiÒu víi F + I0r g©y nªn tæn hao s¾t tõ trong lâi thÐp: Thùc tÕ a nhá fi 2 I I x0

2 r0

0

U1 » I0

m

I0r a F I0x Back Ch−¬ng 2 Next

m¸y biÕn ¸p

b) M¸y biÕn ¸p 3 pha:

Khi kh«ng t¶i nÕu xÐt tõng pha riªng lÎ th× dßng bËc 3 trong c¸c pha:

t t.

i03A = I03m. sin3w i03B = I03m. sin3(w i03C = I03m. sin3(w

t t – 1200) = I03m sin3w t – 2400) = I03m sin3w Trïng pha nhau vÒ thêi gian, song d¹ng sãng phô thuéc vµo kÕt cÊu m¹ch tõ vµ c¸ch ®Êu d©y quÊn. * Tr−êng hîp m¸y biÕn ¸p nèi Y/Y:

V× d©y quÊn s¬ cÊp nèi Y nªn thµnh phÇn dßng bËc 3 kh«ng tån t¹i i0 sÏ cã d¹ng h×nh sin vµ tõ th«ng do nã sinh ra cã d¹ng v¹t ®Çu:

1 + F

3 +F

5.

F = F - §èi víi tæ m¸y biÕn ¸p 3 pha :

V× m¹ch tõ cña c¶ 3 pha riªng rÏ nªn F

3 cña c¶ 3 pha sÏ dÔ dµng 1. Trong d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp ngoµi søc ®iÖn 3 t¹o

11 gãc 900 cßn cã e3 do F

1 sinh ra vµ chËm sau F

khÐp m¹ch nh− F ®éng e1 do F ra vµ chËm sau F

3, 900.

fi

Ch−¬ng 2 Next Back

m¸y biÕn ¸p

1

3

F F F

Søc ®iÖn ®éng tæng trong pha: e = e1+ e3 cã d¹ng nhän ®Çu g©y nguy hiÓm cho c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn vµ h− háng thiÕt bÞ ®o l−êng. V× vËy thùc tÕ kh«ng dïng kiÓu ®Êu Y/Y cho tæ m¸y biÕn ¸p 3 pha. - §èi víi m¸y biÕn ¸p 3 pha 3 trô:

e e1 e3

F

V× F 3 ®Ëp m¹ch víi tÇn sè 3f qua v¸ch thïng, g©y nªn tæn hao phô lµm hiÖu suÊt m¸y biÕn ¸p gi¶m. fi Ph−¬ng ph¸p ®Êu Y/Y còng chØ ¸p dông cho c¸c m¸y biÕn ¸p 3 pha 3 trô víi dung l−îng £ 5600KVA. /Y: D©y quÊn s¬ cÊp nèi D nªn dßng i03 sÏ * M¸y biÕn ¸p 3 pha nèi D khÐp kÝn trong tam gi¸c ®ã, dßng tõ ho¸ sÏ cã d¹ng nhän ®Çu fi vµ e1, e2 ®Òu lµ h×nh sin nªn kh«ng cã nh÷ng bÊt lîi nh− tr−êng hîp trªn. Next

Ch−¬ng 2 Back

m¸y biÕn ¸p

:

3Y

* M¸y biÕn ¸p 3 pha nèi Y/D Tãm l¹i: Khi m¸y biÕn ¸p lµm viÖc kh«ng t¶i /Y ®Òu tr¸nh ®−îc t¸c h¹i

F

23E&

3

c¸c c¸ch ®Êu Y/D hay D cña tõ th«ng vµ søc ®iÖn ®éng ®iÒu hoµ bËc 3.

F 0

3D )

3. TÝnh to¸n m¹ch tõ: (cid:2)Môc ®Ých: x¸c ®Þnh dßng ®iÖn cÇn thiÕt ®Ó tõ ho¸ lâi thÐp vµ tæn hao trong m¹ch tõ. (cid:2)Ta ph©n tÝch dßng tõ ho¸ thµnh 2 thµnh phÇn:

23I&

+ Thµnh phÇn t¸c dông i0r. + Thµnh phÇn ph¶n kh¸ng i0x.

(W)

a) Thµnh phÇn dßng ®iÖn t¸c dông i0r: Phô thuéc vµo tæn hao s¾t. Tæn hao nµy cã thÓ tÝnh gÇn ®óng: 2.Gg]

pFe = P10/50[Bt

2.Gt + Bg

f 50

  

3,1   

(F

(A)

i = r0

p Fe mU

1

fi

Ch−¬ng 2 Back Next

m¸y biÕn ¸p

Víi: + p10/50 lµ suÊt tæn hao trong thÐp khi c−êng ®é tõ c¶m lµ 10 kiloGaux (hay 1T) vµ f = 50 Hz.

+ Bt vµ Bg lµ c−êng ®é tõ c¶m trong trô vµ g«ng. + Gt vµ Gg lµ träng l−îng trô vµ g«ng tÝnh theo kÝch

th−íc h×nh häc cña lâi thÐp (Kg).

+ m lµ sè pha cña m¸y biÕn ¸p.

b) Thµnh phÇn dßng ®iÖn ph¶n kh¸ng:

Cã thÓ tÝnh theo 2 ph−¬ng ph¸p:

Bt

.

' .n k

F W.2

0

2 3

+ I0x = víi F = Ht.lt + Hg.lg + lµ søc tõ ®éng trung b×nh.

=

lµ sè khe hë tÝnh to¸n gi÷a trô vµ g«ng

n' k

T 3

+

+

q

S.q.n

G.

d m

G.q t.t

t

g

=

=

I

+

x0

Q 0 mU

g.t mU

1

1

t.t q,q

g.t

lµ suÊt tõ ho¸ trong trô vµ g«ng.

d

Next Ch−¬ng 2 Back

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 3: C¸c quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.1: C¸c ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.2: M¹ch ®iÖn thay thÕ cña m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.3: §å thÞ vÐc t¬ cña m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.4: X¸c ®Þnh tham sè cña m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.5: §é thay ®æi ®iÖn ¸p - ®Æc tÝnh ngoµi cña m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.6: C©n b»ng n¨ng l−îng trong m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.7: GhÐp m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song

Back Next PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.1: C¸c ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n

i2 i1 u2 e2 W1 W2 e1 u1

(3.1)

-= e 1

W 1

Trong ®ã: y

y F f

(3.2)

1 = W1.F 2 = W2.F

e

-= 2

W 2

1. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng søc ®iÖn ®éng: - PhÇn lín F ®−îc khÐp kÝn qua m¹ch tõ vµ mãc vßng víi c¶ 2 d©y quÊn , sinh ra trong 2 d©y quÊn c¸c søc ®iÖn ®éng d -= 1 chÝnh: dt d -= 2 dt

d dt d dt

s 2

y F y

- Mét phÇn tõ th«ng kh«ng khÐp kÝn qua m¹ch tõ mµ khÐp m¹ch qua kh«ng khÝ hoÆc dÇu m¸y biÕn ¸p lµ tõ th«ng t¶n F d

d

1

1

-=

-=

s 1 vµ F = .W s 1

1

1

(3.3)

Víi

e

.W 1

1

dt

dt

=

F y s s F y s d

2

.W s 2

2

d

d

2

-= 2

e

(3.4)

.W 2

-= 2

dt

dt

F y s F y s s s

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

2s

Do c¸c tõ tr−êng t¶n chØ khÐp kÝn qua m«i tr−êng phi tõ tÝnh cã ®é tõ thÈm m = const. Khi ®ã cã thÓ xem nh− tõ th«ng t¶n tû lÖ víi dßng ®iÖn sinh ra nã th«ng qua hÖ sè ®iÖn c¶m t¶n Ls 1 vµ Ls 2. V× vËy ta cã = Ls 1.i1 vµ

y y

(3.5)

(3.6)

es 1 = - Ls 1.

= Ls 2.i2 vµ es 2 = - Ls 2.

1s di1 dt

di2 dt

fi

-=

fi fi

1

1

+

=

- s

BiÓu diÔn d−íi d¹ng phøc: (3.7) 1 (3.8)

- ¸p dông luËt Kishop 2 cho m¹ch vßng s¬ cÊp vµ thø cÊp ta cã: PhÝa s¬ cÊp: u1 + e1 + es 1 = i1.r1 PhÝa thø cÊp: e2 + es 2 = u2 + i2.r2 & U & U

& E & E

& rI 11 & rI 22

2

2

2

t.Thay vµo biÓu thøc (3.5)

- s

I(d

)t

m1

.cosw

t -

)

2

p w

.sin(w .

t -

)

2

t = Ls 1.I1m.w I.L = s

u1 = - e1 - es 1 + i1.r1 u2 = e2 + es 2 – i2.r2 & + E & E - Víi gi¶ thiÕt u1 lµ h×nh sin th× i1 = I1msinw sin es 1 = - Ls 1. = - Ls 1.I1m.w dt = .Es 1. sin(w

E

(3.9)

Víi

1

2

m11 2

p w s

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

t -

) (3.10)

2

p

T−¬ng tù: es 2 = .Es 2. sin(w 2 . Víi Es 2 =

w s

BiÓu diÔn d−íi d¹ng phøc:

(3.11) (3.12)

I.L 2 m2 2 -= 1 -=s 2

& xIj 11 & xIj 2

2

& E & E lµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn s¬ cÊp

-=

+

-=

+

+

s

& E

& rI 11

1

1

1

& jx(I 1

1

)r 1

-=

+

(3.13)

Víi x1 = Ls 1.w vµ x2 = Ls 2.w vµ thø cÊp. Thay vµo (3.7) vµ (3.8) ta ®−îc: & E & E

1

1

=

=

+

-

& E

2

2

& rI 22

2

& jx(I 2

2

)r 2

(3.14)

=

- - -

& U & U & U & U

& E & E

2

2

& xIj 11 & ZI 11 & xIj 22 & ZI 2

2

-

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

2.Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng søc tõ ®éng: NÕu bá qua ®iÖn ¸p r¬i trªn d©y quÊn s¬ cÊp th× ta cã:

m = const vµ E1 = const. §Ó F

m. Nh−ng U1 = U®m = const dï m¸y biÕn ¸p m = const th× m ph¶i b»ng tæng søc tõ ®éng s¬ m.

U1 = E1 = 4,44W1fF kh«ng t¶i hay cã t¶i nªn F søc tõ ®éng khi kh«ng t¶i sinh ra F cÊp vµ thø cÊp khi cã t¶i ®Ó tæng søc tõ ®éng ®ã còng sinh ra F = F Ta cã ph−¬ng tr×nh c©n b»ng søc tõ ®éng cña m¸y biÕn ¸p:

&

=

& WIWIWI 1 2 1

1

fi i2

+

=

& I

& I

=

& I 1

0

2

& I

& I

2

& I 1

0

2 W 2 u1 W 1

& i1 0   e1  

+   -+  

=

fi u2 fi e2 W1 W2

i1W1 + i2W2 = i0W1 W 2 W 1 -+ (

& I

& ' )I 2

& I 1

0

(cid:2)Khi MBA cã t¶i dßng I1 gåm 2 thµnh phÇn: Thµnh phÇn I0 dïng ®Ó sinh ra tõ th«ng trong m¸y biÕn ¸p cßn thµnh phÇn (- I’2) lµm nhiÖm vô bï l¹i t¸c dông cña t¶i trong m¹ch thø cÊp.

fi f

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.2: M¹ch ®iÖn thay thÕ cña m¸y biÕn ¸p

' 2

' 2E =

=

=

hay

k

' 2W

1. Quy ®æi m¸y biÕn ¸p: a) Søc ®iÖn ®éng vµ ®iÖn ¸p thø cÊp quy ®æi , : ' 2E Ta cã: = W1 vµ E1 = MÆt kh¸c:

E E

' 2U W 1 W 2

2

E W 1 1 E W 2 2 Víi k lµ hÖ sè quy ®æi cña m¸y biÕn ¸p.

' 2E

= k.E2 ' 2U T−¬ng tù: = k.U2

'

=

: =

I

' 2I I

I

E2.I2 = fi

' 2

2

2

1 k

b) Dßng ®iÖn thø cÊp quy ®æi E 2E ' 2I E

2 ' 2

c) §iÖn trë, ®iÖn kh¸ng vµ tæng trë thø cÊp quy ®æi:

2

I

=

=

I

r

r

2 rk

2

2

2' 2

' 2

2 xk

  2  '  2 2 Zk

2 rI 2 2 x = ' 2

2

2 Zk

  ' =⇒ r  2 I  Z = ' 2

2

Z = ' t

t

fi

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

r’

2

x1

-=

'

2 x’ 2I&

1I&

xm

& E

'

' tZ

2U&

1U&

& E 1 ' 2 -+ (

1 = ' 2 & = I

& U & U & I

d) HÖ ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n sau quy ®æi: & r1 + ZI 11 & ' ' ZI 2 2 & ' )I 2

1

0

rm

0I& & = & 1 E E

' 2

2. M¹ch ®iÖn thay thÕ:

'

- - -

=

1I&

3. M¹ch ®iÖn thay thÕ ®¬n gi¶n cña m¸y biÕn ¸p: nªn ta coi Zm = ¥ Thùc tÕ th−êng Zm >> Z1 vµ

' 2Z

2I&

0I& rn

0 fi xn

+

'

-=

1I&

2I&

1

'

1U&

fi » -

2U&

' r 2 + +

' tZ

r n x n Z

' x 2 jx

= r 1 = x = r n

n

n Zn lµ tæng trë ng¾n m¹ch cña m¸y biÕn ¸p

-

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.3: §å thÞ vÐc t¬ cña m¸y biÕn ¸p

1U&

Khi phô t¶i ®èi xøng ®iÖn ¸p ®Æt vµo d©y quÊn s¬ cÊp U1 = const vµ f = const. Dùa vµo hÖ ph−¬ng tr×nh cña m¸y biÕn ¸p khi cã t¶i:

+

11xIj & 11rI& 1E&

1I&

'

2I&

& ZI 11 & ' ' ZI 2 2 & ' )I 2

- - -

1

& -= U 1 & = ' U 2 & & = I I 0 1 & = & E 1 E

& E 1 & ' E 2 -+ ( ' 2

0I&

2

'

'

j F y

2

=

j

artg

'

2I&

'

'

2U&

'

' x 2 ' r 2 <

y

1.Khi t¶i cã tÝnh chÊt c¶m (RL): 2E& 2I& V× t¶i cã tÝnh chÊt c¶m nªn chËm sau + ' x 1 gãc t + ' r t 2U& '

' 2

'

2 Tõ ®å thÞ vÐc t¬ fi 1I& vµ j

1U& 1 = ( , )> j

2E& 2U& 2 = ( , ) '

'

-

2 rI& & & = 1 E E

' 2

2 xIj &

' 2

- Back Next

2I& Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

2. Khi t¶i cã tÝnh dung (RC):

11rI&

11xIj &

'

2I&

1U&

1E&

=

V× t¶i cã tÝnh dung nªn v−ît 2E& ' tr−íc 1 gãc artg

2

1I&

' x t ' r t

' x 2 ' r 2

'

- y

1

'

2I&

'

2E& >

+ + 2U&

j -

0I&

Tõ ®å thÞ vÐc t¬ fi 1 < j vµ j

2

F

2

'

2

2I&

'

2U&

' 2

'

y j

& = & 1 E E 2xIj & ' 2

'

2rI&

' 2

- -

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

0I&

-=

-=

+

+

+

& U

& U

jx

)

* T−¬ng øng víi m¹ch ®iÖn thay thÕ ®¬n gi¶n ( = 0) ta cã ®å thÞ vÐc t¬ ®¬n gi¶n. Khi ®ã: & & & ZI U r(I 1 1 n

' 2

' 2

n

n

1

1xIj &

n

n1rI&

1xIj &

n

1U&

'

1U&

2U&

'

-

n1rI& 2U&

-=

& I

& I

1

' 2

-

& I

& I

1

-= 1

' 2

2

1

j j j

2

RL: j

RC: j

1 > j

2

1 < j

2

j

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.4: X¸c ®Þnh tham sè cña m¸y biÕn ¸p

1. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh tham sè b»ng thùc nghiÖm:

a) ThÝ nghiÖm kh«ng t¶i: (cid:3)S¬ ®å thÝ nghiÖm kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p 1 pha:

Ta cã:

1

Z = 0

0

Z

=⇒ x 0

2 0

2 r 0

r = 0

I

U I P 0 2 0

1

=

P0 I0 A W U20 V U10 V U1 -

=

Tû sè m¸y biÕn ¸p:

K

cos

0

U U

W 1 W 2

20

P 0 IU 01

» j

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:3)S¬ ®å thÝ nghiÖm kh«ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p 3 pha:

Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha ®Êu Y/Y:

U

f0

=

=

Z

0

U I

d0 I.3

d0

r = 0

f0 P 0 2 d0

I.3 =⇒ x 0

2 r 0

2 0

Z Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha ®Êu D

/Y:

d0

f0

=

=

Z

0

U.3 I

d0

f0

P0 I0 A W V V V V A V V W A -

Z

=⇒ x 0

2 0

2 r 0

=

=

r 0

I

1f

Tû sè m¸y biÕn ¸p: k =

U I P P 0 0 2 2 I.3 f0 d0 HÖ sè c«ng suÊt cosj

0 =

P 0 I.U.3 d0

d0

-

U U 2f Next

Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:3)B»ng thÝ nghiÖm kh«ng t¶i ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c tham sè cña gi¶n ®å thay thÕ khi m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i:

x1

= 0 do ®ã c¸c

r1 0I&

xm

2I& Khi m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i th× tham sè kh«ng t¶i: Z0 = Z1 + Zm

1E&

1U&

rm

r0 = r1 + rm x0 = x1 + xm

-

10xIj & 10rI&

1U& 1E&

-

» Zm, x0

»

Th«ng th−êng ë c¸c m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc: r1 << rm vµ x1 << xm nªn cã thÓ coi tæng trë, ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng kh«ng t¶i b»ng c¸c tham » xm, r0 sè tõ ho¸ t−¬ng øng: Z0 rm. - Khi kh«ng t¶i ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh:

0I&

1

+ =

& ZI 0 E

1 ' 2

1

& -= E = & E & I

& U 1 & ' U 20 & = I 1 0 HÖ sè cosj

lóc kh«ng t¶i rÊt nhá: cosj

& = & 1 E E

' 2

0 < 0,1

j F

Next

m¸y biÕn ¸p

b) ThÝ nghiÖm ng¾n m¹ch: (cid:3)Víi m¸y biÕn ¸p 1 pha:

n

Z = n

n

Z

=⇒ x n

2 n

2 r n

r = n

U I P n 2 I n

Z = n

(cid:3)Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha nèi Y/Y:

nd

In Pn A W U1n V U1 -

Z

=⇒ x n

2 n

2 r n

r = n

nd

Z = n

(cid:3)Víi m¸y biÕn ¸p 3 pha nèi D

/Y:

U nd I.3 P n 2 I.3 nd U.3 I

nd

-

Z

=⇒ x n

2 n

2 r n

r = n

P n 2 I nd

-

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

MÆt kh¸c: Khi ng¾n m¹ch ®iÖn ¸p ®Æt vµo rÊt bÐ nªn tõ th«ng m rÊt bÐ, nghÜa lµ dßng tõ ho¸ bÐ fi cã thÓ bá qua thµnh & I

& E

& ' I 2 == 0

n

n

n

-= 1 & ' U 2

& ' ZI 2

' 2

' 2

xn

-

=

fi

rn nI&

chÝnh F phÇn tõ ho¸ fi & -= U 1 & = ' E n 2 & -= U 1 =

+ ] ) =

n

& I 1

& Z(I 1 1 + ' x 2

& E 1 & E n 1 & ' ' ZI [ ( 2 2 + r 1

' )Z 2 & ZI 1

1U&

+

=

=

jx

x

lµ tæng trë,

r n

n

n

' r 2

r n

+ x ; ; n

' 2

1

» 0 nªn c«ng suÊt lóc ng¾n m¹ch lµ c«ng suÊt dïng ®Ó bï vµo

& + ZI 11 & = ' ' ZI 2 2 & + ZI ) ( 11 + ' r xj 2 1 (cid:3)Gi¶n ®å thay thÕ cña m¸y biÕn ¸p khi ng¾n m¹ch: = + Z r x 1 ®iÖn trë, ®iÖn kh¸ng ng¾n m¹ch cña m¸y biÕn ¸p. (cid:3)V× i0 tæn hao ®ång trong d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p. +

=

+

=

I

I

p

2 n1

r 1

2' n2

' r 2

P n

1cu

2cu

p +

=

=

I

I

' )r 2

2 n1

r( 1

2 n1

r n

fi

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

Ij &

dm x

1

I

dm x

n

& = U n

& ZI dm

n

B

I&

dm r 1

=

& U

& Ij

x

n

dm

nx

Ij &

dm x

' 2

I&

I®mZn

' dm r 2

n

dmI&

dmI&

j A

=

& U

& I

r

nr

n

dm

(cid:3)§iÖn ¸p ng¾n m¹ch cã thÓ xem nh− 1 ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho ®iÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng t¶n cña m¸y biÕn ¸p: Unr = I1.rn vµ Unx = I1.xn

n

n

=

=

100.

100.

%u n

ZI dm U

U U

dm

dm

C¸c thµnh phÇn ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch lµ:

x

r

nx

n

nr

n

=

=

=

=

.

100

.

100

.

100

.

100

%u nx

%u nr

U U

I dm U

U U

I dm U

dm

dm

dm

dm

0 I®mrn

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)3.5: §é thay ®æi ®iÖn ¸p - ®Æc tÝnh ngoµi cña m¸y biÕn ¸p

1. §é thay ®æi ®iÖn ¸p:

HiÖu sè sè häc gi÷a c¸c trÞ sè cña ®iÖn ¸p thø cÊp lóc kh«ng t¶i U20 vµ lóc cã t¶i U2 trong ®iÒu kiÖn U1®m kh«ng ®æi gäi lµ ®é thay ®æi ®iÖn ¸p D U cña m¸y biÕn ¸p. Trong hÖ ®¬n vÞ t−¬ng ®èi: U U

U

U

U

U

2

' 2

' 2

=

=

=

-=

U

U1

(3.23)

' 2

dm1 U

' 20 U

dm1

' 20

20 ' 2

U =* ' 2

20 U U U

dm1

Trong ®ã: (cid:2)§é thay ®æi ®iÖn ¸p D U cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh dùa vµo biÓu ®å vÐc t¬ ®¬n gi¶n vÏ trong hÖ ®¬n vÞ t−¬ng ®èi.

I

2

=

- - - D * *

I

dm2

Gi¶ sö MBA lµm viÖc ë 1 t¶i nµo ®ã cã hÖ sè t¶i vµ hÖ sè cosj

2

b

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

r . n

' 2

=

=

=

CB

U

.

b .

nr

*

Tam gi¸c ®iÖn kh¸ng ABC cã: ' I 2 dm U

' rI . 2 n U

I

I ' 2

dm 1 .

x

n

n

' 2

=

=

=

AB

.

U

b .

nx

*

2*

dm 1 ' xI . 2 U

' I 2 dm U

I

dm I ' 2

dm

dm 1

2*

2

2

=

A n m P a U1*=1 b C B U‘ I‘ 0

(3.24)

m

n

1

1

U' * 2

n 2

= 1 - 1 + + m = + m

(3.25)

' *2U

n2 2

2n 2

.sinj

2

2 + Unx*.b .sinj

.cosj 2 - Unr*.b

2

- - » - -

)

) 2 b+

=

+

cos

U

cos

dm 1 Tõ A h¹ ®−êng vu«ng gãc víi OC vµ c¾t OC t¹i P. §Æt AP = n; CP = m. Khi ®ã: m Thay vµo (3.23): D U* = 1 - Theo ®å thÞ vÐc t¬: m = CP = Ca + aP = Unr* .b n = Ab – bP = U nx* .b .cosj Thay vµo (3.25) : 2 ( .U *nx

( .U. *nr

sin.U *nr

2

2

*

2

sin.U *nx

2

2

b j j j - j D

Next Ch−¬ng 3 Back

m¸y biÕn ¸p

)

+

U

Th«ng th−êng sè h¹ng thø nhÊt cña biªñ thøc rÊt nhá cã thÓ bá cos (3.26) qua vµ ta cã:

b= *

( .U. *nr (

)

j j D

2 cos%.

sin.U *nx + U

2 sin%.

b= U.%U

*

*nx

2

2

(3.27) NÕu tÝnh theo %: *nr (cid:2)Trong biÓu thøc tÝnh trªn D U*, Unr, Unx ®· ®−îc x¸c ®Þnh do cÊu t¹o cña MBA nh− vËy D U chØ phô thuéc vµo hÖ sè t¶i vµ tÝnh chÊt cña t¶i. §ã lµ mèi quan hÖ:

D U = f(b ) khi cosj

2 = const

D U = f(cosj

2) khi b = const

§å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ ®ã ®−îc vÏ nh− sau:

j j D

2=0,7

2>0

2=1

2

2<0

2>0

2<0

2=0,7

D U% D U% 4 4 Cos j j 2 0 0 2 0,4 0,8 Cos j 1 0 1 Cos j b j j j -2 Cos j -4

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

2. §Æc tÝnh ngoµi cña m¸y biÕn ¸p: U2 = f(I2) U2

2 = const; f = const.

Khi U1 = const; cosj §Æc tÝnh cã d¹ng:

j

2<0 D U®m

Un% = (5,5 ‚ 15)% tuú theo ®iÖn ¸p:

U®m

2>0

j

3. §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p: S¬ ®å nguyªn lý ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p: Gi¸ trÞ nhá ë m¸y biÕn ¸p cã U®m ≤ 3,5 KV Gi¸ trÞ lín ë m¸y biÕn ¸p cã U®m > 500 KV X1 X2 X3 0

Th−êng I2 = I2®m, cosj

Th× D U®m% = (5, ‚ 8)%U®m

I2 A A A

2 = 0,8, Un% = (5,5 ‚ 15)% Y1 Y2 Y3

Z1 Z2 A2 Z3 A3 A7

X1 X2 X3 A4 A2 A4 A6 A3 A5 A7 X3 X2 X1 A6 A5 X

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.6: Gi¶n ®å n¨ng l−îng trong m¸y biÕn ¸p

pcu1 pFe1 pcu2

1. 2 ;pFe1 = rm. 0I ' 2IE

' 2

2.

P2 P1 P®t

2.

1. C¸c lo¹i tæn hao vµ gi¶n ®å n¨ng l−îng: (cid:2)C«ng suÊt t¸c dông: P1 = U1I1cosj 2 1I pcu1 = r1. P®t = P1 - pcu1 - pFe1 = cosy 2' ' pcu2 = 2 rI 2 P2 = P®t - pcu2 = U2I2cosj (cid:2)C«ng suÊt ph¶n kh¸ng:

qcu1 qFe1 qcu2

2 0I

Q1 Q®t Q2

1. 2 ; q1 = x1. 1I ' ' 2IE 2

2

2' 2 xI

' 2

pcu1±jqcu1 pFe ±jqFe1 pcu2 ±jqcu2

Q1 = U1I1sinj qFe = xm. Q®t = Q1 - q1 - qFe = siny q2= → Q2 = Q®t - q2 = U2I2sinj 2. Gi¶n ®å n¨ng l−îng tæng hîp:

P1± j Q1 P2 ± jQ2 P®t ± jQ®t

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

2. HiÖu suÊt m¸y biÕn ¸p: p

p

∑

P 1

=

=

1%100

%100

%

P 1

∑ P 1

   

  %100  

P 2= P 1

+

p

- - h h

=

1

max

p +

Fe p

cu p

+

cu

Fe

P 2

2 ta cã

2.

.S®m. cosj

h -

    %100     Khi m¸y biÕn ¸p lµm viÖc ë t¶i víi I2 vµ cosj Lóc vËn hµnh m¸y biÕn ¸p hiÖu suÊt cã P2 = U2I2 cosj c«ng suÊt ®Çu ra: thÓ tÝnh gi¸n tiÕp b»ng c¸ch x¸c ®Þnh c¸c » U20 vµ S®m = U20.I2®m ®Æt I2/I2®m = b . Do U2 tæn hao øng víi t¶i ®ã c¨n cø theo tæn hao → P2 = b 2. kh«ng t¶i P0 vµ tæn hao ng¾n m¹ch Pn ghi trong thuyÕt minh m¸y.

2

P 0 P n

0 b

VËy:

2

+ 2

b+ I 2

2 2

cu

2 P p. n n

I

MÆt kh¸c U1 = const → tõ th«ng trong lâi thÐp thay ®æi rÊt Ýt theo t¶i nªn tæn hao s¾t xem nh− kh«ng   P ®æi : pFe = P0. Tæn hao ®ång:   = 0 %100 1%    S cos .   = = 2  . p I.r I.r dm n dm2 n 

P n 2  b+ P b= 0 

dm2

- h j b

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 3.7: GhÐp c¸c m¸y biÕn ¸p lµm viÖc song song

a x A X

I&

cbII

U1 U2

E&

cbI

D

II2E&

E&

I& I2E&

1. ý nghÜa: 2. S¬ ®å ghÐp: 3. §iÒu kiÖn ®Ó vËn hµnh song song m¸y biÕn ¸p: (cid:2)C¸c m¸y biÕn ¸p cã cïng tæ nèi d©y. (cid:2)Cã cïng tû sè biÕn ®æi K. (cid:2)Cã ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch nh− nhau. a) §iÒu kiÖn cïng tæ nèi d©y: XÐt 2 m¸y biÕn ¸p vËn hµnh song song: M¸y I vµ m¸y II. NÕu chóng cã cïng tæ nèi d©y th× ®iÖn ¸p thø cÊp cña chóng sÏ trïng pha nhau. NÕu tæ nèi d©y kh¸c nhau th× gi÷a c¸c ®iÖn ¸p thø cÊp cã sù lÖch pha.

D

Next

Back

Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

b) §iÒu kiÖn cã cïng tû sè biÕn ®æi K: E2I

I2E&

Gi¶ sö K kh¸c nhau fi „ E2II. Ngay khi kh«ng t¶i trong d©y quÊn thø cÊp cña c¸c m¸y biÕn ¸p sÏ cã dßng c©n b»ng do sù chªnh lÖch ®iÖn ¸p: D E = E2I - E2II (h×nh a).

cbI ZI&

nI

I&

cbI

2U&

nII

'

I&

cbII

'

I2I&

I& cbII Z II2E&

II2I&

2U&

& I

& = I tI

tII

I&

cbI

H×nh b

H×nh a I&

cbII

(cid:3)Khi cã t¶i: dßng c©n b»ng sÏ céng vµo dßng ®iÖn t¶i lµm cho hÖ sè t¶i cña c¸c m¸y biÕn ¸p kh¸c nhau fi ¶nh h−ëng xÊu ®Õn viÖc lîi dông c«ng suÊt c¸c m¸y (h×nh b).

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

1

1

& ' II 2

c) §iÒu kiÖn cã cïng trÞ sè ®iÖn ¸p ng¾n m¹ch: =

=

Z

+

& 'I 2

1I&

∑

(3.28)

1 Z

1 Z

1 Z

nI

nII

- ZnI -

II

& ' I 2

'

2U&

1U&

=

& I.Z

U&

1 & I

& I

ni §iÖn ¸p r¬i trªn m¹ch ®iÖn: & ' U 2 lµ dßng tæng cña c¸c MBA

& & = UU & -== I 1

' 2

1U&

- ZnII - - D D

U

& I

nI

=

=

M¸y I:

Dßng ®iÖn t¶i cña mçi m¸y biÕn ¸p: & = I

(3.29)

nII

I

' 2

Z

& I.Z Z

nI

nI

'

∑

j D j

1 Z

ni

M¸y II:

U

.Z nI & I

=

=

=

'

& I

II

' 2

(3.30)

Z

& I.Z Z

nII

nII

∑

'

.Z nII

- D -

2U& I2I& II2I&

1 Z

ni

nII nªn khi tÝnh to¸n cã thÓ thay thÕ

nI

Thùc tÕ j c¸c sè phøc b»ng m« ®un cña chóng.

- » j

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

I

=

Tõ (3.32) ta cã:

I

' I2

nI

∑ .

U I

I dmi U

dmI

ni

dmI

=

Nh©n 2 vÕ víi

U S

U dmI I.U dmI

dmI

dmI

S

U.I

dmI

I

=

=

Ta ®−îc:

' I2 I

dmI

∑

∑

.U nI

I dmi U

S dmi U

ni

ni

=

b⇒

I

.U.U nI dmI S ∑

.U nI

S dmi U

ni

Trong ®ã: S = U®mI.I lµ tæng c«ng suÊt truyÒn t¶i cña c¸c m¸y biÕn ¸p

TÝnh t−¬ng tù :

=

II

I : b

II =

1 1 : nI U U

nII

S ∑

.U nII

S dmi U

ni

b fi b

Next Back Ch−¬ng 3

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 4: M¸y biÕn ¸p lµm viÖc

víi t¶i kh«ng ®èi xøng

(cid:1)4.1: Nguyªn nh©n - sù biÕn ®æi dßng ®iÖn kh«ng ®èi xøng

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 4.2: hiÖn t−îng mÊt ®èi xøng c¸c ®iÖn ¸p pha khi t¶i kh«ng ®èi xøng

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)4.1: Nguyªn nh©n - sù biÕn ®æi dßng ®iÖn kh«ng ®èi xøng

1. Nguyªn nh©n:

, Y/Y0:

: Thø cÊp cña m¹ch thay thÕ bÞ nèi t¾t v× dßng thø tù kh«ng

- M¸y biÕn ¸p lµm viÖc kh«ng ®èi xøng khi t¶i ph©n phèi kh«ng ®Òu cho 3 pha. - Khi m¸y biÕn ¸p cã tæ nèi d©y Y0/Y0 , Y0/D + Y0/Y0: dßng thø tù kh«ng tån t¹i ë trong d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp nªn m¹ch ®iÖn thay thÕ kh«ng kh¸c g× thµnh phÇn thø tù thuËn. + Y0/D kh«ng ch¹y ra m¹ch ngoµi. + Y/Y0: PhÝa nèi Y kh«ng cã d©y trung tÝnh nªn it0 = 0, phÝa ®ã ®−îc xem nh− hë m¹ch.

Next Ch−¬ng 4 Back

0aI3&

0aI3&

o a o O O a A a A A b b B b B B

m¸y biÕn ¸p 0aI& 0bI& 0cI&

0aI& 0bI& 0cI&

0AI& 0BI& 0CI&

0AI3& 0AI& 0BI& 0CI&

0aI& 0bI& 0cI&

0AI3& 0AI& 0BI& 0CI&

c c C c C C

0AU&

0AU&

0AU&

0aU&

0aU&

0aU&

-=

- - - Z1 0AI& Zm0 Z1 0AI& Zm0 Z1 0AI& Zm Z2 0aI& 0mI& Z2 0aI& 0mI& Z2 0aI& 0mI&

& I

0a

0A

Zn 0AI&

0aI&

0AU&

0AU&

0aU&

0aU&

- Zn & I - - Zm0+Z2

Next Back Ch−¬ng 4

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 4.2: hiÖn t−îng mÊt ®èi xøng c¸c ®iÖn ¸p pha khi t¶i kh«ng ®èi xøng

+

+

=

+

+

Khi t¶i kh«ng ®èi xøng: & & = I I

& I

& I

& I

& I

& I

1. Khi cã dßng ®iÖn thø tù kh«ng: a) Nèi Y/Y0: A

C

B

d

b

c

a

0 Riªng dßng thø tù kh«ng phÝa thø cÊp kh«ng c©n b»ng:

t−¬ng ®èi lín.

=

=

=

0mE&

t0 vµ

& I

& I

0a

& I d 3

0m

A

A

-

1

0m

B

B

+ + +

-

sÏ sinh ra F & ZI 1A & ZI B & ZI 1C

0m

C

=

A

+ +

& E & E & E 0 =

&

& E & E & E C & + I C & + E +

=

B & U

C & U

& E3

ZI3

& I 0b 0c & -= U & -= U & -= U & & I I B & & E E A & +⇒ U A

B

0 -= C

0m

0m0m

-

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

=

+

=

+

=

& U

& I

Z.

& U

& I

Z.

V× d©y quÊn s¬ cÊp nèi Y nªn ta cã: & U

A

AB

CA

0m

0m

' A

0a

0m

AB

A

B

=

- -

) )

=

+

=

+

( & U ( & U

& I

& U

Z.

& U

& I

Z.

& U

BC

B

C

B

BC

AB

0m

0m

' B

0b

0m

=

- -

& U & U & U

& U & U & U

& U & U & U

CA

C

A

)

=

+

+

=

( & U

& U

& I

Z.

& I

Z.

& U

& U

C

0c

0m

CA

BC

0m

0m

' C

1 3 1 3 1 3

I&

- Do cã thµnh phÇn thø tù kh«ng lµm ®iÓm trung tÝnh cña ®iÖn ¸p s¬ cÊp bÞ lÖch ®i 1 kho¶ng b»ng

0a Z.

0m

A

&

&

I&

I&

lín h¬n

0a Z.

0t

- T−¬ng tù ®iÓm trung tÝnh cña ®iÖn ¸p thø cÊp 0a Z. còng bÞ lÖch ®i 1 kho¶ng

0m

' A

0m0a

& ZIUU A & U

& U

' B

' C & U

C

& U

B

C

B

- Sù xª dÞch ®iÓm trung tÝnh lµm cho ®iÖn ¸p pha kh«ng ®èi xøng g©y bÊt lîi cho t¶i lµm viÖc víi ®iÖn ¸p pha fi ng−êi ta quy ®Þnh dßng trong d©y trung tÝnh: Id < 0,25I®m

- -

Next Back Ch−¬ng 4

m¸y biÕn ¸p

:

b) Nèi Y0/Y0, Y0/D

-=

& I

& I

;...

0A

0a

V× dßng ®iÖn thø tù kh«ng tån t¹i c¶ ë s¬ cÊp vµ thø cÊp vµ c©n b»ng nhau: nªn kh«ng sinh ra tõ th«ng thø tù 0tE& kh«ng F ®iÓm trung tÝnh sÏ bÞ lÖch 1 . Sù xª dÞch nµy kh«ng ®¸ng kÓ v× Zn nhá kho¶ng

d Z.I

n

n

t0 vµ søc ®iÖn ®éng 1 & I& 0a Z. 3 2. Khi kh«ng cã dßng thø tù kh«ng:Y/Y, Y/D

/Y, D

, D

/D

:

Chó ý: Khi t¶i kh«ng c©n b»ng, ®iÖn ¸p D U ë c¸c pha kh«ng b»ng nhau nh−ng v× Zn nhá nªn sù kh«ng c©n b»ng gi÷a ®iÖn ¸p pha vµ ®iÖn ¸p d©y ®ã kh«ng nghiªm träng. Thùc tÕ: NÕu t¶i kh«ng ®èi xøng víi møc thø tù thuËn vµ ng−îc kh¸c nhau < 5% fi

®iÖn ¸p ®−îc coi nh− ®èi xøng.

fi »

Back Next Ch−¬ng 4

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 5: Qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong m¸y biÕn ¸p

(cid:1)5.1: Qu¸ dßng ®iÖn trong m¸y biÕn ¸p

(cid:1)5.2: Qu¸ ®iÖn ¸p trong m¸y biÕn ¸p

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)5.1: Qu¸ dßng ®iÖn trong m¸y biÕn ¸p

1. §ãng m¸y biÕn ¸p vµo l−íi khi kh«ng t¶i:

t + y

U1msin(w

(5.1) y : gãc pha ®Çu cña ®iÖn ¸p u1

tû lÖ víi i0: i0 =

sin(w

t + y

df dt

fi

r ) = F + 1 L 1 , nghiÖm cña ph−¬ng tr×nh (2) lµ: t + y

' + F "víi: F

) lµ thµnh

) = - F

t + y

’= F

-

Khi kh«ng t¶i I0 = (5 ‚ 10)I®m nh−ng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é khi ®ãng df ) = i0r1 + W1 dt m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i vµo l−íi dßng I0 t¨ng gÊp nhiÒu lÇn. XÐt khi ®ãng m¸y biÕn ¸p vµo nguån h×nh sin ta cã: W f §Ó ®¬n gi¶n ta gi¶ thiÕt F 1 L U 1 m1 (5.2) W 1 Trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña F msin(w F = F

mcos(w

2

p

t

r 1 L

1

”= C. lµ thµnh phÇn tù do.

e

-

phÇn x¸c lËp; F H»ng sè tÝch ph©n C x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn ®Çu: khi t = 0 lâi thÐp cã tõ d− (–

d → C = F

m(cosy

d).

mcosy + C= – UL = 1

F F – F

d): F = - F Víi:

m

m1 ( w+

)2

L

2 rW 1 1

1

F

Next Back

m¸y biÕn ¸p

t

r 1 L

1

t + y

(5.3)

Ta cã: F = - F

e

d)

mcosy

mcos(w

- – F

2

p

t nghÜa lµ kh«ng x¶y ra

d = 0. msinw

mcos(w

p

max

t

r 1 L 1

(5.4)

F F F -

d : d) e

) + (F - §iÒu kiÖn thuËn lîi nhÊt ®ãng m¸y biÕn ¸p kh«ng t¶i vµo l−íi lµ lóc y = (®iÖn ¸p cã trÞ sè cùc ®¹i) vµ F t + ) = F Khi ®ã: F = - F 2 qu¸ tr×nh qu¸ ®é mµ tr¹ng th¸i x¸c lËp ®−îc thµnh lËp ngay. - BÊt lîi nhÊt lµ khi ®ãng m¹ch lóc y = 0 d = + F (®iÖn ¸p b»ng 0) vµ F m + F t + (F + F "

F = - F =

mcosw '

d

m

t »

)

t

.

- Tõ th«ng sÏ ®¹t cùc ®¹i ë thêi gian nöa chu kú sau khi ®ãng m¹ch (w r 1 L 1

r 1 L 1

=

» 1.

Thay vµo (5.4): F

e » 2F

V× r1 << w L1 nªn e max = 2F

m + F

d

m→ m¹ch tõ rÊt b·o hoµ.

F " F F t -F F ' p p - - w

Back Next Ch−¬ng 5

m¸y biÕn ¸p

2. Khi ng¾n m¹ch ®ét nhiªn: XÐt qu¸ tr×nh qu¸ ®é tõ khi b¾t ®Çu x¶y ra ng¾n m¹ch ®Õn khi

rn

xn

t + y

(5.5)

U1msin(w

thµnh lËp chÕ ®é ng¾n m¹ch x¸c lËp: din dt

Víi y

in u1

t

nr nL

i

e

t + y

(5.6)

'' n

n) = inrn + Ln n lµ gãc pha lóc x¶y ra ng¾n m¹ch. - Gi¶i ph−¬ng tr×nh víi ®iÒu kiÖn ®Çu: t = 0; in = 0 ta cã: n

i + ' in = = - n

Incos(w

U

n) + Incosy 2 =

I

n

m1 ( w+

)2

2 : lµ thµnh phÇn dßng ng¾n m¹ch x¸c lËp. : lµ thµnh phÇn dßng ng¾n m¹ch tù do.

L

2 r.2 n

n

' ni '' ni

- Ng¾n m¹ch bÊt lîi nhÊt khi y

n = 0 víi rn << w Ln ta cã:

-

t

nr nL

2

2

in = -

t + In

Incosw

-

e Dßng nµy ®¹t trÞ sè lín nhÊt (hoÆc trÞ sè xung) sau thêi gian t =

nr. nx

2

2

ixung = In(1 + ) = Inkxg e

p p w -

Dung l−îng m¸y biÕn ¸p cµng lín th× kxg cµng lín: kxg = 1,2 ‚ 1,8. Next Back

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)5.2. Qu¸ ®iÖn ¸p trong m¸y biÕn ¸p

Khi lµm viÖc trong l−íi ®iÖn m¸y biÕn ¸p th−êng chÞu nh÷ng ®iÖn ¸p xung kÝch cã trÞ sè lín gÊp nhiÒu lÇn trÞ sè ®Þnh møc. Nguyªn nh©n: do thao t¸c ®ãng c¾t c¸c ®−êng d©y, c¸c m¸y ®iÖn hoÆc do ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt kÌm theo hå quang hoÆc do sÐt ®¸nh trªn ®−êng d©y vµ sãng sÐt truyÒn ®Õn m¸y biÕn ¸p. Qu¸ ®iÖn ¸p do sÐt ®¸nh trªn ®−êng d©y cßn gäi lµ qu¸ ®iÖn ¸p do khÝ quyÓn cã t¸c dông nguy hiÓm víi m¸y biÕn ¸p h¬n c¶ v× trÞ sè rÊt lín ®Õn hµng triÖu v«n §Ó b¶o vÖ c¸c thiÕt bÞ ng−êi ta ®Æt nh÷ng bé chèng sÐt ®Ó trót ®iÖn tÝch cña sãng ®iÖn ¸p xung kÝch xuèng ®Êt, sau ®ã c¸c thiÕt bÞ trong tr¹m m¸y biÕn ¸p chØ cßn chÞu t¸c dông cña ®iÖn ¸p cã trÞ sè b»ng (4 ‚ 5)Ul.

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y biÕn ¸p

Do qu¸ ®iÖn ¸p, c¸ch ®iÖn cña d©y quÊn m¸y biÕn ¸p cã thÓ bÞ xuyªn thñng. V× vËy ë ®Çu vµ cuèi c¸c cuén d©y ®−îc t¨ng c−êng c¸ch ®iÖn b»ng c¸ch quÊn thªm nhiÒu líp giÊy c¸ch ®iÖn. §iÓm trung tÝnh cña d©y quÊn cña m¸y biÕn ¸p cã U > 35kV còng th−êng ®−îc nèi ®Êt. §Ó gi¶m hoÆc triÖt tiªu qu¸ tr×nh dao ®éng ®iÖn tõ x¶y ra khi qu¸ ®iÖn ¸p ng−êi ta chÕ t¹o nh÷ng ®iÖn dung mµn ch¾n Cmc cã d¹ng lµ nh÷ng vµnh hoÆc vßng kim lo¹i, khuyÕt 1 ®o¹n (®Ó tr¸nh trë thµnh vßng ng¾n m¹ch) nèi víi d©y quÊn vµ cã bäc c¸ch ®iÖn. Vµnh ®iÖn dung ®−îc ®Æt gi÷a cuén d©y ®Çu tiªn vµ g«ng tõ, cßn c¸c vßng ®iÖn dung th× «m lÊy c¸c cuén d©y ®Çu tiªn.

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y biÕn ¸p

Ch−¬ng 6: M¸y biÕn ¸p ®Æc biÖt

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)6.1: M¸y biÕn ¸p ba d©y quÊn

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)6.2: M¸y biÕn ¸p tù ngÉu

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)6.3: M¸y biÕn ¸p hµn

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)6.4: M¸y biÕn ¸p ®o l−êng

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1)6.5: M¸y biÕn ¸p chØnh l−u

Next Back PhÇn II

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.1: M¸y biÕn ¸p ba d©y quÊn

1. CÊu t¹o:

1

1

=

=

3 1 2 ~ ~ ~ ~

K;

K

Gåm 1 d©y quÊn s¬ cÊp vµ 2 d©y quÊn thø cÊp. Dïng ®Ó cung cÊp ®iÖn cho c¸c l−íi ®iÖn cã ®iÖn ¸p kh¸c nhau, øng víi c¸c tû sè biÕn ®æi: 12

13

U U

U U

2

3

W 1 W 2

W 1 W 3

/D -11-11

» »

+

+

=

1 »

)

0 +

-=

& I 1 & U

& ' I 3 -= 1

' 2

' 3

1

+

& ' ZI 3 =

+

-

( & U xj

xj

C¸c tæ nèi d©y tiªu chuÈn: Y0/Y0/D -12-11 vµ Y0/D 2. Ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n, m¹ch ®iÖn thay thÕ vµ ®å thÞ vÐc t¬ cña m¸y biÕn ¸p 3 d©y quÊn: & & ' I I 0 2 ( & & + ZI U 1 Trong ®ã: Z1 = r1 + j x1; , ' Z

& ' ' ZI 2 2 = ' Z 2

' r 2

2

)' 3 ' r 3

' 3

' 3

3 2

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

1U&

'

11xIj &

M¹ch ®iÖn thay thÕ vµ ®å thÞ vÐc t¬: 3I&

Z'3 - Z1

'

'

' 2

'

'

3xIj &

' 3

Z'2

3rI&

' 3

2I&

1I& 1U&

& U

& U

' 2

' 2

' 3

11rI& 2xIj & 2rI& ' & U

& U

' 2

' 3

(cid:2)C¸c tham sè cña m¹ch ®iÖn thay thÕ cña m¸y biÕn ¸p 3 d©y quÊn ®−îc x¸c ®Þnh tõ 3 thÝ nghiÖm ng¾n m¹ch theo h×nh vÏ:

'

- - - - -

2I&

1I&

-

'

3I&

3 3 3 - ~ ~ 1 1 1 2 2 ~ 2

Back Next Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

=

+

=

+

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

' 2

' 2

' 3

23n

13n

1

' 3

=

+

=

+

=

+

+

+

+ 1 12n Tõ s¬ ®å ta cã: Z

Z

Z

xj

12n

1

' 2

r 12n

12n

1

' r 2

2

=

+

=

+

=

+

+

+

Z

Z

Z

xj

13n

1

' 3

r 13n

13n

1

' r 3

3

Z'3 Z'3 Z'3 Z1 Z1 Z1 Z'2 Z'2 Z'2 ~ ~ ~

)' x )' x )'

=

+

=

=

+

+

+

+

Z

Z

Z

xj

( xj ( xj ( xj

x

' 2

' 3

( r 1 ( r 1 ( ' r 2

' 2

' r 3

3

= ) ) ) +

x

x

x

+

12n

23n

=

23n Tõ ®ã ta suy ra: r 12n

r 23n

r 23n 23n T−¬ng tù: x

=

1

r 1

+

- -

x

x

x

12n

13n

+

=

r 12n

r 13n

x

=

' 2

' r 2

r 13n 2 r 23n 2

+

- -

x

x

x

13n

12n

=

+

x

r 13n

r 12n

' 3

=

' r 3

13n 2 23n 2 23n 2

- -

r 23n 2

Back Next

m¸y biÕn ¸p

3. §é thay ®æi ®iÖn ¸p cña m¸y biÕn ¸p 3 d©y quÊn:

& I

& Ivµ

víi hÖ sè c«ng suÊt

' 2

' 3

U

U

U

U

' 3

' 2

cosj

=

C¸c ®é thay ®æi ®iÖn ¸p ë c¸c t¶i 2 nh− sau:

=

U

U

13

12

dm1

dm1

- - D D * *

3

dm1 U 2 + unx12* sinj I

dm1 U 3 + unx(3)* sinj I

' 2

' 2

12U Trong ®ã:

u

=*

12nr

nx

12

2 + unr(3)* cosj x 12n U

u

=*

)3(nr

u

=*

)3(nx

= unr12* cosj r =* 12n u U dm1 ' Ir 31 U

dm1

dm1

D *

2

T−¬ng tù: 13U

dm1 ' Ix 31 U 2 + unx(2)* sinj I

I

' 3

' 3

Trong ®ã:

u

u

= unr13* cosj =*

=* 13

nx

13nr

3 + unx13* sinj r 13n U

u

u

=*

=*

)2(nr

)2(nx

dm1 ' Ir 21 U

3 + unr (2)* cosj x 13n U dm1 ' Ix 21 U

dm1

dm1

D *

Next Back

m¸y biÕn ¸p (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.2: M¸y biÕn ¸p tù ngÉu

2I&

1I&

1I&

2I&

(cid:2)XÐt m¸y biÕn ¸p tù ngÉu 1 pha: (cid:2)Tû sè biÕn ®æi cña MBA =

=

K

(6.1)

T

e.W 1 1 e.W 2

W 1 W 2

PI&

PI&

U1 W1 W2 U2

(6.2)

1 - NÕu bá qua c¸c tæn hao & & . IU 2

& & . IU 11

2

=

U1 W1 W2 U2 »

(6.3)

& I

& I

& I

1

2

p

1

=

-

(6.3)

& I

p

& I & I

1 K

 = 

 &  1.I 2 

- Dßng ®iÖn ch¹y trong phÇn d©y quÊn chung:  &  1.I 2 

2

T

- -

   Cïng 1 mËt ®é dßng ®iÖn theo thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p th× trong m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã thÓ dïng d©y dÉn nhá h¬n so víi m¸y biÕn ¸p th−êng vµ t−¬ng øng tæn hao ng¾n m¹ch gi¶m

lÇn:

1

  

  

1 TK

-

1

PnT = PnTP

  

-

Back Next

 1  TK  Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p (cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.3: M¸y biÕn ¸p hµn §iÖn ¸p kh«ng t¶i ®ñ ®Ó g©y ch¸y hå quang: U0 = 60 ‚ 80V vµ ®iÖn ¸p ë t¶i ®Þnh møc = 30V.

CK

d

Ta cã ®iÖn ¸p r¬i trªn cuén kh¸ng: UCK = I.xCK.

u1

Back Next Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.4: M¸y biÕn ¸p ®o l−êng

1. M¸y biÕn ®iÖn ¸p:

u1

A X

- Dïng ®Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p cao xuèng ®iÖn ¸p thÊp ®Ó ®o l−êng b»ng c¸c dông cô ®o th«ng th−êng. §iÖn ¸p thø cÊp U2 ®Þnh møc ®−îc quy ®Þnh lµ 100V. - C¸ch m¾c: Cuén d©y s¬ cÊp m¾c song song víi ®iÖn ¸p lín cÇn ®o. Cuén thø cÊp nèi víi v«n mÐt, c¸c m¹ch ®iÖn ¸p cña c¸c dông cô kh¸c nh− cuén d©y ®iÖn ¸p cña o¸t mÐt…

a x V

=

⇒

- Nh− vËy cã thÓ coi m¸y biÕn ®iÖn ¸p lu«n lu«n lµm viÖc ë chÕ ®é U kh«ng t¶i. Do ®ã: U1 = U2.k 1 U 2

W 1 W 2 Kh«ng cho phÐp ng¾n m¹ch thø cÊp m¸y biÕn ®iÖn ¸p.

u2

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

C¸c lo¹i biÕn dßng, biÕn thÕ ®o l−êng

m¸y biÕn ¸p

2. M¸y biÕn dßng ®iÖn:

i1 A X

a x

» 0 nªn c¸c sai sè

- Dïng ®Ó cung cÊp cho cuén d©y cña (A), r¬ le vµ cuén dßng cña c«ng t¬... - C¸ch m¾c: M¸y biÕn dßng cã cuén s¬ cÊp nèi tiÕp víi m¹ch cÇn ®o dßng. Do ®Æc ®iÓm cña t¶i (cuén d©y cña c¸c ®ång hå ®o cã ®iÖn trë rÊt nhá) nªn m¸y biÕn dßng xem nh− lµm viÖc ë tr¹ng th¸i ng¾n m¹ch. - Do lâi thÐp kh«ng b·o hoµ vµ dßng tõ ho¸ I0

i2 A

I

.I 2

1

i% = 100% nhá vµ sai sè vÒ gãc lÖch pha d

i còng nhá.

W 2 W 1 I

1

- D

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

(cid:1)(cid:1)(cid:1)(cid:1) 6.5: M¸y biÕn ¸p chØnh l−u

a'

A

c' b'

X Y Z K C B b" c"

§Æc ®iÓm: t¶i cña c¸c pha kh«ng ®ång thêi mµ lu«n phiªn nhau theo sù lµm viÖc cña c¸c d−¬ng cùc cña c¸c bé chØnh l−u thuû ng©n hoÆc b¸n dÉn ®Æt ë m¹ch thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p. Nh− vËy m¸y biÕn ¸p lu«n lµm viÖc ë tr¹ng th¸i kh«ng ®èi xøng. Chän s¬ ®å nèi d©y sao cho ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn tõ ho¸ b×nh th−êng cña c¸c trô lâi thÐp vµ gi¶m nhá ®−îc sù ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p vµ dßng chØnh l−u.

a" - +

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y biÕn ¸p

Muèn vËy ph¶i t¨ng sè pha bªn thø cÊp (th−êng chän b»ng 6) vµ ë thø cÊp ®Æt thªm cuén c¶m K gi÷a 2 ®iÓm trung tÝnh cña 3 pha thuËn a', b', c' vµ 3 pha ng−îc a", b", c".

T¸c dông cña K lµ ®Ó c©n b»ng ®iÖn ¸p gi÷a 2 pha cã gãc lÖch 600 lµm viÖc song song (a' vµ c"). Khi 2 d©y thø cÊp lµm viÖc song song bé chØnh l−u 6 pha lµm viÖc t−¬ng tù bé chØnh l−u 3 pha vµ mçi d−¬ng cùc lµm viÖc kh«ng ph¶i trong 1/6 mµ lµ 1/3 chu kú.

Next Back Ch−¬ng 6

m¸y ®iÖn mét chiÒu

§Æc ®iÓm T×nh tr¹ng chæi vµ vµnh gãp CÊp tia löa

Kh«ng cã tia löa

1

®èm löa yÕu ë 1 phÇn chæi than 1 1 4 Kh«ng cã vÕt trªn vµnh gãp vµ muéi than trªn c¸c chæi

1 1 2

Tia löa yÕu ë phÇn lín chæi than

Cã vÕt trªn vµnh gãp nh−ng cã thÓ lµm s¹ch b»ng x¨ng dÇu. Cã muéi than trªn chæi

Tia löa ë toµn bé chæi than, chØ cho phÐp vëi t¶i xung hoÆc qu¸ t¶i ng¾n h¹n 2 Cã vÕt trªn vµnh gãp kh«ng thÓ lµm s¹ch b»ng x¨ng dÇu. Cã muéi than trªn chæi

VÕt ®Ëm trªn vµnh gãp kh«ng thÓ lµm s¹ch b»ng x¨ng dÇu, ch¸y hoÆc háng chæi ®iÖn 3

(*)

Tia löa vung ra ë toµn bé chæi than. ChØ cho phÐp lóc më m¸y trùc tiÕp kh«ng biÕn trë víi ®iÒu kiÖn sau ®ã vµnh gãp vµ chæi than vÉn ë tr¹ng th¸i b×nh th−êng cã thÓ tiÕp tôc lµm viÖc ®−îc

Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

Gi¶ sö phiÕn ®æi chiÒu dÞch chuyÓn víi tèc ®é lµ vG th× sau 1 thêi gian t ta cã:

Stx2 = t.vG.lG

S = T®c.vG.lG

Stx2 = .S (t¹i T®c th× Stx2 = S )

t t dcT dcT

t t

Stx1 = (T®c - t).vG.lG

T - T - dc dc => Stx1 = .S (*) T T

dc dc

Stx1 Stx2 S

Next Back Ch−¬ng 5

m¸y ®iÖn mét chiÒu

2

1

Gäi J1 lµ mËt ®é dßng ®iÖn ë bÒ mÆt tiÕp xóc ®i ra vµ J2 lµ mËt ®é dßng ®iÖn ë bÒ mÆt tiÕp xóc ®i vµo th× ta cã: i

1

1

=

=

=

a i +i− i2 t 0 Stx1 i1 t Stx2 a S -i− T®c

.

.

J

tg

1

1

)

i S

t

( T

T dc S

dc i

2

=

=

=

a -

.

.

J

tg

2

2

T dc S

2 t

1tx i S 2tx V× a

T dc S T dc S 2 nªn J1 = J2 (*)

1 = a

a

Next Back Ch−¬ng 5