TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT
KHOA ÑIEÄN
BOÄ MOÂN CS KYÕ THUAÄT ÑIEÄN
THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH NAÊM 2006
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT
KHOA ÑIEÄN
BOÄ MOÂN CS KYÕ THUAÄT ÑIEÄN
BIEÂN SOAÏN : ÑAËNG VAÊN THAØNH- PHAÏM THÒ NGA
Bieân soaïn theo chöông trình coâng ngheä nghaønh Ñieän
heä Cao ñaúng Kyõ thuaät
THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH NAÊM 2006
1
PHAÀN I - MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Maùy ñieän moät chieàu(MÑ1C) hieän ngaøy caøng chieám vò trí quan troïng trong saûn xuaát
vaø ñôøi soáng. Noù duøng laøm ñoäng cô ñieän, maùy phaùt ñieän hoaëc toå hôïp maùy, thieát bò ñieän moät
chieàu chuyeân duïng.
Coâng suaát lôùn nhaát cuûa maùy ñieän moät chieàu hieän nay vaøo khoaûng 1000kW,
ñieän aùp vaøo khoaûng vaøi traêm cho ñeán 1000V. Höôùng phaùt trieån hieän nay laø caûi tieán
tính naêng cuûa vaät lieäu, naâng cao chæ tieâu kinh teá cuûa maùy, cheá taïo nhöõng maùy coâng
suaát lôùn hôn, söû duïng löôùi ñieän 1 chieàu truyeàn taûi ñieän aùp cao.
CHÖÔNG1.KEÁT CAÁU VAØ NGUYEÂN LYÙ MAÙY ÑIEÄN MOÄT
CHIEÀU
Muïc tieâu ñaït ñöôïc:
Sinh vieân nhaän bieát vaø hieåu ñöôïc keát caáu chung caùc loaïi maùy ñieän moät chieàu
Hieåu nguyeân taéc hoaït ñoäng , maïch ñieän töông uùng vaø phöông trình caân baèng aùp cuûa
maùy phaùt vaø ñoäng cô ñieän moät chieàu
Hieåu yù nghóa caùc thoâng soá ñònh möùc trong maùy ñieän moät chieàu vaø caùc thoâng soá ghi
treân nhaõn maùy
Uùng duïng giaûi caùc baøi taäp lieân quan
I.KEÁT CAÁU CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Keát caáu chuû yeáu cuûa maùy ñieän moät chieàu nhö coù theå phaân thaønh hai phaàn chính laø
phaàn tónh vaø phaàn quay.
1. PHAÀN TÓNH( STATO)
Phaàn tónh goàm caùc boä phaän chính nhö sau:
a. Cöïc töø chính
Cöïc töø chính laø boä phaän sinh ra töø tröôøng goàm
caùc loõi saét cöïc töø vaø daây quaán kích töø loàng ngoaøi loõi
saét cöïc töø. Loõi saét cöïc töø laøm baèng nhöõng laù theùp kyõ
thuaät ñieän hay theùp caùcbon daøy 0,5 ñeán 1mm eùp laïi vaø
taùn chaët. Trong maùy ñieän nhoû coù theå duøng theùp khoái.
Cöïc töø ñöôïc gaén chaët vaøo voû maùy nhôø caùc buloâng (hình
1-1). Daây quaán kích töø ñöôïc quaán baèng daây ñoàng boïc
caùch ñieän vaø moãi cuoän daây ñeàu ñöôïc boïc caùch ñieän kyõ
thuaät moät khoái vaø taåm sôn caùch ñieän tröôùc khi ñaët treân caùc cöïc töø. Caùc cuoän daây kích töø
ñaët treân caùc cöïc töø naøy ñöôïc noái tieáp vôùi nhau.
b. Cöïc töø phuï
Doïc theo chu vi cuaû stato, cöïc töø phuï ñöôïc ñaët giöõa caùc cöïc töø chính ñeå haïn cheá
aûnh höôûng xaáu cuûa phaûn öùng phaàn öùng khi maùy laøm vieäc nhaèm caûi thieän vieäc ñoåi chieàu,
giaûm tia löûa treân vaønh goùp. Loõi theùp cuûa cöïc töø phuï thöôøng laøm baèng theùp khoái vaø treân
thaân cöïc töø phuï coù ñaët daây quaán coù caáu taïo gioáng nhö daây quaán cöïc töø chính.
Hình 1
-
1
.
Cöïc töø chính
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
2
Cöïc töø phuï ñöôïc gaén vaøo voû nhôø nhöõng buloâng. Kích thöôùc cöïc töø phuï thöôøng nhoû
hôn nhieàu so vôùi cöïc töø chính.
c. Goâng töø
Goâng töø duøng ñeå laøm maïch töø noái lieàn caùc cöïc töø, ñoàng thôøi laøm voû maùy. Trong
maùy ñieän nhoû vaø vöøa thöôøng duøng theùp taám daøy uoán vaø haøn laïi. Trong maùy ñieän lôùn
thöôøng duøng theùp ñuùc. Trong maùy ñieän nhoû coù theå duøng gang laøm voû maùy.
d. Caùc boä phaän khaùc
Caùc boä phaän khaùc goàm coù:
- Naép maùy : Ñeå baûo veä maùy khoûi bò nhöõng vaät ngoaøi rôi vaøo laøm hö hoûng daây quaán
hay an toaøn cho ngöôøi khoûi chaïm phaûi ñieän. Trong maùy ñieän nhoû vaø vöøa, naép maùy coøn coù
taùc duïng laøm giaù ñôõ oå bi. Trong tröôøng hôïp naøy naép maùy thöôøng laøm baèng gang.
- Cô caáu choåi than : Ñeå ñöa doøng ñieän töø phaàn quay ra
ngoaøi. Cô caáu choåi than goàm coù choåi than ñaët trong hoäp choåi
than vaø nhôø moät loø xo tì chaët leân coå goùp. Hoäp choåi than ñöôïc
coá ñònh treân giaù choåi than vaø caùch ñieän vôùi giaù. Giaù choåi than
coù theå quay ñöôïc ñeå ñieàu chænh vò trí choåi than cho ñuùng choã.
Sau khi ñieàu chænh xong thì duøng vít coá ñònh chaët laïi.
2. PHAÀN QUAY( ROÂTO)
Phaàn quay goàm nhöõng boä phaän sau:
a. Loõi saét phaàn öùng (roâto)
Loõi saét phaàn öùng duøng ñeå daãn töø. Thoâng thöôøng nhöõng
taám theùp kyõ thuaät ñieän (theùp hôïp kim silic) daøy 0,5 mm phuû caùch ñieän moûng ôû hai maët roài
eùp chaët laïi ñeå giaûm hao toån do doøng ñieän xoaùy gaây neân. Treân laù theùp coù daäp hình daïng
raõnh ñeå sau khi eùp laïi thì ñaët daây quaán vaøo.
Trong nhöõng maùy côõ trung trôû leân, ngöôøi ta thöôøng
daäp nhöõng loã thoâng gioù ñeå khi eùp laïi loõi saét coù theå taïo ñöôïc
nhöõng loã thoâng gioù doïc truïc (hình1-2).
Trong nhöõng maùy ñieän lôùn thì loõi saét thöôøng chia
thaønh töøng ñoaïn nhoû. Giöõa caùc ñoaïn aáy coù ñeå moät khe hôû
goïi laø khe thoâng gioù ngang truïc. Khi maùy laøm vieäc, gioù thoåi
qua caùc khe laøm nguoäi daây quaán vaø loõi saét.
Trong maùy ñieän nhoû, loõi saét phaàn öùng ñöôïc eùp tröïc
tieáp vaøo truïc. Trong maùy ñieän lôùn, giöõa truïc vaø loõi saét coù
ñaët giaù roâto. Duøng giaù roâto coù theå tieát kieäm theùp kyõ thuaät ñieän vaø giaûm nheï troïng löôïng
roâto.
b. Daây quaán phaàn öùng
Daây quaán phaàn öùng laø phaàn sinh ra s.ñ.ñ. vaø coù doøng ñieän chaïy qua. Daây quaán
phaàn öùng thöôøng laøm baèng daây ñoàng coù boïc caùch ñieän. Trong maùy ñieän nhoû (coâng suaát
döôùi vaøi kiloâoat) thöôøng duøng daây coù tieát dieän troøn. Trong maùy ñieän vöøa vaø lôùn thöôøng
duøng daây tieát dieän chöõ nhaät. Ñeå traùnh khi quay bò vaêng ra do söùc ly taâm, ôû mieäng raõnh coù
duøng neâm ñeå ñeø chaët hoaëc phaûi ñai chaët daây quaán. Neâm coù theå laøm baèng tre, goã hay
bakeâlit (hình 1-3).
c. Coå goùp
Hình 1-2. Laù theùp phaàn öùng
Hình1-3. Maët caét raõnh phaàn öùng
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
3
Coå goùp (coøn goïi laø vaønh goùp hay vaønh ñoåi chieàu) duøng ñeå ñoåi chieàu doøng ñieän
xoay chieàu thaønh moät chieàu.
Keát caáu cuûa coå goùp goàm coù nhieàu phieán ñoàng caùch ñieän vôùi nhau baèng lôùp mica
daày 0,4 ñeán 1,2 mm vaø hôïp thaønh moät hình truï troøn. Hai ñaàu truï troøn duøng hai vaønh oáp
hình chöõ V eùp chaët laïi. Giöõa vaønh oáp vaø truï troøn cuõng caùch ñieän baèng mica .Ñuoâi vaønh
goùp coù cao hôn leân moät ít ñeå haøn caùc ñaàu daây cuûa caùc phaàn töû daây quaán vaøo caùc phieán goùp
ñöôïc deã daøng.
d. Caùc boä phaän khaùc
Caùc boä phaän khaùc goàm coù:
- Caùnh quaït : duøng ñeå quaït gioù laøm nguoäi maùy. Maùy ñieän moät chieàu thöôøng cheá taïo
theo kieåu baûo veä. ÔÛ hai ñaàu naép maùy coù loã thoâng gioù. Caùnh quaït laép treân truïc maùy. Khi
maùy quay, caùnh quaït huùt gioù töø ngoaøi vaøo maùy. Gioù ñi qua vaønh goùp, cöïc töø, loõi saét vaø daây
quaán roài qua quaït gioù ra ngoaøi laøm nguoäi maùy.
-Truïc maùy : Treân coù ñaët loõi saét phaàn öùng, coå goùp, caùnh quaït vaø oå bi. Truïc maùy
thöôøng laøm baèng theùp caùcbon toát.
II. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC, PHÖÔNG TRÌNH CAÀN BAÈNG AÙP CUÛA
MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
1. MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU (MPÑ1C)
MPÑ1C nhö hình veõ 1.4. Khi cho thanh daãn coù chieàu daøi caïnh taùc duïng laø l
quay trong töø tröôøng (cöïc töø N-S) theo chieàu nhö hình veõ (toác ñoä n,v).
Khi thanh daãn quay , vò trí thanh daãn thay
ñoåi, rteân thanh daãn xuaát hieän söùc ñieän
ñoäng(s.ñ.ñ) coù phöông chieàu xaùc ñònh theo qui
taéc baøn tay phaûi. Nhöng do vò trí choåi than khoâng
thay ñoåi, neân s.ñ.ñ laáy ra ôû hai ñaàu choåi than coù
cöïc tính khoâng ñoåi, ta coù maùy phaùt ñieän moät
chieàu. Khi noái maïch ngoaøi (hai ñaàu choåi than vôùi
taûi Z) thì ñieän aùp vaø doøng ñieän treân ñoù khoâng
thay ñoåi chieàu.
Neáu maùy coù moät phaàn töû ( coù hai caïnh taùc
duïng töông öùng hai thanh daãn noái vôùi hai phieán
goùp coù hai choåi than tyø vaøo), coù ñieän trôû laø Rö,
s.ñ.ñ toång laø Eö, ñieän aùp hai ñaàu maùy phaùt laø U, doøng ñieän ñi qua maïch ngoaøi(chính laø
doøng chaïy qua daây quaán cuûa phaàn töû ñoù) laø Iö, thì maïch ñieän töông öùng ñoù cuûa MPÑ1C
cho ta quan heä :
U = Eö – IöRö.
Vôùi maùy nhieàu phaàn töû, Eö = E (vôùi Eö laø sññ cuûa moät nhaùnh, E laø sññ cuûa toaøn
maùy, Iö, Rö laø doøng ñieän vaø ñieän trôû toång cuûa phaàn öùng).
Phöông trình naøy goïi laø phöông trình caân baèng aùp cuûa MPÑ1C.
S.Ñ.Ñ töùc thôøi, sññ trung bình cuûa maùy coù 1 phaàn töû vaø nhieàu phaàn töû nhö treân hình
vaø ñoà thò döôùi ñaây(hình veõ 1.5):
Hình1.4.Nguyeân lyù mpñ 1chieàu
n
phieán goùp
choåi than
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn