intTypePromotion=1
ADSENSE

Máy điện - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 1

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

532
lượt xem
180
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'máy điện - phần 1 máy điện một chiều - chương 1', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Máy điện - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 1

  1. TRÖÔØ NG ÑAÏI HOÏ C SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT KHOA ÑIEÄ N B OÄ MOÂN CS KYÕ THUAÄT ÑIEÄN THAØ NH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH NAÊM 2006
  2. TRÖÔØNG ÑAÏ I HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT KHOA ÑIEÄN BOÄ MOÂN CS KYÕ THUAÄT ÑIEÄN BIEÂN SOAÏN : Ñ AËN G VAÊN THAØN H- PHAÏM THÒ NGA Bieân soaïn theo chöông trình coân g ngheä nghaø n h Ñieä n heä Cao ñaúng Kyõ thuaät THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH NAÊM 2006
  3. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn 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 laø m ñoäng cô ñieän, maùy phaùt ñieän hoaëc toå hôïp maùy, thieát bò ñieän moät chieàu chuyeân duïng. Coâng suaát lôùn nhaá t 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  HCM Hieåu nguyeân taéc hoaït ñoäng , maïch ñieän töông uùng vaø phöông. trình caân baèng aùp cuûa TP  huat Ky t maùy phaùt vaø ñoäng cô ñieän moät chieàu Hieåu yù nghóa caùc thoân g soá ñònh möùc trong phamñieän moät chieàu vaø caùc thoâng soá ghi u maùy  DH S uong treân nhaõn maùy © Tr n lieân quan q ye Uùng duïng giaûi caùc baøiutaäp  Ban 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 Hình 1-1. Cöï c töø chính 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. 1 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  4. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn 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 duø ng theùp ñuùc. Trong maùy ñieän nhoû coù theå duø ng 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 thöôø ng 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. M P. HC uat T 2. PHAÀN QUAY( ROÂTO) y th am K Phaàn quay goàm nhöõng boä phaän sau: u ph DH S Hình 1-2. Laù theùp phaàn öùng a. Loõi saét phaàn öùng (roâto) ng o Loõi saét phaàn öùng duøng ñeå daãn u . Thoâng thöôøng nhöõn g © Tr töø yen taám theùp kyõ thuaät ñieän Ban quhôïp kim silic) daøy 0,5 mm phuû caùch ñieän moûng ôû hai maët roài (theùp 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 nhöõn g 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 thoâ ng gioù doïc truïc (hình1-2). Trong nhöõn g maùy ñieä n 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 Hình1-3. Maët caét raõnh phaàn öùng 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 baèn g 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 2 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  5. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Coå goùp (coøn goïi laø vaønh goùp hay vaønh ñoåi chieàu) duøng ñeå ñoåi chieà u doøng ñieän xoay chieàu thaønh moät chieàu. Keát caáu cuûa coå goùp goàm coù nhieàu phieán ñoàng caùch ñieä n 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 eù p chaët laïi. Giöõa vaønh oáp vaø truï troø n 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 : duø ng ñeå quaït gioù laøm nguoäi maùy. Maùy ñieä n 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 HCM MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU TP. huat yt 1. MAÙY PHAÙT ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU (MPÑ1C) am K MPÑ1C nhö hình veõ 1.4. Khi cho thanh h n coù chieàu daøi caïnh taùc duï ng laø l Su p daã DHu nhö hình veõ (toác ñoä n,v). quay trong töø tröôøng (cöïc töø N-S) theo g ruonchieà ©T Khi thanh daãn quay , uyen thanh daãn thay qvò trí an ñoåi, rteân thanh daãnB xuaát hieän söùc ñieän n 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 choåi than thay ñoåi chieàu. phieán goùp Neáu maùy coù moät phaàn töû ( coù hai caïnh taùc Hình1.4.Nguyeân lyù mpñ 1chieàu 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 öù ng 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 baèn g 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): 3 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  6. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn e e t tt a. S.ñ.ñ cuûa maùy coù 1 phaàn tö û b. S.ñ.ñ cuûa maùy coù 2 phaàn töû Hình 1.5(a,b) 2. ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU Caáu taïo caùc boä phaän ÑCÑ1C töông töï nhö maùy phaùt. khi coù töø tröôøn g coù trò soá töø HCM caûm B, doøng ñieän qua daây quaán phaàn öùng laø Iö, thì seõ xuaát hieän löïc ñieän töø taùc ñoäng leân TP. c taùc ñoäng coù phöông daây quaán phaàn öùng ( töông töï taùc ñoäng leân caùc thanh daãn treât , löï hua n Ky t pham chieàu xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay traùi) laøm daây quaán chuyeån ñoäng vaø keùo roâto quay theo H Su D truïc vôùi toác ñoä n. ong Khi roâ to quay,trong daây n © Tn u to luùc naøy cuõn g xuaát hieän sññ caûm öùng Eö . Tuy quaá r roâ ye nhieân, chieàu cuûa Eö vaø Ban qu c nhau (xaùc ñònh theo theo luaät caûm öùng ñieän töø). Laäp maïch Iö ngöôï ñieän thay theá ÑCÑ1C ta coù quan heä: U = Eö + RöIö . Ñaây chính laø phöông trình caân baèng aùp cuûa ÑCÑ1C III. CAÙC TRÒ SOÁ ÑÒNH MÖÙC Cheá ñoä laøm vieäc ñònh möùc cuûa maùy ñieän laø cheá ñoä laøm vieäc trong nhöõng ñieàu kieän maø xöôûng cheá taïo ñaõ quy ñònh . Cheá ñoä ñoù ñöôïc ñaëc tröng baèng nhöõ ng ñaïi löôïng ghi treân nhaõn maùy vaø goïi laø nhöõn g löôïng ñònh möùc. Treân nhaõn maùy thöôøng ghi nhöõng ñaïi löôïng sau: Coâng suaát ñònh möùc Pñm (kW hay W) -Vôùi maùy phaùt ñieän: Pñm = Uñm Iñm ( coâng suaát ñieän ñaàu ra maùy phaùt ñieän) - Vôùi ñoäng cô ñieän : Pñm = Uñm I ñmñm = Mcô ñm (coâng suaát cô treân truïc ñoäng cô) vôùi : Mcô - moâment cô treân truïc ñoäng cô khi taûi ñònh möùc. 2 .n ñm ñm = (rad/s) - toác ñoä goùc töông öùng cuûa ñoäng cô ñieän 60 Ñieän aùp ñònh möùc U ñm (V) Doøng ñieä n ñònh möùc Iñm ( A) Toác ñoä ñònh möùc nñm (vg/ph) Hieäu suaát ñònh möùcñm Ngoaøi ra coøn ghi kieåu maùy, phöông phaùp kích töø, doøng ñieän kích töø vaø caùc soá lieäu veà ñieàu kieän söû duïng … Caàn chuù yù laø coâng suaát ñònh möùc ôû ñaây laø chæ coâng suaát ñöa ra cuûa maùy ñieän. Ñoái vôùi maùy phaùt ñieän, ñoù laø coâng suaát ñieän ñöa ra ôû ñaàu cöïc cuûa maùy. Ñoái vôùi ñoäng cô ñieän, thì ñoù laø coâng suaát cô ñöa ra ôû ñaàu truïc. 4 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  7. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn CAÂU HOÛI : 1. Neâu keát caáu chung cuûa ñoäng cô vaø maùy phaùt ñieän moät chieàu? Chöùc naêng töøng chi tieát ? coâng ngheä cheá taïo noù? 2. Nguyeâ n taéc hoaït ñoäng cuûa maùy ñieän 1 chieàu vaø phöông trình caân baèng aùp cuûa noù ? Giaûi thích ? 3. Neâu vaø giaûi thích caùc trò soá ñònh möùc cuûa maùy ñieän moät chieàu? BAØI TAÄP: Baøi taäp 1: Maùy phaùt ñieän moät chieàu coù Pñm = 85 kW; Uñm = 230 V; toác ñoä nñm = 1470 vg/ph; hieäu suaát  ñm = 0,895. Tính doøng ñieän, toång toån hao coâng suaát cuûa ñoäng cô sô caáp ôû cheá ñoä ñònh möùc. Gôïi yù: Quan heä giöõa caùc ñaïi löôïng ñieän trong maùy phaùt ñieän 1 chieàu nhö sau: Coâng suaát ñònh möùc ghi treân nhaõn maùy phaùt ñieän moät chieàu laø coâng suaát ñieän. HCM TP. Coâng suaát ñieän cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu: uat (W) Ky th Pñm = Uñm . Iñm pham H Su Hieäu suaát ñònh möùc: D uong TrPñm .100% © uyen ñm % = an q Pcô B Pcô: coâng suaát ñoäng cô sô caáp (P1 ). Töø ñoù, ta coù baøi giaûi nhö sau: Baøi giaûi: Doøng ñieä n ñònh möùc cuûa maùy phaùt: Töø Pñm = Uñm . Iñm. 85.103 P = ñm = = 369,6 (A). Suy ra Iñm Uñm 230 Coâng suaát cô cuûa ñoäng cô sô caáp laø: 85.103 P Pcô = ñm = = 95 (kW). ñm 0,895 Toång toån hao coâng suaát ñoäng cô sô caáp:  P = Pcô - Pñm = 95 – 85 = 10 (kW). Baøi taäp 2: Moät ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp Pñm = 12 kW, ñieän aùp ñònh möùc Uñm = 220 V, nñm = 685 vg/ph, doøng ñieän phaàn öùng Iö = 63 A. Khi ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô giaûm U = 180 V. Tính: a/ Coâng suaát tieâu thuï cuûa ñoäng cô. b/ Coâng suaát coù ích cuûa ñoäng cô khi toác ñoä ñoäng cô giaûm n = 550 vg/ph vôùi U = 180 V. c/ Hieäu suaát cuûa ñoäng cô khi ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô giaûm. 5 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  8. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Pñm 2 .n ñm Bieát: Mcô = (Nm); ñm = (rad/s). 60 ñm Gôïi yù: Quan heä giöõa caùc ñaïi löôïng ñieän trong ñoäng cô nhö sau: Pñm: coâng suaát cô treân ñaàu truïc ñoäng cô ñöôïc ghi treân nhaõn maùy ñoäng cô. Coâng suaát ñieän ñoäng cô tieâu thuï ôû cheá ñoä ñònh möùc: P1 = Uñm . Iñm (W). Coâng thöùc quan heä giöõa coâng suaát cô vaø moâmen cô: P Mcô = ñm (Nm). ñm Toác ñoä goùc ôû truïc ñoän g cô laø: 2 .n ñm ñm = (rad/s). 60 Sô ñoà maïch ñieän töông ñöông: I IKT n Eö UDC M P. HC RKT uat T Rö th Tröôùc heát tính moâmen ôû cheá ñoä ñònh möùc, suy m Ky ng suaát coù ích khi toác ñoä giaûm. a ra coâ u ph DH S Hieäu suaát ñònh möùc: ng Truo n © = Pñm .100% quye % ñm Ban P1 P1: coâng suaát ñieän caáp cho ñoäng cô. Baøi giaûi: a/ øCoâng suaát ñieän ñoäng cô tieâu thuï: P1 = U . Iñm = 180.63 = 11340 (W). b/ Moâmen coù ích ôû cheá ñoä ñònh möùc: 12.103 Pñm Pñm Mcô = = 60. = 60. = 167,3 (Nm). 2 .n ñm 2.685 ñm Coâng suaát cô coù ích khi n = 550 vg/ph: 2 .n 2 .550 P2 = Mcô .  = 167,3. = 167,3. = 9635,8 (W). 60 60 c/ Hieäu suaát cuûa ñoäng cô khi n = 550 vg/ph laø: P 9635,8 ñm % = 2 .100% = .100% = 0,85 . P1 11340 *** Baøi taäp töï giaûi: Baøi 1: Maùy phaùt ñieän moät chieàu coù Pñm = 95 kW, Uñm = 115 V, toác ñoä nñm = 2820 vg/ph, ñm = 0,792. ÔÛ cheá ñoä ñònh möùc, haõy tính: 1. Coâng suaát cô cuûa ñoäng cô sô caáp keùo maùy phaùt. 2. Doøng ñieä n cung caáp cho taûi. 6 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
  9. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn 3. Moâmen cô cuûa ñoäng cô sô caáp keùo maùy phaùt. ÑS: a/ 120 kW. b/ I = 826 A. c/ 406 Nm. Baøi 2: Ñoäng cô ñieän moät chieàu ñieän aùp ñònh möùc Uñm = 220 V, doøng ñieän ñònh möùc I ñm = 50,2 A, hieäu suaát ñònh möùc ñm = 0,905. ÔÛ cheá ñoä ñònh möùc, haõy tính coâng suaát ñoäng cô tieâu thuï, coâng suaát ñònh möùc vaø toån hao coâng suaát trong ñoäng cô. ÑS: Pñ = 1 1044 A; Pñm = 9994 W; P = 1050 W. M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B 7 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2