Xem mẫu
- Giáo trình Máy điện
1.7 QUAN HỆ ĐIỆN TƯ TRONG MAY ĐIỆN MỘT CHIỀU
̀ ́
1.7.1 Sức điện động cảm ứng của dây quấn phần ứng:
+
Iư
It n G Eư
-
+
-
Theo đinh luâ ̣t Faraday:
̣
Etd = Btd . l . v = 2p n (v)
Trong đó: Etd: sức điê ̣n đô ̣ng thanh dẫn
Btb: từ cảm trung binh trong khe hở .
̀
2p: số cực phầ n cảm .
: từ thông trung bình/cực ( Wb ).
n: tố c đô ̣ quay (vòng/giây ).
Gọi: N: tổ ng số thanh dẫn .
2a: số ma ̣ch nhánh song song
Eư: sức điê ̣n đô ̣ng của mô ̣t ma ̣ch nhánh song song.
Nế u n tinh bằ ng vòng/phút thì:
́
pN
Eö ..n
60 a
pN
Đặt: CE = : hê ̣ số kế t cấ u
60 a
Eư = CE . . n
Sức điê ̣n đô ̣ng phầ n ứng tỉ lê ̣ với từ thông dưới mô ̣t cực từ và tố c đô ̣ quay
phầ n ứng. Nghĩa là muốn thay đổi E ư thì phải tác động lên hoă ̣c n.
Moment điê ̣n từ của máy điê ̣n mô ̣t chiề u đươ ̣c ta ̣o nên do sự tác đô ̣ng tương hỗ
giữa từ trường phầ n cảm và từ trường dòng điê ̣n trong thanh dẫn phầ n ứng .
Momen này tác du ̣ng lên phầ n ứng.
Ở chế độ máy phát, Mđt ngươ ̣c chiề u với moment quay của đô ̣ng cơ sơ cấ p tác
dụng lên rotor, nên có tác du ̣ng như mô ̣t moment cản .
Trang 21
- Giáo trình Máy điện
Ở chế độ động cơ , Mđt đóng vai trò moment quay , chiề u quay của máy cùng
chiề u quay của moment . Công suấ t điê ̣n từ đã chuyể n công suấ t điê ̣n E ư Iư
thành công suất cơ M đt .
1.7.2 Momen điên từ :
̣
Lực điê ̣n từ tác du ̣ng lên thanh dẫn mang dòng điê ̣n là :
f = Btb . iư . l +
Iư
Btb: từ cảm trung bình trong khe hở . I
iư : dòng điện qua thanh dẫn. G tải
Iö
iö
2a -
l: chiề u dài tác du ̣ng của thanh dẫn .
Iư : dòng điện phần ứng.
Momen điê ̣n từ tác du ̣ng lên dây quấ n phầ n ứng :
Iö D
Mđt = f . r . N = Btb . N . . l. ö
2a 2
r : bán kính của phần ứng.
Dö
r ( Dư: đường kính phầ n ứng).
2
Btb =
.l
2p .
Dö
I 2p pN
=> M ñt .N. ö .l. ..I ö
.l 2a 2 2a
pN
Đặt CM = : hê ̣ số kế t cấ u
2a
Mđt = CM . . Iư
1.7.3 Công suấ t điên từ:
̣
Pđt = Mđt .
: tố c đô ̣ gố c của rotor
2n
n: tố c đô ̣ quay
60
pN
Thay Mđt = . . Iư
2a
Trang 22
- Giáo trình Máy điện
pN 2n pN
Pđt = . . Iư . . . n . Iư = E ư . Iư
2a 60 60 a
Pđt = Eư . Iư
1.7.4 Quá trình năng lượng và các phương trình cân bằng:
a) Đối với máy phát điện: P1
P1 : công suấ t cơ đầ u vào . Pt
Pt : tổ n hao kích từ Pdt
Pcơ + FFe: tổ n hao cơ + tổ n hao sắ t từ
Pcơ + PFe
Pđt : công suấ t điê ̣n từ chuyể n qua phầ n ứng.
PCu,ư : tổ n hao đồ ng trên dây quấ n phầ n ứng P2 PCu,ư
P2 : công suấ t điê ̣n đầ u ra.
Giản đồ năng lượng của máy phát 1 chiề u
P
Hiê ̣u suấ t: 2 1
P1
Từ giản đồ : P2 = Pđt – PCu,ư
chia 2 vế Iư: UIư = EưIư - I 2 .R ö
ö
U = Eư – Iư.Rư
Đây là phương trình cân bằ ng điê ̣n áp của máy phát điê ̣n mô ̣t chiề u .
Eư: đóng vai trò nguồ n điê ̣n, cùng chiề u Iư
Iư
+ M1: momen cơ đầ u vào
+
Mđt: momen điê ̣n từ
Eư
-
tải U M0: momen không tải do P 0 = Pcơ + PFe
Iư
Rư M1 = Mđt + M0 là phương trình cân bằng momen
của máy phát điện một chiều .
-
Trang 23
- Giáo trình Máy điện
b) Động cơ điện
P1
P1: công suấ t điê ̣n đầ u vào .
P2: công suấ t cơ đầ u ra.
Pdt PCu,ư
P1 = Pđt + Pt + PCu.ư Pt
U( Iư + It ) = Eư.Iư + UIt + I 2 R ö
ö
U = E ư + I ư Rư P2 Pcơ + PFe
Đây là phương trinh cân bằ ng điê ̣n áp
̀
Giản đồ năng lượng của ĐC 1 chiề u
của động cơ điện một chiều.
Eư đóng vai trò sức phản điê ̣n, ngươ ̣c chiề u Iư
+
Iư
+
M2: moment cơ đầ u ra
Eư
-
Iư U
Mđt: moment điê ̣n từ
Rư
M0: moment không tải
- M2 = Mđt – M0
Đây là phương trinh cân bằ ng momen của đô ̣ng cơ điê ̣n mô ̣t chiề u .
̀
1.7.5 Tính thuận nghịch trong máy điện một chiều:
N N
+ Eư , Iư +
Mđt
Eư , Iư
n
n, Mđt
+
S S
Máy phát Động cơ
Máy điện một chiề u có thể dùng làm máy phát điê ̣n , cũng có thể dùng làm động
cơ điê ̣n.
Chế đô ̣ máy phát : Eư, Iư cùng chiều
Mđt ngươ ̣c chiề u quay n Mhãm
Chế đô ̣ đô ̣ng cơ : Eư, Iư ngươ ̣c chiề u
Mđt cùng chiều n
Trang 24
- Giáo trình Máy điện
Eö U
Giả sử máy phát: I ö 0 nghĩa là Eư > U
Rö
Nế u giảm từ thông ( ) và tốc độ( n ) đểgiảm E ư kế t quả là E ư < U Iư < 0
(đổ i chiề u ), Eư và I ư ngươ ̣c chiề u nhau . Do chiề u không đổ i Mđt đổ i dấ u
nghĩa là M đt cùng chiều n ( Mđt chuyể n từ hãm thành quay ). Máy chuyển từ chế
đô ̣ máy phát sang chế đô ̣ đô ̣ng cơ .
1.7.6 Ví dụ :
Bài 1 :
Mô ̣t máy phát điê ̣n mô ̣t chiề ulúc quay không tải ở tố c đô ̣ n = 1000 vòng / phút thì
sức điê ̣n đô ̣ng phát ra bằ ng E 0 = 222 V. Hỏi lúc không tải muố n phát ra sức điê ̣n
đô ̣ng đinh mức E 0.đm = 220 V thì tố c đô ̣ n 0.đm phải bằng bao nhiêu khi giữ dòng
̣
kích từ không đổi ?.
Giải
Giữ dòng điê ̣n kich từ không đổ i nghia là từ thông không đổ i
́ ̃
Ta có :
E0 C E n n
E 0.ñm C E n 0.ñm n 0ñm
Do đó khi E0.đm = 220V ta đươ ̣c :
E 0.ñm 220
n0.đm = n 1000 990 voøng / phuùt
E0 222
Bài 2 :
Mô ̣t đô ̣ng cơ điê ̣n mô ̣t chiề u kích thích song song công suấ t đinh mức P đm = 5,5
̣
kW, Uđm = 110 V, Iđm = 58 A ( tổ ng dòng điê ̣n đưa vào bao gồ m d òng điện phần
ứng Iư và kích từ It ), nđm = 1470 vòng/phút. Điê ̣n trở phầ n ứng R ư = 0,15 , điê ̣n
trở ma ̣ch kich từ r t = 137 , điê ̣n áp giáng trên chổ i than 2 U tx 2V . Hỏi sức
́
điê ̣n đô ̣ng phầ n ứng, dòng điện phần ứng và momen điện từ ?
Trang 25
nguon tai.lieu . vn