Bài giảng Chương 6: Máy điện chiều TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Phần 1 Máy điện chiều – Tổng quan Máy điện DC máy điện có dòng điện phần ứng luôn đổi chiều thích hợp đổi chiều khí, từ trường phần ứng phần cảm có trục cố định Kích từ Rôto Phân bố từ thông dây quấn kích từ tạo đối xứng quanh trục cực từ, trục gọi trục kích từ hay trục N S dọc Các chổi than nằm ví trị thuận lợi cho đổi chiều, trục ngang Độ lớn mômen T= π p Φ d Fa1 Phần ứng Chổi Stato có cực từ Kích từ Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Hình chụp cấu tạo máy DC Vòng đệm Cực từ Cách điện Đầu nối Quạt Chổi Dây quấn rôto Ổ đỡ Phiến đồng Cổ góp Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Dây quấn xếp đơn Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Dây quấn sóng đơn Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Tính Fa1 theo dòng phần ứng ia, độ lớn mômen T= π p 2Φ d Z pZ i = Φ d ia = K a Φ d ia a π pa πa (N.m) Khi dùng dây quấn phân bố, cuộn dây tạo điện áp hình sin đổi chiều vùng trung tính Tại chổi, điện áp phát tổng vectơ điện áp cuộn dây nối tiếp nhánh song song Với số phiến góp đủ lớn, điện áp trung bình cuộn dây ecoil = pN c π Điện áp chổi ea = Φ d ωm C pN c C pZ ecoil = Φ d ωm = Φ ω = K a Φ d ωm πa πa d m a (V) Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Kiểm tra lại công suất trung bình ea ia = pZ Φ d ω m i a = Tω m πa (W) Nghĩa công suất điện tức thời tính theo điện áp tốc độ công suất tức thời tính theo mômen điện từ Chiều dòng công suất xác định từ chế độ làm việc máy: động hay máy phát Từ thông khe hở dọc trục stđ (mmf) tổng ea0 Đặc tính khe hở dây quấn kích từ tạo Đặc tính từ thông-mmf gọi đường cong từ hóa Tuy nhiên, dạng thuận tiện sức điện động-mmf tốc độ không đổi Sức điện động tốc độ ea = ωm ea ω m0 Tốc độ = ωm0 ΣNfif Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Ưu điểm máy DC đặc tính vận hành thay đổi rộng nhờ việc chọn phương Độc lập pháp kích từ thích hợp Dây quấn kích từ Nối tiếp cấp nguồn ngoài, hay máy tự cấp nguồn (tự kích) Các sơ đồ nối dây thể Song song hình bên Hỗn hợp Máy kích từ độc lập có dòng kích từ chiếm phần nhỏ so với dòng định mức (1 – 3%) Do đó, máy coi khuếch đại công suất lớn Trong hệ thống điều khiển có hồi tiếp cần điều chỉnh điện áp phần ứng phạm vi rộng, máy phát kích từ độc lập sử dụng Dây quấn kích từ máy phát tự kích nối theo cách: nối tiếp, song song, hỗn hợp Cần có từ dư để máy khởi động trình tự kích Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Đặc tính V-A xác lập thể Điện áp (% so với định mức) hình bên, với tốc độ Song song động sơ cấp số Độc lập Quan hệ sức điện động xác lập Ea điện áp đầu cực Ut Hỗn hợp sau U t = E a − I a Ra (V) Nối tiếp Ia dòng phần ứng, Ra điện trở mạch phần ứng Dòng điện tải (% so với định mức) Trong máy phát, Ea > Ut mômen điện từ mômen cản ngược chiều quay Phần 10 Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Điện áp máy phát kích từ song song giảm theo tải, không theo cách thức thích hợp cho nhiều mục đích Từ thông khe hở điện áp máy phát kích từ nối tiếp thay đổi rộng theo tải, không sử dụng rộng rãi Các máy phát kích từ hỗn hợp thường nối theo kiểu hỗn hợp cộng để tạo điện áp gần không đổi hay tăng tải tăng Dây quấn kích từ song song thường gồm nhiều vòng dây nhỏ, dây quấn kích từ nối tiếp thường có vòng dây lớn Điện áp máy kích từ song song lẫn hỗn hợp điều chỉnh giới hạn hợp lý biến trở dây quấn kích từ song song Phần 11 Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Mọi phương pháp kích từ dùng cho máy phát áp dụng cho động Giữa sức điện động điện áp đầu cực có quan hệ U t = E a + I a Ra (V) Trong động kích từ song song độc lập, từ thông kích từ gần số Do tốc độ giảm tăng tải Thực tế, động kích từ song song có độ sụt tốc khoảng 5% từ không tải đến đầy tải Mômen khởi động cực đại bị giới hạn khả đổi chiều thành công dòng phần ứng Một thuận lợi quan trọng động kích từ song song dễ dàng điều khiển tốc độ Dòng kích từ từ thông thay đổi dải rộng nhờ biến trở mạch kích từ, dẫn đến tốc độ thay đổi tương ứng, để trì sức điện động xấp xỉ điện áp đặt vào động Phần 12 Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Động kích từ nối tiếp có đặc tính dốc xuống đáng kể Với ứng dụng đòi hỏi khả tải mômen lớn, đặc tính đặc biệt thuận lợi công suất tương ứng giữ giá trị hợp lý độ sụt tốc khác Động kích từ hỗn hợp khắc phục khuyết điểm tốc độ non tải cao mà giữ ưu điểm động kích từ nối tiếp Sức từ động phần ứng có ảnh hưởng định đến phân bố không gian từ thông khe hở biên độ từ thông tổng cực Điều ảnh hưởng đến giới hạn đổi chiều, điện áp phát mômen đơn vị dòng phần ứng Phần 13 Bài giảng Chương 6: Máy điện chiều TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Phần Sức từ động phản ứng phần ứng Tính toán theo hình 7.17, sóng stđ phần ứng xấp xỉ tam giác Với máy có chổi nằm vị trí trung tính, sóng sức từ động phân bố từ cảm khe hở thể hình 7.18 Trục sức từ động phần ứng nằm lệch 90° so với trục từ trường chính, tạo từ thông đổi chiều mặt cực => phản ứng phần ứng ngang trục Điều làm giảm từ thông tổng nửa mặt cực, tăng từ thông tổng nửa mặt cực lại (hình 7.20) Phần 2 Sức từ động phản ứng phần ứng (tt) Phần Sức từ động phản ứng phần ứng (tt) Phần Sức từ động phản ứng phần ứng (tt) Khi dây quấn phần ứng kích từ kích thích, phân bố từ cảm khe hở xếp chồng từ cảm thành phần Do bão hòa từ, từ cảm tổng tổng đại số từ cảm thành phần, mà có giá trị nhỏ Hiện tượng gọi hiệu ứng khử từ phản ứng phần ứng ngang trục Phản ứng phần ứng ngang trục hạn chế khả đổi chiều làm giảm khả tải ngắn hạn máy DC Động với kích từ thay đổi chịu ảnh hưởng mạnh Có thể thiết kế máy để giới hạn ảnh hưởng phản ứng phần ứng ngang trục, sử dụng biện pháp: tăng mức bão hòa phần ứng mặt cực, tạo khe hở không mặt cực, hay dùng dây quấn bù Phần Máy điện DC – Phân tích mạch điện Các phương trình cho máy DC Ka = Ea = K a Φ d ω m T = KaΦd I a U t = E a ± I a Ra pZ πa U t = E a ± I a Ra ± ∆U dấu “+” cho động cơ, dấu “-” cho máy phát, ∆U điện áp rơi chổi than Tích số EaIa gọi công suất điện từ Pđt Phân bố công suất hai trường hợp máy phát động hình C/suất động sơ cấp C/suất điện ngõ UtI Pđt Tổn hao quay Máy phát Tổn hao phần ứng C/suất điện ngõ vào UtI Tổn hao kích từ Tổn hao kích từ Phần C/suất ngõ Pđt Tổn hao phần ứng Tổn hao quay Động Phân tích mạch điện (tt) Công suất điện từ chênh lệch với công suất trục máy lượng tổn hao quay Pr Các tổn hao phần ứng kích từ ký hiệu Pa Pf Pa = I a2 Ra Pf = U 2f R f (W) Chú ý công suất kích từ nối tiếp gộp vào tổn hao phần ứng Ra điện trở tổng mạch phần ứng, Uf điện áp đặt vào dây quấn kích từ song song, Rf điện trở dây quấn kích từ song song Tổn hao quay Pr thường phụ thuộc vào tốc độ máy, xác định thực nghiệm Phần Phân tích mạch từ Xét trường hợp tổng quát máy kích từ hỗn hợp, stđ tương đương Feq cho (trong Nf Ns số vòng dây kích từ song song nối tiếp), chưa xét đến phản ứng phần ứng Feq = N f I f ± N s I s (A.vòng) Ngoài trường hợp sơ đồ hỗn hợp kiểu rẽ dài biết, có kiểu rẽ ngắn Đường cong từ hóa máy DC thường cho ứng với trường hợp kích từ song song Stđ tương đương máy hỗn hợp quy đổi với stđ dây quấn kích từ song song có Nf vòng dây, với dòng điện tương đương I f _ eq = I f ± (N f N s )I s Phần (A) Phân tích mạch từ (tt) Nếu xét đến stđ phản ứng phần ứng Feq = N f I f ± N s I s − AR (A.vòng) Đường cong từ hóa không tải biểu diễn dạng chuẩn hóa (trong hệ đơn vị tương đối pu) Stđ hay dòng kích từ đơn vị giá trị cần thiết để tạo điện áp định mức (1 đvtđ) tốc độ định mức máy không tải Điện áp không tải tốc độ khác tính E a = E a (ω m ω m ) (V) Các đường cong bão hòa có tải bị dịch sang bên phải đường cong không tải lượng coi tỷ lệ với dòng phần ứng, phạm vi vận hành bình thường Phần Phân tích xác lập Hiệu suất đại lượng đặc trưng cho tính hiệu mặt lượng máy, định nghĩa tỷ số công suất ngõ Po công suất ngõ vào Pi η= Po P − ∆P Po × 100% = i × 100% = × 100% Pi Pi Po + ∆P với ∆P tổng tổn hao công suất Khi phân tích tính xác lập, chất vấn đề khác hai chế độ máy phát động Ở chế độ máy phát, tốc độ thường xác lập động sơ cấp, vấn đề thường gặp xác định điện áp đầu cực ứng với tải kích từ đó, hay tìm kích từ cho tải điện áp đầu cực Ở chế độ động cơ, toán thường gặp xác định tốc độ tương ứng với tải kích từ đó, điện áp đầu cực thường giữ cố định Phần 10 Phân tích xác lập máy phát Trong máy phát kích từ độc lập, dòng kích từ độc lập với điện áp phát ra, điện áp phát xác định theo đường cong từ hóa Trong máy phát có cuộn kích từ song song, dòng điện kích từ song song quan hệ với điện áp phát theo định luật Ohm nhánh kích từ song song Quá trình thành lập điện áp minh họa hình trên, với điều kiện có từ dư, dây quấn kích từ đấu cực tính, điện trở mạch kích từ song song đủ nhỏ Giá trị điện trở ứng với trường hợp hai đặc tính tiếp xúc giá trị tới hạn Phần 11 Phân tích xác lập động Vì điện áp đầu cực động thường không đổi, phụ thuộc kích từ song song vào điện áp máy phát có cuộn kích từ song song Do đó, việc phân tích gần máy phát kích từ độc lập, dù tốc độ biến quan trọng thường phải xác định Đường cong từ hóa quan hệ sức điện động theo kích từ Quan hệ mômen điện từ với từ thông dòng phần ứng quan trọng, thường phải khảo sát phụ thuộc tương hỗ mômen cường độ từ trường rôto stato Quan hệ sức điện động với từ thông tốc độ thường trung gian để xác định tốc độ động điều kiện vận hành khác Tốc độ động ứng với dòng phần ứng cho Ia tìm cách tính điện áp cảm ứng Ea, tiếp tìm kích từ xác định điện áp Ea0 ứng với tốc độ ωm0 đường cong từ hóa, từ tìm tốc độ thực Phần 12 Máy điện DC – Vấn đề đổi chiều cực từ phụ Yếu tố giới hạn quan trọng vận hành máy DC khả truyền dòng điện qua chổi mà không sinh tia lửa làm nóng đổi chiều mức Tia lửa xuất điều kiện khí hay điều kiện điện xấu Các điều kiện điện bị ảnh hưởng mạnh stđ phần ứng từ thông Trong giai đoạn đổi chiều, cuộn dây chuyển từ nhóm sang nhóm (hình 7.22), cuối giai đoạn dòng điện cuộn dây phải giá trị ngược dấu so với dòng điện đầu giai đoạn t Dòng điện dây quấn phần ứng Giai đoạn đổi chiều Phần 13 Vấn đề đổi chiều cực từ phụ (tt) Các cuộn dây đổi chiều bị chổi than làm ngắn mạch, với mạch tương đương gồm điện cảm, điện trở thay đổi theo thời gian chổi, điện áp quay cảm ứng cuộn dây Sự đổi chiều hiệu thường xác định từ thực nghiệm, khó khăn việc phân tích định lượng Màng tiếp xúc chổi phiến góp có điện trở phụ thuộc vào nhiều yếu tố mật độ dòng, hướng dòng điện, nhiệt độ chổi, độ ẩm áp suất không khí, mật độ dòng đóng vai trò quan trọng Phần 14 Vấn đề đổi chiều cực từ phụ (tt) Nền tảng thực nghiệm việc đổi chiều không tia lửa tránh mật độ dòng cao điểm tiếp xúc đồng-than, kết hợp với việc tận dụng vật liệu Điều kiện tối ưu: mật độ dòng mặt chổi toàn giai đoạn đổi chiều => trình đổi chiều tuyến tính Điện trở ảnh hưởng đến việc đổi chiều, quan trọng điện cảm Các điện áp phản kháng làm trì hoãn dòng điện cuộn dây đổi chiều, dẫn đến tượng đổi chiều trễ Với máy công suất nhỏ, thiết kế để điện áp rơi tiếp xúc chổi lớn nhiều so với điện áp cảm ứng => đổi chiều điện trở Phần 15 Vấn đề đổi chiều cực từ phụ (tt) Điện áp quay cảm ứng cuộn dây đổi chiều hỗ trợ cho trình đổi chiều, cách khử điện áp phản kháng => đổi chiều điện áp Người ta thực cách đặt cực từ nhỏ cực từ khu vực đổi chiều, gọi cực từ phụ Với máy phát, cực tính cực từ phụ phải giống với cực từ trước (tính theo chiều quay) Với động cực tính cực từ phụ giống với cực từ sau Phần 16 Bài giảng Chương 6: Máy điện chiều TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Phần Máy điện DC – Dây quấn bù Với máy tải nặng, tải thay đổi nhanh, hay làm việc với kích từ yếu, xuất vấn đề khác bên cạnh tia lửa chổi Vào thời điểm cuộn dây nằm vị trí ứng với dạng sóng méo dạng mạnh từ thông khe hở, điện áp cuộn dây đủ lớn làm đánh thủng không khí phiến góp kề nhau, tạo quầng lửa, hay hồ quang phiến góp Điện áp phiến góp thường giới hạn 30 – 40 V, thường dẫn đến việc cần dùng nhiều phiến góp Ngoài xuất điện áp cao cảm ứng theo thay đổi từ thông Điện áp cộng tác dụng với sức điện động quay tải máy phát giảm, hay tải động tăng => vầng quang phiến góp Ngay có cực từ phụ, phản ứng phần ứng gây tượng làm giới hạn khả làm việc máy => dây quấn bù mặt cực từ Phần Dây quấn bù (tt) Dây quấn bù đặt rãnh mặt cực từ, với cực tính thích hợp để khử sức từ động phần ứng Dây quấn bù nối tiếp với dây quấn phần ứng để đảm bảo tác dụng khử từ cho giá trị dòng phần ứng Nhờ dây quấn bù cực từ phụ, phân bố từ cảm khe hở trở lại dạng cực từ chính, trừ vùng đổi chiều Ngoài ra, dây quấn bù làm giảm thời mạch phần ứng, giúp đáp ứng nhanh Khuyết điểm dây quấn mặt cực chi phí cao, chúng dùng cho máy đặc biệt tải nặng hay có tải thay đổi nhanh (động máy cán thép, chẳng hạn) hay động có phạm vi tốc độ rộng điều khiển kích từ song song Phần 3 Máy điện DC – Đặc tính Đặc tính quan hệ mômen tốc độ động Dưới khảo sát đặc tính động kích từ độc lập trường hợp mẫu Tốc độ động tính theo mômen, từ quan hệ biết ωm = E a U t − R a I a U t Ra T Ra = = − = ω m0 − T kΦ kΦ kΦ kΦ kΦ (kΦ ) (rad/s) Dựa vào phương trình sau, thấy mômen cản, động đạt tốc độ cao nhất, gọi tốc độ không tải ωm0 Đặc tính có dạng đường thẳng, với tốc độ giảm dần tăng mômen cản đầu trục Đặc tính qua điểm tốc độ không tải ωm0 mômen mở máy Ts (là mômen sinh đầu trục động mở máy trực tiếp điện áp đầu cực tương ứng) Ts = kΦU t Ra (N.m) Phần Đặc tính (tt) Với động kích từ song song, nối tiếp, hỗn hợp, rút biểu thức tương tự cho đặc tính Điều cần ý mối quan hệ từ thông điện áp đầu cực trường hợp Với động kích từ song song, điện trở mạch kích từ không thay đổi, từ thông coi tỷ lệ với điện áp Ut, số hạng ωm0 không thay đổi thay đổi điện áp đầu cực Trong với động kích từ độc lập ωm0 thay đổi Với động kích từ nối tiếp, từ thông lại tỷ lệ với dòng phần ứng, tức gián tiếp phụ thuộc vào mômen (giả thiết sức điện động không đổi, xấp xỉ với điện áp đầu cực cố định) Giả sử mômen tải tăng lên, từ thông dòng phần ứng tăng lên, dẫn đến tốc độ phải giảm xuống để có sức điện động phù hợp với việc gia tăng dòng phần ứng từ thông Động kích từ hỗn hợp cần xét theo trường hợp cụ thể Phần Điều khiển tốc độ động Nhắc lại phương trình đặc tính ωm = Ra Ut Ra − = − ω T T m 2 kΦ (kΦ ) (kΦ ) Tốc độ không tải ωm0 phụ thuộc vào điện áp Ut từ thông Φ, độ dốc đặc tính phụ thuộc vào điện trở phần ứng Ra từ thông Φ Từ dẫn đến phương pháp điều khiển tốc độ: điều chỉnh từ thông, điều chỉnh điện trở phần ứng, điều chỉnh điện áp phần ứng Việc điều chỉnh từ thông dễ dàng thực máy kích từ độc lập hay có cuộn kích từ song song, cách thay đổi biến trở kích từ Phương pháp đơn giản, rẻ tiền không làm thay đổi tổn hao động Tốc độ cao ứng với kích từ cực tiểu, tốc độ cao bị giới hạn điện phản ứng phần ứng điều kiện từ trường yếu gây ổn định cho động Phần Điều khiển tốc độ động (tt) Khi điều chỉnh điện trở mạch phần ứng, đạt tốc độ thấp so với đặc tính tự nhiên (ứng với điện trở dây quấn phần ứng), cách thêm điện trở nối tiếp vào mạch phần ứng Phương pháp áp dụng cho kiểu kích từ động Đây phương pháp phổ biến cho động kích từ nối tiếp Tổn hao công suất điện trở phụ lớn, không hiệu mặt lượng vận hành lâu dài Tuy nhiên, với chi phí ban đầu thấp, phương pháp dùng chế độ làm việc ngắn hạn hay gián đoạn Phần Điều khiển tốc độ động (tt) Biến thể phương pháp điều chỉnh điện trở mạch phần ứng phương pháp phần ứng song song, sử dụng cầu phân áp để giảm điện áp đặt vào phần ứng Với động kích từ song song, ổn định tốc độ vùng tốc độ thấp cải thiện đáng kể tốc độ không tải nhỏ giá trị điện trở điều khiển Với phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng, có tốc độ không tải ωm0 bị ảnh hưởng, độ dốc đặc tính không thay đổi Do phương pháp tạo họ đặc tính song song Phần Điều khiển tốc độ động (tt) Trước đây, hệ động cơ-máy phát sử dụng để thay đổi điện áp phần ứng Gần đây, biến đổi bán dẫn phát triển mạnh giải pháp thay với nhiều ưu điểm vượt trội Hệ động cơ-máy phát (sơ đồ Ward-Leonard) sử dụng động có tốc độ tương đối ổn định kéo máy phát DC với điện áp điều chỉnh nhờ thay đổi kích từ Máy phát cung cấp điện cho động DC cần điều chỉnh điện áp phần ứng Hiển nhiên phương án tốn kém, cần đầu tư máy điện cỡ công suất Phần Điều khiển tốc độ động (tt) Điều chỉnh từ thông Điều chỉnh điện trở phần ứng Điều chỉnh điện áp phần ứng Phần 10 Điều khiển tốc độ động (tt) Việc điều khiển điện áp phần ứng kết hợp với điều khiển từ thông để đạt phạm vi tốc độ rộng có Tốc độ tốc độ từ thông cực đại, điện áp phần ứng định mức Tốc độ cao tốc độ có nhờ giảm từ thông, tốc độ thấp tốc độ điều chỉnh điện áp phần ứng đảm nhận T P hằ ng Công suất uấ th ằn g Tốc độ en Cô ng s M ôm Mômen ω Tốc độ ω Phần 11 Điều khiển tốc độ động (tt) Tùy theo mức độ công suất chất lượng điều khiển, số sơ đồ biến đổi công suất sử dụng linh kiện bán dẫn sử dụng Phần 12 Mở máy động DC Xét trình mở máy, tức trình đóng điện cho động để tăng tốc từ trạng thái đứng yên Khi động đứng yên, tốc độ Nếu động đóng điện trực tiếp vào điện áp định mức (hoặc giá trị xấp xỉ), dòng điện mở máy có giá trị lớn Is = U t − kΦω Ra = ω =0 Ut Ra (A) Công thức ước tính giá trị dòng điện mở máy trường hợp thời mạch điện nhỏ so với thời hệ gồm động tải Trong thực tế dòng điện mở máy không đạt đến giá trị lý thuyết Phần 13 Mở máy động DC (tt) Dòng điện mở máy không đạt đến giá trị lý thuyết, lớn so với dòng định mức, nguy hiểm hệ máy lớn Do đó, cần có biện pháp giới hạn dòng điện mở máy Các biện pháp mở máy Biến trở mở máy: mắc nối tiếp biến trở vào mạch phần ứng điều chỉnh từ giá trị cực đại dần máy đạt chế độ làm việc cần thiết Giảm điện áp đặt vào phần ứng: áp dụng điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng Khi thực mở máy, cần điều chỉnh kích từ để đạt từ thông lớn nhất, nhằm tạo mômen lớn giúp cho trình mở máy đạt hiệu cao Xem ví dụ 8.1 giáo trình Phần 14 Chế độ hãm động DC Ngược với trình mở máy trình hãm, tốc độ động giảm dần từ giá trị làm việc Có hai chế độ hãm: hãm tái sinh (động trả lượng nguồn) hãm động (tiêu tán lượng điện trở) Hãm tái sinh: Máy chuyển sang làm việc chế độ máy phát, với động chuyển dần thành điện trả nguồn Giả thiết nguồn nhận lại lượng từ máy Thường phải tăng dần từ thông để đảm bảo điều kiện vận hành chế độ máy phát Đến giá trị giới hạn từ thông phải chuyển sang dùng chế độ hãm động Hãm động năng: ngắt tải động cơ, đóng hai đầu cực động vào mạch điện trở hãm Động động chuyển thành nhiệt tiêu tán điện trở hãm ωm = − (Ra + Rb )I a + ∆U Phần kΦ (rad/s) 15 [...]... điện áp phản kháng => đổi chiều điện áp Người ta thực hiện bằng cách đặt các cực từ nhỏ giữa các cực từ chính trong khu vực đổi chiều, gọi là các cực từ phụ Với máy phát, cực tính của cực từ phụ phải giống với cực từ chính ngay trước nó (tính theo chiều quay) Với động cơ thì cực tính của cực từ phụ giống với cực từ chính ngay sau nó Phần 2 16 Bài giảng Chương 6: Máy điện một chiều TS Nguyễn Quang Nam. .. đóng điện trực tiếp vào điện áp định mức (hoặc một giá trị xấp xỉ), dòng điện khi mở máy sẽ có giá trị rất lớn Is = U t − kΦω Ra = ω =0 Ut Ra (A) Công thức trên ước tính giá trị dòng điện mở máy trong trường hợp thời hằng của mạch điện là rất nhỏ so với thời hằng của cơ hệ gồm động cơ và tải Trong thực tế thì dòng điện mở máy sẽ không đạt đến giá trị lý thuyết đó Phần 3 13 Mở máy động cơ DC (tt) Dòng điện. .. chiều tuyến tính Điện trở có thể ảnh hưởng đến việc đổi chiều, nhưng quan trọng hơn là điện cảm Các điện áp phản kháng làm trì hoãn dòng điện trong cuộn dây được đổi chiều, dẫn đến hiện tượng đổi chiều trễ Với các máy công suất nhỏ, có thể thiết kế để điện áp rơi trên tiếp xúc chổi lớn hơn nhiều so với các điện áp cảm ứng => đổi chiều điện trở Phần 2 15 Vấn đề đổi chiều và cực từ phụ (tt) Điện áp quay... điện mở máy tuy không đạt đến giá trị lý thuyết, nhưng vẫn rất lớn so với dòng định mức, và càng nguy hiểm khi hệ máy càng lớn Do đó, cần có các biện pháp giới hạn dòng điện mở máy Các biện pháp mở máy Biến trở mở máy: mắc nối tiếp biến trở vào mạch phần ứng và điều chỉnh từ giá trị cực đại dần về 0 khi máy đạt chế độ làm việc cần thiết Giảm điện áp đặt vào phần ứng: áp dụng khi có thể điều chỉnh điện. .. phát Trong máy phát kích từ độc lập, dòng kích từ độc lập với điện áp phát ra, do đó điện áp phát ra được xác định theo đường cong từ hóa Trong máy phát có cuộn kích từ song song, dòng điện kích từ song song quan hệ với điện áp phát theo định luật Ohm của nhánh kích từ song song Quá trình thành lập điện áp được minh họa ở hình trên, với điều kiện có từ dư, dây quấn kích từ đấu đúng cực tính, và điện trở... đây, hệ động cơ -máy phát được sử dụng để thay đổi điện áp phần ứng Gần đây, các bộ biến đổi bán dẫn đã phát triển mạnh như một giải pháp thay thế với nhiều ưu điểm vượt trội Hệ động cơ -máy phát (sơ đồ Ward-Leonard) sử dụng một động cơ có tốc độ tương đối ổn định kéo một máy phát DC với điện áp được điều chỉnh nhờ thay đổi kích từ Máy phát sẽ cung cấp điện cho động cơ DC cần được điều chỉnh điện áp phần... và mômen mở máy Ts (là mômen sinh ra đầu trục khi động cơ được mở máy trực tiếp ở điện áp đầu cực tương ứng) Ts = kΦU t Ra (N.m) Phần 3 4 Đặc tính cơ (tt) Với các động cơ kích từ song song, nối tiếp, và hỗn hợp, có thể rút ra được biểu thức tương tự cho đặc tính cơ Điều cần chú ý là mối quan hệ giữa từ thông và điện áp đầu cực trong các trường hợp này Với động cơ kích từ song song, nếu điện trở mạch... chế độ máy phát và động cơ Ở chế độ máy phát, tốc độ thường được xác lập bởi động cơ sơ cấp, và vấn đề thường gặp là xác định điện áp đầu cực ứng với tải và kích từ nào đó, hay tìm kích từ cho một tải và điện áp đầu cực nào đó Ở chế độ động cơ, bài toán thường gặp là xác định tốc độ tương ứng với một tải và kích từ nào đó, điện áp đầu cực thường được giữ cố định Phần 2 10 Phân tích xác lập máy phát... xác định được điện áp Ea0 ứng với tốc độ ωm0 bằng đường cong từ hóa, từ đó tìm được tốc độ thực Phần 2 12 Máy điện DC – Vấn đề đổi chiều và cực từ phụ Yếu tố giới hạn quan trọng nhất trong vận hành máy DC là khả năng truyền dòng điện qua chổi mà không sinh ra tia lửa và làm nóng bộ đổi chiều quá mức Tia lửa có thể xuất hiện do điều kiện cơ khí kém hay điều kiện điện xấu Các điều kiện điện bị ảnh hưởng... góp kề nhau, và tạo ra quầng lửa, hay hồ quang giữa các phiến góp Điện áp giữa các phiến góp thường được giới hạn 30 – 40 V, thường dẫn đến việc cần dùng nhiều phiến góp Ngoài ra còn có thể xuất hiện điện áp cao do cảm ứng theo sự thay đổi của từ thông Điện áp này sẽ cộng tác dụng với sức điện động quay khi tải của máy phát giảm, hay tải của động cơ tăng => vầng quang giữa các phiến góp Ngay cả khi có ... hạn đổi chiều, điện áp phát mômen đơn vị dòng phần ứng Phần 13 Bài giảng Chương 6: Máy điện chiều TS Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn... máy phát, cực tính cực từ phụ phải giống với cực từ trước (tính theo chiều quay) Với động cực tính cực từ phụ giống với cực từ sau Phần 16 Bài giảng Chương 6: Máy điện chiều TS Nguyễn Quang Nam. . .Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Hình chụp cấu tạo máy DC Vòng đệm Cực từ Cách điện Đầu nối Quạt Chổi Dây quấn rôto Ổ đỡ Phiến đồng Cổ góp Phần Máy điện chiều – Tổng quan (tt) Phần Máy điện