7 mddc va mf dc 21 2 2023

MÁY ĐIỆN

MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

1

❑ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
▪ Định nghĩa

▪ Cấu tạo
▪ Nguyên lý làm việc
▪ Quan hệ điện từ trong máy điện DC
▪ Máy phát điện 1 chiều
▪ Động cơ điện 1 chiều
2


Phân loại máy điện một chiều:
❖ Máy điện một chiều kích từ độc lập
❖ Máy điện một chiều kích từ song song
❖ Máy điện một chiều kích từ nối tiếp
❖ Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp

Độc lập

Song song

Nối tiếp

Hỗn hợp
3

Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
❖ Phương trình dịng điện: Iư = I
❖ Mạch phần ứng: U = Eu – Ru.I
❖ Mạch kích từ: Ukt = Ikt(Rkt + Rđc)
Trong đó:
Ru là điện trở dây quấn phần ứng.
Rkt là điện trở dây quấn kích từ.
Rđc là điện trở điều chỉnh.

4


Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Đặc tính khơng tải U0= E0= f(It) khi I=0 và n=Const.
It: dịng điện kích từ.

5

Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Đặc tính ngồi U(I) và đặc tính điều chỉnh It(I)
▪ Khi tăng tải, I tăng, Iư tăng theo. Dựa vào phương
trình CBĐA ta thấy điện áp U giảm do các nguyên
nhân sau đây:
➢ Iư tăng làm phản ứng phần ứng tăng, làm cho
từ thông cực từ Φ giảm, dẫn đến Eư giảm
➢ Iư tăng làm IưRư tăng

▪ Đặc tính ngồi U(I) với tốc độ quay n = Cte và It = C te .
▪ Có độ giảm điện áp khi tải định mức so với khi khơng tải khoảng ‘’8÷10%‘’

6


Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Đặc tính ngồi U(I) và đặc tính điều chỉnh It(I)
▪ Để điều chỉnh giữ U =const khi thay đổi phụ tải
người ta phải điều chỉnh It.
▪ Hình vẽ thể hiện quan hệ It(I) để giữ điện áp không
đổi khi tốc độ không đổi gọi là đặc tính điều chỉnh.

▪ MF kích từ độc lập có ưu điểm dễ dàng điều chỉnh điện áp, thường dùng cấp điện cho
động cơ cán, kéo kim loại, thiết bị tự động tàu thủy, máy bay. Nhược điểm là phải dùng
nguồn kích từ độc lập gây tốn kém.
7

Máy phát điện một chiều kích từ độc lập
Đặc tính ngắn mạch In=f(It), U=0, n=Cte

▪Ngắn mạch các chổi than, n=Cte, đo In=f(It).
Khi ngắn mạch: U=Eu-IuRu =0
Ru<< và =Cte. Khi điều chỉnh I=Iđm thì Eu << và bằng
vài % Uđm

8


Máy phát điện một chiều kích từ song song
❖ Phương trình dịng điện: Iu = I + Ikt
❖ Mạch phần ứng: U = Eu – Ru.Iu

❖ Mạch kích từ:

U=Ukt = Ikt(Rkt + Rđc)

▪ Điều kiện tự kích/ tự thành lập điện áp của máy phát kích từ song

song:
- Máy phải có từ dư (2-3%)
- Mạch kích thích nối đúng chiều
- Điện trở mạch kích từ: Rt < Rth
- n= nđm

9

❖ Máy phát điện một chiều kích từ song song
•

Phương trình dịng điện: Iu = I + Ikt

•

Mạch phần ứng: U = Eu – Ru.Iu

•

Mạch kích từ:

U=Ukt = Ikt(Rkt + Rđc)

Đặc tính ngồi U(I) và đặc tính điều chỉnh It(I)

▪ Khi tăng tải, I tăng, Iư và It đều tăng theo. Dựa vào phương trình ta thấy điện áp U giảm
do các nguyên nhân sau đây:
➢ Iư

tăng làm phản ứng phần ứng tăng, làm cho từ thông cực từ Φ giảm, dẫn đến Eư giảm.

➢ Iư

tăng làm IưRư tăng.

▪ Khi điện áp giảm dịng điện kích từ giảm làm giảm sđđ Eư.
▪ Để điều chỉnh giữ U = const khi thay đổi phụ tải, phải điều chỉnh It. Muốn (xem lại hình
vẽ ở mục MFĐMC kích từ độc lập)

10


❖ Máy phát điện một chiều kích từ nối tiếp
• Phương trình dịng điện: Iu = I = Ikt
•

Mạch phần ứng: U = Eu – (Ru +Rktnt).Iu

Đặc tính ngồi U(I) và đặc tính điều chỉnh It(I)
▪ Khi tăng tải, I tăng, Iư tăng theo. Dựa vào PTCBĐA ta thấy điện áp
U thay đổi do:
➢ U giảm do: Iư tăng làm phản ứng phần ứng tăng, làm cho từ thông cực
từ Φ giảm, dẫn đến Eư giảm; mặt khác Iư tăng làm Iư(Rư+Rt) tăng
➢ U tăng do: Iư tăng làm It tăng, làm cho từ thông cực từ Φ tăng, dẫn đến
Eư tăng.

▪ Khi I = It còn nhỏ, mạch từ chưa bão hịa, PƯPƯ làm từ thơng giảm, điện áp rơi Iư(Rư+Rt)
cịn nhỏ vì thế U giảm khơng đáng kể; trong khi It tăng → t tăng mạnh khiến độ tăng U
nhiều hơn độ giảm U.
▪ Khi I = It đủ lớn, mạch từ bão hịa, PƯPƯ làm từ thơng giảm, điện áp rơi Iư(Rư+Rt) lại lớn
vì thế độ giảm U sẽ lớn; mặc dù It tăng nhưng mạch từ bão hịa → t tang rất ít. Độ tăng U
khơng đáng kể so với độ U.

11

❖ Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp

❖ Phương trình dịng điện:

I=Iktnt
Iu = Iktnt + Iktss
❖ Mạch phần ứng:
U = Eu – Ru.Iu – I.Rktnt
❖ Mạch kích từ:

U = Iktss(Rktss + Rđc) – I.Rktnt

12


❖ Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp
Có hai cách thường dùng:
nối thuận, từ trường hai dây quấn cùng chiều
và nối ngược, từ trường hai dây quấn ngược chiều nhau.
Khi nối thuận
Từ thơng của dây quấn kích từ nối tiếp cùng chiều với từ thông của dây quấn kích từ song song. Khi tải

tăng, dịng kích từ nối tiếp tăng, từ thơng quận kích từ nối tiếp làm từ thông tổng tăng lên, sđđ của máy
tăng lên. Đường 1 vẽ đặc tính ngồi MFMC kích từ hỗn hợp nối thuận, khi tải thay đổi điện áp hầu như
không thay đổi, đây là ưu điểm nổi bật của loại này.
Khi nối ngược
Từ thơng của dây quấn kích từ nối tiếp ngược chiều với từ thơng của dây quấn kích từ song song, khi tải
tăng điện áp giảm nhiều. Đường 2 vẽ đặc tính ngồi MFMC kích từ hỗn hợp nối ngược, đường đặc tính
ngồi dốc nên được sử dụng làm máy hàn điện một chiều.

13

Bài tập 1:
Máy phát điện một chiều kích từ song song có Pđm=7,5KW, Uđm = 220V, điện trở mạch
phần ứng Ru=0,1Ω, tốc độ n = 850 vịng/phút, điện trở mạch kích từ Rkt = 220 Ω. Hãy:
1. Vẽ sơ đồ thay thế ?
2. Tính dịng điện máy phát phát ra ?
3. Tính dịng điện kích từ ?
4. Tính dịng điện phần ứng máy phát ?
5. Tính sức điện động máy phát khi bỏ qua điện áp rơi trên chổi than ?
6. Tính sức điện động máy phát khi điện áp rơi trên chổi than là 2V ?

14


15