bài giảng kỹ thuật điện, chương 9 potx

172
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Bäü män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh K thût Âiãûn
Biãn soản: Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån




Chỉång 9
MẠY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU


9.1. CÁÚU TẢO CA MẠY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
Mạy âiãûn mäüt chiãưu cọ thãø l mạy phạt hồûc âäüng cå âiãûn v cọ cáúu tảo giäúng
nhau (hçnh 9.1). Nhỉỵng pháưn chênh ca mạy âiãûn mäüt chiãưu gäưm pháưn cm (pháưn
ténh) v pháưn ỉïng (pháưn quay).
9.1.1. Pháưn cm (stator)
Pháưn cm cn gi l stator, gäưm li
thẹp lm bàòng thẹp âục, vỉìa l mảch tỉì vỉìa
l v mạy v cạc cỉûc tỉì chênh cọ dáy qún
kêch tỉì (hçnh 9.2), dng âiãûn chảy trong
dáy qún kêch tỉì sao cho cạc cỉûc tỉì tảo ra
cọ cỉûc tênh liãn tiãúp ln phiãn nhau. Cỉûc
tỉì chênh gàõn vo v mạy nhåì cạc buläng.
Ngoi ra mạy âiãûn mäüt chiãưu cn cọ nàõp
mạy, cỉûc tỉì phủ v cå cáúu chäøi than.
9.1.2. Pháưn ỉïng (rotor)
Pháưn ỉïng ca mạy âiãûn mäüt chiãưu cn gi l räto, gäưm li thẹp, dáy qún pháưn
ỉïng, cäø gọp v trủc mạy.

Hçnh 9.2 Cỉûc tỉì chênh
N S
1 2 3 4
Cảnh tạc dủng
âáưu näúi
Hçnh 9.4 Dáy qún pháưn ỉïng mạy âiãûn mäüt chiãưu
a) Pháưn tỉí dáy qún; b) Bäú trê pháưn tỉí dáy qún
(
a
)
(
b
)
Hçnh 9.3 Lạ thẹp räto

173

Hỗnh 9-1 Cỏỳu taỷo cuớa maùy õióỷn mọỹt chióửu.

1. Loợi theùp cổỷc tổỡ chờnh; 2. Dỏy quỏỳn cổỷc tổỡ chờnh; 3.Moợm cổỷc tổỡ ; 4. Loợi theùp cổỷc tổỡ phuỷ; 9. Dỏy quỏỳn cổỷc tổỡ phuỷ; 6.
Thỏn maùy; 7. Gọng tổỡ; 8. ỉ bi; 9. Loợi theùp phỏửn ổùng; 10. Quaỷt gioù; 11. Dỏy quỏỳn phỏửn ổùng; 12. Cọứ goùp; 13. Chọứi than.

174
1. Li thẹp pháưn ỉïng : hçnh trủ lm bàòng cạc lạ thẹp k thût âiãûn dy 0,5
mm, ph sån cạch âiãûn ghẹp lải. Cạc lạ thẹp dỉåüc dáûp cạc läù thäng giọ v rnh âãø
âàût dáy qún pháưn ỉïng (hçnh 9.3).
2. Dáy qún pháưn ỉïng : gäưm nhiãưu pháưn tỉí màõc näúi tiãúp våïi nhau, âàût trong
cạc rnh ca pháưn ỉïng tảo thnh mäüt hồûc nhiãưu vng kên. Pháưn tỉí ca dáy qún l
mäüt bäúi dáy gäưm mäüt hồûc nhiãưu vng dáy, hai âáưu näúi våïi hai phiãún gọp ca vnh
gọp (hçnh 9.4a), hai cảnh tạc dủng ca pháưn tỉí âàût trong hai rnh dỉåïi hai cỉûc tỉì
khạc tãn (hçnh 9.4b).
3. Cäø gọp (vnh gọp) hay cn gi l vnh âäøi chiãưu gäưm nhiãưu phiãún âäưng
hçnh âi nhản âỉåüc ghẹp thnh mäüt khäúi hçnh trủ, cạch âiãûn våïi nhau v cạch âiãûn
våïi trủc mạy.
Cạc bäü pháûn khạc nhỉ trủc mạy, quảt lm mạt mạy
9.2. NGUN L LM VIÃÛC MẠY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
9.2.1. Ngun l lm viãûc ca mạy phạt mäüt chiãưu
Så âäư ngun l lm viãûc ca mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu nhỉ hçnh 9.5a. Mạy
gäưm cọ mäüt khung dáy abcd cọ âáưu näúi våïi hai phiãún gọp. Khung dáy v phiãún gọp
quay quanh trủc ca nọ våïi täúc âäü khäng âäøi trong tỉì trỉåìng ca hai cỉûc nam chám
N-S. Cạc chäøi âiãûn A, B âàût cäú âënh v ln ln t sạt vo phiãún gọp.

(
a
)

t
t
e,i
(
b
)
k
c
)

a).Mä t ngun l mạy phạt; b) Sââ mạy phạt cọ mäüt pháưn tỉí;
c) Sââ mạy phạt cọ nhiãưu pháưn tỉí.

Hçnh 9.5 Så âäư ngun l lm viãûc ca mạy phạt mäüt chiãưu



Khi âäüng cå så cáúp quay pháưn ỉïng (khung dáy abcd) mạy phạt trong tỉì trỉåìng
âãưu ca pháưn cm (nam chám S-N), cạc thanh dáùn ca dáy qún pháưn ỉïng càõt tỉì
trỉåìng pháưn cm, theo âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì, trong khung dáy s cm ỉïng sââ
xoay chiãưu m trë säú tỉïc thåìi ca nọ âỉåüc xạc âënh theo biãøu thỉïc :
e = Blv (9.1)
Trong âọ:
B: (T) tỉì
cm nåi thanh dáùn quẹt qua.

175
l (m): chióửu daỡi dỏy dỏựn nũm trong tổỡ trổồỡng.
V (m/s): tọỳc õọỹ daỡi cuớa thanh dỏựn.
Chióửu cuớa sõõ õổồỹc xaùc õởnh theo qui từc baỡn tay phaới. Vỏỷy theo hỗnh 9.5a, sõõ
cuớa thanh dỏựn ab nũm dổồùi cổỷc tổỡ N coù chióửu õi tổỡ b õóỳn a, coỡn cuớa thanh dỏựn cd
nũm dổồùi cổỷc S coù chióửu õi tổỡ d õóỳn c. Nóỳu nọỳi hai chọứi A vaỡ B vồùi taới thỗ sõõ trong
khung dỏy seợ sinh ra trong maỷch ngoaỡi mọỹt doỡng õióỷn chaỷy tổỡ chọứi than A õóỳn chọứi
than B.
Khi phỏửn ổùng quay õổồỹc nổợa voỡng, vở trờ cuớa phỏửn tổớ thay õọứi, thanh dỏựn ab ồớ
cổỷc S, thanh dỏựn cd ồớ cổỷc N, sõõ trong thanh dỏựn õọứi chióửu. Nhồỡ chọứi õióỷn õổùng
yón, chọứi A vỏựn tióỳp xuùc vồùi phióỳn goùp trón, chọứi B tióỳp xuùc vồùi phióỳn goùp dổồùi,
nón chióửu doỡng õióỷn ồớ maỷch ngoaỡi khọng õọứi chióửu. Nhồỡ cọứ goùp vaỡ chọứi than, õióỷn
aùp trón chọứi vaỡ doỡng õióỷn qua taới laỡ õióỷn aùp vaỡ doỡng õióỷn mọỹt chióửu.
Nóỳu maùy chố coù mọỹt phỏửn tổớ, õióỷn aùp õỏửu cổỷc maùy phaùt nhổ hỗnh 9.5b. óứ õióỷn
aùp ra lồùn vaỡ ờt õỏỷp maỷch (hỗnh 9.5c), dỏy quỏỳn phỏửn ổùng phaới coù nhióửu phỏửn tổớ vaỡ
nhióửu phióỳn õọứi chióửu.
9.2.2. Nguyón lyù laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ mọỹt chióửu
Trón hỗnh 9.6 khi cho õióỷn aùp mọỹt chióửu U vaỡo hai chọứi õióỷn A vaỡ B, trong dỏy
quỏỳn phỏửn ổùng coù doỡng õióỷn. Caùc thanh dỏựn ab vaỡ cd mang doỡng õióỷn nũm trong tổỡ
trổồỡng seợ chởu lổỷc taùc duỷng tổồng họứ lón nhau taỷo nón momen taùc duỷng lón rọto,
laỡm rọto quay. Chióửu lổỷc taùc duỷng õổồỹc xaùc õởnh theo qui từc baỡn tay traùi (hỗnh
9.6a).

(a) (b)
Hỗnh 9.6 Mọ taớ nguyón lyù laỡm vióỷc cuớa õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu

Khi phỏửn ổùng quay õổồỹc nổợa voỡng, vở trờ thanh dỏựn ab, cd õọứi chọự nhau (hỗnh
9.6b), nhồỡ coù phióỳn goùp õọứi chióửu doỡng õióỷn, nón doỡng õióỷn mọỹt chióửu bióỳn õọứi
thaỡnh doỡng õióỷn xoay chióửu õổa vaỡo dỏy quỏỳn phỏửn ổùng, giổợ cho chióửu lổỷc taùc duỷng
khọng õọứi, do õoù lổỷc taùc duỷng lón rọto cuợng theo mọỹt chióửu nhỏỳt õởnh, õaớm baớo
õọỹng cồ coù chióửu quay khọng õọứi.

176
9.3. CẠC TRË SÄÚ ÂËNH MỈÏC CA MẠY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
Chãú âäü lm viãûc âënh mỉïc ca mạy âiãûn l chãú âäü lm viãûc trong nhỉỵng âiãưu
kiãûn m nh chãú tảo qui âënh. Chãú âäü âọ âỉåüc âàûc trỉng bàòng nhỉỵng âải lỉåüng ghi
trãn nhn mạy gi l nhỉỵng âải lỉåüng âënh mỉïc.
1. Cäng sút âënh mỉïc P
âm
(kW hay W).
2. Âiãûn ạp âënh mỉïc U
âm
(V).
3. Dng âiãûn âënh mỉïc I
âm
(A).
4. Täúc âäü âënh mỉïc n
âm
(vng/ph).
Ngoi ra cn ghi kiãøu mạy, phỉång phạp kêch thêch, dng âiãûn kêch tỉì
Chụ : Cäng sút âënh mỉïc chè cäng sút âỉa ra ca mạy âiãûn. Âäúi våïi mạy
phạt âiãûn âọ l cäng sút âỉa ra åí âáưu cỉûc mạy phạt, cn âäúi våïi âäüng cå âọ l
cäng sút trãn âáưu trủc âäüng cå.

9.4. SÂÂ PHÁƯN ỈÏNG V MÄMEN ÂIÃÛN TỈÌ
9.4.1. Sỉïc âiãûn âäüng pháưn ỉïng













Cho dng âiãûn kêch thêch vo dáy qún kêch thêch thç trong khe håí s sinh ra tỉì
thäng (hçnh 9.7a). Khi quay räto våïi täúc âäü nháút âënh no âọ thç cạc thanh dáùn ca
dáy qún pháưn ỉïng càõt tỉì trỉåìng pháưn cm, trong mäùi thanh dáùn cm ỉïng sââ trung
bçnh l :
(9.2)
lvBe
tbtb
=
Hçnh 9.7 Xạc âënh sââ pháưn ỉïng v mämen âiãûn
tỉì trong mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu
a) Tỉì trỉåìng cỉûc tỉì; b) Så âäư k hiãûu dáy qún;
+
E
ỉ
E

ỉ
i
ỉ
i
ỉ
S
M
n
F
B
tb
B
δ

τ
(a)
(b)
_

I
ỉ
trong âọ :
l
B
tb
τ
Φ
=
tỉì cm trung bçnh trong khe håí;
l l chiãưu di ca thanh dáùn; τ l bỉåïc cỉûc.

177
60
n
p2
60
Dn
v =

=
laỡ tọỳc õọỹ daỡi.
Vồùi: D: õổồỡng kờnh ngoaỡi phỏửn ổùng.
p : sọỳ õọi cổỷc tổỡ.
n : tọỳc õọỹ voỡng

: tổỡ thọng khe hồớ dổồùi mọựi cổỷc tổỡ.
Thóỳ vaỡo (9.2), ta coù sõõ trung bỗnh trong mọỹt thanh dỏựn :

60
n
e = p
tb
2

Tổỡ phờa cọứ goùp nhỗn vaỡo phỏửn ổùng ta thỏỳy dỏy quỏỳn coù thóứ bióứu thở bũng sồ õọử
kyù hióỷu nhổ hỗnh 9.7b. Tổỡ õoù ta thỏỳy dỏy quỏỳn gọửm nhióửu phỏửn tổớ nọỳi tióỳp nhau taỷo
thaỡnh maỷch voỡng kờn. Caùc chọứi õióỷn chia dỏy quỏỳn thaỡnh nhióửu nhaùnh song song.
Khi phỏửn ổùng quay, vở trờ phỏửn tổớ thay õọứi nhổng nhỗn tổỡ ngoaỡi vaỡo vỏựn laỡ nhióửu
maỷch nhaùnh song song. Sõõ phỏửn ổùng bũng tọứng caùc sõõ thanh dỏựn trong mọỹt
nhaùnh. Nóỳu goỹi sọỳ thanh dỏựn cuớa dỏy quỏỳn phỏửn ổùng laỡ N, sọỳ õọi maỷch nhaùnh song

song laỡ a (2a sọỳ nhaùnh song song), sọỳ thanh dỏựn cuớa mọỹt nhaùnh song song N/2a.
Vỏỷy sõõ cuớa dỏy quỏỳn phỏửn ổùng laỡ sõõ cuớa mọỹt nhaùnh song song bũng:

====
MEtbổ
knkn
a
pN
e
2
a
N
E
60
(9.3)
trong õoù:
60
2
n

=
laỡ tọỳc õọỹ goùc cuớa phỏửn ổùng;
a
pN
k
E
60
=
,
a

pN
k
M

=
2
hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc vaỡo kóỳt cỏỳu cuớa maùy.
Tổỡ cọng thổùc
(9.3) ta thỏỳy, õóứ thay õọứi sõõ phỏửn ổùng thỗ coù thóứ thay õọứi tọỳc õọỹ
hoỷc thay õọứi tổỡ thọng
tổùc laỡ thay õọứi doỡng õióỷn kờch tổỡ vaỡ muọỳn õọứi chióửu sõõ
thỗ hoỷc õọứi chióửu quay, hoỷc õọứi chióửu doỡng õióỷn kờch tổỡ.
9.4.2. Mọmen õióỷn tổỡ vaỡ cọng suỏỳt õióỷn tổỡ cuớa maùy õióỷn mọỹt chióửu
Khi maùy õióỷn laỡm vióỷc trong dỏy quỏỳn phỏửn ổùng seợ coù doỡng õióỷn chaỷy qua. Taùc
duỷng cuớa tổỡ trổồỡng lón dỏy dỏựn coù doỡng õióỷn seợ sinh ra mọmen õióỷn tổỡ trón truỷc
maùy.
Lổỷc õióỷn tổỡ taùc duỷng lón tổỡng thanh dỏựn:

ổ
liBf
tb
=

Nóỳu tọứng sọỳ thanh dỏựn cuớa dỏy quỏỳn phỏửn ổùng laỡ N vaỡ doỡng õióỷn trong maỷch
nhaùnh laỡ
2a
ổ
ổ
I
i =

thỗ mọmen õióỷn tổỡ taùc duỷng lón dỏy quỏỳn phỏửn ổùng:

2
D
Nl
I
BM
tb
2a
ổ
=
trong õoù: I
ổ
: doỡng õióỷn phỏửn ổùng.
a : sọỳ õọi maỷch nhaùnh song song.

178
D : ổồỡng kờnh ngoaỡi phỏửn ổùng.
l : chióửu daỡi taùc duỷng cuớa thanh dỏựn.
Do:


=
p
D
2
vaỡ
l
B
tb

= , nón ta coù:

ổMổ
IkI
a2
pN
M =

= (Nm) (9.4)
Tổỡ cọng thổùc (9.4) ta thỏỳy, muọỳn thay õọứi mọmen õióỷn tổỡ, ta phaới thay õọứi
doỡng õióỷn phỏửn ổùng I
ổ
hoỷc thay õọứi doỡng õióỷn kờch tổỡ I
t
. Trong maùy phaùt õióỷn mọỹt
chióửu mọmen õióỷn tổỡ laỡ mọmen haợm vỗ vỏỷy ngổồỹc chióửu quay phaùt õióỷn, coỡn trong
õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu, mọmen õióỷn tổỡ laỡ mọmen quay nón cuỡng chióửu quay vồùi
õọỹng cồ.
Cọng suỏỳt ổùng vồùi mọmen õióỷn tổỡ lỏỳy vaỡo õọỳi vồùi maùy phaùt vaỡ õổa ra õọỳi vồùi
õọỹng cồ goỹi laỡ cọng suỏỳt õióỷn tổỡ vaỡ bũng:

MP
t

=
õ
(9.5)
trong õoù: M laỡ mọmen õióỷn tổỡ;

Thay vaỡo cọng thổùc trón ta coù:

ổổổổtõ
IEIn
a
p
N
n
I
a
pN
MP ==



==
6060
2
2
(9.6)
Tổỡ cọng thổùc nỏửy ta thỏỳy õổồỹc quan hóỷ giổợa cọng suỏỳt õióỷn tổỡ vồùi mọmen õióỷn
tổỡ vaỡ sổỷ trao õọứi nng lổồỹng trong maùy õióỷn. Trong maùy phaùt õióỷn cọng suỏỳt õióỷn tổỡ
õaợ chuyóứn cọng suỏỳt cồ thaỡnh cọng suỏỳt õióỷn. Coỡn trong õọỹng cồ õióỷn, cọng suỏỳt
õióỷn tổỡ õaợ chuyóứn cọng suỏỳt õióỷn thaỡnh cọng suỏỳt cồ.
9.5. PHAN ặẽNG PHệN ặẽNG CUA MAẽY IN MĩT CHIệU

S
S
N
Hỗnh 9.8 Tổỡ trổồỡng cuớa maùy õióỷn mọỹt chióửu8
N
(
a
)

(
c
)

(
b
)

179
Khi mạy âiãûn mäüt chiãưu lm viãûc khäng ti, tỉì trỉåìng trong mạy chè do dng
âiãûn kêch tỉì gáy ra gi l tỉì trỉåìng cỉûc tỉì. Trãn hçnh 9.8a v tỉì trỉåìng cỉûc tỉì. Tỉì
trỉåìng cỉûc tỉì phán bäú âäúi xỉïng. ÅÍ âỉåìng trung tênh hçnh hc mn, cỉåìng âäü tỉì cm
B = 0, thanh dáùn chuøn âäüng qua âọ khäng cm ỉïng sââ.
Khi mạy âiãûn cọ ti, dng âiãûn I
ỉ
chảy trong dáy qún pháưn ỉïng s sinh ra tỉì

trỉåìng pháưn ỉïng nhỉ hçnh 9.8b. Tỉì trỉåìng pháưn ỉïng hỉåïng vng gọc våïi tỉì trỉåìng
cỉûc tỉì.
Tạc dủng ca tỉì trỉåìng pháưn ỉïng lãn tỉì trỉåìng cỉûc tỉì gi l phn ỉïng pháưn
ỉïng, tỉì trỉåìng trong mạy s l täøng håüp ca tỉì trỉåìng cỉûc tỉì v tỉì trỉåìng pháưn ỉïng
(hçnh 9.8c).
Trãn hçnh 9.8c v tỉì trỉåìng täøng håüp. ÅÍ mäüt mm cỉûc tỉì trỉåìng âỉåüc tàng
cỉåìng tỉïc l åí mm cỉûc ny tỉì trỉåìng pháưn ỉïng cng chiãưu tỉì trỉåìng cỉûc tỉì ; trong
khi âọ åí mm cỉûc kia tỉì trỉåìng bë úu âi nghéa l chênh trãn mm cỉûc ny tỉì
trỉåìng pháưn ỉïng ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng cỉûc tỉì.
9.6. PHÁN LOẢI MẠY ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
Ta â phán mạy âiãûn mäüt chiãưu thnh mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu v âäüng cå
âiãûn mäüt chiãưu. Song ty theo cạch kêch thêch ca cỉûc tỉì chênh, ta cn phán mạy
âiãûn mäüt chiãưu thnh cạc loải nhỉ sau :


Hçnh 9.9 Så âäư ngun l mạy âiãûn mäüt chiãưu : a) Kêch thêch âäüc láûp; b) Kêch thêch song song;
c) Kêch thêch näúi tiãúp; d) Kêch thêch häùn håüp. (mi tãn nẹt dỉït chè dng âiãûn åí chãú âäü âäüng cå)
U
+
_
I
c)
E
ỉ
E
ỉ
U
U
t
I

t
a)
+

_

I

+

_

R
âc
I
t
E
ỉ
U
+

_
I

b)
I
t
U
+

_

I

d)
R
âc
E
ỉ











1.
Mạy âiãûn mäüt chiãưu kêch thêch âäüc láûp (hçnh 9.9a): Mảch pháưn ỉïng
khäng liãn hãû trỉûc tiãúp vãư âiãûn våïi mảch kêch thêch. Nãúu mạy cọ cäng sút nh thç
cỉûc tỉì chênh thỉåìng dng nam chám vénh cỉíu, cn mạy cọ cäng sút låïn cáưn cọ
ngưn kêch thêch riãng âãø cọ thãø âiãưu chènh âiãûn ạp hồûc täúc âäü trong phảm vi
räüng.

180
2. Mạy âiãûn mäüt chiãưu kêch thêch song song (hçnh 9.9b): Mảch kêch thêch
näúi song song våïi mảch pháưn ỉïng.

3.
Mạy âiãûn mäüt chiãưu kêch thêch näúi tiãúp (hçnh 9.9c): Mảch kêch thêch
màõc näúi tiãúp våïi mảch pháưn ỉïng.
4.
Mạy âiãûn mäüt chiãưu kêch thêch häùn håüp (hçnh 9.9d): Vỉìa kêch thêch song
song vỉìa kêch thêch näúi tiãúp.
9.7. MẠY PHẠT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃƯU
9.7.1. Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp
1. Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phỉång trçnh cán bàòng
Dng âiãûn kêch tỉì do ngưn mäüt chiãưu ngoi mạy tảo ra, khäng phủ thüc
dng âiãûn pháưn ỉïng I
t
I
ỉ
(hçnh 9.10).









Cạc phỉång trçnh ca mạy phạt mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp:
U
I
ỉ
R
ỉ

R

+
_
I

E
ỉ
+
_

U
t
I
t

R
âc
R
t
Hçnh 9.10 Mảch tỉång dỉång ca mạy phạt kêch tỉì âäüc láûp
Phỉång trçnh dng âiãûn :

II
=
ỉ
(9.7a)
Phỉång trçnh âiãûn ạp :
+ Mảch kêch tỉì :
tmtt

I
R
U
=
(9.7b)
+ Mảch pháưn ỉïng :
ỉỉỉ
IRUE
+
=
(9.7c)
Trong âọ : : âiãûn ạp ngưn kêch thêch âãø tảo ra dng kêch tỉì .
t
U
t
I

t
R
: âiãûn tråí ca cün dáy kêch thêch.
: Biãún tråí âãø âiãưu chènh dng âiãûn kêch thêch .
âc
R
t
I
: âiãûn tråí ca mảch kêch thêch.
âctmt
RRR +=
: âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng.
ỉ

R
VÊ DỦ 9.1
Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp cäng sút 100kW cung cáúp 50kW
cho ti åí âiãûn ạp 125V. Nãúu càõt ti v giỉỵ ngun täúc âäü thç âiãûn ạp ra l 137V.

181
Hy tênh âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng ?
Bi gii
Cäng sút ca ti P = 50kW = 50.000W, âiãûn ạp ti U = 125V.
Dng âiãûn ti l :

A400
125
000.50
U
P
I ===

Khi khäng ti, âiãûn ạp trãn âáưu cỉûc mạt phạt U = sââ pháưn ỉïng E
ỉ
=137 V.
Âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng :
Ω=
−
=
−
= 03,0
400
125137
I

UE
R
ỉ
ỉ

2. Âàûc tênh khäng ti
Âàûc tênh khäng ti l quan hãû ca âỉåìng cong E = f( ) khi mạy lm viãûc
khäng ti I = 0 v täúc âäü quay n = const (hçnh 9.11). Nọ l dảng ca âỉåìng cong tỉì
họa. Âáy l âàûc tênh ráút quan trng vç háưu hãút cạc âàûc tênh lm viãûc khạc phủ thüc
vo nọ.
t
I


E
dỉ
E
I
t
A
B
C
Bo ha
Chuøn tiãúp
Tuún tênh
Hçnh 9.11 Âàûc tênh khäng ti
0
Hçnh 9.12 Âàûc tênh ngoi
E
U

R
ỉ
I
ỉ
I
Sủt ạp do phn
ỉïng pháưn ỉïng
1
2
0











Lỉu cạc âiãøm sau :
•
Lục = 0 váùn cọ mäüt sââ nh E
t
I
dỉ
do tỉì dỉ ca li thẹp.
•
Trong âoản E

dỉ
A. sââ E t lãû .
t
I
•
Trong âoản chuøn tiãúp AB, sââ E tàng cháûm hån
t
I
Trong âoản bo ha BC, sââ E tàng khäng âạng kãø. Âiãøm lm viãûc bçnh
thỉåìng ca mạy nàòm trãn âoản chuøn tiãúp vç nãúu trãn âoản tuún tênh sââ E s

182
thay õọứi nhióửu theo doỡng õióỷn nón õióỷn aùp ra cuớa maùy bở dao õọỹng; coỡn trón
õoaỷn baợo hoỡa doỡng õióỷn lồùn laỡm tng tọứn hao kờch thờch.
t
I
t
I
3. ỷc tờnh ngoaỡi
ỷc tờnh ngoaỡi cuớa maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu laỡ quan hóỷ giổợa U = f(I), khi n =
const vaỡ = const (hỗnh 9.12). Nóỳu khọng coù phaớn ổùng phỏửn ổùng thỗ sõõ E vaỡ tổỡ
thọng khọng õọứi, nón
t
I
ổổổ
IREU

=
laỡ õổồỡng thúng õi xuọỳng (õổồỡng 1). Nóỳu
coù phaớn phỏửn ổùng thỗ khi doỡng õióỷn taới I tng, doỡng õióỷn phỏửn ổùng tng, õióỷn aùp U

giaớm xuọỳng nhióửu hồn mọỹt ờt (õổồỡng 2) do hai nguyón nhỏn sau :

Taùc duỷng cuớa phaớn ổùng phỏửn ổùng laỡm cho tổỡ thọng giaớm, keùo theo sổùc
õióỷn õọỹng E
ổ
giaớm.

ióỷn aùp rồi trong maỷch phỏửn ổùng R
ổ
I
ổ
tng.
4. ỷc tờnh õióửu chốnh
Hỗnh 9.13 ỷc tờnh õióửu chốnh
I
t0
I
t
I
où laỡ quan hóỷ I
t
=f(I) khi giổợ õióỷn aùp vaỡ tọỳc
õọỹ maùy phaùt khọng õọứi veợ trón hỗnh 9.13. óứ giổợ
cho õióỷn aùp maùy phaùt khọng õọứi khi taới tng,
phaới tng doỡng õióỷn kờch tổỡ I
t
, nhổ vỏỷy doỡng õióỷn
kờch tổỡ tng laỡ õóứ buỡ laỷi phaớn ổùng phỏửn ổùng vaỡ
õióỷn aùp rồi trón dỏy quỏỳn phỏửn ổùng.
9.7.2. Maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ song song

1.

Maỷch õióỷn tổồng õổồng vaỡ caùc phổồng trỗnh
Hỗnh 9.14 trỗnh baỡy maỷch õióỷn tổồng õổồng cuớa maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu kờch
tổỡ song song. Ta thỏỳy õióỷn aùp kờch thờch õổồỹc lỏỳy tổỡ maỷch phỏửn ổùng, nhổ vỏỷy
.
t
U
UU
t
=
Caùc phổồng trỗnh cỏn bũng cuớa maùy phaùt kờch thờch song song :
Phổồng trỗnh doỡng dióỷn :
III
t
+
=
ổ
(9.8)
Maỷch phỏửn ổùng :
ổổổ
IREU

=
(9.9a)
Maỷch kờch thờch :
RIIRU
tmtt
=
=

(9.9b)
2.

ióửu kióỷn tổỷ kờch
Khi quay maùy phaùt vồùi tọỳc õọỹ n ồớ tỗnh traỷng khọng taới (I = 0) vaỡ maùy khọng
õổồỹc kich tổỡ (I
t
= 0). Nhồỡ coù tổỡ dổ
dổ

maùy seợ coù sõõ trón õỏửu cổỷc cuớa maùy.
Khi maỷch kờch tổỡ õổồỹc nọỳi vồùi õỏửu cổỷc cuớa maùy phaùt, seợ coù hai trổồỡng hồỹp xaớy ra :
dổ
E

183
1. E
dổ
taỷo ra doỡng kờch thờch I
t
, doỡng õióỷn nỏửy taỷo ra tổỡ thọng cuỡng chióửu
vồùi . Luùc õoù tổỡ thọng cổỷc tổỡ
t

ổd

ổdt

+

=

tng dỏửn lón, sõõ E tng theo vaỡ
maùy coù thóứ tổỷ kờch õổồỹc.
2.
Nóỳu ngổồỹc chióửu vaỡ trióỷt tióu
t

ổd

, maùy khọng tổỷ kờch õổồỹc.
Giaớ sổớ maùy õaợ tổỷ kờch õổồỹc vaỡ chổa mang taới, luùc õoù E vaỡ I
t
laỡ nghióỷm cuớa hóỷ
sau (hỗnh 9.15) :
E = f(I
t
) (9.10a)
E = R
mt
I
t
. (9.10b)
ổồỡng E = f(I
t
) laỡ õỷc tờnh khọng taới cuớa maùy phuỷ thuọỹc tọỳc õọỹ n; coỡn õổồỡng E
= R
mt
I
t

laỡ õổồỡng thúng caớm phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn trồớ maỷch kờch tổỡ R
mt
vaỡ taỷo vồùi truỷc
I
t
mọỹt goùc . Hai õổồỡng nỏửy cừt nhau taỷi M.
mt
arctagR=

0
M
I
t
I
t
R
f1
R
fth
R
f3
E
E
E
dổ
E=f(I
t
)
U=R
mt

I
t
Hỗnh 9.15 ióửu kióỷn tổỷ kờch


U
I
ổ
R
ổ
R

+
_

I

E
ổ
I
t

R
õc
R
t
Hỗnh 9.14 Maỷch tổồng dổồng cuớa
maùy phaùt kờch tổỡ song song

Giaớ thióỳt giổợ tọỳc õọỹ quay n khọng õọứi, nóỳu R
mt
tng, õổồỡng thúng tióỳp xuùc vồùi
õỷc tờnh khọng taới ổùng vồùi õióỷn trồớ tồùi haỷn R
th
, luùc õoù õióỷn aùp khọng ọứn õởnh. Nóỳu
tióỳp tuỷc tng R
mt
maùy seợ laỡm vióỷc vồùi E
dổ
.
Toùm laỷi õióửu kióỷn tổỷ kờch laỡ :
1.
Phaới coù tổỡ dổ trong maùy.
2.
Tổỡ thọng do sõõ E
dổ
taỷo ra phaới cuỡng chióửu tổỡ dổ.
3.
Bióỳn trồớ maỷch kờch tổỡ R
õc
phaới õuớ nhoớ.
Chuù yù : Chióửu õỏỳu dỏy giổợa maỷch phỏửn ổùng vaỡ maỷch phỏửn caớm phaới phuỡ hồỹp.
Chióửu quay cuớa phỏửn ổùng phaới phuỡ hồỹp vaỡ vỏỷn tọỳc quay phaới lồùn.
3.

ỷc tờnh ngoaỡi
où laỡ õổồỡng cong U = f(I), khi n = const, R
mt
= const. Khi doỡng õióỷn taới I tng,
õióỷn aùp U giaớm, khióỳn I
t
vaỡ E giaớm theo nón U giaớm nhióửu hồn so vồùi kờch tổỡ õọỹc
lỏỷp. Trón hỗnh 9.16, ta veợ chung vồùi caùc loaỷi kờch tổỡ khaùc õóứ so saùnh.

184
4.

ỷc tờnh õióửu chốnh
óứ õióửu chốnh õióỷn aùp, ta phaới õióửu chốnh doỡng õióỷn kờch tổỡ, õổồỡng õỷc tờnh
õióửu chốnh cuớa maùy phaùt kờch tổỡ song song I
t
= f(I), khi U vaỡ n khọng õọứi veợ trón
hỗnh 9.17.










Hỗnh 9.16 ỷc tờnh ngoaỡi cuớa maùy

phaùt mọỹt chióửu . 1. Kờch tổỡ õọỹc lỏỷp;
2. Kờch tổỡ song song
U
õm
U
I
õm
I
1
P
o
2
I
t
h
I
d
ổ
Hỗnh 9.17 ỷc tờnh õióửu chốnh
I
t0
I
t
I

9.7.3. Maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ họứn hồỹp
1.

Maỷch õióỷn tổồng õổồng phổồng trỗnh cỏn bũng
Theo hỗnh 9.16, õióỷn aùp cuớa maùy phaùt kờch tổỡ song song giaớm nhióửu khi taới

tng. óứ khừc phuỷc, ta quỏỳn thóm mọỹt cuọỹn kờch tổỡ trón cổỷc tổỡ chờnh, cuọỹn dỏy nỏửy
mừc nọỳi tióỳp vồùi dỏy quỏỳn phỏửn ổùng, nón doỡng chaỷy qua cuọỹn nỏửy laỡ doỡng õióỷn taới
I
t
, vỗ vỏỷy goỹi laỡ cuọỹn kờch tổỡ nọỳi tióỳp (hỗnh 9.18).
Tổỡ maỷch õióỷn tổồng õổồng hỗnh
9.18, ta coù caùc phổồng trỗnh cỏn bũng
nhổ sau:
II;III
tntổ
=+=
(9.11a)
(9.11b)
UIRRIE
tnổổổ
++=

U
R
II
R
U
tntntmtt
+==
(9.11c)
Chuù yù : Nóỳu doỡng õióỷn I
t
vaỡ I
tn
taỷo

ra caùc tổỡ thọng
s

vaỡ cuỡng chióửu
thỗ tổỡ thọng tọứng cuớa mọựi cổỷc laỡ
, ta coù maùy phaùt kờch thờch họựn hồỹp nọỳi thuỏỷn, coỡn ngổồỹc laỷi,
ta coù maùy kờch thờch họựn hồỹp nọỳi ngổồỹc. Sõõ trong bióứu thổùc (9.11b)
laỡ :
U
I
ổ
R
ổ
R

+
_

I

E
ổ
I
t
R
õc
R
t

Hỗnh 9.18 Maỷch tổồng dổồng cuớa

maùy phaùt kờch tổỡ họựn hồỹp
R
tn

n

ns
+=
ns
=

185

)(
n
k
n
k
E
nsE
Φ
±
Φ
=Φ
=
(9.12)
trong âọ: phủ thüc I
s
Φ
t

v
n
Φ
phủ thüc I
tn
m I
tn
= I, tỉïc l phủ thüc dng âiãûn
phủ ti.
2.

Âàûc tênh ngoi
Âọ l âỉåìng cong quan hãû U = f(I), khi n = const, R
mt
= const. Gi U
0
l âiãûn
ạp lục khäng ti v U
âm
l âiãûn ạp âáưy ti. Tỉì cạc phỉång tçnh (9.11b) v (9.12), ta
tháúy khi dng âiãûn ti I tàng, âiãûn ạp U thay âäøi phủ thüc vo âäü låïn ca
n
Φ
so
våïi tỉïc l phủ thüc vo säú vng dáy W
s
Φ
n
ca cün kêch tỉì näúi tiãúp. Hçnh 9.19
trçnh by cạc dảng âàûc tênh ngoi ca mạy phạt kêch tỉì häùn håüp våïi :

+ Kêch tỉì häùn håüp näúi thûn : âỉåìng (1) b thiãúu; âỉåìng (2) b â; âỉåìng (3)
b thỉìa, loải náưy dng âãø cung cáúp âiãûn cho nhỉỵng phủ ti xa ngưn, vç âäü tàng
âiãûn ạp åí âáưu ra b vo sủt ạp trãn âỉåìng dáy ti âiãûn.
+
Kêch tỉì häùn håüp näúi ngỉåüc : âỉåìng (4), do näúi ngỉåüc nãn tỉì thäng täøng gim
nhiãưu khi ti tàng nãn U gim ráút nhanh.









Hçnh 9.19 Âàûc tênh ngoi ca mạy phạt
mäüt chiãưu kêch tỉì häùn håüp
U
âm
U
I
âm
I
Häùn håüp vỉìa (2)
0

Häùn håüp thỉìa (3)
Häùn håüp thiãúu (1)
Häùn håüp ngỉåüc (4)
9.7.4. Quạ trçnh nàng lỉåüng trong mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu

Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu nháûn cäng sút cå trãn âáưu trủc v truưn cäng sút
âiãûn ra trãn âáưu cỉûc.
Gi thiãút :
• Ngưn kêch thêch do mäüt mạy phạt khạc cung cáúp (kêch tỉì âäüc láûp).
•
Mạy phạt âỉåüc kẹo båíi mäüt âäüng cå så cáúp våïi täúc âäü quay n = const.
Gi P
1
l cäng sút cå âỉa vo trủc mạy phạt. Cäng sút ny b vo : Täøn hao
cå P
cå
l täøn hao do ma sạt v quảt giọ; täøn hao sàõt P
Fe
l täøn hao dng xoạy v tỉì
trãù, v täøn hao phủ P
f
l täøn hao do quạ trçnh âäøi chiãưu trong cün dáy v täøn hao

186
do doỡng õióỷn xoaùy trong dỏy õọửng maỷch phỏửn ổùng , tọứn hao naỡy nhoớ chióỳm
khoaớng 1% cọng suỏỳt õởnh mổùc khi coù taới. Cọng suỏỳt coỡn laỷi bióỳn thaỡnh cọng suỏỳt
õióỷn tổỡ P
õt
. Ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng cọng suỏỳt :

qtõfFeồctõ1
PP)PPP(PP
+
=
+

++
=
(9.13)
Trong õoù P
q
goỹi laỡ tọứn hao quay (coù thóứ goỹi laỡ tọứn hao khọng taới) :
P
q
= P
cồ
+ P
Fe
+ P
f
(9.14)
Ta õaợ coù cọng suỏỳt õióỷn tổỡ
ổổõ
IEP
t
=
. Nhổ vỏỷy cọng suỏỳt õióỷn õổa ra P
2
trón õỏửu
cổỷc maùy phaùt :
(9.15)
ổổ
2
ổổổổtõ2
UIRIIEPPP ===
Vồùi laỡ tọứn hao trong maỷch phỏửn ổùng. Giaớn õọử nng lổồỹng cuớa maùy phaùt

õióỷn mọỹt chióửu trỗnh baỡy trón hỗnh 9.20.
2
ổổổ
IRP =

P
cồ
P
Fe
P
P
Tọứn hao quay
P
1
Pặ

P
ổ
Hỗnh 9.20 Giaớn õọử nng lổồỹng maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu

P
t


P
2

Hióỷu suỏỳt cuớa maùy õióỷn mọỹt chióửu :


+
===
PP
P
P
P
vaỡosuỏỳtCọng
rasuỏỳtCọng
2
2
1
2
(9.16)
trong õoù laỡ tọứng tọứn hao trong maùy õióỷn mọỹt chióửu. Coỡn P
ntqổ
PPPPP +++=

t

laỡ tọứn hao trong maỷch kờch tổỡ; P
n
laỡ tọứn hao trong dỏy quỏỳn kờch tổỡ nọỳi tióỳp.
Vấ DU 9.2
Maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ họựn hồỹp coù cọng suỏỳt P

õm
= 150 kW, U
õm
=
600 V vaỡ sõõ khi maùy laỡm vióỷc ồớ taới õởnh mổùc 645,6 V. Cho bióỳt doỡng õióỷn kờch tổỡ
laỡ 6 A vaỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn kờch tổỡ nọỳi tióỳp R
n
= 0,08 . Tờnh :

187
a. ióỷn trồớ maỷch phỏửn ổùng vaỡ õióỷn trồớ maỷch kờch tổỡ song song.
b.
Hióỷu suỏỳt cuớa maùy phaùt. Cho rũng tọứn hao quay P
q
= 5680 W.
Baỡi giaới
a. ióỷn trồớ maỷch phỏửn ổùng vaỡ õióỷn trồớ maỷch kờch tổỡ song song :
Sổớ duỷng sồ õọử maỷch õióỷn tổồng õổồng vaỡ kyù hióỷu nhổ hỗnh 9.18. Cọng suỏỳt cuớa taới
P = 50kW = 50.000W, õióỷn aùp taới U = 600 V.
Doỡng õióỷn taới laỡ :

A250
600
000.150
U
P
I ===
Doỡng õióỷn maỷch phỏửn ổùng :
I
ổ

= I + I
t
= 250 + 6 = 256 A
Phổồng trỗnh õióỷn aùp maỷch phỏửn ổùng maùy phaùt kờch tổỡ họựn hồỹp :
E
ổ
= U + I
ổ
R
ổ
+ IR
n
645,6 = 600 + 256.R
ổ
+ 250.0,08
R
ổ
= 0,1
ióỷn trồớ maỷch kờch tổỡ :
=
+
=
+
== 3,103
6
08,0.250600
6
I
R
U

I
U
R
n
t
t
mt

b. Hióỷu suỏỳt cuớa maùy phaùt :
Tọứng tọứn hao trong maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ họựn hồỹp :
ntqổ
PPPPP ++
+
=


= 0,1. 256
2
+ 5680 + 620.6 + 0,08. 250
2
= 20953,6 W
Hióỷu suỏỳt cuớa maùy phaùt õióỷn mọỹt chióửu :


+
===
PP
P
P
P

vaỡosuỏỳtCọng
rasuỏỳtCọng
2
2
1
2


%74,878774,0
6,2095310150
10150
3
3
==
+ì
ì
=


9.8. ĩNG C IN MĩT CHIệU
9.8.1. ọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ song song (shunt)
ọỹng cồ õióỷn nhỏỷn cọng suỏỳt õióỷn tổỡ lổồùi õióỷn vaỡ truyóửn cọng suỏỳt cồp ra trón
õỏửu truỷc õọỹng cồ.

188
1.

Maỷch õióỷn tổồng õổồng vaỡ caùc phổồng trỗnh
Maỷch õióỷn tổồng õổồng õổồỹc trỗnh baỡy trón hỗnh 9.21; vồùi caùc kyù hióỷu tổồng tổỷ
nhổ maùy phaùt, ta coù caùc phổồng trỗnh cỏn bũng laỡ :

(9.17a)
tổ
III +=

mttõc
kt
R
U
RR
U
I =
+
=
(9.17b)



=

=
Mổổổ
k
IRUE
(9.17c)

Hỗnh 9.22 ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cồ
kờch tổỡ song song



õm

0

1




0
M
M
õm
M
0
n
I
ổ
R
ổ
I

+
_
M
E
ổ
I
t
R
õc
Hỗnh 9.21 Maỷch tổồng dổồng
cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ song song
Taới
U
R
t
2.
ỷc tờnh cồ = f(M).

où laỡ õổồỡng cong quan hóỷ = f(M), khi I
t
= const vaỡ U = const. Tổỡ cọng thổùc
(9.17c), ta coù :



=
M
ổổ
k
I

R
U
(9.18)
Ruùt I
ổ
tổỡ cọng thổùc (9.4) vaỡ thay vaỡo (9.18), ta õổồỹc :
M
)(k
R
k
U
M
ổ
M
2



=
(9.19)
Nóỳu õióỷn aùp U vaỡ tổỡ thọng khọng õọứi thỗ õỷc tờnh cồ laỡ õổồỡng thúng dọỳc
xuọỳng nhổ trỗnh baỡy trón hỗnh 9.22. Moment tng thỗ tọỳc õọỹ giaớm rỏỳt ờt, nhổ vỏỷy
õỷc tờnh cồ cổùng. Trong nhổợng maùy õióỷn thổỷc tổỡ thọng giaớm do phaớn ổùng phỏửn ổùng,
nón M hay I
ổ
tng laỡm tọỳc õọỹ giaớm ờt hồn so vồùi trỗnh baỡy trón hỗnh 9.22. Nhổ vỏỷy,
phaớn ổùng phỏửn ổùng coù lồỹi trong vióỷc õióửu khióứn tọỳc õọỹ õọỹng cồ mọỹt chióửu.
Nóỳu M
2
= 0 vaỡ M

0
= 0 thỗ I
ổ
= 0, õọỹng cồ quay vồùi tọỳc õọỹ khọng taới lyù tổồớng :


=
M
1
k
U
(9.20)
Luùc khọng taới õọỹng cồ cuợng phaới lỏỳy I
0
õóứ buỡ vaỡo tọứn hao quay (tọứn hao cồ vaỡ
tọứn hao sừt vaỡ tọứn hao phuỷ), nhổ vỏỷy õọỹng cồ quay vồùi
0
<
1
mọỹt ờt :

189

1
M
oổ
o
k
I
R

U



=
(9.21)
Tổỡ cọng thổùc (9.19), ta thỏỳy õóứ õióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cồ mọỹt chióửu coù ba
phổồng phaùp :
1.
ióửu chốnh õióỷn aùp U õỷt vaỡo maỷch phỏửn ổùng U.
2. ióửu chốnh tổỡ thọng .
3.
ióửu chốnh õióỷn trồớ phuỷ mừc nọỳi tióỳp vồùi maỷch phỏửn ổùng.
Toùm laỷi, tọỳc õọỹ cuớa õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu tng hay giaớm khi thay õọứi U vaỡ
vaỡ õióỷn trồớ phuỷ, õióửu õoù seợ õóử cỏỷp sau.
3.

Cọng suỏỳt trong õọỹng cồ
Tổỡ hỗnh 9.19, ta coù quaù trỗnh nng lổồỹng cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ song song :


P
2
P
C


P
f
P

Fe
Tọứn hao quay P
q
P
ặ

P
ổ
P
t
P
1
Hỗnh 9.23 Giaớn õọử nng lổồỹng õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu









* Cọng suỏỳt õióỷn P
1
= UI õọỹng cồ mọỹt chióửu nhỏỷn tổỡ lổồùi gọửm hai phỏửn : Phỏửn
P
t
= UI
t
laỡ tọứn hao trón maỷch kờch thờch vaỡ phỏửn P

mổ
= UI
ổ
õi vaỡo maỷch phỏửn ổùng:

mổtổt1
PP)II(UUIP
+
=
+=
=
(9.22)
* Cọng suỏỳt P
mổ
, sau khi trổỡ õi tọứn hao P
ổ
= R
ổ
I
ổ
2
trong maỷch phỏửn ổùng, coỡn laỷi
õổồỹc bióỳn thaỡnh cồ nng, goỹi laỡ cọng suỏỳt õióỷn tổỡ :

ổmổtõ
PPP
=

(9.23)
ổổổổổtõ

IEIRUIP ==
2
Cọng suỏỳt õióỷn tổỡ sau khi trổỡ õi tọứn hao quay P
q
= P
Cồ
+ P
Fe
+ P
f
, coỡn laỷi laỡ
cọng suỏỳt coù ờch ồớ õỏửu truỷc õọỹng cồ P
2
(cọng suỏỳt ra) :

qõt2
PPP
=
(9.24)
Giaớn õọử nng lổồỹng õọỹng cồ mọỹt chióửu kờch thờch song song trón hỗnh 9.23.

190
VÊ DỦ 9.3
Mäüt âäüng cå mäüt chiãưu kêch tỉì song song cọ P
âm
=112kW, U
âm
= 240V, n
âm
=

650vng/phụt. Mạy âang kẹo ti cọ cäng sút 94kW våïi dng âiãûn 420A. Âiãûn tråí
ca mảch pháưn ỉïng R
ỉ
= 0,0125 Ω v mảch kêch tỉì R
mt
= 32,0 Ω. Xạc âënh :
a. Täøn hao âiãûn trong âäüng cå mäüt chiãưu.
b. Täøn hao quay.
c. Hiãûu sút âäüng cå.
Bi Gii
a. Täøn hao âiãûn trong âäüng cå mäüt chiãưu
n
I
ỉ
R
ỉ
I
+
_
M
E
ỉ
I
t
R
âc
Hçnh VD9.3 Mảch tỉång dỉång
ca âäüng cå kêch tỉì song song
Ti
U

+
R
t
Tỉì hçnh VD 9.3, ta cọ :

A,
R
U
I
mt
âm
t
57
32
240
===

I
ỉ
= I - I
t
= 420 - 7,5 = 412,5 A
P
t
= U
t
.I
t
= 240 x 7,5 = 1800 W
P

ỉ
= R
ỉ
.I
2
ỉ
= 0,0125. 412,5
2
= 2127 W
Täøn hao âiãûn :
P
ỉ
+ P
t
= 2127 + 1800 = 3927 W
b. Täøn hao quay :
Sââ pháưn ỉïng âäüng cå mäüt chiãưu :
E
ỉ
= U - R
ỉ
I
ỉ
= 240 - 0,0125. 412,5 = 234,84 V
Cäng sút âiãûn tỉì :
P
ât
= E
ỉ
.I

ỉ
= 234,84.412,5 = 96873 W
Täøn hao quay :
P
q
= P
ât
- P
2
= 96873 - 94000 = 2873 W
c. Hiãûu sút âäüng cå :
%25,939325,0
2873392794000
94000
PP
P
P
P
2
2
1
2
==
++
=
+
==η
∑

9.8.2. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì näúi tiãúp (sẹrie)

1.

Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phỉång trçnh
Âäüng cå kêch tỉì näúi tiãúp cọ cün kêch tỉì màõc näúi tiãúp våïi cün dáy pháưn ỉïng.
Vç dng kêch tỉì bàòng dng âiãûn pháưn ỉïng nãn cün kêch tỉì cọ tiãút diãûn låïn, êt vng
dáy v âiãûn tråí nh. Mảch âiãûn tỉång âỉång trçnh by trãn hçnh 9.24, våïi R
n
l âiãûn
tråí ca dáy qún kêch tỉì näúi tiãúp.


191
Hçnh 9.25 Âàûc tênh ca âäüng cå
kêch tỉì näúi tiãúp
Ω
âm
Ω
0
M
k
Ω

0
M
M
âm
M
0

Cạc phỉång trçnh cán bàòng l :
n
I
ỉ
R
ỉ
I
+
_

M
E
ỉ
Hçnh 9.24 Mảch tỉång dỉång ca
âäüng cå kêch tỉì song song
Ti
R
N
U
+
(9.25)
ỉn
III ==

n
k
I)RR(UE
ỉnỉ
Φ
=
+
−=
(9.26)
Chụ : ÅÍ âáy dng âiãûn v tỉì thäng
ỉ
I )(
ỉ
I
Φ
phủ thüc ti ca âäüng cå.
2.

Âàûc tênh cå Ω = f(M).


Âọ l âỉåìng cong quan hãû )M(
f
=
Ω
khi âiãûn ạp U = const.
Theo cäng thỉïc (9.4) v
ỉ
Ik

Φ
=
Φ
, ta cọ (9.27)
2
ỉM
IkkM
Φ
=
Khi I
ỉ
nh, tỉì biãøu thỉïc (9.19) v (9.27), ta cọ :
Φ
Φ
+
−×=Ω
kk
R
R
M
1
kk
U
M
nỉ
M
(9.28)
B
M
A

−=Ω
(9.29)
Váûy âàûc tênh cå ca âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp cọ dảng hypebän (hçnh 9.25).
Khi täúc âäü Ω = 0 moment khåíi âäüng M
k
ca âäüng cå kêch thêch näúi tiãúp cọ giạ trë
ráút låïn. Khi ti gim nhiãưu, I
ỉ
nh,
Φ
nh, âäüng cå s quay ráút nhanh. Âàûc biãût lục
âäüng cå khäng ti, dng âiãûn I
ỉ
= I
0
ráút nh khiãún täúc âäü quạ låïn, ráút nguy hiãøm. Vç
váûy cáưn phi váûn hnh âäüng cå kêch tỉì näúi tiãúp sao cho tçnh trảng khåíi âäüngkhäng
ti hồûc lm viãûc khäng ti khäng xy ra; v cng cáưn trạnh âäüng cå lm viãûc quạ
non ti.
Khi I
ỉ
låïn, mảch tỉì bo ha, tỉì thäng
Φ
(I
ỉ
) tàng cháûm hån nghéa l (IΦ
ỉ
) <
nãn âàûc tênh åí trãn hypebän âọ.
ỉ

Ik
Φ
9.8.3. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì häøn håüp
1.

Mảch âiãûn tỉång âỉång v cạc phỉång trçnh


Giäúng mạy phạt kêch tỉì häøn håüp, trãn mäùi cỉûc tỉì mang hai dáy qún kêch tỉì :
song song cọ âiãûn tråí R
t
; näúi tiãúp cọ âiãûn tråí R
n
.
Tỉì hçnh 9.26, ta viãút âỉåüc cạc phỉång trçnh lm viãûc l:

192
; (9.30)

tổ
III +=
ổn
II =
ổổnổổnnổ
I)
R
R
(UI
R
I

R
UE
+

=
=
(9.31)
ttt
IRUU ==
(9.32)
S.p.õ.õ E trong (9.32) laỡ :
)()(
ổ nsMnsE
knkE




== (9.33)
Trong õoù : dỏỳu (+) ổùng vồùi họựn hồỹp cọỹng; dỏỳu (-) ổùng vồùi họựn hồỹp trổỡ. ọỹng cồ
họựn hồỹp trổỡ ờt õổồỹc duỡng vỗ khọng ọứn õởnh.
2.

ỷc tờnh cồ (tọỳc õọỹ - Moment) = f(M).
où laỡ õổồỡng cong quan hóỷ
)M(
f
=

khi õióỷn aùp U = const vaỡ õióỷn trồớ õióửu

chốnh R
õc
=const.

õm


0
M

2
3
1
4
Hỗnh 9.27 Caùc õỷc tờnh cuớa õọỹng cồ mọỹt chióửu.
(1) song song ; (2) nọỳi tióỳp ; (3) họựn hồỹp cọỹng ;
(4) họựn hồỹp trổỡ.











n
I

ổ
R
ổ
I
+
_

M
E
ổ
Hỗnh 9.26 Maỷch tổồng dổồng
cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ họựn hồỹp
Taới
R
n
U
R
t
R
dc
I
t
+


Bióỳt õổồỹc quan hóỷ
)(
ổ
I
f

n
=
, tổỡ bióứu thổùc (9.18) vaỡ (9.33), ta coù :

22
)(k
M)
R
R
(
)(k
U
nsM
nổ
nsM

+


=
(9.34)
ỏy chờnh laỡ phổồng trỗnh thọng sọỳ cuớa õổồỡng cong õỷc tờnh cồ õọỹng cồ mọỹt
chióửu (hỗnh 9.27). ổồỡng 3 ổùng vồùi dỏỳu + trong (9.34), coỡn õổồỡng 4 laỡ dỏỳu Trong
õọỹng cồ kờch thờch nọỳi tióỳp khọng nọỳi ngổồỹc (-) vỗ khi mọmen tng thỗ tọỳc õọỹ cuợng
tng, õọỹng cồ laỡm vióỷc mỏỳt ọứn õởnh.
9.8.4. Khồới õọỹng õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu
Khồới õọỹng laỡ quaù trỗnh õoùng õióỷn vaỡo õọỹng cồ õóứ õọỹng cồ laỡm vióỷc.
1.

Khồới õọỹng trổỷc tióỳp

Ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp ồớ maỷch phỏửn ổùng :
ổổổ
I
R
EU +=
(9.35)

193
Tổỡ (9.35), ruùt ra :

ổ
ổ
ổ
R
EU
I

=
(9.36)
Khi khồới õọỹng, tọỳc õọỹ
0
=

, spõõ
0
=


=
Mổ

k
E
, doỡng õióỷn phỏửn ổùng luùc
khồới õọỹng trổỷc tióỳp laỡ :

ổ
ổ.khồới
R
U
I =
(9.37)
Vỗ õióỷn trồớ R
ổ
rỏỳt nhoớ, cho nón doỡng õióỷn phỏửn ổùng luùc khồới õọỹng rỏỳt lồùn
khoaớng (20-30)I
õm
, laỡm hoớng chọứi than vaỡ cọứ goùp, õọửng thồỡi aớnh hổồớng õóỳn lổồùi
õióỷn. Phổồng phaùp naỡy chố cho pheùp khồới õọỹng caùc õọỹng cồ coù cọng suỏỳt nhoớ hồn
2kW.
óứ haỷn chóỳ doỡng õióỷn khồới õọỹng, õaỷt I
K
= (1,5-2)I
õm
, ta coù caùc bióỷn phaùp sau :
2.

Khồới õọỹng duỡng bióỳn trồớ R
K

Mừc bióỳn trồớ nọỳi tióỳp vaỡo maỷch phỏửn ổùng (hỗnh 9.28). Doỡng õióỷn khồới õọỹng luùc

coù bióỳn trồớ khồới õọỹng laỡ :

kiớ
ổ
kiớ
RR
U
I
+
=
(9.38)














R
ổ
I
+
_

Hỗnh 9.28 Duỡng bióỳn trồớ õióửu chốnh tọỳc
õọỹ (khồới õọỹng) õọỹng cồ kờch tổỡ song song
M
E
ổ
Taới
R
k
U
R
t
R
õc
I
t
1
2
3
4
0
Bióỳn trồớ
+
n
4

32
M
t
I

n
0
Hỗnh 9.29 Caùc quan hóỷ I, M, n vồùi
thồỡi gian t khi khồới õọỹng õọỹng cồ
1
M
c
M
I
ổ


Luùc õỏửu õóứ bióỳn trồớ khồới õọỹng R
K
ồớ vở trờ lồùn nhỏỳt, trong quaù trỗnh khồới õọỹng,
tọỳc õọỹ tng lón, spõõ E
ổ
tng lón vaỡ giaớm dỏửn R
K
vóử khọng, õọỹng cồ laỡm vióỷc vồùi
õióỷn aùp õởnh mổùc (hỗnh 9.29).

194
Vấ DU 9.4
Mọỹt õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ song song coù P
õm
= 11 kW, U
õm
= 230V, I
õm

=
56,2 A (gọửm doỡng õióỷn phỏửn ổùng vaỡ doỡng õióỷn kờch tổỡ), n
õm
= 1750vg/ph. ióỷn trồớ
phỏửn ổùng R
ổ
= 0,28 , õióỷn trồớ maỷch kờch tổỡ R
mt,
= 137 . Xaùc õởnh (a) mọmen
õởnh mổùc; (b) doỡng õióỷn phỏửn ổùng khi rọto õổùng yón nóỳu khọng duỡng õióỷn trồớ khồới
õọỹng; (c) õióỷn trồớ khồới õọỹng mừc nọỳi tióỳp vồùi maỷch phỏửn ổùng khi mọmen tng
200% vaỡ doỡng õióỷn khọng õọứi so vồùi õởnh mổùc.
Baỡi Giaới
a. Mọmen õởnh mổùc :

Nm60
1750
119550
n
P9550
M
õm
õm
=
ì
==
b. Doỡng õióỷn phỏửn ổùng khi rọto õổùng yón (hỗnh VD 9.4a)

4,821
28,0

0230
R
EU
I
ổ
ổ
ổ
=

=

=
A

+

n
I
ổ
R
k
I
+
_
M
E
ổ
I
t
R

õc
Taới
U
R
t
R
ổ
(b)
n
I
ổ
R
ổ
I
+
_
M
E
ổ
I
t

Taới
U
R
t
(a)
+

Hỗnh VD 9.4 Maỷch tổồng dổồng cuớa õọỹng cồ kờch tổỡ song song

c. Tờnh õióỷn trồớ khồới õọỹng :
Doỡng õióỷn kờch tổỡ :

68,1
137
230
R
U
I
mt
t
t
===
A
Doỡng õióỷn phỏửn ổùng khi taới õởnh mổùc :
I
ổ
= I
õm
- I
t
= 65,2 - 1,68 = 54,52 A
Cho rũng tổỡ thọng kờch tổỡ khọng õọứi thỗ mọmen tố lóỷ doỡng õióỷn phỏửn ổùng :

195

⇒=
2
1
2ỉ
1ỉ
M
M
I
I

0,109
M
M.2
52,54
M
M
II
1
1
1
2
1ỉ2ỉ
=×==
A
p dủng âënh lût Kirchhoff vãư ạp cho mảch âiãûn hçnh VD 9.4b, ta cọ :
U = E
ỉ

+ I
ỉ
(R
ỉ
+ R
t
) ⇒
ỉ
ỉ
ỉ
k
R
I
EU
R −
−
=

83,128,0
109
0230
R
k
=−
−
= Ω
3.

Khåíi âäüng bàòng cạch gim âiãûn ạp âàût vo pháưn ỉïng
Phỉång phạp náưy âỉåüc sỉí dủng khi cọ ngưn mäüt chiãưu cọ thãø âiãưu chènh âỉåüc

âiãûn ạp. Vê dủ trong hãû thäúng T - Â (thyristor - âäüng cå) âang sỉí dủng phäø biãún
(hçnh 9.32).
9.8.5. Âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu
Âàûc tênh cå ca cạc loải âäüng cå mäüt chiãưu trçnh by trãn hçnh 9.27, cn phủ
ti khạc nhau u cáưu täúc âäü khạc nhau. Vç váûy âãø ph håüp våïi ti cáưn phi âiãưu
chènh täúc âäü âäüng cå lục cọ ti.
Tỉì cäng thỉïc (9.18), ta viãút lải nhỉ sau :

22
)(k
M)
R
R
R
(
)(k
U
nsM
pnỉ
nsM
Φ±Φ
+
+
−
Φ±Φ
=Ω
(9.39)
Trong âọ, R
p
: âiãûn tråí phủ màõc vo mảch pháưn ỉïng (R

p
= R
K
, hçnh 9.28).
Trãn cå såí cäng thỉïc (9.39), ta cọ cạc phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå
âiãûn mäüt chiãưu nhỉ sau :
+ Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi tỉì thäng
Φ
.
+ Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi âiãûn ạp U.
+ Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi âiãûn tråí phủ R
p
.
Trong âọ, R
p
: âiãûn tråí phủ màõc vo mảch pháưn ỉïng (R
p
= R
K
, hçnh 9.28).
1.

Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi tỉì thäng
Φ

Nhỉ ta â biãút thay âäøi tỉì thäng thç thay âäøi âỉåüc täúc âäü. Våïi âäüng cå kêch tỉì
song song hồûc häùn håüp, ta thay âäøi tỉì thäng Φ
n
bàòng cạch thay âäøi R
âc

âãø thay âäøi
dng âiãûn kêch tỉì I
t
(hçnh 9.26). H âàûc tênh cå khi thay âäøi tỉì thäng ca âäüng cå
kêch tỉì song song nhỉ trçnh by trãn hçnh 9.30. Khi gim dng âiãûn kêch tỉì, tỉì
thäng gim, âàûc tênh cå dëch chuøn lãn trãn, tỉïc âäü âäüng cå tàng. Cn âäüng cå
kêch tỉì näúi tiãúp, ta dng mäüt biãún tråí R
c
ghẹp song song våïi cün dáy kêch tỉì näúi
tiãúp nhỉ trãn hçnh 9.31. Lục âọ R
c
s cọ dng I
c
chảy qua, nãn dng qua R
n
chè cn
(I
ỉ
- I
c
). Nhỉ váûy tỉì thäng âỉåüc âiãưu chènh bàòng R
n
Φ
c
.

196

õm






M
õm
'''
o


''
o


'
o


õm

M(I
ổ
)

(I
ổõm
)
R
0
Hỗnh 9.30 ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng
R
ổ
n
I
ổ
I
+
_
M
E
ổ
Hỗnh 9.31 ióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng
cồ kờch tổỡ nọỳi tióỳp duỡng R
c
Taới
R
n
U
R
c
I
c
I
n

+
cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ song
song vồùi caùc I
kt
khaùc nhau


2.

ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi õióỷn aùp U
Phổồng phaùp nỏửy õổồỹc sổớ duỷng khi coù hai nguọửn. Mọỹt nguọửn coù thóứ õióửu chốnh
õióỷn aùp õổồỹc õóứ nọỳi vồùi maỷch phỏửn ổùng vaỡ mọỹt nguọửn khaùc nọỳi vồùi maỷch kờch tổỡ.
Vờ duỷ trong hóỷ thọỳng T - (thyristor - õọỹng cồ) õang sổớ duỷng phọứ bióỳn (hỗnh 9.32).











U
õm
4

3

2

M
õm
M(I
ổ
)
(I
ổõm
)
n
0
Hỗnh 9.33 ỷc tờnh cồ (tọỳc õọỹ)
cuớa õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch
tổỡ õọỹc lỏỷp vồùi caùc U khaùc nhau
1


o4

o1

o2

o3
U
C
Hỗnh 9.32 Duỡng bọỹ bióỳn õọứi thyristor thay õọứi
U
C

õóứ õióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cồ mọỹt chióửu
Bọỹ A

Bọỹ B
U



Bọỹ bióỳn õọứi A vaỡ B õổồỹc nọỳi song song ngổồỹc, trong õoù bọỹ B õổồỹc duỡng khi
cỏửn õọứi chióửu quay õọỹng cồ.
Khi thay õọứi U, hoỹ õỷc tờnh cồ trỗnh baỡy trón hỗnh 9.33. ổồỡng 1 ổùng vồùi U
õm
,
õổồỡng 3 vaỡ 2 ổùng vồùi U
3
< U
2
< U
õm
, coỡn õổồỡng 4 ổùng vồùi U
4
> U
õm
.