Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 8 ppsx

Chương 8 : MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU ĐẶC BIỆT
 8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN
 8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU
 8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC
Next
Phần I
Back
 8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ
 8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
 8.1: KHUYẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN
(MÁY ĐIỆN KHUYẾCH ĐẠI TỪ TRƯỜNG NGANG)
Máy khuyếch đại điện từ là 1 máy điện quay dùng để khuyếch đại
tín hiệu điện thu được từ các phần tử trong mạch đo lường để đưa vào
mạch khống chế.
- Có thể chế tạo những máy điện khuyếch đại điện từ có hệ số
khuyếch đại K = 10.000  100.000. Chất lượng của máy còn được
đánh giá bởi khả năng tác dụng nhanh của nó, xác định bằng hằng số
thời gian điện từ T của máy (T = 0,05  0,3s)
- Máy điện khuyếch đại từ trường ngang có 2 bậc khuyếch đại:
iu
vv
rr
vao
ra
K.K
I.U
I.U
P
P
K 

Với: là hệ số khuyếch đại điện áp.
là hệ số khuyếch đại dòng điện.
v
r
u
U
U
K 
v
r
i
I
I
K 
Để xét cả 2 yếu tố trên người ta dùng hệ số chất lượng:
T
K
K
§K
cl

Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1. Cấu tạo:
U
1
OB
I

1

1
CP
C
OĐ
I
3
R
B
CB
CTT
I
2

1
E
2
E
3

2
R
t
Gồm các cuộn dây:
- OB là cuộn điều khiển.
- CB là cuộn bù.
- Điện trở R
B
nối với cuộn bù để điều chỉnh

mức độ bù (Chống bù thừa nhiều quá để
tránh cho máy bị tự kích thích).
- Cuộn cực từ phụ CP để cải thiện đổi chiều cho cặp chổi than 2-2.
- Ở mạch ngang có cuộn trợ từ CTT để hạ thấp dòng điện I
2
do đó
cải thiện đổi chiều cho cặp chổi 1-1.
- Ở phần ứng có 2 cặp chổi than: 1-1 ở mạch ngang. 2-2 ở
mạch dọc.
Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1
1

1

2
2
2
- Để tránh hiện tượng dao động dùng cuộn ổn định OĐ nối qua tụ C.
2. Nguyên lý làm việc:
- Nếu ta đưa vào cuộn điều khiển OB điện áp U
1
thì trong nó có dòng
I
1
. Dòng I
1

sinh ra 
1
. Khi phần ứng quay sẽ cảm ứng trong mạch
ngang 1 sức điện động E
2
có giá trị nhỏ nhưng vì mạch ngang nối tắt
nên trong mạch ngang xuất hiện dòng I
2
có giá trị tương đối lớn. I
2
sinh ra 
2
. 
2
cảm ứng trong mạch dọc 1 sức điện động E
3
. Khi
mạch ngoài có tải thì xuất hiện I
3
.
- Hệ số khuyếch đại của máy điện khuyếch đại có 2 bậc công suất:
Bậc 1: khuyếch đại công suất từ P
1
= U
1
.I
1
đến P
2
= E

2
.I
2
 K
1
.
Bậc 2: khuyếch đại công suất từ P
2
= E
2
.I
2
đến P
3
= U
3
.I
3
 K
2
.
Khi đó:
21
1
2
2
3
1
3
KK

P
P
.
P
P
P
P
K 
Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
3. Đặc tính ngoài của máy điện khuyếch đại:
U
3
= f(I
3
) khi f
1
= const và n = const.
Khi có tải ở mạch dọc có dòng I
3
. Dòng này sinh ra từ thông dọc trục
khử từ ngược chiều 
1
. Cuộn bù CB làm nhiệm vụ bù lại sức từ động
do phản ứng phần ứng dọc trục gây nên.
U
0
U

3
0
I
3
(3)
(1)
(2)
Hệ số bù:
Với F
CB
: do cuộn bù sinh ra.
F
d
: phản ứng phần ứng dọc trục khử từ.
d
CB
bï
F
F
K 
- Khi F
CB
= F
d
 K
b
= 1  đặc tính có dạng đường (1).
- Khi F
CB
> F

d
 K
b
> 1: bù thừa - đường (2 )
- Khi F
CB
< F
d
 K
b
< 1: bù thiếu - đường (3).
øng dụng:
Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
 8.2: MÁY PHÁT HÀN MỘT CHIỀU
Máy phát hàn phải có đặc tính ngoài U = f(I) có độ dốc cao như
hình vẽ. Máy phát hàn được sản xuất với:
U = 35V (U
0
= 80) và I = 500A
0
U
R
t1
R
t2
R
t3

I
Thực tế đã chế tạo được loại máy
phát đặc biệt có sơ đồ như sau:
Khi I
ư
tăng  từ thông của các cực lớn

d
giảm nhiều còn từ thông của các
cực bé 
n
không thay đổi (do lõi thép
bão hoà)  từ thông tổng (
d
+ 
n
)
giảm rất nhanh khiến cho U
AB
hạ thấp
rất nhiều nên đặc tính ngoài rất dốc.
Chú ý: Khi I
ư
tăng U
BC
cung cấp cho
các dây quấn kích thích vẫn giữ không
đổi vì 
n
không đổi.

Next
Chương 8
Back
+ -
R
t
I
ư
N
n
N
d
C
B
S
d
S
n
A
I
"
I
'
F
1
F
2
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Máy phát 1 cực là loại máy đặc biệt không vành góp cho phép đạt
được dòng điện lớn (đến 50000A) ở điện áp thấp (1  50V).

 8.3: MÁY PHÁT MỘT CỰC
Cấu tạo như hình vẽ:
Hai cực từ hình trụ lồng vào
nhau. Thanh dẫn đặt trên hình
trụ trong (Rôto) (hay có thể
dùng chính bản thân rôto thay
cho thanh dẫn) hai đầu nối chặt
với 2 vành C
1
và C
2
.
Khi rôto quay trong các thanh dẫn sẽ sinh ra sức điện động và
dòng điện lấy ra từ các chổi tỳ lên 2 vành C
1
và C
2
. Vì dòng điện rất
lớn, để tránh tổn hao người ta dùng chổi than bằng kim loại lỏng
(thuỷ ngân Natri…) để dẫn dòng ra ngoài.
Máy phát 1 cực được dùng cho điện phân, cấp điện cho các nam
châm điện của thiết bị tăng tốc…
Next
Chương 8
C
1
C
2

2

S

1
N
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
Là máy phát điện dùng để biến đổi chuyển động quay thành tín
hiệu điện (điện áp). Yêu cầu đối với loại máy này là phải có quan
hệ U = f(n) là đường thẳng và độ chính xác 0,2  0,5 %.
 8.4: MÁY PHÁT ĐO TỐC ĐỘ
- Khi không tải ta có: U
ư
= E
ư
= C
e
..n = K
e
.n (vì  = const).
t

R
U
t

R
U
- Khi có tải : I
ư
=  U
ư

= E
ư
- .R
ư
U
ư
= E
ư
- I
ư
.R
ư
 E
ư
= U
ư
.(1 + )
t

R
U
t

e
t



R
R

1
n.K
R
R
1
E
U




Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
n
U
ư
R
t
=
R
t1
R
t2
Hình a
U
ư
n
Hình b

Nếu bỏ qua tác dụng của phản ứng
phần ứng và sụt áp do tiếp xúc
giữa chổi than vành góp thì đặc
tính đầu ra là tuyến tính. (h a).
Để giảm quán tính của phần quay
và sự đập mạch của từ thông và
điện áp vì sự tồn tại của răng trên
mặt phần ứng ta dùng rôto rỗng.
Nhiệm vụ: biến đổi tín hiệu điện (điện áp điều khiển) nhận được
thành di chuyển cơ học của trục tác động lên các bộ phận điều khiển
hoặc điều chỉnh khác.
 8.5: ĐỘNG CƠ THỪA HÀNH
Yêu cầu: tác động nhanh, chính xác, mômen và tốc độ quay phải
phụ thuộc vào điện áp điều khiển theo quan hệ đường thẳng.
Cấu tạo: tương tự như 1 động cơ kích từ độc lập. Nó có thể được
điều khiển trên phần ứng hoặc trên cực từ:
Để động cơ thừa hành tác động nhanh người ta chế tạo phần ứng có
quán tính nhỏ dưới dạng rôto rỗng hoặc dẹt hình đĩa có mạch in.
Next
Chương 8
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
+ Khi điều khiển cực từ: điện áp điều khiển được đưa vào dây quấn
kích thích. Như vậy công suất điều khiển sẽ nhỏ nhưng quan hệ
n = f(U
đk
) không là đường thẳng.
+ Khi điều khiển trên phần ứng điện áp kích thích đặt thường trực
trên dây quấn kích thích, động cơ ở trạng thái chuẩn bị thừa hành.
Khi có U

đk
đặt lên dây quấn phần ứng lập tức động cơ hoạt động.
Với phương pháp điều khiển này: M = f(U
đk
) và n = f(U
đk
) là những
đường thẳng.