Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 3 pot

Chương 3:
CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY
 3.1: SỨC ĐIỆN ĐỘNG DÂY QUẤN PHẦN ỨNG
 3.2: MÔ MEN ĐIỆN TỪ - CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ
 3.3: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG - TỔN HAO
- HIỆU SUẤT
Next
Phần I
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
 3.1: SỨC ĐIỆN ĐỘNG DÂY QUẤN PHẦN ỨNG
Sức điện động trung bình cảm ứng trong 1 thanh dẫn có chiều
dài l, chuyển động với vận tốc v trong từ trường bằng: e
tb
= B
tb
.l.v
 là bước cực
D
ư
là đường kính phần ứng.
p là số đôi cực.
n là tốc độ quay phần ứng(v/phút)


: từ thông khe hở dưới mỗi cực từ (Wb)
Next
Chương 3
Back
60
n

p2
60
nD
.




l



v =
B
tb
=
l



60
n
p2 .
60
n
p2


e
tb

= .l. =
Nếu gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn thì mỗi mạch
nhánh song song sẽ có thanh dẫn nối tiếp nhau. Như vậy sức
điện động của máy:
a
2
N
E
ư
=
Trong đó: C
e
= là hệ số phụ thuộc kết cấu máy và dây quấn.
a
2
N
n
a
60
pN



a
60
pN
.e
tb
=
Hay E

ư
= C
e
.

.n (V)
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
 3.2. MÔ MEN ĐIỆN TỪ - CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ
1. Mômen điện từ:
Khi MĐ làm việc trong dây quấn phần ứng
sẽ có dòng điện chạy qua. Tác dụng của từ
trường lên dây dẫn có dòng điện chạy qua sẽ
sinh ra mômen điện từ trên trục máy.
- Lực điện từ tác dụng lên từng thanh dẫn:
f = B
tb
.l.i
ư
M = B
tb
. .l.N. .
a
2
I

2
D

Thay D
ư

= và B
tb
= ta có:


p2
l
.



M = . .l.N. = .

.I
ư
= C
M
. 

.I
ư
(Nm)
l
.



a
2
I




2
p2

a
2
pN
NextBack
Gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn và dòng trong mạch nhánh
là: i
ư
= I
ư
/2a thì mômen điện từ tác dụng lên dây quấn phần ứng là:
Trong đó: C
M
= là hệ số phụ thuộc kết cấu máy.

a
2
pN


là từ thông dưới mỗi cực từ (Wb).
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
S
n
M

B

B
tb

2. Công suất điện từ:
Công suất ứng với mômen điện từ (lấy vào với máy phát và đưa ra
với động cơ) gọi là công suất điện từ: P
đt
= M.
 = là tốc độ góc phần ứng.
60
n2


a
2
pN
60
n2

a
60
pN
- Trong chế độ máy phát: M ngược chiều quay với phần ứng nên
đóng vai trò là mômen hãm. Máy chuyển công suất cơ (M.)
thành công suất điện (E
ư
I
ư

).
- Trong chế độ động cơ: M có tác dụng làm quay phần ứng 
cùng chiều với chiều quay phần ứng. Máy chuyển công suất điện
(E
ư
I
ư
) thành công suất cơ (M.)
Next
Chương 3
Back
 P
đt
= .

.I
ư
. = .n.

.I
ư
= E
ư
. I
ư
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1. Tổn hao trong MĐMC:
 3.3: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG - TỔN HAO - HIỆU SUẤT
a) Tổn hao cơ( p
cơ

):
b) Tổn hao sắt (p
Fe
):
c) Tổn hao đồng (p
cu
): Gồm 2 phần:
- Tổn hao đồng trên mạch phần ứng: p
cu.ư
= I
ư
2
R
ư
Với: R
ư
= r
ư
+ r
b
+ r
f
+ r
tx
; (r
ư
: điện trở dây quấn phần ứng;
r
f
: điện trở cực từ phụ; r

b
: điện trở dây quấn bù;
r
tx
: điện trở tiếp xúc chổi than.)
- Tổn hao đồng trên mạch kích thích:
(Bao gồm tổn hao đồng của dây quấn kích thích và của điện trở
điều chỉnh trong mạch kích thích): p
cu.kt
= U
kt
I
kt
NextBack

0
p
- Hai loại tổn hao trên tồn tại ngay cả khi không tải nên gọi là tổn
hao không tải: p
0
= p
cơ
+ p
Fe
. Tổn hao này sinh ra M hãm ngay cả
khi không tải nên gọi là M không tải: M
0
=
Chương 3
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

d) Tổn hao phụ: (p
f
)
Trong đồng và trong thép đều sinh ra tổn hao phụ. Tổn hao phụ
thường khó tính. Ta lấy p
f
= 1%P
đm
2. Giản đồ năng lượng và hiệu suất:
a) Máy phát điện:
- Giản đồ năng lượng:
- Hiệu suất:


11
cuFeco1
1
2
P
p
1
P
pppP
P
P







Next
Chương 3
Back
P
đt
= P
1
- (p
cơ
+ p
Fe
) = P
1
- p
0
= E
ư
I
ư
P
2
= P
đt
- p
cu
= U.I
ư
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
P

1
P
đt
p
cu
p
Fe
p
cơ
P
2
b) Động cơ điện:
Ta có công suất điện mà động cơ nhận từ lưới:
P
1
= U.I = U.(I
ư
+ I
kt
)
Với: I = I
ư
+ I
kt
là dòng nhận từ lưới vào.
U là điện áp ở đầu cực máy.
P
đt
= P
1

- (p
cu.ư
+ p
cu.kt
)
P
đt
= E
ư
I
ư
Còn lại là công suất cơ đưa ra đầu trục: P
2
= M. = P
đt
- (p
cơ
+p
Fe
)
- Giản đồ năng lượng:
P
1
P
đt
p
cu.ư
+ p
cu.kt
p

Fe
p
cơ
P
2
- Hiệu suất:


11
cuFeco1
1
2
P
p
1
P
pppP
P
P






Next
Chương 3
Back
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU