Giáo trình kỹ thuật điện- Chương 9: Cấu tạo máy điện một chiều ppsx

GIÁO TRÌNH
KỸ THUẬT MẠCH ĐIỆN

Chương 9: Cấu tạo máy điện một chiều











Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
§ 9-1. C u t o máy đi n m t ấ ạ ệ ộ
chi uề
§ 9-2. Phân lo i máy đi n m t ạ ệ ộ
chi uề
§ 9-3. Nguyên lý làm vi c ệ
§ 9-4. T tr ng và s c đi n đ ng c a máy ừ ườ ứ ệ ộ ủ
đi n m t chi uệ ộ ề

§ 9-5. Công su t đi n t . Mômen đi n t c a ấ ệ ừ ệ ừ ủ
máy đi n m t chi uệ ộ ề
§ 9-6. Tia l a đi n trên c góp và bi n pháp ử ệ ổ ệ
kh c ph cắ ụ
§ 9-7. Máy phát đi n m t chi u ệ ộ ề
§ 9-8. Đ ng c đi n m t ộ ơ ệ ộ
chi u ề

Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
§ 9-1. C u t o máy đi n m t ấ ạ ệ ộ
chi uề
§ 9-2. Phân lo i máy đi n m t ạ ệ ộ
chi uề
§ 9-3. Nguyên lý làm vi c ệ
§ 9-4. T tr ng và s c đi n đ ng c a máy ừ ườ ứ ệ ộ ủ
đi n m t chi uệ ộ ề
§ 9-5. Công su t đi n t . Mômen đi n t c a ấ ệ ừ ệ ừ ủ
máy đi n m t chi uệ ộ ề
§ 9-6. Tia l a đi n trên c góp và bi n pháp ử ệ ổ ệ
kh c ph cắ ụ
§ 9-7. Máy phát đi n m t chi u ệ ộ ề
§ 9-8. Đ ng c đi n m t ộ ơ ệ ộ
chi u ề

§ 9-1. C u t o máy đi n m t chi uấ ạ ệ ộ ề
1. Stato
2. Rôto
3. C góp vàổ ch i đi nổ ệ
Ch ng 9ươ

Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

§ 9-1. C u t o máy đi n m t chi uấ ạ ệ ộ ề
1. Stato
2. Rôto
3. C góp vàổ ch i đi nổ ệ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

1. Stato
Stato còn g i là ph n c m, g m lõi ọ ầ ả ồ
thép b ng thép đúc, là m ch t v a là v ằ ạ ừ ừ ỏ
máy. Trên stato có các c c t chính và ự ừ
ph xen k nhau. Dây qu n c a c c t ụ ẽ ấ ủ ự ừ
chính n i v i dòng m t chi u sao cho c c ố ớ ộ ề ự
tính c a các c c t phân b l n l t c c ủ ự ừ ố ầ ượ ự
S đ n c c N d c theo chu vi stato. Đ ng ế ự ọ ườ
th ng n i qua đi m trung gian gi a các ẳ ố ể ữ
c c t chính g i là đ ng trung tính hình ự ừ ọ ườ
h c (hay là đ ng t tr ng ngang tr c). ọ ườ ừ ườ ụ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Gi a các c c t chính trên đ ng trung tính hình h c th ng đ t các ữ ự ừ ườ ọ ườ ặ
c c t ph . Dây qu n kích thích c a c c t ph đ c n i n i ti p v i ự ừ ụ ấ ủ ự ừ ụ ượ ố ố ế ớ
dòng đi n t i đ t tr ng c a c c t ph t l v i dòng t i. ệ ả ể ừ ườ ủ ự ừ ụ ỷ ệ ớ ả
Đ u ch ngầ ươ

Rôto c a máy đi n m t chi u ủ ệ ộ ề

đ c g i là ph n ng, g m lõi thép ượ ọ ầ ứ ồ
và dây qu n ph n ng. Lõi thép hình ấ ầ ứ
tr , làm b ng các lá thép k thu t ụ ằ ỹ ậ
đi n dày 0,5mm, ph s n cách đi n, ệ ủ ơ ệ
ghép l i. Các lá thép đ c d p có l ạ ượ ậ ỗ
đ thông gió và rãnh đ đ t dây ể ể ặ
qu n ph n ng (hình 9-3), m i ph n ấ ầ ứ ỗ ầ
t c a dây qu n ph n ng có nhi u ử ủ ấ ầ ứ ề
vòng dây, hai đ u n i v i hai phi n ầ ố ớ ế
góp, hai c nh tác d ng c a ph n t ạ ụ ủ ầ ử
dây qu n đ t trong hai rãnh d i hai ấ ặ ướ
c c khác tên.ự
2. Rôto
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Hình 9-3
Đ u ch ngầ ươ

Hình 9-4b, c v b n ph n t dây qu n x p hai l p. M i ẽ ố ầ ử ấ ế ớ ỗ
ph n t ch có 1 vòng, các ph n t đ c n i thành m ch ầ ử ỉ ầ ử ượ ố ạ
vòng khép kín. dây qu n x p s nhánh song song b ng s ở ấ ế ố ằ ố
c c t . Dây qu n trên hình v có hai c c t và có hai nhánh ự ừ ấ ẽ ự ừ
song song (hình 9-4a)
Hình 9- 4
N
B
1
2
3
4

5
6
7
8
a,
b,
c,
4
1
2
3
7 6 7 8 3 2 5
7
8
1
2
6
5
4
3
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

Ngoài dây qu n x p máy đi n m t chi u còn ki u dây ấ ế ở ệ ộ ề ể
qu n sóng. Hình 9-5 v hai ph n t dây qu n ki u sóng. Các ấ ẽ ầ ử ấ ể
ph n t đ c n i thành m ch vòng kín. dây qu n sóng ch ầ ử ượ ố ạ ở ấ ỉ
có hai m ch nhánh song song, th ng th y máy có công ạ ườ ấ ở
su t nh .ấ ỏ
Ch ng 9ươ

Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

3. C góp vàổ ch i đi nổ ệ
C góp g m các phi n góp b ng đ ng đ c ghép cách ổ ồ ế ằ ồ ượ
đi n, có d ng hình tr , g n đ u tr c rôto.ệ ạ ụ ắ ở ầ ụ
Hình 9-6 v c t c góp đ th y rõ ẽ ắ ổ ể ấ
hình dáng c a phi n góp. Các đ u dây ủ ế ầ
c a ph n t n i v i phi n góp.ủ ầ ử ố ớ ế
Ch i đi n (ch i than) làm b ng than ổ ệ ổ ằ
graphit.Các ch i tỳ ch t lên c góp nh ổ ặ ổ ờ
lò xo và giá ch i đi n g n trên n p ổ ệ ắ ắ
máy.
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Hình 9-6
Đ u ch ngầ ươ

§ 9- 2. Phân lo i máy đi n m t ạ ệ ộ
chi uề
D a vào ph ng pháp cung c p dòng đi n kích t , ng i ự ươ ấ ệ ừ ườ
ta chia máy đi n m t chi u ra các lo i sau:ệ ộ ề ạ
a) Máy đi n m t chi u kích t đ c ệ ộ ề ừ ộ
l p: Dòng kích t c a máy l y t ậ ừ ủ ấ ừ
ngu n đi n khác không liên h v i ồ ệ ệ ớ
ph n ng c a máy (hình 9-7a). ầ ứ ủ
a,
b) Máy đi n m t chi u kích t song ệ ộ ề ừ
song: Dây qu n kích t n i song ấ ừ ố
song v i m ch ph n ng ớ ạ ầ ứ

(hình 9-7b).
b,
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

c) Máy đi n m t chi u kích ệ ộ ề
t n i ti p: Dây qu n kích t ừ ố ế ấ ừ
m c n i ti p v i m ch ph n ắ ố ế ớ ạ ầ
ng (hình 9-7c).ứ
d) Máy đi n m t chi u kích ệ ộ ề
t h n h p: G m hai dây ừ ỗ ợ ồ
qu n kích t : dây qu n kích t ấ ừ ấ ừ
song song và dây qu n kích t ấ ừ
n i ti p, trong đó dây qu n ố ế ấ
kích t song song là ch y u ừ ủ ế
(hình 9-7d).
c,
d,
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

§ 9-3. Nguyên lý làm vi cệ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
1. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp máy phát đi n m t chi uằ ệ ệ ộ ề
2. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp c a đ ng c đi n m t chi uằ ệ ủ ộ ơ ệ ộ ề

Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
1. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp máy phát đi n m t chi uằ ệ ệ ộ ề
2. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp c a đ ng c đi n m t chi uằ ệ ủ ộ ơ ệ ộ ề
§ 9-3. Nguyên lý làm vi cệ
Đ u ch ngầ ươ

1. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp máy phát đi n m t chi uằ ệ ệ ộ ề
Hình 9-8 mô t nguyên lý làm ả
vi c c a máy phát đi n m t ệ ủ ệ ộ
chi u:ề
Ch ng 9ươ Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
+
-
U
a
b
c
d
e
e
I
'
F
®t

F
®t
Muèn ®æ i chiÒu quay cña m¸y ph¸t
th× kÝch chuét
“Quay trë l¹i th× trang tiÕp theo”
F
®t
n
R
t
n
e
e
I
'
S
N
F
®t
-
+
U
R
t
A
B
Hình 9-8
Đ u ch ngầ ươ

Chi u s c đi n đ ng xác đ nh theo quy t c bàn tay ph i. Nh hình 9-8, t ề ứ ệ ộ ị ắ ả ư ừ

tr ng h ng t c c N đ n S (t trên xu ng d i), chi u quay ph n ng ườ ướ ừ ự ế ừ ố ướ ề ầ ứ
ng c chi u kim đ ng h , thanh d n phía trên, s c đi n đ ng có chi u t b ượ ề ồ ồ ở ẫ ứ ệ ộ ề ừ
đ n a. thanh d n phía d i, chi u s c đi n đ ng t d đ n c, s c đi n đ ng ế ở ẫ ướ ề ứ ệ ộ ừ ế ứ ệ ộ
c a ph n t b ng hai l n s c đi n đ ng c a thanh d n. ủ ầ ử ằ ầ ứ ệ ộ ủ ẫ
N u n i hai ch i đi n A và B v i t i, trên t i s có dòng đi n, đi n áp c a ế ố ổ ệ ớ ả ả ẽ ệ ệ ủ
máy phát đi n có c c d ng ch i A và âm ch i B. ệ ự ươ ở ổ ở ổ
Khi ph n ng quay đ c n a vòng, v trí c a các ph n t thay đ i, thanh ab ầ ứ ượ ử ị ủ ầ ử ổ
c c S, thanh dc c c N, s c đi n đ ng trong thanh d n đ i chi u. Nh có ở ự ở ự ứ ệ ộ ẫ ổ ề ờ
ch i đi n đ ng yên ch i đi n A v n n i v i phi n góp phía trên, ch i B n i ổ ệ ứ ổ ệ ẫ ố ớ ế ổ ố
v i phi n góp phíâ d i, nên chi u dòng đi n m ch ngoài không đ i. Ta có ớ ế ướ ề ệ ở ạ ổ
máy phát đi n m t chi u v i c c d ng ch i A, c c âm ch i B.ệ ộ ề ớ ự ươ ở ổ ự ở ổ
Ch ng 9ươ Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Khi đ ng c s c p quay ph n ng, các thanh d n c a dây qu n ph n ộ ơ ơ ấ ầ ứ ẫ ủ ấ ầ
ng c t t tr ng c a c c t , c m ng ra các s c đi n đ ng. ứ ắ ừ ườ ủ ự ừ ả ứ ứ ệ ộ
Đ u ch ngầ ươ

N u máy ch có m t ph n t , đi n áp đ u c c nh hình 9-ế ỉ ộ ầ ử ệ ầ ự ư ở
9a; Đ đi n áp l n và ít đ p m ch (nh hình 9-9b), dây qu n ể ệ ớ ậ ạ ư ấ
ph i có nhi u ph n t , nhi u phi n đ i chi u.ả ề ầ ử ề ế ổ ề
t
Eư
0
e
t
0
Hình 9-9
a,
b,
ch đ máy phát dòng đi n ph n ng I cùng chi u v i s c ở ế ộ ệ ầ ứ ư ề ớ ứ
đi n đ ng ph n ng Eệ ộ ầ ứ

ư
. Ph ng trình cân b ng đi n áp là:ươ ằ ệ
U = E - R Iư ư ư (9.1)
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

2. Nguyên lý làm vi c và ph ng trình cân ệ ươ
b ng đi n áp c a đ ng c đi n m t chi uằ ệ ủ ộ ơ ệ ộ ề
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
+
-
U
F
®t
F
®t
n
e
e
I
'
S
N
-
+
U
I
'

F
®t
F
®t
n
e
e
A
B
a
b
c
d
Hình 9-10
Đ u ch ngầ ươ

Hình 9-10 mô t nguyên lý làm vi c c a đ ng c đi n m t ả ệ ủ ộ ơ ệ ộ
chi u. Khi cho đi n áp m t chi u U vào hai ch i đi n A và B, ề ệ ộ ề ổ ệ
trong dây qu n ph n ng có dòng đi n. Các thanh d n ab, cd có ấ ầ ứ ệ ẫ
dòng đi n n m trong t tr ng,ệ ằ ừ ườ s ch u tác d ng làm cho rôto ẽ ị ụ
quay. Chi u l c xác đ nh theo quy t c bàn tay trái.ề ự ị ắ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

Khi ph n ng quay đ c n a vòng, v trí c a các thanh d n ầ ứ ượ ử ị ủ ẫ
ab, cd đ i ch nhau, do có phi n góp, đ i chi u dòng đi n, gi ổ ỗ ế ổ ề ệ ữ
cho chi u l c tác d ng không đ i, đ m b o đ ng c có chi u ề ự ụ ổ ả ả ộ ơ ề
quay không đ i,ổ
Khi đ ng c quay, các thanh d n c t t tr ng, s c m ng ộ ơ ẫ ắ ừ ườ ẽ ả ứ

s c đi n đ ng Eứ ệ ộ
ư
. Chi u s c đi n đ ng xác đ nh theo quy t c ề ứ ệ ộ ị ắ
bàn tay ph i. đ ng c , chi u s c đi n đ ng Eả ở ộ ơ ề ứ ệ ộ
ư
ng c chi u ượ ề
v i dòng đi n Iớ ệ
ư
, nên E
ư
còn đ c g i là s c ph n đi n.ượ ọ ứ ả ệ
Ph ng trình cân b ng đi n áp s là:ươ ằ ệ ẽ
U = E
ư

+ R
ư
I
ư
(9.2)
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

§ 9-4. T tr ng và s c đi n đ ng c a ừ ườ ứ ệ ộ ủ
máy đi n m t chi uệ ộ ề
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
1. T tr ng c a máy đi n m t chi uừ ườ ủ ệ ộ ề
2. S c đi n đ ng ph n ngứ ệ ộ ầ ứ

Đ u ch ngầ ươ

Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
1. T tr ng c a máy đi n m t chi uừ ườ ủ ệ ộ ề
2. S c đi n đ ng ph n ngứ ệ ộ ầ ứ
§ 9-4. T tr ng và s c đi n đ ng c a ừ ườ ứ ệ ộ ủ
máy đi n m t chi uệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

1. T tr ng c a máy đi n m t chi uừ ườ ủ ệ ộ ề
Khi máy đi n m t chi u không t i, t tr ng trong máy ch ệ ộ ề ả ừ ườ ỉ
do dòng đi n kích t gây ra, g i là t tr ng c c t . Trên ệ ừ ọ ừ ườ ự ừ
hình 9-11a v t tr ng c c t . T tr ng c c t phân ẽ ừ ườ ự ừ ừ ườ ự ừ
b đ i x ng, đ ng trung tính hình h c mn, c ng đ t ố ố ứ ở ườ ọ ườ ộ ừ
c m B = 0, thanh d n chuy n đ ng qua đó không c m ng ả ẫ ể ộ ả ứ
s c đi n đ ng.ứ ệ ộ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

Khi máy đi n có t i, dòng đi n I trong dây qu n ph n ệ ả ệ ư ấ ầ
ng s sinh ra t tr ng ph n ng (hình 9-11b).ứ ẽ ừ ườ ầ ứ
T tr ng ph n ng h ng vuông góc v i t tr ng c c ừ ườ ầ ứ ướ ớ ừ ườ ự
t .ừ
Tác d ng c a t tr ng ph n ng lên t tr ng c c t g i ụ ủ ừ ườ ầ ứ ừ ườ ự ừ ọ
là ph n ng ph n ng, t tr ng trong máy là t tr ng t ng ả ứ ầ ứ ừ ườ ừ ườ ổ
h p c a t tr ng c c t và t tr ng ph n ng (hình 9-ợ ủ ừ ườ ự ừ ừ ườ ầ ứ
11c). Trên hình 9-11c v t tr ng t ng h p. m t m m ẽ ừ ườ ổ ợ ở ộ ỏ
c c, t tr ng đ c tăng c ng ( đó t tr ng ph n ng ự ừ ườ ượ ườ ở ừ ườ ầ ứ

trùng chi u v i t tr ng c c t ), trong khi đó m m c c ề ớ ừ ườ ự ừ ở ỏ ự
kia, t tr ng b y u đi ( đó t tr ng ph n ng ng c ừ ườ ị ế ở ừ ườ ầ ứ ượ
chi u v i t tr ng c c t ).ề ớ ừ ườ ự ừ
H u qu c a ph n ng ph n ng s ậ ả ủ ả ứ ầ ứ ẽ
là:
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ

a) T tr ng trong máy b bi n d ng. Đi m có t c m B = 0 ừ ườ ị ế ạ ể ừ ả
d ch chuy n t trung tính hình h c mn đ n v trí m i g i là ị ể ừ ọ ế ị ớ ọ
trung tính v t lý m'n'. Góc l ch ậ ệ β th ng nh và l ch theo ườ ỏ ệ
chi u quay rôto khi là máy phát đi n, và ng c chi u quay rôto ề ệ ượ ề
khi là đ ng c đi n. v trí trung tính hình h c, t c m B ộ ơ ệ ở ị ọ ừ ả ≠ 0,
thanh d n chuy n đ ng qua đó s c m ng sđ đ, gây nh ẫ ể ộ ẽ ả ứ ả
h ng x u đ n vi c đ i chi u (s xét m c §9.5).ưở ấ ế ệ ổ ề ẽ ở ụ
b) Khi t i l n, dòng đi n ph n ng l n, t tr ng ph n ng ả ớ ệ ầ ứ ớ ừ ườ ầ ứ
l n, ph n m m c c t tr ng đ c tăng c ng b bão hoà, t ớ ầ ỏ ự ừ ườ ượ ườ ị ừ
c m B đó tăng lên đ c r t ít, trong khi đó, m m c c kia t ả ở ượ ấ ỏ ự ừ
tr ng s gi m đi nhi u, k t qu là t thông ườ ẽ ả ề ế ả ừ φ c a máy b ủ ị
gi m xu ng. T thông ả ố ừ φ gi m kéo theo s c đi n đ ng ph n ả ứ ệ ộ ầ
ng Eứ
2
gi m, làm cho đi n áp đ u c c máy phát U gi m. ch ả ệ ầ ự ả ở ế
đ đ ng c , t thông gi m, làm cho mômen quay gi m, và t c ộ ộ ơ ừ ả ả ố
đ đ ng c thay đ i.ộ ộ ơ ổ
Ch ng 9ươ
Máy đi n m t chi u ệ ộ ề
Đ u ch ngầ ươ