xe điện xe lai , chương 3 động cơ điện

Xe điện – xe lai

XE ĐIỆN – XE LAI

Chương 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN


Xe điện – xe lai

3.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC)
3.1.1 Cấu tạo động cơ điện một chiều
Ø stator
Ø rotor
Ø cổ góp với
chổi điện.


Xe điện – xe lai

3.1.2 Nguyên lý hoạt động và tính năng
3.1.2.1 Phân loại
Ø Động cơ điện kích từ độc lập
Ø Động cơ điện kích từ song song
Ø Động cơ điện kích từ nối tiếp
Ø Động cơ điện kích từ hỗn hợp


Xe điện – xe lai

Động cơ điện kích từ độc lập:
Dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện

khác, không liên hệ với phần ứng của máy,
hoặc kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.
Động cơ điện kích từ song song:
Dây quấn kích từ nối song song với mạch phần
ứng.


Xe điện – xe lai

Động cơ điện kích từ nối tiếp:
dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần
ứng (Hình 3.4 [c]).
Động cơ điện kích từ hỗn hợp:
Gồm hai dây quấn kích từ, chủ yếu là dây quấn
kích từ song song, và dây quấn kích từ nối tiếp
(Hình 3.4 [d]).


Xe điện – xe lai

Các phương pháp cấp dòng kích từ.


Xe điện – xe lai

3.1.2.2

Nguyên lý

Động cơ điện dùng cuộn dây kích từ

1. Cuộn kích từ
2. Stator
3. Chổi than
4. Cổ góp điện
5. Cực từ
6. Cuộn dây rotor
7. Rotor


Xe điện – xe lai

Động cơ điện dùng nam châm vĩnh cửu kích
từ

Lực điện từ


Xe điện – xe lai

Momen điện
từ


Xe điện – xe lai

Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ
cảm ứng sức điện động Eư. Chiều sức điện động xác
định theo quy tắc bàn tay phải.

Xe điện – xe lai

3.1.3 Từ trường và sức điện động của động
cơ điện một chiều
Từ trường trong động cơ điện một chiều


Xe điện – xe lai

ØKhi động cơ điện một chiều không tải:
Từ trường trong máy chỉ do dòng điện kích
từ gây ra gọi là từ trường cực từ (Φd).
Từ trường cực từ phân bố đối xứng, ở trung
tính hình học OO’ thanh dẫn chuyển động qua
đó không cảm ứng sức điện động.


Xe điện – xe lai

ØKhi động cơ điện một chiều có tải:
Dòng điện Iư trong dây quấn phần ứng sẽ
sinh ra từ trường phần ứng Φn.
Từ trường phần ứng hướng vuông góc với từ
trường cực từ.
Tác dụng của từ trường phần ứng lên từ trường
cực từ gọi là phản ứng phần ứng.


Xe điện – xe lai

ØKhi động cơ điện một chiều có tải:
Từ trường trong máy là từ trường tổng hợp của
từ trường cực từ và từ trường phần ứng.


Xe điện – xe lai

Phản ứng phần ứng sẽ gây ra các hậu quả không
mong muốn sau:

− Từ trường trong máy bị biến dạng
− Khi tải lớn, xảy ra tương tác từ, tốc độ động cơ
thay đổi.


Xe điện – xe lai

Khắc phục:
Dùng cực từ phụ và dây quấn bù để tạo ra từ trường

ngược với từ trường phần ứng.
Cực từ phụ và dây quấn bù được đấu nối tiếp với
mạch phần ứng để khắc phục từ trường phần ứng
khi tải thay đổi.


Xe điện – xe lai

1. Cuộn dây kích từ
(cuộn cảm)

2. Cực từ chính
3. Cuộn dây cực từ
phụ
4. Cực từ phụ


Xe điện – xe lai

ØSức điện động phần ứng
− Sức điện động thanh dẫn
Trong mỗi thanh dẫn:

e = Btb.l.v

− Sức điện động phần ứng Eư
Phương trình điện áp: U = Eư + Rư Iư.
N
N
Eu =
e=
Btblv
2a
2a


Xe điện – xe lai

p Dl
F = Btb
2p

Do đó:
pN
E? =
nF = k E nF
60a

Hệ số kE=pN/30a phụ thuộc vào cấu tạo dây
quấn phần ứng.


Xe điện – xe lai

Công suất điện từ:

Pđt = Eư Iư

Thay giá trị Eư ta có: Pđt = 60pNa nF Iư
Momen điện từ:

Mđt = Pđt / ωr
ωr = 2 π n /30

Do đó:

M

I Φ= kM IưΦ

pN

đt = 2p a ư

Hệ số kM = pN/2πa phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn.


Xe điện – xe lai

3.1.4 Động cơ điện một chiều kích từ độc
lập và kích từ song song
Sơ đồ mạch tương đương
Động cơ kích từ độc lập,
dòng kích từ và từ thông
động cơ không phụ thuộc
dòng điện phần ứng.


Xe điện – xe lai

Khi nguồn điện một
chiều có công suất vô
cùng lớn, Khi đó, động
cơ kích từ song song
cũng coi như kích từ
độc lập.


Xe điện – xe lai

Phương trình đặc tính cơ
a)

Các phương trình:

Phương trình cân bằng điện áp (kích từ độc lập):
Uư = E +(Rư + Rf ư) Iư
Phương trình đặc tính cơ điện của động cơ là:


Xe điện – xe lai

Nếu bỏ qua các tổn thất trong động cơ.
Thì

M = Mcơ.

Khi đó thay:

M = K Φ Iư

Ta được phương trình đặc tính cơ:


Xe điện – xe lai

b) Đường đặc tính cơ và đặc tính cơ điện:

a) Đặc tính cơ.

b) Đặc tính cơ điện.