chương 1. Khi máy phát làm việc, ta cấp dòng điện một chiều vào quận dây kích thích stator, tạo ra từ trường xuyên qua các khung dây của rotor. Khi puli kéo rotor quay các khung dây quay trong từ trường của stator và các khung dây sẽ cảm ứng ra suất điện động. Nhờ chổi than ở cổ góp đứng yên, nên các khung dây quay đến vị trí các chổi than dương và chổi thân âm có cùng một chiều, nên điện áp và dòng điện lấy ra mạch ngoài là dòng điện một chiều.3 Các chỉ số định mức của máy điện một chiều Chế độ làm việc định mức của máy điện, là chế độ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tao quy định.
Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy, gọi là những đại lượng định mức. Công suất định mức: Pđm, (đơn vị KW hay W) 2. Điện áp định mức: Uđm (V) 13 3. Dòng điện định mức: Iđm (A) 4.
Tốc độ định mức: nđm ( vòng/ph) Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng kích thích,. Công suất định mức chỉ công suất đưa ra của máy điện. Đối với máy phát điện đó là công suất đưa ra ở đầu cực máy phát, còn đối với động cơ đó là công suất đưa ra trên đầu trục động cơ. Nhược điểm của máy phát điện một chiều: - Có khối lượng lớn, chi phí kim loại màu nhiều, làm việc không bền vững, đặc biệt là chổi than và cổ góp điện, luôn luôn xảy ra tia lửa điện nhiệt độ cổ góp điện 150 -1800C 1.5 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Cấu tạo Cấu tạo động cơ điện một chiều như hình vẽ 3.
Cuộn dây stator (nam châm điện): được cuộn trên các cực từ được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện. Rotor (phần ứng): gồm có lõi thép, dây quấn, cổ góp và trục. Dây quấn gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp với nhau, đặt trong các rãnh của phần ứng tạo thành một hoặc nhiều vòng kín. Phần tử của dây quấn là một bối dây gồm một hoăc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp của vành góp.
Vỏ: thường được đúc bằng găng hoặc thép. Lõi thép phần ứng: là trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, phủ sơ cách điện ghép lại, có rãnh để quận dây cuốn. Trục: cách điện với cổ góp và cuộn dây rotor.1: Cấu tạo động cơ điện một chiều 14 1.2 Nguyên lý làm việc Hình 3.2: Nguyên lý làm việc của đọng cơ điện 1 chiều Trên hình 3.2a khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi than trong dây quấn phần ứng có dòng điện Iư. Các thanh dẫn ab và cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ lên nhau tạo nên mô men tác dụng lên rotor làm rotor quay (chiều lực tác dụng xác định bằng quy tắc bàn tay trái).
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí thanh dẫn ab và cd đổi chỗ cho nhau, nhờ chổi than dương và âm đứng yên nên dòng điện trên thanh ab và cd đổi chiều (hình 3,2b), giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng lên rotor cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi.3 Các trị số định mức của động cơ điện 1 chiều Chế độ làm việc của động cơ điện là chế độ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tạo quy định. Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lương ghi trong nhãn máy, gọi là những đại lượng định mức. Công suất định mức: Pđm ( KW hay W) 2. Điện áp đinh mức: Uđm (V) 3.
Dòng điện định mức: Iđm (A) 4. Tốc độ định mức: nđm (vòng/ phút) Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng điện kích từ… Công suất định mức là công suất trên đầu trục động 2.MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐỒNG BỘ 3 PHA 2.1 Cấu tạo (hình 2.1a) 1 - Vỏ máy phát 2 - Má cực stator 3 - Cực từ rotor 4 - Trục rotor 5 - Quận dây rotor (phần cảm) 6 - Quận dây stator (phần ứng) 15 7 - Dây nối với ắc qui 8 - Chổi than 9 - Vòng trượt Cấu tạo của máy phát điện xoay chiều, gồm có: Stator ( phần tĩnh): gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép vào nhau, tạo thành các má cực hoặc xẻ các rãnh để cuốn ba quận dây pha có cùng số vòng dây và lệch nhau một góc 1200 trong không gian. Roto: Là một nam châm điện (N-S) có cuộn dây kích thích 5, hai đầu dây nối với hai vòng trượt 9, được hai chổi than 8 luôn tỳ vào vòng trượt để cấp điện cho cuộn dây (hình 2. Khi ta cấp điện một chiều vào cuộn dây kích thích làm rô to biến thành nam châm điện có cực N-S.
Khi rotor quay từ trường sẽ lần lượt quét qua các quận dây của stator. Nam châm điện mạnh hay yếu phụ thuộc vào dòng điện kích thích lớn hay nhỏ.2 Nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều Khi rotor quay từ trường nam châm điện sẽ lần lượt quét qua các quận dây pha A-X, B-Y, C-Z của stator, làm trong dây cuốn của stator suất hiện sức điện động cảm ứng, sức điện động này có dạng hình sin cùng biên độ, cùng tần số góc và lệch pha nhau một góc 1200 ( 2/3). Nếu chọn pha đầu có sức điện động là eA của của dây cuốn A-X bằng không thì biểu thức sức điện động của các pha là: Sức điện động pha A: eA = E 2 sin t Sức điện động pha B: eB = E 2 sin (t - 2/3) Sức điện động pha C: eC = E 2 sin (t - 4/3) = E 2 sin (t + 2/3) 16 3. ĐỘNG CƠ ĐIỆN 3 PHA 3.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha Động cơ điện xoay chiều ba pha có tốc độ quay của rotor (n) nhỏ hơn tốc độ (n1) của từ trường dòng điện cấp cho động cơ được gọi là động cơ không đồng bộ ba pha.
Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp và đời sống,. Động cơ không đồng bộ ba pha (đặc biệt là động cơ rotor lồng sóc)được sử dụng rộng rãi vì nó có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản. Cấu tạo và nguyên lý làm việc: a. Cấu tạo: Cấu tạo động cơ không đồng bộ ba pha (hình 3.6) gồm hai bộ phận chính là: 1- Lá thép stator; 2 - Dây cuốn stator; 3 - Nắp; 4 - Ổ bi 5 - Trục 6 - Hộp đấu dây 7 - Lõi thép rotor 8 - Thân máy 9,10 - Quạt và hộp quạt.
+ Stator: gồm có lõi thép và Hình 3.6: Động cơ không đồng bộ ba pha dây cuốn Lõi thép: gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại thành hình trụ, mặt trong có rãnh đặt dây cuốn. Dây quấn: Dây quấn stator động cơ không đồng bộ ba pha là dây đồng được phủ sơn cách điện, gồm ba pha dây quấn AX, BY, CZ đặt trong các rãnh stator theo một quy luật nhất định. Sáu đầu dây của ba pha dây quấn được nối ra ngoài hộp đấu dây (đặt ở vỏ động cơ) để nhận điện vào.7: Kết cấu lá thép + Rotor: gồm lõi thép, dây quấn, trục quay, vòng trượt. Lõi thép: Làm bằng các lá thép kỹ thuật điện (hình 3.7) mặt ngoài xẻ rãnh, ở giữa có lỗ để lắp trục, ghép lại thành hình trụ.8: Cấu tạo rotor động cơ không đông bộ , ốn, c ký hiệ 17 Dây quấn: có hai kiểu - Dây quấn kiểu rotor lồng sóc: có dạng như hình (3.8a) và được ký hiệu như hình (3.
- Dây quấn kiểu rotor dây quấn: có dạng như hình (3.8b) và được ký hiệu như hình (3.2 Nguyên lý làm việc: Khi cho dòng ba pha vào dây quấn stator của động cơ, trong stator sẽ có từ trường quay (giống như một nam châm vĩnh cửu quay). Từ trường quay quét qua các dây quấn của rotor, làm xuất hiện các sức điện động và dòng điện cảm ứng. Lực tương tác điện từ giữa từ trường quay và các dòng điện cảm ứng này tạo ra mô men quay Fđt tác động lên rotor (hình 3.6), kéo rotor quay theo chiều quay của từ trường với tốc độ n n1 ( n1 là tốc độ của từ trường quay) Hình 3.9: Quá trình tạo mô men quay Tốc độ của từ trường quay được của động cơ không đồng bộ tính theo công thức: n1 = 60f/p (vòng/ phút) trong đó: f là tần số dòng điện (Hz); p là số đôi cực từ Sự chênh lệch tốc độ giữa từ trường quay và tốc độ rotor gọi là tốc độ trượt: n2 = n1 - n Tỷ số s = n2/n1 = (n1- n)/n được gọi là hệ số trượt tốc độ. Khi động cơ làm việc bình thường: s = 0,02 0,06.
Động cơ không đồng bộ một pha Động cơ không đồng bộ một pha được sử dụng rộng rãi trong dân dụng như: máy gặt, tủ lạnh, máy bơm, quạt, các dụng cụ cầm tay,.Là các động cơ công suất nhỏ khoảng đến 7,5KW, chúng đựoc cấp điện 110V và 220V.1 Sơ đồ cấu tạo Cấu tạo stator giống động cơ không đồng bộ ba pha, nhưng trên đó ta đặt dây cuốn một pha và được cung cấp bởi nguồn điện xoay chiều một pha, còn rotor Hìnhthường là rotor 3.4:Từ thônglồng sóctác dụng lên và lực 4.2 Nguyên lý hoạt động động cơ đồng bộ một pha 18 Khi cho dòng điện hình sin chạy qua dây cuốn stator, thì từ trường stator có phương không đổi nhưng có độ lớn thay đổi hình sin theo thời gian, gọi là từ trường đập mạch (hình 3. cosα Từ trường này sinh ra dòng điện cảm ứng trong các thanh dẫn dây cuốn rotor, các dòng điện này sẽ tạo ra từ thông rotor mà theo định luật Lenz, sẽ chống lại từ thông stator. Từ đó ta xác định được chiều dòng điện cảm ứng và chiều của lực điện từ tác dụng lên thanh dẫn rotor. T a thấy mô men tổng tác dụng lên rotor bằng không và do đó rô to không thể tự quay được.
Để động cơ có thể làm việc được, trước hết ta phải quay rotor theo chiều nào đó và sau đó động cơ sẽ tiếp tục quay chiều đó. Để thấy rõ nguyên lý làm việc của động cơ, ta xem hình 3.5 ta thấy: từ trường đập mạch B là tổng của hai từ trường B 1 và B 2 cùng tốc độ quay n1, nhưng biên độ bằng một nửa từ trường đập mạch và quay ngược chiều nhau. - Từ trường B 1 quay cùng chiều với rotor lúc động cơ làm việc, gọi là từ trường quay thuận.