MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

CHƯƠNG V: MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

NHẤN VÀO ĐÂY ĐỂ TRỞ VỀ TRANG ĐẦU

NHẤN VÀO PHẦN VĂN BẢN CÓ LINK ĐỂ XEM

HÌNH

MUỐN XEM PHIM XIN TRỞ VỀ TRANG CHỦ

Bài 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

I. GIỚI THIỆU

Ngày nay mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng

rất rộng rãi, song máy điện một chiều vẫn tồn tại đặc

biệt là động cơ một chiều. Động cơ một chiều thường

được sử dụng ở những nơi yêu cầu mômen mở máy

lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng, phạm

vi rộng.

Trong các thiết bị tự động, ta thấy các máy điện

khuyếch đại, các động cơ chấp hành cũng là máy

điện một chiều. Ngoài ra, các máy điện một chiều còn

thấy trong các thiết bị điện ôtô, tàu thủy, máy bay…

Các máy phát điện một chiều điện áp thấp dùng trong

các thiết bị điện hóa, thiết bị hàn điện có chất lượng

cao

Thiếu sót chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ

góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền và kém tin cậy,

nguy hiểm trong môi trường dễ nổ. Khi sử dụng động

cơ một chiều, cần có nguồn điện một chiều kèm theo

(máy phát điện một chiều hay bộ chỉnh lưu).

II. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

Máy điện một chiều gồm stator với cực từ, rotor với

dây quấn và cổ góp với chổi điện.

1. Stator

Còn gọi là phần cảm, gồm có cực từ chính, cực từ

phụ, gông từ nắp máy và cơ cấu chổi điện.

a. Cực từ chính:

Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường, gồm có lõi

sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực

từ. Lõi thép cực từ làm bằng các lá thép kỹ thuật điện

hay thép các bon dày 0,5mm hay 1mm được ép chặt

và tán lại. Trong máy điện nhỏ có thể dùng thép khối.

Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy bằng bulông. Dây

quấn kích từ được làm bằng đồng bọc cách điện,

được quấn thành từng cuộn, mỗi cuộn dây đều được

bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện

trước khi lồng vào thân lõi thép cực từ. Các cuộn dây

ở các cực từ chính được nối nối tiếp nhau sao cho khi

có dòng điện chạy qua chúng thì hình thành các cực

từ trái dấu xen kẽ.

b. Cực từ phụ:

Cực từ phụ gồm có lõi thép và dây quấn. Lõi thép

thường làm bằng thép khối còn dây quấn cực từ phụ

có cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ

phụ được đặt xen kẽ với cực từ chính và được dùng

để cải thiện đổi chiều. Dây quấn cực từ phụ được nối

nối tiếp với dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được

gắn vào vỏ máy nhờ những bu lông.

c. Gông từ:

Gông từ làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời

làm vỏ máy. Trong máy điện công suất lớn gông từ

làm bằng thép đúc, còn máy điện công suất vừa và

nhỏ thường dùng thép tấm cuốn lại và hàn.

d. Cơ cấu chổi than:

Gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và tỳ chặt

lên cổ nhờ lò xo. Hộp chổi than được cố định trên giá

chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể

quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ.

Sau khi điều chỉnh xong thì cố định lại bằng vít. Chổi

than làm bằng than hay gra-phít, đôi khi ta trộn thêm

bột đồng để làm tăng độ dẫn điện. Chổi than có nhiệm

vụ đưa dòng điện từ phần ứng ra ngoài hay ngược lại.

e. Nắp máy:

Nắp máy để bảo vệ dây quấn và đảm bảo an toàn cho

con người. Đối với các máy điện công suất vừa và

nhỏ, nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi và

thường làm bằng gang.

2. Rotor:

Còn gọi phần ứng gồm lõi thép, dây quấn phần ứng và

cổ góp.

a. Lõi thép rotor:

Hình trụ làm bằng các lá thép kỹ thuật dày 0,5 mm phủ

sơn cách điện, ghép lại để giảm tổn hao do dòng điện

xoáy gây ra. Các lá thép được rập có lỗ thông gió và

rãnh để đặt dây quấn phần ứng. Trong những máy cỡ

trung bình trở lên đôi khi còn có lỗ để tạo sự thông gió

dọc trục còn ở máy lớn hơn thì lõi sắt được chia thành

từng đoạn nhỏ, giữa các đoạn ấy ta để một khe hở để

thông gió ngang trục.

b. Dây quấn phần ứng:

Dây quấn phần ứng là phần sinh ra sức điện động

cảm ứng và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần

ứng làm bằng đồng có bọc cách điện, có tiết diện hình

tròn (đối với máy có công suất bé) hay hình chữ nhật

(đối với máy công suất lớn) được đặt trong các rãnh

của lõi thép theo một sơ đồ cụ thể và được cách điện

với rãnh. Để tránh dây quấn bị văng ra khi rotor quay

(lực ly tâm), ở miệng rãnh có dùng nêm bằng tre hay

bakelit.

c. Cổ góp:

Cổ góp gồm có các phiến góp bằng đồng có đuôi én

được ghép lại thành hình trụ tròn, giữa các phiến góp

được cách điện với nhau bằng các tấm mica dày 0,4

đến 1,2mm. Hai đầu vành én có 2 vành ốp hình chữ V

ép chặt lại. Giữa vành ốp và phiến góp cũng được

cách điện bằng các tấm mica. Đuôi vành góp nhô cao

lên một ít để hàn các đầu dây của phần tử nối với

phiến góp. Thông qua chổi điện và cổ góp, dòng điện

xoay chiều trong dây quấn rotor được đổi thành dòng

điện một chiều đưa ra mạch ngoài, do đó cổ góp còn

gọi là vành đổi chiều.

III. CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC

Các thông số định mức của máy điện một chiều

thường do nhà chế tạo quy định và được ghi trên biển

tên (name plate). Gồm có: Công suất định mức Pđm,

điện áp định mức Uđm, dòng điện định mức Iđm

IV. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

Máy điện một chiều có thể làm việc ở chế độ máy phát

điện, động cơ điện dựa vào nguyên lý cảm ứng điện

từ.

XIN MỜI XEM PHIM

1. Nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều

Nhấn vào hình để xem phim Máy phát điện AC và

DC

Hình dưới mô tả nguyên lý làm việc của máy phát điện

một chiều trong đó dây quấn phần ứng chỉ có 1 phần

tử nối với 2 phiến đổi chiều.

Khi động cơ sơ cấp quay phần ứng, các thanh dẫn

của dây quấn phần ứng cắt từ trường của cực từ, cảm

ứng các sức điện động. Chiều sức điện động xác định

theo quy tắc bàn tay phải và giá trị tức thời được tính

theo biểu thức: e=B.l.v

· B: từ cảm ứng nơi thanh dẫn quét qua

· v: vận tốc quét của thanh dẫn; l: chiều dài tác

dụng của thanh dẫn

Theo hình từ trường hướng từ cực N đến S, chiều

quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, ở thanh dẫn

phía trên sức điện động có chiều đi từ b đến a. Ở

thanh dẫn phía dưới chiều sức điện động đi từ d đến

c. Sức điện động của phần tử bằng 2 lần sức điện

động của thanh dẫn. Nếu nối 2 chổi điện A và B với

tải, trên tải sẽ có dòng điện, điện áp của máy phát điện

có cực dương ở chổi A và cực âm ở chổi B.

Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí của phần tử

thay đổi, thanh ab ở cực S, thanh dc ở cực N, sức

điện động trong thanh dẫn đổi chiều. Nhờ có chổi điện

đứng yên, chổi A vẫn nối với phiến góp phía trên, chổi

B nối với phiến góp phía dưới nên chiều dòng điện ở

mạch ngoài không đổi. Ta có máy phát điện một chiều

với cực dương ở chổi A và cực âm ở chổi B. Nếu máy

chỉ có 1 phần tử, điện áp đầu cực như hình. Để điện

áp lớn và ít đập mạch, dây quấn phải có nhiều phần tử

và nhiều phiến đổi chiều.

Ở chế độ máy phát điện, dòng điện phần ứng Iư cùng

chiều với sức điện động phần ứng Eư. Phương trình

cân bằng điện áp là U= Eư-RưIư