CHƯƠNG 8
MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1. CẤU TẠO:
Máy điện một chiều có cấu tạo gần giống với máy điện xoay chiều rotor dây quấn, bao gồm: stator, rotor, cổ góp và chổi than.
1.1 Stator:
Stator còn gọi là phần cảm, gồm lõi thép bằng thép đúc hoặc lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau, mạch từ vừa là vỏ máy. Các cực từ chính có dây quấn kích từ (hình 7-2a)
1.2 Rotor:
Rotor của máy điện một chiều được gọi là phần ứng, gồm lõi thép và dây quấn phần ứng. Lõi thép hình trụ, làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0,5mm, phủ sơn cách điện, ghép lại. Các lá thép được dập có lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng (hình 7-2b). Mỗi phần tử của dây quấn phần ứng có nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp, hai cạnh tác dụng của phần tử dây quấn đặt trong hai rãnh dưới hai cực khác tên.
1.3 Cổ góp và chổi than
Cổ góp gồm những phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn ở đầu trục rotor. Hình 7-3a vẽ mặt cắt cổ góp để thấy rõ hình dáng của phiến góp. Các đầu dây của các phần tử nối với phiến góp.
Chổi than (hay chổi điện) làm bằng than graphit (hình 7-3b). Các chổi than tỳ chặt lên cổ góp nhờ lò xo và giá chổi than gắn trên nắp máy.
2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC:
2.1 Nguyên lý làm việc và phương trình cân bằng điện áp của máy phát điện một chiều.
Hình 7-4 mô tả nguyên lý làm việc của máy phát điện một chiều, trong đó dây quấn phần ứng chỉ có một phần tử nối với hai phiến đổi chiều.
Khi động cơ sơ cấp kéo phần ứng quay, 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 qui tắc bàn tay phải. Như hình 7-4 từ trường hướng từ cực N đến S (từ trên xuống dưới), chiều quay phần ứng ngược chiều kim đồng hồ, ở thanh dẫn phía trên, sức điện động có chiều từ b đến a. Ở thanh dẫn phía dưới, chiều sức điện động từ d đến c, sức điện động bằng hai lần sức điện động của thanh dẫn. Nếu nối hai chổi than 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 cd ở cực N, sức điện động trong thanh dẫn đổi chiều. Nhờ có chổi than đứng yên, chổi than A vẫn nối với phiến góp phía trên, chổi B nối với phiến góp phía dưới, nên chiều dòng điện mạch ngoài không đổi. ta có máy phát điện một chiều với cực dương ở chổi A, cực âm ở chổi B.
Nếu máy chỉ có một phần tử, điện áp đầu cực như trong hình 7-5a, để điện áp lớn và ít đập mạch (hình 7-5b), dây quấn phải có nhiều phần tử, nhiều phiến đổi chiều.
Ở chế độ máy phát, dòng điện phần ứng Iư cùng chiều với sức điện động phần ứng Eư. Phương trình cân bằng điện áp là:
U = Eư - RưIư (7-1)
Trong đó RưIư là điện áp rơi trong dây quấn phần ứng; Rư là điện trở của dây quấn phần ứng; U là điện áp đầu cực máy; Eư là sức điện động phần ứng
