Giáo trình Máy điện II - Chương 7: Đại cương về máy điện một chiều

Ch−ơng 7 Đại c−ơng về máy điện một chiều 
7.1 Cấu tạo của máy điện 1 chiều. 
Cấu tạo của máy điện một chiều nh− hình 2.1 
1. Phần tĩnh (Stato) 
Phần tĩnh của máy điện 1 chiều gồm các bộ phần sau: 
a) Cực từ chính 
 Đây lμ bộ phận sinh ra từ tr−ờng chính trong 
máy, nó bao gồm: 
- Lõi cực từ: Hình dạng nh− hình 2.1, có thể 
lμm bằng thép khối vì dẫn từ 1 chiều. Tuy nhiên để 
giảm kích th−ớc, ngμy nay nó đ−ợc lμm bằng thép 
kỹ thuật điện (KTĐ) cán lạnh không đẳng h−ớng. 
- Dây quấn cực từ chính. 
Đ−ợc lμm bằng dây dẫn tròn có bọc cách điện 
hoặc dây dẫn tiết diện chử nhật quấn định hình rồi 
lồng vμo thân cực từ. Các dây quấn kích thích đặt 
trên các cực từ chính th−ờng đ−ợc nối nối tiếp với nhau. 
b) Cực từ phụ. 
Đây lμ bộ phận dùng để cải thiện đổi chiều. 
- Lõi cực có thể lμm bằng thép khối 
- Dây quấn cực từ phụ, đặt trên cực từ phụ vμ nối nối tiếp với dây quấn phần ứng qua 
các chổi than. Cực từ phụ đ−ợc bố trí xen kẻ với cực từ chính. 
c) Gông từ. 
Lμm mạch dẫn từ, nối liền các cực từ chính vμ phụ, đồng thời lμm vỏ máy. 
Máy nhỏ vμ vừa gông từ lμm bằng thép tấm, máy lớn lμm bằng thép đúc. 
d) Các bộ phận khác. 
- Nắp máy: Để che chắn các vật ngoμi rơi vμo máy vμ lμm giá đở ổ bi 
- Cơ cấu chổi than: Hộp chổi than vμ chối than đ−ợc cố định trên nắp máy 
Hình 2.1 Mặt cắt dọc vμ ngang của một máy điện một 
Hình 2.2 Cực từ 
Máy điện 2 37
2. Phần quay (Roto) 
a) Lõi thép phần ứng. 
Đây lμ bộ phận dẫn từ xoay chiều, nên lμm bằng thép KTĐ, dμy 0,35 - 0,5. Trên lõi 
thép có dập rãnh để bố trí dây quấn phần ứng. Máy nhỏ vμ vừa có lổ thông gió h−ớng trục, 
máy lớn còn có kênh thông gió h−ớng kính, hình 2.3. 
b) Dây quấn phần ứng. 
Đây lμ bộ phận tham gia trực tiếp 
quá trình biến đổi năng l−ợng điện từ, 
nó đ−ợc phân bố trong các rãnh của lõi 
thép phần ứng, hình 2.4. Dây quấn 
phần ứng đã xét ở ch−ơng 1. 
c) Cổ góp. 
 Đây lμ bộ phận để đổi chiều dòng 
điện hay có thể coi nó lμ bộ chỉnh l−u 
cơ khí. Cổ góp bao gồm các phiến góp 
lμm bằng đồng, đ−ợc ghép vμ ép lại 
thμnh cổ góp hình trụ. Giữa các phiến 
góp có lớp cách điện bằng mica dμy 
0,4 - 1,2 mm. 
d) các bộ phận khác. 
- Trục máy 
- Quạt gió 
Hình 2.3 Lá thép phần ứng Hình 2.4 Rãnh lỏi thép 
Hình 2.5 Phiến góp vμ cổ góp 
7.2 các trị số định mức. 
 Đối với máy điện một chiều các trị số định mức bao gồm: 
- Công suất định mức Pđm (kW) 
- Điện áp định mức Uđm (V) 
- Dòng điện định mức Iđm (A) 
- Tốc độ định mức nđm (vg/ph) 
Các thông số khác nh− kiểu máy, ph−ơng pháp vμ dòng điện kích thích... 
Máy điện 2 38
7.3 Nguyên lý lμm việc cơ bản của máy điện một chiều. 
Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý lμm việc của 
Sơ đồ nguyên lý nh− hình 2.6. Nó gồm một khung dây abcd hai đầu nối với 2 phiến 
góp, đặt trong từ tr−ờng của nam châm vĩnh cửu N-S, hai chổi điện A vμ B đặt cố định vμ tỳ 
sát lên trên 2 phiến góp. 
 Khi cho khung dây quay, theo định luật cảm ứng điện từ trong các thanh dẫn ab vμ cd 
sẽ cảm ứng đ−ợc một s.đ.đ. 
 e = Blv (v) 
Trong đó: - B (T) lμ từ cảm của nam châm N-S 
 - l (m) lμ chiều dμi của thanh dẫn 
 - v (m/s) lμ vận tốc dμi của thanh dẫn 
Tại thời điểm trên hình 2.6 thanh dẫn ab nằm d−ới cực N nên s.đ.đ có chiều h−ớng từ b 
đến a, thanh dẫn cd nằm d−ới cực S có s.đ.đ chiều h−ớng từ d đến c. Lúc nμy dòng điện 
chạy trong mạch ngoμi h−ớng từ chổi A (+) đến chổi B (-). Khi khung dây quay đ−ợc 1/2 
vòng, thanh dẫn cd lúc nμy nằm d−ới cực N nên chiều s.đ.đ vμ dòng điện h−ớng từ c đến d, 
còn trong thanh dẫn ab nằm d−ới cực S vμ chiều e h−ớng từ a đến b. Nh− vậy ở mạch 
ngoμi chổi A vẫn có dấu (+) vμ chổi B vẫn mang dấu (-). 
Nh− vậy mặc dầu chiều của s.đ.đ vμ dòng điện trong thanh dẫn thay đổi nh−ng chiều 
của chúng ở mạch ngoμi lμ không đổi. Chổi A luôn (+) vμ chổi B luôn (-). 
Sức điện động vμ dòng điện mạch ngoμi nh− hình 2.6b. 
Để có s.đ.đ lấy ra lớn vμ ít đập mạch ta bố trí nhiều khung dây nối tiếp vμ lệch nhau 1 
góc nμo đó (dây quấn phần ứng). 
Trên đây lμ nguyên lý lμm việc cơ bản của máy phát điện. 
Nêu ta cho dòng điện 1 chiều chạy vμo chổi A (+) vμ chạy ra ở chổi B (-) thì dòng điện 
trong thanh dẫn d−ới cực N luôn h−ớng từ tr−ớc ra sau, vμ dòng điện trong thanh dẫn d−ới 
cực S luôn h−ớng từ sau ra tr−ớc vì vậy lực (mômen) điện từ do chúng sinh ra sẽ có chiều 
không đổi nên nó lμm cho khung dây quay với một chiều không đổi. Đó lμ nguyên lý lμm 
việc của động cơ điện 1 chiều. 
Máy điện 2 39