1.1.cấu tạo của máy điện một chiều

Kết cấu của máy điện một chiều có thể phân thành hai phần chính là phần tĩnh và phần quay.

1. phần tĩnh hay stato

Đây là phần đứng yên của máy.phần tĩnh gồm các bộ phận chínhsau:

Hình 1.1. mặt cắt ngang và dọc của máy điện một chiều

a. cực từ chính

cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cựctừ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ.lõi sắt cựctừ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt.trong máy điện nhỏ có thể dung thép khối.cực từ dược gắn chặt vào mỏ máy nhờ các bulong.Dây quấn kích từ dược quấn bằng dây đồng bọc cách diện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ.các

cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau.

Hình 1.2 cực từ chínhb. cực từ phụ

cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dung để cải thiện đổi chiều.lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thépkhối và trên thân cực từ phụ có d7at85 dây quấn mà cấu tạo giống như giây quấn cực từ chính.cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulong.

c. Gông từ

Gông từ dung để làm mạch từ nối liền cá cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong máy điện nhỏ và vừa thường dung thép tấm dày uốn và hàn lại. trong máy điện lớn thường dùng thép đúc.Có khi trong máy điện nhỏ dùng gang lam vỏ máy.

d. Các bộ phận khác

Các bộ phận khác gồm có:

Nắp máy: để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện.trong máy điện nhỏ và vừa ,nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi.trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang.

Cơ cấu chổi than: dể đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than vànhờ một lò xo ti chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố địnhtrê giá chổi than và cách điện với giá.giá chổi than co thể quay dược để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chổ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định chặt lại

1.2 phần quay hay roto

Phân quay gồm có những bộ phận sau:

a)Lõi sắt phần ứng.

Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ. thường dùng những tấm thép

kỹ thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0,5 mm phủ cách

điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm hao tổn do

dòng điện xoáy gây nên . trên lá thép có dập hình dạng

rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào.

Trong những máy cở trung trở lên , người ta còn dập những

lổ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được

những lỗ thông gió dọc trục( hình 1.2)

Hình

1.2. lá thép phần ứng

Trong những máy điện hơi lớn thì lõi sắt thường chia thành

từng đoạn nhỏ. Giữa các đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe

thông gió ngang trục. khi máy làm việc, gió thổi qua các

khe làm nguội dây quấn và lõi sắt.

Trong máy điện nhỏ , lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào

trục. trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá

roto. Dùng giá roto có thể tiết kiệm thép kĩ thuật điện và

giảm nhẹ trọng lượng roto.

b) dây quấn phần ứng.

Dây quấn phần ứng là phần sinh ra s.đ.đ và có dòng điện

chạy qua. Dây quấn phần ứng tường làm bằng dây đồng có bọc

cách điện. trong máy điện nhỏ công suất vài kilooat thường

dung dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa vào lớn.

thường dùng dây có tiết diện chữ nhật. dây quấn được cách

điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.

Để tránh khi quay bi văng ra do ly tâm. ở miệng rãnh có

dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai dây quấn. nêm có thể làm

bằng tre. Gỗ hay bakêlit (hình 1.3).

hình 1.3 mặt

cắt rãnh phần ứng

c) cổ góp

cổ góp ( còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để

đổi chiều dòng xoay chiều thành một chiều .

kết cấu của cổ góp như hình 1.4. cổ góp gồm có nhiều phiến

đồng có đuôi nhạn ( hình 1.4a) cách điện với nhau bằng lớp

mica dày 0.4 đến 1.2mm và hợp thành một hình trụ tròn. Hai

đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại. giữa

vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica (hình 1.4b).

đuôi vành góp có cao hơn lên một ít để hàn các đầu dây của

các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng.

Hình 1.4 phiến đổi

chiều và cổ góp

d) các bộ phận khác

các bộ phận khác gồm có:

- Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một

chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. ở hai đầu nắp

máy có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục máy. Khi

máy quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào máy. Gió đi

qua vành góp, cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt

gió ra ngoài làm nguội máy.

- Trục máy: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh

quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép cacbon

tốt.

1.3. Các trị số định mức.

Chế độ làm việc định mức của máy điện là là chế độ làm việc

trong những điều kiện mà xưởng chế tạo đã quy định. Chế độ

đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy và

gọi là những lượng định mức. trên máy thường ghi những đại

lượng sau:

Công suất định mức Pđm (KW hay W);

Điện áp định mức Uđm (V);

Dòng điện định mức Iđm (A);

Tốc độ định mức nđm (vg/ph).

Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích từ , dòng điện

kích từ và các số liệu về điều kiện sử dụng v.v…

Cần chú ý là công suất định mức ở đây là chỉ có công suất

đưa ra của máy điện. đối với động cơ điện, thì đó là công

suất cơ đưa ra ở đầu trục.

3. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ.

Có 3 cách điều chỉnh dựa vào các thông số của phương

trình như : U, Φ, Rưtông . Do vậy ta có các cách sau :

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần

ứng .

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở

mạch phần ứng .

- Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông. Sau

đây ta sẽ tìm hiểu các phương pháp:

* Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng :

Ta có từ thông được giữ không đổi . Điện áp phần ứng được

cấp từ bộ biến đổi. Khi thay đổi điện áp U cấp cho cuộn

dây phần ứng, ta có họ đặc tính cơ ứng với các tốc độ

không tải khác nhau , song song nhau như hình vẽ đường

đặc tinh cơ trên . Như ta biết điện áp chỉ có thể thay

đổi về phía giảm (U < Udm) nên phương pháp này chỉ cho phép

điều chỉnh giảm tốc độ .

Phương pháp này có những đặc điểm sau:

- Điện áp phần ứng càng giảm thì tốc độ động cơ càng

nhỏ .

- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh.

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dải

điều chỉnh .

- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng

với một momen là như nhau . Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn

nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh .Do vậy

sai số tốc độ tương đối ( sai số tĩnh ) của đặc tính cơ

thấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều

chỉnh .

Sơ đồ cấu trúc của phương pháp :

* Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :

Muốn thay đổi từ thông động cơ , ta tiến hành thay đổi dòng

điện kích từ của động cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở

mạch kích từ . Rõ ràng , Phương pháp này chỉ cho phép tăng

điện trở vào mạch kích từ nghĩa là chỉ có thể giảm dòng

điện kích từ ( Ikt < Iktđm ) do đó chỉ có thể thay đổi về

phía giảm từ thông. Khi giảm từ thông , đặc tính dốc hơn

và có tốc độ không tải lớn hơn. Ta có họ đặc tính cơ khi

khi giảm từ thông như hình vẽ trên.

Phương pháp này cũng có những đặc điểm sau :

- Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng

của đặc tính cơ càng tăng, tốc độ động cơ càng lớn, mềm hơn

.

- Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh : D ~

3:1

- Chỉ thay đổi được tốc độ về phía tăng theo phương pháp này .

- Do độ dốc đặc tính cơ tăng lên khi giảm từ thông

nên các đặc tính cơ sẽ cắt nhau và do vậy , với tải không

lớn (M1) thì tốc độ tăng khi từ thông giảm , còn ở vùng tải

lớn (M2) thì tốc độ có thể tăng hoặc giảm tuỳ theo tải .

Thực tế , phương pháp này chỉ sử dụng ở vùng tải không quá

lớn so với định mức .

- Phương pháp này rất kinh tế vì việc điều chỉnh

tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích từ là ( 1 ữ

10)% dòng định mức của phần ứng . Tổn hao điều chỉnh thấp

rất kinh tế.

Sơ đồ cấu trúc của phương pháp :

* Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng :

Khi tăng điện trở mạch phần ứng , đặc tính cơ dốc

hơn nhưng vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng . Họ

đặc tính cơ khi thay đổi điện trở mạch phần ứng được biểu

diễn như trên.

Đặc điểm của phương pháp này là:

- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc

tính cơ càng lớn ( càng mềm), độ ổn định tốc độ càng kém

và sai số tốc độ càng lớn.

- Phương pháp này cho phép thay đổi tốc độ về phía

giảm ( do chỉ có thể tăng thêm điện trở ).

- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch

phần ứng nên tổn hao công suất dưới dạng nhiệt trên điện

trở khi điều chỉnh là khá lớn .

- Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số momen tải . Tải

càng nhỏ ( M1 ) thì dải điều chỉnh D càng nhỏ . Nói chung

phương pháp này cho : D ~ 5 : 1

- Về nguyên tắc phương pháp này cho điều chỉnh trơn

nhờ thay đổi đều điện trở nhưng vì dòng Rotor lớn nên việc

chuyển đổi điện trở sẽ khó khăn. Thực tế thường thực hiện

chuyển đổi theo từng cặp điện trở .

Với những đặc điểm như trên lại gây tổn hao nên phương

pháp này ít được sử dụng.