TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HCM
KHOA ÑIEÄN
BOÄ MOÂN: CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN
------------0----------GVC-ThS.NGUYEÃN TROÏNG THAÉNG
GVC-ThS.NGOÂ QUANG HAØ
GIAÙO TRÌNH
MAÙY ÑIEÄN I
TP. HCM Thaùng 12 / 2005
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Giaùo trình MAÙY ÑIEÄ N I laø moät cuoán saù ch trong boä GIAÙO TRÌNH MAÙY ÑIEÄN goàm 2
taäp nhaèm giuù p sinh vieân baä c ñaïi hoï c hoaë c cao ñaúng ngaønh Ñieän Coâng Nghieäp , Ñieän
Töï Ñoän g cuû a tröôøn g Ñaï i Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaä t TP.HCM laøm taøi lieäu hoï c taäp, hoaë c
coù theå duøng laøm taø i lieäu tham khaûo cho sinh vieân ngaønh Coâng ngheä Ñieän- Ñieän töû,
Coâng ngheä Ñieän töû –Vieãn thoâ ng vaø caùc ngaønh khaùc lieâ n quan ñeán lónh vöï c ñieän –ñieän
töû.
Giaùo trình maùy ñieä n trình baøy nhöõ ng lyù thuyeát cô baûn veà: caáu taïo; nguyeân lyù laøm
vieä c; caùc quan heä ñieän töø ; caùc ñaë c tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù xaûy ra trong:
Maùy ñieän moä t chieàu; Maù y bieán aùp; Maùy ñieän khoâ ng ñoà ng boä vaø Maùy ñieän ñoàng boä.
Toaøn boä giaùo trình maù y ñieän ñöôï c chia laøm 2 taäp:
Taäp I goàm 2 phaàn : Maù y ñieän moä t chieàu vaø Maù y bieán aùp.
Taäp II goàm 3 phaàn : Nhöõng vaán ñeà lyù luaä n chung cuûa caù c maù y ñieän xoay chieàu (daïng
maùy ñieän quay); Maùy ñieän khoâng ñoàng boä ; Maùy ñieän ñoàng boä.
M
. HC
P
T
Ñeå giuùp sinh vieân deã daøng tieáp thu kieán thöùc moân hoïc, giaùohtrình
uat trình baøy noäi dung
yhoït a, caâ u hoû i vaø baø i taäp ñeå
K
moät caù ch ngaén goïn , cô baûn. ÔÛ moãi chöông coù ví duïhaminh
p m
uñaõ
S
H
sinh vieân coù theå hieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeà
mình
hoï c.
ng D
o
u
r
©T
yen
u
q
Ban
Caùc taùc gæa
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
MUÏC LUÏC
Môû ñaàu
Phaàn I: Maù y ñieä n moät chieà u (MÑMC)
Chöông 1: Ñaïi cöông veà maùy ñieän moät chieàu
Chöông 2: Maïch töø luùc khoâng taûi cuû a MÑMC
Chöông 3: Daây quaán phaàn öùng cuû a MÑMC
Chöông 4: Quan heä ñieän töø trong MÑMC
Chöông 5: Töø tröôøn g luùc coù taûi cuû a MÑMC
Chöông 6: Ñoå i chieàu
Chöông 7: Maùy phaù t ñieän moät chieà u
Chöông 8: Ñoän g cô ñieän moä t chieàu
Chöông 9: Maùy ñieän moät chieà u ñaëc bieät coân g suaá t nhoû
Trang
01
07
13
22
40
48
56
68
83
96
M
P. HC
uat T
Phaàn II: Maù y bieán aù p (MBA)
h
Ky t
Chöông 1: Khaù i nieäm chung veà MBA
m
a
h
Su p
H
Chöông 2: Toå noá i daây vaø maïch töø cuû a MBA
D
ng
Truo
Chöông 3: Quan heä ñieän töø trongnMBA
©
quye
Chöông 4: Cheá ñoä laøm vieä
Banc ôû taûi xaùc laäp ñoá i xöù ng cuûa MBA
Chöông 5: Caù c loaï i maùy bieán aùp ñaëc bieät
107
116
125
138
149
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM
http://www.hcmute.edu.vn
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1- Vuõ Gia Hanh, Traàn Khaùnh Haø, Phan Töû Thuï, Nguyeãn Vaê n Saùu, Maùy ñieän I,II .
NXB khoa hoï c vaø kyõ thuaä t - 1998 .
2- Nguyeã n Troïng Thaéng, Nguyeãn Theá Kieä t, Coâng ngheä cheá taïo vaø tính toaùn söû a chöõ a
Maùy ñieän , NXB Giaù o duï c, 1995 .
3- A.E. Fitzerald, Charles kingsley . Electrical Machines. Mc. Graw - Hill, 1990 .
4- Jimmie J. Cathey . Electric machines Analysis and Design Applying Matlab . Mc.
Graw - Hill - 2001 .
HCM
P.
5- E.V.Armensky, G.B.Falk, Fractional Horsepower Electrical
uat T machines, Mir
h
Ky t
m
a
h
Su p Machines with Power Electronic
H
Electric
6- Mohamed E. El-Hawary, Principle of
D
uong
© Tr
Applications, Prentice-Hall, e1986.
n
quy
Ban
Electrical machines, vol.1,2, Mir Publishers Moscow,
7- M.Kostenko, L.Piotrovsky,
1974.
Publishers, Moscow, 1985.
8- Stephen J. Chapman, Electric machinery and Power System fundamental, Mc
Graw Hill, 2002.
Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HCM
KHOA ÑIEÄN
BOÄ MOÂN: CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN
------------0----------GVC-ThS.NGUYEÃN TROÏNG THAÉNG
GVC-ThS.NGOÂ QUANG HAØ
GIAÙO TRÌNH
MAÙY ÑIEÄN I
TP. HCM Thaùng 12 / 2005
LÔØI NOÙI ÑAÀU
Giaùo trình MAÙY ÑIEÄN I laø moät cuoán saùch trong boä GIAÙO TRÌNH MAÙY
ÑIEÄN goàm 2 taäp nhaèm giuùp sinh vieân baäc ñaïi hoïc hoaëc cao ñaúng ngaønh Ñieän
Coâng Nghieäp, Ñieän Töï Ñoäng cuûa tröôøng Ñaïi Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaät
TP.HCM laøm taøi lieäu hoïc taäp, hoaëc coù theå duøng laøm taøi lieäu tham khaûo cho
sinh vieân ngaønh Coâng ngheä Ñieän- Ñieän töû, Coâng ngheä Ñieän töû –Vieãn thoâng
vaø caùc ngaønh khaùc lieân quan ñeán lónh vöïc ñieän –ñieän töû.
Giaùo trình maùy ñieän trình baøy nhöõng lyù thuyeát cô baûn veà: caáu taïo; nguyeân lyù
laøm vieäc; caùc quan heä ñieän töø; caùc ñaëc tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù
xaûy ra trong: Maùy ñieän moät chieàu; Maùy bieán aùp; Maùy ñieän khoâng ñoàng boä vaø
Maùy ñieän ñoàng boä.
Toaøn boä giaùo trình maùy ñieän ñöôïc chia laøm 2 taäp:
Taäp I goàm 2 phaàn
: Maùy ñieän moät chieàu vaø Maùy bieán aùp.
Taäp II goàm 3 phaàn : Nhöõng vaán ñeà lyù luaän chung cuûa caùc maùy ñieän
xoay chieàu (daïng maùy ñieän quay); Maùy ñieän
khoâng ñoàng boä; Maùy ñieän ñoàng boä.
Ñeå giuùp sinh vieân deã daøng tieáp thu kieán thöùc moân hoïc, giaùo trình trình baøy
noäi dung moät caùch ngaén goïn, cô baûn. ÔÛ moãi chöông coù ví duï minh hoïa, caâu
hoûi vaø baøi taäp ñeå sinh vieân coù theå hieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeà mình ñaõ hoïc.
Caùc taùc giaû
MÔÛ ÑAÀU
1. Caùc loaïi maùy ñieän vaø vai troø cuûa chuùng trong neàn kinh teá quoác daân
Ñieän naêng ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong saûn xuaát vaø ñôøi soáng cuûa
nhaân daân. Vieäc ñieän khí hoùa, töï ñoäng hoùa trong coâng nghieäp, noâng nghieäp, giao
thoâng vaän taûi ngaøy caøng ñoøi hoûi caùc thieát bò ñieän khaùc nhau. Trong ñoù caùc loaïi maùy
ñieän chieám moät vai troø chuû yeáu ñeå bieán cô naêng thaønh ñieän naêng vaø ngöôïc laïi hoaëc
ñeå bieán ñoåi daïng ñieän naêng naøy thaønh daïng ñieän naêng khaùc (xoay chieàu ñeán moät
chieàu).
Bieán ñoåi cô naêng thaønh ñieän naêng nhôø caùc maùy phaùt ñieän coù ñoäng cô sô caáp
keùo nhö tuoác bin hôi, tuoác bin nöôùc, ñoäng cô ñoát trong.
Bieán ñoåi ñieän naêng thaønh cô naêng duøng trong truyeàn ñoäng ñieän ngöôøi ta duøng
caùc loaïi ñoäng cô ñieän.
Vieäc truyeàn taûi vaø phaân phoái ñieän naêng xoay chieàu töø traïm phaùt ñieän ñeán caùc
hoä tieâu thuï ñieän, vieäc bieán ñoåi ñieän aùp ñöôïc thöïc hieän nhôø maùy bieán aùp.
Trong saûn xuaát thöôøng duøng caû doøng ñieän xoay chieàu vaø moät chieàu neân
ngöôøi ta chia caùc loaïi maùy ñieän thaønh hai loaïi maùy ñieän xoay chieàu vaø maùy ñieän
moät chieàu. Coù theå ñöôïc moâ taû baèng moät sô ñoà toång quaùt sau:
Maùy ñieän
↓
↓
Maùy ñieän tónh
↓
Maùy ñieän quay
↓
↓
Maùy ñieän AC
↓
Maùy ñieän KÑB
↓
Maùy
bieán
aùp
↓
Ñoäng
cô
ñieän
KÑB
↓
↓
Maùy
phaùt
ñieän
KÑB
↓
↓
Maùy ñieän DC
↓
↓
Maùy ñieän ÑB
↓
Ñoäng
cô
ñieän
ÑB
↓
↓
Maùy
phaùt
ñieän
ÑB
↓
Ñoäng
cô
ñieän
DC
↓
Maùy
phaùt
ñieän
DC
Ngoaøi ra do caùc yeâu caàu khaùc nhau cuûa ngaønh saûn xuaát, giao thoâng vaän taûi neân
xuaát hieän caùc loaïi maùy ñieän ñaëc bieät nhö maùy ñieän xoay chieàu coù vaønh goùp, maùy
khueách ñaïi ñieän töø, caùc maùy ñieän cöïc nhoû ...
2. Ñaïi cöông veà caùc maùy ñieän: Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa caùc maùy ñieän döïa treân cô
sôû cuûa ñònh luaät caûm öùng ñieän töø (e = -dφ / dt). Söï bieán ñoåi naêng löôïng trong maùy
ñieän ñöôïc thöïc hieän thoâng qua töø tröôøng. Ñeå taïo ñöôïc nhöõng töø tröôøng maïnh vaø
1
taäp trung ngöôøi ta duøng vaät lieäu saét töø ñeå laøm maïch töø. ÔÛ caùc maùy bieán aùp maïch
töø laø moät loõi theùp ñöùng yeân, coøn trong caùc maùy ñieän quay maïch töø goàm hai loõi theùp
ñoàng truïc: Moät quay vaø moät ñöùng yeân vaø caùch nhau moät khe hôû. Theo tính chaát
thuaän nghòch cuûa caùc ñònh luaät caûm öùng ñieän töø moät maùy ñieän coù theå laøm vieäc ôû
cheá ñoä maùy phaùt ñieän hoaëc cheá ñoä ñoäng cô ñieän. Nhöng vì ñaëc tính kyõ thuaät ngöôøi
ta chæ tính toaùn thieát keá ñeå laøm vieäc ôû moät cheá ñoä nhaát ñònh. Trong caùc maùy ñieän,
naêng löôïng ñöôïc bieán ñoåi vôùi hieäu suaát cao töø 93% ñeán 95%. Khi laøm vieäc do toån
hao cuûa doøng Fucoâ (Foucault) treân loõi theùp vaø taùc duïng Joule treân daây quaán neân
maùy noùng, ta coù theå laøm nguoäi maùy baèng nhieàu caùch.
3. Phöông phaùp nghieân cöùu maùy ñieän
Nhö ñaõ noùi ôû treân söï bieán ñoåi naêng löôïng trong caùc maùy ñieän ñöôïc thöïc hieän
thoâng qua töø tröôøng trong maùy. Nhö vaäy vieäc nghieân cöùu caùc maùy ñieän coù theå xuaát
phaùt töø lyù thuyeát tröôøng ñieän töø. Song do caáu truùc vaät lyù vaø hình hoïc phöùc taïp cuûa
caùc boä phaän trong maùy ñieän, vieäc xaùc ñònh cöôøng ñoä ñieän tröôøng E vaø cöôøng ñoä töø
tröôøng H ôû khe hôû khoâng khí töø heä phöông trình Maxwell gaëp raát nhieàu khoù khaên.
Vì vaäy khi nghieân cöùu caùc maùy ñieän ngöôøi ta khoâng duøng tröïc tieáp lyù thuyeát tröôøng
maø duøng lyù thuyeát maïch ñeå nghieân cöùu.
4. Caùc ñôn vò: Trong maùy ñieän thöôøng söû duïng hai loaïi heä ñôn vò
- Heä ñôn vò tuyeät ñoái laø caùc ñôn vò coù thöù nguyeân. Hieän nay thöôøng söû
duïng hai loaïi ñôn vò tuyeät ñoái laø CGSµ0 vaø SI.
Quan heä giöõa caùc ñôn vò cuûa heä MKSA, SI vaø CGSµ0
Teân caùc ñaïi
Teân vaø kí hieäu
Teân vaø kí hieäu
löôïng
caùc ñôn vò cuûa
caùc ñôn vò cuûa
heä MKSA vaø SI
heä CGSµ0
Ñôn vò MKSA
baèng bao nhieâu
ñôn vò cuûa
heä CGSµ0
Thôøi gian
Giaây
s
Giaây
s
1
Taàn soá
Hertz
Hz
Hertz
Hz
1
Chieàu daøi
Meùt
m
centimetre
cm
102
Toác ñoä daøi
Meùt treân giaây m/ s
cent. treân giaây cm/s
Gia toác
Meùt treân giaây2 m/s2
cent.treân giaây2 cm/s2 102
Khoái löôïng
Kilogramme
Kg
Gramme
g
103
Töø thoâng
Weber
Wb
Maxwell
Mx
108
Töø caûm
Weber/meùt2
Wb/m2 Gauss
G
104
(heä MKSA)
Tesla (heä SI)
T
Ñieän dung
Farad
Ñieän trôû
Ohm
F
Ω
2
102
- Trong khi nghieân cöùu, tính toaùn, thieát keá caùc maùy ñieän ñeå tieän lôïi ngöôøi
ta coøn duøng heä ñôn vò töông ñoái.
I* =
Trong ñoù:
I
U* =
Iñm
U
U ñm
P* =
P
Pñm
I: Doøng ñieän coù ñôn vò laø A
U: Ñieän aùp coù ñôn vò laø V
P: Coâng suaát coù ñôn vò W
Iñm, Uñm, Pñm : Laø caùc ñaïi löôïng ñònh möùc cuûa doøng ñieän, ñieän aùp, coâng suaát.
5. Sô löôïc veà caùc vaät lieäu cheá taïo maùy ñieän.
Caùc vaät lieäu duøng trong cheá taïo maùy ñieän goàm coù:
- Vaät lieäu taùc duïng: Bao goàm vaät lieäu daãn ñieän vaø vaät lieäu daãn töø duøng chuû yeáu ñeå
cheá taïo daây quaán vaø loõi theùp.
- Vaät lieäu caùch ñieän duøng ñeå caùch ñieän caùc boä phaän daãn ñieän vaø khoâng daãn ñieän
hoaëc giöõa caùc boä phaän daãn ñieän vôùi nhau.
- Vaät lieäu keát caáu duøng ñeå cheá taïo caùc chi tieát maùy vaø caùc boä phaän chòu löïc taùc
duïng cô giôùi nhö truïc, voû maùy, khung maùy, oå bi... noù bao goàm gang, saét theùp vaø
caùc kim loaïi maøu, hôïp kim cuûa chuùng. Ta xeùt sô löôïc ñaëc tính cuûa vaät lieäu daãn töø,
daãn ñieän caùch ñieän duøng trong cheá taïo maùy ñieän.
a. Vaät lieäu daãn töø.
Ngöôøi ta duøng theùp laù kó thuaät ñieän, theùp laù thoâng thöôøng laø theùp ñuùc , theùp reøn
ñeå cheá taïo maïch töø.
Caùc theùp laù kó thuaät ñieän (toân silic) thöôøng ñöôïc duøng coù caùc maõ hieäu: ∋11, ∋12,
∋13, ∋21, ∋22, ∋32, ∋310..
Trong ñoù
- ∋ chæ theùp laù kó thuaät (∋lektrotexnik)
- Soá thöù nhaát chæ haøm löôïng silic chöùa trong theùp, soá caøng cao haøm
löôïng silic caøng nhieàu theùp daãn töø caøng toát, nhöng doøn deã gaãy.
- Soá thöù hai: Chæ chaát löôïng cuûa theùp veà maët toån hao, soá caøng cao thì
toån hao caøng ít.
- Soá thöù ba: Soá 0 chæ theùp caùn nguoäi (theùp daãn töø coù höôùng), thöôøng
söû duïng trong cheá taïo maùy bieán aùp.
Ngoaøi ra coøn caùc loaïi theùp kyõ thuaät ñieän mang maõ hieäu 3404, 3405, ...,
3408 coù chieàu daøy 0,3 mm, 0,35 mm
Ñeå giaûm toån hao do doøng ñieän xoaùy, caùc laù toân silic treân thöôøng ñöôïc phuû
moät lôùp sôn caùch ñieän moûng sau ñoù môùi ñöôïc gheùp chaët laïi vôùi nhau, töø ñoù sinh ra
moät heä soá eùp chaët Kc: Laø tæ soá giöõa chieàu daøi cuûa loõi theùp thuaàn theùp vôùi chieàu daøi
3
thöïc cuûa loõi theùp keå caû caùch ñieän sau khi gheùp.
b. Vaät lieäu daãn ñieän
Duøng chuû yeáu laø ñoàng (Cu) vaø nhoâm (Al) vì chuùng coù ñieän trôû beù, choáng aên
moøn toát. Tuøy theo yeâu caàu veà caùch ñieän vaø ñoä beàn cô hoïc ngöôøi ta coøn duøng hôïp
kim cuûa ñoàng vaø nhoâm. Coù choã coøn duøng caû theùp ñeå taêng söùc beàn cô hoïc vaø giaûm
kim loaïi maøu nhö vaønh tröôït.
c. Vaät lieäu caùch ñieän
Vaät lieäu caùch ñieän duøng trong maùy ñieän phaûi ñaït caùc yeâu caàu:
- Cöôøng ñoä caùch ñieän cao.
- Chòu nhieät toát, taûn nhieät deã daøng.
- Choáng aåm toát, beàn veà cô hoïc.
Caùc chaát caùch ñieän duøng trong maùy ñieän coù theå ôû theå hôi nhö khoâng khí, theå loûng
(daàu maùy bieán aùp) vaø theå raén.
Caùc chaát caùch ñieän ôû theå raén coù theå chia laøm 4 loaïi:
- Caùc chaát höõu cô thieân nhieân nhö giaáy, vaûi, luïa ..
- Caùc chaát voâ cô nhö mi ca. amiaêng, sôïi thuûy tinh ...
- Caùc chaát toång hôïp.
- Caùc chaát men, sôn caùch ñieän, caùc chaát taåm saáy töø caùc vaät lieäu thieân nhieân vaø toång
hôïp.
Tuøy theo tính chòu nhieät, caùc vaät lieäu caùch ñieän ñöôïc chia thaønh caùc caáp sau:
- Caáp Y: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 900 C, laøm baèng vaät lieäu sôïi xen lu loâ hay luïa
goã, caùc toâng khoâng taåm hay khoâng queùt sôn.
- Caáp A: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 1050 C, laøm baèng vaät lieäu caùch ñieän caáp Y coù
taåm sôn caùch ñieän.
- Caáp E: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 1200 C, laøm baèng caùc sôïi poâ ly me.
- Caáp B: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 1300 C, laøm baèng caùc saûn phaåm mi ca, a mi
aêng, sôïi thuûy tinh.
- Caáp F: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 1550 C, laøm baèng vaät lieäu caáp B duøng keát hôïp
vôùi caùc chaát taåm saáy töông öùng.
- Caáp H: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp 1800 C, laøm baèng vaät lieäu mi ca khoâng chaát ñoän
hoaëc ñoän baèng vaät lieäu voâ cô, vaûi thuûy tinh taåm sôn.
- Caáp C: Nhieät ñoä giôùi haïn cho pheùp treân 1800 C, laøm baèng vaät lieäu goám mi ca, goám
thuûy tinh, thaïch anh duøng keát hôïp vôùi caùc chaát voâ cô.
Caáp caùch ñieän
Y
A
E
B
F
H
C
t0 cao nhaát cho pheùp (0 C)
90
105
120
130
155
180
>180
Ñoä taêng nhieät ∆t (0 C)
50
65
80
90
115
140
>140
4
ø
Ñoä taêng nhieät ñoä Δt coù theå tính: Δt = t1 - t2
Trong ñoù: t1: Nhieät ñoä cuûa maùy.
t2: Nhieät ñoä moâi tröôøng.
Theo TCVN: Nhieät ñoä moâi tröôøng laø 400c coøn cuûa maùy ñieän ta ño bình quaân.
Hieän nay thöôøng duøng caùc caáp caùch ñieän A, E, B.
Chuù yù: Treân nhieät ñoä cho pheùp 10% thì tuoåi thoï cuûa maùy giaûm ñi 1/2 neân khoâng
ñöôïc cho maùy laøm vieäc quaù taûi trong thôøi gian daøi.
6. Caùc ñònh luaät ñieän töø cô baûn duøng trong maùy ñieän
a. Ñònh luaät caûm öùng ñieän töø:
α. Tröôøng hôïp töø thoâng bieán thieân qua voøng daây
Naêm 1833 nhaø vaät lyù hoïc ngöôøi Nga laø Lenxô ñaõ
S
N
phaùt hieän ra qui luaät veà chieàu s.ñ.ñ caûm öùng. Ñònh
luaät caûm öùng ñieän töø ñöôïc phaùt bieåu nhö sau: Khi
töø thoâng ñi qua moät voøng daây bieán thieân seõ laøm
Φ
e
xuaát hieän moät s.ñ.ñ trong voøng daây, goïi laø s.ñ.ñ
caûm öùng. Söùc ñieän ñoäng caûm öùng coù chieàu sao
Hình1.1 Qui öôùc chieàu döông cho
cho doøng ñieän do noù sinh ra coù taùc duïng choáng laïi voøng daây coù töø thoâng xuyeân qua.
söï bieán thieân cuûa töø thoâng sinh ra noù. Chieàu quay cuûa caùn vaën nuùt chai seõ laø
chieàu döông cuûa voøng daây. Söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong voøng daây seõ ñöôïc xaùc
ñònh theo coâng thöùc Maéùcxoen
dΦ
dt
Neáu cuoän daây coù W voøng, söùc ñieän ñoäng caøm öùng trong cuoän daây seõ laø:
wdΦ
dΨ
e=−
=−
dt
dt
Trong ñoù Ψ = w Φ
laø töø thoâng moùc voøng cuûa cuoän daây.
e=−
Φ tính baèng Wb (veâbe), e tính baèng (V).
β. Tröôøng hôïp thanh daãn chuyeån ñoäng thaúng trong töø tröôøng
Khi thanh daãn chuyeån ñoäng thaúng trong töø
E
tröôøng, trong thanh daãn seõ caûm öùng s.ñ.ñ e coù trò soá
laø
e = B.l.v
v
B
e: S.ñ.ñ caûm öùng (V); B: Töø caûm (T); l: Chieàu daøi
thanh daãn trong töø tröôøng (m).
Chieàu cuûa s.ñ.ñ ñöôïc xaùc ñònh baèng qui taéc baøn tay
phaûi: Cho ñöôøng söùc töø ñi vaøo loøng baøn tay phaûi.
Ngoùn tay caùi choaõi ra chæ chieàu chuyeån ñoäng cuûa daây
daãn, thì chieàu töø coå tay tôùi ngoùn tay chæ chieàu s.ñ.ñ.
5
Hình1.2 Qui taéc baøn tay phaûi.
b. Ñònh luaät löïc ñieän töø
I
Löïc ñieän töø coù öùng duïng raát roäng raõi trong
kyõ thuaät, laø cô sôû ñeå cheá taïo maùy ñieän vaø khí cuï
ñieän. Tröôøng hôïp ñôn giaûn nhaát laø löïc cuûa töø tröôøng
taùc duïng leân daây daãn thaúng mang doøng ñieän. Neáu
F
B
moät daây daãn thaúng coù doøng ñieän vuoâng goùc vôùi
ñöôøng söùc cuûa töø tröôøng, thanh daãn seõ chòu taùc
ñoäng cuûa löïc ñieän töø laø:
F = B.i.l (N)
Hình1.3 Qui taéc baøn tay traùi.
B: Töø caûm (T); i: Doøng ñieän chaïy trong thanh daãn
(A); l: Chieàu daøi thanh daãn (m).
Chieàu cuûa löïc ñieän töø ñöôïc xaùc ñònh baèng qui taéc baøn tay traùi: Ngöûa baøn tay traùi
cho ñöôøng söùc töø (hoaëc veùc tô töø caûm B) xuyeân qua loøng baøn tay, chieàu töø coå tay
ñeán ngoùn tay chæ chieàu doøng ñieän thì ngoùn tay caùi choaõi ra chæ chieàu löïc ñieän töø.
c. Caùc ñònh luaät veà maïch töø.
Caùc phaàn töû laøm baèng vaät lieäu saét töø gheùp vôùi nhau ñeå töø thoâng kheùp kín
trong maïch ñöôïc goïi laø maïch töø. Vì theùp kyõ thuaät ñieän coù töø daãn nhoû hôn nhieàu
so vôùi caùc vaät lieäu khaùc, neân töø thoâng taäp trung chuû yeáu trong maïch töø. Phaàn töø
thoâng chaïy ra ngoaøi maïch töø goïi laø töø thoâng taûn. Ñeå taïo ra töø thoâng trong maïch
caàn coù nguoàn gaây töø, thoâng thöôøng laø cuoän daây quaán treân maïch, goïi laø cuoän daây
töø hoaù. Khi cuoän daây coù doøng ñieän I ñi qua, noù taïo ra s.t.ñ F = IW, W laø soá voøng
cuûa cuoän daây.
n
m
i =1
j =1
∫ Hdl = ∑ I = ∑ Η i L i = ∑ Ι W
6
ø
PHAÀN MOÄT
MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Chöông 1
ÑAÏI CÖÔNG VEÀ MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Trong neàn saûn xuaát hieän ñaïi maùy ñieän moät chieàu vaãn luoân luoân chieám moät vò
trí quan troïng, bôûi noù coù caùc öu ñieåm sau:
Ñoái vôùi ñoäng cô ñieän moät chieàu: Phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä roäng, baèng phaúng
vì vaäy chuùng ñöôïc duøng nhieàu trong coâng nghieäp deät, giaáy , caùn theùp, ...
Maùy phaùt ñieän moät chieàu duøng laøm nguoàn ñieän moät chieàu cho ñoäng cô ñieän
moät chieàu, laøm nguoàn kích töø cho maùy phaùt ñieän ñoàng boä, duøng trong coâng nghieäp
maï ñieän vv ...
Nhöôïc ñieåm: Giaù thaønh ñaét do söû duïng nhieàu kim loaïi maøu, cheá taïo vaø baûo quaûn coå
goùp phöùc taïp.
§1.1 NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC CÔ BAÛN CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Ngöôøi ta coù theå ñònh nghóa maùy ñieän moät chieàu nhö sau: Laø moät thieát bò ñieän
töø quay, laøm vieäc döïa treân nguyeân lyù caûm öùng ñieän töø ñeå bieán ñoåi cô naêng thaønh ñieän
naêng moät chieàu (maùy phaùt ñieän) hoaëc ngöôïc laïi ñeå bieán ñoåi ñieän naêng moät chieàu
thaønh cô naêng treân truïc (ñoäng cô ñieän)
M,n
⎞
↓
Phaàn caûm
U-...I-
MF
→
Phaàn öùng
Choåi than
M,n
→
ÑC
U-...I-
⎞
↓
Phieán goùp
Hình 1.1. Sô ñoà khoái chæ cheá ñoä laøm
vieäc cuûa maùy ñieän moät chieàu
Taûi
Hình 1.2. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy ñieän moät chieàu
1. Maùy phaùt ñieän
Maùy goàm moät khung daây abcd hai ñaàu noái vôùi hai phieán goùp, khung daây vaø
phieán goùp ñöôïc quay quanh truïc cuûa noù vôùi moät vaän toác khoâng ñoåi trong töø tröôøng
cuûa hai cöïc nam chaâm. Caùc choåi than A vaø B ñaët coá ñònh vaø luoân luoân tì saùt vaøo
phieán goùp. Khi cho khung quay theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø trong thanh daãn seõ
caûm öùng neân söùc ñieän ñoäng theo ñònh luaät Faraday ta coù:
e = B.l.v (V)
B: Töø caûm nôi thanh daãn queùt qua. (T)
l: Chieàu daøi cuûa thanh daãn naèm trong töø tröôøng. (m)
v: Toác ñoä daøi cuûa thanh daãn (m/s).
7
ø
Chieàu cuûa söùc ñieän ñoäng ñöôïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay phaûi nhö vaäy theo hình
veõ söùc ñieän ñoäng cuûa thanh daãn cd naèm döôùi cöïc S coù chieàu ñi töø d ñeán c, coøn
thanh ab naèm döôùi cöïc N coù chieàu ñi töø b ñeán a. Neáu maïch ngoaøi kheùp kín qua taûi
thì söùc ñieän ñoäng trong khung daây seõ sinh ra ôû maïch ngoaøi moät doøng ñieän chaïy töø
A ñeán B. Neáu töø caûm B phaân boá hình sin thì e bieán ñoåi hình sin daïng soùng söùc ñieän
ñoäng caûm öùng trong khung daây nhö hình 1.3a . Nhöng do choåi than A luoân luoân tieáp
xuùc vôùi thanh daãn naèm döôùi cöïc N, choåi than B luoân luoân tieáp xuùc vôùi thanh daãn
naèm döôùi cöïc S neân doøng ñieän maïch ngoaøi chæ chaïy theo chieàu töø A ñeán B. Noùi
caùch khaùc söùc ñieän ñoäng xoay chieàu caûm öùng trong thanh daãn vaø doøng ñieän töông
öùng ñaõ ñöôïc chænh löu thaønh söùc ñieän ñoäng vaø doøng ñieän moät chieàu nhôø heä thoáng
vaønh goùp vaø choåi than, daïng soùng söùc ñieän ñoäng moät chieàu ôû hai choåi than nhö
hình 1.3b. Ñoù laø nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy phaùt ñieän moät chieàu.
2. Ñoäng cô ñieän
Neáu ta cho doøng ñieän moät chieàu ñi vaøo choåi than A vaø ra ôû B thì do doøng
ñieän chæ ñi vaøo thanh daãn döôùi cöïc N vaø ñi ra ôû caùc thanh daãn naèm döôùi cöïc S, neân
döôùi taùc duïng cuûa töø tröôøng seõ sinh ra moät moâ men coù chieàu khoâng ñoåi laøm cho
quay maùy. Chieàu cuûa löïc ñieän töø ñöôïc xaùc ñònh theo qui taéc baøn tay traùi. Ñoù laø
nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu.
→
B, e
→
a. Töø caûm hay s.ñ.ñ hình sin trong khung
daây tröôùc chænh löu
e, i
b. S.ñ.ñ vaø doøng ñieän ñaõ ñöôïc chænh löu nhôø vaønh goùp
Hình 1.3 Caùc daïng soùng s.ñ.ñ
Hình 1.4. Qui taéc baøn tay phaûi vaø
qui taéc baøn tay traùi
Trong ñoù:
B: Töø caûm
E: Söùc ñieän ñoäng caûm öùng
I: Doøng ñieän
F: Löïc ñieän töø
§1.2 CAÁU TAÏO CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU
Keát caáu cuûa maùy ñieän moät chieàu coù theå phaân laøm hai thaønh phaàn chính laø phaàn
tónh vaø phaàn quay.
1. Phaàn tónh hay stator
Ñaây laø phaàn ñöùng yeân cuûa maùy noù goàm caùc boä phaän chính sau:
a. Cöïc töø chính
Laø boä phaän sinh ra töø tröôøng goàm coù loõi saét cöïc töø vaø daây quaán kích töø loàng
ngoaøi loõi saét cöïc töø.Loõi saét cöïc töø 1laøm baèng theùp laù kyõ thuaät ñieän hay theùp caùc
8
ø
bon daøy 0,5 ñeán 1mm gheùp laïi baèng ñinh taùn.
Loõi maët cöïc töø 2 ñöôïc keùo daøi ra (loõm vaøo) ñeå
taêng theâm ñöôøng ñi cuûa töø tröôøng.Vaønh cung cuûa
cöïc töø thöôøng baèng 2/3 τ (τ: Böôùc cöïc, laø khoaûng
caùch giöõa hai cöïc töø lieân tieáp nhau). Treân loõi cöïc
coù cuoän daây kích töø 3, trong ñoù coù doøng moät
chieàu chaïy qua, caùc daây quaán kích töø ñöôïc quaán
baèng daây ñoàng moãi cuoän ñeàu ñöôïc caùch ñieän kyõ
thaønh moät khoái, ñöôïc ñaët treân caùc cöïc töø vaø maéc
noái noái tieáp vôùi nhau. Cuoän daây ñöôïc quaán vaøo
khung daây 4, thöôøng laøm baèng nhöïa hoaù hoïc hay
giaáy bakeâlit caùch ñieän. Caùc cöïc töø ñöôïc gaén chaët
vaøo thaân maùy 5 nhôø nhöõng bu loâng 6.
b. Cöïc töø phuï
Hình 1.5. Cöïc töø chính
1) Loõi cöïc
2) Maët cöïc
3) Daây quaán kích töø
4) Khung daây
5) Voû maùy
6) Bu loâng baét chaët cöïc töø vaøo
voû maùy
Ñöôïc ñaët giöõa cöïc töø chính duøng ñeå caûi
thieän ñoåi chieàu, trieät tia löûa treân choåi than. Loõi
theùp cuûa cöïc töø phuï cuõng coù theå laøm baèng theùp
khoái, treân thaân cöïc töø phuï coù ñaët daây quaán, coù
caáu taïo gioáng nhö daây quaán cuûa cöïc töø chính. Ñeå
maïch töø cuûa cöïc töø phuï khoâng bò baõo hoøa thì khe
hôû cuûa noù vôùi rotor lôùn hôn khe hôû cuûa cöïc töø
Hình 1.6. Cöïc töø phuï
1) Loõi; 2) Cuoän daây
chính vôùi rotor.
c. Voû maùy (Goâng töø)
Laøm nhieäm vuï keát caáu ñoàng thôøi duøng laøm maïch töø noái lieàn caùc cöïc töø. Trong maùy
ñieän nhoû vaø vöøa thöôøng duøng theùp taám ñeå uoán vaø haøn laïi. Maùy coù coâng suaát lôùn
duøng theùp ñuùc coù töø (0,2 - 2)% chaát than.
d. Caùc boä phaän khaùc
- Naép maùy: Ñeå baûo veä maùy khoûi bò nhöõng vaät ngoaøi rôi vaøo laøm hö hoûng daây
quaán. Trong maùy ñieän nhoû vaø vöøa naép maùy coù taùc duïng laøm giaù ñôõ oå bi.
- Cô caáu choåi than: Ñeå ñöa ñieän töø phaàn quay ra ngoaøi hoaëc ngöôïc laïi.
Hình 1.7. Cô caáu choåi than
1) Hoäp choåi than
2) Choåi than
3) Loø so eùp
4) Daây caùp daãn ñieän
9
ø
2. Phaàn quay hay rotor
4
a. Loõi saét phaàn öùng:
3
Ñeå daãn töø thöôøng duøng theùp laù kyõ thuaät ñieän
daøy 0,5 mm coù sôn caùch ñieän caùch ñieän hai maët roài
2
eùp chaët laïi ñeå giaûm toån hao do doøng ñieän xoùay gaây
neân. Treân caùc laù theùp coù daäp caùc raõnh ñeå ñaët daây
quaán. Raõnh coù theå hình thang, hình quaû leâ hoaëc hình
chöõ nhaät... Trong caùc maùy lôùn loõi theùp thöôøng chia
thaønh töøng theáp vaø caùch nhau moät khoaûng hôû ñeå laøm
1
Hình 1.8. Laù theùp phaàn öùng
1) Truïc maùy
2) Loã thoâng gioù doïc truïc
3) Raõnh
4) Raêng
nguoäi maùy, caùc khe hôû ñoù goïi laø raõnh thoâng gioù ngang truïc. Ngoaøi ra ngöôøi ta coøn
daäp caùc raõnh thoâng gioù doïc truïc.
b. Daây quaán phaàn öùng
Laø phaàn sinh ra söùc ñieän ñoäng vaø coù doøng ñieän chaïy qua. Daây quaán phaàn
öùng thöôøng laøm baèng daây ñoàng coù boïc caùch ñieän. Trong maùy ñieän nhoû thöôøng
duøng daây coù tieát dieän troøn, trong maùy ñieän vöøa vaø lôùn coù theå duøng daây tieát dieän
hình chöõ nhaät. Daây quaán ñöôïc caùch ñieän caån thaän vôùi raõnh vaø loõi theùp. Ñeå traùnh
cho khi quay bò vaêng ra ngoaøi do söùc ly taâm, ôû mieäng raõnh coù duøng neâm ñeå ñeø
chaët vaø phaûi ñai chaët caùc phaàn ñaàu noái daây quaán. Neâm coù theå duøng tre goã hoaëc
ba keâ lít.
c. Coå goùp
Daây quaán phaàn öùng ñöôïc noái ra coå goùp. Coå goùp
thöôøng ñöôïc laøm bôûi nhieàu phieán ñoàng moûng ñöôïc
caùch ñieän vôùi nhau baèng nhöõng taám mi ca coù
chieàu daøy 0,4 ñeán 1,2 mm vaø hôïp thaønh moät
hình truï troøn. Hai ñaàu truï troøn duøng hai vaønh eùp
hình chöõ V eùp chaët laïi, giöõa vaønh eùp vaø coå goùp
coù caùch ñieän baèng mi ca hình V. Ñuoâi coå goùp
cao hôn moät ít ñeå haøn caùc ñaàu daây cuûa caùc phaàn
töû daây quaán vaøo caùc phieán goùp ñöôïc deã daøng.
d. Choåi than
Hình 1.9. Hình caét doïc cuûa coå goùp
kieåu truï
1) Phieán goùp
2) Vaønh eùp hình V
3) Mi ca caùch ñieän hình V
4) OÁng caùch ñieän
5) Ñaàu haøn daây
Maùy coù bao nhieâu cöïc coù baáy nhieâu choåi than. Caùc choåi than döông ñöôïc
noái chung vôùi nhau ñeå coù moät cöïc döông duy nhaát. Töông töï ñoái vôùi caùc choåi than
aâm cuõng vaäy.
e. Caùc boä phaän khaùc
- Caùnh quaït duøng ñeå quaït gioù laøm nguoäi maùy.
- Truïc maùy, treân ñoù coù ñaët loõi theùp phaàn öùng, coå goùp, caùnh quaït vaø oå bi. Truïc maùy
thöôøng ñöôïc laøm baèng theùp caùc bon toát.
10
ø
§1.3 CAÙC TRÒ SOÁ ÑÒNH MÖÙC
Cheá ñoä laøm vieäc ñònh möùc cuûa caùc maùy ñieän laø cheá ñoä laøm vieäc trong
nhöõng ñieàu kieän maø nhaø cheá taïo ñaõ qui ñònh. Cheá ñoä ñoù ñöôïc ñaëc tröng bôûi nhöõng
ñaïi löôïng ghi treân nhaõn maùy goïi laø caùc ñaïi löôïng ñònh möùc.
- Coâng suaát ñònh möùc: Pñm (W hay KW) laø coâng suaát ñaàu ra cuûa maùy ñieän
- Ñieän aùp ñònh möùc: Uñm (V hay KV):
Laø ñieän aùp ôû hai ñaàu taûi ôû cheá ñoä ñònh möùc (maùy phaùt)
Laø ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô ôû cheá ñoä ñònh möùc (ñoäng cô)
- Doøng ñieän ñònh möùc Iñm (A):
Laø doøng ñieän cung caáp cho taûi ôû cheá ñoä ñònh möùc (maùy phaùt)
Laø doøng ñieän cung caáp cho ñoäng cô ôû cheá ñoä ñònh möùc (ñoäng cô)
- Toác ñoä ñònh möùc: nñm (voøng / phuùt).
- Hieäu suaát ñònh möùc: ηñm
Ngoaøi ra coøn ghi kieåu maùy, caáp caùch ñieän, phöông phaùp kích töø, doøng ñieän kích töø,
cheá ñoä laøm vieäc vv ...
Hình 1.10. Nhaõn maùy cuûa moät ñoäng cô ñieän moät chieàu
11
ø
Caâu hoûi
1. Haõy ñònh nghóa maùy ñieän moät chieàu?
2. Trình baøy nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy phaùt ñieän vaø ñoäng cô ñieän moät chieàu?
3. Neâu caáu taïo cuûa maùy ñieän moät chieàu?
4. Neâu caùc ñaïi löôïng ñònh möùc cuûa maùy ñieän moät chieàu vaø yù nghóa cuûa chuùng?
Baøi taäp
1. Maùy phaùt ñieän moät chieàu coù coâng suaát ñònh möùc Pñm = 85KW; Uñm = 230 V;
nñm= 1470v/phuùt; ηñm = 0.895. Tính doøng ñieän vaø Moment cuûa ñoäng cô sô caáp ôû
cheá ñoä ñònh möùc.
2. Maùy phaùt ñieän moät chieàu coù Pñm = 95 Kw, Uñm =115V; nñm = 2820v/ph; ηñm =
0,792. ÔÛ cheá ñoä ñònh möùc, tính:
a. Coâng suaát cô cuûa ñoäng cô sô caáp keùo maùy phaùt P1.
b. Doøng ñieän cung caáp cho taûi.
c. Moment cô cuûa ñoäng cô sô caáp keùo maùy phaùt M1.
12
ø
Chöông II
MAÏCH TÖØ CUÛA MAÙY ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU KHI KHOÂNG TAÛI.
§ 2.1 Ñaïi cöông
Chöông naøy nhaèm trình baøy caùc phöông phaùp xaùc ñònh söùc töø ñoäng caàn
thieát cuûa cöïc töø chính F0 ñeå taïo ra töø thoâng chính Φ0 trong khe hôû khoâng khí giöõa
stator vaø rotor khi khoâng taûi.
r r
→
→
→
→
→
→
→
→
ö
δ hraêng
hg hC
→
→ →
Hình 2-1. Maïch töø cuûa maùy ñieän moät chieàu khi khoâng taûi
→
→ →
Trong ñoù:
δ: Chieàu roäng khe hôû khoâng khí
hg: Chieàu cao cuûa goâng stator .
hraêng: Chieàu cao raêng phaàn öùng.
hö: Chieàu cao cuûa löng phaàn öùng .
hc: Chieàu cao cuûa cöïc töø .
Lg: Chieàu daøi trung bình ñöôøng söùc töø cuûa goâng töø .
Lö: Chieàu daøi trung bình ñöôøng söùc töø cuûa löng phaàn öùng .
Treân hình 2-1 veõ sô löôïc moät phaàn cuûa maùy ñieän moät chieàu 4 cöïc vaø veõ
hình töø thoâng do caùc cöïc chính gaây neân. Töø thoâng ñi töø cöïc N qua khe hôû vaø phaàn
öùng roài trôû veà 2 cöïc S naèm keà beân. Do maùy hoaøn toaøn ñoái xöùng, neân töø thoâng do
moãi cöïc taïo neân bò chia ñoâi vôùi ñöôøng truïc cöïc thaønh hai phaàn taïo thaønh hai
maïch voøng töø gioáng nhau, ñaët ñoái xöùng caû veà hai phía ñoái vôùi ñöôøng truïc cöïc ñaõ
cho. Soá maïch voøng baèng soá cöïc cuûa maùy, nhöng khi tính söùc töø ñoäng chæ caàn xeùt
moät trong caùc maïch voøng ñoù. Phaàn töø thoâng ñi vaøo phaàn öùng goïi laø töø thoâng chính
hay töø thoâng khe hôû Φ0. Töø thoâng naøy caûm öùng neân s.ñ.ñ trong daây quaán khi phaàn
öùng quay vaø taùc duïng vôùi doøng ñieän trong daây quaán ñeå sinh ra moâmen.
Moät phaàn töø thoâng khoâng ñi qua phaàn öùng goïi laø töø thoâng taûn Φσ. Noù khoâng
caûm öùng neân söùc ñieän ñoäng trong phaàn öùng nhöng noù vaãn toàn taïi laøm cho ñoä baõo
hoaø töø trong cöïc töø vaø goâng töø taêng.
Neáu Φc laø toaøn boä töø thoâng do cöïc töø gaây neân thì:
⎛
Φ ⎞
Φ c = Φ 0 + Φ σ = Φ 0 ⎜1 + σ ⎟ = σ t . Φ 0
Φ0 ⎠
⎝
(2-1)
σt laø heä soá taûn töø cuûa cöïc töø chính. σt = 1,15 - 1,28.
Söùc töø ñoäng F0 caàn thieát ñeå taïo ra töø thoâng chính laø söùc töø ñoäng chính.
13
ø
Theo ñònh luaät toaøn doøng ñieän:
n
∫ Hdl = ∑ HiLi = F = IW
(2-2)
n =1
Trong ñoù:
Li: Chieàu daøi trung bình cuûa ñöôøng söùc töø treân ñoaïn thöù i.
Hi: Cöôøng ñoä töø tröôøng treân ñoaïn thöù i.
W: Soá voøng daây cuûa moät ñoâi cöïc töø.
I: Cöôøng ñoä doøng ñieän chaïy qua daây quaán kích töø.
Ñöôøng cong töø kheùp kín laø söï noái tieáp cuûa caùc ñoaïn ñöôøng söùc töø, caùc ñoaïn naøy ñi
qua caùc phaàn maïch töø coù ñoä töø thaåm khaùc nhau, trong maùy ñieän moät chieàu goàm 5
ñoaïn: Khe hôû khoâng khí, raêng phaàn öùng, phaàn öùng, cöïc töø vaø goâng töø. Caùc ñoaïn
naøy ñöôïc kyù hieäu töông öùng baèng caùc chæ soá: δ, raêng, ö, c vaø g.
Ta coù: F0 = 2Hδδ + 2Hraênghraêng + HöLö + 2Hchc + HgLg.
F0 = Fδ + Fraêng + Fö +Fc +Fg.
(2-3)
Do ñoù ñeå tính söùc töø ñoäng toång cuûa moät ñoâi cöïc töø Fo ta phaûi tính söùc töø ñoäng
treân töøng phaàn maïch töø treân.
Töø phöông trình (2-3) ta thaáy muoán tính S.t.ñ ñoái vôùi moãi ñoaïn trong 5 ñoaïn caàn
phaûi tìm cöôøng ñoä töø tröôøng H töông öùng vaø nhaân noù vôùi chieàu daøi maïch töø ñoù.
Neáu ñaõ bieát töø thoâng Φ vaø kích thöôùc hình hoïc cuûa caùc ñoaïn thì coù theå tính B töø
Φ
caûm cuûa caùc ñoaïn maïch töø theo coâng thöùc B =
. Trong ñoù S laø tieát dieän cuûa
S
caùc phaàn maïch töø.
Trong khoâng khí µo = 4π10-7 H/m. Nhöng trong saét töø µ = Cte neân ta khoâng
tröïc tieáp tính H ñöôïc maø tìm H theo ñöôøng ñaëc tính töø hoùa cuûa vaät lieäu B = f(H) khi
bieát B.
Sau khi phaân ñoaïn tính ñöôïc s.t.ñ treân caùc ñoaïn coù theå tìm ñöôïc s.t.ñ toång
döôùi moãi ñoâi cöïc töø F0.
§ 2.2 Tính söùc töø ñoäng khe hôû Fδ
Khe hôû laø trôû löïc chính ñoái vôùi töø thoâng. do ñoù S.t.ñ khe hôû Fδ thöôøng chieám
khoâng döôùi 60% s.t.ñ chính Fo. Ñeå tính Fδ ta tieán haønh :
- Tröôùc tieân ta giaû söû beà maët phaàn öùng phaúng khoâng coù raõnh vaø raêng, khe hôû ôû giöõa
cöïc töø laø beù nhaát thì söï phaân boá töø caûm döôùi cöïc töø coù daïng nhö hình 2-2. Hình
daùng cuûa noù phuï thuoäc vaøo beà roäng cuûa maët cöïc töø vaø chieàu daøi cuûa khe hôû. ÔÛ giöõa
töø caûm B lôùn nhaát, ôû hai meùp cöïc thì nhoû ñi nhieàu vaø baèng khoâng ôû ñöôøng trung
14
- Xem thêm -