A. Đặc tuyến của máy phát xoay chiêu kích thích bằng nam châm vĩnh cửu Trên hình 4.18 là sơ để và đặc tính tải theo số vòng quay của mấy phát điện
xoay chiều kích thích bằng nam châm ĩnh cửu (kHông có cơ cấu điểu chỉnh tự ˆ động) làm việc với phụ tải thuần (các bóng đèn)
Hình 4.18: Sơ đồ tính toán máy phát xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu
Điện trở của các đèn ký hiệu là R, còn điện trở thuần và cảm kháng của cuộn đậy stator ký hiệu là r và Xị, trong đó X; là cảm kháng của máy phát điện
—
Ở chế độ không tải, tức là khi Ly = 0, thế hiệu của máy phát điện bằng sức
điện động cảm ứng trong cu6n day stator:
Uy= E= 4k‡ ở, = 4k w.(p n⁄60)®, = Cyn. Py (4 14) N
—— — Trong đó:
D, : tử thông của một cập cực nam châm ở chế độ không tải M : tổng số vòng đây của cuộn dây stator
k : hệ số tính đến dạng đường cong của sức điện động cảm ting Pp : số đôi cuc nam cham cta rotor.
n : số vòng quay của TOLOF (min Í).
if - tần số của dòng điện cảm ứng trong cudn stator, Hz
€ = 4k w 0/60: hằng số Ệ
r
“hp 1x ven 40t Pa seyret Pee eee ag EY REE OT Yer "-
Trang bi điện và điện tử trên ôtÔ hiện đại = hệ thống điện động cơ §
U„, È
1ơ
ti
ly = =————
(r+R) +X?
Trong đó cảm kháng phụ thuộc vào tần số của máy phát
Xt= 2%#.L = 2m(pn/60)L = Cvn
Œ¿= zp.L/30: Hằng số
Thay biểu thức Ê vọo X; vào phương trỡnh J„ự C,.n.®,
Ly =T==se======e
(r+R} +C‡n? (4.15)
Phân tích phương trình trên ở số vòng quay thấp, ta thấy giá trị C¿Ìn rất bé so
với (r + RJ” và có thể bỏ qua, lúc đó:
C, ®,
r+R
Lage a = n
Như vậy ở số vòng quay thấp (đoạn đầu của đồ thị) dòng điện phụ thuộc vào số vòng quay một cách tuyển tính
Uy Un khi R = 2
Ome = fn)
Khuảng làm việc
TT TT rẽ rẽr2 n ] . nnn eT
300 1000150 200 250 3000 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Hinh 4.19: Đặc tính của máy phát điện xoay chiều kích bằng nam châm vĩnh cửu
Ở sổ vòng quay cao giá trị C¿Ýn rất lớn sơ với (r + &J” nên có thể bỏ qua, khi
đó:
CD
“` lun ~ = —
C x
Khi số vòng quay của máy phát điện tăng, dòng điện của nó sẽ tiến gần tới giá trị không đổi, còn hiệu điện áp của máy phát sẽ bằng độ sụt thế ở mạch ngoài,
tức là U„y = J„. Nếu chọn điện trở tải cố định thì điện ấp của máy phát sẽ
thay đổi tỉ lệ thuận với đồng điện. Trong thực tế, điện trở của bóng đèn có tăng lên khi cường độ dòng điện qua nó tăng, do đó hiệu điện áp máy phát tăng nhanh hơn cường độ dòng điện
86 Chương 4: Hệ thống cung cấp điện trên 616 Phương trình thu được còn cho thấy điện áp của máy phát điện thay đổi tỉ lệ vớt
sự thay đổi của điện trở tải trong khoảng từ Ủy = 0 với R = 0 đến U,y= U, vat
R= œ Vì trong máy phat điện loại này, chỉ có dòng điện /„ự được tự điều chỉnh và hạn chế, côn dién dp Uny là hàm của /„; và R
Qua nghiên cứu đặc tính, chúng ta thấy rõ rằng máy phát điện xoay chiều loại này có thể sử dụng bình thường ở số vòng quay giới hạn và với một trị số định mức của phụ tải
Nhược điểm này hạn chế khả năng sử dụng các. máy phát điện xoay chiều kích thích bằng nam châm vĩnh cửu, vì trong thực tế cần phải thay đổi phụ tải
. Đặc tuyến máy phát xoay chiều kích thích bang điện từ
Đặc tính của các máy phát xoay chiều được xác định bằng các mổi quan hệ giữa các đại lượng cơ bản sau:
e_ Điện áp của pha Uo.
s _ Điện ấp dây Uy.
sa Điện ấp chỉnh lưu ứ_ Dũng điện của pha a_ Dòng điện tải máy phat ứ_ Dũng điện kớch è
se Số vòng quay của máy phát n.
. Đặc tuyến không tải
Lầ những đường cong đặc trưng cho mỗi quan hệ giữa điện áp của má) phát và dòng điện kích thích: Ư„y = fH¿) khi số vòng quay không đổi Ning = Const VA đồng điện tải l„ự = Ô.
Đặc tuyến không tải được xác định từ phương trình phụ thuộc của sức điện động máy phát vào số vòng quay. Vì dòng điện kích và từ thông tương ứng (ở khe hở không khí) phụ thuộc vào số vòng quay của máy phát điện, nên sức điện động không tỉ lệ thuận với số vòng quay của máy phát điện. Do đó đặc tính không tải của máy phát điện gồm những dường cong tương ứng với số vòng quay (hình
4.20)
củ
wer
UU
or
SEE RAE TE TREE TTT TOT
‡ 3
i Ệ i
| ! i i
: Trang bì điện và điện tử trên ôtô hiện đại - hệ thông điện động cơ §7
Une Chí
Feemax Tkmin Tne
Hinh 4.20: a. Dac tuyén khéng tdi ứng với số vòng quay khác nhau.
b. Đặc tuyến ngoài ứng với số vồng quay khác nhau.
Theo đặc tính, ta xác định được hệ số đặc trưng số vòng quay của máy phát.
Ko = Huavfmin = 8 + 10
Sức điện động pha được xác định bởi:
Ea = 4k @¿n.Œp/60
Trong đó k : hệ số phụ thuộc vào kết cấu máy phát ( = 1,J đối với máy phát xoay chiều) ứ : số vũng dõy quấn trờn một cuộn đõy pha
@®: tí thông đi qua khe hở giữa rotor và stator . Đường đặc tuyển ngoài
Là những đường cong đặc trưng cho mỗi quan hệ giữa điện áp máy phát điện sau chỉnh lưu và dòng điện tải (hình 4 20b).
Uny = flay)
Với n=COHST;
Ủy = am = const, và điện trở kích thích Rạ = const.
Khi tải máy phát tăng điện áp Ứ„. giảm nhanh.
guyên-nhâm-giim-điện áp-khrtdrtăng- lì -dơ độ sựt áp tăng (độ sụt ap one:
diode, độ sụt áp trên điện trở thuần và cảm kháng của cuộn dây), do ảnh hưởng của phần ứng làm từ thông qua stator giảm và do hiện tượng phần từ
Điện trở toàn phần của pha trong cuộn stator:
§8 Chương 4. Hệ thống cung cấp điện rrên ôtô
Trong đó:
Rạ: điện trở thuần của pha
#¡ : trở kháng của pha L : độ cắm của cuộn pha
Giỏ trị của Zứ phụ thuộc vào số vũng quay n, vỡ vậy, khi n tăng lờn thỡ độ cong của điện áp Ứ„; tăng lên
E. Đặc tuyến tải theo số vòng quay
Đặc tuyến tải theo số vòng quay là những đường cọng đặc trưng cho quan hệ giữa dòng điện tải và số vòng quay (hình 4.21a). :
Ip= fn); Up= Uani fy = const
Ở tốc độ cao, dòng điện phát ra tăng chậm và giá trị cực đại của nó không vượt quá giá trị cực đại đã định, tức là máy phát có tinh nang wy hạn chế dòng (hình 4.21)
Ty = 2/3 Lina _
Ì chính lưu “ a
Ìchinhlưe = lám
Í Chỉnh lưu
Hmn — fib Bmax n
... Hinh 4.21: Dae tuyến tải theo số vòng quay
,
_ Eo TC Cn®d
To 3 pnd ; 3 pHI*ỀT
R+R,]} +|2#——— R+R,} +|2z—
\ LÌ [ 60 ( 1) & 60 )
Với: Ce = 4K K Oo p/ 60° Z
K, = 2,34
.Ở tốc độ thấp:
¿7 ~ Trang bị điện và điện tử trên ôtô liện đạt — hệ thông điện động cơ . 89
ộ 2 2rapl ;
a: R+R,}>>|————
mo ( i) > 60
Vì vậy: Tuy > at TAAL
60
—£eb const 2mLp/60 - Ỷ
3 aa ry (R+“,} iả TP
Đo đó: Lat >
Như vậy máy phát chỉ có khả năng tự hạn chế dong ở tốc độ cao