7.1.1. CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH :
Máy điện một chiều là danh từ dùng gọi chung cho máy phát hay động cơ một chiều . Máy phát và động cơ có cấu tạo giống hệt nhau; nói một cách khác máy phát và động cơ một chiều có tính thuận nghịch. Có thể hiểu một cách đơn giản: khi dùng động cơ sơ cấp quay động cơ một chiều, động cơ thực hiện tính năng của máy phát điện; hoặc khi cung cấp điện năng vào dây quấn phần ứng và phần cảm của máy phát một chiều, máy phát thực hiện tính năng của động cơ điện. Máy điện một chiều gồm có 3 thành phần :
PHẦN CẢM: là stator của máy điện, có nhiệm vụ tạo ra từ trường kích thích một chiều. Phần cảm được hình thành từ các lá thép ghép, cực từ dạng cực từ lồi với dây quấn dạng tập trung. Hình dạng của phần cảm trình bày trong hình H7.1và trong hình H7.2 trình bày kết cấu của mạch từ với đường sức từ trường phần cảm phân bố trong lỏi thép stator.
PHẦN ỨNG: là phần quay (rotor) của máy điện một chiều. Tùy thuộc vào chế độ làm việc của máy điện là máy phát hay động cơ, phần ứng thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Phần ứng được hình thành do sự lắp ghép các lá thép kỹ thuật điện tạo thành khối trụ, trên mỗi lá thép có dập răng rãnh để bố trí dây quấn. Hình dạng của phần ứng được trình bày trong hình H7.3
HÌNH H 7.1: Phần cảm(stator) máy điện một chiều.
Khi máy điện một chiều họat động theo chế độ máy phát, khi động cơ sơ cấp quay phần ứng trong từ trường phần cảm: các thanh dẫn trên phần ứng sẽ di chuyển và cắt đường sức từ trường phần cảm tạo nên sức điện động cảm ứng trong dây quấn phần ứng.
Khi máy điện một chiều họat động theo chế độ động cơ, khi cấp dòng một chiều qua dây quấn phần ứng, các thanh dẫn mang dòng điện này đặt trong từ trường phần cảm sẽ chịu tác động của các lực điện từ, sinh ra ngẩu lực làm quay phần ứng.
CỔ GÓP VÀ HỆ THỐNG CHỔI THAN :
Tương tự như phần quay của máy phát điện đồng bộ, để nhận được dòng một chiều trên phần ứng (trường hợp máy phát) , hay cung cấp được dòng một chiều vào dây quấn phần ứng (trường hợp động cơ) lúc rotor quay, ta cần đến hệ thống chổi than và cổ góp. Cổ góp được ghép từ các phiến góp làm bằng đồng xếp tròn liên tiếp nhau thành một khối hình trụ, các phiến góp được phân cách nhau bằng lớp mica cách điện , xem hình H7.4.
HÌNH H 7.3: Phần ứng (rotor) máy điện một chiều.
Dây quấn phần cảm
Cực từ stator
Rotor (phần ứng) Đường
sức từ trường hỗnh thaình do dây quấn phần cảm
HÌNH H 7.2: Stator máy điện một chiều có 2p = 6 cực
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
7.1.2. ĐẶC TÍNH ROTOR MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU : SỰ HÌNH THÀNH MẠCH NHÁNH SONG SONG TRÊN DÂY QUẤN PHẦN ỨNG :
Xét rotor có 8 rãnh và cổ góp chứa 8 phiến góp. Khi quấn dây trên phần ứng ta bắt đầu quấn một bối dây từ rãnh 1 sang rãnh 4.
Đầu dây a của bối dây này được nối đến phiến góp 1
Đầy dây b của bối dây thứ nhứt được nối đến phiến góp 2.
Khi bắt đầu quấn bối dây thứ nhì, đầu c của bối dây này nối chung với đầu ra b của bối dây thứ nhứt tại phiến góp 2.
Đầu ra d của bối thứ nhì được nối đến phiến góp 3.
a b
c d
1
2 3
HÌNH H7.6
1 2
3 4
Hình dạng cổ góp Hình dạng phiến góp Phiến góp
bằng đồng lớp cách điện
Hình dạng cổ góp được cắt ra để thấy cấu tạo bên trong HÌNH H 7.4: Cấu tạo của cổ góp.
HÌNH H 7.5: Cấu tạo của máy điện một chiều
Chúng ta thực hiện phương pháp bố trí dây quấn tương tự như vừa trình bày cho đến khi hết 8 rãnh. Trên rotor có 8 bối dây, đầu ra của bối cuối cùng sẽ chung với đầu dây a của bối đầu tiên trên phiến góp 1. Sơ đồ bố trí các bối dây trên rotor và các đầu ra trên 8 phiến góp trình bày trong hình H7.7. Khi đặt hai chổi than để cấp dòng điện vào phần ứng ( khi máy điện họat động theo chế độ động cơ) hay khi đưa ra dòng điện cấp đến tải (khi máy điện là máy phát điện); chúng ta tìm thấy được dây quấn trên phần ứng có hai nhánh song song.
Một cách tổng quát, dây quấn trên phần ứng máy điện một chiều luôn luôn có hai nhánh song song, hay bội số của hai nhánh song song. Gọi 2a là số nhánh song song bố trí trên phần ứng.