TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM

Luận văn tốt nghiệp đại học
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÝ – TIN HỌC
Tên đề tài:

CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ VÀ ỨNG DỤNG

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Dương Quốc Chánh Tín

Sinh viên thực hiện:
Trần Trung Hiếu
MSSV: 1080273
Lớp: SP Vật lý – Tin học K34

Cần Thơ, 2012


LỜI CẢM ƠN
Người xưa có câu “uống nước nhớ nguồn, ăn quả nhớ kẻ trồng cây”, lời dạy
này mãi ghi sâu trong lòng em. Những tri thức mà bốn năm qua em nhận được, đúc
kết được là nhờ vào lòng nhiệt thành, tận tình chỉ dạy của quý thầy cô. Công lao ấy
có thể ví như biển cả, không có gì đền đáp được. Em xin chân thành cảm ơn công
ơn của quý thầy cô. Kiến thức mà quý thầy cô cho em là nền tảng vững chắc giúp
em thực hiện đề tài này, cũng như hành trang vô cùng quý báu vào đời.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Quốc Chánh Tín, thầy luôn
gần gũi, thân thiện và tận tình chỉ bảo em hoàn thành đề tài này. Thầy đã giúp em
định hướng được mục tiêu của đề tài, chỉ dạy cho em biết phương pháp nghiên cứu
khoa học và cách thức trình bày bài luận. Ngoài ra, thầy đã dành nhiều thời gian sửa

6. Mục tiêu nghiên cứu
7. Tài liệu tham khảo
Phần II. NỘI DUNG
Phần 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
1.1.1. Thí nghiệm Faraday ............................................................................3
1.1.2. Định luật Lenz.....................................................................................3
1.1.3. Suất điện động cảm ứng......................................................................4
1.1.4. Dòng điện Foucault.............................................................................5
1.1.5. Hiệu ứng bề mặt ..................................................................................6
Phần 2. ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
Chương 1 Khái niệm chung về máy điện......................................................6
Chương 2 Máy điện 1 chiều ..........................................................................8
Chương 3 Máy biến áp................................................................................28
Chương 4 Máy điện không đồng bộ ...........................................................48
Chương 5 Máy điện đồng bộ.......................................................................70
Chương 6 Một số ứng dụng khác................................................................73
Phần III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
2. Kiến nghị
3. Những dự định trong tương lai


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

PHẦN I: MỞ ĐẦU
I – LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Ngày nay, Điện được xem là “máu” của nền công nghiệp hiện đại. Bên cạnh

V – MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

− Cơ sở lý thuyết về hiện tượng cảm ứng điện từ:
− Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ trong thực tế:
VI – MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

− Nghiên cứu về hiện tượng cảm ứng điện từ:
Thí nghiệm Faraday.
Định luật Lenz.
Suất điện động cảm ứng.
Dòng điện Foucault

GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

1

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

Hiệu ứng bề mặt
− Tìm hiểu về một số Ứng dụng của hiện tượng cảm ứng điện từ trong thực
tế:
Máy biến áp.
Máy phát điện.
Động cơ điện.
Lò vi sóng.


2

Hình 1.1 – Thí nghiệm Faraday về hiện tượng Cảm ứng điện từ
Từ các thí nghiệm đó, Faraday đã rút ra những kết luận sau đây:
•

Từ thông gửi qua mạch kín biến đổi theo thời gian là nguyên nhân
sinh ra dòng điện cảm ứng trong mạch đó.

•

Dòng điện cảm ứng chỉ tồn tại trong thời gian từ thông gửi qua
mạch kín biến đổi.

•

Cường độ dòng điện cảm ứng tỉ lệ thuận với tốc độ biến đổi của từ
thông.

•

Chiều của dòng điện cảm ứng phụ thuộc vào sự tăng hay giảm của
từ thông gửi qua mạch.

1.1.2. Định luật Lenz
Ðồng thời với Michael Faraday, Lenz cũng nghiên cứu hiện tượng cảm ứng
điện từ và đã tìm ra định luật tổng quát giúp ta xác định chiều của dòng điện cảm
ứng, gọi là định luật Lenz. Nội dung định luật như sau: Dòng điện cảm ứng phải
có chiều sao cho từ trường do nó sinh ra có tác dụng chống lại nguyên nhân sinh

xác định độ lớn của suất điện động cảm ứng . Nhà bác học Maxwell, sau khi
dt

phân tích các thí nghiệm của Faradary và chú ý đến chiều dòng điện cảm ứng theo
định luật Lenz, đã trình bày các kết quả đó dưới dạng toán học:
ξ c =-

dΦ
dt

(1.2)

Định luật cơ bản của hiện tượng cảm ứng điện từ phát biểu như sau: “Suất
điện động cảm ứng luôn luôn bằng về trị số, nhưng trái dấu với tốc độ biến thiên
của từ thông gửi qua diện tích của mạch”.
Suất điện động cảm ứng là dương nếu nó có khả năng sinh ra dòng điện cùng
chiều dương của mạch, còn dòng điện cảm ứng là dương nếu nó trùng với chiều
dương của mạch. Với quy ước đó thì dấu (-) trong công thức (1.2) nói lên rằng: sự
tăng của từ thông ( dΦ > 0) gây ra một suất điện động tác dụng theo chiều âm của
mạch (gây ra dòng điện ngược chiều dương của mạch), còn sự giảm của từ thông
( dΦ < 0) gây ra một suất điện động tác dụng theo chiều dương của mạch. Nhờ đó,
công thức (1.2) cho biết đồng thời cả độ lớn lẫn chiều tác dụng của suất điện động
cảm ứng.
Công thức (1.2) được viết trong hệ SI, trong đó hệ số tỷ lệ bằng đơn vị. Trong
hệ SI, đơn vị từ thông là Wb (vêbe), đơn vị thời gian là s (giây), đơn vị của suất
điện động cảm ứng là V (vôn) ⇒ 1Wb = 1V.1s.
Như vậy: Vêbe là từ thông gây ra trong một vòng dây dẫn bao quanh nó một
suất điện động cảm ứng 1V khi từ thông đó giảm đều xuống 0 trong 1s.
1.1.4. Dòng điện Foucault
Dòng điện cảm ứng cũng xuất hiện trong các khối kim loại (hoặc khối vật dẫn

- Dòng điện Foucault cũng gây ra hiệu ứng tỏa nhiệt Joule. Tính chất này
được ứng dụng trong các lò cảm ứng, đặc biệt là các lò điện cảm ứng để nấu chảy
kim loại và sản xuất hợp kim trong chân không (nhờ đó hợp kim tránh được tác
dụng Oxy hóa của không khí).
1.1.5. Hiệu ứng bề mặt
Khi có dòng điện cao tần chạy qua một dây dẫn thì do hiện tượng cảm ứng,
dòng điện ấy hầu như không chạy trong lòng vật dẫn mà chỉ chạy ở lớp ngoài của
nó. Hiệu ứng đó gọi là hiệu ứng bề mặt.
Tần số dòng điện càng cao (tức là dòng điện biến đổi càng nhanh), tác dụng
của các dòng điện tự cảm trong dây càng mạnh, phần dòng điện chạy trong ruột
của dây càng giảm. Khi tần số của dòng điện khá cao, phần dòng điện chạy trong
ruột dây dẫn hầu như bị triệt tiêu: dòng điện cao tần chỉ chạy ở lớp bề mặt rất
mỏng của vật dẫn. Thực vậy lý thuyết và thực nghiệm chứng tỏ rằng: với tần số
1000Hz, dòng điện chỉ chạy ở lớp bề mặt dày 2mm của dây dẫn; còn với tần số
100.000Hz, dòng điện chỉ chạy ở một lớp bề mặt dày 0,2mm. Vì lý do đó, khi
dùng dòng điện cao tần, người ta làm các dây dẫn rỗng để tiết kiệm kim loại.
Một ứng dụng quan trọng của hiệu ứng bề mặt là dùng nó để tôi kim loại ở lớp
bề mặt các chi tiết máy (để đạt yêu cầu kỹ thuật là bề mặt phải thật cứng, song bên
trong của nó cũng phải có một độ dẻo thích hợp), muốn vậy cho dòng điện cao tần
chạy qua chi tiết máy cho đến khi bề mặt của chi tiết được nung đỏ (do hiệu ứng
bề mặt) thì đem nhúng vào nước.

GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

5

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp


Máy điện có phần quay

Máy điện
xoay chiều

Máy điện
không đồng bộ

Máy
biến
áp

Động
cơ
điện
không
đồng

Máy
phát
điện
không
đồng

Máy điện
một chiều

Máy điện
đồng bộ


SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

• VẬT LIỆU DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN:
Vật liệu dẫn điện:
Vật liệu dẫn điện dùng để chế tạo các bộ phần dẫn điện, vật liệu dẫn điện dùng
trong máy điện là đồng, nhôm và các hợp kim khác.
Vật liệu dẫn từ:
Vật liệu dẫn từ dùng để chế tạo các bộ phận của mạch từ, thường dùng các vật liệu
sắt từ, thép kỹ thuật điện...
Vật liệu cách điện:
Vật liệu cách điện dùng để cách ly các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện hoặc
cách ly giữa các bộ phận dẫn điện với nhau, vật liệu chủ yếu là giấy, vải lụa, mica,
sợi thuỷ tinh, sơn cách điện ...vv.
1.1. CẤU TẠO MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.1.1. Đại cương về máy điện 1 chiều:
Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi, song máy điện
một chiều vẫn tồn tại, đặ
.+c biệt là động cơ điện một chiều.
Là loại máy điện sử dụng với lưới điện một chiều và có thể vận hành theo chế
độ máy phát hoặc chế độ động cơ.
Máy phát điện một chiều cung cấp nguồn điện một chiều cho động cơ và máy
phát điện đồng bộ, cho công nghệ mạ, nạp ắc quy.
Động cơ điện môt chiều có momen khởi động lớn, có thể điều chỉnh tốc độ
trong phạm vi rộng và bằng phẳng nên được dùng nhiều trong các máy công

b) Cực từ phụ:
Cực từ phụ gồm lõi thép và dây quấn. Lõi thép thường bằng thép khối, dây
quấn tương tự dây quấn cực từ chính và được mắc nối tiếp với dây quấn rôto. Cực
phụ đặt xen kẽ cực từ chính có tác dụng triệt tiêu tia lửa điện xuất hiện giữa chổi
và cổ góp.
c) Gông từ:
Gông từ làm bằng thép đúc, trong các máy công suất nhỏ làm bằng thép tấm
cuốn lại và hàn hoặc bằng gang. Gông từ làm mạch từ nối liền các cực từ đồng
thời làm vỏ máy.
d) Cơ cấu chổi điện:
Chổi điện làm bằng than hoặc graphít đôi khi được trộn bột đồng để tăng độ
dẫn điện, chổi điện được đặt trong một hộp nhờ 1 lò xo ép chổi tì sát vào cổ góp.
Hộp chổi gắn chặt vào giá đỡ có nhiệm vụ đưa dòng điện từ phần ứng ra ngoài
hoặc ngược lại.
2. Phần động (rôto)
Phần quay (rôto) là phần ứng, gồm lõi thép dây quấn, cổ góp và trục rôto.
a) Lõi thép rôto: Làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, bề mặt có
sơn cách điện dập theo hình dạng rãnh rồi ghép lại thành rôto. Rãnh là nơi đặt dây
quấn giữa có lỗ để thông gió dọc trục.
b) Dây quấn rôto: Bằng dây đồng, có bọc cách điện, tiết diện tròn hay chữ
nhật được bố trí trong rãnh của lõi thép theo sơ đồ cụ thể, các mối dây được nối
lên các phiến góp của cổ góp ở đầu trục.
c) Cổ góp: Gồm các phiến góp bằng đồng có đuôi én được ghép hợp lại thành
hình trụ tròn, giữa các phiến góp được cách điện với nhau bằng lớp mica mỏng
(0,2-1,2)mm và cách điện với trục, phần cuối của phiến góp có rãnh để hàn các
bối dây vào. Thông qua cổ góp và chổi than dòng điện xoay chiều trong dây quấn
rôto được đổi thành dòng 1 chiều đưa ra mạch ngoài do đó cổ góp còn gọi là vành
đổi chiều.
1.2. BỘ DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.2.1. Khái niệm:

Gọi S là số phần tử. (và một phần tử có hai cạnh tác dụng)
Gọi Z là số rãnh thực của Rôto.
Mối quan hệ giữa S,Z và Znt là Znt=u.Z=S
Mặc khác mỗi phiến góp được nối với hai đầu dây của hai phần tử khác nhau,
nên số phiến góp bằng số phần tử.
Gọi G là số phiến góp ta có G=S
Vậy ta có Znt=Z=S=G. (Bao nhiêu rãnh có bấy nhiêu phiến góp)
1.2.3. Các phương pháp quấn dây:
Tuỳ theo cách nối phần tử với phiến góp mà ta có kiểu nối dây quấn xếp và
dây quấn sóng.
a. Quấn dây kiểu xếp:
Dây quấn kiểu xếp có hai loại là quấn xếp phải và quấn xếp trái.
Ở dây quấn xếp phải hai đầu phần tử được nối hai phiến góp gần nhau và hai
phần tử nối tiếp ở gần nhau. Phần tử thứ hai nối tiếp sau phần tử thứ nhất ở bên
phải của nó.
phần tử 1

phần tử 2

1

2

1

3

4

3

Ở dây quấn xếp trái là phần tử thứ hai nối tiếp sau phần tử thứ nhất ở bên trái
của nó.
(Để nối dây không bị chồng chéo nhau người ta thường dùng dây quấn xếp phải)
b. Dây quấn kiểu sóng: là dây quấn có hai đầu phần tử được nối với hai phiến
góp cách xa nhau và hai phần tử nối tiếp nhau ở xa nhau (giống như làn sóng)
y1
y

y2

1
yG
Dây quấn sóng

Hình 2.3 – Quấn dây kiểu sóng
1.2.4. Các đại lượng đặc trưng
a. Bước cực: Ký hiệu: τ (tô)
Bước cực là khoảng cách giữa hai cực từ kế tiếp nhau được tính bằng số rãnh
nguyên tố.
τ=

Z nt
2p

Với:

Znt số rãnh nguyên tố
2p là số cực từ của máy.

b. Bước dây quấn thứ nhất: Ký hiệu: y1

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

c. Bước dây quấn thứ hai y2: là khoảng cách giữa cạnh tác dụng thứ hai của
phần tử thứ nhất và cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử thứ hai nối tiếp sau nó
theo sơ đồ dây quấn. Bước dây quấn y2 phụ thuộc vào kiểu dây quấn. y2 = y1 - y
d. Bước dây quấn tổng hợp y: là khoảng cách giữa hai cạnh tương ứng của
hai phần tử liên tiếp nhau. y = y1 – y2
e. Bước trên cổ góp: Kí hiệu yG
Bước trên cổ góp là khoảng cách giữa hai phiến góp nối với hai cạnh tác dụng
của một phần tử. yG có thể có giá trị âm, dương, lớp hay nhỏ phụ thuộc vào kiểu
dây quấn.
+ Với dây quấn xếp ta có yG = ± m, m là số tự nhiên. ( Dấu + là quấn xếp phải.
Dấu - là quấn xếp trái.
+ Với dây quấn sóng ta có yG =

Gmm
, m là số tự nhiên.(- dấu + là quấn phảip

dấu - là quấn trái).
1.2.5. Dây quấn kiểu xếp
a. Dây quấn xếp đơn:
+ Tính toán bước dây quấn:
Cho máy điện một chiều có các thông số sau: Số rãnh Z = Znt = S = G = 16
rãnh, số cực từ 2p=4 cực, bước cổ góp yG = +1. Tính toán và vẽ sơ đồ khai triển
dây quấn phần ứng (kiểu xếp) của máy điện một chiều.


4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

5

6

GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

11

SVTH: Trần Trung Hiếu

1


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

- Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn ta vẽ 16 rãnh và qui ước ở lớp trên vẽ bằng
đường liền nét và cạnh tác dụng ở lớp dưới vẽ bằng đường đứt nét.
- Cách vẽ sơ đồ khai triển dây quấn: đặt lần lược 16 phần tử vào 16 rãnh, bắt
đầu từ phần tử thứ nhất, cạnh thứ nhất của phần tử nối với phiến góp đổi chiều thứ
nhất đặt vào rãnh 1 (đường liền nét) ở lớp trên và cạnh thứ hai của phần tử thứ
nhất được đặt lớp dưới của rãnh thứ 5 (đường đứt nét) và nối với phiến góp 2.
Tiếp tục nối tương tự với phần tử thứ hai, thứ ba….. cho đến phần tử thứ 16
rồi trở về phiến đổi chiều số 1. Ta được một mạch vòng khép kín được đặt đúng
dưới các cực từ.

Hình 2.5 – Sơ đồ quấn dây
b. Dây quấn xếp phức:
- Điểm khác nhau giữa dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức là bước dây
quấn yG=m, với dây quấn phức m=2,3…, thông thường yG=2.
- Các bước dây quấn khác tính tương tự như dây quấn đơn.
+ Tính toán các đại lượng đặc trưng:
Cho máy điện có các thông số sau Znt=24, 2p=4, yG=2. tính và vẽ biểu đồ nối

Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

Gồm các phần tử số lẽ.
Lớp
trên
Lớp
dưới

1

3

5

7

9

11

13

15

17

19


Gồm các phần tử chẳn:
Lớp
trên
Lớp
dưới

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24


chẳng.
Do yG=2 nên bề rộng chổi than lấy bằng hai phiến góp.
Từ dó ta vẽ được sơ đồ khai triển dây quấn như hình vẽ bên.

Hình 2.6 – Sơ đồ quấn dây
1.2.6. Dây quấn kiểu sóng
a. Dây quấn sóng đơn:
+ Tính toán bước dây quấn:
Đặc điểm của dây quấn sóng là hai đầu của một phần tử nối với hai phiến góp
cách xa nhau và hai phần tử nối tiếp nhau theo sơ đồ dây quấn nằm cách xa nhau.
Z nt
±ε
2p
G±m
- Bước cổ góp yG=
p

- Bước dây quấn: y1=

* Cho máy điện có thông số gồm Znt=15, 2p=4, m=-1 dây quấn sóng đơn, quấn
trái.
GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

13

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp


Tiếp tục thực hiện với phần tử tiếp theo theo qui luật ta vẽ được biểu đồ nối
dây.
Lớp
trên
Lớp
dưới

1

8

15

7

14

6

13

5

12

4

11

3


13

5

12

1

+ Sơ đồ khai triển dây quấn (sơ đồ trải)
- Để vẽ sơ đồ khai triển dây quấn ta vẽ 15 rãnh và qui ước lớp trên vẽ bằng
đường liền nét, lớp dưới vẽ bằng đường đứt nét.
- Cách vẽ sơ đồ: Ta đặt lần lược 15 phần tử vào 15 rãnh, theo biểu đồ nối dây
ta nối phần tử 1 với phần tử 8, tiếp đến là phần tử 15…vv tiếp tục như thế ta được
sơ đồ khai triển dây quấn như hình vẽ.H
- Dây quấn đơn nên bề rộng chổi than lấy bằng một phiến góp

Hình 2.7 – Sơ đồ quấn dây
b. Dây quấn sóng phức:
- Điểm khác nhau giữa dây quấn sóng đơn và dây quấn sóng phức là bước dây
GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

14

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

- Do yG=8 nên phần tử nối tiếp với phần tử 1 theo sơ đồ dây quấn là phần tử
1+yG=1+8=9 Tiếp tục theo qui luật này cho các phần tử còn lại ta được biểu đồ
nối dây như hình vẽ bên, gồm các phần tử số lẽ và chúng nối với nhau tạo thành
vòng kín.
Tiếp tục với phần tử chẳn, ta được biểu đồ nối dây tương tự.
+ Biểu đồ nối dây
+ Phần từ số lẻ:
Lớp
trên
Lớp
dưới

1

9

17

7

15

5

13

3

11


14

4

12

6

14

4

12

2

10

18

8

16

1

+ Phần tử số chẳn:
Lớp
trên
Lớp

3- Chổi than
4- Cổ góp
5- Mạch ngoài (tải)
1

2
3
4

5

Hình 2.9 – Cấu tạo máy phát điện 1 chiều
Khi động cơ sơ cấp quay với tốc độ góc là ω1 có chiều như hình vẽ, dẫn đến
các dây dẫn rôto cắt từ trường stato (từ trường cực từ), cảm ứng các sức điện
động trong thanh dẫn.(chiều sức điện động xác định theo qui tắc bàn tay phải) từ
trường hướng từ cực N đến S.
Trong thanh dẫn ab có sức điện động E1
Trong thanh dẫn cd có sức điện động E2
Sức điện động trong dây dẫn rôto là E=E1+E2

GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

16

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

Iư là dòng điện phần ứng.
Eư là sức điện động phần ứng.
Đơn vị:U, Eư (V), Iư (A), Rư (Ω)
1.4. TỪ TRƯỜNG VÀ SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU
1.4.1. Từ trường của máy điện một chiều:
- Khi máy phát điện 1 chiều chạy không tải, trong máy chỉ có từ trường do cực
từ chính sinh ra gọi ra từ trường chính hay từ trường phần cảm.
- Khi máy mang tải, dòng điện chạy trong dây quấn phần ứng sinh ra từ trường
phần ứng.
- Tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường phần cảm gọi là phản ứng
phần ứng.
GVHD: ThS. Dương Quốc Chánh Tín

17

SVTH: Trần Trung Hiếu


Luận văn tốt nghiệp

Sư phạm Lý – Tin K34

Tác dụng của phản ứng phần ứng làm méo từ trường tổng hợp của máy, ở
mõm cực ra của cực từ được trợ từ còn ở mõm cực vào bị khử từ. Nếu mạch từ
không bão hoà thì tác dụng trợ từ và khử từ bằng nhau, nên từ thông tổng không
đổi. Nếu mạch từ bão hoà thì tác dụng trợ từ ít hơn khử từ, nên từ trường tổng
giảm do đó sức điện động cảm ứng trong thanh dẫn giảm. Đồng thời, phản ứng
phần ứng làm cho từ trường tại 2 điểm trên đường trung tính hình học khác 0.
Đây là nguyên nhân làm xuất hiện tia lửa điện trên cổ góp.
Để tránh hiện tượng trên phải xoay đường trung tính hình học đến 1 vị trí mới

vào Eư =

πDn
60

N
N
e=
Btb lv và chú ý rằng từ thông dưới mỗi cực
2a
2a

πDl
2p

pN
nφ hoặc Eư = kenΦ.
60a
pN
phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn phần
Trong đó p là số đôi cực. Hệ số ke =
60a

Cuối cùng ta có: Eư =

ứng.
Sức điện phản ứng tỷ lệ với tốc độ quay phần ứng và từ thông dưới mỗi cực
từ. Muốn thay đổi trị số sức điện động, ta có thể điều chỉnh tốc độ quay hoặc điều
chỉnh từ thông, bằng cách điều chỉnh dòng điện kích từ. Muốn đổi chiều sức điện
động thì hoặc đổi chiều quay hoặc đổi chiều dòng điện kích từ.


I

Rkt

Rdc

Ec

Rtải

Hình 2.10 – Sơ đồ nối dây
b. Phương trình
Mạch kích từ:

Ukt = Ikt(Rkt+Rdc)

(1)

Mạch phần ứng It=Iư
(2)
U = Eư- Iư.Rư
(3)
* Khi dòng điện tải tăng It thì dòng điện phần ứng tăng Iư (ptrình1) kéo theo điện
áp giảm U xuống (ptrình 2) do hai yếu tố:
- Do tác dụng của từ trường phần ứng làm cho từ thông φ giảm kéo theo sức
điện động Eư giảm (Eư=ke.n.φ)
- Điện áp rơi trong mạch phần ứng tăng.
* Quá trình xác lập đặc tính ngoài như sau:
- Khi dòng điện tải tăng thì điện áp giảm, để giữ cho điện áp máy phát không

Ec

Rtải

Hình 2.11 – Sơ đồ nối dây
b. Phương trình:
U = Eư - Iư(Rư+Rkt+Rdc) (1)
Iư =Ikt =It
(2)
* Khi dòng điện tải tăng điện áp thay đổi rất nhiều, nên trong thực tế ít được
sử dụng.
* Quá trình xác lập đặc tính ngoài như sau:
- Khi tải tăng, dòng điện phần ứng tăng, từ thông tăng dẫn đến sức điện động
phần ứng tăng lên rất nhiều do đó điện áp đầu cực máy phát tăng nhiều.
- Khi dòng điện tải It=(2-2,5)Iđm thì mạch từ của máy bị bão hòa, lúc này dòng
điện tải tăng thì điện áp giảm.
Đường đặc tính ngoài của máy phát điện một chiều kích từ độc lập:
U

U=f(It)

It

(Từ đường đặc tính nhận xét: Khi dòng điện tải tăng bằng 2Iđm máy phát lúc đó
nếu Itải tiếp tục tăng thì điện áp đầu cực máy phát giảm.)
1.5.4. Máy phát điện một chiều kích từ song song.
a. Sơ đồ nối dây cơ bản:

I


(nếu từ dư không có phải kích nguồn một chiều tạo ra từ dư hoạt dùng ngồn
một chiều khởi động máy phát sau đó tách ra)
* Khi quay phần ứng, trong dây quấn phần ứng sẽ có sức điện động cảm ứng
do từ thông dư tạo ra, sức điện động này khép mạch qua dây quấn kích từ sinh ra
dòng điện kích từ, làm tăng từ trường cho máy. Quá trình tiếp tục cho đến khi điện
áp ổn định.
* Khi dòng điện tải tăng, dòng điện phần ứng tăng (ptrình2) làm cho điện áp
đầu cực máy phát giảm (ptrình1), dòng điện kích từ giảm (ptrình3). Do đó đường
đặc tính ngoài dốc so với máy điện kích từ độc lập.
U

U=f(It)

It

1.5.5. Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp.
a. Sơ đồ nối dây cơ bản:

I

Rkt

Rdc
Rkt
Ec

Rtải

Hình 2.13 – Sơ đồ nối dây
- Máy phát điện một chiều kích từ hỗn hợp gồm hai cuộn dây phần cảm

dc

Rkt

Ecư

b. Động cơ kích từ nối tiếp.
Ecư
Rkt

I

c. Động cơ kích từ song song.

Rdc

Ecư

I
Rkt

Rdc

1.6.2. Mômen và phương trình đặc tính cơ.
a. Mômen trong động cơ điện một chiều
+ Mômen quay: kí hiệu: M
- Khi đặc điện áp một chiều vào dây quấn phần ứng, trong dây quấn xuất hiện
dòng điện phần ứng, dưới tác dụng của từ trường stato trong dây quấn phần ứng
xuất hiện lực điện từ tác dụng dẫn đến xuất hiện mômen điện từ làm cho rôto
quay. (Đối với động cơ mômen điện từ được gọi là mômen quay)