Máy phát điện một chiều kích từ song song công suất P_dm = 24 kW, U_dm = 120V, n_dm = 1450 vòng/ phút, R_u = 0,05Ω. Điện trở mạch kích từ song song R_{kτ =} 20Ω. Số đôi mạch nhánh song song a = 2, số đôi cực p = 3. Số thanh dẫn N = 200. Xác định sức điện động máy phát:

Khi mở máy động cơ điện một chiều, điện trở phần ứng (Rư) thường rất nhỏ, dẫn đến dòng điện khởi động (Ikt = Udm/Rư) rất lớn. Dòng điện lớn này có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng như:

* Quá nhiệt dây quấn phần ứng: Dòng điện lớn sinh ra nhiệt lượng lớn (Q = I²R), làm tăng nhiệt độ dây quấn, gây hư hỏng lớp cách điện và giảm tuổi thọ động cơ.
* Hư hỏng cổ góp và chổi than: Dòng điện lớn gây ra tia lửa điện mạnh tại cổ góp và chổi than, làm mòn và hư hỏng các bộ phận này.
* Sụt áp lưới điện: Dòng điện khởi động lớn gây sụt áp trên lưới điện, ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị khác.

Để hạn chế dòng điện khởi động, người ta mắc thêm một điện trở phụ (Rm) nối tiếp với mạch phần ứng. Điện trở này làm tăng tổng trở của mạch phần ứng, từ đó giảm dòng điện khởi động xuống mức an toàn.

* Phương án A (Dây quấn phần ứng không bị quá nóng): Đây là một trong những mục đích chính xác của việc sử dụng Rm.
* Phương án B (Hạn chế tia lửa điện trên bề mặt chổi than và cổ góp): Đây cũng là một mục đích chính xác khác, vì dòng điện nhỏ hơn sẽ giảm tia lửa điện.
* Phương án C (Giảm thời gian khởi động): Việc mắc thêm điện trở thực tế làm tăng thời gian khởi động, vì dòng điện nhỏ hơn tạo ra mô-men khởi động nhỏ hơn.
* Phương án D (Tăng công suất của máy): Việc mắc thêm điện trở làm giảm dòng điện, từ đó giảm công suất của máy trong quá trình khởi động. Sau khi khởi động xong, điện trở phụ sẽ được loại bỏ.

Vì vậy, phương án A và B đều là mục đích chính của việc dùng R_m. Tuy nhiên, phương án A bao quát hơn vì việc dây quấn không bị quá nóng là hệ quả trực tiếp của việc hạn chế dòng điện, đồng thời cũng quan trọng hơn về mặt bảo vệ động cơ.

Điện trở của biến trở nối tiếp trong mạch phần ứng có tác dụng hạn chế dòng điện mở máy. Khi điện trở của biến trở giảm, tổng điện trở trong mạch giảm, dẫn đến dòng điện mở máy tăng lên theo định luật Ohm (I = U/R). Do đó, đáp án C là chính xác.

Câu hỏi yêu cầu tìm phương án SAI trong các cách hạn chế dòng điện khi mở máy động cơ điện một chiều.

Phương án A: Để R_m nối tiếp mạch phần ứng bằng R_max là đúng. Khi mở máy, điện trở phụ R_m được đưa vào mạch phần ứng để hạn chế dòng điện khởi động. Giá trị R_m ban đầu cần lớn nhất (R_max) để dòng điện không vượt quá giới hạn cho phép.

Phương án B: Để R_m nối tiếp mạch phần ứng bằng R_min là SAI. Nếu R_m có giá trị nhỏ nhất (R_min) ngay từ đầu, dòng điện khởi động sẽ rất lớn, gây hại cho động cơ.

Phương án C: Dùng nguồn điện áp thấp đặt vào dây quấn phần ứng là đúng. Việc giảm điện áp đặt vào động cơ sẽ làm giảm dòng điện khởi động. Tuy nhiên cách này ít phổ biến hơn so với sử dụng điện trở phụ.

Vậy, đáp án sai là B.

Trong máy phát điện một chiều, mô men điện từ (hay còn gọi là mô men phản kháng) luôn ngược chiều với chiều quay của roto. Mô men này xuất hiện do tác động tương hỗ giữa từ trường do dòng điện phần ứng tạo ra và từ trường kích từ. Nó có xu hướng chống lại chuyển động quay của roto do động cơ sơ cấp kéo. Do đó, để máy phát điện có thể hoạt động và phát ra điện, động cơ sơ cấp phải cung cấp một mô men đủ lớn để thắng được mô men điện từ này.