Bài giảng máy điện I - Phần 1 Máy điện một chiều - Chương 2 potx

Cấu tạo của dây quấn phần ứng: - Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối với nhau theo 1 quy luật nhất định.. Chiều rộng cực từ bằng 0,7 bước cực.Vị trí của chổi than trên phiến đổi chiề

Chương 2:

DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU

 2.1 NHIỆM VỤ, CẤU TẠO, PHÂN LOẠI

 2.2 DÂY QUẤN XẾP ĐƠN

 2.3 DÂY QUẤN XẾP PHỨC TẠP

 2.4 DÂY QUẤN SÓNG ĐƠN GIẢN

 2.5 DÂY QUẤN SÓNG PHỨC TẠP

 2.6 DÂY CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ

Next

Phần I Back

 2.1: NHIỆM VỤ - CẤU TẠO - PHÂN LOẠI

1 Nhiệm vụ của dây quấn phần ứng:

- Sinh ra được 1 sức điện động cần thiết, có thể cho 1 dòng điện nhất định chạy qua mà không bị nóng quá 1 nhiệt độ nhất định để sinh ra

1 mômen cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt, cách điện tốt, làm việc chắc chắn, an toàn Tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản

2 Cấu tạo của dây quấn phần ứng:

- Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối

với nhau theo 1 quy luật nhất định

- Phần tử dây quấn là 1 bối dây gồm 1 hay

nhiều vòng dây mà 2 đầu của nó nối vào 2

phiến góp

- Các phần tử nối với nhau thông qua 2 phiến

góp đó và làm thành các mạch vòng kín

Đầu nối

Cạnh tác dụng

Nếu trong 1 rãnh phần ứng (rãnh thực) chỉ đặt 2 cạnh tác dụng (dây quấn 2 lớp) thì

rãnh đó gọi là rãnh nguyên tố Nếu trong 1

rãnh thực có 2u cạnh tác dụng với u = 1,2,3

thì rãnh thực đó chia thành u rãnh nguyên tố

u=3

Quan hệ giữa rãnh thực Z và rãnh nguyên tố Znt : Znt = u.Z

Quan hệ giữa số phần tử của dây quấn S và số phiến góp G: S = G

→ Znt = S = G

3 Phân loại:

- Theo cách thực hiện dây quấn:

+ Dây quấn xếp đơn và xếp phức tạp

+ Dây quấn sóng đơn và sóng phức tạp

Next

Chương 2 Back

+ Trong 1 số trường hợp còn dùng cả dây quấn hỗn hợp: kết hợp

cả dây quấn xếp và sóng

Dạng xếp Dạng sóng

- Theo kích thước các phần tử: dây quấn có phần tử đồng đều và dây quấn theo cấp

4 Các bước dây quấn:

- Bước dây quấn thứ nhất y1 :

- Bước dây quấn thứ hai y2 :

- Bước dây tổng hợp y :

- Bước vành góp yG :

Dây quấn có phần

tử đồng đều

Dây quấn có phần

tử theo cấp

 2.2: DÂY QUẤN XẾP ĐƠN

1 Bước cực và các bước dây quấn:

a) Bước cực : Là chiều dài phần ứng dưới 1 cực

Dư là đường kính phần ứng

 là bước cực

p là số đôi cực

b) Các bước dây quấn: Bước dây quấn thứ nhất y1: y1 =  

p 2

Znt

Trong đó:  là 1 số hoặc phân số để y1 là 1 số nguyên

+ Nếu y1 = ta có dây quấn bước đủ

+ Nếu y1 > ta có dây quấn bước dài

+ Nếu y1 < ta có dây quấn bước ngắn

p 2

Znt

p 2

Znt

p 2

Znt

Next

Chương 2 Back

y1

y y2

 = [cm ]

p

D ­ 2



 = [rãnh ng tố]

p

Znt 2

2 Sơ đồ khai triển:

Khai triển dây quấn xếp đơn MĐMC có Znt = S = G = 16, 2p = 4

- Bước dây quấn tổng hợp và bước vành góp:

Đặc điểm của dây quấn xếp đơn là 2 đầu của 1 phần

tử nối vào 2 phiến góp kề nhau nên yG = y = 1

a) Tính các bước dây quấn:

y1 =   = = 4 (Bước đủ) y2 = y1 - y = 4 -1 = 3

y = yG = 1

p 2

4 16

b)Thứ tự nối các phần tử:

Căn cứ vào các bước dây quấn ta có thể bố trí cách nối các phần tử

để thực hiện dây quấn

- Bước dây quấn thứ hai y2: Trong dây quấn xếp đơn: y1 = y2 + y

 y2 = y1 - y

- Giả sử tại thời điểm khảo sát phần tử 1 nằm trên đường trung tính hình học (đó là đường thẳng trên bề mặt phần ứng mà dọc theo nó cảm ứng từ bằng 0)

- Vị trí của các cực từ trên hình vẽ phải đối xứng nhau, khoảng cách giữa chúng phải đều nhau Chiều rộng cực từ bằng 0,7 bước cực.Vị trí của chổi than trên phiến đổi chiều cũng phải đối xứng, khoảng cách giữa các chổi than phải bằng nhau Chiều rộng chổi than lấy bằng 1 phiến đổi chiều

- Yêu cầu chổi than phải đặt ở vị trí để dòng điện trong phần tử khi bị chổi than ngắn mạch là nhỏ nhất và sức điện động lấy ra ở 2 đầu chổi than là lớn nhất Như vậy chổi than phải đặt trên trung tính hình học

và trục chổi than trùng với trục cực từ Khai triển

Lớp trên 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1

Lớp dưới

c) Giản đồ khai triển:

S N

S N

16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

A1 +

A2 +

B1

-B

-B2

-n

SƠ ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC

Dây quấn xếp đơn có Znt = S = G = 16, 2p = 4

3.Xác định số đôi mạch nhánh: A1

B2

A2

B1

(-)

Nhìn từ ngoài vào dây quấn phần ứng có

thể biểu thị bằng sơ đồ sau:

- Ta thấy: dây quấn phần ứng là 1 mạch điện gồm 4 mạch nhánh song song hợp lại (Mạch nhánh song song là phần dây quấn nằm giữa 2 chổi điện có cực tính khác nhau)

Nếu máy có 2p cực thì sẽ có 2p mạch nhánh song song

Kết luận:

- Trong dây quấn xếp đơn giản thì số mạch nhánh song song bằng

số cực từ hay số đôi mạch nhánh song song bằng số đôi cực : a = p

- Nếu dây quấn xếp thoả mãn 2 điều kiện: chổi than nằm trên đường trung tính hình học và hệ thống mạch từ đối xứng thì sức điện động các nhánh bằng nhau và đạt giá trị lớn nhất

Next

Chương 2 Back

(+)

 2-3: DÂY QUẤN XẾP PHỨC TẠP

1 Bước dây quấn:

Đặc điểm của dây quấn xếp phức tạp là yG = m (m = 2, 3, 4 ) Thông thường chỉ dùng m = 2 Trong những máy công suất thật lớn mới dùng m > 2

Khi m = 2 = yG:

- Nếu số rãnh nguyên tố và số phần tử là chẵn thì ta

được 2 dây quấn xếp đơn độc lập

- Nếu số rãnh nguyên tố và số phần tử lẻ ta được 2 dây

quấn xếp đơn nhưng không độc lập mà nối tiếp nhau

thành 1 mạch kín

Như vậy có thể coi dây quấn xếp phức tạp gồm m dây quấn xếp đơn làm việc song song nhờ chổi than Và chổi than phải có bề rộng  m lần phiến góp mới có thể lấy điện ra

y1

y y2

1 2 3 4 5

2 Sơ đồ khai triển:

Dây quấn xếp phức tạp có: yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24

a) Các bước dây quấn: y2 = y1 - y = 6 - 2 = 4

yG = y = 2

6 4

24 p

2

Z

b) Thứ tự nối các phần tử:

Next

Chương 2 Back

Khép kín

+y1

Khép kín

Lớp trên 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1

+y1 Lớp trên 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2

8 10 12 14 16 18 20 22 24

GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC

Dây quấn xếp phức tạp yG = m = 2; 2p = 4; Znt = S = G = 24

S N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

n

-A + B

2

-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24

Cực từ và chổi điện như ở dây quấn xếp đơn Chỉ khác là bề rộng chổiDây quấn xếp phức tạp do m dây quấn xếp đơn cùng đấu chung

 2-4: DÂY QUẤN SÓNG ĐƠN

1 Bước dây quấn:

y1 =  

Dây quấn sóng đơn khác với dây quấn xếp đơn ở yG

p 2

Next

Chương 2 Back

Muốn cho khi quấn xong vòng thứ nhất đầu cuối của phần tử thứ

p phải kề với đầu đầu của phần tử đầu tiên thì số phiến đổi chiều mà các phần tử vượt qua phải là: p.yG = G  1 yG = (G là số phiến góp)

Dấu (+) ứng với dây quấn phải Dấu (-) ứng với dây quấn trái

p

1

G 

y1 =  

 y2 = y - y1 = yG - y1

y = yG =

p 2

Znt

p

1

G 

y1 y2 y

2 Sơ đồ khai triển:

Khai triển dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15; 2p = 4

a) Bước dây quấn:

y1 =   = - = 3 (bước ngắn) y2 = y - y1 = 7 - 3 = 4

y = yG = = = 7 (dây quấn trái)

4

15

4 3

2

1

15 

p 2

Znt

p

1

G 

b) Thứ tự nối các phần tử:

+y1

Lớp trên 1 8 15 17 14 6 13 5 12 4 11 3 10

13 5

1

12

+y2

S N

S N

GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC

Dây quấn sóng đơn có Znt = S = G = 15; 2p = 4

Next

Chương 2 Back

B2

-A2 +

B

-B1

-A +

A1 +

n

Quy luật nối dây của dây quấn sóng đơn là nối tiếp tất cả các phần

tử dưới ở các cực có cùng cực tính lại rồi nối với các phần tử ở dưới các cực có cực tính khác cho đến hết

Dây quấn sóng đơn chỉ có 1 đôi mạch nhánh song song: a = 1

 2-5: DÂY QUẤN SÓNG PHỨC TẠP

1 Bước dây quấn: Tương tự như với dây quấn sóng đơn

Riêng bước vành góp: yG

p

m

G 



2 Sơ đồ khai triển:

a) Tính bước dây quấn: y1 =   = = 4 (dây quấn bước ngắn)

yG = 8 = y; y2 = y - y1 = 8 - 4 = 4

p 2

Znt

4

2 4

18



2

2 18

p

m







b) Thứ tự nối các phần tử:

m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18

Khép kín

Khép kín

+y1

Lớp trên 1 9 17 7 15 5 13 3 11 1

+y1

Lớp trên 2 10 18 8 16 6 14 4 12 2

Lớp dưới

+y2

GIẢN ĐỒ KHAI TRIỂN DÂY QUẤN MĐMC

Dây quấn sóng phức tạp có: m = 2; 2p = 4; Znt = S = 18

Next

Chương 2 Back

S N

1 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

n

B2

-A2 +

B

-B1

-A +

A1 +

Dây quấn sóng phức tạp gồm m dây quấn sóng đơn hợp lại do

đó số đôi mạch nhánh song song của dây quấn sóng phức tạp: a = m

 2.6: DÂY CÂN BẰNG ĐIỆN THẾ

1.Điều kiện để dây quấn đối xứng:

- Dây quấn MĐMC tương ứng như 1 mạch điện gồm 1 số nhánh song song ghép lại Mỗi nhánh gồm 1 số phần tử nối tiếp nhau

- Dây quấn phải đảm bảo 1 số yêu cầu sau:

+ Đảm bảo về cảm ứng từ: Hệ thống mạch từ phải có cấu tạo đối xứng, từ thông ở các cực như nhau

+ Điều kiện về dây quấn: Tất cả các dây quấn tạo thành mạch nhánh phải tương đương nhau và số phần tử của các nhánh cũng phải tương đương

- Ở điều kiện bình thường: sức điện động sinh ra trong các mạch nhánh song song bằng nhau, dòng điện phân bố đều trong các nhánh

- Dây cân bằng điện thế làm mất sự không đối xứng của mạch

từ trong MĐ để cân bằng điện thế ở các mạch nhánh của dây quấn xếp nằm dưới các cực từ có cùng cực tính được gọi là dây cân bằng loại 1 Bước thế yt bằng số phiến đổi chiều dưới mỗi đôi cực:

yt =

a

G p

G



- Dây cân bằng làm mất sự phân bố không đối xứng của điện

áp trên vành góp gọi là dây cân bằng loại 2

Bước thế: yt =

a

G a

S



2 Dây cân bằng điện thế loại 1:

3 Dây cân bằng loại 2:

Next

Chương 2 Back