DÂY QUẤN PHẦN ỨNG CỦA MÁY ĐIỆN QUAY Mục tiêu: Sau khi học xong chương này SV phải : Phân biệt được các khái niệm liên quan tới kết cấu dây quấn: bước cực, bước quấn dây y, số cực 2p
Trang 1PHẦN III LÝ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN QUAY
Chương 1 DÂY QUẤN PHẦN ỨNG CỦA MÁY ĐIỆN QUAY
Mục tiêu: Sau khi học xong chương này SV phải :
Phân biệt được các khái niệm liên quan tới kết cấu dây quấn: bước cực, bước quấn dây y, số cực 2p, góc lệch pha giữa 2 rãnh liên tiếp , vùng pha , số rãnh của một pha dưới một cực q và số lớp dây quấn
Tính toán được các số liệu dây quấn :; y ; q ; ;
Phân tích và xây dựng được sơ đồ hình tia sđđ
Xây dựng được sơ đồ trải và biểu diễn ; ; q ; y lên sơ đồ
Giải thích được cơ sở việc tạo các kiểu dây quấn khác nhau
Vẽ được các kiểu sơ đồ dây quấn khác nhau
Đánh giá được ưu, nhược điểm của các kiểu dây quấn 1 lớp, 2 lớp, đồng tâm, đồng khuôn, q phân số
Lựa chọn được kiểu dây quấn đáp ứng đúng yêu cầu
Nội dung:
I ĐẠI CƯƠNG
1.KHÁI NIỆM CHUNG
Máy điện xoay chiều cấu tạo gồm hai phần chính : phần tĩnh (stato) và phần động (rotor)
Về phương diện điện từ, được chia thành hai phần:
Phần cảm: là nơi tạo ra từ thông kích từ Gồm cuộn dây mang dòng điện đặt trên lõi thép Có thể là dây quấn tập trung đặt trên các cực hoặc dây quấn rải đặt trong các rãnh của lõi thép
Phần ứng: là phần sinh sđđ Thường là dây quấn rải trong cách rãnh của lõi thép
2.KHÁI NIỆM VỀ DÂY
QUẤN PHẦN ỨNG
Dây quấn phần ứng có nhiệm vụ cảm ứng sđđ nhưng
đồng thời cũng tham gia vào
việc tạo nên từ trường cần
thiết cho sự biến đổi năng
lượng cơ điện trong máy Dây
quấn có thể chế tạo với m = 1,
2, 3 pha, với nhiều kiểu quấn
khác nhau
WS=2
Dây quấn xếp Dây quấn sóng
y
Hình 1.1 Dây quấn xếp và dây quấn sóng
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 2-Một số ký hiệu về máy điện quay:
Số rãnh: Z ; Số cực: 2p ; số đôi cực: p ; bước cực: ; số pha: m
-Bối dây (phần tử) S : là một khung dây có nhiều vòng dây (WS vòng dây) Phần bối dây nằm trong từ trường gọi là cạnh tác dụng Phần còn lại gọi là đầu nối, phần này không tham gia vào quá trình biến đổi năng lượng điện từ mà chỉ làm nhiệm vụ dẫn điện
Có hai loại bối dây: quấn xếp và quấn sóng
-Bước bối dây (y) : Là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một phần tử
Khoảng cách này đo bằng số rãnh
Gọi khoảng cách giữa hai cực là bước cực , ta có các bước bối dây sau:
Với
p
Z
y gọi là bước đủ
Khi đó sđđ cảm ứng trong phần tử là lớn
nhất
Khi y < : bước ngắn Khi y > : bước dài (ít dùng) Bước cực có thể tính theo đơn vị dài:
p 2
D
với D: dường kính phần ứng
-Số lớp dây quấn: Nếu trong một rãnh chỉ đặt một cạnh tác dụng của phần tử
gọi là dây quấn một lớp Nếu đặt hai cạnh tác
dụng của hai phần tử khác nhau gọi là dây quấn
hai lớp
Vậy với số rãnh Z thì dây quấn một lớp có số phần tử là S = Z / 2 và dây quấn hai lớp có số
phần tử là S = Z
-Góc lệch điện giữa hai rãnh liên tiếp ():
Máy 2 cực (một đôi cực) có góc lệch điện giữa các rãnh là:
Z
360
Máy 4 cực( hai đôi cực) có góc lệch điện giữa các rãnh là:
Z
360
Tổng quát với máy có P đôi cực thì:
Z
360
-Số rãnh của một pha dưới một cực:
m P 2
Z
q
q có thể là số nguyên hay phân số
-Số mạch nhánh song song:
a: số đôi mạch nhánh song song 2a: số mạch nhánh song song
E -E
-E
E tổng
Bước đủ Bước ngắn
Hình 1.2 S.đ.đ trong dây quấn
1 lớp 2 lớp
Hình 1.3 dây quấn 1 lớp, 2 lớp trong rãnh
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 3II DÂY QUẤN BA PHA CÓ q LÀ SỐ NGUYÊN
1.DÂY QUẤN MỘT LỚP
Đặc điểm: trong mỗi rãnh đặt một cạnh tác dụng Do vậy số bối dây bằng ½ số rãnh S = Z/2 Thường là dây quấn bước
đủ y =
Ví dụ: Xét dây quấn có số rãnh z = 24; số cực 2p = 4; m = 3
Khi phần ứng quay trong từ trường phần cảm, trong các cạnh tác dụng của
phần tử phần ứng cảm ứng ra sđđ Vì
các cạnh tác dụng nằm dưới các rãnh
lệch nhau góc
0 0
30 24
360 2 Z
360 p
nên sđđ sinh ra trong các cạnh tác dụng
được biểu diễn bằng các vectơ lệch
nhau một góc trong không gian và tạo nên hình sao sđđ Từ hình vẽ ta thấy: các cạnh tác dụng từ 1 đến 12 tạo thành một hình sao sđđ và cạnh tác dụng từ 13 đến
24 tạo thành hình sao sđđ thứ hai Hai hình sao sđđ trùng lên nhau
Trường hợp bối dây bước đủ, hai cạnh tác dụng nằm cách nhau một bước cực nên vectơ sđđ của chúng lệch nhau góc 1800 Ví dụ vectơ 1 và 7 là sđđ của một bối dây Sđđ tổng của bối dây là tổng của hai vectơ đó
Chia hình sao sđđ thành 2m vùng pha, mỗi pha gồm các vectơ thuộc hai vùng pha đối xứng qua tâm Từ đó ta có bối dây thuộc các pha như sau:
Pha A gồm bối: 1 – 7 ; 2 – 8 ; 13 – 19 ; 14 – 20 Pha B : 5 – 11; 6 – 12 ; 17 – 23 ; 18 – 24 Pha C : 9 –15 ; 10 –16; 21 – 3 ; 22 – 4
Như vậy dưới mỗi cực, mỗi pha có hai cạnh tác dụng hay 2
3 4
24 m P 2
Z
Nối các bối dây cùng pha lại với nhau ta được dây quấn ba pha
1 2- 3-4-16
5- 7- 8-
9-
10-
1
1-300
A
B
C
Y
X
Z
Hình 1.4.Hình sao s.đ.đ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3
Hình 1.5 Sơ đồ trải dây quấn (sđtdq)
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 4-Dây quấn đồng khuôn : Nếu nối các cạnh tác dụng theo thứ tự, ví dụ đối với
pha A là: 1 –7; 2 –8; … như trên để tạo thành bối dây, thì tất cả các bối dây có kích
thước hoàn toàn giống nhau nên gọi là dây quấn đồng khuôn (hình 1.5)
-Dây quấn đồng tâm: Nếu nối các cạnh tác dụng theo thứ tự, ví dụ đối với pha A
nối: 1 –8; 2 –7; … các bối dây có kích thước không giống nhau, gọi là dây quấn đồng tâm
2 DÂY QUẤN HAI LỚP
Đặc điểm: trong mỗi rãnh đặt hai cạnh tác dụng Do vậy số bối dây bằng số rãnh S = Z
Ví dụ: Xét dây quấn có số rãnh z = 24; số cực 2p = 4; m = 3
4
24 p
Z
0 0
30 24
360 2 Z
360 p
3 4
24 m P 2
Z
Có thể quấn với vùng pha 60 0 hoặc 120 0 , tương ứng có hệ số quấn rải:
0
60
2
30 sin 2
2
30 2 sin
0
r và 1200 0 , 81
2
30 sin 4
2
30 4 sin
0
Ta thấy hệ số quấn rải ứng với vùng pha 600 lớn hơn hệ số quấn rải ứng vùng pha 1200 Nghĩa là: sđđ khi quấn với vùng pha 600 lớn hơn sđđ khi quấn với vùng pha 1200 nên thực tế thường quấn với vùng pha 600
-Dây quấn xếp: Từ hình sao sđđ vẽ sơ đồ dây quấn với bước đủ y =
Thực tế thường rút ngắn bước quấn với y
3 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 24
Hình 1.6 Dây quấn đồng tâm
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 5Ví dụ: ĐC z=24; 2p=4; m=3
4
24 p
Z
y . 0,8.6 4,8 chọn y = 5
Vẽ sơ đồ dây quấn xếp bước ngắn:
p
z
p 2
z
y1 ; y2 y y1
Như vậy: các sóng của cuộn dây sau khi đi một vòng liên tục dưới các cực từ cùng tên sẽ trở về phía trái hoặc phải của thanh dẫn đầu tiên để đi tiếp vòng mới Số vòng lặp lại là q lần Sau đó làm tương tự với các cực khác tên
III DÂY QUẤN BA PHA CÓ q LÀ PHÂN SỐ
Mục đích: Để cải thiện dạng sđđ cho một số máy không thể thực hiện quấn rải được (máy có số cực lớn hoặc kích thước
nhỏ)
Dây quấn q phân số có thễ quấn 1 lớp hoặc 2 lớp,kiểu xếp hay kiểu sóng
VD: Máy có Z=15, 2p=4, m=3
Ta có
4
1 1 3 4
15 m p
z
0
0
48 Z
360 p
Vẽ hình sao sđđ với 600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 3 24
Hình 1.7 Dây quấn xếp hai lớp, bước ngắn
1
9
2
10
3
11
4
12
5 1
6
8
A
X
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 6Pha A: 1, 2, 5, 9, 13
B: 4,8,11,12,15 C: 6,7, 10, 14, 3 Vẽ sơ đồ dây quấn sóng với
3 4
15 8 , 0 8 , 0
Dây quấn có dạng như hình 1.9
*****
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 15
Hình 1.9 S.đ.t.d.q sóng
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 7CHỦ ĐỀ GỢI Ý THẢO LUẬN
1 Máy điện có z = 24 ; 2p = 4 ; m = 3 Tính ; ; ; q ; y
1 Chỉ trên hình vẽ sơ đồ trải phạm vi ; ; q ; y
2 So sánh sđđ cảm ứng trong dây quấn khi dùng dây quấn bước ngắn, bước đủ và bước dài
3 Các bước tiến hành vẽ hình sao sđđ vàcách xác định sđđ của các pha
4 Aùp dụng vẽ hình sao sức điện động
5 Nhận xét hình đã vẽ về các điểm : Vùng pha , số lượng hình sao sức điện động, số phần tử thuộc từng pha và trục của pha, vị trí các đầu dây A , B , C và X, Y , Z
6 Chỉ ra trên hình vẽ bước cực, đầu dây B ; C
7 Xác định các đầy dây Y ; Z
8 Đặc điểm bối dây đồng tâm
9 Đặc điểm bối dây đồng khuôn
10 Cơ sở để có các kiểu nhóm bối khác nhau (đồng tâm hoạc đồng khuôn)
11 Vẽ hoàn chỉnh sơ đồ trải với dây quấn đồng tâm và đồng khuôn
12 Xác định số mạch nhánh song song tối đa cho từng pha
13 Mục đích đấu tạo nhiều mạch nhánh song song
14 Rút ra công thức tổng quát về số mạch nhánh song song tối đa
15 Khi ghép song song các nhánh của một pha phải đảm bảo những điều kiện nào
16 So sánh dây quấn đồng tâm và đồng khuôn về hình dáng , từ trường ……
17 So sánh dây quấn đồng tâm và đồng khuôn
18 Phạm vi cho phép rút ngắn bước quấn
19 Khi rút ngắn bước quấn sẽ làm thay đổi đại lượng nào, có thể khắc phục bằng cách nào
20 Ưu nhược điểm của dây quấn 2 lớp
21 Dây quấn 2 lớp thường quấn với vùng pha bao nhiêu, vì sao?
22 Phạm vi sử dụng dây quấn 2 lớp
23 Phạm vi sử dụng dây quấn q phân số, dây quấn sóng
24 Dây quấn rô to ngắn mạch lồng sóc
25 Đặc điểm dây quấn 1 pha
26 Sưu tầm sơ đồ dây quấn trong thực tế
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
