Máy điện mạch từ và dây quấn máy điện xoay chiều

PH N – V N Đ CHUNG V MÁY ĐI N XOAY CHI U CH ƠNG M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N CH ƠNG 5: M CH T T TR 1.1 T tr VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N NG MÁY ĐI N ng t tr ng t n Trong máy điện, cực từ có cực tính khác đ ợc bố trí xen kẽ Từ thơng từ cực bắc σ qua khe h vào phần ứng tr hai cực nam σ nằm kề bên Phần lớn từ thông d ới cực từ qua khe h vào phần ứng, có phần nhỏ từ thông không qua phần ứng mà trực tiếp qua cực từ bên cạnh, gông từ, nắp máy CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Phần từ thông vào phần ứng gọi từ thơng hay từ thơng khe h Φ0, cảm ứng sđđ dây quấn phần ứng quay tác dụng với dòng điện dây quấn để sinh mômen Đây phần chủ yếu từ thông cực từ ΦC Phần từ thông không qua phần ứng gọi từ thông tản Fs σó khơng cảm ứng sđđ sinh mơmen phần ứng song tồn làm cho độ bảo hịa từ cực từ gơng từ tăng lên Từ thông cực từ bằng:   c        (1  )   0  Với:    – hệ số tản từ cực từ (Ń = 1,15 ÷ 1,28) 0 CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N 1.2 Stđ c n thi t đ sinh t thơng Cần phải có stđ F0 để sinh từ thơng Φ0 Stđ số ampe vịng đôi cực từ máy điện sinh Theo định luật tồn dịng điện: H.dl  N.i  L  F0   N.i   H.l Đối với đôi cực: F0  2H   2H r h r  H u lu  2H clc  H g lg F0  F  Fr  Fu  Fc  Fg đó, chữ nhỏ δ, r, , c, g khe h , răng, phần ứng, cực từ gông từ; h - chiều cao l - chiều dài CH ƠNG 5: M CH T C ng độ từ tr công thức: VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N ng đ ợc tính theo B H  Với B = Φ / S – từ cảm đoạng mạch từ Φ, S µ lần l ợt từ thơng, tiết diện hệ số từ thẩm đoạn mạch từ Trong khơng khí µ = 4π.10-7H/m Tong lõi thép µ khơng phải số, tìm trực tiếp H theo đ ng cong từ hóa vật liệu B = f(H) CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N 1.3 Tính stđ khe hở Fδ Stđ khe h : F  B k  0 Trong đó: µo = 4π.10-7H/m hệ số từ thẩm khơng khí; Bδ từ cảm khe h khơng khí ứng với từ thơng Φ0 : 0 B    .l với: αδ – hệ số tính tốn cụm cực từ; αδ = bc/ń = 0,62 - 0,72 ń – b ớc cực từ CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N lδ chiều dài tính tốn phần ứng lδ = 0,5 (lt – l) Với lt - chiều dài cực từ theo trục, l - chiều dài lõi sắt phần ứng khơng tính rãnh thơng gió l = l1 - ng.bg Cịn l1 chiều dài thực lõi sắt; ng,bg số rưnh bề rộng rưnh thơng gió kδ hệ số khe h liên quan đến rưnh, tính theo cơng thức: t1  10 k  b r1  10 với t1 br1 b ớc bề rộng đỉnh CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N 1.4 Tính stđ FZ Từ cảm tính tốn Brx tính nh sau: độ cao x  t Bl t1  Brx  Srx b rx l1k c đó: Φt = Bδlδt1 từ thơng qua b ớc t1 lδ , l1 - chiều dài tính toán chiều dài thực lõi sắt brx - chiều rộng độ cao x kc - hệ số ép chặt t1 - b ớc phần ứng CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Trong thực tế tính tốn stđ răng, cần tính H ba điểm chiều cao tiết diện trên, d ới H r1, Hr.tb, Hr2 Trị số tính tốn c ng độ từ tr ng trung bình: H r  (H r1  4H r.tb  H r ) Stđ đôi cực từ bằng: Fr  2Hr h r Th ng để đơn giản hơn, ta xác định từ cảm B c ng độ từ tr ng H tiết diện cách chân h z/γ làm trị số trung bình để tính tốn: Fr  2H h r z CH ƠNG 5: M CH T 1.5 Tính stđ l ng ph n Từ cảm VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N ng l ng phần ứng: Bu  u 0  Su 2h u l1k c đó: Φ = Φ0/β từ thơng phần ứng S = h l1kc tiết diện l ng phần ứng h – chiều cao phần ứng Từ B ta tìm đ ợc H theo đ Stđ l ng phần ứng: ng cong từ hóa B = f(H) Fu  Hu lu CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N 3.2 Dây qu n hai l p Có hai loại : dây quấn xếp dây quấn sóng u điểm : Làm b ớc ngắn để cải thiện dạng sóng sđđ σh ợc điểm: Lồng dây sửa chữa khó khăn a Dây quấn xếp: Xét dây quấn xếp hai lớp có: Z = 24; 2p = 4; m = + Tính đại l ợng đặc tr ng dây quấn: CH ƠNG 5: M CH T p.360 2.360    30o Z 24 Z 24  2 q m.2p 3.2.2 Z 24   6 2p y5 y      q.  2.30o  60o VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Từ hình sđđ, ta thấy: Các phần tử lệch pha góc γ00 + Pha a có phần tử: 1,β,7,8; 13,14,19,20 + Pha b có phần tử: 5,6,11,1β; 17,18,23,24 + Pha c có phần tử: 9,10,15,16; 21,22,3,4 CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Cách nối pha: y = Pha A: Lớp trên: β Lớp d ới: Pha B: Lớp trên: Lớp d ới: 10 11 Pha C: Lớp trên: 10 Lớp d ới: 14 15 1γ 14 19 β0 1β 1γ 18 19 β4 11 1β 17 18 βγ β4 15 17 ββ βγ 15 16 β1 ββ γ β0 β1 β γ CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N CH ƠNG 5: M CH T Dây quấn sóng với Z = 18, βp = 4, m = γ VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N DỂY QU N CÓ q LÀ PHỂN SỐ Số phần tử pha d ới cực từ Z a c q  b m.2p d d + Số phần tử pha d ới cực từ không + σhóm có nhiều phần tử gọi nhóm lớn: (b+1) phần tử + σhóm có phần tử gọi nhóm nhỏ: b phần tử + D ới d cực từ có c nhóm lớn (d-c) nhóm nhỏ CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Ví dụ : Vẽ giản đồ khai triển dây quấn có Z = 18; βp = ; m = γ + Tính đại l ợng đặc tr ng dây quấn: p.360 2.360    40o Z 18 Z 18 q   1 m.2p 3.2.2 2 Z 18    4,5; y  2p   q.  1,5.40o  60o Vậy: a = γ; d = β; b = c = σhóm lớn có b+1 = β phần tử ; σhóm nhỏ có b = phần tử CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Phân vùng pha: Pha a: 1,2,6, 10,11,15; Pha b: 4,5,9, 13,14,18; Pha c: 7,8,3, 16,17,12 Sơ đồ nối dây pha: y = Pha a: lớp trên: 10 11 15 Lớp d ới: 10 14 15 Pha b: lớp trên: 13 14 18 Lớp d ới: 13 17 18 Pha c: lớp trên: 16 17 12 12 16 Lớp d ới: 11 CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Sơ đồ khai triển dây quấn: Pha a: 1,2,6, 10,11,15; Pha b: 4,5,9, 13,14,18; Pha c: 7,8,3, 16,17,12 CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N DỂY QU N NGẮN M CH KI U LỒNG SĨC Đây quấn ngắn mạch kiểu lồng sóc đ ợc tạo thành b i dẫn đồng đặt rưnh rôto, hai đầu chúng hàn với hai vành ngắn mạch đồng Các dẫn vành ngắn mạch nói đúc nhơm Sđđ dẫn lệch pha góc: Tính tốn thực tế th ng xem dẫn pha: Số pha rơ to: m2 = Z2 Số vịng dây pha: σ = 1/β Các hệ số knv = krv = α = 2π.p/Z CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Sơ đồ mạch điện dây quấn lồng sóc: đó: rt - điện tr dẫn; rv - điện tr đoạn hai dẫn vành ngắn mạch; Ta thay mạch điện thực nói mạch điện t ơng đ ơng (r) dựa s tổn hao hai mạch điện CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Đối với nút (nút β): i t  i v 23  i v12 Do dòng điện đoạn vòng ngắn mạch lệch pha góc α:  .p I t  2.I v sin  2.I v sin Z It Iv  .p 2.sin Z Tổn hao điện tr mạch điện thực mạch điện thay phải Z.It rt  2Z.Iv rv  Z.It r  r  rt  p. sin Z rv CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N CÁCH TH C HI N DỂY QU N MÁY ĐI N XOAY CHI U Dây quấn máy điện xoay chiều đ ợc đặt rưnh stato hay roto Các rưnh nầy có dạng: CH ƠNG 5: M CH T VÀ DỂY QU N MÁY ĐI N Rãnh nửa kín dùng cho dây quấn stato máy điện công suất P< 100 kW, điện áp U