DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BÀI 2 VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ 2 1 Khái niệm chung về dây quấn Dây quấn của máy điện quay được bố trí ở hai bên khe hở trên lõi thép của phần tĩnh hoặc của phần quay Nó l[.]
BÀI 2: VẼ SƠ ĐỒ DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ 2.1 Khái niệm chung dây quấn Dây quấn máy điện quay bố trí hai bên khe hở lõi thép phần tĩnh phần quay Nó phận để thực biến đổi lượng điện máy Một cách tổng quát chia dây quấn máy điện quay làm hai loại : dây quấn phần cảm (dây quấn kích từ ); dây quấn phần ứng Dây quấn phần cảm có nhiệm vụ sinh từ trường khe hở lúc không tải Từ trường máy điện quay thường có cực tính thay đổi (hinh 2.1 2.2), nghĩa bố trí cực N S xen kẻ Hình 2.1 Dây quấn kích từ quấn tập trung máy điện đồng Dây quấn phần ứng có nhiệm vụ cảm ứng sđđ định có chuyển động tương đối từ trường khe hở tạo stđ cần thiết cho biến đổi lượng điện Rõ ràng từ trường khe hở có cực tính thay đổi sđđ cảm ứng sđđ xoay chiều Hình 2.2 Dây quấn kích từ quấn rãi máy điện đồng 24 Nếu cực từ N S xen kẻ quanh khe hở, dây quấn phần ứng hình thành từ tổ hợp bối dây (phần tử) với Mỗi bối dây dây quấn xếp (hình 2.3a) dây quấn sóng (hình 2.3b) gồm có N vịng dây Các phần ab, cd đặt rãnh lõi thép gọi cạnh tác dụng, ad, bc nằm ngồi rãnh gọi phần đầu nối Hình 2.3 Bối dây a) Dây quấn xếp; b) Dây quấn sóng u cầu dây quấn: • Đối với dây kích từ tạo từ trường hình sin khe hở, cịn dây quấn phần ứng đảm bảo có sđđ dịng điện tương ứng với cơng suất điện từ máy • Kết cấu dây quấn phải đơn giản • Ít tốn ngun vật liệu • Bề cơ, điện, nhiệt, hóa • Lắp ráp sửa chữa dễ dàng 2.2 Những sở để vẽ sơ đồ dây quấn - Bước cực: Bước cực khoảng cách hai cực từ liên tiết τ= /số rãnh/ Trong đó, Z số rãnh, 2p số cực từ - Bước dây quấn y : Bước dây quấn y1 khoảng cách hai cạnh tác dụng phần tử Vậy y1 phải số nguyên Có trường hợp: • dây quấn bước đủ • >o > τ dây quấn bước dài • dây quấn bước dài β < dây quấn bước ngắn - Số rãnh pha cực từ : q= /số rãnh/ Trong đó, m số pha; cịn q số ngun, phân số - Góc độ điện hai rãnh cạnh : = /độ điện/ - Vùng pha dây quấn: y=q.α /độ điện/ 2.3 Phân loại dây quấn máy điện xoay chiều: - Phân theo số lớp rãnh: + Dây quấn lớp : Hình 2.4 dây quấn lớp, rãnh đặt cạnh tác dụng Như vây số phần tử dây quấn : S = Z/2 S số phần tử; Z số rãnh Hình 2.4 Dây quấn lớp 26 + Dây quấn hai lớp: Hình 2.5 dây quấn hai lớp, rãnh đặt hai cạnh tác dụng hai phần tử khác Như vây số phần tử S=Z Hình 2.5 Dây quấn hai lớp - Phân theo số pha • Dây quấn pha • Dây quấn hai pha Dây quấn ba pha - Phân theo bước dây quấn • Dây quấn bước đủ • Dây quấn bước dài • Dây quấn bước ngắn - Phân theo cách nối phần tử • Dây quấn xếp • Dây quấn sóng - Phân theo hình dạng phần tử dây quấn • Dây quấn đồng khn • Dây quấn đồng tâm • Dây quấn phân tán Để hiểu rõ cách nối phần tử dây quấn ta dùng sơ đồ khai triển Sơ đồ khai triển sơ đồ nhận cách cắt phần ứng đường thẳng song song với trục máy trải mặt phẳng 27 2.4 Phương pháp vẽ sơ đồ dây quấn động không đồng ba pha lớp, q số nguyên - Dây quấn lớp: Xét sơ đồ khai triển dây quấn lớp máy điện xoay chiều có số liệu sau: Z = 24; 2p = 4; m =3 • Vẽ hình sđđ rãnh phần tử: + Tính đại lượng đặc trưng dây quấn: (độ điện) Hình 2.6 hình sđđ rãnh (a) phần tử (b) + Ta thấy:Cạnh tác dụng thứ 1÷12 hình thành hình sđđ, tia lệch pha 3000, đôi cực từ thứ (hình 2.6a) Cạnh tác dụng thứ 13÷24 hình thành hình sđđ, đơi cực từ thứ hai, có vị trí giống từ trường, nên hồn tồn trùng với hình đơi cực từ thứ Đặc cung γ = 600 xác định vùng pha, từ ta biết cạnh tác dụng pha + Cách nối dây quấn: y = 6, nối sau: Pha A: (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) 28 • Sơ đồ khai triển dây quấn: Hình 2.7 Dây quấn đồng khn Từ sơ đồ khai triển ta thấy: + Mỗi pha có hai nhóm phần tử dây quấn + Mỗi nhóm có q phần tử dây quấn + Các phần tử nhóm phải mắc nối tiếp nhau.(Khơng song song ?) + Các nhóm mắc nối tiếp mắc song song phụ thuộc vào điện áp + Dây quấn gồm phần tử có kích thước giống gọi dây quấn đồng khn (hình 2.6) • Xác định sđđ pha: Cộng vectơ thuộc pha lại Ta nhận thấy trị số sđđ pha không phụ thuộc thứ tự nối cạnh tác dụng thuộc pha Ví dụ pha A nối cạnh tác dụng theo thứ tự (1-8), (2-7) đôi cực từ thứ (13-20), (14-19) đơi cực từ thứ hai Như ta nối cạnh tác dụng phần tử pha theo thứ tự sau: Pha A: (1-8), (2-7); (13-20), (14-19) Pha B: (5-12), (6-11); (17-24), (18-23) Pha C: (9-16), (10-15); (21-4), (22-3 Với cách nối dây quấn trên, ta có sơ đồ khai triễn dây quấn hình 2.8 29 Hình 2.8 Dây quấn đồng tâm Từ hình 2.8 ta thấy: • Các bối dây giống vòng tròn đồng tâm gọi dây quấn đồng tâm • Đây dây quấn dễ tự động hóa q trình đặt dây quấn vào rãnh • Khi thực dây quấn đồng tâm phải bẻ phần đầu nối nhóm lên để chúng khơng chồng chéo Các kiểu dây quấn đồng tâm, đồng khuôn gọi dây quấn tập trung nhóm phần tử tập trung cực từ định Hình 2.9 Dây quấn phân tán Có thể nối cạnh tác dụng phần tử theo thứ tự khác (2-7), (8-13) (14-19), (20-1) Như ta nối cạnh tác dụng phần tử pha theo thứ tự sau Pha A: (2-7), (8-13); (14-19), (20-1) Pha B: (6-11), (12-17); (18-23), (24-5) Pha C: (10-15), (16-21); (22-3), (4-9) Với cách nối ta sơ đồ khai triễn hinh 2.9 gọi dây quấn phân tán 30 - Dây quấn hai lớp: Có hai loại : dây quấn xếp dây quấn sóng Ưu điểm : Làm bước ngắn để cải thiện dạng sóng sđđ Nhược điểm: Lồng dây sửa chữa khó khăn - Dây quấn xếp: Xét dq xếp hai lớp có: Z=24; 2p=4; m=3 + Tính đại lượng đặc trưng dây quấn: (độ điện) ; (độ điện) Hình 2.10 Hình sđđ rãnh 31 - Vẽ hình sđđ phần tử Từ hình sđđ, ta thấy: Các phần tử lệch pha góc 3000 Từ hình 2.10, ta thấy : + Pha a có phần tử: 1,2,7,8; 13,14,19,20 + Pha a có phần tử: 5,6,11,12; 17,18,23,24 + Pha a có phần tử: 9,10,15,16; 21,22,3,4 Cách nối pha: y1 = Pha A: lớp trên: 13 14 19 20 Lớp dưới: 12 13 18 19 24 Pha B: lớp trên: 11 12 17 18 23 24 Lớp dưới: 10 11 15 17 22 23 Pha C: lớp trên: 10 15 16 21 22 Lớp dưới: 14 15 20 21 Vẽ sơ đồ khai triễn: Vẽ cho pha a pha b c vẽ tương tự Ta thấy: + Do q = nên cực từ có hai phần tử + Các phần tử nhóm phải mắc nối tiếp + Các nhóm mắc song song nối tiếp phụ thuộc điện áp + Số nhánh song song nhiều số cực từ (n ≤ 2p) Hình 2.11 Dây quấn xếp hai lớp bước ngắn 32 - Dây quấn sóng : với Z = 18, 2p = 4, m = Hình 2.12 Hình 2.12 Dây quấn sóng hai lớp bước ngắn 2.5 Phương pháp vẽ sơ đồ dây quấn động không đồng ba pha lớp, q phân số Số phần tử pha cực từ: Ta thấy: + Số phần tử pha cực từ không + Nhóm có nhiều phần tử gọi nhóm lớn: (b+1) phần tử + Nhóm có phần tử gọi nhóm nhỏ: b phần tử + Dưới d cực từ có c nhóm lớn (d-c) nhóm nhỏ Xét ví dụ : Vẽ giản đồ khai triển dây quấn có Z = 18; 2p = ; m = - Tính đại lượng đặc trưng dây quấn: (độ điện) (độ điện) lấy y = Vậy a = 3; d = 2; b = c = Nhóm lớn có b+1 = phần tử Nhóm nhỏ có b = phần tử Phân vùng pha: 33 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 Lớp dưới: 10 14 15 Pha b: Lớp trên: 13 14 Lớp dưới: 13 17 18 Pha c: Lớp trên: 16 17 Lớp dưới: 11 12 Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn: (hình 2.13) 15 18 12 16 Hình 2.13 Dây quấn xếp hai lớp với q phân số 2.6 Dây quấn stato động không đồng pha * Động pha có cuộn phụ cắt sau mở máy: Thơng thường dây quấn pha chiếm 2/3 số rãnh stato, dây quấn phụ chiếm 1/3 số rãnh stato Z A = 2ZB Với loại động này, số rãnh pha cực từ xác định sau: qA ZA 2p qB ZB 2p (3.7) Trong đó: qA – Số rãnh pha (cuộn làm việc) cực từ qB – Số rãnh pha phụ (cuộn khởi động) cực từ 34 Z A Z - Số rãnh pha Z B Z - Số rãnh pha phụ Với Z – Tổng số rãnh stato 2p – Số cực từ máy * Động điện pha điện dung: Thường số rãnh stato chia cho hai dây quấn Ta có: Z A Z B Z Số rãnh pha cực từ xác định sau: q A qB Z 4p * Bước dây quấn động pha xác định động pha Dây quấn lớp thường thực bước ngắn lấy 2/3 bước cực từ Việc đấu nối nhóm bối dây dây quấn pha tiến hành theo nguyên tắc giống dây quấn pha Để thuận tiện cho việc sửa chữa, dây quấn pha phụ thường đặt dây quấn pha (gần nêm hơn) Quy luật phân bố dây quấn pha cặp cực tức ABXY Máy có p cặp cực quy luật phân bố lặp lại p lần * Xét động pha có dây quấn phụ cắt sau mở máy - Dây quấn đồng khuôn lớp tập trung Các số liệu cần biết sau: + Số rãnh stato: Z = 24 + Số cực từ: 2p = + Số mạch nhánh pha: a = Các bước tính tốn: - Tính tốn số rãnh pha 3 + Số rãnh pha chính: Z A Z 24 16 (rãnh) 1 Z B Z 24 8 (rãnh) 3 + Số rãnh pha phụ: - Số rãnh pha dưỡi cực từ Z 16 A + Pha A: q A p 4 (rãnh) 35 Z B + Pha B: qB p 2 (rãnh) - Bước dây quấn: Ta thực dây quấn bước đủ y1 A y1B Z 24 6 (rãnh) 2p - Quy luật phân bố dây quấn pha Pha A: (1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10) (13, 14, 15, 16, 19, 20, 21, 22) Pha B: (5, 6, 11, 12) (17, 18, 23, 24) - Sơ đồ triển khai dây quấn (hình 2.14) Kiểu dây quấn có nhược điểm phần đầu nối dài tốn nhiều dây quấn Số nhóm phần tử dây quấn pha số đôi cực từ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 A Hình 2.14 Dây quấn đồng khn lớp tập trung X 36 ... phần tử S=Z Hình 2.5 Dây quấn hai lớp - Phân theo số pha • Dây quấn pha • Dây quấn hai pha Dây quấn ba pha - Phân theo bước dây quấn • Dây quấn bước đủ • Dây quấn bước dài • Dây quấn bước ngắn -... số - Góc độ điện hai rãnh cạnh : = /độ điện/ - Vùng pha dây quấn: y=q.α /độ điện/ 2.3 Phân loại dây quấn máy điện xoay chiều: - Phân theo số lớp rãnh: + Dây quấn lớp : Hình 2.4 dây quấn lớp, rãnh... cách nối phần tử • Dây quấn xếp • Dây quấn sóng - Phân theo hình dạng phần tử dây quấn • Dây quấn đồng khn • Dây quấn đồng tâm • Dây quấn phân tán Để hiểu rõ cách nối phần tử dây quấn ta dùng sơ