1 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1 Biãn soản: Bi Táún Låüi Chỉång 10 SỈÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG CA DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU 10.1. NHÁÛN XẸT BAN ÂÁƯU Khi tỉì thäng ca pháưn cm xun qua dáy qún pháưn ỉïng biãún thãn thç trong dáy qún pháưn ỉïng s sinh ra sỉïc âiãûn âäüng (sââ). Trong mạy âiãûn quay cọ hai cạch âãø tảo ra sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng xun qua dáy qún pháưn ỉïng. Cạch thỉï nháút l cho dáy qún pháưn ỉïng chuøn âäüng tỉång âäúi trong tỉì trỉång pháưn cm. Cạch thỉï hai l cho xun qua dáy qún pháưn ỉïng âỉïng n, mäüt tỉì trỉång pháưn cm âáûp mảch hồûc mäüt tỉì trỉåìng khäng âäøi nhỉng tỉì dáùn mảch tỉì hay âäøi. Âãø mạy lm viãûc âỉåüc täút, u cáưu tỉì trỉåìng phán bäú dc khe håí ca mạy hçnh sin âãø sââ cm ỉïng trong dáy qún cọ dảng hçnh sin. Thỉûc tãú: khäng thãø cọ, vç cáúu tảo mạy, tỉì trỉåìng ca cỉûc tỉì v ca dáy qún âãưu khạc sin. Ta phán têch chụng thnh sọng cå bn (báûc 1) v sọng báûc cao ν (báûc 3,5, ). Hçnh 10.1 Sỉû phán bäú tỉì cm ca tỉì trỉåìng cỉûc tỉì ca mạy âiãûn âäưng bäü cỉûc läưi dc bãư màût stato Ta phán tỉì cm B thnh cạc sọng hçnh sin B 1 , B 3 , B 5 , B 7 , Våïi tỉì trỉåìng B 1 cọ bỉåïc cỉûc τ cn B ν cọ bỉåïc cỉûc τ ν =τ/ ν. Khi räto chuøn âäüng, tỉì trỉåìng B 1 , B 3 , B 5 , B 7 , cm ỉïng trong dáy qún sââ e 1 , e 3 , e 5 , e 7 , Do táưn säú f khạc nhau nãn sââ täøng trong dáy qún s cọ dảng khäng sin. 2 10.2. SặẽC IN ĩNG CAM ặẽNG TRONG DY QUN Xeùt sõõ caớm ổùng trong dỏy quỏỳn do B 1 , B 3 , B 5 , B 7 , tỗm sõõ tọứng. 10.2.1. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn do tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn. 1. Sõõ cuớa mọỹt thanh dỏựn: Thanh dỏựn coù chióửu daỡi l chuyóứn õọứng vồùi vỏỷn tọỳc v trong tổỡ trổồỡng cồ baớn phỏn bọỳ hỗnh sin doỹc khe hồớ : B x B m1 B x l v 0 Hỗnh 10.2 Chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi cuớa thanh dỏứn trong tổỡ trổồỡng hỗnh sin x = x sinBB mx Trong thanh dỏựn caớm ổùng sõõ: xsinvlBvlBe mxtd == trong õoù: f T t x v = == 2 2 do = 2f : tọỳc õọỹ goùc vaỡ = lB m 2 : tổỡ thọng ổùng vồùi mọỹt bổồùc cổỷc tổỡ. Nón: e td = fsint Trở sọỳ hióỷu duỷng sõõ õoù bũng: = = ffE td 2 2 2 2. Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy. Sõõ cuớa mọỹt bọỳi dỏy (phỏửn tổớ): Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy gọửm hai thanh dỏựn õỷt trong hai raợnh caùch nhau mọỹt khoaớng y laỡ hióỷu sọỳ hỗnh hoỹc caùc sõõ lóỷch nhau mọỹt goùc (y/) cuớa hai thanh dỏựn õoù. Tổỡ hỗnh 10.3, ta coù: ntd '' td ' tdV kf y sinEEEE = == 2 2 2 (10.5) trong õoù: 22 = = sin y sink n (10.6) Thổồỡng hóỷ sọỳ = y < 1, nón k n õổồỹc goỹi laỡ hóỷ sọỳ bổồùc ngừn. Nóỳu trong hai raợnh noùi trón coù õỷt mọỹt bọỳi dỏy (phỏửn tổớ) gọửm N pt voỡng dỏy thỗ sõõ cuớa bọỳi dỏy õoù bũng: = ptn1p fNk2E (10.7) 3 / 2 E q A K Hỗnh 10.4 Nhoùm coù q=3 bọỳi dỏy trong tổỡ trổồỡng Hỗnh 10.5 Sõõ nhoùm coù q=3 bọỳi = q 0 B ' td E & '' td E & '' td E & v E & Hỗnh 10.3 Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy 3. Sõõ cuớa mọỹt nhoùm bọỳi dỏy : 3. Sõõ cuớa mọỹt nhoùm bọỳi dỏy : Giaớ thióỳt ta coù q bọỳi dỏy mừc nọỳi tióỳp vaỡ õổồỹc õỷt raới trong caùc raợnh lión tióỳp nhau. Goùc lóỷch pha trong tổỡ trổồỡng giổợa hai raợnh caỷnh nhau: Giaớ thióỳt ta coù q bọỳi dỏy mừc nọỳi tióỳp vaỡ õổồỹc õỷt raới trong caùc raợnh lión tióỳp nhau. Goùc lóỷch pha trong tổỡ trổồỡng giổợa hai raợnh caỷnh nhau: Z p p/Z = = 22 (10.8) trong õo ù: Z/p sọỳ raợnh dổồùi mọỹt õọi cổỷc tổỡ. Caùc vectồ E pt lóỷch pha nhau mọỹt goùc Goùc = q vuỡng pha. E pt2 E pt3 E pt1 E pt1 E pt2 E pt3 =1 B m1 y = ' td E & '' td E & y = B m1 =1 4 Sõõ tọứng cuớa mọỹt nhoùm bọỳi dỏy E q laỡ tọứng hỗnh hoỹc cuớa q vectồ nhổ hỗnh 10.5: 2 2 1 2 2 2 22 2 2 == == sin sin E sin sin AK q sinOAABE q pt q q 1 2 2 rpt q ptq kqE sinq sin qEE == (10.9) Trong õoù: 2 2 1 == sinq sin sõõ caùc hoỹcsọỳ Tọứng sõõ caùc hỗnh hoỹcTọứng k q r (10.10) Vỏỷy: E q = = ptdqptrn qWkfqWkkf 22 (10.11) Vồùi: k dq : goỹi laỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn vaỡ bũng: k dq = k n k r (10.12) 4. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt pha: Dỏy quỏỳn mọỹt pha gọửm mọỹt hoỷc nhióửu nhaùnh õọửng nhỏỳt gheùp song song do õoù sõõ cuớa mọỹt pha laỡ sõõ cuớa mọỹt nhaùnh song song. Mọựi nhaùnh gọửm n nhoùm bọỳi dỏy coù vở trờ giọỳng nhau trong tổỡ trổồỡng cuớa caùc cổỷc tổỡ nón sõõ cuớa chuùng cọỹng sọỳ hoỹc vồùi nhau: == WfkfnqWkE dqptdqf 22 (10.13) trong õoù: W = nqW pt voỡng dỏy cuớa mọỹt nhaùnh song song hay cuớa mọỹt pha. 10.2.2. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn do tổỡ trổồỡng soùng bỏỷc cao. Nhỏỷn xeùt: Bióứu thổùc sõõ tổỡ trổồỡng soùng bỏỷc cao giọỳng tổỡ trổồỡng bỏỷc mọỹt. õỏy ta chuù yù rũng bổồùc cổỷc cuớa tổỡ trổồỡng bỏỷc nhoớ lỏửn tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn (hỗnh 10.1) vỗ vỏỷy goùc õióỷn 2 cuớa tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn ổùng vồùi goùc 2 õọỳi vồùi tổỡ trổồỡng bỏỷc , nhổ vỏỷy: = Vaỡ 2 2 2 = = sinq sin k sink q r n (10.14) Hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa soùng bỏỷc : = rndq kkk (10.15) Tỏửn sọỳ cuớa soùng bỏỷc : 5 f ν = νf Sââ cm ỉïng ca sọng báûc ν : νννν Φπ= WfkE dq 2 (10.16) Våïi: τ νπ =τ π =Φ νννν lBlB mm 22 Tỉì nhỉỵng phán têch trãn ta tháúy ràòng, khi tỉì trỉåìng cỉûc tỉì phán bäú khäng hçnh sin, sââ cm ỉïng trong dáy qún mäüt pha l täøng ca mäüt dy cạc sââ âiãưu ha cọ táưn säú khạc nhau. Trë hiãûu dủng sââ âọ cọ trë säú: E EEEE 22 5 2 3 2 1 ν ++++= (10.17) 10.3. CI THIÃÛN DẢNG SỌNG SÂÂ. Ngun nhán lm cho sââ cm ỉïng khäng sin l tỉì cm B khäng sin. Sau âáy l cạc biãûn phạp âãø lm cho sââ cm ỉïng cọ dảng sin. 10.3.1. Tảo âäü cong màût cỉûc âãø B sin Våïi δ l khe håí nh nháút giỉỵa màût cỉûc. δ tàng dáưn vãư 2 phêa mm cỉûc tỉì, âãø B hçnh sin thç δ x cạch giỉỵa màût cỉûc bàòng: xcos x τ π δ ≈δ (10.18) Nãúu gi b l bãư räüng màût cỉûc thç b =(0,65-0,76)τ v δ max = (1,5-2,5)δ. 10.3.2. Rụt ngàõn bỉåïc dáy qún Khi y = τ thç táút c cạc sââ báûc cao âãưu täưn tải vç: 1 2 ±=νβ= π ν si n k n Khi y < τ thç sââ báûc cao ty s bë triãût tiãu, nhỉ: • 5 4 = τ =β y váûy rụt ngàõn dáy qún τ 5 1 00 25 4 5 55 =→= π = Esink n • Tỉång tỉû mún E 7 = 0 thç rụt ngàõn τ 7 1 Chụ : • Bỉåïc ngàõn khäng âäưng thåìi triãût tiãu táút c sââ báûc cao vç váûy phi chn bỉåïc ngàõn thêch håüp. • Rụt ngàõn bỉåïc dáy qún sââ báûc mäüt cng gim âi mäüt êt nhỉng khäng âạng kãø. 6 10.3.3. Thổỷc hióỷn dỏy quỏỳn raới Khi q = 1 thỗ k r = 1 nghộa laỡ caùc sõõ bỏỷc cao khọng giaớm. Khi q > 1 thỗ caùc sõõ bỏỷc cao õóửu giaớm nhoớ. Xem baớng, ta thỏỳy rũng coù mọỹt sọỳ bỏỷc cao khọng bở giaớm yóỳu õi maỡ coù k r = k r1 bỏỷc cuớa sõõ õoù coù thóứ bióứu thở nhổ sau: Z = 2mqk 1 (10.19) trong õoù: k = 1, 2, 3, ; m: sọỳ pha; q: sọỳ raợnh cuớa mọỹt pha dổồùi mọỹt cổỷc tổỡ. Vỗ: 2mq = Z/p nón (10.19) trồớ thaỡnh: 1= k p Z Z (10.20) Caùc soùng õióửu hoỡa Z goỹi laỡ soùng õióửu hoỡa rng. Sồớ dộ coù k r = k r1 laỡ do goùc lóỷch Z giổợa caùc sõõ cuớa caùc bọỳi dỏy õỷt trong caùc raợnh lión tióỳp do tổỡ trổồỡng bỏỷc Z hoaỡn toaỡn bũng goùc lóỷch ổùng vồùi tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn: = = == k Z p k p Z k Z p . Z Z 2 2 21 2 (10.21) Kóỳt luỏỷn : Quỏỳn raới khọng trióỷt tióu õổồỹc soùng õióửu hoỡa rng, tuy nhión q tng Z tng theo vaỡ B m Z nhoớ õi, kóỳt quaớ laỡ soùng õióửu hoỡa rng cuợng nhoớ õi tổồng ổùng vaỡ daỷng soùng sõõ cuợng caới thióỷn õổồỹc mọỹt phỏửn. Coù thóứ giaớm soùng õióửu hoỡa rng nhióửu bũng caùch duỡng dỏy quỏỳn coù q laỡ phỏn sọỳ. 10.3.4. Thổỷc hióỷn raợnh cheùo. Ta coù: B m Z Z E E Hỗnh 10.7 Trổồỡng hồỹp raợnh cheùo mọỹt bổồùc rng Z =(Z/p).k 1, trổồỡng hồỹp k = 1 laỡ lồùn nhỏỳt, õóứ trióỷt tióu õổồỹc sõõ nỏửy ta choỹn bổồùc raợnh cheùo laỡ: b c = 2 Z = 2/ Z = 2.p/(Zp) Thổỷc tóỳ thổồỡng choỹn: b c = 2 p / Z = D / Z (10.22) Tỏỳt caớ caùc soùng õióửu hoỡa õóửu bở giaớm õi rỏỳt nhióửu. ]R R^ . cuớa q vectồ nhổ hỗnh 10 .5: 2 2 1 2 2 2 22 2 2 == == sin sin E sin sin AK q sinOAABE q pt q q 1 2 2 rpt q ptq kqE sinq sin qEE == (10 .9) Trong õoù: 2 2 1 == sinq sin sõõ caùc. Tọứng sõõ caùc hỗnh hoỹcTọứng k q r (10 .10 ) Vỏỷy: E q = = ptdqptrn qWkfqWkkf 22 (10 .11 ) Vồùi: k dq : goỹi laỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn vaỡ bũng: k dq = k n k r (10 . 12 ) 4. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt. dỏựn õoù. Tổỡ hỗnh 10 .3, ta coù: ntd '' td ' tdV kf y sinEEEE = == 2 2 2 (10 .5) trong õoù: 22 = = sin y sink n (10 .6) Thổồỡng hóỷ sọỳ = y < 1, nón k n õổồỹc