GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 3 pptx

CHƯƠNG III: SỨC TỪ ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU § 3.1 ĐẠI CƯƠNG Dòng điện chảy dây quấn máy điện quay tạo sức từ động (s.t.đ) dây quấn sinh từ trường bao quanh dây quấn Để việc nghiên cứu tính toán dễ dàng người ta thường chia xét từ trường dây quấn máy điện quay ba vùng không gian: từ trường khe hở stator rotor, từ trường rãnh từ trường phần đầu nối Trong chương ta xét từ trường khe hở Với giả thiết khe hở δ từ trở lõi thép stator rotor mạch từ không đáng kể, (hệ số dẫn từ μ Fe = ∞ ), phân bố từ trường khe hở phân bố s.t.đ dây quấn Nói chung s.t.đ khe hở phụ thuộc vào kiểu dây quấn tập trung hay quấn rải vào dòng điện Khi dòng điện chiều s.t.đ khe hở không đổi từ dẫn khe hở không đổi đập mạch từ dẫn khe hở thay đổi Nếu dòng điện xoay chiều pha, s.t.đ đập mạch Dòng điện xoay chiều m pha (với m ≠ 1) đối xứng sinh s.t.đ quay tròn; dòng điện xoay chiều m pha không đối xứng sinh s.t.đ quay elip Để thuận tiện cho việc phân tích s.t.đ dây quấn máy điện xoay chiều ta cần nhắc lại khái niệm s.t.đ đập mạch, s.t.đ quay quan hệ s.t.đ S.t.đ đập mạch Biểu thức toán học s.t.đ đập mạch viết sau: F = Fm sin ωt cos α (3-1) α góc không gian Trong biểu thức cho t = const thì: F = Fm1 cos α = f (α ) , Fm1 = Fm sin ωt biên độ tức thời s.t.đ đập mạch lúc phân bố F hình sin không gian Khi α = const nghóa vị trí cố định bất kỳ, thì: F = Fm sin ωt Fm = Fm cos α trị số F vị trí biến đổi tuần hoàn theo thời gian Từ nhận xét ta thấy s.t.đ đập mạch sóng đứng, trường hợp đơn giản phân bố hình sin không gian biến đổi hình sin theo thời gian (hình 3-1a) Ta biểu thị s.t.đ đập mạch vị trí không gian α = vector có độ dài thay đổi theo t hình 3-1b S.t.đ quay tròn Biểu thức toán học s.t.đ quay tròn với biên độ không đổi có dạng: 30 (3-2) Thật vậy, giả sử ta xét điểm tuỳ ý sóng s.t.đ có trị số không đổi thì: F = Fm sin(ωt ± α) sin(ωt ± α) = const hay laø ωt ± α = const Hình 3.1 a S.t.đ đập mạch thời điểm khác nhau; b Vector s.t.đ đập mạch α = Lấy vi phân biểu thức theo thời gian ta có: dα = ±ω dt (3-3) Đạo hàm α theo t theo biểu thức (3-3) tốc độ góc quay biểu thị rad/s, dα < ứng với sóng quay ngược [dấu “+” biểu thức (3-2)] dt Hình 3-2a b cho thấy vị trí sóng quay thuận ngược thời điểm khác Hình 3.2 Vị trí sóng quay ngược (a) quay thuận (b) thời điểm t = t = T/4; (c) biểu thị s.t.đ quay vector quay 31 S.t.đ quay tròn biểu thị vector có độ lớn Fm không đổi quay với tốc độ góc + ω - ω , mút vector vẽ thành hình tròn hình 3-2c Để thấy rõ quan hệ s.t.đ đập mạch s.t.đ quay trước rằng: Fm sin ωt cos α = 1 Fm sin(ωt − α ) + Fm sin(ωt + α) = 2 (3-4a) = F1 + F2 nghóa s.t.đ đập mạch tổng hai s.t.đ quay: F1 quay thuận với tốc độ + ω F2 quay ngược với tốc độ - ω Biên độ s.t.đ quay nửa s.t.đ đập mạch Hình 3-3 biểu thị vector s.t.đ đập mạch F tổng hai vector s.t.đ quay F1 F2 thời điểm t = Mặc khác từ biểu thức: T 5T t = 12 Fm sin(ωt ± α) = Fm sin ωt cos α ± Fm cos ωt sin α π π = Fm sin ωt cos α m Fm sin(ωt − ) cos(α − ) 2 (3-4b) ta cuõng thấy s.t.đ quay tròn tổng hợp hai s.t.đ đập mạch khác pha thời gian π π lệch không gian góc 2 Sức từ động quay elip: Khi hai s.t.đ đập mạch (của dây quấn hai pha) lệch không gian góc π lệch pha thời gian góc β≠ π : Hình 3.3 S.t.đ đập mạch, tổng s.t.đ quay tròn thuận ngược π F = Fm sin ωt cos α + Fm sin(ωt − β) cos(α − ) (3-5) π π F = Fm sin ωt cos α + F' m sin(ωt − ) cos(α − ) 2 (3-6) có biên độ khác nhau: hai s.t.đ đập mạch có biên độ nhau, lệch pha π : π F = Fm sin ωt cos α + Fm sin(ωt − ) cos(α − γ ) π thời gian lệch không gian góc γ ≠ (3-7) s.t.đ tổng hợp F chúng ba trường hợp biểu thị vector quay mà mút vector vẽ thành hình elip Từ trường quay máy từ trường elip Trước hết xét tổng hợp hai s.t.đ đập mạch theo (3-6): π π F = Fm sin ωt cos α + F' m sin(ωt − ) cos(α − ) 2 32 Phân tích s.t.đ đập mạch biểu thức thành hai s.t.đ quay tròn theo biểu thức (3-4a), với ý raèng sin(ωt + α − π) = − sin(ωt + π) ta coù: F= Fm + F' m F − F' m sin(ωt − α) + m sin(ωt + α ) = F1 sin(ωt − α) + F2 sin(ωt + α) (3-8) 2 Vậy s.t.đ F tổng hợp hai s.t.đ có biên độ khác quay theo hai chiều thuận ngược với tốc độ, biểu thị vector quay F mà mút vector vẽ thành hình elip hình 3-4 Trục lớn a trục nhỏ b từ trường elip có giá trị bằng: a = 2(F1 + F2) = 2Fm (ứng với α = 0, ωt = π ) b = 2(F1 – F2) = 2F’m Cuõng chứng minh tương tự trường hợp hai s.t.đ đập mạch lệch pha thời gian góc β≠ π , theo hình (3-5) ta có: π F = Fm sin ωt cos α + Fm sin(ωt − β) cos(α − ) = F1 sin(ωt − α' ) + F2 sin(ωt + α'−β) đó: F1 = Fm cosβ' ; với β' = β π β π − ; α' = α + − 4 Hình 3.4 Từ trường elip theo biểu thức (3-6), Fm ≠ F' m (3-9) F2 = Fm sin(−β' ) S.t.đ tổng F trường hợp biểu thị vector quay mà mút vector vẽ thành hình elip có trục lớn a = 2(F1 + F2) ứng với π β π+β α' = ωt = Từ trường elip hai s.t.đ 2 π lệch pha thời gian góc β = trình bày hình 3-5 (ωt − α' ) = (ωt + α'−β) = 33 Hình 3.6 Từ trường elip theo biểu Hình 3.5 Từ trường elip theo biểu thức (3-5), β = π thức (3-7), γ = Khi hai s.t.đ đập mạch lệch pha không gian goùc γ ≠ ta coù: π π theo (3-7) π F = Fm sin ωt cos α + Fm sin(ωt − ) cos(α − γ ) π = F1 sin(ωt − α' ' ) + F2 sin(ωt + α' '− ) , (3-10) F1 = Fm cos γ' đó: F2 = Fm sin γ' π γ π γ với γ' = − α' = α + − 4 Ở trường hợp S.t.đ F s.t.đ elip Trục lớn hình elip a = 2(F1 + F2) ứng với α' ' = π 3π vaø ωt = 4 Từ trường elip hai s.t.đ đập mạch lệch không gian góc γ = π trình bày hình 3-6 Như thấy phần sau chương này, s.t.đ elip hình thành dây quấn nhiều pha dòng điện pha không đối xứng Các thành phần thứ tự thuận thứ tự ngược dòng không đối xứng sinh từ trường quay thuận F1 từ trường quay ngược F2 với tốc độ Tổng hợp F1 F2 tạo từ trường elip 34 § 3.2 SỨC TỪ ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN PHA Để nghiên cứu sức từ động dây quấn pha, trước hết ta xét s.t.đ phần tử sau đến s.t.đ dây quấn lớp gồm có q phần tử cuối s.t.đ pha lớp bước ngắn Sức từ động phần tử: Giả sử ta có phần tử gồm Ws vòng dây bước đủ (y= τ ) đặt stator máy điện hình 3-15a Khi phần tử có dòng điện i = I sin ω.t đường sức từ trường phần tử có dòng điện i sinh phân bố đường nét chấm Theo định luật toàn dòng điện, dọc theo đường sức từ khép kín ta viết: (3-11) ∫ Hdl = i.w s Trong H cường độ từ trường dọc theo đường sức từ Từ trở thép nhỏ ( μ Fe = ∞ ) nên HFe = sức từ động iws xem cần thiết để sinh từ thông qua lần khe hở không khí δ : (3-12) H.2δ = i.w s Như sức từ động ứng với khe không khí bằng: Fs = i.w s (3-13) Vì i = 2I sin ω.t nên sức từ động Fs phân bố dọc khe hở theo dạng hình chữ nhật có độ cao r thay đổi trị số dấu theo dòng điện xoay chiều i Hình 3.7 Đường sức từ đo dòng điện i phần tử bước đủ sinh (a) đường biểu thị s.t.đ dọc khe hở máy (b) 35 Sức từ động phân bố hình chữ nhật không gian biến đổi hình sin theo thời gian phân tích theo dãy Fourier thành sóng điều hòa bậc 1, 3, 5, 7,… với góc toạ độ chọn hình (3 -15b) ta coù: Fs = Fs1 cos α + Fs cos 3α + + Fsν cos να + = = ∑F ν =1,3,5 (3-14) cos να sν Trong ñoù: Fsν = π π ∫F π s − cosνα dα = π Fs sinν υ π (3-15) ⇒ Fs = ∑ Fsmν cos να sin ωt (3-16) I.w s π 2 2 I.w s sin ν = ± I.w s = ±0,9 νπ νπ ν ⎧"+" khiυ = 1,5,9, ⎨ ⎩"−" khiυ = 3,7,11, (3-17) Fsmν = Ta thấy sức từ động phần tử có dòng điện xoay chiều tổng hợp ν sóng đập mạch phân bố hình sin không gian biến đổi hình sin theo thời gian Sức từ động dây quấn lớp bước đủ: Ta xét sức từ động dây quấn lớp có q = phần tử, phần tử có ws vòng dây hình (3-8) Sức từ động dây quấn tổng ba phần tử phân bố hình chữ nhật lệch góc không gian α = 2π.p Nếu đem phân Z tích sóng chữ nhật theo cấp số Fourier tổng sóng tổng tất sóng điều hoà chúng Dưới ta cộng sóng điều hoà bậc sức từ động phần tử, cuối lấy tổng sức từ động hợp thành ứng với tất bậc ν để có sức từ động tổng dây quấn Hình 3.9 Cộng s.t.đ phần tử Hình 3.8 Sức từ động dây quấn lớp bước đủ có q = 36 Với ν = ta có sóng sức từ động hình sin 1’, 2’, 3’ lệch không gian góc α biểu thị vector lệch góc không gian α hình (3-9) Tổng sóng sức từ động hình sin sóng hình sin (đường 4) sóng sức từ động nhóm phần tử Biên độ có trị số độ dài vector tổng vector 1, hình 3-9 Đối với sức từ động tổng nhóm phần tử ta có sức từ động nhóm q phần tử: Fql = qkrl.Fsml (3-18) Với sóng bậc ν góc lệch sóng từ động bậc ν ν.α vector sức từ động tổng bậc ν có biên độ: Fqν = qk rν Fsmν (3-19) Như sức từ động dây quấn lớp bước đủ biểu thị nhö sau: Fq = ∑ qFsmν k rν cos να sin ωt (3-20) ν =1,3,5 Sức từ động dây quấn pha lớp bước ngắn: Sức từ động dây quấn lớp bước ngắn xem tổng sức từ động dây quấn lớp bước đủ đặt lớp đặt lớp lệch góc điện α hình 3-18 Đối với sóng (ν = 1) góc lệch γ = (1 − β )π β = Ff = 2Fq1 cos(1 − β) π = 2Fq1 k n1 y nên có: τ (3-21) Tương tự sóng bậc ν : Ffν = 2Fqν cos(1 − β) π = 2.Fqν k nν (3-22) Kết sức từ động dây quấn pha lớp bước ngắn biểu thị dạng: Ff = ∑ 2qk ν =1,3,5 rν k nν Fsmν cos να sin ωt Thay trị số Fsmν (3-23) ý dây quấn lớp số vòng dây pha W = 2pq.ws nên ta vieát: Ff = ∑ Ffν cos να sin ωt (3-24) ν =1,3,5 Trong đó: Ff = Hình 3.10 Sức từ động ( ν = ) dây quấn pha lớp bước ngắn wk dqν 2 wk dqν I = 0,9 I (3-25) π νp νp 37 Do sức từ động dây quấn pha tổng hợp dãy sóng đập mạch, nghóa phân bố hình sin không gian biến đổi hình sin theo thời gian với tần số dòng điện chảy dây quấn Hình 3.11 Cộng s.t.đ (ν = 1) lớp dây quấn pha hình 3.10 § 3.3 SỨC TỪ ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN M PHA Ta xét tổng quát sức từ động dây quấn m pha từ suy sức từ động dây quấn pha (m = 3) sức từ động dây quấn pha (m = 2) m Giả sử cho dây quấn m pha đặt lệch i1 không gian góc điện 2π (hình m 3-20) có dòng điện m pha đối xứng lệch thời gian góc i1 = 2I sin ω.t 2π m m-1 im −1 i3 2π ) m i = 2I sin(ω.t − …… (3-26) 2π ⎤ ⎡ i m = 2I sin ⎢ωt − (m − 1) ⎥ m⎦ ⎣ Hình 3.12 Dây quấn m pha Như biết sức từ động pha sức từ động đập mạch biểu thị sau: F1 = ∑F ν =1,3,5 F2 = fν ∑F ν =1,3,5 fν sin ωt cos να sin(ωt − 2π 2π ) cos ν(α − ) m m (3-27) …… Fm = ∑F fν ν =1,3,5 2π ⎤ 2π ⎤ ⎡ ⎡ sin ⎢ωt − (m − 1) ⎥ cos ν ⎢α − (m − 1) ⎥ m⎦ m⎦ ⎣ ⎣ Để có sức từ động dây quấn m pha ta lấy tổng m sức từ động đập mạch Muốn cho phân tích dễ dàng, ta phân tích sức từ động bậc ν pha thành sức từ động quay thuận ngược Như sức từ 38 động dây quấn m pha tổng tất sức từ động quay thuận sức từ động quay ngược Ta coù: Ffν F sin(ωt − να ) + fν sin(ωt + να ) 2 2π 2π F2 = Ffν sin(ω.t − ) cos(α − ) = m m F 2π ⎤ F 2π ⎤ ⎡ ⎡ = fν sin ⎢(ωt − να ) + (ν − 1) ⎥ + fν sin ⎢(ω.t + να ) + (ν + 1) ⎥ m⎦ m⎦ ⎣ ⎣ 2π ⎤ 2π ⎤ ⎡ ⎡ Fm = Ffν sin ⎢ωt − (m − 1) ⎥ cos ν ⎢α − (m − 1) ⎥ = m⎦ m⎦ ⎣ ⎣ F 2π ⎤ ⎡ = fν sin ⎢(ωt − να ) + (m − 1)(ν − 1) ⎥ + m⎦ ⎣ Ffν 2π ⎤ ⎡ sin ⎢(ω.t + να ) − (m − 1)(ν + 1) ⎥ m⎦ ⎣ F1 = Ffν sin ωt cos να = (3-28) Trong đó: ν = 1, 3, 5,… chia thành nhóm nhö sau: 1.ν = mk ⎫ ⎪ 2.ν = 2mk + 1⎬ 3.ν = 2mk − 1⎪ ⎭ (3-29) Trước hết ta xét tổng sức điện động quay thuận, tức tổng số hạng thứ vế phải biểu thức Các sức từ động quay thuận viết sau: Ffν sin(ωt − να ) F 2π ⎤ ⎡ = fν sin ⎢(ωt − να ) + (ν − 1) ⎥ m⎦ ⎣ F1νl = F2νl (3-30) …… Fmνl = Ffν 2π ⎤ ⎡ sin ⎢(ωt − να ) + (m − 1)(ν − 1) ⎥ m⎦ ⎣ Tổng chúng tổng sóng quay hình sin lệch góc (ν − 1) 2π ν có trị số xác định sau: m Với nhóm ν = mk : 2π 2π 2π (ν − 1) = (mk − 1) = 2kπ − m m m Ta thấy với trị số m, k sức từ động sóng hình sin quay với tốc độ, vector tương ứng với sóng sin lệch góc 2π làm m thành hình đối xứng (hình 3-13a) tổng chúng không Với nhóm ν = 2mk + ta coù: (ν − 1) 39 2π = 4πk m Hình 3-13 Cộng s.t.đ bậc ν pha Các sức từ động tương ứng với trị số k sức từ động quay thuận trùng pha (hình 3-21b) tổng chúng bằng: Ft = m Ffν sin(ωt − να ) ν = mk +1 ∑ (3-31) Với nhoùm ν = 2mk − : (ν − 1) 2π 4π = 4πk − m m Các sức từ động tương ứng với trị số k sức từ động quay với tốc độ lệch 4π (hình 3-13c) tổng chúng không m Tương tự xét tổng sức từ động quay ngược tức tổng số hạng thứ hai vế phải biểu thức ta thấy tổng sức từ động có ν = mk ν = 2mk + không Riêng nhóm sức từ động ứng với ν = 2mk − trùng pha nên tổng chúng là: Fng = m Ffν sin(ωt + να ) ν = mk −1 ∑ (3-32) Nhö sức từ động dây quấn m pha, ta viết gộp lại cho tổng sóng quay thuận quay ngược sau: F(m ) = m Ffν sin(ωt m να ) ν = mk ±1 ∑ (3-33) Trong đó: wk dqν m Ffν = 0,45m I νp (3-34) Tốc độ quay sức từ động quay bậc ν w ν = ± w n hay laø n ν = ± ν ν (3-35) Điều chứng minh cách lấy đạo hàm theo t biểu thức ωt ± να = const sức từ động bậc ν có giá trị không đổi quay 40 Đối với dây quấn pha ta thay m = lúc sức từ động dây quấn ba pha nhö sau: F(3 ) = Ffν sin(ωt m να ) ν = k ±1 ∑ (3-36) Trong đó: wk dqν Ffν = 1,35 I νp (3-37) Ta kết luận sức từ động dây quấn ba pha tổng sức từ động bậc ν = 6k + = 1, 7, 13,… quay thuận sức từ động baäc ν = 6k − = 5, 11, 17,… quay ngược Biên độ sức từ động quay bậc ν 3/2 lần biên độ sức từ động pha bậc ν tốc độ quay sức từ động bậc ν n ν = n ν Đối với dây quấn hai pha đặt lệch không gian góc điện π thay m = vào ta được: F(2 ) = ∑ Ffν sin(ωt m να ) (3-38) ν = k ±1 Trong đó: Ffν = 0,9 wk dqν νp I Nghóa sức từ động dây quấn hai pha tổng sức từ động ν = 4k + quay thuận sức từ động bậc ν = 4k − quay ngược Biên độ sức từ động quay bậc ν biên độ sức từ động pha bậc ν , tốc độ quay sức từ động bậc ν n ν = n ν Chú thích: Khi dòng điện m pha dây quấn m pha không đối xứng ta phân tích dòng không đối xứng thành dòng điện m pha thứ tự thuận I1, dòng điện m pha thứ tự ngược I2 dòng điện m pha thứ tự không I0 theo phương pháp thành phần đối xứng Thành phần dòng điện đối xứng thứ tự thuận I11, I21, , Im1 sinh sức từ động dây quấn m pha: F1(m ) = m F1fν sin(ωt m να ) ν = mk ±1 ∑ (3-39) Trong đó: wk dqν m F1fν = 0,45m I1 νp Thành phần dòng điện đối xứng thứ tự ngược I12, I22,…,Im2 sinh sức từ động dây quấn m pha: F2(m ) = m F2 fν sin(ωt ± να ) ν = mk ±1 ∑ (3-40) Trong đó: 41 wk dqν m F2 fν = 0,45m I2 νp Thành phần dòng điện thứ tự không: i 01 = i 02 = i 03 = = i m = 2I sin ωt sinh dây quấn m pha sức từ động đập mạch pha thời gian lệch không gian F01 = F0 fν sin ωt cos να 2π : m 2π ⎤ ⎡ F02 = F0fν sin ωt cos ν ⎢α − ⎥ m⎦ ⎣ (3-41) 2π ⎤ ⎡ F0 m = F0 fν sin ωt cos ν ⎢α − (m − 1) ⎥ m⎦ ⎣ Với ν = mk , sức từ động đập mạch dòng thứ tự không m pha lệch 2kπ không gian cộng số học với F0 (m ) = ∑ F0fν sin ωt cos να (3-42) Trong đó: F0fν = 0,9m wk dqν νp I0 Hình 3.14 S.t.đ elip dây quấn pha tải không đối xứng a) Bậc ν = b) Bậc ν = Với ν = 2mk ± sức từ động đập mạch dòng thứ tự không m pha hình thành hệ vector lệch góc không gian 2π có tổng không m Qua phân tích ta thấy sức từ động dây quấn m pha có dòng điện m pha đối xứng chạy qua bao gồm sức từ động quay sức từ động đập mạch Trong máy điện xoay chiều sức từ động đập mạch chủ yếu sinh từ trường tản dây quấn, sức từ động quay tham gia trực tiếp vào trình biến đổi lượng điện, ta thấy sức từ động quay tròn thuận ngược bậc, có biên độ khác I1 ≠ I2 tổng hợp lại cho sức từ động elip 42 Đối với dây quấn pha (m = 3) ứng với ν = 1, 7, 13,… sức từ động elip quay thuận, ν = 5, 11,… sức từ động elip quay ngược Hình 3-14 trình bày sức từ động elip ứng với ν = ν = dây quấn pha Phân tích sức từ động dây quấn m pha phương pháp đồ thị: Ở ta nghiên cứu sức từ động dây quấn m pha phương pháp giải tích đến kết luận dòng điện pha (hoặc pha) chạy dây quấn ba pha (hoặc pha) tạo từ trường quay Ở ta dùng phương pháp đồ thị để chứng minh điều Hình 3.15 Sức từ động dây quấn ba pha có q = 1, 2p = thời điểm t = t = T/3 Để đơn giản trước hết ta xét sức từ động sinh dòng điện pha iA, iB, iC chảy dây quấn pha A-X, B-Y, C-Z, có q = 1, p = hình (3-15) thời điểm khác Giả sử thời điểm t = dòng điện pha A cực đại: i A = + Im Coøn: iB = iC = - Im giả sử dòng điện pha A có chiều từ X đến A pha B C có chiều từ B đến Y C đến Z kí hiệu hình (3-15) Các sức từ động FA, FB, FC có trị số tỷ lệ với Ω dòng điện chảy pha phân bố dọc cực trình bày đường biểu diễn 1, 2, hình (3-15a) Cộng tung độ ba đường biểu diễn điểm ta 43 sức từ động tổng dây quấn pha đường Ta thấy trị số cực đại sức từ động tổng trùng với trục pha A pha có dòng điện cực đại thời điểm t = Ở thời điểm t = T/3 thì: iB = Im Còn: iA = iC = - Im Lập lại cách vẽ ta có đường biểu diễn sức từ động pha sức từ động tổng hình (3-18b) Ta thấy dòng điện biến đổi phần ba chu kỳ T/3 sức điện động tổng dây quấn ba pha xê dịch không gian khoảng cách 2τ có trị số cực đại sức từ động tổng trùng với trục pha B pha có dòng điện cực đại thời điểm t = T Từ kết phân tích ta kết luận sau: Sức từ động dây quấn pha sức từ động quay Khi dòng điện biến đổi chu kỳ T sức từ động quay τ không gian Nếu máy có p đôi cực sức từ động quay 1/p vòng Vậy tốc độ quay sức từ động là: n= 60f (vg/ph) p Trục sức từ động trùng với trục pha có dòng điện cực đại: Để có phương pháp tổng quát vẽ đường phân bố sức từ động dây quấn q ≠ , ta nhận xét trị số sức từ động tăng tỷ lệ với phụ tải đường A dọc chu vi hở Do dây quấn đặt tập trung rãnh nên sức từ động không thay đổi khoảng rãnh mà thay đổi vị trí rãnh tỷ lệ với tổng đại số dòng điện rãnh Trục ngang đường biểu diễn vẽ vị trí cho hình thành với đường biểu diễn sức từ động diện tích trục ngang nhau, thể từ thông cực N cực S phải trị số Trình tự tiến hành sau: Vẽ giản đồ khai triển dây quấn hình 9-15 xác định vùng pha lớp lớp dây quấn Xác định trị số dòng điện pha thời điểm cho biết, sau xác định trị số chiều dòng điện lớp lớp rãnh tổng đại số dòng điện rãnh Vẽđường phân bố s.t.đ tỷ lệ với tổng đại số dòng điện rãnh Xác định vị trí trục ngang Chú ý hình 3-19 vẽ đường biểu diễn s.t.đ ứng với đôi cực dây quấn 44 Câu hỏi: Phân biệt s.t.đ đập mạch s.t.đ quay Sức từ động máy biến áp khác s.t.đ nào? Phân tích s.t.đ dây quấn pha quấn rải bước ngắn Biểu thức tính chất s.t.đ đó? Phân tích s.t.đ dây quấn pha quấn rải bước ngắn Biểu thức tính chất s.t.đ đó? Tác dụng bước ngắn quấn rải s.t.đ? Đặt điện áp xoay chiều pha vào dây quấn ba pha Giả sử pha bị đứt s.t.đ dây quấn thuộc loại s.t.đ nào?u5: Cho máy phát điện pha tốc độ quay n = 75vg/ph, dây quấn lớp, dòng điện qua phần tử I = 230A (trị số hiệu dụng), số rãnh phần tónh Z = 480, phần tử có vòng dây, tần số f = 50Hz Tính: a Biên độ sóng điều hoà s.t.đ bậc 1, 3, phần tử I = Iđm b Biên độ sức từ động 1, 3, dây quấn pha Giải: a) Biên độ sóng điều hoà s.t.đ Fsυ = ± 2 υπ I ws ⎧"+" khiυ = 1,5,9, ⎨ ⎩"−" khiυ = 3,7,11, Biên độ sóng điều hoà s.t.đ bậc 1: Fs1 = 2 I ws = 2 230.4 = 828,3 (A/cực) 1.π υπ Biên độ sóng điều hoà s.t.đ bậc : Fs = − 2 I ws = − 2 230.4 = −276 (A/cực) 3.π υπ Biên độ sóng điều hoà s.t.đ bậc 5: Fs = 2 I ws = 2 230.4 = 165,66 (A/cực) 5.π υπ b) Biên độ sức từ động 1, 3, dây quấn pha 2 w.k dqυ I p υπ 60 f 60.50 = = 40 p= n 75 Z 480 τ= = =6 p 2.40 y = τ −1 = y β= = τ p.360 40.360 αñ = = = 30 Z 480 F fυ = 45 480 Z = =2 2.m p 2.3.40 w = q p.ws = 40.2.4 = 320 q.α ñ sin υ π k dq = sin υ β αñ q sin υ υ =1 q= q.α ñ 30 sin 1.2 π = sin π = 0,933 k dq = sin υ β 30 α 2 sin q sin υ ñ 2 2 w.k dqυ 2 320.0,933 F fυ = I = 230 = 1545,6 (A/cực) υπ p 1.π 40 υ =3 q.α ñ 30 sin 3.2 sin υ π = −0,5 = sin π k dq = sin υ β 30 αñ 2 sin q sin υ 2 sin υ F fυ = 2 w.k dqυ 2 320.(−0,5) I = 230 = −276,1 (A/cực) υπ p 3.π 40 υ =5 q.α đ 30 sin 5.2 π = 0,067 = sin 5 π = sin υ β 30 α 2 sin q sin υ ñ 2 sin υ k dq F fυ = 2 w.k dqυ 2 320.0,067 I = 230 = 22,2 (A/cực) υπ p 5.π 40 46 ... lệch pha thời gian góc β = trình bày hình 3- 5 (ωt − α'' ) = (ωt + α''−β) = 33 Hình 3. 6 Từ trường elip theo biểu Hình 3. 5 Từ trường elip theo biểu thức ( 3- 5 ), β = π thức ( 3- 7 ), γ = Khi hai s.t.đ đập... thời gian ta có: dα = ±ω dt ( 3- 3 ) Đạo hàm α theo t theo biểu thức ( 3- 3 ) tốc độ góc quay biểu thị rad/s, dα < ứng với sóng quay ngược [dấu “+” biểu thức ( 3- 2 )] dt Hình 3- 2 a b cho thấy vị trí sóng... (hình 3- 1 3a) tổng chúng không Với nhóm ν = 2mk + ta có: (ν − 1) 39 2π = 4πk m Hình 3- 1 3 Cộng s.t.đ bậc ν pha Các sức từ động tương ứng với trị số k sức từ động quay thuận trùng pha (hình 3- 2 1b)