PHẦN 2 các vấn đề CHUNG về máy điện XOAY CHIỀU

PHẦN 2: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU  DÂY QUẤN CỦA M.Đ.X.C  S.Đ.Đ CỦA DÂY QUẤN M.Đ.X.C  S.T.Đ CỦA M.Đ.X.C CHƯƠNG 6: DÂY QUẤN M.Đ.X.C  Khái niệm chung  Khái niệm chung  Yêu cầu đối với dây quấn  Các đại lượng đặc trưng của dây quấn  Phân loại dây quấn  Dây quấn ba pha có q là số nguyên  Dây quấn một lớp  Dây quấn hai lớp  Dây quấn ba pha có q là phân số  Dây quấn ngắn mạch kiểu lồng sóc §1. KHÁI NIỆM CHUNG 1. Khái niệm chung: Dây quấn phần cảm tạo ra từ trường kích thích N S Stator N S N S Rotor N Stator N S N Rotor S S Dây quấn phần ứng tạo ra sđđ 2. Yêu cầu đối với dây quấn  Dây quấn kích thích phải tạo được từ thông hình sin. Dây quấn phần ứng phải tạo được sđđ hình sin  đầu nối Kết cấu của dây quấn phải đơn giản  Dây quấn phải ít tiêu tốn nguyên liệu  Dây quấn phải có độ bền cơ, nhiệt, điện, hoá cạnh tác dụng đầu nối  Dây quấn phải dễ lắp ráp và sửa chữa Bối dây hay phần tử 2. Các đại lượng đặc trưng của dây quấn  Bước cực τ = Z/2p  Bước dây quấn y = τ ± ε  Bước tương đối β = y/τ  Góc độ điện giữa hai rãnh cạnh y nhau α = p360/Z  Số rãnh của một pha dưới một cực từ q = Z/2mp  Vùng pha γ = qα 3. Phân loại dây quấn  Phân theo số lớp đặt trong rãnh  Phân theo số pha: một pha, hai pha và 3 pha    Phân theo bước dây quấn: bước đủ, bước dài và bước ngắn Phân theo cách nối các phần tử: xếp, sóng Phân theo hình dạng phần tử dây quấn: đồng tâm, đồng khuôn § 2. DÂY QUẤN CÓ q LÀ SỐ NGUYÊN 1. Dây quấn một lớp  Dùng trong động cơ P < 7kW  Dùng trong máy phát turbine nước  Xét dây quấn có Z = 24, 2p = 4, m = 3  τ = 24/4 = 6 y=6  α = p.360/Z = 30o  q = Z/2mp = 2  γ = q.α = 60o  Đồ thị vectơ sđđ của các C cạnh tác dụng  Pha A có cạnh: A : 1, 2, 13, 14 X : 7, 8, 19, 20  X Y : 11, 12, 23, 24 12 18 6 B 24 1 13 19 7 2 5 17 4 16 3 15 Z Pha C có cạnh: C : 9, 10, 21, 22 Y 23 11 20 8 Pha B có cạnh: B : 5, 6, 17, 18  21 9 22 10 Z : 3, 4, 15, 16 A 14  Sơ đồ nối dây các pha: 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) τ 1 2 3 A1 4 τ 5 6 X1 7 8 B1 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 C1 A2 X2  Khi nối dây quấn như sau sđđ sẽ không thay đổi: 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) τ τ τ 1 2 A1 3 4 B1 5 6 7 8 C1 τ 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 10 11 12 Y1 B2 Y2 Bố trí đầu nối của dây quấn đồng tâm  Ta cũng có thể nối dây quấn như 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) τ 1 2 Y3 3 4 τ 5 Y4 6 7 8 B4 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 B1 Y1 Y2 B2 B3 -3 -15 C pha Trục Sđđ ba pha 9 -4 -16 2110 22 1 13 6 2 18 5 -12 -24 Trục 14 17 -8 -20 B ph a Tr ục -7 -19 -23 -11 pha A 2. Dây quấn hai lớp  Dây quấn hai lớp có thể làm bước ngắn  Dây quấn có hai loại là xếp và sóng  Xét dây quấn có Z = 24, 2p = 4, m = 3  τ = 24/4 = 6 y=5  α = p.360/Z = 30o  q = Z/2mp = 2  γ = q.α = 60o Đầu nối của dây quấn hai lớp  Đồ thị vectơ sđđ của các C cạnh tác dụng  Pha A có cạnh: A : 1, 2, 13, 14 X : 7, 8, 19, 20  21 9 X 12 18 6 B 2 5 17 Pha C có cạnh: C : 9, 10, 21, 22 24 1 13 19 7 B : 5, 6, 17, 18  Y 23 11 20 8 Pha B có cạnh: Y : 11, 12, 23, 24 22 10 4 16 3 15 Z Z : 3, 4, 15, 16 A 14 a. Dây quấn xếp: Các phần tử nối nối tiếp nhau của dây quấn xếp ở cạnh nhau  Sơ đồ nối dây các pha: Pha A Pha B Pha C Trên: 1 2 7 8 13 14 19 20 Dưới: 6 7 12 13 18 19 24 1 Trên: 5 6 11 12 17 18 23 24 Dưới: 10 11 16 17 22 23 4 5 Trên: 9 10 15 16 21 22 3 4 Dưới: 14 15 20 21 2 8 9 3  Sơ đồ khai triển dây quấn: A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A τ 1 2 Y4 3 4 τ 5 6 7 B1 8 Y1 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Y2 B2 B3 Y3 B4 1 b. Dây quấn sóng:  Các phần tử nối nối tiếp nhau của dây quấn sóng ở cách xa nhau  Các phần tử này muốn nối nối tiếp được với nhau thì sđđ của chúng phải có cùng chiều  Như vậy chúng phải nằm dưới các cực từ có cùng cực tính  Điều đó có nghĩa là các phần tử dưới cực N được nối với nhau tạo thành một nửa dây quấn  Các phần tử nằm dưới cực S nối với nhau tạo thành nửa dây quấn khác  Trong một nhóm có q phần tử ta xuất phát từ phần tử cuối cùng để tránh chồng chéo đầu nối sau khi đi hết một vòng  Hai nửa dây quấn này có thể nối nối tiếp hoặc song song  Sơ đồ nối dây các pha: Pha A Pha B Pha C Trên: 2 14 1 13 8 20 7 19 Dưới: 7 19 6 18 13 1 12 24 Trên: 24 12 23 11 6 18 5 17 Dưới: 11 23 10 22 5 17 Trên: 10 22 9 4 16 3 21 Dưới: 15 3 14 2 9 21 4 16 15 8 20  Sơ 1 2 đồ khai triển dây quấn τ 3 Z2 4 τ 5 6 7 8 Z1 π τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C1 C2 βπ 1 × 2 × 6 7 7 8 × × × 13 14 12 13 × 19 20 18 19 × × 24 1 1 §3. DÂY QUẤN CÓ q LÀ PHÂN SỐ • Dùng trong các máy có 2p lớn Z a c q= = = b+ 2pm d d • q phân số có nghĩa là:  số phần tử của một pha dưới các cực từ không bằng nhau  nhóm lớn có (b + 1) phần tử, nhóm nhỏ có b phần tử  dưới d cực từ có c nhóm lớn và (d – c) nhóm nhỏ • Xét dây quấn có Z = 18, 2p = 4, m = 3 Z 1 18 3 q= = = = 1+ 2mp 2 × 3 × 2 2 2 p × 360 α= = 40 o 18 γ = q × α = 60o τ = 4.5 y=4 • Đồ thị vectơ sđđ của các rãnh: C • Pha A có các rãnh: A: 1, 2, 10, 11 X: 6, 15 • Pha B có các rãnh B: 4, 5, 13, 14 Y: 9, 18 • Pha C có các rãnh C: 7, 8, 16, 17 Z: 3, 12 16 X 17 8 9 7 18 1 10 15 6 14 5 B Y 2 4 13 3 12 Z A 11 • Sơ đồ nối dây theo kiểu xếp Pha A Pha B Pha C Trên: 1 2 10 11 6 15 Dưới: 5 6 14 15 10 1 Trên: 4 5 13 14 9 18 Dưới: 8 9 17 18 13 4 Trên: 7 8 16 17 3 12 3 7 16 Dưới: 11 12 2 • Sơ đồ khai triển theo kiểu xếp τ 1 2 3 B4 τ 4 5 6 B1 7 8 Y1 τ τ 9 10 11 12 Y2 B2 13 14 15 B3 16 17 Y3 18 1 Y4 • Sơ đồ nối dây theo kiểu sóng Pha A Pha B Pha C Trên: 2 11 1 10 6 15 Dưới: 6 15 5 14 10 1 Trên: 5 14 4 13 9 18 Dưới: 9 18 8 17 13 4 Trên: 8 17 7 16 3 12 Dưới: 12 3 2 7 16 11 • Sơ đồ khai triển theo kiểu sóng τ 1 2 Z2 3 τ 4 Z1 5 6 7 C1 8 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C2 1 §4. DÂY QUẤN NGẮN MẠCH KIỂU LỒNG SÓC  Cấu tạo dây quấn 1 I& v12 I& v 23 rv rt I& t1 2 3 I& t 2 & v12 I& I 1 2 v23 3  Mạch điện thay thế r I& t1 I& t 2 I& t 2 = I& v 23 − I& v12 πp   I t = 2I v sin(α/2) =2I vsin  ÷ Z It Iv = 2 sin( πp / Z) ZI 2t rt + 2ZI v2 rv = ZI t2 r rv r = rt + 2 sin 2 ( πp / Z) I& v12 I& t 2 α I& v 23 [...]... dây các pha: Pha A Pha B Pha C Trên: 1 2 7 8 13 14 19 20 Dưới: 6 7 12 13 18 19 24 1 Trên: 5 6 11 12 17 18 23 24 Dưới: 10 11 16 17 22 23 4 5 Trên: 9 10 15 16 21 22 3 4 Dưới: 14 15 20 21 2 8 9 3  Sơ đồ khai triển dây quấn: A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A Z Z B B X X C C Y Y A A τ 1 2 Y4 3 4 τ 5 6 7 B1 8 Y1 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Y2... 8 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 C2 1 §4 DÂY QUẤN NGẮN MẠCH KIỂU LỒNG SÓC  Cấu tạo dây quấn 1 I& v 12 I& v 23 rv rt I& t1 2 3 I& t 2 & v 12 I& I 1 2 v23 3  Mạch điện thay thế r I& t1 I& t 2 I& t 2 = I& v 23 − I& v 12 πp   I t = 2I v sin(α /2) =2I vsin  ÷ Z It Iv = 2 sin( πp / Z) ZI 2t rt + 2ZI v2 rv = ZI t2 r rv r = rt + 2 sin 2 ( πp / Z) I& v 12 I& t 2 α I& v 23 ... 15), (16 - 21 ), (22 - 3), (4 - 9) τ 1 2 Y3 3 4 τ 5 Y4 6 7 8 B4 τ τ 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 B1 Y1 Y2 B2 B3 -3 -15 C pha Trục Sđđ ba pha 9 -4 -16 21 10 22 1 13 6 2 18 5 - 12 -24 Trục 14 17 -8 -20 B ph a Tr ục -7 -19 -23 -11 pha A 2 Dây quấn hai lớp  Dây quấn hai lớp có thể làm bước ngắn  Dây quấn có hai loại là xếp và sóng  Xét dây quấn có Z = 24 , 2p = 4, m = 3  τ = 24 /4 = 6... (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) τ τ τ 1 2 A1 3 4 B1 5 6 7 8 C1 τ 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 9 10 11 12 Y1 B2 Y2 Bố trí đầu nối của dây quấn đồng tâm  Ta cũng có thể nối dây quấn như sau: Pha A: (2 - 7), (8 - 13), (14 - 19), (20 - 1) Pha B: (6 - 11), ( 12 - 17), (18 - 23 ), (24 - 5) Pha... có q phần tử ta xuất phát từ phần tử cuối cùng để tránh chồng chéo đầu nối sau khi đi hết một vòng  Hai nửa dây quấn này có thể nối nối tiếp hoặc song song  Sơ đồ nối dây các pha: Pha A Pha B Pha C Trên: 2 14 1 13 8 20 7 19 Dưới: 7 19 6 18 13 1 12 24 Trên: 24 12 23 11 6 18 5 17 Dưới: 11 23 10 22 5 17 Trên: 10 22 9 4 16 3 21 Dưới: 15 3 14 2 9 21 4 16 15 8 20  Sơ 1 2 đồ khai triển dây quấn τ 3 Z2 4... 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C1 C2 βπ 1 × 2 × 6 7 7 8 × × × 13 14 12 13 × 19 20 18 19 × × 24 1 1 §3 DÂY QUẤN CÓ q LÀ PHÂN SỐ • Dùng trong các máy có 2p lớn Z a c q= = = b+ 2pm d d • q phân số có nghĩa là:  số phần tử của một pha dưới các cực từ không bằng nhau  nhóm lớn có (b + 1) phần tử, nhóm nhỏ có b phần tử  dưới d cực từ có c nhóm lớn và (d – c) nhóm nhỏ • Xét dây quấn có Z = 18, 2p...  α = p.360/Z = 30o  q = Z/2mp = 2  γ = q.α = 60o Đầu nối của dây quấn hai lớp  Đồ thị vectơ sđđ của các C cạnh tác dụng  Pha A có cạnh: A : 1, 2, 13, 14 X : 7, 8, 19, 20  21 9 X 12 18 6 B 2 5 17 Pha C có cạnh: C : 9, 10, 21 , 22 24 1 13 19 7 B : 5, 6, 17, 18  Y 23 11 20 8 Pha B có cạnh: Y : 11, 12, 23 , 24 22 10 4 16 3 15 Z Z : 3, 4, 15, 16 A 14 a Dây quấn xếp: Các phần tử nối nối tiếp nhau của... 16 17 3 12 3 7 16 Dưới: 11 12 2 • Sơ đồ khai triển theo kiểu xếp τ 1 2 3 B4 τ 4 5 6 B1 7 8 Y1 τ τ 9 10 11 12 Y2 B2 13 14 15 B3 16 17 Y3 18 1 Y4 • Sơ đồ nối dây theo kiểu sóng Pha A Pha B Pha C Trên: 2 11 1 10 6 15 Dưới: 6 15 5 14 10 1 Trên: 5 14 4 13 9 18 Dưới: 9 18 8 17 13 4 Trên: 8 17 7 16 3 12 Dưới: 12 3 2 7 16 11 • Sơ đồ khai triển theo kiểu sóng τ 1 2 Z2 3 τ 4 Z1 5 6 7 C1 8 τ τ 9 10 11 12 13 14... m = 3 Z 1 18 3 q= = = = 1+ 2mp 2 × 3 × 2 2 2 p × 360 α= = 40 o 18 γ = q × α = 60o τ = 4.5 y=4 • Đồ thị vectơ sđđ của các rãnh: C • Pha A có các rãnh: A: 1, 2, 10, 11 X: 6, 15 • Pha B có các rãnh B: 4, 5, 13, 14 Y: 9, 18 • Pha C có các rãnh C: 7, 8, 16, 17 Z: 3, 12 16 X 17 8 9 7 18 1 10 15 6 14 5 B Y 2 4 13 3 12 Z A 11 • Sơ đồ nối dây theo kiểu xếp Pha A Pha B Pha C Trên: 1 2 10 11 6 15 Dưới: 5 6 14... 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Y2 B2 B3 Y3 B4 1 b Dây quấn sóng:  Các phần tử nối nối tiếp nhau của dây quấn sóng ở cách xa nhau  Các phần tử này muốn nối nối tiếp được với nhau thì sđđ của chúng phải có cùng chiều  Như vậy chúng phải nằm dưới các cực từ có cùng cực tính  Điều đó có nghĩa là các phần tử dưới cực N được nối với nhau tạo thành một nửa dây quấn  Các phần tử nằm dưới cực S nối với nhau ... 13 20 19 Dưới: 19 18 13 12 24 Trên: 24 12 23 11 18 17 Dưới: 11 23 10 22 17 Trên: 10 22 16 21 Dưới: 15 14 21 16 15 20  Sơ đồ khai triển dây quấn τ Z2 τ Z1 π τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ... 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) τ τ τ A1 B1 C1 τ 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 10 11 12. .. Y3 τ Y4 B4 τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 B1 Y1 Y2 B2 B3 -3 -15 C pha Trục Sđđ ba pha -4 -16 21 10 22 13 18 - 12 -24 Trục 14 17 -8 -20 B ph a Tr ục -7 -19 -23 -11 pha A Dây quấn