www.hanghaivietnam.com Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh Biãn soản: MẠY ÂIÃÛN Bi Táún Låüi Chỉång DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU 9.1 KHẠI NIÃÛM CHUNG Dáy qún ca mạy âiãûn quay âỉåüc bäú trê åí hai bãn khe håí trãn li thẹp ca pháưn ténh hồûc ca pháưn quay Nọ l bäü pháûn chênh âãø thỉûc hiãûn sỉû biãún âäøi nàng lỉåüng cå âiãûn mạy Mäüt cạch täøng quạt cọ thãø chia dáy qún mạy âiãûn quay lm hai loải : dáy qún pháưn cm (dáy qún kêch tỉì ); dáy qún pháưn ỉïng Dáy qún pháưn cm cọ nhiãûm vủ sinh tỉì trỉåìng åí khe håí lục khäng ti Tỉì trỉåìng ny cạc mạy âiãûn quay thỉåìng cọ cỉûc thay âäøi (hinh 9.1 v 9.2), nghéa l bäú trê cỉûc N v S xen k Stator N S Rotor S N S N S N Hçnh 9.1 Dáy qún kêch tỉì qún táûp trung ca mạy âiãûn âäưng bäü Dáy qún pháưn ỉïng cọ nhiãûm vủ cm ỉïng âỉåüc mäüt sââ nháút âënh cọ chuøn âäüng tỉång âäúi tỉì trỉåìng khe håí v tảo stâ cáưn thiãút cho sỉû biãún âäøi nàng lỉåüng cå âiãûn R rng ràòng nãúu tỉì trỉåìng khe håí cọ cỉûc thay âäøi thç sââ cm ỉïng l sââ xoay chiãưu www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Stator N Rotor N S S Hçnh 9.2 Dáy qún kêch tỉì qún ri ca mạy âiãûn âäưng bäü Nãúu cạc cỉûc tỉì N v S xen k quanh khe håí, dáy qún pháưn ỉïng âỉåüc hçnh thnh tỉì täø håüp cạc bäúi dáy (pháưn tỉí) våïi Mäùi bäúi dáy ca b c c b dáy qún xãúp (hçnh y y 9.3a) hồûc dáy qún sọng (hçnh 9.3b) gäưm cọ N vng dáy Cạc a d a d pháưn ab, cd âỉåüc âàût rnh ca li thẹp gi l cạc cảnh tạc (a) (b) dủng, cn ad, bc nàòm ngoi rnh gi l pháưn Hçnh 9.3 Bäúi dáy a) Dáy qún xãúp; b) Dáy qún sọng âáưu näúi u cáưu ca dáy qún: • Âäúi våïi dáy kêch tỉì thç tảo tỉì trỉåìng hçnh sin åí khe håí, cn dáy qún pháưn ỉïng âm bo cọ sââ v dng âiãûn tỉång ỉïng våïi cäng sút âiãûn tỉì ca mạy • Kãút cáúu dáy qún phi âån gin • Êt täún ngun váût liãûu • Bãư vãư cå, âiãûn, nhiãût, họa • Làõp rạp v sỉía chỉỵa dãù dng www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 9.1.1 Cạc âải lỉåüng dàûc trỉng ca dáy qún mạy âiãûn xoay chiãưu Bỉåïc cỉûc: Bỉåïc cỉûc l khong cạch giỉỵa hai cỉûc tỉì liãn tiãút τ= Z /säú rnh/ 2p Trong âọ, Z l säú rnh, 2p säú cỉûc tỉì Bỉåïc dáy qún y : Bỉåïc dáy qún y1 l khong cạch giỉỵa hai cảnh tạc dủng ca mäüt pháưn tỉí Z y= ± ε /säú rnh/ 2p Váûy y1 phi l säú ngun Cọ cạc trỉåìng håüp: • ε = → y = τ dáy qún bỉåïc â • ε > → y > τ dáy qún bỉåïc di • ε < → y < τ dáy qún bỉåïc ngàõn Mún cọ sââ cm ỉïng pháưn tỉí dáy qún låïn nháút ept.max thç y = τ Bỉåïc tỉång âäúi β : Bỉåïc tỉång âäúi β l tè säú giỉỵa y v τ y β= τ Trong âọ, β = dáy qún bỉåïc â β > dáy qún bỉåïc di β < dáy qún bỉåïc ngàõn Säú rnh ca mäüt pha dỉåïi mäüt cỉûc tỉì : q= Z /säú rnh/ m 2p Trong âọ, m l säú pha; cn q cọ thãø l säú ngun, cng cọ thãø l phán säú Gọc âäü âiãûn giỉỵa hai rnh cảnh : α= 360 p.360 /âäü âiãûn/ = Z/ p Z Vng pha ca dáy qún: γ = qα /âäü âiãûn/ www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 9.1.2 Phán loải dáy qún mạy âiãûn xoay chiãưu: Phán theo säú låïp rnh: + Dáy qún mäüt låïp : Hçnh 9.4 l dáy qún mäüt låïp, mäüt rnh chè âàût mäüt cảnh tạc dủng Nhỉ váy säú pháưn tỉí ca dáy qún : Z S= âọ S l säú pháưn tỉí; Z l säú rnh Hçnh 9.4 Dáy qún mäüt låïp + Dáy qún hai låïp: Hçnh 9.5 l dáy qún hai låïp, mäüt rnh âàût hai cảnh tạc dủng ca hai pháưn tỉí khạc Nhỉ váy säú pháưn tỉí : S=Z Phán theo säú pha • Dáy qún mäüt pha • Dáy qún hai pha • Dáy qún ba pha Hçnh 9.5 Dáy qún hai låïp Phán theo bỉåïc dáy qún • Dáy qún bỉåïc â • Dáy qún bỉåïc di • Dáy qún bỉåïc ngàõn Phán theo cạch näúi cạc pháưn tỉí • Dáy qún xãúp • Dáy qún sọng Phán theo hçnh dảng pháưn tỉí dáy qún • Dáy qún âäưng khn • Dáy qún âäưng tám • Dáy qún phán tạn www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Âãø hiãøu r cạch näúi cạc pháưn tỉí dáy qún ta dng så âäư khai triãøn Så âäư khai triãøn l så âäư nháûn âỉåüc bàòng cạch càõt pháưn ỉïng bàòng mäüt âỉåìng thàóng song song våïi trủc mạy räưi tri trãn mäüt màût phàóng 9.2 DÁY QÚN BA PHA CỌ q L SÄÚ NGUN 9.2.1 Dáy qún mäüt låïp: Xẹt så âäư khai triãøn dáy qún mäüt låïp ca mạy âiãûn xoay chiãưu cọ säú liãûu sau: Z = 24; 2p = 4; m =3 • V hçnh sââ ca cạc rnh v pháưn tỉí: + Tênh cạc âải lỉåüng âàûc trỉng ca dáy qún: p360 2.360 α= = = 30 (âäü âiãûn) Z 24 Z 24 q= = =2 2mp 2.3.2 Z 24 τ= = =6 2p y=τ=6 γ = α.q = 30 0.2 = 60 (âäü âiãûn) (a) (b) Hçnh 9.6 Hçnh sââ rnh (a) v pháưn tỉí (b) + Ta tháúy: Cảnh tạc dủng thỉï 1÷12 hçnh thnh hçnh sââ, cạc tia lãûch pha 300, åí âäi cỉûc tỉì thỉï nháút (hçnh 9.6a) Cảnh tạc dủng thỉï 13÷24 hçnh thnh hçnh sââ, åí âäi cỉûc tỉì thỉï hai, cọ vë trê giäúng tỉì trỉåìng, nãn hon ton trng våïi hçnh ca âäi cỉûc tỉì thỉï nháút www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Âàûc mäüt cung γ = 600 xạc âënh âỉåüc vng pha, tỉì âọ ta biãút âỉåüc cảnh tạc dủng ca tỉìng pha + Cạch näúi dáy qún: y = 6, v näúi 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) • Så âäư khai triãøn dáy qún: τ τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 τ A1 X1 B1 C1 A2 X2 Hçnh 9.7 Dáy qún âäưng khn Tỉì så âäư khai triãøn ta tháúy: + Mäùi pha cọ hai nhọm pháưn tỉí dáy qún + Mäùi nhọm cọ q pháưn tỉí dáy qún + Cạc pháưn tỉí ca mäüt nhọm phi màõc näúi tiãúp nhau.(Khäng song song ?) + Cạc nhọm cọ thãø màõc näúi tiãúp hồûc màõc song song phủ thüc vo âiãûn ạp + Dáy qún gäưm cạc pháưn tỉí cọ kêch thỉåïc giäúng gi l dáy qún âäưng khn (hçnh 8.6) • Xạc âënh sââ ca mäüt pha: Cäüng cạc vectå thüc pha âọ lải Ta nháûn tháúy ràòng trë säú sââ ca mäüt pha khäng phủ thüc thỉï tỉû näúi cạc cảnh tạc dủng thüc pha âọ Vê dủ pha A cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng theo thỉï tỉû (1-8), (2-7) åí dỉåïi âäi cỉûc tỉì thỉï nháút v (13-20), (14-19) åí dỉåïi âäi cỉûc tỉì thỉï hai Nhỉ váûy ta cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng ca cạc pháưn tỉí åí cạc pha theo thỉï tỉû 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) www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Våïi cạch näúi dáy qún trãn, ta cọ så âäư khai triãùn dáy qún hçnh 9.8 τ τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 τ A1 B1 C1 X1 X2 A2 Hçnh 9.8 Dáy qún âäưng tám Tỉì hçnh 9.8, ta tháúy: • Cạc bäúi dáy giäúng nhỉỵng vng trn âäưng tám gi l dáy qún âäưng tám • Âáy l dáy qún dãù tỉû âäüng họa quạ trçnh âàût dáy qún vo rnh • Khi thỉûc hiãûn dáy qún âäưng tám phi b pháưn âáưu näúi mäùi nhọm lãn âãø chụng khäng chäưng chẹo Cạc kiãøu dáy qún âäưng tám, âäưng khn gi l dáy qún táûp trung vç cạc nhọm pháưn tỉí táûp trung dỉåïi cạc cỉûc tỉì nháút âënh τ τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 τ A B X Hçnh 9.9 Dáy qún phán tạn Cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng ca cạc pháưn tỉí theo thỉï tỉû khạc l (2-7), (8-13) v (14-19), (20-1) Nhỉ váûy ta cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng ca cạc pháưn tỉí åí cạc pha theo thỉï tỉû sau : www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 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) Våïi cạch näúi trãn ta âỉåüc så âäư khai triãùn hinh 9.9 gi l dáy qún phán tạn 9.2.2 Dáy qún hai låïp Cọ hai loải : dáy qún xãúp v dáy qún sọng Ỉu âiãøm : Lm bỉåïc ngàõn âãø ci thiãûn dảng sọng sââ Nhỉåüc âiãøm: Läưng dáy v sỉía chỉỵa khọ khàn a/ Dáy qún xãúp: Xẹt dq xãúp hai låïp cọ: Z=24; 2p=4; m=3 + Tênh cạc âải lỉåüng âàûc trỉng ca dáy qún: p360 2.360 α= = = 30 âiãûn Z 24 Z 24 q= = =2 2mp 2.3.2 Z 24 τ= = =6 2p y y1 = 5; β = = τ γ = α.q = 30 0.2 = 60 âiãûn + V hçnh sââ cạc pháưn tỉí Hçnh 9.10 Hçnh sââ rnh Tỉì hçnh sââ, ta tháúy: Cạc pháưn tỉí lãûch pha mäüt gọc 300 Tỉì hçnh 9.10, ta tháúy : + Pha a cọ cạc pháưn tỉí: 1,2,7,8; 13,14,19,20 + Pha a cọ cạc pháưn tỉí: 5,6,11,12; 17,18,23,24 + Pha a cọ cạc pháưn tỉí: 9,10,15,16; 21,22,3,4 Cạch näúi cạc pha: y1 = Pha A: låïp trãn: 13 14 19 20 Låïp dỉåïi: 12 13 18 19 24 Pha B: låïp trãn: 11 12 17 18 23 24 Låïp dỉåïi: 10 11 15 17 22 23 Pha C: låïp trãn: 10 15 16 21 22 Låïp dỉåïi: 14 15 20 21 V så âäư khai triãùn: V cho pha a cn pha b v c v tỉång tỉû Ta tháúy: + Do q = nãn mäùi cỉûc tỉì cọ hai pháưn tỉí www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com + Cạc pháưn tỉí mäùi nhọm phi màõc näúi tiãúp + Cạc nhọm cọ thãø màõc song song hồûc näúi tiãúp phủ thüc âiãûn ạp + Säú nhạnh song song nhiãưu nháút bàòng säú cỉûc tỉì (n ≤ 2p) τ τ τ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 τ A C B X Hçnh 9.11 Dáy qún xãúp hai låïp bỉåïc ngàõn b/ Dáy qún sọng : våïi Z = 18, 2p = 4, m = Hçnh 9.12 τ τ τ 19 20 21 22 23 24 10 11 12 13 14 15 16 17 18 τ X1 A1 A2 X2 Hçnh 9.12 Dáy qún sọng hai låïp bỉåïc ngàõn 9.3 DÁY QÚN CỌ q L PHÁN SÄÚ Säú pháưn tỉí ca mäüt pha dỉåïi mäüt cỉûc tỉì: Z a c q= = = b+ 2mp d d Ta tháúy: + Säú pháưn tỉí ca mäüt pha dỉåïi cạc cỉûc tỉì khäng âãưu + Nhọm cọ nhiãưu pháưn tỉí gi l nhọm låïn: (b+1) pháưn tỉí www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 10 + Nhọm cọ êt pháưn tỉí gi l nhọm nh: b pháưn tỉí + Dỉåïi d cỉûc tỉì cọ c nhọm låïn v (d-c) nhọm nh Xẹt vê dủ : V gin âäư khai triãøn dáy qún cọ Z = 18; 2p = ; m = + Tênh cạc âải lỉåüng âàûc trỉng ca dáy qún: p360 2.360 α= = = 40 âiãûn Z 18 q= Z 18 = = = 1+ mp 2.3.2 2 γ = α.q = 40 = 60 âiãûn Z 18 τ= = = 4.5 ; y = 2p Váûy a = 3; d = 2; b = c = Nhọm låïn cọ b+1 = pháưn tỉí Nhọm nh cọ b = pháưn tỉí Phán vng 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 Så âäư näúi dáy cạc pha: y = Pha a: låïp trãn:1 Låïp dỉåïi: 10 Pha b: låïp trãn: Låïp dỉåïi: 13 Pha c: låïp trãn: Låïp dỉåïi: 11 12 10 14 13 17 16 11 15 14 18 17 15 18 12 16 V så âäư khai triãøn dáy qún: (hçnh 9.13) τ τ τ τ 11 10 11 12 13 14 15 16 17 18 A B C X Hçnh 9.13 Dáy qún xãúp hai låïp våïi q l phán säú www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 11 9.4 DÁY QÚN NGÀÕN MẢCH KIÃØU LÄƯNG SỌC: Âáy qún ngàõn mảch kiãøu läưng sọc âỉåüc tảo thnh båíi cạc dáùn bàòng âäưng âàût cạc rnh ca räto, hai âáưu ca chụng hn våïi hai vnh ngàõn mảch cng bàòng âäưng Cạc dáùn v vnh ngàõn mảch nọi trãn cng cọ thãø âục bàòng nhäm Sââ ca cạc dáùn lãûch pha mäüt gọc: α = 2πp/Z Trong toạn thỉûc tãú, thỉåìng xem mäùi dáùn l mäüt pha: m2 = Z2, v säú vng dáy ca mäüt pha: N = 1/2, cạc hãû säú knν = krν = Så âäư mảch âiãûn ca dáy qún läưng sọc: &I v 21 &I v12 &I v 23 &I v 34 &I v 21 &I v12 &I v 23 &I v 34 rv rt &I v 21 &I t1 &I t &I t r &I t1 &I t &I t &I v12 &I v 23 &I v 34 &I v 21 &I v12 &I v 23 &I v 34 (a) (b) Hçnh 9.15 Så âäư mảch âiãûn thỉûc (a) v tỉång âỉång (b) ca dáy qún kiãøu läưng sọc Så âäư mảch âiãûn ca dáy qún läưng sọc trãn hçnh 8.14a, âọ: rt - âiãûn tråí dáùn; rv - âiãûn tråí ca tỉìng âoản giỉỵa hai dáùn ca vnh ngàõn mảch; Ta thay thãú mảch âiãûn thỉûc nọi trãn bàòng mảch âiãûn tỉång âỉång dỉûa trãn cå såí täøn hao ca hai mảch âiãûn âọ bàòng (hçnh 8.14b) Âäúi våïi mäüt nụt báút k, thê dủ nụt hai ta cọ: I&t it2 = iv23 - iv12 Do dng âiãûn cạc âoản ca vng I&v 23 ngàõn mảch cng lãûch pha mäüt gọc α , ta cọ: I&v12 α πp α I t = 2I v sin = 2I v sin Z It Iv = v pπ sin Z Hçnh 9.15 Quan hãû giỉỵa Vç täøn hao trãn âiãûn tråí ca mảch âiãûn thỉûc dng âiãûn dáùn v mảch âiãûn thay thãú phi bàòng nhau, nghéa l: v dng vnh ngàõn 2 mảch ZI t rt + 2ZI v rv = ZI t r www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12 Kãút håüp våïi phỉång trçnh trãn, ta tçm âỉåüc âiãûn tråí pha ca dáy qún kiãøu läưng sọc: r = rt + rv sin pπ Z 9.5 CẠCH THỈÛC HIÃÛN DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU: Dáy qún mạy âiãûn xoay chiãưu âỉåüc âàût cạc rnh trãn stato hay roto Cạc rnh náưy cọ cạc dảng sau: a) Rnh kên b) Rnh nỉỵa kên c) Rnh nỉỵa håí d) Rnh håí Hçnh 9.16 Cạc dảng rnh ca dáy qún mạy âiãûn Rnh nỉỵa kên dng cho dáy qún stato mạy âiãûn cäng sút P< 100 kW, âiãûn ạp U[...]... www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12 Kãút håüp våïi phỉång trçnh trãn, ta tçm âỉåüc âiãûn tråí pha ca dáy qún kiãøu läưng sọc: r = rt + rv 2 sin 2 pπ Z 9.5 CẠCH THỈÛC HIÃÛN DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU: Dáy qún mạy âiãûn xoay chiãưu âỉåüc âàût trong cạc rnh trãn stato hay roto Cạc rnh náưy cọ cạc dảng nhỉ sau: a) Rnh kên b) Rnh nỉỵa kên c) Rnh nỉỵa håí d) Rnh håí Hçnh 9.16 Cạc dảng rnh ca dáy qún mạy âiãûn