BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN LÝ LUẬN CHUNG CHƯƠNG 3

CHƯƠNG : S.T.Đ CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU  S.t.đ đập mạch s.t.đ quay  S.t.đ dây quấn pha  S.t.đ dây quấn ba pha  S.t.đ dây quấn hai pha  Phân tích s.t.đ phương pháp đồ thị §1 S.T.Đ ĐẬP MẠCH VÀ S.T.Đ QUAY S.t.đ đập mạch F  Giả thiết: δ µFe= ∞  Biểu thức toán học: F = Fmsinωtcosα  -π/2 Nếu cho t = const F = Fm1sinα  Nếu α = const vị trí cố định F = Fm2cosωt t =T/4 t =T/6 α 3π/2 π/ t =3T/4 F t=T/4 t=T/6 S.t.đ quay  Biểu thức toán học s.t.đ quay tròn: F = Fmsin(ωt mα) dα (ωt mα) = const → = ±ω dt F (+α) Fm O t= (a) t=T/ α O Fm (-α) F t=T/ t= (b) -ω α + ω (c)  Quan hệ s.t.đ đập mạch s.t.đ quay 1 Fmsinωtcosα = Fmsin(ωt − α) + Fmsin(ωt + α) 2  S.t.đ đập mạch tổng hai s.t.đ quay thuận quay ngược tốc độ góc ω biên độ nửa s.t.đ đập mạch  Ngồi ta có quan hệ: Fmsin(ω ± α) = Fmsinωtcosα ± Fmcosωtsinα π π   = Fmsinωtcosα ± Fmsin ωt − ÷cos α − ÷ 2 2    S.t.đ quay tròn tổng hai s.t.đ đập mạch có biên độ khác pha thời gian góc π/2 lệch khơng gian góc π/2 §2 S.T.Đ CỦA DÂY QUẤN MỘT PHA S.t.đ phần tử τ/2 τ τ/2 δ c b Fpt  Giả thiết:  dây quấn đặt stato Fpt1 a d g e  phần tử có Npt vịng dây  dây quấn bước đủ  dịng i hình sin qua phần tử dây quấn; R µ= µFe= ∞  Theo định luật dịng điện tồn phần ta có: rH × drl = iN Ñ ∫ pt H 2δ = N pti 1 Fpt = N pti = N ptI msinωt 2  S.t.đ phần tử phân bố hình chữ nhật theo α, có biên độ biến thiên hình sin theo t  Phân tích s.t.đ thành thành phần hình sin Fpt = Fpt1cosα + Fpt3cos3α+ Fpt5cos5α+ ×××= ∑ Fptνcosνα ν=1,3,5 = π Fptν π ∫ − π νπ Fptcosναdα = Fptsin νπ Fpt = ∑ Fptmνsinωtcosνα Fptmν IN pt 2 νπ 2 = IN ptsin = ± IN pt= ±0.9 ν νπ νπ ν=1,3, S.t.đ dây quấn lớp bước đủ Fqν = qkrν Fptmν Fq = ∑ qFptmν krνsinωtcosνα ν=1,3, S.t.đ dây quấn pha hai lớp bước ngắn  Dây quấn hai lớp bước ngắn tương đương với dây quấn lớp bước đủ đặt lệch góc (1 - β)π độ điện  Kết luận: s.t.đ dây quấn hai lớp bước ngắn tổng s.t.đ hai dây quấn lớp bước đủ đặt lệch góc (1 - β)π độ điện    Thành phần bậc 1: π Ff1= 2Fqcos(1− β) = 2Fqkn1 Thành phần bậc ν: π Ffν = 2Fqν cosν(1− β ) = 2Fqν knν S.t.đ là: Ff = ∑ 2qF ν=1,3, = ptmν krν knνsinωtcosνα ∑ F sinωtcosνα ν =1,3, fν (1− β)π F&q1 F&q1 F& f1 §3 S.T.Đ CỦA DÂY QUẤN BA PHA i A = 2Isinωt FA = ∑ F sinωtcosνα ν= 1,3, fν 2π   i B = 2Isinωt − ÷ 3  2π  2π    FB= ∑ Ffνsin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3 3   ν= 1,3, 4π   i C = 2Isinωt − ÷ 3  4π  4π    FC = ∑ Ffνsin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3 3   ν= 1,3, • Xét s.t.đ bậc ν đó: Ffν Fν FA ν = Ffν sinωtcosνα = sin(ωt − να) + sin(ωt + να) 2 2π  2π    FBν = Ffν sin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3 3   Ffν 2π  2π      = sin  ωt − ÷− ν  α − ÷ 3    Ffν 2π  2π      + sin  ωt − ÷+ ν  α − ÷ 3    4π  4π    FCν = Ffν sin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3 3   Ffν 4π  4π      = sin  ωt − − ν α − ÷ ÷  3    Ffν 4π  4π      + sin  ωt − ÷+ ν  α − ÷  3    • ν = 1, 3, 5,… nên chia thành nhóm:  ν = mk = 3k(khi k = 1, 3, ν = 3, 9, 15, )  ν = 2mk + = 6k + 1(khi k = 0, 1, ν =  ν = 2mk - = 6k - 1(khi k = 1, 2, 3, ν = • Ta xét s.t.đ quay thuận FA νt Ffν Ffν 2π   = sin(ωt − να) = sin ( ωt − να ) + 0(ν − 1)  2  FBνt Ffν 2π  2π      = sin  ωt − − ν α − ÷ ÷  3    Ffν 2π   = sin ( ωt − να ) + 1(ν − 1)   Ffν 4π  4π      FCνt = sin   ωt − ÷− ν  α − ÷ 3    Ffν 2π   = sin ( ωt − να ) + 2(ν − 1)   Các s.t.đ bậc ν sóng quay thuận lệch khơng gian góc (ν-1)2π/3  ν = mk = 3k 2π 2π 2π (ν − 1) = (3k − 1) = 2kπ − 3  ν = 2mk + = 6k +1 2π 2π (ν − 1) = [ (6k + 1) − 1] = 4kπ 3 Fth= Ffν sin(ωt − να) ∑ ν= 6k +  ν = 2mk - = 6k -1 2π 2π 2π (ν − 1) = [ (6k − 1) − 1] = 4kπ − 3 • Tương tự, ta xét s.t.đ quay ngược Với ν = 3k ν = 6k + 1, s.t.đ tổng Riêng nhóm ν = 6k - trùng pha nên: Fng= ∑ ν= 6k −1 Ffν sin(ωt + να) • Kết luận: F(3) = ∑ ν= 6k± Ffν sin(ωt mνα) n1 Nkdqν ω 3 Nkdqν nν = I ων = Ffν = × I = 1.35 ν ν νp π p Đ4 S.T. CA DY QUN HAI PHA ã Dõy quấn hai pha có m = 2, đặt lệch khơng gian 90o điện dịng điện hai pha lệch 90o Phân tích trường hợp dây quấn ba pha, ta có: F(2) = ∑ F sin(ωt mνα) ν= 4k ± fν • Biên độ stđ dây quấn hai pha: Ffν = 0.9 Nkdqν νp I • Như s.t.đ dây quấn hai pha tổng stđ bậc ν = 2mk + 1= 4k + quay thuận s.t.đ bậc ν = 2mk – = 4k - quay ngược §5 PHÂN TÍCH S.T.Đ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ • Ta xét s.t.đ máy đơn giản có Z = 6, 2p = 2, m = • Quy ước dòng điện dương chạy từ cuối đến đầu dây quấn I&A A t= & I I&C B Z B X A Y C Z B X C Y A I&B t= T/3 & I I&A C Z B X A Y C A Z B X C Y A  S.t.đ ba pha s.t.đ quay  Trục s.t.đ ba pha trùng với trục pha có dịng điện cực đại  Trong khoảng hai rãnh s.t.đ số Tại rãnh s.t.đ tăng tỉ lệ với tổng đại số dịng điện rãnh • Ta xét s.t.đ dây quấn ba pha có Z = 24, 2p = 4, m = thời điểm iA = Im A A Z Z B B X X C C Y Y A Z Z B B X X C C Y Y A 1.5 -1 1.5 -2 1.5 -1 1.5 F α ... F&q1 F& f1 ? ?3 S.T.Đ CỦA DÂY QUẤN BA PHA i A = 2Isinωt FA = ∑ F sinωtcosνα ν= 1 ,3, fν 2π   i B = 2Isinωt − ÷ 3? ??  2π  2π    FB= ∑ Ffνsin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3? ?? 3? ??   ν= 1 ,3, 4π   i C... − ÷ 3? ?? 3? ??   Ffν 2π  2π      = sin  ωt − ÷− ν  α − ÷ 3? ??    Ffν 2π  2π      + sin  ωt − ÷+ ν  α − ÷ 3? ??    4π  4π    FCν = Ffν sin ωt − ÷cosν  α − ÷ 3? ?? 3? ?? ... = sin  ωt − − ν α − ÷ ÷  3? ??    Ffν 4π  4π      + sin  ωt − ÷+ ν  α ữ 3 ã ν = 1, 3, 5,… nên chia thành nhóm:  ν = mk = 3k(khi k = 1, 3, ν = 3, 9, 15, )  ν = 2mk + = 6k