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 Pháưn II NHỈỴNG VÁÚN ÂÃƯ CHUNG CA MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU Chỉång 8 MẢCH TỈÌ LỤC KHÄNG TI 8.1. ÂẢI CỈÅNG. Tỉì trỉåìng trong mạy âiãûn l âãø sinh ra sââ v mämen âiãûn tỉì. Trong háưu hãút mạy âiãûn hiãûn nay, tỉì trỉåìng lục khäng ti âãưu do dng âiãûn mäüt chiãưu chảy qua dáy qún kêch thêch âàût trãn cỉûc tỉì sinh ra. Mủc âêch ca viãûc nghiãn cỉïu mảch tỉì lục khäng ti ca mạy âiãûn mäüt chiãưu hay cạc mạy âiãûn khạc nhỉ mạy âiãûn khäng âäưng bäü, mạy âiãûn âäưng bäü . l xạc âënh stâ cáưn thiãút âãø tảo ra tỉì thäng åí khe håí â âãø sinh ra trong dáy qún pháưn ỉïng mäüt sââ v mämen âiãûn tỉì theo u cáưu thiãút kãú. Trong chỉång náưy s trçnh by cạch tênh toạn củ thãø mảch tỉì mạy âiãûn mäüt chiãưu. Phỉång phạp náưy cọ tênh täøng quạt nãn cng cọ thãø ỉïng dủng âãø tênh toạn mảch tỉì ca cạc loải mạy âiãûn quay khạc. 11.1.1. Tỉì trỉåìng chênh v tỉì trỉåìng tn. Hçnh 8.1 Xạc âënh tỉì trỉåìng mạy âiãûn mäüt chiãưu Trong mạy âiãûn, cạc cỉûc tỉì cọ cỉûc tênh khạc nhau âỉåüc bäú trê xen k nhau. Tỉì thäng âi tỉì cỉûc bàõc N qua khe håí v vo pháưn ỉïng räưi tråí vãư hai cỉûc nam N nàòm kãư bãn. Tỉì hçnh 8.1 ta tháúy, âải bäü pháûn tỉì thäng dỉåïi mäùi cỉûc tỉì âi qua khe håí vo pháưn ỉïng, cọ mäüt pháưn ráút nh 2 tổỡ thọng khọng qua phỏửn ổùng maỡ trổỷc tióỳp qua caùc cổỷc tổỡ bón caỷnh, gọng tổỡ, nừp maùy . Phỏửn tổỡ thọng õi vaỡo phỏửn ổùng goỹi laỡ tổỡ thọng chờnh hay tổỡ thọng khe hồớ 0 . Tổỡ thọng nỏửy caớm ổùng sõõ trong dỏy quỏỳn khi phỏửn ổùng quay vaỡ taùc duỷng vồùi doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn õóứ sinh ra momen. ỏy laỡ phỏửn chuớ yóỳu cuớa tổỡ thọng cổỷc tổỡ C . Phỏửn tổỡ thọng khọng õi qua phỏửn ổùng goỹi laỡ tổỡ thọng taớn . Noù khọng caớm ổùng sõõ vaỡ sinh ra mọmen trong phỏửn ổùng song noù vỏựn tọửn taỷi laỡm cho õọỹ baớo hoỡa tổỡ cuớa cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ tng lón. Vỏỷy tổỡ thọng cuớa cổỷc tổỡ bũng: 0 0 00c )1( = +=+= (8.1) trong õoù 0 1 += hóỷ sọỳ taớn tổỡ cuớa cổỷc tổỡ chờnh. Thổồỡng = 1,15 ữ 1,28. 11.1.2. Stõ cỏửn thióỳt õóứ sinh ra tổỡ thọng. Cỏửn phaới coù stõ F 0 õóứ sinh ra tổỡ thọng chờnh 0 . Stõ nỏửy do sọỳ ampe voỡng trón õọi cổỷc tổỡ cuớa maùy õióỷn sinh ra. Theo õởnh luỏỷt toaỡn doỡng õióỷn, ta coù: = L WiHdl Aùp duỷng õởnh luỏỷt nỏửy vaỡo mọỹt õọi cổỷc tổỡ cuớa maùy (hỗnh 8.1), ta coù: == l.HWiF 0 = 2H + 2H r .h r + H ổ .l ổ + 2H c. l c + H g l g . = F + F r + F ổ + F c + F g (8.2) trong õoù, caùc chổợ nhoớ , r, ổ, c, g chố khe hồớ, rng, phỏửn ổùng, cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ; h - chố chióửu cao vaỡ l - chố chióửu daỡi. Cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng õổồỹc tờnh theo cọng thổùc: = B H (8.3) trong õoù: S B = tổỡ caớm trón caùc õoaỷn maỷch tổỡ. Coỡn , S vaỡ lỏửn lổồỹc laỡ tổỡ thọng, tióỳt dióỷn vaỡ hóỷ sọỳ tổỡ thỏứm cuớa caùc õoaỷn maỷch tổỡ. Trong khọng khờ = 4.10 -7 H/m, coỡn trong loợi theùp thỗ khọng phaới laỡ hũng sọỳ, vỗ vỏỷy tỗm trổỷc tióỳp H theo õổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa vỏỷt lióỷu B = f(H). Hỗnh 8.2 Xaùc õởnh stõ trong maùy õióỷn mọỹt chióửu 3 8.2. TấNH ST KHE H F Stõ ồớ khe hồớ bũng: = kB 2 F 0 (8.4) trong õoù: o = 4.10 -7 H/m hóỷ sọỳ tổỡ thỏứm cuớa khọng khờ; B tổỡ caớm khe hồớ khọng khờ ổùng vồùi tổỡ thọng chờnh 0 naỡo õoù : (theo baớng). = l B 0 (8.5) vồùi: laỡ hóỷ sọỳ tờnh toaùn cuớa cunh cổỷc tổỡ; = b c / = 0,62-0,72. laỡ bổồùc cổỷc tổỡ. l laỡ chióửu daỡi tờnh toaùn cuớa phỏửn ổùng. )(, ll50l t = (8.6) l t - chióửu daỡi cổỷc tổỡ theo truỷc. l - chióửu daỡi loợi sừt phỏửn ổùng khọng tờnh raợnh thọng gioù. l = l 1 - n g .b g (8.7) Coỡn l 1 chióửu daỡi thổỷc loợi sừt; n g ,b g sọỳ raợnh vaỡ bóử rọỹng raợnh thọng gioù k hóỷ sọỳ khe hồớ lión quan õóỳn rng raợnh, coù thóứ tờnh theo cọng thổùc sau: + + = 10b 10t k 1r 1 (8.8) vồùi t 1 vaỡ b r1 laỡ bổồùc rng vaỡ bóử rọỹng cuớa õốnh rng. 8.3. TấNH ST RNG F Z Tờnh chờnh xaùc: Tờnh gỏửn õuùng: Tổỡ caớm tờnh toaùn cuớa rng B rx ồớ õọỹ cao x cuớa rng coù thóứ tờnh nhổ sau: c1rx 1 rx t rx klb tlB S B = = (8.9) t 1 x b Zx b Z2 b rx b r2 1 2 3 h Z Hỗnh 8.3 Xaùc õởnh stõ rng trong õoù: t = B l t 1 tổỡ thọng õi qua mọỹt bổồùc rng t 1 . l , l 1 - chióửu daỡi tờnh toaùn vaỡ chióửu daỡi thổỷc cuớa loợi sừt. b rx - chióửu rọỹng cuớa rng ồớ õọỹ cao x. k c - hóỷ sọỳ eùp chỷt. t 1 - bổồùc rng cuớa phỏửn ổùng. Trong thổỷc tóỳ tờnh toaùn stõ rng, chố cỏửn 4 tờnh H ồớ ba õióứm trón chióửu cao cuớa rng ồớ tióỳt dióỷn trón, giổợa vaỡ dổồùi cuớa noù laỡ H r1 , H r.tb , H r2 . Trở sọỳ tờnh toaùn cuớa cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng trung bỗnh: )HH4H( 6 1 H 2rtb.r1rr ++= (8.10) Stõ rng õọỳi vồùi mọỹt õọi cổỷc tổỡ bũng: F r = 2H r h r (8.11) Thổồỡng õóứ õồn giaớn hồn, ta chố xaùc õởnh tổỡ caớm B vaỡ cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng H ồớ tióỳt dióỷn caùch chỏn rng laỡ h z /3 laỡm trở sọỳ trung bỗnh õóứ tờnh toaùn, ta coù: r 3 1 z r hH2F = (8.12) 8.4. TấNH ST LặNG PHệN ặẽNG Tổỡ caớm ồớ lổng phỏửn ổùng: c1ổ o ổ ổ ổ klh2S B = = (8.13) trong õoù: ổ = 0 /2 tổỡ thọng phỏửn ổùng. S ổ = h ổ l 1 k c tióỳt dióỷn lổng phỏửn ổùng. h ổ chióửu cao phỏửn ổùng. Tổỡ B ta tỗm õổồỹc H theo õổồỡng cong tổỡ hoùa B = f(H). Stõ trón lổng phỏửn ổùng: F ổ = H ổ l ổ (8.14) 8.5. TấNH ST TRN CặC Tặè VAè GNG Tặè Tổỡ thọng dổồùi cổỷc tổỡ: c = 0 t (8.15) Tổỡ thọng trong gọng tổỡ: g = 2 1 c = 2 1 0 t (8.16) Tổỡ caớm cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ: c c c S B = vaỡ g c g S2 B = (8.17) trong õoù: S c , S g laỡ tióỳt dióỷn cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ. Tổỡ õổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa vỏỷt lióỷu chóỳ taỷo cổỷc tổỡ vaỡ gọng tổỡ, ta tỗm õổồỹc cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng cổỷc tổỡ H c vaỡ gọng tổỡ H g . 5 Stâ trãn cỉûc tỉì v gäng tỉì: F c = 2H c h c v F g = H g l g (8.18) Trong âọ: h c chiãưu cao cỉûc tỉì ; l g chiãưu di trung bçnh ca gäng tỉì. 8.6. ÂỈÅÌNG CONG TỈÌ HỌA Mún cọ tỉì thäng Φ 0 cáưn cọ stâ kêch tỉì F 0 . Quan hãû Φ 0 = f(F 0 ) l quan hãû ca âỉåìng cong tỉì họa ca mạy âiãûn (hçnh 8.4). Do sââ lục khäng ti E 0 tè lãû thûn våïi tỉì thäng Φ 0 v dng âiãûn kêch tỉì I t tè lãû thûn våïi stâ F 0 , nãn dảng ca âỉåìng cong tỉì họa Φ 0 = f(F 0 ) cng chênh l dảng ca âàûc tênh khäng ti. Khi tỉì thäng tàng lãn li sàõt bo ha, nãn âỉåìng cong tỉì họa nghiãng vãư bãn phi. Kẹo di pháưn âỉåìng thàóng ca âỉåìng cong tỉì họa ta âỉåüc quan hãû Φ 0 = f(F δ ). Khi Φ 0 = Φ 0 âënh mỉïc thç stâ khe håí bàòng âoản ab cn âoản bc l s.t.â råi trãn cạc pháưn sàõt ca mảch tỉì. a b c 0 F δ Φ 0 F 0 F Hçnh 8.4 Âỉåìng tỉì họa ca mạy âiãûn mäüt chiãưu Láûp tè säú: ab ac F F k o == δ μ (8.19) k μ - hãû säú bo ha ca mảch tỉì, thỉåìng bàòng tỉì 1,1÷1,35. ]R R^