vật lí của máy điện một pha
Chúng ta sẽ nghiên cứu sơ đồ tổng quát nhất của máy điện một pha không đối xứng (hình 2.5).
số vòng dây hiệu dụng không bằng nhau(WA ≠WB). Cuộn dây B được nối tiếp với tụ điện C; cuộn dây A được cấp bởi điện áp U&A, còn cuộn dây B có tụ C
được cấp điện áp U&B điện áp trực tiếp lên cuộn dây B là *
B
U&, còn điện áp đặt trên tụ C là U&C.
Các điện áp U&A và U&Bcó trị số không bằng nhau và lệch pha nhau một góc β nào đó.
Khi phân tích máy điện một pha không đối xứng, ta sẽ sử dụng các thành phần đối xứng của các dòng điện I&A và I&B. 1 ; 2 ; 2 2 A B A B A A I jkI I jkI
I = &− & I = &+ &
& & (2.30) ; ; 2 2 1 1 k I j I k I j I A B A B & & & & = =− (2.31) . ; 1 2 2 1 A B B B A A I I I I I
I&= & + & &= & + & (2.32) Các dòng I&A1 và kI&B1
hợp thành hệ thống véc tơ đối xứng thứ tự thuận và tạo ra từ trường quay thuận, còn các dòngI&A2và kI&B2hợp thành hệ thống véc tơ đối xứng thứ
tự ngược và tạo ra từ trường quay ngược, trên hình 2.6 vẽ
các dòng điện I&A và I& =B′ kI&B là dòng điện trong cuộn dây B đã quy đổi về số
vòng dây của cuộn dây A và các thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch của chúng ( I&A1,I&A2,I&B1,I&B2).
Điện áp cung cấp cho cuộn dây A và cuộn dây B bằng tổng các thành phần thứ tự thuận và thứ tự ngược của chúng
;
1 2 1 1 2 2;
B B B B B B B
U& =U& +U& =I Z& +I Z& (2.34) trong đó
1
A
Z và ZA2là tổng trở của cuộn dây A tương ứng với các dòng điện thứ
tự thuận I&A1 và thứ tự ngược I&A2;
1
B
Z và ZB2là tổng trở của cuộn dây B tương ứng với các dòng điện thứ
tự thuận I&B1 và thứ tự ngược I&B2. Nói chung, các điện áp U&A1 và U&A2; U&B1 và
2
B
U& không tạo thành các hệ thống điện áp hai pha đối xứng. Điều đó được giải thích như sau
Các điện áp rơi
1 1 1; 1 1 1;
A A A B B B
U& =I Z& & U& =I Z& (2.35)
2 2 2; 2 2 2;
A A A B B A
U& =I Z& U& =I Z& (2.36) Do hệ thống các dòng điện
đối xứng (I&A1;I&B1), (I&A2;I&B2) gây nên trên hệ thống tổng trở không
đối xứng (cuộn B mắc nối tiếp Tụ C), không thể tạo nên hệ
thống điện áp đối xứng.
Nếu tổng trở của cuộn dây A và B, đã quy đổi về cùng một số vòng dây là giống nhau và hệ thống mạch từ của máy là đối xứng thì các véc tơ (UA ,UB* /k 1 1 & & ) và (UA ,UB* /k 2 2 &
& ) sẽ tạo tạo nên các hệ thống điện áp hai pha đối xứng.
Trường hợp riêng nếu cuộn dây B không mắc nối tiếp với tụ C thì
*B B B U U& = & và các véc tơ (UA ,UB* /k 1 1 & & ), (UA ,UB* /k 2 2 & & ) cũng là hệ thống điện áp hai pha đối xứng thứ tự thuận và thứ tự ngược.
Vì các dòng điện thứ tự thuận I&A1,I&B1 và các dòng điện thứ tự ngược
22, B 2, B
A I
không đối xứng tương đương với hai máy điện một pha giống nhau, có một trục chung và cùng làm việc (hình .2.7). Đó là mô hình vật lí của máy điện một pha không đối xứng.
Trên mô hình vật lí, các dòng điện I&A1và I&B1 chạy trong các cuộn dây A và B dưới tác dụng của các điện áp U&A1và U&B1, sẽ tạo nên từ trường quay thuận và kéo rôto quay theo một chiều nhất định (+n). Mặt khác các dòng điện
2
A
I& và I&B2 chạy trong các cuộn dây A và B dưới tác dụng của các điện áp
2
A
U& và U&B2, sẽ tạo nên từ trường quay ngượcvà kéo rôto quay theo một chiều nhất định (- n).
Máy điện một pha thực, khác với mô hình của nó ở chỗ: các dòng điện
1
A
I& , I&A2 đồng thời chạy trong cuộn dây A, các dòng điện I&A2, I&B2đồng thời chạy trong cuộn dây B, còn dòng điện rôto gây nên bởi các từ trường quay thuận và ngược của stato, sẽđồng thời chạy trong dây quấn rôto.