Xĩt ví dụ dđy quấn 3 pha lớp đơn, bước đủ, số đôi cực 2p = 4, số rênh Z = 12.
1) Xâc định câc tham số.
- Số rênh mỗi pha : 12 43 3 3 3
Z
Q= = = rênh - Số rênh mỗi pha dưới một cực từq.
4 12 4 2 4 Q q p = = = rênh - Bước cực . 12 3 2 4 Z p τ = = = rênh
- Dđy quấn bước đủ : y = τ = 3 rênh
- Góc điện giữa 2 rênh kề nhau:
.360 2.360 6012 12
p Z
α = o = o = o
- Số phần tử của mỗi dđy quấn lă: 22 2
Q= phần tử. 2) Сâch đặt dđy quấn.
Theo số liệu tính toân ở trín ta hêy thiết lập giản đồ hình tia sức điện động tương ứng với Z = 12 vĩc tơ (hình 7-5).
Pha A: 1 – 4 – 7 – 10 Pha B: 3 – 6 – 9 – 12 Pha C: 5 – 8 – 11 – 2
Đầu tiín đặt dđy quấn pha A. Cạnh thứ nhất của phần tử thứ nhất đặt văo rênh số 1, cạnh thứ 2 của phần tử thứ nhất đặt X A B C Y Z 1,7 4,10 12,6 11,5 2,8 600 3,9 Hình 7-5
KỸ THUẬT ĐIỆN
TS. Lưu Thế Vinh
104
văo rênh số 4 (vì dđy quấn bước đủ y=3).
Tiếp theo nối với phần tử thứ hai có cạnh thứ nhất đặt tại rênh thứ 7, cạnh thứ 2 đặt ở rênh số 10. Như vậy dđy quấn pha A sẽ đặt văo câc rênh 1-4-7-10 (hình 7-6, a).
Tiếp theo đặt dđy quấn pha B. Theo tính toân ở trín góc điện giữa 2 rênh liền nhau lă α=60 , do đó khoảng câch giữa câc pha lă 120o 0 sẽ ứng với hai rênh. Từ đó, bắt đầu dđy quấn pha B sẽ đặt ở rênh số 3 (câch pha A 2 rênh). Câc cạnh tiếp theo của dđy quấn pha B sẽ đặt ở câc rênh 6, 9, 12. Tương tự, dđy quấn pha C sẽ bắt đầu ở rênh 5 vă tiếp tục qua câc rênh 8, 11, 2.
Nếu cắt dọc giữa rênh 1 vă số 12 vă trêi ra ta có sơ đồ khai triển của dđy quấn 3 pha sstator như hình 7-6, b.
§7.4. TỪ TRƯỜNG CỦA MÂY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 7.4.1. Từ trường đập mạch của dđy quấn một pha. 7.4.1. Từ trường đập mạch của dđy quấn một pha.
Theo lý thuyết điện từ, ta biết rằng từ trường do dòng xoay chiều hình sin tạo ra có trị số vă chiều biến đổi theo quy luật hình sin, gọi lă từ trường đập mạch. Giả sử dđy quấn một pha đặt trong 4 rênh stator như hình 7-7 (với số cặp cực p =1) vă hình 7-8 ( với p = 2).
Khi cho dòng điện một pha i = I0 sin ωt chạy qua, chiều của dòng điện ở một thời điểm ký hiệu bằng câc dấu quy ước: ký hiệu chỉ dòng điện đi văo, ký hiệu ☼ chỉ dòng điện đi ra. Theo quy tắc vặn nút chai ta xâc định được chiều từ trường. Trín hình vẽ đường chấm chấm chỉ chiều từ trường ở một nửa chu kỳ của dòng điện, ở nửa chu kỳ sau dòng điện đổi chiều vă do đó từ trường có có hướng ngược lại. Trín hình 7-8 lă từ trường sinh ra với 2 đôi cực (p=2).
TS. Lưu Thế Vinh
Như vậy dòng một pha chỉ tạo ra từ trường đập mạch mă không tạo được momen quay.
7.4.1. Sự tạo thănh từ trường quay của dòng điện ba pha.
Dòng điện 3 pha có ưu điểm lớn lă dễ tạo ra từ trường quay trong câc mây điện 3 pha. Để khảo sât ta hêy xĩt trường hợp đơn giản nhất của mây điện không đồng bộ với stator có cấu trúc gồm 6 rênh, trong đó đặt 3 cuộn dđy quấn 3 pha đối xứng AX, BY vă CZ. Trục câc cuộn dđy quấn đặt lệch nhau trong không gian một góc 1200 , mỗi cuộn dđy có một phần tử, mỗi phần tử có một vòng dđy.
Hình 7-7. Từ trường của dòng một pha ứng với p=1
KỸ THUẬT ĐIỆN
TS. Lưu Thế Vinh
106
Giả sử dòng điện 3 pha đưa văo 3 cuộn dđy quấn của mây điện có biểu thức: 2 sin 2 sin( 120 ) 2 sin( 240 ) A B C i I t i I t i I t ω ω ω = = − = − o o (7-5)
Để thấy sự hình thănh từ trường quay ta quy ước vẽ chiều dòng điện trín câc cuộn dđy 3 pha như sau:
Dòng điện pha năo dương có chiều từ đầu pha đến cuối pha, đầu ký hiệu bằng vòng tròn có dấu nhđn ở giữa , còn cuối ký hiệu bằng
TS. Lưu Thế Vinh
vòng tròn có dấu chấm ở giữa .
Dòng điện pha năo đm có chiều vă ký hiệu ngược lại: đầu ký hiệu , cuối ký hiệu .
Xĩt từ trường tại ba thời điểm khâc nhau sau: - Thời điểm ωt= 900.
Ở thời điểm năy, dòng pha A dương vă có giâ trị cực đại, dòng pha B vă pha C đm vă có giâ trị bằng một nửa giâ trị cực đại. Theo quy ước trín, đầu A ký hiệu , cuối X ký hiệu ; câc đầu B, C ký hiệu vă cuối Y, Z ký hiệu .
Dùng quy tắc vặn nút chai, xâc định chiều đường sức từ trường do dòng điện trong câc cuộn dđy sinh ra (hình 7-9,a). Ta thấy từ trường tổng có một cực S vă một cực N ta gọi lă từ trường một đôi cực (p=1). Trục của từ trường tổng trùng với trục dđy quấn pha A lă pha có dòng điện cực đại.
- Thời điểm ωt= 900+ 1200.
Ở thời điểm năy, dòng pha B dương vă có giâ trị cực đại, dòng pha C vă pha A đm vă có giâ trị bằng một nửa giâ trị cực đại. Dùng quy tắc vặn nút chai xâc định chiều từ trường ta thấy rằng từ trường tổng đê quay đi một góc 1200so với thời điểm trước. Trục của từ trường tổng trùng với trục của dđy quấn pha B lă pha có dòng cực đại ra (hình 7-9,b).
- Thời điểm ωt= 900+ 2400.
Lúc năy dòng pha C dương vă có giâ trị cực đại, dòng pha A vă pha B đm vă có giâ trị bằng một nửa giâ trị cực đại. Từ trường tổng đê quay đi một góc 2400so với thời điểm ban đầu. Trục của từ trường tổng trùng với trục của dđy quấn pha C lă pha có dòng cực đại ra (hình 7-9,c).
Qua phđn tích trín ta thấy rằng từ trường tổng của dòng 3 pha lă từ trường quay. Từ trường quay móc vòng qua dđy quấn của stator vă của cả dđy quấn rôtor. Đđy lă từ trường chính tạo ra câc quâ trình biến đổi năng lượng trong mây điện.
7.4.2. Đặc điểm của từ trường quay. a) Tốc độ từ trường quay. a) Tốc độ từ trường quay.
Tốc độ từ trường quay phụ thuộc văo tần số dòng điện stator f vă số đôi cực p. Thật vậy, trong ví dụ trín, khi dòng điện biến thiín một chu
KỸ THUẬT ĐIỆN
TS. Lưu Thế Vinh
108
kỳ, từ trường quay được một vòng, do đó trong một phút dòng điện stator biến thiín 60f chu kỳ, từ trường quay được 60f vòng. Như vậy, khi từ trường có một đôi cực, tốc độ từ trường quay lă n1 = 60f vòng/phút. Khi từ trường có 2 đôi cực, dòng điện biến thiín một chu kỳ, từ trường quay được ½ vòng, do đó tốc độ từ trường quay lă n1 = 60f/2. Một câch tổng quât, khi từ trường quay có p đôi cực, tốc độ quay của từ trường (gọi lă tốc độ đồng bộ) lă:
1 60 (f / )
n vòng phút
p
= (7-6)
b) Biín độ của từ trường quay.
Theo lý thuyết về mạch từ, độ lớn của vĩc tơ cảm ứng từ Bur xâc định theo biểu thức: WI B l μμ = o (7-7) Trong đó : - μ0 = 4π.10 –7 H/m – hằng số từ