4.1.7.1 Tính hệ số dây quấn kdq
a) Trường hợp q nguyên
- Theo lý thuyết máy điện, tổng quát trong trường hợp q nguyên, biểu thức xác định hệ số dây quấn là: 0 sin . 2 . . sin .90 .sin 2 d qd r n d q y k k k q (3.18)
Trong đó: kr: hệ số quấn rải,
sin . 2 .sin 2 d r d q k q kn: hệ số bước ngắn, 0 sin .90 n y k
- Với trường hợp dây quấn đủ bước y ta có kn = 1.
- Với những kiểu dây quấn 1 lớp q nguyên, nếu có thể qui về dạng đồng khuôn (hay đồng tâm) tập trung thì tất cả các kiểu dây quấn này đều là loại dây quấn bước đủ và kn = 1.
Lúc đó, hệ số dây quấn của các dạng dây quân 1 lớp là:
sin . 2 .sin 2 d qd d q k q (4.19)
- Trong trường hợp dây quấn 2 lớp, q nguyên, hệ số dây quấn được tính theo biểu thức (3.18) trong trường hợp y khác (vì nếu y = thì lúc này dây quấn 2 lớp cũng chỉ là dạng 1 lớp)
b. Trường hợp q phân số.
Khi dây quấn phân bố theo Clément ta lập bảng Pistoye để kiểm tra tính đối xứng của 3 pha dây quấn và định hệ số dây quấn.
Phương pháp Pistoye (kiểm tra tính đối xứng 3 pha và định hệ số dây quấn) Bước 1:
- Sau khi đã lập được bảng phân bố rãnh cho 3 pha theo Clément căn cứ giá trị của , ta định ra một số nguyên n bé nhất sao cho tích số (n. ) cũng là số nguyên.
Điều này thực hiện dễ dàng khi không nguyên, ta ghi dưới dạng phân
số: m
n
với m
n là phân số tối giản; m, n là các số nguyên.
- Lập bảng Pistoye gồm có m cột, và số hàng tương ứng số 2p.
Trên bảng Pistoye 2 cột cách nhau một khoảng n tương ứng khoảng giữa 2 rãnh thực hiện trên Stator.
Gọi góc lệch giữa 2 cột liên tiếp trên bảng Pistoye là ta có d
n
.
Đánh số thứ tự cho các cột trên bảng, căn cứ theo tính chất nêu trên ta tìm ra vị trí của các rãnh thực hiện trên Stao tương ứng cới các cột trên bảng.
Dựa theo bảng phân bố rãnh Clément, ta sắp xếp các cạnh tác dụng của 3 pha lên bảng Pistoye.
Ví dụ:
Với Z = 30; 2p = 4 ta có = 7.5 rãnh/1 bước cực.
Trong bước 1 của phương pháp dựng bảng Pistoye, ta ghi lại:
15 7.5 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2
vậy m = 15 và n = 2.
Do đó, bảng 2 có 15 cột, khoảng cách 2 cột trên bảng là n = 2 cho ta khoảng cách giữa 2 rãnh thực trên Stator.
Với 0
24
d
, góc lệch giữa 2 cột liên tiếp trên bảng Pistoye có giá trị là:
0 0 24 12 2 d n điện.
Ta định vị các rãnh trên cột, theo từng bước cực trên bảng Pistoye như sau:
Hình 4.10: Bảng Pistoye thành lập sơ bộ.
Trên hình 4.10, trên bước cực 1 chọn cột 1 của bảng tưng ứng vị trí của một rãnh thực Stator, với n = 2 tại cột 3 là vị trí rãnh thực kế tiếp. Khi đánh dấu đến cột 15 trên hàng bước cực 1, rãnh thực kế tiếp đánh dấu cho bước cực thứ nhì sẽ ở cột 2, vậy trên bước cực thứ 2 (hàng dưới của hàng bước cực) ta sẽ bắt đầu đánh dấu trên cột 2 cho vị trí một rãnh thực, và tiếp tục động tác cho các bước cực còn lại.
Căn cứ theo bảng phân bố rãnh theo Clément, ta điền vị trí các cạnh tác dụng 3 pha trên bảng Pistoye như hình sau:
Bước 2:
- Trên bảng Pistoye, ta phân vùng cho 3 pha, sau đó định trục đối xứng trên mỗi pha. Ta công nhận các quy tắc sau:
* Trục đối xứng của mỗi pha là đường thẳng chia các cạnh tác dụng của mỗi pha trên bảng thành hai nhóm, số cạnh tác dụng trong mỗi nhóm này phải bằng nhau.
* Trục đối xứng còn cần thêm các tính chất sau: trên mỗi vùng pha sau khi đã phân thành hai nhóm, tương ứng với bất kỳ một cạnh tác dụng nào chọn trong một nhóm sẽ cho một cạnh tác dụng khác tương ứng ở nhóm còn lại, khoảng cách đến trục đối xứng của mỗi cạnh tác dụng trên phải bằng nhau.
* Ta xác định số loại cặp cạnh tác dụng đối xứng của mỗi pha. - Kiểm tra tính đối xứng của mỗi pha trên bảng Pistoye.
Bộ dây 3 pha có tính đối xứng (lệch pha từng đôi 1200 trong không gian) khi ta tìm được các tính chất sau trên bảng:
* Số lượng cặp cạnh tác dụng qua trục mỗi pha có giá trị giống nhau.
* Khoảng cách giữa từng cặp trục đối xứng mỗi pha lệch nhau đúng 600 điện trên bảng Pistoye.
0
60
Trên hình 4.12, trục đối xứng của pha A nằm giữa cột 2 và 3; trục đối xứng của pha C nằm giữa cột 7 và 8; trục đối xứng của pha B nằm giữa cột 12 và 13. Khoảng cách giữa các trục là 5 cột tương ứng 0 0
5 5.12 60 điện.
Vậy trên bảng Pistoye, hai trục đối xứng của 2 pha liên tiếp nhau lệch 600 điện, ta kết luận 3 pha đối xứng.
Tại mỗi pha theo ví dụ trên ta có 10 cạnh tác dụng phân bố như sau:
- 2 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 0 6 2 điện - 2 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 3 0 18 2 điện - 1 cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng 5 0 30 2 điện
Bước 3:- Từ số cặp cạnh tác dụng cách trục đối xứng các góc điện khác nhau, ta suy ra hệ số dây quấn.
Với ví dụ trên ta tính hệ số dây quấn như sau (sơ đồ dây quấn 1 lớp phân bố theo Clément). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
0 0 0
2.2 os6 2.2 os18 1.2 os30
0.9511 10
dq
c c c
k
- Nếu dùng phần Clément bố trí dạng 2 lớp, lúc đó hệ số dây quấn 1 lớp tính theo Pistoye ta xem là hệ số quấn rải. Như vậy, muốn tính hệ số dây quấn của dây quấn 2 lớp ta phải định thêm hệ số bước ngắn.
4.1.7.2 Chọn kết cấu dây quấn.
a) Trường hợp dây quấn 1 lớp, q nguyên.
Tổng số bối dây cho cả 3 pha luôn luôn bằng
2
z
bối dây.
Tổng số bối dây chứa trong mỗi pha luôn luôn bằng
6 3 1 . 2 z z bối dây/pha.
Từ hai nhận xét trên, điều kiện để một động cơ ba pha bố trí được dây quấn 1 lớp với q nguyên là tổng số rãnh Z phải là bội của số 6.
Ngoài ra muốn bước cực từ có giá trị nguyên ta cần có tối thiểu =3 để q có giá trị nguyên, trường hợp tổng quát ta phải có =
p z
2 =3k (trong đó k là giá trị
nguyên tùy ý).
Tón lại điều kiện để bố trí dây quấn 1 lớp, tương ứng với 1 số cực từ 2p định trước ta cần có Z=6p.k (kN ).
Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng tập trung, tổng số nhóm bối dây trong mỗi pha luôn luôn bằng p.
Trường hợp dùng dây quấn 1 lớp dạng phân tán, tổng số nhóm bối dây trong mỗi pha luôn luôn bằng 2p.
Như vậy, khi liên kết các nhóm trong một pha (bằng phương pháp đấu nối tiếp) với dây quấn tập chung 1 lớp ta dùng cách lien kết cực giả, với dây quấn phân tán 1 lớp ta dùng cách lien kết cực thật.
Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng tập trung, mỗi nhóm bối dây sẽ chứa q bối dây trong một nhóm.
Khi dùng dây quấn 1 lớp dạng phân tán, ta có 2 trường hợp:
Trường hợp q chẵn, mỗi nhóm chứa
2
q
bối dây trong 1 nhóm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường hợp q lẻ, mỗi pha chứa p nhóm bối với mỗi nhóm có
2 1
q
bối dây
và p nhóm bối khác với mỗi nhóm có
2 1
q
bối dây.
Trong dây quấn đồng khuôn dạng móc xích, bước bối dây luôn luôn có giá trị lẻ. Với lẻ thì y= , khi chẵn thì y=( -1).
b) Trường hợp dây quấn 2 lớp, q nguyên:
Tổng số bối dây cho cả 3 pha luôn bằng Z bối dây.
Tổng số bối dây chứa trong mỗi pha luôn luôn bằng
3
z
bối dây/pha.
Như vậy khi liên kết các nhóm bối dây theo dạng nối tiếp ta phải liên kết các nhóm bằng cách dấu cực thật.
Theo các nhận xét trên, điều kiện để bố trí dây quấn 2 lớp tương ứng với 1 số cực thật 2p định trước ta cần có Z=p.k (kN ) để đạt q là số nguyên.
Trong dây quấn 2 lớp, mỗi nhóm bối dây luôn luôn chứa q bối dây trong nhóm.