3.6 .1Phương trỡnh cõn bằng mụmen
3.10 SƠ ĐỒ DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KĐ B3 PH A1 LỚP DÂY
3.10.3 .Cỏc bước thực hiện vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn stato động cơ KĐ B3 pha
a. Cỏc thụng số sử dụng cho quỏ trỡnh vẽ sơ đồ trải:
Số rónh của lừi thộp Stato: Z1
Số cực: 2P Bước cực: = Z1/2P C Đ Đ C N S C Đ Đ C N S N S C Đ C Đ N N 2P = 4 S C Đ Đ C N S 2P = 2
Bước quấn dõy: y = Dõy quấn bước đủ
y < Dõy quấn bước ngắn
y > Dõy quấn bước dài.
Số rónh dưới một cực của một pha: q =
2P.m Z1
Với m = 3 là số pha dõy quấn Stato.
Thứ tự pha A – B – C = 2q + 1
b. Cỏc bước thực hiện vẽ sơ đồ trải: a 1. Sơ đồ trải bộ dõy quấn một lớp:
* Sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato kiểu đồng tõm:
Để minh họa ta xột một vớ dụ cụ thể sau:
Vớ dụ 1: Tớnh toỏn, vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato động cơ khụng đồng bộ xoay chiều 3fa với cỏc thụng số như sau:
Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuộn dõy quấn kiểu đồng tõm.
* Trước tiờn ta tớnh toỏn cỏc thụng số:
Bước cực: = Z1/2P = 24/4 = 6
Số rónh dưới một cực của một pha: q =
2P.m Z1 = 4.3 24 = 2
Bước quấn dõy: Vỡ dõy quấn đồng tõm nờn bước quấn của cỏc bối dõy trong một tổ bối là khỏc nhau. Ta kớ hiệu bước quấn của cỏc bối dõy theo thứ tự từ nhỏ đến lớn lần lượt là y1, y2 …
y1 = 2.q + 2 = 2.2+2 = 6
y2 = y1 + 2
= 6 + 2 = 8
Trong trường hợp này ta tớnh được số cạnh tỏc dụng dưới mỗi cực của một pha là q = 2, cũng cú nghĩa là mỗi tổ bối dõy sẽ gồm cú 2 bối dõy; Vỡ vậy ta chỉ tớnh đến bứoc quấn dõy y2.
* Trỡnh tự vẽ sơ đồ trải như sau:
Bước 1:
Vạch cỏc đoạn thẳng song song, cỏch đều thể hiện cỏc rónh của lừi thộp Stato và đỏnh số thứ tự từ 1 Z1 (24 rónh).
Bước 2:
Phõn vựng cỏc cực và đỏnh dấu chiều dũng điện trong cỏc rónh sao cho:
Cỏc rónh nằm dưới một cực - Cú cựng chiều dũng điện.
Cỏc rónh nằm ở hai cực bờn cạnh nhau – Chiều dũng điện ngược nhau.
Bước 3:
Căn cứ vào bước quấn dõy, vẽ cỏc bối dõy, tổ bối dõy của pha thứ nhất theo nguyờn tắc:
Hai cạnh của mỗi bối dõy phải nằm trờn hai cực liờn tiếp.
Khoảng cỏch giữa hai cạnh của mỗi bối dõy phải bằng bước quấn y đó tớnh ở trờn.
Vị trớ cỏc rónh trờn cỏc cực của cựng một pha phải giống nhau.
Bước 4:
Nối tiếp cỏc Tổ bối dõy của pha thứ nhất theo chiều dũng điện đó chọn trong cỏc rónh hoặc theo quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dõy.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 X A
Theo chiều dũng điện đó chọn trong cỏc rónh thỡ đầu cuối của Tổ bối dõy thứ nhất phải được nối với đầu đầu của Tổ bối dõy thứ hai.
Nếu căn cứ vào quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dõy ta cũng thấy rằng: Ta cú 2 Tổ bối dõy, mà số cực của mỏy là 2P = 4 (Số cực = 2 x Số tổ bối dõy), vậy là ta phải sử dụng cỏch nối khỏc tờn; Nghĩa là đầu cuối của Tổ bối dõy thứ nhất phải được nối với đầu đầu của Tổ bối dõy thứ hai.
Bước 5 :
Bằng cỏch tương tự, ta vẽ cỏc bối dõy, Tổ bối dõy của pha thứ 2.
Vấn đề đặt ra ở đõy là khi đầu đầu của pha AX đặt ở rónh số 1, thỡ đầu của pha tiếp theo sẽ bắt đầu từ đõu?
Để xỏc định được điều này ta cần căn cứ vào điều kiện là: Cỏc cuộn dõy của 3 pha sẽ phải lệch nhau những gúc là 1200. Với số cực trong trường hợp này là 2P = 4 (số đụi cực là p =2), ta xỏc định được gúc độ điện lệch nhau giữa hai rónh liờn tiếp trờn lừi thộp Stato là: 0đ =
1 0 Z 360 . p = 24 360 . 2 0 = 300
Đõy là gúc lệch nhau giữa hai rónh liờn tiếp của lừi thộp Stato về điện, nú khỏc với gúc lệch nhau về hỡnh học trờn lừi thộp.
Căn cứ vào điều kiện lệch pha nhau 1200 ta xỏc định được số Khoảng cỏch mà cỏc đầu tương ứng của hai pha liờn tiếp phải lệch nhau là: N = 00
30 120
= 4. Ta gọi là 4
Khoảng cỏch trờn sơ
đồ trải, vậy là đầu đầu của pha tiếp theo sẽ phải bắt đầu từ rónh số 5; Và ta vẽ được cuộn dõy của pha thứ hai như hỡnh vẽ:
Bước 6:
Xỏc định rónh đặt
đầu đầu của pha CZ rồi vẽ nốt cuộn dõy CZ theo cỏch tương tự.
Tới đõy ta đó hồn thiện được sơ đồ trải cuộn dõy quấn Stato, kiểu đồng tõm.
Nhỡn trờn sơ đồ ta thấy: Cuộn dõy của pha CZ cú một Tổ bối dõy bị chia làm hai phần, điều này ta cú thể hỡnh dung là do ta chọn vị trớ của mặt cắt để hỡnh thành sơ đồ trải tại vị trớ đú. Khoảng cỏch giữa cỏc đầu đầu pha A, B, C cũng đỳng bằng khoảng cỏch giữa cỏc đầu cuối tương ứng X, Y, Z. Điều này giỳp ta kiểm tra nhanh tớnh chớnh xỏc của sơ đồ trải sau khi vẽ và cũng thể hiện tớnh đối xứng của cuộn dõy 3 fa.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4
X
*. Sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato kiểu xếp đơn
Để minh hoạ trỡnh tự vẽ sơ đồ bộ dõy quấn kiểu xếp đơn ta cũng xột vớ dụ sau:
Vớ dụ 2: Tớnh toỏn, vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato động cơ khụng đồng bộ xoay chiều 3 phaa với cỏc thụng số như sau:
Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1
Cuộn dõy quấn kiểu xếp đơn.
* Tớnh toỏn cỏc thụng số:
Bước cực: = Z1/2P = 24/4 = 6
Số rónh dưới một cực của một pha: q =
2P.m Z1 = 4.3 24 = 2
Bước quấn dõy: Dõy quấn xếp đơn là dõy quấn đồng khuụn, một lớp nờn cỏc bối dõy trong một tổ bối cú cựng chu vi, vỡ vậy chỉ cú một bước quấn dõy xỏc định theo cụng thức y = 3.q+1 = 7.
Khoảng cỏch giữa cỏc đầu đầu pha liờn tiếp (Thứ tự pha): ABC = 2.q + 1 = 5
* Trỡnh tự vẽ sơ đồ trải: Ta vẫn vẽ theo trỡnh tự 6 bước đó giới thiệu ở Vớ dụ
1; Nhưng từ bước thứ 3, khi vẽ cỏc Bối dõy, Tổ bối dõy ta vẽ cỏc bối dõy cú chu vi như nhau. Cuối cựng, ta được sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato như hỡnh vẽ:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 X A Z B C Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 A Z B C X Y
Bộ dõy quấn Stato trong trường hợp này được gọi là dõy quấn Xếp đơn kiểu vành rế. Cũn một loại dõy quấn xếp thứ hai là dõy quấn Xếp đơn kiểu hoa sen;
Trong trường hợp này (q= 2 là một số chẵn) ta cú bước quấn y = 3.q, nếu q là một số lẻ (1, 3, 5 ...) thỡ y = 3q+1; Trỡnh tự vẽ sơ đồ vẫn tương tự như trờn, chỉ khỏc nhau ở bước dõy quấn.
Cũng với vớ dụ trờn ta cú sơ đồ dõy quấn Xếp đơn kiểu hoa sen như hỡnh vẽ
dưới đõy:
Cuộn dõy quấn kiểu hoa sen trong nhiều trường hợp sẽ cho ta bước quấn y nhỏ hơn dõy quấn kiểu vành rế. Ưu điểm là tiết kiệm được dõy quấn, phần đầu nối của cỏc bối dõy đan xen nhau đẹp hơn. Nhược điểm là khi lồng dõy vào cỏc rónh phải đặt cỏc bối dõy chờ; Vỡ vậy với cỏc động cơ cú cụng suất nhỏ, đường kớnh trong của lừi thộp Stato nhỏ, ta khụng nờn sử dụng kiểu dõy quấn này; Mặt khỏc với cuộn dõy quấn kiểu hoa sen thỡ việc đấu nối cũng phức tạp hơn (Nhỡn trờn sơ đồ trải ta thấy rằng cần phải thực hiện nhiều điểm nối tiếp cỏc bối dõy của cỏc pha hơn).
a2. Sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato động cơ KĐB, dõy quấn hai lớp (Xếp kộp):
Với dõy quấn xếp kộp thỡ trong mỗi rónh của lừi thộp Stato đặt hai cạnh của hai bối dõy khỏc nhau, nếu so với dõy quấn xếp đơn thỡ số Bối dõy, Tổ bối dõy trong trường hợp này sẽ nhiều gấp 2 lần.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4
A Z B C X Y
y
Cuộn dõy quấn xếp kộp thường được thực hiện theo hai kiểu Dõy quấn bước đủ và Dõy quấn bước ngắn.
*. Sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato kiểu Xếp kộp bước đủ:
Để minh họa trỡnh tự vẽ sơ đồ trải, ta cũng xột một vớ dụ cụ thể sau:
Vớ dụ 3: Tớnh toỏn, vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato động cơ khụng đồng bộ
xoay chiều 3fa với cỏc thụng số như sau:
Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuộn dõy quấn Xếp kộp, bước đủ.
+ Trước tiờn ta tớnh túan cỏc thụng số trờn sơ đồ trải:
Bước cực: = Z1/2P = 24/4 = 6
Số rónh dưới một cực của một pha: q =
2P.m Z1 = 4.3 24 = 2
Bước quấn dõy: Là dõy quấn xếp, nờn cỏc bối dõy trong một tổ bối cú cựng chu vi, vỡ vậy chỉ cú một bước quấn. Dõy quấn xếp kộp bước đủ, ta cú bước dõy quấn y = = 6; Đơn vị của bước cực được tớnh là số Khoảng cỏch, vỡ vậy ta cú bước quấn dõy trong trường hợp này là y = 7 rónh (Từ rónh 1 đến rónh thứ 7).
Khoảng cỏch giữa cỏc đầu đầu pha liờn tiếp (thứ tự pha):
ABC = 2.q + 1 = 5
* Trỡnh tự vẽ sơ đồ trải như sau:
Bước 1:
Vạch cỏc đoạn thẳng song song, cỏch đều thể hiện cỏc rónh của lừi thộp Stato và đỏnh số thứ tự từ 1 Z1 (24 rónh); Dõy quấn xếp kộp nờn mỗi rónh của lừi thộp Stato trong trường hợp này được biểu diễn bằng một đường nột liền và 1 đường nột đứt, thể hiện hai cạnh ở lớp trờn và lớp dưới của mỗi rónh:
Bước 2:
Phõn vựng cỏc cực và đỏnh dấu chiều dũng điện trong cỏc rónh:
Bước 3: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4
Căn cứ vào bước quấn dõy, vẽ cỏc bối dõy, tổ bối dõy của pha thứ nhất theo nguyờn tắc:
- Mỗi bối dõy cú một cạnh nằm ở lớp trờn của rónh này, cạnh kia nằm ở lớp dưới của rónh khỏc, cỏch nhau bằng bước quấn y. Khi biểu diễn cỏc Bối dõy, Tổ bối dõy ta vẽ hai nửa của mỗi bối dõy theo kớ hiệu cỏc rónh tương ứng – Một nửa bối dõy nằm ở phớa trờn của rónh được vẽ bằng nột liền, nửa kia được vẽ bằng nột đứt thuộc về cạnh nằm ở lớp dưới.
Bước 4:
Nối tiếp cỏc Tổ bối dõy của pha thứ nhất theo chiều dũng điện đó chọn trong cỏc rónh hoặc theo quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dõy.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 A X
Theo chiều dũng điện đó chọn trong cỏc rónh thỡ đầu cuối của Tổ bối dõy thứ nhất phải được nối với đầu đầu của Tổ bối dõy thứ hai.
Nếu căn cứ vào quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dõy ta cũng thấy rằng: Ta cú 4 Tổ bối dõy, mà số cực của mỏy là 2P = 4 (Số cực = Số tổ bối dõy), vậy là ta phải sử dụng cỏch nối cựng tờn; Nghĩa là đầu cuối của Tổ bối dõy thứ nhất phải được nối với đầu cuối của Tổ bối dõy thứ hai.
Bước 5: Bằng cỏch tương tự, ta vẽ cỏc bối dõy, Tổ bối dõy của pha thứ 2.
Bước 6: Xỏc định rónh đặt đầu đầu của pha CZ rồi vẽ nốt cuộn dõy CZ theo
cỏch tương tự. Tới đõy ta đó hồn thiện được sơ đồ trải cuộn dõy quấn Stato, dõy quấn xếp kộp bước đủ như hỡnh vẽ.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 A Z B C X Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 A B X Y
*. Sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato kiểu Xếp kộp bước ngắn:
Bộ dõy quấn Stato kiểu xếp kộp thường sử dụng là dõy quấn Xếp kộp bước ngắn; Khi thực hiện việc rỳt ngắn bước quấn sẽ cú cỏc ưu điểm sau:
Tiết kiệm dõy quấn: Khi rỳt ngắn bứơc quấn thỡ chu vi của cỏc Bối dõy sẽ giảm đi, vỡ vậy sẽ giảm được khối lượng dõy quấn của mỏy.
Cải thiện được dạng súng của từ trường trong mỏy: Trờn thực tế thỡ từ trường quay sinh ra trong lừi thộp Stato bao gồm nhiều thành phần, ngoài thành phần cơ bản cú dạng hỡnh sin cũn cú cỏc loại súng bậc cao như bậc 3, bậc 5, bậc 7 ... khi thực hiện việc rỳt ngắn bước quấn dõy sẽ triệt tiờu được cỏc thành phần súng bậc cao, từ trường trong lừi thộp cũn lại chủ yếu là thành phần hỡnh sin. Nhưng việc rỳt ngắn bước dõy quấn cũng chỉ được thực hiện trong một giới hạn nhất định:
Bước quấn dõy y chỉ được rỳt ngắn đến tối thiểu là bằng 0,67% bước cực ; Vỡ nếu ta rỳt ngắn bước quấn đi quỏ nhiều thỡ sẽ làm cho diện tớch của cỏc cực bị giảm nhiều, dạng súng của từ trường sẽ xấu đi.
Để minh họa trỡnh tự vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn stato kiểu xếp kộp bước ngắn, ta cũng xột một vớ dụ cụ thể sau:
Vớ dụ 4: Tớnh toỏn, vẽ sơ đồ trải bộ dõy quấn Stato động cơ khụng đồng bộ
xoay chiều 3fa với cỏc thụng số như sau:
Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuộn dõy quấn Xếp kộp, bước đủ.
+ Trước tiờn ta tớnh toàn cỏc thụng số trờn sơ đồ trải:
Bước cực: = Z1/2P = 24/4 = 6
Số rónh dưới một cực của một pha: q =
2P.m Z1 = 4.3 24 = 2
Bước quấn dõy: Ta chọn bước quấn dõy y =
6
5. = 5 Khoảng cỏch
y = 6 Rónh (Từ rónh số 1 đến rónh số 6).
Khoảng cỏch giữa cỏc đầu đầu pha liờn tiếp (Thứ tự pha):
ABC = 2.q + 1 = 5
* Cỏch vẽ sơ đồ trải:
Ta vẫn thực hiện theo trỡnh tự 6 bước như trờn, nhưng bước quấn dõy trong trường hợp này chỉ là y = 6; ta cú sơ đồ trải đầy đủ như sau:
3.10.4.Sơ đồ dõy quấn động cơ khụng đồng bộ 1 pha
a. Phương phỏp vẽ sơ đồ bộ dõy quấn stato động cơ một pha
a.1. Phương phỏp vẽ sơ đồ bộ dõy quấn stato động cơ một pha vũng chập
Như đó núi ở trờn, cuộn dõy stato động cơ một pha vũng chập gồm cỏc tổ bối đơn quấn trờn cỏc cực lồi, vỡ vậy ta chỉ căn cứ vào số tổ bối dõy để đấu sao cho đủ số cực. Trờn thực tế, người ta thường thực hiện hai cỏch đấu:
- Đấu nối tiếp cựng phớa: tạo ra số cực bằng số tổ bối dõy
- Đấu nối tiếp khỏc phớa: tạo ra số cực bằng hai lần số tổ bối dõy
Ngoài ra khi cần thay đổi điện ỏp, người ta cũn thực hiện cỏch đấu song song hai mạch rẽ 1 2 3 4 a) 1 2 2 3 3 4 4 1 b) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 A Z B C X Y
1 N 2 3 4 S
S S N 1 N
c)
Cấu tạo ống dõy và sơ đồ đấu dõy động cơ điện một pha vũng chập 4 cực, 4 tổ bối đơn 1 2 3 4 a) 2 3 4 1 b) 2 N 3 S 4 N 1 S c)
Cấu tạo ống dõy và sơ đồ đấu dõy động cơ điện một pha vũng chập 4 cực, 2 tổ bối đơn 1 2 3 4 a) 1 2 2 3 3 4 4 1 (1) (4) (2) (3) (2) (3) (1) (4) (2) (3) (4) (1) 220V 110V
b) Cấu tạo ống dõy và sơ đồ đấu dõy
ĐC điện một pha vũng chập 4 cực, 4 tổ bối đơn, sử dụng cả hai cấp điện ỏp