BÀI 4 : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNGCƠ
2. TỪ TRƢỜNG QUAY CỦA DÂYQUẤN 3 PHA
* Sự tạo thành từ trường quay 3 pha
Trên hình vẽ mặt cắt ngang của máy điện 3 pha đơn giản, trong đó dây quấn 3 pha đối xứng ở Stator AX, BY, CZ, đặt trong 6 rãnh. Trục của cac dây quấn đặt lệch nhau trong khơng gian một góc 1200 điện.
Giả thiết trong dây quấn 3 pha có dịng điện 3 pha đối xứng chạy qua:
Để thấy rỏ sự hình thành từ trƣờng, khi vẽ ngƣời ta qui ƣớc chiều dòng điện nhƣ sau:
Dịng điện nào dƣơng có chiều từ đầu đến cuối pha, đầu đầu đƣợc kí hiệu bằng vịng trịn có dấu nhân ở giữa, cịn đầu cuối kí hiệu bằng vịng trịn có dấu chấm ở giữa. Dịng điện pha nào âm có chiều và kí hiệu ngƣợc lại. Đầu kí hiệu bằng chấm và cuối kí hiệu bằng nhân.
49
Hình 4.7. Sơ đồ dạng sóng 3 pha và sự hình thành từ trường quay
Bây giờ ta xét từng trƣờng hợp ở những thời điểm khác nhau:
- Thời điểm pha = 900: ở thời điểm này, dòng điện pha A cực đại và dƣơng, dịng điện pha B và C âm, theo kí hiệu trên, dịng điện pha dƣơng nên pha A kí hiệu là , cuối X kí hiệu ; dịng điện pha B và C kí hiệu là
, cuối Y và Z kí hiệu là .
Dùng quy tắc vặn nút chai xác định đƣờng sức từ trƣờng do các dịng điện sinh ra (hình a).Trục của từ trƣờng tổng trùng với dây quấn pha A là
pha có dịng điện cực đại. - Thời điểm pha = 900
+ 1200: là thời điểm sau thời điểm đã xét ở trên một phần ba chu kỳ. Ở thời điểm này, dòng điện pha B cực đại và dƣơng, có dịng điện pha A và C âm. Xác định chiều đƣờng sức từ trƣờng tƣơng tự nhƣ trên. Ta thấy từ thông tổng quay đi một góc 1200 so với thời điểm trƣớc. Trục của từ thông tổng trùng với trục dây quấn pha B là pha có dịng điện cực đại.
- Thời điểm pha = 900
+ 2400: là thời điểm chậm sau thời điểm đầu 2/3 chu kỳ, lúc này dòng điện pha C cực đại và dƣơng, còn dòng điện pha A và B âm. Từ trƣờng tổng ở thời điểm này đã quay đi 1 góc 2400 so với thời
50
điểm đầu. Trục của từ thông tổng trùng với trục dây quấn pha C là pha có dịng điện cực đại.
Với cách cấu tạo dây quấn nhƣ trên ta có từ trƣờng quay 1 đơi cực. Nếu thay đổi cách cấu tạo dây quấn, ta có từ trƣờng 2, 3 hãy, … đôi cực.
* Đặc điểm của từ trường quay:
b1.Tốc độ từ trường quay:
Tốc độ của từ trƣờng quay phụ thuộc vào tần số dịng điện f, số đơi cực p. Khi từ trƣờng có 1 đơi cực thì tốc độ của từ trƣờng quay là n1 = f
(vịng/ giây), từ trƣờng có 2 đội cực thì dịng điện biến thiên 1 chu kỳ, do đó tốc độ của từ trƣờng là n1 = f/ 2. Một cách tổng quát, khi từ trƣờng quay có p đơi cực, tốc độ từ trƣờng quay là:
Hình 4.8. Sơ đồ đảo chiều quay từ trường
vòng/ giây.
hay vòng/ phút.
b2.Chiều quay của từ trường:
Chiều quay của từ trƣờng phụ thuộc thứ tự pha của dòng điện , muốn đổi chiều quay của từ trƣờng ta đổi thứ tự 2 pha với nhau.
b3.Biên độ của từ trường quay:
Từ trƣờng quay sinh ra từ thông xuyên qua mỗi dây quấn. Xét từ thông của từ trƣờng quay xuyên qua dây quấn AX:
Dây quấn các pha lệch về không gian với pha A lần lƣợt là 1200
, 2400 từ thông xuyên qua dây quấn AX do dây quấn 3 pha là:
51
Hệ thống dòng điện 3 pha đối xứng nên: A + B + C =0
hay B + C = -A Do đó:
Dòng điện iA = Imax sint
Nên từ thơng của dịng điện pha A là:
A = A max sint
Cuối cùng ta có:
Vậy từ thông của từ trƣờng quay xuyên qua dây quấn biến thiên hình sin và có biên độ bằng 3/2 từ thơng cực đại của 1 pha.
Trong đó P max là từ thơng cực đại của 1 pha. Đối với dây quấn m pha: