BÀI 4 : CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNGCƠ
2. TỪ TRƯỜNG 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:
𝑰𝑨 = 𝑰 𝒔𝒊𝒏 𝝎𝒎𝒂𝒙 𝑰𝑩 = 𝑰 𝒔𝒊𝒏(𝟎
𝒎𝒂𝒙
𝑰𝑪 = 𝑰 𝒔𝒊𝒏(𝟎 𝒎𝒂𝒙
Để thấy rỏ sự hình thành từ trường, khi vẽ người ta qui ước chiều dòng điện như sau:
Dịng điện nào dương có chiều từ đầu đến cuối pha, đầu đầu được 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 ngược 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 trường hợp ở những thời điểm khác nhau:
- Thời điểm pha = 900: ở thời điểm này, dòng điện pha A cực đại và dương, dòng điện pha B và C âm, theo kí hiệu trên, dịng điện pha dương 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 đường sức từ trường do các dịng điện sinh ra (hình a).Trục của từ trường 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 dương, có dịng điện pha A và C âm. Xác định chiều đường sức từ trường tương tự như trên. Ta thấy từ thơng tổng quay đi một góc 1200so với thời điểm trước. 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 dương, còn dòng điện pha A và B âm. Từ trường 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 như trên ta có từ trường quay 1 đôi cực. Nếu thay đổi cách cấu tạo dây quấn, ta có từ trường 2, 3 hãy, … đơi cực.
* Đặc điểm của từ trường quay:
b1.Tốc độ từ trường quay:
Tốc độ của từ trường quay phụ thuộc vào tần số dịng điện f, số đơi cực p. Khi từ trường có 1 đơi cực thì tốc độ của từ trường quay là n1 = f (vòng/
giây), từ trường có 2 đội cực thì dịng điện biến thiên 1 chu kỳ, do đó tốc độ của từ trường là n1 = f/ 2. Một cách tổng quát, khi từ trường quay có p đơi cực, tốc độ từ trường quay là:
Hình 4.8. Sơ đồ đảo chiều quay từ trường
𝒏𝟏 =𝒇𝒑 vòng/ giây. hay 𝒏𝟏 =𝟔𝟎𝒇𝒑 vòng/ phút.
b2.Chiều quay của từ trường:
Chiều quay của từ trường phụ thuộc thứ tự pha của dòng điện , muốn đổi chiều quay của từ trường ta đổi thứ tự 2 pha với nhau.
b3.Biên độ của từ trường quay:
Từ trường quay sinh ra từ thông xuyên qua mỗi dây quấn. Xét từ thông của từ trường quay xuyên qua dây quấn AX:
Dây quấn các pha lệch về không gian với pha A lần lượt là 1200, 2400
51
𝝋 = 𝝋𝑨+ 𝝋𝑩𝒄𝒐𝒔( − 𝟏𝟐𝟎𝟎) + 𝝋𝑪𝒄𝒐𝒔( − 𝟐𝟒𝟎𝟎) = 𝝋𝑨−𝟏
𝟐(𝝋𝑩+ 𝝋𝑪)
Hệ thống dòng điện 3 pha đối xứng nên:
A + B + C =0
hay B + C = -A Do đó:
𝝋 = 𝝋𝑨+𝟏𝟐𝝋𝑨 =𝟑𝟐𝝋𝑨 Dòng điện iA = Imax sint
Nên từ thơng của dịng điện pha A là: A = A max sint
Cuối cùng ta có:
𝝋 =𝟑𝟐𝝋 𝒔𝒊𝒏 𝝎𝑨𝒎𝒂𝒙
Vậy từ thông của từ trường quay xun qua dây quấn biến thiên hình sin và có biên độ bằng 3/2 từ thông cực đại của 1 pha.
Trong đó P max là từ thơng cực đại của 1 pha. Đối với dây quấn m pha:
𝝋𝒎𝟐
𝑷𝒎𝒂𝒙𝒎𝒂𝒙