Số đôi mạch nhánh song song của dây quấn xếp đơn là

You're Reading a Free Preview
Pages 6 to 10 are not shown in this preview.

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. Chương 2 Dây quấn phần ứng máy điện một chiều 2­1. Đại cương             Dây quấn phần ứng là bộ phận quan trọng nhất của máy điện vì nó tham gia trực tiếp vào quá  trình biến đổi năng lượng từ điện năng thành cơ năng hay ngược lại.            Yêu cầu đối với dây quấn phần ứng:            ­ Phải sinh ra được một s. đ. đ cần thiết và có thể cho một dòng điện nhất định đi qua để sinh  ra được một mômen cần thiết mà không bị nóng quá cho phép.            ­ Triệt để tiết kiệm kim loại màu, kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn và an toàn.            2.1.1. Cấu tạo của dây quấn phần ứng            Dây quấn phần ứng gồm nhiều “phần tử dây quấn” nối với nhau theo một quy luật nhất định.            Phần tử dây quấn còn gọi là “bối dây”. Bối dây gồm một hay nhiều vòng dây, hai đầu của bối  dây nối vào hai phiến góp. Các phần tử nối với nhau thông qua các phiến góp tạo thành mạch  vòng kín.            Mỗi phần tử có hai cạnh tác dụng [phần đặt vào rãnh của lõi thép] và phần đầu nối [phần nối  hai cạnh tác dụng nằm ngoài lõi sắt].            Để dễ chế tạo, mỗi một phần tử có một cạnh tác dụng đặt ở lớp trên của rãnh này, còn cạnh  tác dụng kia đặt ở lớp dưới của rãnh khác.            Mỗi rãnh của phần  ứng gọi là một rãnh thực. Nếu trong một rãnh thực chỉ đặt hai cạnh tác  dụng, một ở lớp trên và một ở lớp dưới thì rãnh đó được gọi là rãnh nguyên tố [hình 2­1a]..
2.             Nếu trong một rãnh thực chỉ đặt hai cạnh tác dụng, một  ở lớp trên và một  ở lớp dưới thì  rãnh đó được gọi là rãnh nguyên tố [hình 2­1a]..              Nếu trong một rãnh thực đó có đặt 2u cạnh tác dụng [u = 1, 2, 3, …] thì có thể chia rãnh  thực đó thành u rãnh nguyên tố [hình 2­1b, c].             Như vậy:    Znt = u.Z  trong đó Z là số rãnh thực.         a] b] c] Hình 2­1              Quan hệ giữa số phần tử dây quấn S, số rãnh nguyên tố Znt và số phiến góp G như sau:                                                                     Znt = S = G              Theo kích thước của các phần tử, dây quấn phần ứng chia thành hai loại:            ­ Dây quấn có phần tử đồng đều: kích thước của các phần tử hoàn toàn giống nhau [hình 2­ 2a].            ­ Dây quấn theo cấp: kích thước của các phần tử không giống nhau [hình 2­2b, c]. a] b] c] Hình 2­2
3.                                                 2.1.2 Các bước dây quấn            Quy luật nối các phần tử dây quấn có thể được xác định theo các bước dây quấn [hình 2­3] y1 y2 y1 y Hình 2­3. Các bước dây quấn y y2 a] Dây quấn xếp;  b] Dây quấn sóng. 1 2 3 15 1 2 3 8 15 yG yG a] b] a] Bước dây quấn thứ nhất y1: là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của cùng một bối dây,  được đo bằng số rãnh nguyên tố.        b] Bước dây quấn thứ hai y2: là khoảng cách giữa cạnh tác dụng thứ hai của phần tử thứ  nhất với cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử thứ hai nối tiếp ngay sau đó, được đo bằng số  rãnh nguyên tố.        c] Bước dây quấn tổng hợp y: là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng tương  ứng của hai  phần tử liên tiếp nhau, đo bằng số rãnh nguyên tố.        d] Bước vành góp yG: là khoảng cách giữa hai phiến góp nối vào hai cạnh tác dụng của cùng  một phần tử, được đo bằng số phiến góp.        Bước cực τ: là khoảng cách giữa hai cực từ tính theo chu vi phần ứng  .                                                      τ = Znt/2p        trong đó p ­ số đôi cực
4. 2­2. Dây quấn xếp đơn            2.2.1. Bước dây quấn            a] Bước dây quấn thứ nhất y1            Bước dây quấn thứ nhất phải chọn sao cho s. đ. đ cảm ứng trong phần tử là lớn nhất. Muốn  vậy, hai cạnh của phần tử phải cách nhau một bước cực, khi đó trị số tức thời của s. đ. đ của  hai cạnh bằng nhau về trị số và ngược chiều nhau, s. đ. đ tổng của phần tử bằng tổng số học  hai s. đ. đ của hai cạnh tác dụng.             Vì số rãnh nguyên tố dưới một bước cực là Znt/2p nên tốt nhất là y1 = Znt/2p. Z nt Z nt Nếu y1 y1 không phải là số nguyên thì phải chọn y1 là một số nguyên gần bằng  2p 2p Z nt          :Tổng quát: y1 số nguyên 2p                      Khi y1 = Znt/2p = τ, ta có dây quấn bước đủ;           Khi y1 = Znt/2p +ε, ta có dây quấn bước dài,           Khi y1 = Znt/2p – ε, ta có dây quấn bước ngắn.           Thường dây quấn thực hiện bước ngắn để tiết kiệm kim loại màu [dây đồng].            Cả bước dài và bước ngắn s.đ.đ của phần tử đều nhỏ hơn so với bước đủ [hình 2­4], nhưng  sự nhỏ hơn đó là không đáng kể.
5. y1 = τ ­1’ ­1’’ 1  ­1’’’ Hình 2­4. S.đ.đ của phần  1    // 1 / 1 //  N tử S / 1 1 1 a] Bước đủ; b] Bước ngắn; 1’ 1’’ c] Bước dài 1’’’ 1 2 Chiều quay a] c] b]  phần ứng            b] Bước dây quấn tổng hợp y và bước vành góp yG.            Đặc điểm của dây quấn xếp đơn là hai đầu dây của một phần tử nối vào hai phiến góp kề  nhau nên yG = 1, cũng từ đấy thấy rằng y = 1.                                                           y = yG = 1            c] Bước dây quấn thứ hai y2            Theo định nghĩa và hình 2­3, ta có:                                                           y2 = y1 – y            2.2.2. Giản đồ khai triển của dây quấn            Giản đồ khai triển là hình vẽ khai triển của dây quấn khi cắt bề mặt phần ứng theo chiều  trục rồi trải ra thành mặt phẳng.            Để hiểu rõ cách phân tích cách đấu dây của các phần tử, ta xét ví dụ sau:            Một dây quấn xếp đơn có : Znt = S = G = 16; 2p = 4
6.          a] Các bước dây quấn:                          y1 = Znt/2p ± ε = 16/4 = 4                          y = yG = 1                          y2 = y1 ­ y = 4 ­ 1 = 3           b] Thứ tự nối các bối dây:           Đánh số các rãnh từ 1 đến 16.            Phần tử thứ nhất có cạnh tác dụng thứ nhất nếu coi như đặt nằm ở trên của rãnh nguyên tố  thứ nhất thì cạnh  tác dụng  thứ hai của nó phải đặt vào phía dưới của  rãnh thứ 5 [vì y1 = 5 ­ 1  = 4].           Hai đầu của phần tử thứ nhất nối vào hai phiến góp 1 và 2.           Cạnh thứ nhất của phần tử thứ hai đặt ở lớp trên của rãnh nguyên tố thứ hai [vì y2 = 5 ­ 2 =  3], cạnh thứ hai của nó đặt ở lớp dưới của rãnh thứ 6, cứ tiếp tục như vậy cho đến khi mạch  khép kín.            Thứ tự nối các phần tử có thể diễn tả bằng sơ đồ sau: Lớp trên 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 Kín mạch                                                                                                                                                        Lớp dưới   5      6      7      8      9     10    11     12   13   14   15    16    1      2     3      4                                                                                                                                                             
7. c] Giản đồ khai triển Chiều quay phần ứng Hình 2­5.  Giản đồ khai triển  dây quấn xếp đơn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 N S N S 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A1 + B1 _ A2 + B2 _ C + D _ • Theo trình tự nối các phần tử ta có thể vẽ được giản đồ khai triển như ở hình 2­5. • Quy ước cạnh của phần tử ở lớp trên vẽ nét liền, cạnh ở lớp dưới vẽ bằng nét đứt. • Vị trí cực từ phải đối xứng, khoảng cách giữa chúng phải bằng nhau, chiều rộng cực từ bằng  khoảng 0,7 bước cực. • Vị trí chổi than trên phiến đổi chiều cũng phải đối xứng, khoảng cách giữa các chổi than phải  bằng nhau. Bề rộng chổi than có thể lấy bằng một phiến đổi chiều.  • Vị trí tương đối giữa cực từ và chổi phải có một quan hệ nhất định. Chổi than phải đặt ở vị  trí để s.đ.đ lấy ra  ở hai đầu chổi than là lớn nhất, đồng thời dòng điện trong phần tử khi bị  chổi than nối ngắn mạch là nhỏ nhất [khi hai cạnh của phần tử nằm ở vị trí trùng với đường  trung tính hình học].  Muốn vậy, vị trí chổi than đặt trên vành góp phải trùng với trục cực từ   Trong một số hình vẽ ta qui  ước vẽ vị trí của các chổi than  ở đường trung tính hình học trên  phần ứng. 
8.              d] Số đôi mạch nhánh song song               Tại thời điểm dây quấn quay đến vị trí như  ở hình 2­5 ta thấy, s. đ. đ của các phần tử giữa  hai chôi than là cùng chiều, chổi A1 và A2 cùng cực tính [cực +], chổi B1 và B2 cùng cực tính [cực  ­].  Vì vậy thường nối A1 với A2 và B1 với B2.              Nhìn từ ngoài vào, dây quấn có thể biểu diễn bằng sơ đồ ký hiệu như ở hình 2­6. A2 Eư, iư Eư, iư Hình 2­6. Sơ đồ kí hiệu  dây quấn xếp đơn B1 Eư, iư B2 Eư, iư A1               4iư _ 4iư +              Từ hình 2­6 thấy rằng, dây quấn là một mạch điện gồm 4 mạch nhánh ghép song song. Khi  phần  ứng quay, vị trí của các phần tử thay đổi nhưng nhìn từ ngoài vào vẫn là 4 mạch nhánh  song song.             Ở ví dụ trên, máy có 4 cực nên có 4 mạch nhánh song song. Tổng quát, nếu máy có 2p cực thì  số mạch nhánh song song cúng sẽ là 2p.              Như vậy, đặc điểm của dây quấn xếp đơn là: số đôi mạch nhánh song song bằng số đôi cực:                                                                 a = p        với a là số đôi mạch nhánh song song
9.        Trong thí dụ trên yG = 1, dây quấn được  16 1 4 5 y1 xếp theo thứ tự từ trái sang phải, gọi là dây  y quấn xếp phải.  y2        Nếu yG  = ­1 thì đầu cuối của phần tử  phải nằm bên trái của đầu đầu của phần tử,  14 15 16 1 2 khi  đó  ta  có  dây  quấn  trái  [hình  2­7].  Cách  này tốn đồng hơn nên ít dùng. Hình 2­7. Dây quấn xếp trái             e] Dùng đa giác s.đ.đ. nghiên cứu dây quấn phần ứng             Giả thiết từ cảm dưới cực từ phân bố hình sin, khi đó s.đ.đ cảm ứng trong mối phần tử cũng  biến đổi hình sin, ta có thể dùng một véctơ quay để biểu thị. Trị số tức thời của s.đ.đ. phần tử  chính là hình chiếu của véctơ lên trục tung.             Ta có thể biểu thị s.đ.đ. của tất cả các phần tử bằng hình sao s.đ.đ.              Vì qua mỗi đôi cực s.đ.đ. biến đổi một chu kì 3600 điện, số rãnh nguyên tố dưới một đôi cực  là Znt/p, nên góc độ điện giữa hai rãnh nguyên tố cũng chính là góc độ điện giữa hai s.đ. đ. của  hai phần tử kề nhau và bằng:  360 0 p360 0 p360 0 Z nt / p Z nt S            Theo thí dụ trên, p = 2, Znt = S = 16 thì α = 450
10.             Theo hình 2­5 ta thấy, các phần tử 1, 2, 3 … lần lượt quét qua các cực từ nên s.đ.đ. của  phần tử 2 [véctơ 2] chậm sau s.đ.đ. của phần tử 1 [véctơ 1] một góc 450.             Với quy ước như trên ta vẽ được hình tia s.đ.đ. của dây quấn như hình 2­8a.             Theo hình 2­5, từ rãnh 1 đến rãnh 8 nằm dưới đôi cực từ thứ nhất chiếm 3600 điện nên  ta vẽ được một hình sao s.đ. đ. gồm các véc tơ từ 1 đến 8, các véc tơ lệch pha nhau một góc  450.             Từ rãnh 9 đến rãnh 16 nằm dưới đôi cực từ thứ hai, có vị trí dưới các cực từ giống như  các rãnh từ 1 đến 8 dưới đôi cực từ thứ nhất cho nên ta vẽ được một hình sao s.đ.đ. thứ hai  trùng với hình sao s.đ.đ.thứ nhất.             Do tất cả các phần tử của dây quấn phần  ứng được nối tiếp với nhau, cuối phần tử  trước nối với đầu phần tử sau, nên s.đ.đ. sinh ra trong chúng được cộng hình học với nhau  [cộng các véctơ]. Kết quả ta được đa giác s.đ.đ.             Theo thí dụ trên, dây quấn có hai đa giác s.đ.đ. trùng nhau [hình 2­8b]. + A2 A1 7,15 9 10 1 2 6,14 8,16 16,8 1,9 Hình 2­8 Hình tia s.đ.đ.  [a] và đa giác s.đ.đ. [b]  15,7 2,10 của dây quấn xếp đơn  5,13 1,9 hình 2­5 α = 450 14,6 3,11 2,10 13,5 4,12 4,12 3,11 14 13 6 5 B2 _ B1 a] b]
11. • Dùng đa giác s.đ.đ. có thể thấy rõ các vấn đề sau:            ­ Nếu đa giác khép kín, chứng tỏ tổng các s.đ.đ trong mạch vòng phần  ứng bằng 0 và  trong điều kiện làm việc bình thường sẽ không có dòng điện cân bằng.            ­ Hình chiếu của đa giác lên trục tung là trị số cực đại của các véctơ s.đ.đ. của một số  phần tử  nối với nhau trong mạch vòng phần  ứng. Muốn cho s.đ.đ. lấy ra  ở hai đầu chổi  than cực đại thì chổi than phải đặt  ở các phần tử mà các véc tơ  ở đỉnh và  ở đáy đa giá.clà  lớn nhất              Khi rô to quay thì đa giác cũng quay, hình chiếu của đa giác lên trục tung cũng thay đổi  chút ít theo chu kì, điều đó nói lên sự đập mạch của điện áp lấy ra ở chổi than.            ­  Từ đa giác s.đ.đ. có thể thấy số đôi mạch nhánh song song a: mỗi đa giác tương  ứng  với một đôi mạch nhánh.            ­  Những điểm trùng nhau trên đa giác là những điểm đẳng thế của dây quấn, có thể nối  dây cân bằng điện thế, như điểm 1 – 9, 2 – 10, v.v… Chiều quay phần ứng Hình 2­5.  Giản đồ khai triển  dây quấn xếp đơn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 N S N S 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A1 + B1 _ A2 + B2 _ C + D _

Page 2

YOMEDIA

Bài giảng Chương 2: Dây quấn phần ứng máy điện một chiều trình bày về cấu tạo của dây quấn phần ứng; các bước dây quấn; dây quấn xếp đơn của máy điện một chiều. Bài giảng phục vụ cho các bạn chuyên ngành Điện và những ngành có liên quan.

18-10-2015 294 28

Download

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.