Nguyên lý hoạt động của máy điện, Thân Ngọc Hoàn

TSKH. THÂN NGỌC HOÀN

au NGUYEN TRONG THANG

NGUYENLY _

HOAT DONG CUA

MAY DIEN

GS.TSKH. THAN NGQC HOAN
‘TS. NGUYEN TRONG THANG

NGUYEN LY HOAT DONG

CUA MAY ĐIỆN

(Tái bản)

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG.
HÀ NỘI-2019.

LỜI NÓI ĐÀU.

“Cuốn sách “Nguyên lý hoạt động của máy điện” à giáo trình dùng củo
sinh vgn ede trường Đại học và Cao đẳng công nghệ, nó cũng ship ich cho
những lỹ sự và Kỹ thuật viên chơn ngành điện và cơ kƯí Hi tìm ld về
“máy độn trong thực lề

Khi vết cuỗn sách này, các tác giả đã bảm sắt các yêu cầu về giảng dạy
à học tập môn máy đện trong các trường đại học và cao đẳng công nghệ

ve AP shud, hing yeu edu eta ede Äÿ sự Khi tp côn với các máy điện
trong thự tễ

Cuấn súch cung cấp các Kến thức cơ bản về các loại máy điện thơng
«dung nb én dp, mây điện một chẳu, máy điện xoay chẳu không đẳng bộ
à đồng bộ, Do hiện nay sự xuất hiện của vật liệu đất im cho phép chế uo
‘sie lai nam châm vĩnh cửu có mậtđ từ hồng lớn đã giáp phẩt trần các
‘may dién nam châm vĩnh cửu lại một chầu và xoay chiều, nên cuốn sách
cũng cung cấp những kiến thức cơ bản về loi máy điện nam châm vinh:
cứu, loqi động cơ đang được áp dụng nhiều ởô tô và xe điện đương đại

“Chấn sách cũng cng cấp kiến thức một số máy đặc bia như động cơ bước,
“my sensin lẫn đp quay giáp co sinh in các ngành đầu intự động

Nội dang cuấn sách khôngđĩ nặng về ý hoi tnh toán, hết Rễ mà chủ
“yết là giải dc về ngayn lý loạt động, những tính cắt ca bản của máy
diện giập củo người đọc có thé hi vé nguyen I may điện

ii úc giả by vọng rằng cuỗn “Nguyên lý ho động của mấy điện” sẽ
“hẳn nào giúp bạn đọc giải đấp những yêu cầu, mong muẫn của mình vẻ
‘cic may din, bổ sung cho mình những vẫn đỀ đong cần tì hiễu. Với các
‘han snk ibn cud sách là ti iu gip các ban hoc tt vd may in,

Dé can sch mgt cing hoài tện hơn cức tắc gia mong nhỏn được
“hững đúng góp ý kn của đẳng nghập và bạn đọc về nội dụng cuấn sách,

Moi gp xin gửi về Nhà xuất bản Xây Dựng, 37 lẻ Dại Hành, Hà Nội

“Các tác giả

Chuong1

CAC PHAN CHUNG

1.1, HỆ THÔNG ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG
Trong máy điện nói riêng và kỳ thuật điện nói chung người ta phải dựa vào những
cđại lượng cơ bản như: độ dài, khối lượng, thời gian, độ thâm từ, cường độ dòng điện
.x. Các đại lượng này hợp lại thành các hệ đo lường. Ở bảng 1.1 cho các đại lượng,
của 3 hệ do lường rên cùng tỷ số của chúng.
Băng 1.l: Các đại lượng của hệ MKSg,, SI và MKSA.
Tên gi ‘Ten go và kýhiệu7 đơn của hộ đo lường | Tytụnsốgcádcahđgại
sedilưyg [TC = mia | MSA Sr

[Thời gians Giyl] | Giwll | GiwBl 1
HesiÔ] | HesiH] | Hesitul 1
Di it M&im] | M&im] | Cenims[em] 1?
(Tốc dộ di mà mà cmv 1
toi úc mis mit emis? Tạ
Khối lượng Kilôgam | “Kilôgam Gam 10°
[Live co hoe Nhten[N] | Niaten[NỊ Din 10
‘Cvaoninng ghwong | lun} Jun Ere (ee) ov
[Cong sult Woat[W] | Woat (W) cas 107
[ign eh Curing iC} | Curlna (Cl | eels lơ)
[Cu4podninggdin] _Ampe(A] |_Ampe{A] | sa tớ
Cường độ từ tường | Ampem | Ampem | Ostd(Og) 10
Từ thông Wen-be [Wo] | Wen-be [Wo] | Maxoen (Mx) oF
Cam ứng từ Woin? | Tesla7} wi
dụng Fan[l | Famlfl 1
Dig we ©hm|9] | Ohm (2) ty

Trong kỹ thuật điện hệ MKSA khác hệ Sĩ là độ cảm ứng từ. Hệ MKSA thì độ
cảm ứng từ đo bằng [Wb/m”] cịn ởhệ Sĩ thì đo bằng Tesla [T]

Trong thực tế tính tốn, việc áp dụng các hệ đo lường đều có những phức tạp, do
vậy người ta sử dụng các hệ đo lường một cách hỖn hợp, Do đó xuất hiện các hệ số
ở các công thức cho trước, Ví dụ biểu thức suất điện động (sửđ) dịng một chiều
thường gặp e = BW.10%,

Để sđd đo bằng von [V] thi B phải đo bằng Gaus, độ dài đo bằng [em] còn tốc,
độ v do bing {emis}

"Nếu muốn viết công thứctrên không có hệ số 10 ma B, í, v vẫn do bằng các dại

lượng cũ thì sđớ sẽ đo ở đơn vj MKS} (khơng có tên gọi). Nếu B đo bằng [T], / đo.

bằng [m], vđo bằng [1s] thie đo bằng [VỊ, biểu thúc khơng có 10

12. CÁC ĐỊNH LUẬT DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN
1.3.1, Định luật mạch từ.
'Như ta đã bi, giða dòng diện và từ trường có mối quan hệ mặt thiết với nhau

"Những định luật về điện động đã xác định mỗi quan hệ giữa chúng và cho phép t2
lập những cơng thức tính tốn các đại lượng cần thiế. Muốn nghiên cứu các hiện

tượng của từ trường, ta phải xây dựng được hình ảnh chính xác của từ trường.

Theo Faraday thỉ từ trường là một khơng gian, trong đó có phân bổ các đường sức
ật ý gợi à đường súc ừ trường. Đường súc tờ trường (gọi tắt là dưỡng sức) giúp
ắc định cường độ từ trường bằng cách đo số đường sức đi qua một tết diện theo
phương vng góc với vé tơ của cường độ từ trường.

Trong chân không hoặc rong mỗi trường gằn như thể, véc tơ cường độ từ trường

TỈ và độ cảm ứng từ trùng phương. Ở những môi trường khác Tiva B khong

trùng phương nhau, quan hệ giữa fi va B ta quan he phi tuyển.

Một đường sức từ bi diễn bằng một đường khép kit không đầu không cu
Các đường sức ừ không th cất ra im đứt quãng và ìm kiểm các dẫu của nổ trong
bắt kỹ một qui tình nào xây ra trong tờ trường.

"Như vậy, từ thơng tồn phần xun qua một mặt kí sẽ bằng khơng. VỀ tốn học

mối quan hệ trên biểu điễn như sau:

$=BensBds= ay

6 đây Beloà sthà0nh phần vuông gốc của véc tơ cảm ứng từ.

Ta có thể đặc trưng trường của khoảng khơng gian khơng có đơng điện bằng từ
thế võ hướng thay dồi theo từng điểm, Gradien hoặc tốcđộ thaydBi của trường theo
một hướng nhất định bằng cường độ của từ trường theo hướng đó với dẫu ngược Ì
“Thể từ cho a biểu diễn mặt phẳng từ thành những lớp cất vng góc với đường sức
Bằng cách đó nhận được mặt phẳng đẳng thể từ U = const và hệ thống đường sức.
F=const
Thế từ được biểu diễn bằng phương nh Laplace:
ođềeu ttaut aoeu ũ
ø

(12)

Nếu cắt một từ trường thành những ống tử có tiết điện sao cho mọi điểm của tiết
diện có H không đổi ¡¡ lượng của từ thông cơ bản tự xuyên qua một tiết điện bắt.
kỷ nào đó của ống từ sẽ bằng:

w=pHS 3)
trong đó: S - tiết diện của ống từ.
Nhận đường ch phân theo đường trụ và vì Ống cảm ứng từ khốp kí nên định
luật từ thơng tồn phần có thể biểu diễn như sau:

trong dé: fia = fat cosalyt= Fi aa)

Al = đoạn chuyển dịch cơ bản heo một đường nào độ từ điểm Ai "sÂy tong từ
trường tình 1.Dy

i -téng dng điện cổ trong ving ích phẩn;

cos(i.d)- hf sb g6e giữa hướng chuyén dich và hướng của đường súc từ

đình L1)

a

ink 11 Mint 12

"Như vậy, nếu a ký hiệu là tổng từ thông thì ta có thé bigu diễn bằng cơng thức;
wedi

Khi tính Xi phải chú ý tới dấu của dịng điện. Ví dụ ở hình 1.2, có 2 vịng 0; vi
0, 6 vanO}g66: w=Si= +, lA

6 vong 02 66: w„=i=l,+ly+ly+l,=§5+2+6~1=12A,
`i ; nằm ngồi vịng nên khơng tính. Thơng thường đường tích phân được chọn
là đường sức nén cos(H,di=)1
‘Vay định luật mạch từ phát biểu như sau:
"Tích phân theo một đường khép kín th tích của cường độ từ trường với đoạn di
theo phương di có giá trị bằng tổng từ thơng có ở trong vịng này”.
Ở máy điện, từ thơng khép kín chủ yếu trong mạch từ. Mạch từ máy điện gồm
hiều dogn: stato, khe ha khng Kh, rotor, thân mấy...cường độ từ trường các đoạn
ny coi như không đổi vậy biểu thức (14) có thể viết:
đI= H/, +, +-.H,l, = Sỉ 05)
Phía phải của (1.5) cơn gọi là độ sụ từ của mạch, tương ứng với độ sụt điện ấp ở
mạch điện. Cên phía trái được gọi là sức từ động (S9).
Ta thường gặp một từ trường sinh ra do đồng điện chạy qua một cuộn đây tập
trang. Néu s6 vòng của cuộn dây là W, cường độ đông điện là this biểu diễn bở
tiểu thức:
F=1W as)
Điều thức (L6) giải thích rõ vì sao đối Khi gọi sif là am-pe vòng. Nếu trong mot
"mạch từ chỉ có một tờ thơng, có tẻ in đơi pia tri ea (15) nu sau:
đFsilaka» #$ a=i~Iw aa D
Da vo din at Ohm of thé vid ịnh luật mạchtừ như sau:
woree OF (8)
ws ‘is
“Trong đố R, là tở tú, còn Fla std te dung theo mạch từ. Khi tiết điện mạch từ
lộ dặi của nó tì định luật mạch từ giống như định luật Ohm của mạch

cđiện. Trong những mạch từ phức tạp ngồi từ thơng khép kín trong mạch từ cịn có
từ thơng khép kín ngồi mạch từ được gọi là từ thơng tần.
Nhu vậy, giữa và S của mạch từ ở những đoạn khác nhau sẽ khác nhau, Nếu giả
thiết giá tr ea I, u, S của n phần từ thuộc mạch từ như nhau thì có th viết:
$~nự~n lw

os 49)

nà chĐỀ đơn gi tinh oda ta hia meh a lm thinking don sing bit, Ie

.. ` dị
Giả thiết rằng = HS "HS. HS: MS,
nding cho mach a S, = cosnt ta duge công thức
y= const va

Đây là định luật Hopkinson. Định luật này khơng thể hồn tồn tương đương với
định luật Ohm ở mạch điện vì điện trở của mạch điện khơng phụ thuộc vào dịng
điện cơn trở tử của mạch từ thì phụ thuộc vào từ thơng.

1.2.2. Định luật cảm ứng từ.
Định luật cảm ứng từ phát biểu như sau (hình 1-3):
Khi từ thơng mốc vịng với một cuộn dây nào đó thay đổi thì trong vồng đây sẽ
tt hiện một sẻi”. Về giá tị sdđ này có th iu diễn theo biểu thức:
độ
at (104)

nh L3: Giải tích định luật cm ing tie

ign twong xuit hig sd trong vòng dây kh từ thơng móc vịng với nó Ihay đổi
"hồn tồn độc ập với nguyễn nhân biển đổi ừ thông Sự biển dỗi từ thơng có thé do
đồng điện in đồi chạy trong vòng dây (tự cảm) hoặc do cuộn dây ngoại li (cảm
ứng) hoc bởi sự dịch chuyên bộ phận sinh ra từ trường (đo địch chuyên cuộn đây)
hay do cả 2 nguyên nhân nêu trên

ủy giờ ta Xế chiều của sdd cam img, Theo Lens th chiễu của sửf cảm ứng là
chiều sao cho đồng diện do nó sinh ra sẽ tạo ra từ thơng có chiều chống lại sự biễn

dồi của từ thơng đó. Điều đó có nghĩa là nễ từ thông tăng tỉ sdd cảm ứng có chiều
go ra đồng điệ sỉnh ratừ thơng ngược chu từ thơng mức vịng, cịn nếu ừ thơng
giảm thử chiề từ thông do sdđ cảm ứng sinh ra cùng chiễu với từ thơng móc vịng
ĐỂ xác dịnh chiều của sảd ta dùng mũi tên chỉ hưởng. Với dòng một chiều,
“của mỗi tênsẽ không thay đỗi côn với đồng xoay chiều thì chiễu mũi tên sẽ thay đồi

Bay giờ ta xét qui luật thay đổi đó.

Khi đồng mũi tên chỉ hướng a qui din nh sau:
1, Với gii tị tức thời dương của từ thơng, thì chiêu đường sức từ trùng với chiều
mũi tên chỉ hướng, côn vớ gi tie thời từ thông âm th chiều đường sức từ ngược
với chiều của mỗi tên chỉ hướng,
`Với giá tí tức thời đương của sdd thì chi mũi tên chỉ hướng điện áp sẽ hướng
tới điểm có điện th cao (+) cơn ngược li sẽ hướng tới điểm có điện tế thấp ©).
Ta 6 thé ding 2 phương pháp đánh mồi tên chỉ hướng cho cùng một biện tượng
(hình 1.4&ð). Theo qui tốc trên đây thì hiện tượng xây ra ong vịng đây khi từ
thơng thay đơi có thể biễu diỄn như sau:

Minh 1 Hai phương pháp kỷ hiệu chiều của sói cảm ứng trong cuộn đây
) Phương pháp ngược chu; B) Phương pháp thuận chiều

10

~ Nếu $s ots cim ứng rong cuộn dâở yhình 1.4, b đều có chu i eve a
đến cục b, Tuy nhiên trên hình l.áa ta dùng mũi tên chỉ hướng sử ngược, cịn trên
ình I.4b mồi tên chỉ hướng sửd thuận. Như vậy, nếu tinh sd theo (1.10a) ở trường,
hợp hình 14a, ta phải đặt dấu trừ (-) rước biểu thúc, cồn rong trường hợp
ình 1.4 ta đặt đầu công (+) trước biểu thức. Cụ thể là:
- (Cho Cho hin hình 1.48:Ì.4œ ° ì auany

= Cho hin 1-4: ,rn (ta)
"Tương tự
Nếu fea thi sdd cém img trong cuộn dây ở hình 1.4a,b đều có chiều từ cực b
dn cục a. Trong trường hợp này trên hình I.âa mũi tên chỉ hướng sử thuận, cịn
trồn hình 1.40 mũi tên chỉ hướng sử ngược. Như vậy, nêu tinh sd Uo (1.103) ở
trường hợp hình Ï-4a ta phải đạt đấu trừ (-) trước biểu thức, còn trong trường hợp
nh 1.4 ta đặt đấu cơng (©) trước biêu thức. Do đó để nhận được kết quả tính súd
cảm ứng trong cuộn đây đúng khi đạo hàm SdaỔộ < 0thì phải đặt dấu trừ (~) trước biểu
{ie (1100) cho trudng hyp đính mỗi tên như hinh 14a vi pha dt fu (+) ee
biểu thúc (1.104) cho tường hợp đính mũi tên như bình 1.4b. Ta nhận được một
tiệuthốce= —S (ho trường hợp hình I4) và CỔ tho trường họp hình Lá,
Nhu vay, du () hoặc (+) ở biểu thức (I-11, 11a) có một ý nghĩa vật lý nhất
dịnh. Khi đã xác định chiều mũi tên chỉ hướng của e và ở, dấu này cho phép xác
dịnh một cách nhất quần chiều của diện ấp cảm ứng trong cuộn dây tại thi điểm bắt
kỷ khi từ thơng móc vịng với cuộn đây thay đổi. Phương pháp nhận chiều véc tơ
nhự biểu thức (1.11, 1.113) là nhận chiều mũi tén theo qui ắc vặn nút cha. Giáo
trình này nhận chiều véc tơ theo cơ sở này.
Nếu từ thơng móc vịng với W vịng dây thay đơi thì sử cảm ứng trong cuộn dây
biễu diễn bằng biểu thức
ae
me dt (112)
“Thực ra các vồng đây của cuộn diy nằm cạnh nhau trong một không gian nh
dinh, nên những vồng dây khác nhau móc vịng với số lượng từ thơng khác nhau nên
iểu thúc (I.12) khơng hồn tồn đúng (Ninh 1.5)

Do dota hay xác định từ thơng mốc vịng tổng, đ là ơng các từ thơng móc vịng
với ấtc các cuộn đây:
(13)
Saw
Để giải thích khái niệm trên ta dùng hình 1.5

W

Tr? ee :

ink 15 Hinh 1.6
“Tie hin 1.5 ta thiy
“Cun 1.2 và 6 gỗm 4 dug sie tr (fy), cuộn 3 và 5 móc vịng với 6 đường sức
(2) cịn cuộn4 móc vịng với 8 đường sức (:).
Nhu vy tng te thông mốc vòng bằng:
ye Bộ, 9 + ậy 3432.61.1832
Ta thấy rằng ở cuộn dây phân tín, tổng từ thơng móc vịng ln nhỏ hơn, cũng
Tầm là bằng tích số vịng dây với số đường sức đang tổn tại (rong trường hợp xé thì
=3 cịn Wộ — 6.8 = 48). Õ cuộn dãy tập trung mỗi vịng dây sẽ móc vịng với tắt
cả các cuộn dây do đó: = Wộ (hình 19)
Xơi khổ niệm tổngtừ thơng móc vồng tì định luật cảm ứng từ cơn có the vi
d7ự (1A94)

Hog 5 s=-w wtidt (143) 1.144)
Sự biển đổi từ thơng móc vịng có thể theo thời gian, cũng có thể thay đổi theo vị
trí giữa cuộn dây và từ trường, nên từ thơng móc vịng có thể biểu diễn một cách
tổng qt
=0) as)

Sự thay đi vị tí cũng là thay đổi theo thời gian x(0. Lúc này biểu thức (1.14)

có thể biểu diễn
oxea.at vaeat to
Trên hình I7 biễu diễn ác trường hợp này
Sự thay đội từ thơng móc vịng với cuộn dây (đình 1.4) do có sự chuyển động

của thanh dẫn với độ đi nằm tong từ trường có độ cảm ứng từ B = const, nên có
thể biểu điễn bằng:
y= Bids, (B= const) (119
(Sở đi có như vậy vì = BS và = AS),

"

s 4
Hiện tượng cảm ứng từ
-)MG hình; bì SảM biển dip: SẢI quay: 4) Sức điện động biển áp va sd quay,
vay:vay:‘ay OY conaBxo ay tbtbee d9 aido 66
e=Biv (1s)
"Người ta gọi sid này à sử quay, ta gặp trong may didn mot ehig, cid ea sd
thuy xắc ịnh theo qui tắc bản tay ph
Trê hình 1.7d biêu diễn sự hay đổi cảm ứng từ trong trường hợp tổng quất nhất,
khi cả độ cảm ứng từ và ốc độ đều iến đổ.

Sai cdm ứng trong trường hợp này biểu điển bằng:
WdụaBvh (11.919)

1.2.3. Dinh lugt lye dign tir
Định luật lực điện từ xác định độ lớn và chiều của lực tác dụng tương hỗ giữa từ
trường và thanh dẫn có đồng điện chạy qua nằm trong từ trường.
Giả sử có một thanh dẫn thẳng mang dịng điện 1 đặt rong từ trường đều có độ
cảm ứng từ B thì thanh dẫn sẽ chịu một lực tác dụng:
BlBino. (20)
trong đó:
1~ chiều dài của thanh dẫn nằm trong từ trường;
4 - gốc tạo bởi chiều của từ trường và đồng điện. Nếu thanh dẫn đặt vng góc
‘Gi từ trường th

F=BI (20
Chiều của lực F xác định theo qui ắc bản tay tr
13. NHỮNG ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG
1.3.1. Cảm ứng từ và hỗ cảm.
Dong dign i chay qua cuộn dây, tạo ra một từ thơng móc vịng thì độ tự cảm L
của cuộn dây tính bằng: »
(1.22)
Nếu là cuộn dây tập trung có số vịng dây W thì tổng từ thơng móc vịng
w= Wo, mặt khác mà E =IW, còn độ din tir, = 1/R, do vậy:
LW, q23)
“Từ (1.23) ta thấy: khi một cuộn dây có một đạng cấu tạo nhất định, có số vịng
dây khơng đồi, sẽ có độ tự cảm khơng đội nếu dịng điện chạy qua khơng đổi.
Sử dụng khái niệm về độ tự cảm, biểu thức sdd cảm ứng có th viết

Voi L = const thi:
(24)

Khi có 2 cuộn dây đặt cạnh nhau, cho đồng điện chạy trong cuộn 1 thì sẽ có từ
thơng mốc vòng ti; với cuộn 2. Độ cảm ứng từ tương hỗ giữa cuộn 1 đối với cuộn 2
được xác định: sa

"Ngược lại, khi cho dòng điện chạy qua cuộn 2 thì có tử thơng yoy mée vịng với
cuộn l. Độ cảm ứng từ tương hỖ giữa cuộn2 với cuộn 1 xác định như sau:

Ly, = SM4L

nÌ ng

"Người ta đã chứng mình được rằng: Lạy Lạ,
Do wia= Wuộa mà ôi“ E2, = W: do d Lip W,Watga ở đây A, là độ

dẫn từ tương hỗ giữa cuộn 1 và cuộn 2.
Khi 2 cuộn dây đặt cạnh nhan mà qua cuộn 1 chạy dịng Ì, cuộn 2 chạy dồng Íy
thì có hiện tượng móc vịng tương hỗ giữa 2 cuộn dây, trong trường hợp đó tổng từ
thơng mc vịng cuộn là cơn của cuộn 2 là ạ giá trị của chúng như sau:

i= Lit Lat

w›= Lại ‡ Luii

6ay du "+" ding cho trường hợp từ trường ngồi móc vịng cùng chu với từ
trường chính, còn đấu "-* là khi chiều 2 từ trường này ngược nhan

1.3.2. Sức điện động cảm img

1-21. Sức đện động cảm ứng Khitừ thơng móc vịng cuộn dây biến di
Khi từ thơng móc vịng với một vòng dậy biến đổi ủi tong vòng dây sš cảm ứng

(125)

svomeonge ra

LÝ Jie weerTT ng

oy
‘Mink 8: Git thich nguyen lÿ xuất hig sd cảm ứng trong vòng đệ:

Chiu eda sd cảm ứng sao cho từ thơng nó sinh ra ngược chiễ với từ thơng ban
đầu. Nếu có W vòng đây thi sdd iy 06 gi wi
vàdc (126)

ŸÌ1 "Trên hình 1.8 biểu diễn chiều từ thơng và chiều sđđ cảm ứng trong cuộn dây.
Sad cam ứng khi dậy dẫn chuyễn động trong từ trường

ˆTrên hình 1.9 là hình ảnh một đây đẫn chuyển động trong từ trườcnó gtừ thơng ®'

khơng di. Nếu thanh dẫn chuyển động với vận tốc thì sdđ cm ứng trong cuộn
diy SB

“Trong đó: m= Biv d2
v- vận tốc đãi của dây;
'B- mật độ từ trường;
1- chiều đãi của dây trong từ trường.

inh 1.9: Mo tse xuất hiện sãi trong thanh dẫn Khi nó chuyln động trong từ trường

1.3.2.3. Lực điện từ.

'Khi có đồng điện chạy trong một dây dẫn, theo định luật lực điện từ thì trên dây:

dẫn sẽ xuất hiện một lực, gợi là lực đitừệvànbiểu iễn bằng biểu thức:
P=Bil

trong đó:
1= đồng điện chảy rong thanh dẫn:
1B một độ từ trường. Chiề của lực F xác định theo quite bn tay ti

“rên hình 1.10a giới thích nguyên lý xut hiện lực cũng chiều của nó kh cho bit
chiều đồng điện, cơn hình 1.108 là ký hiệ lục, chiều đồng điện trong dây dẫn nằm
trong từ tường

16

ral thalo

‘ink 1.10: Mỡ tả nghyên lý xuất hiện lực điện từ trong dậy dẫn nằm trtoe ntrgường
"Nguyên tắc bản tay tấi như sau: ngửa bản tay để cho từ thơng xun vng góc
với lịng bàn tay, ede ngồn trỏ chỉ hường dịng điện thì ngón cái chỉ hướng lực điện từ.
1.4. DIEN AP CAM UNG TRONG KHUNG DAY QUAY TRONG TU TRUONG
“Trên hình 1.11 là sơ đỗ giải thích sự bình thành sdứ trong khung đây quay trong
từ thường không dồi

(091 =n,

”1Tầnh L1: Giả thích nguyên lý suất hận s4 rong khung dy quay rong từ trường»3

Có một từ trường với độ cảm ứng B = con. Một khung dây abed quay trong từ
"trường này thì rên 2 cực da sẽ xuất biện một sđđ được giãi thích như sau: khí mật
cửa khung đậy vương góc vốitờ trường th ại cạnh sb xuất hi sd theo chiều từa

TT.

đến b có gi tị sa Blvsin90° cin trong ed Id sdd 6 chidu tire dn d cing véi giá

trị e„= Biwsin90°, cạnh be và da không cảm ứng sđđ nào. Nhưng do khung dây quay.

nên các cạnh sb, cử hợp với chiễ từ thơng một góc do đồ tổng quất c:

Vay sd ở 2 điểm a,d tính như sau:
cum eat ea (128)
Xu khung dây quay với vận tốc góc khơng đổi o gốc quay Ð của khung dây sẽ

tặng tuyển tính: 0=øt
Vận tốc đài của cạnh khung đây V= ko
TDo đó: cụ¡= cạ = 2ml sinot rong đó, điện tích khung đây S= 2L
`Vây sót cm ứng cạ bằng
— (129)
‘Ter thong quét qua khung đây cục đại khi khong dây vng góc với ừ trường D
xác định như sau:
đạc BS
Ta có eae Pd Sin (30)
Nếu khung dây gồm W vòng dây thì:
Hay e„= W@,„„o sinot
Esinat asp,
trong db: B= WSKvề.
Đối với đây quin 3 pha, W trở thành kạjNạ, với Wy là số vòng dây nỗi tếp trên
pha, kạ là hệ số đây quấn, phụ thuộc vào cách quấn đây.
L5. MÔ MEN CỦA KHUNG DÂY MANG ĐÔNG ĐIỆN
“Trên hình 1.12 giải thích sự xuất hiện lực điện từ ở khung dây mang dòng điện
đặt trong từ trường,
Khi khong đây abed đặt trong từ trường có dịng điện chạy với hướng như hình
8 ta nhận thấy: ở cạnh ab xut hiện lực có chiều xá định bằng bản tay trái có chiều
hướng vào trong tờ giấy, cịn cạnh có lực xuất hiệu có chiều hướng về chúng ta. Cịn
cạnh be và ử khơng suất hiện lục nào. V8 gi tị 2 lực này bằng F =. Bilin0 (0 là
óc hợp bởi chiều của dịng điện và cảm ứng từ B).

18

Do 2 lực này cách nhau một khoảng be = 2r nên chúng là ngẫu lực, vậy mô men
cdo chúng tạo ra gọi là mô men điện từ bằng:
im, =(Bsiin0l) be = 2F (132)
Đông điện trong khung dây sẽ tạo ra một từ trường Bu„y có độ lớn:

Boy ee == q31.333))
“Trong đồ G là bệ số phụ thuộc vào hình dạn của khung dây, iệntích của khung
lA§ = 21, do đơ mơ men điện ừ cơn cuộn dây cơn có hẻbiễu diễm
AG hopB, Sin = KBB, sind

i
“Trong đó Bụ„, là từ trường do dòng điện chạy trong vòng dây sinh ra côn , là
cảm ứng từ của từ trường cho trước, A = 2n, k = AGíụ. Trong máy điện cho trước
thường là từ trường stator, edn vong day quay li rotor, da dé ta kết luận: mỗ men
phụ thuộc vào sự tương tác của từ trường stator va rotor, ede théng số cấu tạo máy

Fau,pi eae

“` 8...3” » ¬....4 a

Hinh1.12: Gia thich se xudthigm be din từ
ở khung đây mang đng điện đặt totừntrgường.
16. CÁC LOẠI TỪ TRƯỜNG DÙNG TRONG MÁY ĐIỆN VẢ CÁCH TẠO.
RA CHUNG
Các loại từ trường sau đây thường dùng trong máy điện:
1. Từ trường không đổi (từ trường đều).

19

2. Từ trường biến đồi (1 trường đập mạch).
3, Từ trường quay.
“Các loại từ rường trên được định nghĩa như sau
- Từ trường không đối (ừ trường đều) l loại từ trường có biên độ, phương và
chiều không đối
Từ trường do một nam châm vĩnh cửu hoặc một nam châm điện có dịng điện

một chiều chạy qua tạo ra là một từ trường không đi
~ Từ trường biến đổi (từ trường đập mạch) là từ trường có biên độ và chi thay
đồi nhưng phương khơng thay đối. Trường hợp đặc biệt chỉ có giá tị biên độ thay
dỗi nhưng phương, chiều không đối
ĐĐỂ ạo ra từ trường biếnđỗi ta cùng cắp cho cuộn đây của nam châm điện (hoặc
cuộn đây có lõi thép) một đồng điện biến đi
~ C62 loại từ trường quay: từ trường quay trên và từtrườquany ge-ip.
“Từ trường quay e-lp à ừ trường có biên độ, phương, chiều đều hay đồi. Người
a tổng hợp 2 từ trường quay trên có biên độ khác nhau, có cũng tốc độ quay những
có ciễu quay khác nhau được ừ trường quay e-ip.
Từ trường quay trdn là từ trường cổ biên độ không đổi nhưng phương và chiều
thay đối
ĐỂ cô từ trường quay tron ta quay một nam châm vĩnh cửu hoặc một nam châm
điện được cấp dịng diện một chiều với tốc độ khơng đối loại này được đùng trong
mấy diện đồng bộ.
Loại từ trường quay rön dùng rong máy dị bộ 3 pha được tạo bằng cách cấp 3
ding điện 3 pha vào 3 cuộn đây đt cách nhau trên chủ vi máy điện 120° diện. Dưới
dây trình bảy cách tạo từ trường quay ở máy điện đ bộ 3 pha. Nhận máy iện có mơ
nh sau:

May dign 3 pha, mỗi pha cổ một vòng dây, các cuộn dây đặt lệch nhau rên hủ vĩ
mấy điện một góc 2, đầu ác cuộn đây ký hiệu là .bị côn cối các cuộn dây ký
hiệu là x, y, Z số đôi cực của máy (hình Ì-13). Ta gi ước như sau: nếu gì thơi
diễn nghiên cứu dịng điện cógiá tử đương thì dồng điện chạy vào rang giấy và ta
dùng đâu “+, nguye ại dng dign choy tr trang gy rata kỹ hiệu là dâu **, Trên
hinh 1.130 ta bigu iễn dòng điện ba pha theo tời gian. Tại thời điềm oi = 90% ta
thy dng pha ai, dương và đt cực đại cịn đồng pha b và có dẫu âm nên dơnh
dẫu như 6 hinh 1135. Theo qu tắc vặn nút cha ta xác định chiễu từ thông tùng
thánh dẫn và chiều ca từ hông ng.

20

‘Tai thoi dim ot; = t,+120"= 90°+ 2n/3, bây git ding jy dat gid tri cue dai,
dong i, va i, 66 gid trị âm, ký hiệu như hình 1.13e. Tương tự như trước, ta xác định
chiều từ trường của từng cuộn đây và từ trường tổng của máy điện.

“Tại thời điểm ot; = ot + 120°= 90°+ 4/3, bây pity ding i, dat giá tỉ cực đại,
dng i, vig 66 giá tị âm, ký hiệu như hình 1.13. Tương tự như trước ta xác định
chiều từ trường của từng cuộn đây và từ trường tổng của mấy điện

»

Hình 11B: Ccbieo ừ tường quy rong mấy điện bằng dòng đn 3gia
Tại thôi điểm nghiên cứu lào: ‘ot; + 120° thi ta trở về tụ, đồng điện biển thiên
được một thu kỳ
Từ hình vẽ tr thấy từ trường tổng hình thỉnh trong máy điện là ừ trường quay
Từ trường này cổ những đặc
1- Tốc độ quay
Ta nhận thấy do số đội cục của mây điện p= 1 nề khi dồng điện biến thiên được
một chủ kỹ th từ trường quay quay được một vòng nghĩa là ụ = LT vòng. Nếu mậy
diện cổ p sổ đối cực thì khi đồng điện biến tin được một chu kỹ từ tường quay
«quay dae n= Up ving, nga is

pr1 one
a