động cơ không đồng bộ 3 pha, chương 9 ppt

1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi




Chỉång 9
DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU


9.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG
Dáy qún ca mạy âiãûn quay âỉåüc bäú trê åí hai bãn khe håí trãn li thẹp ca
pháưn ténh hồûc ca pháưn quay. Nọ l bäü pháûn chênh âãø thỉûc hiãûn sỉû biãún âäøi nàng
lỉåüng cå âiãûn trong mạy. Mäüt cạch täøng quạt cọ thãø chia dáy qún mạy âiãûn quay
ra lm hai loải : dáy qún pháưn cm (dáy qún kêch tỉì ); dáy qún pháưn ỉïng.
Dáy qún pháưn cm cọ nhiãûm vủ sinh ra tỉì trỉåìng åí khe håí lục khäng ti. Tỉì
trỉåìng ny trong cạc mạy âiãûn quay thỉåìng cọ cỉûc tênh thay âäøi (hinh 9.1 v 9.2),
nghéa l bäú trê cỉûc N v S xen k nhau.

Dáy qún pháưn ỉïng cọ nhiãûm vủ cm ỉïng âỉåüc mäüt sââ nháút âënh khi cọ

chuøn âäüng tỉång âäúi trong tỉì trỉåìng khe håí v tảo ra stâ cáưn thiãút cho sỉû biãún
âäøi nàng lỉåüng cå âiãûn. R rng ràòng nãúu tỉì trỉåìng khe håí cọ cỉûc tênh thay âäøi thç
sââ cm ỉïng l sââ xoay chiãưu.
N
N
S
S
Stato
r

Roto
r

S N SN
Hçnh 9.1 Dáy qún kêch tỉì qún táûp trung ca mạy âiãûn âäưng bäü

2

Nãúu cạc cỉûc tỉì N v S xen k nhau quanh khe håí, dáy qún pháưn ỉïng âỉåüc
hçnh thnh tỉì täø håüp cạc
bäúi dáy (pháưn tỉí) våïi
nhau. Mäùi bäúi dáy ca
dáy qún xãúp (hçnh
9.3a) hồûc dáy qún
sọng (hçnh 9.3b) gäưm
cọ N vng dáy. Cạc
pháưn ab, cd âỉåüc âàût
trong rnh ca li thẹp
gi l cạc cảnh tạc
dủng, cn ad, bc nàòm
ngoi rnh gi l pháưn
âáưu näúi.

u cáưu ca dáy qún:
N S
Hçnh 9.2 Dáy qún kêch tỉì qún ri ca mạy âiãûn âäưng bäü
N

S
Stato
r

Roto
r

y
b
a

c
d
(a)
y
b
a
c
d
(b)
Hçnh 9.3. Bäúi dáy. a) Dáy qún xãúp; b) Dáy qún sọng
• Âäúi våïi dáy kêch tỉì thç tảo ra tỉì trỉåìng hçnh sin åí khe håí, cn dáy qún
pháưn ỉïng âm bo cọ sââ v dng âiãûn tỉång ỉïng våïi cäng sút âiãûn tỉì
ca mạy.
• Kãút cáúu dáy qún phi âån gin.
• Êt täún ngun váût liãûu.
• Bãư vãư cå, âiãûn, nhiãût, họa.
• Làõp rạp v sỉía chỉỵa dãù dng.

3
9.1.1. Caùc õaỷi lổồỹng dỷc trổng cuớa dỏy quỏỳn maùy õióỷn xoay chióửu
1. Bổồùc cổỷc:
Bổồùc cổỷc laỡ khoaớng caùch giổợa hai cổỷc tổỡ lión tióỳt nhau.

p2
Z

= /sọỳ raợnh/.
Trong õoù, Z laỡ sọỳ raợnh, 2p sọỳ cổỷc tổỡ.
2. Bổồùc dỏy quỏỳn y :
Bổồùc dỏy quỏỳn y
1
laỡ khoaớng caùch giổợa hai caỷnh taùc duỷng cuớa mọỹt phỏửn tổớ.

=
p2
Z
y /sọỳ raợnh/.
Vỏỷy y
1
phaới laỡ sọỳ nguyón. Coù caùc trổồỡng hồỹp:

==

y0
dỏy quỏỳn bổồùc õuớ.

>>

y0
dỏy quỏỳn bổồùc daỡi.

<<

y0
dỏy quỏỳn bổồùc ngừn.
Muọỳn coù sõõ caớm ổùng trong phỏửn tổớ dỏy quỏỳn lồùn nhỏỳt e

pt.max
thỗ y =
3. Bổồùc tổồng õọỳi

:
Bổồùc tổồng õọỳi laỡ tố sọỳ giổợa y vaỡ .


=
y

Trong õoù, = 1 dỏy quỏỳn bổồùc õuớ.
> 1 dỏy quỏỳn bổồùc daỡi.
< 1 dỏy quỏỳn bổồùc ngừn.
4. Sọỳ raợnh cuớa mọỹt pha dổồùi mọỹt cổỷc tổỡ :

pm
Z
q
2
=
/sọỳ raợnh/.
Trong õoù, m laỡ sọỳ pha; coỡn q coù thóứ laỡ sọỳ nguyón, cuợng coù thóứ laỡ phỏn sọỳ.
5. Goùc õọỹ õióỷn giổợa hai raợnh caỷnh nhau :

Z
.
p
p/Z
360360

==
/õọỹ õióỷn/
6. Vuỡng pha cuớa dỏy quỏỳn:
/õọỹ õióỷn/.
= q

4
9.1.2. Phỏn loaỷi dỏy quỏỳn maùy õióỷn xoay chióửu:
1. Phỏn theo sọỳ lồùp trong raợnh:
+ Dỏy quỏỳn mọỹt
lồùp : Hỗnh 9.4 laỡ dỏy quỏỳn
mọỹt lồùp, trong mọỹt raợnh chố
õỷt mọỹt caỷnh taùc duỷng. Nhổ
vỏy sọỳ phỏửn tổớ cuớa dỏy
quỏỳn :
Hỗnh 9.4 Dỏy quỏỳn mọỹt lồùp

2
Z
S =

trong õoù S laỡ sọỳ phỏửn tổớ; Z
laỡ sọỳ raợnh.

+ Dỏy quỏỳn hai
lồùp: Hỗnh 9.5 laỡ dỏy quỏỳn
hai lồùp, mọỹt raợnh õỷt hai
caỷnh taùc duỷng cuớa hai phỏửn
tổớ khaùc nhau. Nhổ vỏy sọỳ
phỏửn tổớ :

Hỗnh 9.5 Dỏy quỏỳn hai lồùp

ZS =
2. Phỏn theo sọỳ pha.
Dỏy quỏỳn
mọỹt pha.

Dỏy quỏỳn hai pha.

Dỏy quỏỳn ba pha.

3. Phỏn theo bổồùc dỏy quỏỳn.
Dỏy quỏỳn bổồùc õuớ.

Dỏy quỏỳn bổồùc daỡi.

Dỏy quỏỳn bổồùc ngừn.

4. Phỏn theo caùch nọỳi caùc phỏửn tổớ.
Dỏy quỏỳn xóỳp.

Dỏy quỏỳn soùng.

5. Phỏn theo hỗnh daỷng phỏửn tổớ dỏy quỏỳn.
Dỏy quỏỳn õọửng khuọn.

Dỏy quỏỳn õọửng tỏm.

Dỏy quỏỳn phỏn taùn

5
Âãø hiãøu r cạch näúi cạc pháưn tỉí dáy qún ta dng så âäư khai triãøn. Så âäư khai
triãøn l så âäư nháûn âỉåüc bàòng cạch càõt pháưn ỉïng bàòng mäüt âỉåìng thàóng song song
våïi trủc mạy räưi tri nọ ra trãn mäüt màût phàóng.
9.2. DÁY QÚN BA PHA CỌ q L SÄÚ NGUN.
9.2.1. Dáy qún mäüt låïp:
Xẹt så âäư khai triãøn dáy qún mäüt låïp ca mạy âiãûn xoay chiãưu cọ säú liãûu sau:
Z = 24; 2p = 4; m =3.
•
V hçnh sao sââ ca cạc rnh v pháưn tỉí:
+ Tênh cạc âải lỉåüng âàûc trỉng ca dáy qún:

0
00
30
24
360.2
Z
360p
===α (âäü âiãûn)

2
2.3.2
24
mp2
Z
q ===

6

4
24
p2
Z
===τ

6y =
τ
=

(âäü âiãûn)
00
602.30q. ==α=γ













(a) (b)
+ Ta tháúy:
Cảnh tạc dủng thỉï 1÷12 hçnh thnh hçnh sao sââ, cạc tia lãûch pha nhau 30
0

, åí
âäi cỉûc tỉì thỉï nháút (hçnh 9.6a).
Cảnh tạc dủng thỉï 13÷24 hçnh thnh hçnh sao sââ, åí âäi cỉûc tỉì thỉï hai, do cọ
vë trê giäúng nhau trong tỉì trỉåìng, nãn hon ton trng våïi hçnh sao ca âäi cỉûc tỉì
thỉï nháút.
Hçnh 9.6 Hçnh sao sââ rnh (a) v pháưn tỉí (b)

6
ỷc mọỹt cung = 60
0
xaùc õởnh õổồỹc vuỡng pha, tổỡ õoù ta bióỳt õổồỹc caỷnh taùc
duỷng cuớa tổỡng pha.
+ Caùch nọỳi dỏy quỏỳn: y = 6, vaỡ nọỳi nhổ sau:
Pha A: (1-7), (2-8); (13-19), (14-20).
Pha B: (5-11), (6-12); (17-23), (18-24).
Pha C: (9-15), (10-16); (21-3), (22-4).

Sồ õọử khai trióứn dỏy quỏỳn:

Tổỡ sồ õọử khai trióứn ta thỏỳy:
+ Mọựi pha coù hai nhoùm phỏửn tổớ dỏy quỏỳn.
+ Mọựi nhoùm coù q phỏửn tổớ dỏy quỏỳn.
+ Caùc phỏửn tổớ cuớa mọỹt nhoùm phaới mừc nọỳi tióỳp nhau.(Khọng song song ?)
+ Caùc nhoùm coù thóứ mừc nọỳi tióỳp hoỷc mừc song song phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn
aùp.
+ Dỏy quỏỳn gọửm caùc phỏửn tổớ coù kờch thổồùc giọỳng nhau goỹi laỡ dỏy quỏỳn
õọửng khuọn (hỗnh 8.6).
A
1
X
1
A
2
X
2
B
1
C
1




1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Hỗnh 9.7 Dỏy quỏỳn õọửng khuọn


Xaùc õởnh sõõ cuớa mọỹt pha:
Cọỹng caùc vectồ thuọỹc pha õoù laỷi.
Ta nhỏỷn thỏỳy rũng trở sọỳ sõõ cuớa mọỹt pha khọng phuỷ thuọỹc thổù tổỷ nọỳi caùc
caỷnh taùc duỷng thuọỹc pha õoù. Vờ duỷ pha A coù thóứ nọỳi caùc caỷnh taùc duỷng theo thổù tổỷ
(1-8), (2-7) ồớ dổồùi õọi cổỷc tổỡ thổù nhỏỳt vaỡ (13-20), (14-19) ồớ dổồùi õọi cổỷc tổỡ thổù hai.
Nhổ vỏỷy ta coù thóứ nọỳi caùc caỷnh taùc duỷng cuớa caùc phỏửn tổớ ồớ caùc pha theo thổù tổỷ sau:
Pha A: (1-8), (2-7); (13-20), (14-19).

Pha B: (5-12), (6-11); (17-24), (18-23).
Pha C: (9-16), (10-15); (21-4), (22-3).

7
Våïi cạch näúi dáy qún nhỉ trãn, ta cọ så âäư khai triãùn dáy qún hçnh 9.8














Tỉì hçnh 9.8, ta tháúy:
A
1
X
1
A
2
X
2
B
1

C
1
τ
τ
τ
τ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Hçnh 9.8 Dáy qún âäưng tám

• Cạc bäúi dáy giäúng nhỉ nhỉỵng vng trn âäưng tám gi l dáy qún âäưng
tám.
• Âáy l dáy qún dãù tỉû âäüng họa trong quạ trçnh âàût dáy qún vo rnh.
• Khi thỉûc hiãûn dáy qún âäưng tám phi b pháưn âáưu näúi mäùi nhọm lãn âãø
chụng khäng chäưng chẹo nhau.
Cạc kiãøu dáy qún âäưng tám, âäưng khn gi l dáy qún táûp trung vç cạc
nhọm pháưn tỉí táûp trung dỉåïi cạc cỉûc tỉì nháút âënh.









Cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng ca cạc pháưn tỉí theo thỉï tỉû
khạc l (2-7), (8-13)
v (14-19), (20-1). Nhỉ váûy ta cọ thãø näúi cạc cảnh tạc dủng ca cạc pháưn tỉí åí cạc
pha theo thỉï tỉû sau :
A

X

B

τ
τ

τ
τ
Hçnh 9.9 Dáy qún phán tạn

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

8

Pha A: (2-7), (8-13); (14-19), (20-1).
Pha B: (6-11), (12-17); (18-23), (24-5).
Pha C: (10-15), (16-21); (22-3), (4-9).
Vồùi caùch nọỳi trón ta õổồỹc sồ õọử khai trióựn hinh 9.9 goỹi laỡ dỏy quỏỳn phỏn taùn.
9.2.2. Dỏy quỏỳn hai lồùp
Coù hai loaỷi : dỏy quỏỳn xóỳp vaỡ dỏy quỏỳn soùng.
ặu õióứm : Laỡm bổồùc ngừn õóứ caới thióỷn daỷng soùng sõõ.
Nhổồỹc õióứm: Lọửng dỏy vaỡ sổớa chổợa khoù khn.
a/ Dỏy quỏỳn xóỳp:

Xeùt dq xóỳp hai lồùp coù: Z=24; 2p=4; m=3.
+ Tờnh caùc õaỷi lổồỹng õỷc trổng cuớa dỏy quỏỳn:

0
00
30
24
3602360
===
.
Z
p
õióỷn
Hỗnh 9.10 Hỗnh sao sõõ raợnh
2
232
24
2
===
mp

Z
q

6
4
24
2
===
p
Z


6
5
5
1
1
=

==
y
;y

õióỷn
00
602.30q. ===
+ Veợ hỗnh sao sõõ caùc phỏửn tổớ.
Tổỡ hỗnh sao sõõ, ta thỏỳy:
Caùc phỏửn tổớ lóỷch pha nhau mọỹt goùc 30
0

. Tổỡ hỗnh 9.10, ta thỏỳy :
+ Pha a coù caùc phỏửn tổớ: 1,2,7,8; 13,14,19,20.
+ Pha a coù caùc phỏửn tổớ: 5,6,11,12; 17,18,23,24.
+ Pha a coù caùc phỏửn tổớ: 9,10,15,16; 21,22,3,4.
Caùch nọỳi caùc pha: y
1
= 5
Pha A: lồùp trón: 1 2 7 8 13 14 19 20
Lồùp dổồùi: 6 7 12 13 18 19 24 1
Pha B: lồùp trón: 5 6 11 12 17 18 23 24
Lồùp dổồùi: 10 11 15 17 22 23 4 5
Pha C: lồùp trón: 9 10 15 16 21 22 3 4
Lồùp dổồùi: 14 15 20 21 2 3 8 9
Veợ sồ õọử khai trióựn: Veợ cho pha a coỡn pha b vaỡ c veợ tổồng tổỷ
Ta thỏỳy:
+ Do q = 2 nón mọựi cổỷc tổỡ coù hai phỏửn tổớ.

9
+ Caùc phỏửn tổớ trong mọựi nhoùm phaới mừc nọỳi tióỳp nhau.
+ Caùc nhoùm coù thóứ mừc song song hoỷc nọỳi tióỳp phuỷ thuọỹc õióỷn aùp.
+ Sọỳ nhaùnh song song nhióửu nhỏỳt bũng sọỳ cổỷc tổỡ (n 2p).

1
A

B





C
X

Hỗnh 9.11 Dỏy quỏỳn xóỳp hai lồùp bổồùc ngừn

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

b/ Dỏy quỏỳn soùng :
vồùi Z = 18, 2p = 4, m = 3. Hỗnh 9.12.


Hỗnh 9.12 Dỏy quỏỳn soùng hai lồùp bổồùc ngừn

1
A
1
A
2




X
2
X

1
19
20
21
22
23
24
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

9.3. DY QUN COẽ q LAè PHN S
Sọỳ phỏửn tổớ cuớa mọỹt pha dổồùi mọỹt cổỷc tổỡ:
d
c
b
d
a
mp
Z
q +===
2

Ta thỏỳy:
+ Sọỳ phỏửn tổớ cuớa mọỹt pha dổồùi caùc cổỷc tổỡ khọng õóửu nhau.
+ Nhoùm coù nhióửu phỏửn tổớ goỹi laỡ nhoùm lồùn: (b+1) phỏửn tổớ.

10
+ Nhoùm coù ờt phỏửn tổớ goỹi laỡ nhoùm nhoớ: b phỏửn tổớ.
+ Dổồùi d cổỷc tổỡ coù c nhoùm lồùn vaỡ (d-c) nhoùm nhoớ.
Xeùt vờ duỷ : Veợ giaớn õọử khai trióứn dỏy quỏỳn coù Z = 18; 2p = 4 ; m = 3.
+ Tờnh caùc õaỷi lổồỹng õỷc trổng cuớa dỏy quỏỳn:

0

00
40
18
3602360
===
.
Z
p
õióỷn

2
1
1
2
3
232
18
mp2
Z
q +====



00
60
2
3
40 === .q.
õióỷn
54

4
18
2
.
p
Z
=== ;
4y
=

Vỏỷy a = 3; d = 2; b = c = 1.
Nhoùm lồùn coù b+1 = 2 phỏửn tổớ .
Nhoùm nhoớ coù b = 1 phỏửn tổớ.
Phỏn vuỡng pha:
Pha a: 1,2,6, 10,11,15; Pha b: 4,5,9, 13,14,18; Pha c: 7,8,3, 16,17,12.
Sồ õọử nọỳi dỏy caùc pha: y = 4.
Pha a: lồùp trón:1 2 6 10 11 15
Lồùp dổồùi: 5 6 10 14 15 1
Pha b: lồùp trón: 4 5 9 13 14 18
Lồùp dổồùi: 8 9 13 17 18 4
Pha c: lồùp trón: 7 8 3 16 17 12
Lồùp dổồùi: 11 12 7 2 3 16
Veợ sồ õọử khai trióứn dỏy quỏỳn: (hỗnh 9.13)

1
A

B

C
X
Hỗnh 9.13 Dỏy quỏỳn xóỳp hai lồùp vồùi q laỡ phỏn sọỳ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1










11
9.4 DÁY QÚN NGÀÕN MẢCH KIÃØU LÄƯNG SỌC:
Âáy qún ngàõn mảch kiãøu läưng sọc âỉåüc tảo thnh båíi cạc thanh dáùn bàòng
âäưng âàût trong cạc rnh ca räto, hai âáưu ca chụng hn våïi hai vnh ngàõn mảch
cng bàòng âäưng. Cạc thanh dáùn v vnh ngàõn mảch nọi trãn cng cọ thãø âục bàòng
nhäm.
Sââ ca cạc thanh dáùn lãûch pha nhau mäüt gọc: α = 2πp/Z. Trong tênh toạn
thỉûc tãú, thỉåìng xem mäùi thanh dáùn l mäüt pha: m
2
= Z
2
, v säú vng dáy ca mäüt
pha: N = 1/2, cạc hãû säú k

n
ν

= k
r
ν

= 1.
Så âäư mảch âiãûn ca dáy qún läưng sọc:










Hçnh 9.15 Så âäư mảch âiãûn thỉûc (a) v tỉång âỉång (b) ca dáy qún kiãøu läưng sọc
1
2
3
r
t
r
v
12v
I
&

23v
I
&

34v
I
&
1t
I
&

2t
I
&

3t
I
&
12v
I
&

23v
I
&

34v
I
&

21v
I
&

21v
I
&

1
2
3
r

12v
I
&
23v
I
&

34v
I
&

1t
I
&
2t
I
&

3t
I
&

12v
I
&
23v
I
&

34v
I
&

21v
I
&
21v
I
&
(
a
)

(
b
)

Så âäư mảch âiãûn ca dáy qún läưng sọc nhỉ trãn hçnh 8.14a, trong âọ: r
t
- âiãûn
tråí thanh dáùn; r
v
- âiãûn tråí ca tỉìng âoản giỉỵa hai thanh dáùn ca vnh ngàõn mảch;
Ta thay thãú mảch âiãûn thỉûc nọi trãn bàòng mảch âiãûn tỉång âỉång dỉûa trãn cå såí
täøn hao ca hai mảch âiãûn âọ bàòng nhau (hçnh 8.14b).
Âäúi våïi mäüt nụt báút k, thê dủ nụt hai ta cọ:
i
t2
= i
v23
- i
v12

α
2t
I
&

12v
I
&
23v
I
&

Hçnh 9.15 Quan hãû giỉỵa
dng âiãûn trong thanh dáùn
v dng trong vnh ngàõn
mảch
Do dng âiãûn trong cạc âoản ca vng
ngàõn mảch cng lãûch pha nhau mäüt gọc α , ta cọ:

Z
p
sinIsinII
vvt
π
=
α
= 2
2
2

v
Z
p
sin
I
I
t
v
π
=
2

Vç täøn hao trãn âiãûn tråí ca mảch âiãûn thỉûc
v mảch âiãûn thay thãú phi bàòng nhau, nghéa l:

rZIrZIrZI
tvvtt
222
2 =+

12
Kãút håüp våïi phỉång trçnh trãn, ta tçm âỉåüc âiãûn tråí pha ca dáy qún kiãøu läưng
sọc:

Z
p
sin
r
rr
v
t
π
+=
2
2

9.5. CẠCH THỈÛC HIÃÛN DÁY QÚN MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU:
Dáy qún mạy âiãûn xoay chiãưu âỉåüc âàût trong cạc rnh trãn stato hay roto.
Cạc rnh náưy cọ cạc dảng nhỉ sau:


Hçnh 9.16 Cạc dảng rnh ca dáy qún mạy âiãûn

a) Rnh kên b) Rnh nỉỵa kên c) Rnh nỉỵa håí d) Rnh håí








Rnh nỉỵa kên dng cho dáy qún stato mạy âiãûn cäng sút P< 100 kW, âiãûn
ạp U<1000V. Loải rnh náưy chè dng dáy dáùn tiãút diãûn trn dỉåìng kênh < 2,5mm.
Rnh nỉỵa håí dng cho dáy qún stato ca cạc mạy âiãûn cọ cäng sút låïn P =
300-400 kW, âiãûn ạp U<1000V
Rnh håí dng cho dáy qún stato mạy âiãûn cäng sút låïn, âiãûn ạp cao. Dáy
qún loải náưy thỉåìng dng tiãút diãûn chỉỵ nháût, lm thnh nhỉỵng bäúi dáy trỉåïc räưi
sau âọ âàût vo rnh.
ÅÍ nhỉỵng mạy âiãûn cäng sút låïn, âãø trạnh lỉûc âiãûn tỉì ráút mảnh lục x
y ra ngàõn
mảch tạc dủng lãn pháưn âáưu näúi, lm hng pháưn âáưu näúi dáy qún stato, bäü pháûn
náưy büc chàût vo cạc vng thẹp cọ bouläng bàõt vo thán mạy./.


]R  R^