Giáo trình điện - Chương 2: Dây quấn phần ứng máy điện 1 chiều ppt

Chơng 2
Dây quấn phần ứng máy điện một chiều

2-1. Đại cơng

Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của máy điện vì nó tham gia trực tiếp vào quá
trình biến đổi năng lợng từ điện năng thành cơ năng hay ngợc lại. Về mặt kinh tế thì
giá thành của dây quấn chiếm một tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành máy.
Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm:
- Sinh ra đợc một s.đ.đ. cần thiết, có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua để
sinh ra một mômen cần thiết mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định, đồng thời
đảm bảo đổi chiều tốt.
- Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn và an toàn.
Dây quấn phần ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau:
- Dây quấn xếp đơn và xếp phức tạp.
- Dây quấn sóng đơn và sóng phức tạp.
Trong một số máy điện cỡ lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp, đó là sự kết hợp giữa
hai dây quấn xếp và sóng.
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 thờng là một bối dây gồm một hay nhiều vòng dây mà hai đầu của
nó nối vào hai phiến góp. Các phần tử nối với nhau thông qua các phiến góp đó và làm
thành mạch vòng kín. Mỗi phần tử có hai cạnh tác dụng, đó là phần đặt vào rãnh của
lõi sắt. Phần nối hai cạnh tác dụng của phần tử nằm ngoài lõi sắt gọi là phần đầu nối.
Để dễ chế tạo, một cạnh tác dụng của
phần tử đặt ở lớp dới của một rãnh, còn
cạnh tác dụng kia đặt ở lớp trên của một
rãnh khác. Các phần tử khác cũng xếp
theo thứ tự nh vậy vào các rãnh kề bên
cho đến khi đầy các rãnh. Nếu trong một
rãnh phần ứng (gọi là rãnh thực) chỉ đặt

hai cạnh tác dụng (một cạnh nằm ở lớp
trên và một cạnh nằm ở lớp dới rãnh) thì
ta gọi rãnh đó là rãnh nguyên tố (hình 2-
1a). Nếu trong một rãnh thực đó có đặt 2u
cạnh tác dụng (trong đó u = 1, 2, 3 n) thì
ta có thể chia rãnh thực đó ra thành u rãnh








b) a)
c)
Hình 2-1
Rãnh thực có 1, 2 và 3 rãnh nguyên tố
nguyên tố (hình 2-1b và c). Vì vậy quan hệ giữa số rãnh thực Z của phần ứng với số
rãnh nguyên tố Z
nt
nh sau:
Z
nt
= uZ (2-1)
Giữa số phần tử của dây quấn S, số rãnh nguyên tố Z
nt
và số phiến góp G cũng có
một quan hệ nhất định. Vì mỗi phần tử có hai đầu nối với hai phiến góp, đồng thời ở

12
mỗi phiến góp lại nối hai đầu của hai phần tử lại với nhau, nên số phần tử S phải bằng
số phiến góp G. Ta có:
S = G. (2-2)
Do trong mỗi rãnh nguyên tố đặt hai cạnh tác dụng mà mỗi phần tử cũng có hai
cạnh tác dụng nên ta có quan hệ:
Z
nt
= S = G (2-3)







a) b) c)
Hình 2-2. Dây quấn có phần tử đồng đều (a) và theo cấp (b và c)
Tuỳ theo kích thớc của các phần tử mà ta chia dây quấn ra làm dây quấn có phần
tử đồng đều và dây quấn theo cấp.
Dây quấn có phần tử đồng đều là dây quấn mà kích thớc của các phần tử hoàn
toàn giống nhau (hình 2-2a).
Dây quấn theo cấp là dây quấn mà khi cạnh tác dụng thứ nhất của các phần tử cùng
nằm trong một rãnh thực thì cạnh tác dụng thứ hai của chúng lại nằm trong các rãnh
thực khác nhau (hình 2-2b và c). Vì vậy trong dây quấn theo cấp, kích thớc của các
phần tử không giống nhau.

13
y
1

y
y
2

1
2
3
y
G

a)
y
1

y
2











y
1

2
3
y
G

15
15
8
b)
Hình 2-3. Các bớc dây quấn.
a) dây quấn xếp; b) dây quấn sóng
2.1.2. Các bớc dây quấn
Quy luật nối các phần tử dây quấn có thể đợc xác định theo các bớc dây quấn
sau (hình 2-3):
a. Bớc dây quấn thứ nhất y
1
. Đó là khoảng cách giữa hai cạnh tác dụng của một
phần tử đo bằng số rãnh nguyên tố.
b. Bớc dây quấn thứ hai y
2
. Đó 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 và
đo bằng số rãnh nguyên tố.
c. Bớc dây quấn tổng hợp y. Đó là khoảng cách giữa hai cạnh tơng ứng của
hai phần tử liên tiếp nhau đo bằng số rãnh nguyên tố.
d. Bớc trên vành góp y
G
. Đó là khoảng cách giữa hai phiến góp có hai cạnh tác
dụng của cùng một phần tử nối vào đó và đo bằng số phiến góp.
Gọi khoảng cách giữa hai cực từ tính theo chu vi phần ứng là bớc cực

, ta có:

p
Z
nt
2
=

(p là số đôi cực).

2-2. Dây quấn xếp đơn

2.2.1. Bớc dây quấn
a. Bớc dây quấn thứ nhất y
1
Bớc dây quấn thứ nhất phải chọn sao cho s.đ.đ. cảm ứng trong phần tử lớn nhất.
Muốn thế thì hai cạnh tác dụng của phần tử phải cách nhau một bớc cực, vì lúc đó trị
số tức thời của s.đ.đ. của hai cạnh tác dụng bằng nhau về trị số và ngợc chiều nhau và
do trong một phần tử đuôi của hai cạnh tác dụng nối với nhau nên s.đ.đ. tổng của phần
tử bằng tổng số học của hai s.đ.đ. của hai cạnh tác dụng.
Nếu biểu thị s.đ.đ. của mỗi cạnh tác dụng bằng một véc tơ thì hai s.đ.đ. của hai
cạnh tác dụng này cùng phơng và véc tơ s.đ.đ. tổng của phần tử bằng hai lần vectơ
s.đ.đ. của mỗi cạnh tác dụng (hình 2-4a). Vì số rãnh nguyên tố dới mỗi bớc cực bằng
Z
nt
/2p (trong đó p là số đôi cực) nên tốt nhất là
p
Z
y

nt
2
1
=
. Nếu
p
Z
y
nt
2
1
=
không phải là
số nguyên thì phải chọn y
1
bằng một số nguyên gần bằng
p
Z
nt
2
. Tổng quát ta có:

==

p
Z
y
nt
2
1

số nguyên. (2-4)
Khi
p
Z
y
nt
2
1
=
ta có dây quấn bớc đủ;


+=
p
Z
y
nt
2
1
ta có dây quấn bớc dài;


=
p
Z
y
nt
2
1
ta có dây quấn bớc ngắn.

Dây quấn thờng đợc thực hiện theo bớc ngắn vì đỡ tốn đồng hơn. Dù là bớc
dài hay bớc ngắn thì s.đ.đ. của phần tử cũng nhỏ hơn so với bớc đủ vì khi đó véctơ
s.đ.đ. của hai cạnh tác dụng không cùng phơng nữa, nên s.đ.đ. tổng bằng cộng vectơ
hai s.đ.đ. đó chứ không thể cộng trị số số học của chúng đợc (hình 2-4b và c).

14















15
N
S

y
1
=

-1
/
-1
1 2
Chiều quay
phần ứng

1
1
//
1
/
1
///
/
1
E
&
1
/
1
a)
1
//
//
1
E
&

//

-1
///
///
1
E
&

1
1
1
///
c)
b)
Hình 2-4. S.đ.đ. của phần tử: a) khi bớc đủ; b) bớc ngắn; c) bớc
dài
b. Bớc dây quấn tổng hợp y và bớc vành góp y
G
Đặc điểm của dây quấn xếp đơn là hai đầu dây của một phần tử nối liền vào hai
phiến góp kề nhau nên y
G
= 1.
Cũng từ đấy ta thấy bớc tổng hợp y cũng phải bằng 1, ta có:
y = y
G
= 1 (2-5)
c. Bớc dây quấn thứ hai y
2
Có thể xác định y
2
theo y

1
và y. Theo định nghĩa và hình 2-3, ta có:
y
2
= y
1
- y (2-6)
Từ hình vẽ ta thấy, do đặc điểm về bớc dây quấn của kiểu dây quấn này nên các
phần tử nối nối tiếp nhau đều xếp lên nhau nên gọi là dây quấn xếp.
2.2.2. Giản đồ khai triển của dây quấn
Có thể phân tích cách đấu dây của các phần tử bằng giản đồ khai triển. Đó 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 hơn ta có thể xét ví dụ sau:
Có dây quấn xếp đơn với Z
nt
= S = G = 16, 2p = 4.
a. Các bớc dây quấn

4
4
16
2
1
===

p
Z
y
nt

y = y
G
= 1
y
2
= y
1
- y = 4 - 1 = 3
b. Thứ tự nối các phần tử
Căn cứ vào các bớc dây quấn có thể bố trí cách nối các phần tử để thực hiện dây
quấn. Đánh số các rãnh từ 1 đến 16. Phần tử thứ nhất có cạnh tác dụng thứ nhất (coi
nh đặt nằm trên rãnh) đặt vào rãnh nguyên tố thứ nhất thì cạnh tác dụng thứ hai của
phần tử đó phải đặt vào phía dới của rãnh nguyên tố thứ 5 (vì y
1
= 5 - 1 = 4). Hai đầu
của phần tử nối vào phiến đổi chiều 1 và 2. Cạnh thứ nhất của phần tử thứ hai phải đặt
ở rãnh nguyên tố thứ hai và nằm ở lớp trên (vì y
2
= 5 - 2 = 3), và cứ tiếp tục nh vậy
cho đến khi mạch khép kín. Ta có thể diễn tả bằng sơ đồ sau:




L
ớp trên 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 kín mạch
L
ớp dới 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4
c. Giản đồ khai triển
Ta có thể theo trình tự nối các phần

tử để vẽ giản đồ khai triển (hình 2-5).
Khi vẽ, quy ớc các cạnh của phần tử
ở lớp trên vẽ bằng nét liền, còn ở lớp
dới vẽ bằng nét đứt.
Vị trí của các cực từ phải đối xứng,
nghĩa là khoảng cách giữa chúng phải
đều nhau, chiều rộng cực từ vào khoảng
0,7 bớc cực. Theo cực tính của cực từ
và chiều quay của phần ứng mà chiều
s.đ.đ. cảm ứng nh trong hình vẽ. Vị trí
của chổi than trên phiến đổi chiều cũng
phải đối xứng, nghĩa là khoảng cách giữa
các chổi than phải bằng nhau. Chiều
rộng của chổi than có thể lấy bằng một
phiến đổi chiều. Vị trí tơng đối giữa

Chiều quay phần ứn
g

16
Hình 2-5.
Giản đồ khai triển dây quấn xếp đơn.
16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
12345678910111213141516
N
S N S
_
_
B
1

A
2
B
2
+
+
A
1
C
+
_
D
chổi than với cực từ 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 lớn nhất, đồng thời để dòng điện trong phần tử khi bị chổi
than nối ngắn mạch là nhỏ nhất. Dòng điện trong phần tử bị chổi than nối ngắn mạch là
nhỏ nhất khi hai cạnh của phần tử nằm ở vị trí trùng với đờng trung tính hình học của
phần ứng. Nh vậy thì vị trí của chổi than đặt trên vành góp phải trùng với trục cực từ.
Để tiện lợi, có khi trong một số hình vẽ ta quy ớc vẽ vị trí của các chổi than ở đúng
đờng trung tính hình học trên phần ứng.
Theo hình vẽ 2-5, khi chổi than trên vành góp đặt đúng giữa trục cực từ thì s.đ.đ.
của các phần tử giữa hai chổi than đều cộng với nhau nên s.đ.đ. giữa hai chổi than là
lớn nhất. Nếu dịch chổi than đến vị trí khác thì s.đ.đ. sẽ giảm đi.
d. Số đôi mạch nhánh
Giả thiết ở thời điểm nào đấy dây quấn quay đến vị trí nh trong giản đồ khai triển
trên. Ta thấy s.đ.đ. của các phần tử giữa hai chổi than cùng chiều và chổi than A
1
, A
2

cùng cực tính (cực +). Cực tính của các chổi than B

1
, B
2
cũng giống nhau (cực -). Vì
vậy ta thờng nối A
1
với A
2
và B
1
với B
2
. Từ ngoài nhìn vào, dây quấn có thể biểu thị
bằng sơ đồ ký hiệu nh hình 2-6.
Từ hình 2-6 ta thấy dây quấn là một mạch điện gồm bốn mạch nhánh ghép song
song hợp lại. Khi phần ứng quay, vị trí của phần tử thay đổi nhng nhìn từ ngoài vào
vẫn là bốn mạch nhánh song song. ở ví dụ trên, máy có bốn cực nên có bốn mạch
nhánh song song. Nếu số cực là 2p thì số mạch nhánh cũng sẽ là 2p. Vì vậy, đặc điểm
của dây quấn xếp đơn là số mạch nhánh ghép song song của dây quấn phần ứng bằng
số cực từ:
2a = 2p
nghĩa là số đôi mạch nhánh bằng số đôi cực từ:
a = p (2-7)
Trong thí dụ trên y
G
= 1 nên dây quấn đợc xếp theo thứ tự từ trái sang phải, ta gọi
là dây quấn phải. Nếu y
G
= - 1 thì đầu cuối của phần tử phải nằm bên trái của đầu đầu
phần tử nên ta có dây quấn trái (hình 2-7). Cách quấn này tốn đồng hơn nên nói chung

không đợc dùng.

17
14 15 16 1 2
16 1
4 5

y
1

y
2
y
Hình 2-7. Dây quấn xếp trái
A
2
E

i

E

i

E

i

B
2

E

i

B
1
A
1
4i


4i


_
+
Hình 2-6. Sơ đồ ký hiệu
dây quấn xếp đơn

e. Dùng đa giác s.đ.đ. nghiên cứu dây quấn phần ứng
Giả thiết từ cảm dới cực từ phân bố hình sin, nh vậy thì s.đ.đ. cảm ứng trong mỗi
phần tử cũng biến đổi hình sin và có thể dùng một vectơ quay để biểu thị, trị số tức thời
của s.đ.đ. phần tử là hình chiếu của vectơ lên trục tung. Nh vậy có thể biểu thị s.đ.đ.
của tất cả các phần tử bằng hình sao s.đ.đ. (hay còn gọi là hình tia s.đ.đ.).
Vì cứ qua mỗi đôi cực s.đ.đ. biến đổi một chu kỳ 360 độ điện và số rãnh nguyên tố
dới mỗi đôi cực là
p
Z
nt
, nên nếu coi nh các phần tử dây quấn phân bố đều trên bề
mặt phần ứng thì góc độ điện giữa hai rãnh nguyên tố (cũng là góc độ điện giữa hai
s.đ.đ. của hai phần tử kề nhau) sẽ là:

S
p
Z
p
pZ
ntnt
000
360360
/
360
===

(2-8)
Theo thí dụ trên, p = 2, Z
nt
= S = 16 thì ta có .45
16
360.2
0
0
==


Với chiều quay của phần ứng cho trớc nh trên hình 2-5 thì các phần tử 1, 2, 3,
lần lợt quét qua cực từ nên s.đ.đ. của phần tử 2 (tức vectơ 2) chậm sau s.đ.đ. của phần
tử 1 (tức vectơ 1) một góc = 45
0
. Theo quy ớc đó mà vẽ, ta có hình tia s.đ.đ. nh
hình 2-8a.
Từ hình vẽ 2-5 ta thấy, từ rãnh 1 đến rãnh 8 phân bố dới đôi cực thứ nhất (chiếm
360
0
góc độ điện) nên ta vẽ đợc một hình sao s.đ.đ. gồm các vectơ từ 1 đến 8, góc
lệch pha giữa các véc tơ là 45
0
. Từ rãnh 9 đến rãnh 16 phân bố dới đôi cực thứ hai và
ta vẽ đợc hình sao s.đ.đ. thứ hai trùng với hình sao s.đ.đ. thứ nhất. Sở dĩ nh vậy vì
chúng có vị trí tơng đối giống nhau ở dới cực từ.

18
Hình 2-8. Hình tia (a) và đa giác s.đ.đ.(b) của dây quấn xếp đơn ở hình 1-14

= 45
0
1,9
5,13
7,15
3,11
2,10

6,14 8,16
4,12
a)
1,9
13,5
15,7
3,11

2,10
14,6
16,8
4,12

Vì tất cả các phần tử của dây quấn phần ứng đợc nối nối tiếp nhau sao cho cuối
phần tử trớc nối với đầu phần tử sau, nên s.đ.đ. sinh ra trong nó đợc cộng hình học
với nhau. Để thực hiện điều đó ta làm nh sau: từ cuối của véctơ 1 ta vẽ liên tiếp các
véctơ 2, 3, 4, Kết quả ta sẽ đợc đa giác s.đ.đ. Theo thí dụ trên ta thấy dây quấn này
có hai đa giác s.đ.đ. trùng nhau (hình 2-8b).
+

A
2

A
1

1 2 9 10
6 5
14 13
B
1

B
2
_
b)
Dùng đa giác s.đ.đ. có thể thấy rõ các vấn đề sau:
1. Nếu đa giác s.đ.đ. khép kín thì chứng tỏ tổng s.đ.đ. trong mạch vòng phần ứng

bằng 0 và trong điều kiện làm việc bình thờng không có dòng điện cân bằng.
2. Hình chiếu của đa giác s.đ.đ. 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, nên muốn cho s.đ.đ. lấy ra
ở hai đầu chổi than cực đại thì chổi than phải đặt ở các phần tử ứng với các véc tơ ở
đỉnh và đáy của đa giác. Khi rôto quay thì đa giác cũng quay, hình chiếu của đa giác
lên trục tung có thay đổi chút ít theo chu kỳ. Điều đó nói lên điện áp phần ứng lấy ra ở
chổi than có đập mạch.
Ngời ta đã chứng minh đợc rằng, nếu
p
G
2
càng lớn thì sự đập mạch của điện áp
càng ít. Khi
p
G
2
= 8 thì sự đập mạch đó đã khó nhận thấy và điện áp của máy phát đợc
coi nh không đổi.
3. Các véctơ s.đ.đ. của đa giác cũng có thể biểu thị cho cách nối tiếp các phần tử.
Do đó từ đa giác s.đ.đ. có thể thấy số đôi mạch nhánh a (cứ mỗi một đa giác tơng ứng
với một đôi mạch nhánh).
4. Những điểm trùng nhau trên đa giác là những điểm đẳng thế của dây quấn, có
thể nối dây cân bằng điện thế đợc, nh điểm 1- 9, 2-10, v.v

2-3. Dây quấn sóng đơn

2.3.1. Bớc dây quấn
Đặc điểm của dây quấn sóng là hai đầu của phần tử nối với hai phiến góp cách rất
xa nhau và hai phần tử nối tiếp nhau cũng cách xa nhau nên nhìn cách đấu gần giống
nh làn sóng (hình 2-3b).

Cách xác định bớc dây quấn y
1
giống nh đối với dây quấn xếp đơn, chỉ khác ở
y
G
. Khi chọn y
G
, trớc hết yêu cầu s.đ.đ. sinh ra trong hai phần tử nối tiếp nhau cùng
chiều, có nh vậy s.đ đ. mới có thể cộng số học với nhau đợc. Muốn thế thì hai phần
tử đó phải nằm dới các cực từ cùng cực tính, có vị trí tơng đối gần giống nhau trong
từ trờng, nghĩa là cách nhau một khoảng bằng hai bớc cực. Mặt khác các phần tử nối
tiếp nhau sau khi quấn vòng quanh bề mặt phần ứng phải trở về bên cạnh phần tử đầu
tiên để lại tiếp tục nối với các phần tử khác quấn vòng thứ hai. Nh vậy, nếu máy có p
đôi cực thì muốn cho các phần tử nối tiếp nhau đi một vòng bề mặt phần ứng, phải có p
phần tử. Hai phiến đổi chiều nối với hai đầu của phần tử cách nhau y
G
phiến, do đó
muốn cho khi quấn xong vòng thứ nhất đầu cuối của phần tử phải kề với đầu đầu của
phần tử đầu tiên thì số phiến đổi chiều mà các phần tử vợt qua phải bằng:
p.y
G
= G 1
và ta có:
p
G
y
G
1

= (2-9)

Nếu lấy dấu - ta có dây quấn trái, nếu lấy dấu + ta có dây quấn phải. Thờng
dùng dây quấn trái cho đỡ tốn đồng.
Theo định nghĩa của các bớc dây quấn ta có:
y = y
G
(2-10)
y
2
= y - y
1
(2-11)
Mặc dù hai phần tử nối tiếp nhau ở dới các cực từ cùng cực tính nhng vị trí tơng
đối trong từ trờng không hoàn toàn nh nhau, vì khoảng cách rãnh giữa hai phần tử đó
là:
y = y
G
=
pp
Z
p
Z
p
G
ntnt
1
1
1
=

=

trong khi đó khoảng cách giữa hai bớc cực tính bằng số rãnh lại là Z
nt
/p, do đó hai
cạnh tơng ứng của của hai phần tử nối tiếp nhau lệch nhau đi một góc bằng 1/p bớc
rãnh trong từ trờng. Đó là hiện tợng tất nhiên trong dây quấn sóng.
2.3.2. Giản đồ khai triển của dây quấn
Ví dụ có dây quấn sóng đơn với 2p = 4, G = S = Z
nt
= 15.
a. Bớc dây quấn

3
4
3
4
15
2
1
===

p
Z
y
nt
, (chọn dây quấn bớc ngắn).

7
2

1151
=

=

=
p
G
y
G
, (dây quấn trái).

19
y = y
G
= 7
y
2
= y - y
1
= 7 - 3 = 4.
b. Thứ tự nối các phần tử
L
ớ
p
trên 1 8 15 7 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1

20
L
ớp dới 4 11 3 10 2 9 1 8 15 7 14 6 13 5 12

c. Giản đồ khai triển dây quấn
Cách vẽ vị trí cực từ và chổi than
trong giản đồ khai triển giống nh ở
dây quấn xếp. Theo thứ tự nối các
phần tử ta thấy, phần tử 1 nối với phần
tử 8 rồi với phần tử 15, cách nhau 7
phần tử. Nhìn trên giản đồ khai triển
(hình 2-9) ta thấy, các cạnh tơng ứng
của các phần tử ấy đều nằm dới các
cực từ cùng cực tính, ví dụ cạnh thứ
nhất của các phần tử 1, 8, 15 đều nằm
dới cực S. Nhng sau khi nối đến
phần tử thứ 5 trở đi thì tất cả các cạnh
sẽ nằm ở dới cực N cho đến khi nối
thành mạch kín.
Nh vậy dù máy có bao nhiêu đôi

khép kín

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2
Chiều quay phần ứn
g
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
N
N
S

S
B
1
_
A
2
A
1
+ + _
B
2

+ _
C
D
Hình 2-9
Giản đồ khai triển dây quấn sóng đơn
cực thì quy luật nối dây của dây quấn này vẫn là: trớc hết nối nối tiếp tất cả các phần

tử ở dới các cực từ cùng cực tính lại sau đó nối các phần tử ở dới các cực từ có cực
tính khác cho đến khi hết.
d. Số đôi mạch nhánh
Có thể dùng đa giác s.đ.đ. để xác định nhanh chóng số đôi mạch nhánh của dây
quấn sóng đơn. Theo hình tia s.đ.đ, góc độ điện giữa hai phần tử kề nhau là:

0
00
48
15
360.2360.
===
S
p


Khi vẽ hình tia s.đ.đ. (hình 2-10a) ta thấy không có véctơ s.đ.đ. nào trùng nhau, do
đó ta chỉ đợc một đa giác s.đ.đ. (hình 2-10b). Vì chỉ có một đa giác s.đ.đ. nên chỉ có
một đôi mạch nhánh, ta có:
a = 1 (2-12)
Về lý luận ta thấy chỉ cần hai chổi than cũng đủ (vì chỉ có một đôi mạch nhánh)
nhng thờng vẫn đặt số chổi than bằng số cực từ. Làm nh vậy để phân bố dòng điện
trên nhiều chổi than hơn, kích thớc chổi than ngắn đi, giảm đợc chiều dài của vành
góp. Điều quan trọng là để đảm bảo tính đối xứng của cả hai mạch nhánh. Theo hình
2-10b ta thấy có năm phần tử bị ngắn mạch và khép kín qua chổi than (2, 5, 6, 9 và 13)
nên trong mỗi mạch nhánh chỉ còn lại năm phần tử, nghĩa là chúng đối xứng nhau.

21
H
ình
2
-10.
H
ình tia và đa
g
iác s.đ.đ của dâ
y

q
uấn són
g
đơn theo hình 1-
2
1
1

8
15
2
7

14
6
13

5
12
11


0
4
3
1
= 48
0
a)
9
9

6
13

5
1
8

15
7
14
12
4
2
+
A
2
5 6
A
1
12 13

b
)
2 1
-
9
11
3
10
B
2
B
1


2-4. Sức điện động cảm ứng trong dây
quấn máy điện một chiều (MĐMC)

Cho dòng điện kích thích vào dây quấn kích thích thì trong khe hở không khí sẽ
sinh ra từ thông. Khi phần ứng quay với một tốc độ nhất định nào đó thì trong dây quấn
phần ứng sẽ cảm ứng nên một s.đ.đ. S.đ.đ. đó phụ thuộc vào từ thông dới mỗi cực từ,
tốc độ quay của máy, số thanh dẫn của dây quấn và kiểu dây quấn.
Vì dây quấn gồm có 2a mạch nhánh ghép song song nên s.đ.đ. của dây quấn bằng
s.đ.đ. cảm ứng trên một mạch nhánh, nghĩa là bằng tổng s.đ.đ. của các thanh dẫn nối
tiếp trong mạch nhánh đó.
S.đ.đ. trung bình cảm ứng trong thanh dẫn có chiều dài tác dụng l, chuyển động với
tốc độ v trong từ trờng bằng:
e
tb
= B
tb
lv (2-13)
trong đó B
tb
là cảm ứng từ trung bình trong khe hở.
Do tốc độ quay v =
60
2
60
n
p
Dn


=
và
l

B
tb



=
,
trong đó: D - đờng kính ngoài phần ứng;
- bớc cực;
p - số đôi cực;
n - tốc độ quay phần ứng;

- từ thông khe hở dới mỗi cực từ.


Thay vào phơng trình (2-13), ta có:

60
2
n
pe
tb

=
(2-14)
Gọi N là tổng số thanh dẫn của dây quấn thì mỗi mạch nhánh song song sẽ có N/2a
thanh dẫn nối tiếp nhau, trong đó 2a là số mạch nhánh ghép song song, nh vậy s.đ.đ

22
của máy bằng:

S

n
M
B
tb
B


Chiều của E

,
i


nCn
a
pN
e
a
N
E
etb
u

===
602
,
, V (2-

15)
trong đó:
- tính bằng Wb ; n - tính bằng vg/ph.



a
pN
C
- hệ số phụ thuộc vào kết cấu
của máy và dây quấn.
e
60
=
Chiều của E

phụ thuộc vào chiều của từ thông


, chiều quay n và đợc xác định theo quy tắc bàn
tay phải (hình 2-11).
Sự phân tích trên dựa trên giả thiết dây quấn
bớc đủ, s.đ.đ. trên các thanh dẫn của phần tử đều
cộng số học với nhau. Nếu là bớc ngắn thì s.đ.đ.

Hình 2-11. Xác định s.đ.đ.
hần ứng và mômen điện từ
trong MFĐ1 chiều
p

của các thanh dẫn của một phần tử sẽ cộng véctơ nên s.đ.đ. của cả phần tử sẽ nhỏ hơn
so với phần tử bớc đủ và nh vậy s.đ.đ. phần ứng cũng nhỏ đi một ít. Nhng vì trong
máy điện một chiều không cho phép bớc ngắn nhiều nên ảnh hởng này ít và thờng
là không xét đến khi tính s.đ.đ.
Câu hỏi
1. Quy luật nối các phần tử của dây quấn xếp và sóng có những điểm nào khác
nhau? Quan hệ giữa số đôi mạch nhánh của chúnh nh thế nào?
2. Một máy 4 cực dây quấn xếp đơn đổi thành sóng đơn mà số thanh dẫn và những
điều kiện khác không thay đổi thì điện áp và dòng điện của máy sau khi thay đổi sẽ
nh thế nào? Công suất định mức của máy có thay đổi không ?
3. Tại sao trong giản đồ khai triển của dây quấn khi vị trí chổi than trùng với trục
cực từ thì s.đ.đ. lấy ra là lớn nhất ? Tại sao dây quấn bớc ngắn và bớc dài đều làm
cho s.đ.đ. nhỏ đi một ít so với bớc đủ?
Bài tập
1. Vẽ giản đồ khai triển của dây quấn xếp đơn quấn phải có các số liệu nh sau:
S = G = Z
nt
= 24, p = 3, u = 1, có lắp 1/3 tổng số dây cân bằng điện thế.
2. Một dây quấn sóng đơn quấn trái có số liệu sau: Z
nt
= 19, p = 2. Hỏi:
a) Các bớc dây quấn y
1
, y
2
, y và y
G
b) Vẽ giản đồ khai triển.
c) Vẽ hình tia và đa giác s.đ.đ.
d) Số đôi mạch nhánh song song.

Đáp số: a) y
1
= 4; y
2
= 5; y = y
G
= 9
d) a =1