GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 2 pps

11
CHƯƠNG II: DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN
XOAY CHIỀU
§ 2.1 ĐẠI CƯƠNG
Dây quấn máy điện xoay chiều có nhiệm vụ cảm ứng được sức điện động
(s.đ.đ) nhất đònh đồng thời cũng tham gia vào việc tạo nên từ trường cần thiết
cho sự biến đổi năng lượng điện từ trong máy.
Kết cấu của dây quấn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
+ Tiết kiệm dây quấn (phần đầu nối).
+ Bền về cơ, nhiệt, điện.
+ Chế tạo đơn giản, lắp ráp, sửa chữa dễ dàng.
Phân loại dây quấn:
+ Theo số pha: m = 1, 2, 3.
+ Theo số rãnh của một pha dưới mỗi bước cực q.
+ Theo lớp: 1 lớp, 2 lớp.
+ Theo hình dạng phần đầu nối: dây quấn đồng khuôn, đồng tâm, xếp, sóng
.v.v.v
Thường thì số rãnh của 1 pha dưới một cực q là số nguyên nhưng trong một
số trường hợp cần thiết q có thể là phân số. Dây quấn máy điện xoay chiều có
thể đặt trong rãnh thành 1 lớp hoặc 2 lớp và tương ứng là dây quấn 1 lớp và 2
lớp. Trong thực tế rất nhiều loại dây quấn, trong phần này ta đề cập đến 1, 2 loại
phổ biến thường gặp và mỗi loại chỉ nêu phương pháp phân tích và sơ đồ nối
dây.
§ 2.2. DÂY QUẤN 3 PHA CÓ Q LÀ SỐ NGUYÊN
1. Dây quấn 1 lớp:
Thường được dùng cho các động cơ điện có công suất < 7kW. Trong mỗi
rãnh chỉ đặt 1 cạnh tác dụng nên số bối dây S = Z/2.
Thí dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn kiểu đồng khuôn tập trung 1 lớp,
Z = 24, 2p = 4.
• Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn 1 lớp với q là số nguyên:

- Xác đònh góc độ điện giữa 2 rãnh liên tiếp:
0
00
30
24
3602
Z
360p
===α

đ

Nên cạnh tác dụng từ 1 đến 12 dưới đôi cực thứ nhất làm thành hình sao
s.đ.đ có 12 tia như hình 2 -1a. Do vò trí các cạnh 13 đến 24 dưới đôi cực thứ 2
hoàn toàn giống vò trí của các cạnh 1 đến 12 dưới đôi cực thứ nhất nên s.đ.đ của
chúng được biểu thò bằng hình sao s.đ.đ trùng với hình sao s.đ.đ thứ nhất.
- Số rãnh của 1 pha dưới 1 cực:
2
232
24
mp2
Z
q
===



12
- Số phần tử dây quấn:
12

2
24
2
Z
S
===
-
Số phần tử dây quấn trong một pha:
4
3
12
m
S
S
fa
===

- Số nhóm bối dây trong một pha:
2
23
12
mq
S
n
===
.

So sánh với số đôi cực 2p ta suy ra dây quấn đấu cực giả.
- Pha A cách pha B là 120
0
điện tương đương với:
4
30
120120
0
00
==
α
đ
rãnh.
- Bước dây quấn
.6y =τ=
- Giản đồ khai triển dây quấn:

H
ình 2.1 Hình sao sức điện động 12 tia

13




2. Dây quấn 2 lớp:
Là loại dây quấn mà trong mỗi
rãnh đặt 2 cạnh tác dụng, nên số phần
tử bằng số rãnh của lõi thép
⇒S = Z.

so với dây quấn 1 lớp dây quấn 2 lớp
có những ưu điểm sau:
- Loại này có thể thực hiện được
bước ngắn làm giảm sức điện động
bậc cao, cải thiện được dạng sóng sức
điện động, đặc tính làm việc của máy
tốt hơn.
- Đầu nối của các bối dây chắc
chắn, gọn, ít choán chỗ, tránh được
phần đầu nối chạm vào nắp máy.
Tuy nhiên việc lồng dây cũng như sửa chữa gặp nhiều khó khăn hơn trong dây
quấn 1 lớp.
Có 2 kiểu dây quấn: Quấn xếp và quấn sóng, đa số dùng dây quấn xếp.
Dây quấn sóng chỉ dùng với rotor dây quấn của động cơ điện không đồng bộ.
a) Dây quấn xếp:
Thí dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp 3 pha, 2 lớp với Z = 24, 2p = 4.
• Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn xếp 3 pha 2 lớp với q là số nguyên:
1. Vẽ hình tia sức điện động.
H
ình 2.2 Sơ đồ khai
t
riển dây quấn 3 pha 1 lớp đồng
khuôn tập trung với Z = 24; 2p = 4; q = 2.
H
ình 2.3 Hình tia sức điện động

14

0
00

30
24
3602
Z
360p
===α

đ

p2
Z
=τ : bước cực
τ
=β
y
: hệ số rút ngắn bước dây
y: bước dây
- Số rãnh của 1 pha dưới 1 bước cực:
2
232
24
mp2
Z
q
===


- Số phần tử dây quấn: S = Z = 24
- Số phần tử trong 1 pha:
8

3
24
m
S
S
pha
===
- Số nhóm bối dây trong 1 pha:

n = 2p
⇒ đấu cực thật (c – c, đ - đ)
2. Bước dây quấn: Quấn bước ngắn
6
5
65y
5y
==
β
=τ⇒=τβ=
.
.

AA ZZ BB XX CC yy AA ZZ BB XX CC yy
A ZZ BB XX CC yy AA ZZ BB XX CC yy A

Cách vẽ:

Đầu tiên ta phân bố cuộn dây theo vùng pha với q = 2 cho mỗi
vùng. Nếu rãnh 1 và 2 thuộc vùng pha A thì vùng pha B phải đặt ở rãnh 5, 6 vì
pha B cần phải dòch chuyển so với pha A là 120
0
tức 4 rãnh (1 + 4 = 5, 2 + 4 = 6).
4
2.3
24
.
===
qm
S
n
H
ình 2.4 Dây quấn xếp 2 lớp với Z = 24, 2p = 2, q = 5, β =5/6.

15
Pha C cũng dòch chuyển tương đối với pha B và chiếm các rãnh (5 + 4 = 9, 6 + 4
= 10). Còn khoảng rãnh từ 13…24 cũng được phân bố xen kẽ các pha A, B, C với
cùng 1 quy luật như vậy (pha A: 13, 14, pha B: 17, 18, pha C: 21, 22). Như vậy
một nửa vùng pha và lớp trên đã được phân bố, còn các vùng pha khác cũng
được phân bố theo các pha A, B, C và được kí hiệu tương ứng X, Y, Z. Lúc này
vùng X thuộc pha A dòch chuyển so với vùng A là t = 6 tức là ở các rãnh (1 + 6 =
7, 2 + 6 = 8, 13 + 6 = 19, 14 + 6 = 20). Tương tự vùng Y thuộc pha B ở các rãnh
(5 + 6 = 11, 6 + 6 = 12, 17 + 6 = 23, 18 + 6 = 24). Còn vùng Z thuộc pha C ở các
rãnh (9 – 6 = 3, 10 – 6 = 4, 21 – 6 = 15, 22 – 6 = 16). Sự khác nhau ở các vùng
pha A, B, C và X, Y, Z là sức điện động ở các cạnh tương ứng của nó.

b) Dây quấn sóng:
Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn sóng hai lớp:
Bước 1: Lấy số liệu Z, 2p. Suy ra
τ
và kiểm tra lại các điều kiện Z và
τ
.
Bước 2: Chọn bước quấn dây tổng hợp y

p
bZ
y
)(
±
=

 Khi Z = np (n là số nguyên) chọn b = 0. Trường hợp này tương ứng với Z
là bội số của p.

 Khi số cạnh tác dụng trong rãnh là 2 hay là bội số của 2 (4, 6, 8,…) ta
thường chọn b = 1.
 Khi trong một rãnh chỉ có một cạnh tác dụng, ta chọn b = 2.
Bước 3: Gọi N là tổng số cạnh tác dụng của bộ dây quấn.
¾ Nếu (N/6) là số chẵn thì một nhánh trong một pha có (N/6) cạnh tác dụng.
¾ Nếu (N/6) là số lẻ thì một nhánh trong một pha có (
1
6
−
N
) cạnh tác dụng,
nhánh còn lại có (
1
6
+
N
) cạnh tác dụng.
Bước 4: Lập bảng số xác đònh cách quấn dây, bảng số thiết lập như sau:
• Chia bảng dây quấn thành 2p cột.
• Lần lượt ghi lớp trên, lớp dưới, lớp trên, lớp dưới, … vào đầu mỗi cột biểu
thò cho cạnh tác dụng trên và dưới của mỗi bối dây. Sau đó, ghi số thứ tự
rãnh vào mỗi ô. Gọi y
1
là bước bối dây và bước y
2
tính như sau:
y
2
= y – y
1

.
Ta ghi số sau cách số trước một bước y
1
, rồi y
2
.
• Mỗi khi ghi hết một dòng, trước khi viết ô đầu của dòng tiếp theo, ta xem
mạch có bò khép kín sớm hay không. Nếu có sự khép kín mạch sớm thì
phải tăng hay giảm bước y
2
một đơn vò.
• Nếu sơ đồ quấn dùng cho stator thì phải tiến hành biện pháp vừa nêu bình
thường ở trên, ngược lại nếu dây quấn dùng cho rotor ta phải chú ý cách
đặt đầu dây vào mỗi pha ở các số rãnh 1;
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
3
Z
1
; và
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝

⎛
+
3
Z2
1
vào vò trí ô
thích hợp đứng đầu mỗi nhánh (trừ trường hợp 2p là bội số của 3).

16
2
p
cột
CH: Chuyển hướng
• Lập bảng số qui đònh đầu dây, suy ra số thanh nối chuyển hướng trong
mỗi pha.
Bước 5: Thực hiện sơ đồ khai triển dây quấn. Nên vẽ các thanh chuyển hướng và
các đầu vào ra của mỗi nhóm bối trước tiên.
Hình dạng của bảng số xác đònh các nhóm của các pha được mô tả trong
hình vẽ sau.
Bảng xác đònh cách đấu các pha:
Lớp trên Lớp dưới Lớp trên Lớp dưới … Lớp trên Lớp dưới

Tổng số hàng của bảng xác đònh cách đấu cho bối dây gồm
p
UZ
r
2
.
hàng, với
U
r
: là số cạnh tác dụng trong một rãnh.
Chú ý: Cũng như dây quấn xếp, dây quấn sóng bước ngắn cũng làm cho đặc tính
điện của máy tốt hơn.
Thí dụ: Dây quấn sóng 3 pha, 2 lớp có Z = 24, 2p = 4.
Bước tổng hợp:

12
2
24
p
Z
y ===
Chọn bước bối dây y
1
là bước ngắn, với y

1
= 5
Bước dây y
2
= 12 – 5 = 7.
Số rãnh của 1 pha dưới 1 cực:
2
43
24
mp2
Z
q ===
.

Số phần tử S = Z =24.
 Bảng xác đònh cách đấu các pha:
Bảng có 4 cột tương ứng với 4 cực. Số hàng =
12
4
2.24
= (hàng)
+(y
2
+ 1)
Đầu
Nhóm bối dây Pha
Vào Ra CH

A

C


B


A



17



Nhoùm 1
Pha A.
Nhoùm 2.
Pha C.
Nhoùm 3
Pha B
Nhoùm 4
Pha A
Nhoùm 5
Pha C
Nhoùm 6
Pha B

Lôùp treân Lôùp döôùi Lôùp treân Lôùp döôùi
1 +y
1


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

}
}
}
}
}
}
H
ình 2.5 Daây quaán soùng 2 lôùp vôùi Z = 24, 2p = 4, q = 2,
6/5=
β

18
§ 2.3. DÂY QUẤN 3 PHA CÓ Q LÀ PHÂN SỐ

Ta có 2 phương pháp bố trí dây quấn (khi q là phân số) đó là phương pháp
bố trí theo Clement và phương pháp bố trí theo Py
δ
o.
 Đối với phương pháp Clement, ta có thể bố trí dây quấn theo dạng 1 lớp
hay 2 lớp. Tuy nhiên dạng 2 lớp chỉ là biến dạng suy ra từ kết cấu 1 lớp.
Và phương pháp Clement sẽ không sử dụng được stator hay rotor có số
rãnh lẻ, vì lúc đó dây quấn 1 lớp không bố trí được nên cũng không tìm ra
được dạng dây quấn 2 lớp.
 Phương pháp bố trí theo Py
δ
o chỉ thích hợp cho dây quấn 2 lớp với Z chẳn
hay lẻ đều được.
Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn 1 lớp, q phân số theo Clement:
Bước 1:
Xác đònh Z. 2p, sau đó tính ra:

đ
,,
α
τ
q .
Viết q dưới dạng sau:

d
c
bq
+=
Trong đó b, c, d là số nguyên (c < d và c/d là phân số tối giản không rút gọn
được).
Bước 2: Lập bảng số xác đònh phân bố rãnh cho 3 pha.
• Bảng số thành lập gồm 3 cột (tương ứng 3 pha A, B, C) số hàng của bảng
luôn luôn bằng 2p.
• Sau khi kẻ xong bảng, ta điền các giá trò vào các ô chứa trong bảng (tổng
số ô trong bảng là 6p ô).

Giá trò của mỗi ô xác đònh như sau:
Nếu 50
d
c
,<
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛

: ta ghi giá trò b cho mỗi ô trong bảng.
Nếu 50
d
c
,>
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
: ta ghi giá trò (b + 1) cho mỗi ô trong bảng.
Nếu
50
d
c
,=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
: ta ghi giá trò b hay (b + 1) cho mỗi ô trong bảng.
Bước 3: Bảng số thành lập trong bước 2 là bảng phân bố rãnh cho mỗi pha trên
mỗi khoảng bước cực. Nếu cộng tổng số các giá trò ghi cho các ô trong bảng, giá
trò này có thể:
 Nhỏ hơn tổng số rãnh thực Z của động cơ, nếu mỗi ô ghi giá trò b.
 Lớn hơn tổng số rãnh Z của động cơ, nếu mỗi ô ghi giá trò (b + 1).
Như vậy trong bước 3 ta điều chỉnh các giá trò ghi theo bảng 2 để có phân

bố rãnh đúng theo tổng số rãnh thực Z đang có trên stator.
Phương pháp tăng hay giảm số rãnh phân bố trong bảng phân bố rãnh ở
bước 2 được thực hiện như sau:

19
¾ Từ ô đầu tiên ta đánh dấu *, sau đó bắt đầu đếm từ trái sang phải, từ trên
xuống dưới một khoảng cách bằng đúng số cực 2p, dừng lại tại ô nào
đánh tại ô đó; tiếp tục thực hiện phép đánh dấu bằng phương pháp này
cho đến khi về đúng ô mở đầu.
¾ Trên cùng một cột ngay hàng bên dưới của các ô vừa được đánh dấu, ta
đánh dấu tiếp. Thông thường, với phương pháp trên mỗi lần đánh dấu trên
bảng ta có 6 hay bội số của 6 ô được đánh dấu.
¾ Tại các ô đã đánh dấu ta điều chỉnh giá trò ghi trong mỗi ô theo qui tắc
sau:
o Nếu trò số ghi trong ô là b ta chỉnh thành (b + 1).
o Nếu trò số ghi trong ô là (b + 1) ta chỉnh thành b.
Bước 4: Căn cứ theo giá trò trong bảng phân bố theo Clement vừa hiệu chỉnh ta
xác đònh phân bố rãnh cho mỗi pha trên mỗi bước cực.
Sau đó, tuỳ theo dạng sơ đồ dây quấn 1 lớp muốn thực hiện ta vẽ sơ đồ
(phương pháp vẽ sơ đồ lúc này thực hiện tương tự như đã thực hiện ở dây quấn 1
lớp q nguyên).
Thí dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn cho động cơ 3 pha có Z = 30, 2p = 4.
Ta có:
57
4
30
p2
Z
,===τ

2
1
2
2
5
34
30
pm2
Z
q +====
.

Vậy b = 2, c = 1, d = 1.
Lập bảng phân bố:













A C B
2
*

2 2
2
*
2
*
2
2 2
*
2
*
2 2 2
*
A C B
3

2 2
3

3

2
2 3

3

2 2 3


20
Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn theo Py

δ
o.
Bước 1: Xác đònh Z, 2p, sau đó tính ra:
đ
,,
α
τ
q .
Viết q dưới dạng sau:

d
c
bq +=






Trong đó b, c, d là số nguyên (c < d và c/d là phân số tối giản).
Bước 2: Căn cứ các giá trò b, c, d ta lập nhóm số thứ tự theo qui tắc sau:
Viết con số có giá trò bằng (b + 1) thành c lần.
Viết con số có giá trò bằng b thành (d - c) lần.
Sau đó, tính tổng các số hạng của nhóm số thứ tự vừa lập, một cách tổng
quát ta xác đònh như sau:

bcbdcbccdbc1b −++=−++=
⎟
⎟
⎠

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
)()(
tự thứ sốnhóm của
hạngsố các Tổng

Xác đònh tỉ số M được đònh nghóa là:

b
dc
Z
M
+
=

Vì
d
cbd
d
c
bq
+
=+=

Hay qd = bd + c
Vậy
d

p23
p2
Z
d
Z3
3
d
Z
qd
Z
M
.
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
τ
==

H
ình 2.6 Dây quấn 1 lớp đồng khuôn tập trung, đầu vào 2
pha liên tiếp lệch
0
120
(
Z = 30
;
2
p
= 4
;
Phân bố theo Clement
)
.


21
Theo Py
δ o, M chính là số lần viết lập lại nhóm số thứ tự và chuỗi số tuần
hoàn tìm được bằng cách viết M lần nhóm số thứ tự xác đònh xác đònh phân bố
rãnh cho mỗi pha dây quấn trên stator.
Bước 3: Chọn y và theo phân bố rãnh đònh ở bước 2 ta vẽ sơ đồ dây quấn 2 lớp.
Thí dụ: Dây quấn 3 pha với q là phân số, Z = 15, 2p = 4.
4
1
1
12
15

mp2
Z
q +===

Tức là b = 1, c = 1 và d = 4 và q = bd + c = 4 + 1 = 5 là số rãnh đương lượng
(đẳng trò) của 1 pha dưới 1 cực.





Bước cực 1:



Bước cực 2:



Bước cực 3:



Bước cực 4:



- Bước cực:
)().(.
4

3
3
4
1
13qm +=+==τ
(tính bằng số rãnh)
Chúng ta có thể lấy bước rãnh y = 3.
Khi đó:
80
5
4
4
3
3
3y
,==
+
=
τ
=β

Trong trường hợp này ta có d = 4 nhóm bối dây phân bố trên 4 cực, phải có
d - c = 4 - 1 = 3 nhóm có b = 1 bối dây, phải có c = 1 nhóm có b + 1 = 1 + 1 = 2
bối dây.

0
48
15
3602
Z

360p
===α

đ


Rãnh 1 2 3 4
Pha A A C B
Rãnh 5 6 7 8
Pha A C C B
Rãnh 9 10 11 12
Pha A C B B
Rãnh 13 14 15
Pha A C B
H
ình 2.7 Dây quấn 3 pha 2 lớp
với Z = 15, 2p = 4,
4
1
1q +=
,
phân bố theo py
δ o

22
§ 2.4. DÂY QUẤN NGẮN MẠCH KIỂU LỒNG SÓC

Dây quấn ngắn mạch kiểu lồng sóc được tạo bởi các thanh dẫn bằng đồng
đặt trong rãnh, 2 đầu hàn với 2 đầu ngắn mạch cũng bằng đồng. Các thanh dẫn
và vòng ngắn mạch nói trên cũng có thể được đúc bằng nhôm.

Sức điện động của các thanh dẫn kế tiếp lệch pha 1 góc pha
z
p2
đ
π
=α và
có thể biểu thò thành hình sao sức điện động có z/t vector, trong đó t là ước số
chung lớn nhất của z và p. Ở trường hợp dây quấn lồng sóc mỗi vector sức điện
động ứng với 1 pha và như vậy số pha
t
Z
m =
và nếu có t hình sao sức điện động
trùng nhau thì mỗi pha có t thanh dẫn ghép song song. Trên thực tế, lúc tính để
đơn giản thường xem như mỗi thanh dẫn ứng với 1 pha và như vậy m = z, số
vòng dây của 1 pha w = 1/2 và các hệ số bước ngắn, hệ số quấn rải đối với tất cả
các sóng điều hoà k
nv
= k
rv
= 1.
Sơ đồ mạch điện của dây
quấn lồng sóc như hình 2-8a.
Trong đó:
+ r
t
là điện trở thanh dẫn.
+ r
v
là điện trở từng đoạn

giữa 2 thanh dẫn của vành ngắn
mạch.
Để xem dây quấn m pha đấu
hình sao và bò nối ngắn mạch, ta
thay thế mạch điện thực nói trên
bằng mạch điện tương đương
(hình 2-8b) dựa trên cơ sở tổn hao
trên điện trở của 2 mạch điện đó
phải bằng nhau.
Đối với 1 nút bất kỳ, thí dụ nút 2 ta có:
i
t2
= i
v23
– i
v12
Do dòng điện trong các đoạn chia của vành ngắn mạch cũng
lệch pha nhau góc
α như trên hình (2-9) nên:
z
p
l2
2
l2l
vvt
π
=
α
= sinsin

và
z
p
2
l
l
t
v
π
=
sin

Vì tổn hao trên điện trở của mạch
điện thực và mạch điện thay thế của cuộn dây phải bằng nhau, nghóa là:
rZlrZl2rZl
2
tv
2
vt
2
t
=+

H
ình 2.8 Sơ đồ mạch điện thực (a) và
tương đương (b).
H
ình 2.9 Quan hệ dòng điện trong
thanh dẫn và dòng điện trong vòng
é

23
nên kết hợp với l
v
suy ra được điện trở mỗi pha
của dây quấn:

z
p
2
r
rr
2
v
t
π
+=
sin







§ 2.5. CÁCH THỰC HIỆN DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU
Dây quấn máy điện xoay chiều được đặt trên các rãnh trên stator hoặc rotor. Các
rãnh này có thể có miệng rãnh nửa kín, nửa hở và hở như trên hình 2.9.
Rãnh nửa kín thường được dùng cho dây quấn stator của máy công suất
tới 100kW và điện áp đến 650V. Cách điện rãnh thường dày khoảng

(0,35
÷
0,65)mm và gồm những phần tử nhiều vòng tiết diện tròn với đường kính
(2,2
÷2,5)mm. Khi lồng dây phải cho từng một hoặc hai vòng dây qua miệng
rãnh. Rãnh nửa hở thường được dùng cho các máy có công suất lớn từ (300
÷

400)kW ở tốc độ 1500vg/ph và đến 650V. Ở
trường hợp này, bối dây (hay phần tử) được chia
làm 2 nửa bối theo chiều rộng của rãnh, các nửa
bối đó gồm nhiều vòng dây tiết diện chữ nhật
quấn theo khuôn đònh hình. Các nửa bối dây
được bọc vải và khi lồng dây cho cả nửa bối
qua miệng rãnh. Rãnh hở thường dùng với các
loại máy có công suất lớn, điện áp cao. Trong
trường hợp này dây quấn được chế tạo từ dây
dẫn có tiết diện hình chữ nhật và các bối được
cách điện trước khi đặt vào rãnh.

Sau khi lồng dây vào rãnh, miệng rãnh được nêm kín bằng các thanh nêm
bằng vật liệu cách điện như tre, gỗ đã được xử lý
H
ình 2.10 Rãnh nửa kín (a),
rãnh nửa hở (b) và rãnh hở
của máy điện xoay chiều.
H
ình 2.11 Cố đònh phần đầu
nối của dây quấn rotor.
1. Vòng thép

2. Vành ép thép.
3.
B
ulon
g

24
gêtinắc, textôlit,… và như vậy tác dụng của bối dây được ép chặt trong rãnh.
Nếu dây quấn được đặt ở rotor thì phần đầu nối của nó được đai chặt bằng dây
thép để tránh bò tung ra do lực li tâm khi rotor quay. Ở các máy điện công suất
lớn, để tránh các lực điện từ rất mạnh lúc xảy ra ngắn mạch làm hỏng phần đầu
nối dây quấn Stator, bộ phận này được buộc chặt vào các vòng thép có bulông
bắt vào thân máy như hình (2-11).
§ 2.6. DÂY QUẤN 1 PHA.
1. Khái niệm
Trong phần ứng stator động cơ 1 hay 2 pha, ta thường bố trí hai dây quấn
lệch pha không gian 90
0
, và tạo dòng điện qua 2 bộ dây này lệch pha thời gian
90
0
(hay gần 90
0
) để tạo ra một từ trường quay tròn khởi động cho động cơ.
Nếu pha phụ được cắt khỏi nguồn điện khi tốc độ quay rotor đạt được khoảng
75% tốc độ đồng bộ, động cơ ở dạng 1 pha.
Tương tự như dây quấn stator động cơ 3 pha, dây quấn stator động cơ 1 pha
cũng được phân loại thành các dạng:
o Dây quấn 1 lớp đồng khuôn hay đồng tâm.
o Dây quấn 2 lớp.

o Dây quấn sin; hình dạng nhóm bối dây quấn sin giống như nhóm bối dây
đồng tâm, nhưng số vòng của mỗi bối trong nhóm bối dây quấn sin không
bằng nhau (chênh lệch số vòng giữa mỗi bối dây quấn sin trong 1 nhóm
tuân theo 1 tỉ lệ đònh trước).
Đặc điểm của dây quấn động cơ 1 pha thường không có dạng q phân số như
trong dây quấn động cơ 3 pha. Do đó, tổng số rãnh stator phải phân bố theo tỉ lệ
đònh trước cho pha chính và pha phụ.
Thông thường, nếu gọi Q
A
: Tổng số rãnh phân bố cho pha chính.
Q
B
: Tổng số rãnh phân bố cho pha phụ.
Ta có tỉ lệ phân bố như sau:
 Q
A
= 3Q
B

 Q
A
= 2Q
B

 Q
A
= Q
B

Phân bố tỉ lệ này chỉ dùng cho trường hợp dây quấn ở dạng 1 lớp hay 2 lớp.

 Các công thức và kí hiệu hay dùng cho dây quấn 1 lớp hay 2 lớp:
Gọi q
A
: Số rãnh phân bố cho pha chính trên một bước cực từ.
q
B
: Số rãnh phân bố cho pha phụ trên một bước cực từ.
Với các đònh nghóa trên, ta có quan hệ sau:
Q
A
+ Q
B
= Z (2-1)
p2
Q
q
A
A
= (2-2)
p2
Q
q
B
B
= (2-3)

25
τ
=+
BA

qq
(2-4)
Tuỳ theo loại động cơ 1 pha hay 2 pha, khi dùng dây quấn 1 hay 2 lớp ta có
thể chọn phân bố:
 Q
A
= 2Q
B
hay Q
A
= Q
B
khi động cơ ở dạng 2 pha dùng tụ thường trực.
 Q
A
= 3Q
B
hay Q
A
= 2Q
B
khi động cơ ở dạng 1 pha dùng pha phụ khởi động
hay dùng tụ khởi động.
Tuy nhiên, với 1 kết cấu stator, tương ứng với 1 số rãnh stator Z có trước và
với 1 giá trò 2p yêu cầu ta không thể chọn một trong các phân bố trên tuỳ ý mà
phải có điều kiện để cho q
A
và q
B
không phải ở dạng phân số.

Các yêu cầu điều kiện được xác đònh như sau:
 Điều kiện sử dụng phân bố Q
A
= Q
B
:
Muốn dùng phân bố
2
Z
QQ
BA
== cho dây quấn stator, ta cần có q
A
và q
B
là các
số nguyên.
Khi
2. của số bộilà nguyên τ⇔
τ
==
2
qq
BA

Tóm lại:

Muốn sử dụng phân bố Q
A
= Q

B
ta cần có điều kiện
τ
là bội số của 2.

 Điều kiện sử dụng phân bố Q
A
= 2Q
B
:
Khi
3
Z
3
Z2
Q2Q
BA
===
BA
Q và Q có ta
Muốn q
A
và q
B
là các số nguyên
3 của số bộilà
nguyên q và nguyên
B
τ⇔
τ

=
τ
=⇔
33
2
q
A

Tóm lại:

Muốn sử dụng phân bố Q
A
= 2Q
B
ta cần có điều kiện
τ
là bội số của 3.

Tương tự, khi xét phân bố Q
A
= 3Q
B
, ta suy ra điều kiện như sau:

Muốn sử dụng phân bố Q
A
= 3Q
B
ta cần có điều kiện
τ

là bội số của 4.
2. Trình tự xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn 1 lớp:
Tương tự như ở trường hợp động cơ 3 pha, ta cũng tiến hành tuần tự theo
các bước sau đây:
Bước 1: Xác đònh Z và 2p, sau đó tính ra các giá trò
τ
và
đ
α
, ta có:

τ
=α=τ
0
180
p2
Z
đ
và
Tuỳ theo
τ
là bội số của 2, 3 hay 4, chọn phân bố rãnh cho pha chính và
pha phụ. Tính q
A
và q
B
.

26
Bước 2: Phân bố rãnh cho pha chính và pha phụ theo

τ
, q
A
và q
B
.
(phương pháp thực hiện tương tự như trong trường hợp động cơ 3 pha).
Bước 3: Tuỳ theo dạng dây quấn cần vẽ, ta tạo đầu nối cho các nhóm bối dây, vẽ
cho pha chính rồi pha phụ.
Một điều khác biệt cho dây quấn của động cơ 3 pha so với 1 pha là đầu vào
pha phụ so với pha chính không cần lệch pha 90
0
điện. Việc xét lệch pha không
gian giữa pha chính và pha phụ được xét theo phương pháp khác.
Thí dụ1: Xây dựng các sơ đồ khai triển dây quấn 1 lớp cho stator động cơ 1 pha
có Z = 36 và 2p = 4.
Giải:
Bước 1: Với Z = 36 và 2p = 4, ta tính được:
• Bước cực
τ = 9rãnh/bướccực, vậy
τ
có giá trò lẻ và là bội số của 3, do đó
chỉ có thể dùng phân bố Q
A
= 2Q
B
.
Vậy
phụ.pharãnh
chính. pharãnh

12Z
3
1
Q
24Z
3
2
Q
B
A
==
==

• Số rãnh phân bố cho pha chính trên 1 bước cực q
A
= 6rãnh/pha chính/bước
cực.
Số rãnh phân bố cho pha phụ trên 1 bước cực q
B
= 3rãnh/pha phụ/bước
cực.
• Góc lệch điện giữa 2 rãnh liên tiếp điện.
đ
0
20
180
=
τ
=α
Bước 2: Phân bố rãnh cho pha chính và pha phụ.

Căn cứ theo các giá trò
τ
, q
A
và q
B
ta phân bố rãnh cho stator dây quấn 1
lớp như sau (hình 2-12).
Bước 3: Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn 1 lớp.
p dụng phép vẽ đầu nối tạo các nhóm bối dây như trong trường hợp dây
quấn stator động cơ 3 pha, ta có:



H
ình 2.12 Phân bố rãnh cho pha chính và pha phụ
Z = 36, 2p = 4, Q
A
= 2Q
B


27

Trong hình 2.13, dây quấn 1 lớp dạng đồng khuôn phân tán đơn giản.
Trong đó, ta kí hiệu các đầu pha chính là A, X và pha phụ là B, Y.

3. Trình tự xây dựng sơ đồ dây quấn 2 lớp:
Bước 1: Xác đònh các tham số Z và 2p. Từ đó tính các tham số:
a. Bước cực từ
τ , căn cứ theo giá trò chẵn hay lẻ của τ chọn phân bố
rãnh cho pha chính và pha phụ. Tính Q
A
, Q
B
suy ra q
A
và q
B
.
b. Chọn bước bối dây y, với
)(
min
1yy
−
τ
≤
≤

Trong đó
τ=
3
2
y
min

 Tính

đ
α : Góc lệch điện giữa 2 rãnh liên tiếp.
Bước 2:
 Căn cứ theo
τ , q
A
, q
B
ta xác đònh phân bố rãnh cho pha chính và pha phụ.
 Phân bố này xác đònh vò trí cho các cạnh tác dụng trên của các bối dây
trong dây quấn 2 lớp.
Bước 3:
 Tuỳ theo giá trò y ta vẽ lần lượt từng nhóm bối dây cho pha chính và pha
phụ.
 Vẽ hoàn chỉnh pha chính rồi pha phụ.
 Kiểm tra cực tính tạo bởi bộ dây và góc lệch pha vò trí cho 2 pha chính và
phụ.
Thí dụ 2: Vẽ sơ đồ dây quấn 2 lớp cho stator động cơ 1 pha có Z = 36 và 2p = 4.
Giải:
Bước 1: Với Z = 36 và 2p = 4, ta tính được:
Bước cực
τ = 9rãnh/bướccực, vậy
τ
có giá trò lẻ và là bội số của 3, do đó chỉ có
thể dùng phân bố Q
A
= 2Q
B
.
H

ình 2.13 Sơ đồ khai triển dây quấn 1 lớp, dạng đồng
khuôn phân tán đơn giản Q
A
= 2Q
B
, Z = 36, 2p = 4.

28
Vậy
phụ.pharãnh
chính. pharãnh
12Z
3
1
Q
24Z
3
2
Q
B
A
==
==

Số rãnh phân bố cho pha chính trên 1 bước cực q
A
= 6rãnh/pha chính/bước cực.
Số rãnh phân bố cho pha phụ trên 1 bước cực q
B
= 3rãnh/pha phụ/bước cực.

Góc lệch điện giữa 2 rãnh liên tiếp
điện.
đ
0
20
180
=
τ
=α
Bước 2: Phân bố rãnh cho pha chính và pha phụ.
Trong đó
rãnh
min
69
3
2
3
2
y ==τ=

τ - 1 = 9 – 1 = 8 rãnh.
Vậy bước bối dây y chọn trong khoảng
.8y6
≤
≤

Giả sử ta chọn y = 7 rãnh.
Bước 3: Ta có sơ đồ khai triển dây quấn 2 lớp theo hình 2.14.

Câu hỏi:
1. Nguyên tắc quấn dây của dây quấn 3 pha 1 lớp và 2 lớp với q là số
nguyên?
2. Nguyên tắc quấn dây của dây quấn 3 pha 2 lớp với q là phân số? Ý nghóa
của dây quấn này đối với việc cải thiện dạng sóng sức điện động của dây
quấn stator? Phạm vi ứng dụng của nó?
3. Vì sao dây quấn 1 pha chỉ đặt trong 2/3 số rãnh của các cực?
Bài tập:
2.1. Dây quấn 3 pha của máy điện xoay chiều có các số liệu sau: z = 24, 2p
= 2, q = 4. Vẽ giản đồ khai triển dây quấn đồng khuôn phân tán đơn giản.
2.2. Vẽ giản đồ khai triển dây quấn xếp 3 pha 2 lớp với các số liệu sau: z = 36,
H
ình 2.14 Sơ đồ dây quấn 2 lớp, y =7, Z = 36, 2p = 4, Q
A
= 2Q
B
.

29
2p = 4,
β
= 7/9.
2.3. Vẽ giản đồ khai triển của dây quấn sóng 3 pha 2 lớp với các số liệu sau:
Z = 36, 2p = 4