cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ

1
1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
1.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ:









1.1.1 Phần tĩnh Stato :










1.1.2 Phần động Rôto
:
- Lõi thép: Cũng đợc ghép bằng các lá thép Kỹ thuật điện, có sẻ rãnh ở bên ngoài để
đặt dây quấn Rôto.
- Dây quấn:
Động cơ có cuộn dây Rôto nối ngắn mạch gọi là động cơ không đồng bộ Rôto ngắn

mạch hay Rôto lồng sóc vì có dạng nh lồng sóc.
Đối với loại Rôto dây quấn, cuộn dây Rôto nối hình Sao (Y), còn 3 đầu đợc nối
đến 3 vòng góp cố định trên trục, đợc cách điện với trục và gọi là 3 Vành trợt. Có
3 Chổi than tiếp xúc với 3 vành trợt này để nối ra ngoài; Ngời ta có thể nối nối
tiếp dây quấn Rôto với các điện trở phụ để mở máy hoặc điều chỉnh tốc độ
.






Độn
g
cơ Rôto lồn
g
sóc đợc
dùn
g

p
hổ biến nhất, lồn
g
sóc đợc
đúc bằn
g
Đồn
g
hoặc Nhôm có dạn
g

nh hình vẽ.
Hộp nối dây
Lõi thép Stato
Dâ
y

q
uấn Stato
Vòng bi
Tr
ụ
c
Vòng ngắn mạch
Rôto
Quạt
g
ió
Cầu nối dâ
y
-
L
õi thép Stato: Đợc
g
hé
p
bằn
g
các lá
thé
p

K
ỹ
thuật điện hình vành khăn, có xẻ
rãnh ở bên tron
g
để đặt dâ
y

q
uấn Stato.
Trờn
g
hợ
p
má
y
có côn
g
suất lớn, kích
thớc lõi thé
p
lớn thì lõi thé
p
sẽ đợc
g
hé
p
từ nhiều lá thép hình rẻ quạt nh hình vẽ.
- Dây quấn Stato: Là dâ
y

điện từ, có thể l
à
dâ
y
Đồn
g
hoặc Nhôm, đợc
q
uấn thành các
Bối dây, Tổ bối dây; Tùy theo cuộn dâ
y

q
uấn
Stato là 1fa ha
y
3fa mà ta có độn
g
cơ khôn
g
đồng bộ 1fa hoặc 3fa.


2
1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha
:
1.2.1 Cách tạo ra từ trờng quay trong lõi thép Stato:
Để tạo ra đợc từ trờng quay trong lõi thép Stato, cuộn dây Stato cần phải đợc chế
tạo theo quy luật nhất định, cách bố trí, đấu nối cuộn dây 3fa của Stato cần nghiêm ngặt
tuân thủ công nghệ chế tạo. Dới đây ta khảo sát cách tạo ra từ trờng quay:

Cuộn dây Stato trong hình vẽ trên đuợc biểu diễn gồm có 3 vòng dây cho 3fa, Ba
cuộn dây của 3fa AX, BY và CZ đợc đặt lệch nhau những góc 120
0
. Dòng điện cung cấp
cho động cơ cũng là dòng xoay chiều 3fa: i
A
, i
B
và i
C
cũng lệch pha nhau những góc là 120
0
.
Để khảo sát sự biến thiên của từ trờng sinh ra trong lõi thép Stato, ta hãy khảo sát
chiều và vị trí của từ trờng tại 4 thời điểm a, b, c và d trên đồ thị thời gian.

Ta quy ớc chiều dòng điện đi từ đầu đến cuối cuộn dây mang dấu dơng (+), đi từ
cuối đến đầu cuộn dây mang dấu âm (-). Thì chiều dòng điện trong các cuộn dây tại các
thời điểm a, b, c và d nh hình vẽ. Dấu (+) là dòng điện đi vào, dấu (
.) là dòng điện đi ra.
Tại thời điểm a, dòng điện trong cuộn dây AX (i
A
) là cực đại và có dấu dơng, theo
quy ớc ta biểu diễn dòng điện đi vào ở A và đi ra ở X nh trên hình vẽ. Cũng thời điểm đó
thì các dòng điện i
B
và i
C
có giá trị âm, có chiều đi từ cuối đến đầu các cuộn dây BY và CZ.
Theo quy tắc vặn nút chai ta xác định đợc chiều của đờng sức từ trờng tại thời điểm a
nh hình vẽ.
Bằng cách tơng tự, ta xác định đợc chiều và vị trí của từ trờng tại các thời điểm
b, c và d nh hình vẽ.
Rõ ràng là từ trờng tạo ra trong lõi thép Stato có chiều và trị số thay đổi liên tục
theo thời gian và trong trờng hợp này nó quay theo chiều kim đồng hồ. Nhìn trên đồ thị
thời gian ta thấy rằng từ thời điểm a đến thời điểm d tơng ứng với khoảng thời gian là
1/2Chu kì (T/2); Trong khoảng thời gian đó thì từ trờng quay đợc 180
0

, nh vậy là sau 1
Chu kì của dòng điện thì từ trờng sẽ quay đợc 360
0

(1vòng).
A
X
B
Y
C
Z
+
+
+
A
X
B
Y
C
Z
+
+
+
A
X
B
Y
C
Z
+

+
+
(
a
)
.
(
b
)
.
(
c
)
.
(
d
)
.
Chiều và v
ị
trí của từ trờn
g
t
ạ
i các thời điểm ton
g
ứn
g
trên đồ th
ị

thời
g
ian
Biểu diễn dòng điện 3fa dây quấn Stato
Dây quấn Stato động cơ


3
A
X
B
Y
C
Z
+
X
A
Y
B
Z
C
+
+
+
+
+
N
S
S
N

Từ trờn
g
tron
g
trờn
g
hợ
p
ta vừa xét
g
ồm
có 2 cực (1 đôi cực); Nếu ta tăng gấp đôi
số cuộn dây của mỗi pha thì số cực cũng sẽ
tăng lên gấp đôi, tốc độ của từ trờng quay
lại bị giảm đi một nửa. Trong trờng hợp
tổng quát, tốc độ quay của từ trờng xác
định theo công thức:
Từ trờng khi tăng gấp đôi số
bối dây của mỗi pha

Ta lại thấy rằng khi thiết lập thứ tự dòng điện các pha lần lợt là i
A
, i
B
và i
C
thì chiều
của từ trờng quay sinh ra trong lõi thép Stato là cùng chiều kim đồng hồ; Nếu ta thay đổi
thứ tự liên tiếp của dòng điện trong các pha thì chiều quay của Từ trờng cũng sẽ thay đổi.
Điều này sẽ làm chiều quay của động cơ thay đổi, ta sẽ xét kĩ hơn ở phần sau.

1.2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ::

Để giải thích nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ, ta giả sử đã tạo ra
đợc từ trờng quay trong lõi thép Stato; Giả sử chiều và vị trí của Từ trờng tại thời điểm
ta xét nh hình vẽ. Hai vòng tròn phía ngoài biểu diễn Lõi thép và dây quấn Stato, vòng
tròn phía trong thể hiện lõi thép Rôto, các vòng tròn nhỏ thể hiện các thanh dẫn của Rôto
lồng sóc.

Các thanh dẫn Rôto bị nối ngắn mạch bởi hai vòng ngắn mạch ở hai đầu Roto (Cấu
tạo của Rôto lồng sóc), do đó Sđđ cảm ứng sẽ tạo thành dòng điện cảm ứng trong các
thanh dẫn; Chiều của dòng điện cảm ứng là cùng chiều với Sđđ cảm ứng. Các thanh dẫn
Rôto mang dòng điện lại nằm trong từ trờng của dây quấn Stato nên chịu tác dụng của lực
điện từ, chiều của lực điện từ F xác định bằng quy tắc bàn tay trái. Trên hình vẽ biểu diễn
chiều của lực điện từ F tác dụng lên hai thanh dẫn, ta thấy rằng các lực điện từ F tạo thành
ngẫu lực, có xu hớng kéo Rôto quay theo chiều kim đồng hồ (Cùng chiều của từ trờng
quay).
Dây quấn của Rôto lồng sóc gồm có rất nhiều thanh dẫn, bằng cách tơng tự ta xác
định đuợc chiều của lực điện từ F tác động lên từng thanh dẫn. Tổng hợp tác dụng của các
lực điện từ F sẽ tạo thành Mômen quay, kéo Rôto của động cơ quay theo chiều của từ
trờng với tốc độ n < n
0
. Rõ ràng là tốc độ quay của Rôto phải luôn nhỏ hơn tốc độ của từ
tròng; Thật vậy nếu n = n
0
nghĩa là tốc độ tơng đối giữa các thanh dẫn Rôto với từ
trờng là bằng 0, nh vậy sẽ không có Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng I = 0, lực điện
n
0
=
p
f.60

Từ trờn
g

q
ua
y
với tốc độ n
0
cùn
g
chiều kim đồn
g

hồ. Tại thời điểm mở máy, khi Rôto còn đứn
g

y
ên; T
ừ

trờn
g

q
ua
y

q
uét
q
ua các thanh dẫn của Rôto sẽ tạo ra
tron
g

các thanh dẫn nhữn
g
Sức điện độn
g
cảm ứn
g
. Ta
xét hai thanh dẫn nằm ở vị trí đặc biệt nh trên hình vẽ.
Bằn
g

q
u
y
tắc bàn ta
y

p
hải, xác định đợc chiều của Sđđ
cảm ứng trong 2 thanh dẫn nh hình vẽ. ở thanh dẫn
p
hía
trên, Sđđ cảm ứn
g
có chiều đi từ tron
g
ra n
g
oài (kí hiệu
là dấu

.); ở thanh dẫn
p
hía dới thì n
g
ợc lại, chiều của
Sđđ cảm ứng là đi từ ngoài vào trong (+).


4
từ F cũng sẽ bằng 0 (F = 0) và Rôto phải quay chậm lại. Vậy nên tốc độ quay của Rôto
phải luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trờng, chính vì vậy động cơ này đợc gọi là động cơ
không đồng bộ.




Hoặc tính theo phần trăm:



Về lý thuyết, hệ số trợt S biến thiên từ 0 đến 1, hoặc 0% đến 100%. Thực tế thì trị
số của S ở tải định mức đối với động cơ không đồng bộ thông thờng trong giớ hạn 2ữ3%;
Với động cơ không đồng bộ có hệ số trợt nâng cao, S có thể đạt đến 10%. Vì vậy tốc độ
làm việc của động cơ không đồng bộ vẫn gần bằng tốc độ từ trờng ở phụ tải định mức, giả
sử tốc độ của từ trờng là 3000v/ph thì tốc độ của Rôto khoảng 2850ữ2950v/ph .

2. Biểu diễn bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ bằng sơ đồ trải.
2.1 Sơ lợc về cấu tạo bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ:
Bộ dây quấn gồm các Bối dây riêng lẻ đặt trong các rãnh của lõi thép Stato và đợc
đấu nối theo một quy luật nhất định. Bối dây có thể là 1 hoặc nhiều vòng dây quấn nối tiếp

nhau.
Theo cách đặt dây trong rãnh, ta có cuộn dây một lớp và cuộn dây hai lớp. Nếu
trong rãnh chỉ có 1 cạnh của một bối dây thì ta có dây quấn một lớp; Khi trong rãnh có
hai cạnh của hai bối dây khác nhau, ta có dây quấn hai lớp.

2.2 Các tham số sử dụng khi lập sơ đồ dây quấn:
- Số rãnh của lõi thép Stato: Z
1

- Số pha: m
- Số cực: 2p
- Số mạch nhánh song song: a
- Số vòng dây của một pha: W
1f

- Bớc cực: =
P
Z
2
1

- Bớc quấn dây: y (Thờng tính theo số rãnh)
- Số rãnh ứng với mối cực của 1 pha: q
Từ mục 1.2.1 ta thấy rằng: Từ trờng quay trong lõi thép Stato đợc hình thành do sự
phối hợp chiều dòng điện trong dây quấn của cả 3 cuộn dây (3 pha). Nh vậy: Trong cuộn
dây ba pha, các rãnh nằm trong một cực đợc chia làm 3 phần, mỗi phần thuộc về một pha,
tạo thành các nhóm cực-pha dới mỗi cực. Vậy là dới mỗi cực có ba nhóm cực-pha.
Ngợc lại, dứoi mỗi một cực thì mỗi pha chỉ có một nhóm cực-pha (còn gọi là nhóm bối
dây hoặc tổ bối dây).
Phơng pháp biểu diễn sơ đồ dây quấn đơn giản, trực quan nhất là biểu diễn bằng

Sơ đồ trải; Để thiết lập sơ đồ trải bộ dây quấn Stato của động cơ không đồng bộ ngời ta
tởng tợng nh cắt lõi thép và dây quấn Stato theo một đờng dọc theo lõi thép của máy
rồi trải về cùng một mặt phẳng. Khi đó ta có một hình vẽ biểu đợc các thông số của cuộn
dây:
Bớc quấn dây y: Đếm đợc theo số rãnh.
Bớc cực : Thể hiện qua cách nối các tổ bối dây.
S =
0
0
n
nn


S%=
0
0
n
nn

.100%
Để biểu thị mức độ
g
iảm nhỏ của n so
với n
0
ngời ta dùng khái niệm hệ số
trợt S, theo biểu thức:


5

Số đôi mạch nhánh song song a.
Số rãnh dới một cực của một pha q

Quá trình biểu diễn sơ đồ trải đợc mô tả nh sau:










Trên sơ đồ trải, cạnh của các bối dây tơng ứng trong các rãnh sẽ đợc biểu diễn
bằng các đoạn thẳng song song, cách đều; Số lợng các đoạn thẳng đúng bằng số rãnh của
lõi thép Stato.
Với cuộn dây quấn 1 lớp, mỗi cạnh của bối dây (cũng chính là các rãnh của lõi thép
Stato) đợc biểu diễn là một đoạn thẳng vẽ bằng nét liền; Với dây quấn hai lớp thì trong
mỗi rãnh sẽ có hai cạnh của hai bối dây khác nhau, một cạnh nằm ở phía dới đáy rãnh ta
gọi là cạnh nằm ở lớp dới - biểu diễn bằng đờng nét đứt, cạnh còn lại nằm ở phía trên -
gần miệng rãnh đợc gọi là cạnh nằm ở lớp trên biểu diễn bằng đờng nét liền.
Hình vẽ dới đây biểu diễn các rãnh của lõi thép Stato với số rãnh Z
1
= 24 trong hai
trờng hợp dây quấn một lớp và hai lớp:

Mỗi Bối dây trên sơ đồ trải đợc tạo bởi hai cạnh nằm trong hai rãnh cách nhau
một bớc quấn dây y; Phần của bối dây nằm trong các rãnh đợc gọi là các Cạnh tác
dụng, phần còn lại của bối dây-nối liền hai cạnh tác dụng đợc gọi là phần đầu nối. Dây
quấn một lớp thì cả hai cạnh của bối dây và phần đầu nối đợc biểu diễn bằng nét liền;
Với cuộn dây quấn hai lớp thì cạnh tác dụng và phần đầu nối nằm ở lớp trên cũng đợc
biểu diễn bằng nét liền, cạnh tác dụng thứ hai của bối dây sẽ nằm ở lớp dới của rãnh
khác nên che khuất Ta biểu diễn bằng đờng nét đứt. Phần đầu nối bị các bối dây khác
che khuất cũng đợc biểu diễn bằng nét đứt.







Dây quấn một lớp
Dây quấn hai lớp:
Dâ
y

q
uấn hai lớ
p

Dâ

y

q
uấn một lớ
p

Bối dây Tổ bối dâ
y
Bối dây
Tổ bối dâ
y


6
Tổ bối dây đợc tạo bởi một hoặc nhiều bối dây đấu nối tiếp nằm trong cùng một
Nhóm cực-pha, các Bối dây trong mỗi Tổ bối dây đợc đấu nối tiếp ngay trong quá trình
quấn các Bối dây đó. Hình vẽ trên biểu diễn Bối dây, Tổ bối dây trong hai trờng hợp dây
quấn một lớp và hai lớp, với số bối dây trong một tổ bối dây là q = 2.
Tổ bối dây trong trờng hợp này đợc tạo bởi các bối dây có kích thớc giống
nhau-Ta gọi là Tổ bối dây kiểu đồng khuôn. Nếu các bối dây trong một tổ bối dây có
kích thớc khác nhau, bối dây nhỏ nằm trong lòng của bối lớn, ta có Tổ bối dây kiểu
đồng tâm.







Việc đấu nối tiếp các Tổ bối dây của các pha sẽ quyết định số cực của động cơ, vậy

là sẽ quyết định tốc độ quay của động cơ. Các bối dây sẽ đợc đấu nối tiếp nhau theo một
trong hai cách là: Nối tiếp cùng tên hoặc Nối tiếp khác tên.













Qua hai ví dụ trên ta thấy rằng: Cùng với hai bối dây nhng với hai cách nối cùng
tên và khác tên ta sẽ đợc số cực khác nhau. Quy luật về mối quan hệ giữa số bối dây và số
cực ở các cách nối sẽ đợc sử dụng rất nhiều trong quá trình thực hành vẽ sơ đồ trải của
các bộ dây quấn Stato sau này.
Ngoài cách đấu nối tiếp, các Bối dây, Tổ bối dây còn đợc thực hiện cách nối song
song; Tơng tự nh cách đấu nối tiếp, tùy theo cách nối song song các bối dây mà ta có
quan hệ giữa số cực và số bối dây khác nhau:

ắ Nối tiếp cùng tên: Nghĩa
là nối các đầu cùng tên của hai
bối dây liên tiếp với nhau. Với
cách đấu nối tiếp cùng tên ta
đợc:
Số cực = Số bối dây
2P = 2
ắ Nối tiếp khác tên: Các đầu
khác tên của hai bối dây liên tiếp
đợc nối với nhau. Khi đấu nối tiếp
khác tên:
Số cực = 2 x Số bối dây
2P = 4
Tổ bối
d
â
y
kiểu
đ
ồn
g
khuôn Tổ bối
d
â
y
kiểu
đ
ồn

g
tâm
Khi nối son
g
son
g
các đầu cùn
g
tên:
Số cực = 2 x Số bối dây
Nối song song các đầu khác tên:
Số cực = Số bối dây



7
2.3 Các bứơc vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn stato động cơ không đồng bộ
:
2.3.1 Các thông số sử dụng cho quá trình vẽ sơ đồ trả
i:
Số rãnh của lõi thép Stato: Z
1

Số cực: 2P
Bớc cực: = Z
1
/2P
Bớc quấn dây: y = Dây quấn bớc đủ
y < Dây quấn bớc ngắn
y > Dây quấn bớc dài.

Số rãnh dới một cực của một pha: q =
2P.
m
Z
1

Với m = 3 là số pha dây quấn Stato.

2.3.2 Các bớc thực hiện vẽ sơ đồ trải:
A. Sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ, dây quấn một lớp:
1. Sơ đồ trải bộ dây quấn kiểu đồng tâm:
Để minh họa ta xét một ví dụ cụ thể sau:
Ví dụ 1
: Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ xoay
chiều 3fa với các thông số nh sau:
Z
1
= 24, 2P = 4, m = 3, a= 1
Cuộn dây quấn kiểu đồng tâm.

* Trớc tiên ta tính toán các thông số:
Bớc cực: = Z
1
/2P = 24/4 = 6
Số rãnh dới một cực của một pha: q =
2P.
m
Z
1
=

4.3
24
= 2
Bớc quấn dây: Vì dây quấn đồng tâm nên bớc quấn của các bối dây trong
một tổ bối là khác nhau. Ta kí hiệu bớc quấn của các bối dây theo thứ tự từ
nhỏ đến lớn lần lợt là y
1
, y
2

ắ y
1
= 2.q + 2
= 2.2+2 = 6
ắ y
2
= y
1
+ 2
= 6 + 2 = 8
Trong trờng hợp này ta tính đợc số cạnh tác dụng dới mỗi cực của một pha là
q = 2, cũng có nghĩa là mỗi tổ bối dây sẽ gồm có 2 bối dây; Vì vậy ta chỉ tính đến bứoc
quấn dây y
2
.

* Trình tự vẽ sơ đồ trải nh sau:
Bớc 1:
Vạch các đoạn thẳng song song, cách đều thể hiện các rãnh của lõi thép Stato và
đánh số thứ tự từ 1 ữ Z

1
(24 rãnh).






8
Bớc 2:
Phân vùng các cực và đánh dấu chiều dòng điện trong các rãnh sao cho:
Các rãnh nằm dới một cực - Có cùng chiều dòng điện.
Các rãnh nằm ở hai cực bên cạnh nhau - Chiều dòng điện ngợc nhau.







Bớc 3:
Căn cứ vào bớc quấn dây, vẽ các bối dây, tổ bối dây của pha thứ nhất theo nguyên tắc:
Hai cạnh của mỗi bối dây phải nằm trên hai cực liên tiếp.
Khoảng cách giữa hai cạnh của mỗi bối dây phải bằng bớc quấn y đã tính ở
trên.
Vị trí các rãnh trên các cực của cùng một pha phải giống nhau.

Bớc 4:
Nối tiếp các Tổ bối dây của pha thứ nhất theo chiều dòng điện đã chọn trong các
rãnh hoặc theo quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dây.











Theo chiều dòng điện đã chọn trong các rãnh thì đầu cuối của Tổ bối dây thứ nhất
phải đợc nối với đầu đầu của Tổ bối dây thứ hai.
Nếu căn cứ vào quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dây ta cũng thấy rằng: Ta có 2 Tổ
bối dây, mà số cực của máy là 2P = 4 (Số cực = 2 x Số tổ bối dây), vậy là ta phải sử dụng
cách nối khác tên; Nghĩa là đầu cuối của Tổ bối dây thứ nhất phải đợc nối với đầu đầu
của Tổ bối dây thứ hai.


9
Bớc 5:

Bằng cách tơng tự, ta vẽ các bối dây, Tổ bối dây của pha thứ 2.
Vấn đề đặt ra ở đây là khi đầu đầu của pha AX đặt ở rãnh số 1, thì đầu của pha tiếp
theo sẽ bắt đầu từ đâu?
Để xác định đợc điều này ta cần căn cứ vào điều kiện là: Các cuộn dây của 3 pha sẽ
phải lệch nhau những góc là 120
0
. Với số cực trong trờng hợp này là 2P = 4 (số đôi cực là
p =2), ta xác định đợc góc độ điện lệch nhau giữa hai rãnh liên tiếp trên lõi thép Stato là:



Đây là góc lệch nhau giữa hai rãnh liên tiếp của lõi thép Stato về điện, nó khác với
góc lệch nhau về hình học trên lõi thép.
Căn cứ vào điều kiện lệch pha nhau 120
0
ta xác định đợc số khoảng cách mà các đầu
tơng ứng của hai pha liên tiếp phải lệch nhau là: N =
0
0
30
120
= 4. Ta gọi là 4 Khoảng cách
trên sơ đồ trải, vậy là đầu đầu của pha tiếp theo sẽ phải bắt đầu từ rãnh số 5; Và ta vẽ đợc
cuộn dây của pha thứ hai nh sau:

Bớc 6:
Xác định rãnh đặt đầu đầu của pha CZ rồi vẽ nốt cuộn dây CZ theo cách tơng tự.
Tới đây ta đã hoàn thiện đợc sơ đồ trải cuộn dây quấn Stato, kiểu đồng tâm.
Nhìn trên sơ đồ ta thấy:
Cuộn dây của pha CZ có một Tổ bối dây bị chia làm hai phần, điều này ta có thể
hình dung là do ta chọn vị trí của mặt cắt để hình thành so đồ trải tại vị trí đó.
Khoảng cách giữa các đầu đầu pha A, B, C cũng đúng bằng khoảng cách giữa các
đầu cuối tơng ứng X, Y, Z. Điều này giúp ta kiểm tra nhanh tính chính xác của sơ
đồ trải sau khi vẽ. Và cũng thể hiện tính đối xứng của cuộn dây 3 fa.











0
đ
=
1
0
Z

360.p
=
24
360.2
0
= 30
0



10
2. Sơ đồ trải bộ dây quấn kiểu xếp đơn:
Ví dụ 2
: Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ xoay
chiều 3fa với các thông số nh sau:
Z
1
= 24, 2P = 4, m = 3, a= 1
Cuộn dây quấn xếp đơn.
* Tính toán các thông số:
Bớc cực: = Z
1
/2P = 24/4 = 6
Số rãnh dới một cực của một pha: q =
2P.
m
Z
1
=
4.3

24
= 2
Bớc quấn dây: Dây quấn xếp đơn là dây quấn đồng khuôn, một lớp nên các bối
dây trong một tổ bối có cùng chu vi, vì vậy chỉ có một bớc quấn dây xác định theo
công thức y = 3.q+1 = 7.
Khoảng cách giữa các đầu đầu pha liên tiếp (Thứ tự pha): AữBữC = 2.q + 1 = 5

* Trình tự vẽ sơ đồ trải:








Bộ dây quấn Stato trong trờng hợp này đợc gọi là dây quấn Xếp đơn kiểu hoa sen.
Còn một loại dây quấn xếp thứ hai là dây quấn Xếp đơn kiểu móc xích; Với kiểu dây quấn
này ta có bớc quấn y = 3.q, trình tự vẽ sơ đồ vẫn tơng tự nh trên, chỉ khác nhau ở
bớc dây quấn.
Cũng với ví dụ trên ta có sơ đồ dây quấn Xếp đơn kiểu móc xích nh hình vẽ dới đây:
Cuộn dây quấn kiểu móc xích trong nhiều trờng hợp sẽ cho ta bớc quấn y nhỏ
hơn dây quấn kiểu hoa sen. Ưu điểm là tiết kiệm đợc dây quấn, phần đầu nối của các bối
dây đan xen nhau đẹp hơn. Nhợc điểm là khi lồng dây vào các rãnh phải đặt các bối dây
chờ; Vì vậy với các động cơ có công suất nhỏ, đờng kính trong của lõi thép Stato nhỏ, ta
không nên sử dụng kiểu dây quấn này; Mặt khác với cuộn dây quấn kiểu móc xích thì việc
đấu nối cũng phức tạp hơn (Nhìn trên sơ đồ trải ta thấy rằng cần phải thực hiện nhiều
điểm nối tiếp các bối dây của các pha hơn)
.

Ta vẫn vẽ theo trình tự 6 bớc
đã giới thiệu ở Ví dụ 1; Nhn
g
từ bớc thứ 3, khi vẽ các Bối
dâ
y
, Tổ bối dâ
y
ta vẽ các bối
dây có chu vi nh nhau.
Cuối cùn
g
, ta đợc sơ đồ trải bộ
dây quấn Stato nh sau:


11
B. Sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ KĐB, dây quấn hai lớp (Xếp kép):
Với dây quấn xếp kép thì trong mỗi rãnh của lõi thép Stato đặt hai cạnh của hai bối
dây khác nhau, nếu so với dây quấn xếp đơn thì số Bối dây, Tổ bối dây trong trờng hợp

này sẽ nhiều gấp 2 lần.










Cuộn dây quấn xếp kép thờng đợc thực hiện theo hai kiểu Dây quấn bớc đủ và
Dây quấn bớc ngắn.
* Sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu Xếp kép bớc đủ:
Để minh họa trình tự vẽ sơ đồ trải, ta cũng xét một ví dụ cụ thể sau:
Ví dụ 3: Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ xoay chiều
3fa với các thông số nh sau:
Z
1
= 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuộn dây quấn Xếp kép, bớc đủ.
+ Trớc tiên ta tính tóan các thông số trên sơ đồ trải:
Bớc cực: = Z
1
/2P = 24/4 = 6
Số rãnh dới một cực của một pha: q =
2P.
m
Z
1
=

4.3
24
= 2
Bớc quấn dây: Là dây quấn xếp, nên các bối dây trong một tổ bối có cùng
chu vi, vì vậy chỉ có một bớc quấn. Dây quấn xếp kép bớc đủ, ta có bớc
dây quấn y = = 6; Đơn vị của bớc cực đợc tính là số Khoảng cách, vì
vậy ta có bớc quấn dây trong trờng hợp này là y = 7 rãnh (Từ rãnh 1 đến
rãnh thứ 7).
Khoảng cách giữa các đầu đầu pha liên tiếp (Thứ tự pha):
AữBữC = 2.q + 1 = 5

* Trình tự vẽ sơ đồ trải nh sau:
Bớc 1:
Vạch các đoạn thẳng song song, cách đều thể hiện các rãnh của lõi thép Stato và
đánh số thứ tự từ 1 ữ Z
1
(24 rãnh); Dây quấn xếp kép nên mỗi rãnh của lõi thép Stato trong
trờng hợp này đợc biểu diễn bằng một đờng nét liền và 1 đờng nét đứt, thể hiện hai
cạnh ở lớp trên và lớp dới của mỗi rãnh:







y
Lớp trên Lớp dới

12
Bớc 2:
Phân vùng các cực và đánh dấu chiều dòng điện trong các rãnh:







Bớc 3:
Căn cứ vào bớc quấn dây, vẽ các bối dây, tổ bối dây của pha thứ nhất theo nguyên tắc:
Mỗi bối dây có một cạnh nằm ở lớp trên của rãnh này, cạnh kia nằm ở lớp dới của
rãnh khác, cách nhau bằng bớc quấn y. Khi biểu diễn các Bối dây, Tổ bối dây ta vẽ
hai nửa của mỗi bối dây theo kí hiệu các rãnh tơng ứng-Một nửa bối dây nằm ở
phía trên của rãnh đợc vẽ bằng nét liền, nửa kia đợc vẽ bằng nét đứt thuộc về
cạnh nằm ở lớp dới










Bớc 4:

Theo chiều dòng điện đã chọn trong các rãnh thì đầu cuối của Tổ bối dây thứ nhất
phải đợc nối với đầu đầu của Tổ bối dây thứ hai.
Nếu căn cứ vào quan hệ giữa số cực và số Tổ bối dây ta cũng thấy rằng: Ta có 4 Tổ
bối dây, mà số cực của máy là 2P = 4 (Số cực = Số tổ bối dây), vậy là ta phải sử dụng
cách nối cùng tên; Nghĩa là đầu cuối của Tổ bối dây thứ nhất phải đợc nối với đầu cuối
của Tổ bối dây thứ hai.



Nối tiế
p
các Tổ bối dâ
y

của pha thứ nhất theo
chiều dòng điện đã chọn
trong các rãnh hoặc theo
quan hệ giữa số cực và
số Tổ bối dây.

13
Bớc 5:











Bớc 6:

* Sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu Xếp kép bớc ngắn
:
Bộ dây quấn Stato kiểu xếp kép thờng sử dụng là dây quấn Xếp kép bớc ngắn; Khi
thực hiện việc rút ngắn bớc quấn sẽ có các u điểm sau:
Tiết kiệm dây quấn: Khi rút ngắn bứơc quấn thì chu vi của các Bối dây sẽ giảm đi,
vì vậy sẽ giảm đợc khối lợng dây quấn của máy.
Cải thiện đợc dạng sóng của từ trờng trong máy: Trên thực tế thì từ trờng quay
sinh ra trong lõi thép Stato bao gồm nhiều thành phần, ngoài thành phần cơ bản có
dạng hình sin còn có các loại sóng bậc cao bậc 3, bậc 5, bậc 7 - Khi thực hiện
việc rút ngắn bớc quấn dây sẽ triệt tiêu đợc các thành phần sóng bậc cao, từ
trờng trong lõi thép còn lại chủ yếu là thành phần hình sin. Nhng việc rút ngắn
bớc dây quấn cũng chỉ đợc thực hiện trong một giới hạn nhất định: Bớc quấn
dây y chỉ đợc rút ngắn đến tối thiểu là bằng 0,67% bớc cực

; Vì nếu ta rút ngắn
bớc quấn đi quá nhiều thì sẽ làm cho diện tích của các cực bị giảm nhiều, dạng
sóng của từ trờng sẽ xấu đi.
Để minh họa trình tự vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn stato kiểu xếp kép bớc ngắn, ta cũng xét
một ví dụ cụ thể sau:
Bằn
g
cách tơn
g
tự, ta
vẽ các bối dâ
y
, Tổ bối
dây của pha thứ 2.

Xác định rãnh đặt đầu
đầu của
p
ha CZ rồi vẽ
nốt cuộn dâ
y
CZ theo
cách tơng tự.
Tới đâ
y
ta
đã hoàn thiện đợc s
ơ

đồ trải cuộn dâ
y

q
uấn
Stato, dâ
y

q
uấn xế
p
ké
p

bớc đủ nh hình vẽ.

14
Ví dụ 4
: Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng bộ xoay
chiều 3fa với các thông số nh sau:
Z
1
= 24, 2P = 4, m = 3, a= 1
Cuộn dây quấn Xếp kép, bớc đủ.
+ Trớc tiên ta tính toàn các thông số trên sơ đồ trải:
Bớc cực: = Z
1
/2P = 24/4 = 6
Số rãnh dới một cực của một pha: q =
2P.
m
Z
1
=
4.3
24
= 2
Bớc quấn dây: Ta chọn bớc quấn dây y =
6
5
. = 5 Khoảng cách
y = 6 Rãnh (Từ rãnh số 1 đến rãnh số 6).
Khoảng cách giữa các đầu đầu pha liên tiếp (Thứ tự pha):
AữBữC = 2.q + 1 = 5
* Cách vẽ sơ đồ trải:

Ta vẫn thực hiện theo
trình tự 6 bớc nh trên,
nhng bớc quấn dây
trong trờng hợp này chỉ
là y = 6; ta có sơ đồ trải
đầy đủ nh sau: