Bài giảng máy điện chương 3 TS nguyễn quang nam

Bài giảng
Chương 3: Các vấn đề cơ bản
của máy điện quay
TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK 2

/>
Phần 1

1

Khái niệm
Điện áp cảm ứng trong các máy điện quay thông qua sự
thay đổi của từ thông móc vòng theo thời gian.
Sự biến thiên của từ thông móc vòng có thể được thực
hiện bằng cách quay dây quấn cắt ngang từ trường, hoặc
quay từ trường quét qua dây quấn, hoặc thiết kế mạch từ
để từ trở thay đổi khi rôto chuyển động.
Sự thay đổi từ thông móc vòng một cách đều đặn dẫn
đến điện áp biến thiên theo thời gian được sinh ra.
Phần 1

2


Khái niệm (tt)
Bộ dây quấn có điện áp cảm ứng thường được gọi là
dây quấn phần ứng. Nói chung, thuật ngữ này được dùng
để chỉ dây quấn tải dòng điện AC trong máy điện quay.
Trong máy điện AC như máy đồng bộ và không đồng bộ,
dây quấn phần ứng thường nằm trên stato, nên cũng được

gọi là dây quấn stato.
Trong máy điện DC, dây quấn phần ứng nằm trên rôto,
là phần chuyển động trong máy.
Phần 1

3

Khái niệm (tt)
Máy điện đồng bộ và một chiều thường có thêm dây
quấn thứ hai mang dòng điện DC, được dùng để tạo ra từ
thông chính trong máy.
Dây quấn này thường được gọi là dây quấn kích từ. Dây
quấn kích từ nằm trên stato của máy một chiều và trên rôto
của máy đồng bộ. Do đó, máy đồng bộ cần một hệ thống
tiếp điểm quay (vành trượt + chổi).
Từ thông cũng có thể được tạo ra bởi NCVC.
Phần 1

4


Khái niệm (tt)
Trong hầu hết máy điện quay, stato và rôto được chế tạo
từ thép kỹ thuật điện, và dây quấn được đặt trong rãnh.
Từ thông biến thiên theo thời gian trong phần ứng có xu
hướng làm cảm ứng các dòng điện xoáy trong thép. Các
dòng điện cảm ứng có thể gây ra tổn hao lớn và làm giảm
mạnh hiệu năng của máy.
Để khắc phục, phần ứng được chế tạo từ các lá thép
mỏng cách điện với nhau.

Phần 1

5

Khái niệm (tt)
Trong một số máy, như máy điện từ trở và động cơ
bước, không có dây quấn trên rôto.
Sự vận hành của các máy này phụ thuộc vào sự không
đồng đều của từ trở khe hở khi rôto quay, kết hợp với sự
thay đổi theo thời gian của dòng điện stato.
Trong các máy này, cả stato lẫn rôto đều có từ thông
biến thiên theo thời gian, do đó đều cần được chế tạo từ
các lá thép kỹ thuật điện.
Phần 1

6


Giới thiệu về máy điện xoay chiều
Máy điện AC truyền thống thuộc một trong hai loại: đồng
bộ và không đồng bộ.
Trong máy không đồng bộ, dòng điện rôto được cảm
ứng bởi sự kết hợp của sự biến thiên theo thời gian của
dòng điện stato và chuyển động tương đối của rôto so với
stato.
Xét máy đồng bộ cơ sở như trong slide tiếp theo, là một
máy đồng bộ cực lồi, 2 cực.
Phần 1

7

Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Kích
từ

Phần ứng nằm trên stato, kích từ
nằm trên rôto.
Dòng điện kích từ đi vào máy
thông qua các chổi than và vành

Phần
ứng

trượt.
Cuộn dây phần ứng gồm N vòng, với các cạnh a và –a
được đặt gối xứng qua tâm. Rôto quay ở tốc độ không đổi
nhờ một nguồn cơ học.
Phần 1

8


Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Giả thiết từ thông trong khe hở phân bố hình sin trong
không gian (trong thực tế, hình dạng mặt cực có thể được
thiết kế để tạo ra điều kiện như vậy).
Điện áp cảm ứng sẽ có dạng hình sin theo thời gian,
dưới những điều kiện đã giả thiết.
Cuộn dây hoàn tất 1 chu kỳ sau mỗi vòng quay của máy
2 cực đang xét. Nghĩa là tần số của nó (tính bằng Hz) bằng

với tốc độ của rôto (tính bằng vòng/giây).
Phần 1

9

Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Như vậy tần số điện của điện áp phát ra được đồng bộ
với tốc độ cơ học, và là lý do của tên gọi máy “đồng bộ”.
Rất nhiều máy đồng bộ có nhiều hơn 2 cực. Với các máy
này, các cuộn dây được nối sao cho các cực luân phiên
thay đổi. Mỗi cuộn dây nằm dưới 1 đôi cực từ. Như vậy, tần
số (tính bằng Hz) sẽ gấp p lần tốc độ quay (tính bằng
vòng/giây).
Với máy có nhiều đôi cực, có thể tập trung vào một đôi
cực, vì các hiện tượng được lặp lại ở mỗi đôi cực.
Phần 1

10


Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Khi đó, sẽ thuận tiện hơn khi diễn tả các góc theo đơn vị
độ điện hay radian điện.
Như vậy, trong máy có p đôi cực, 360 độ điện hay 2π
radian điện tương ứng với 1 đôi cực, do đó

θ e = pθ m

(3.1)

Và tần số của máy có tốc độ n (vòng/phút – rpm) là

f =p

n
60

(3.2)

Phần 1

11

Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Rôto vừa xét có cấu trúc cực lồi, với dây quấn tập trung.
Rôto còn có thể được chế tạo với cấu trúc cực ẩn, và dây
quấn phân bố.
Cấu trúc cực lồi thích hợp với các máy phát thủy điện,
nhiều cực, tốc độ thấp. Cấu trúc cực ẩn thích hợp với các
máy phát tuabin (khí hoặc hơi), có ít cực và tốc độ cao.
Hầu hết hệ thống điện là hệ thống 3 pha, nên các máy
phát đồng bộ cũng là các máy phát 3 pha.
Phần 1

12


Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Các cuộn dây phần ứng có thể được nối Y hoặc ∆.
Khi máy phát đồng bộ cung cấp điện cho tải, dòng điện

phần ứng tạo ra một sóng từ thông trong khe hở không khí,
quay ở tốc độ đồng bộ. Từ thông này tương tác với từ thông
kích từ tạo ra mômen có xu hướng kéo 2 từ thông này thẳng
hàng với nhau, và ngược chiều quay.
Động cơ sơ cấp cần tạo ra mômen để duy trì chuyển
động quay của máy phát.
Phần 1

13

Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Động cơ đồng bộ sẽ có cơ chế hoạt động tương tự,
nhưng từ thông phần ứng là do hệ dòng điện 3 pha trong
dây quấn phần ứng tạo ra, quay ở tốc độ đồng bộ.
Khi động cơ đồng bộ mang tải, mômen tải sẽ làm cho góc
lệch giữa từ thông phần ứng và từ thông kích từ tăng lên,
do đó làm tăng mômen điện từ sinh ra, và đưa động cơ trở
về trạng thái cân bằng.
Tốc độ của động cơ luôn tỷ lệ với tần số nguồn.
Phần 1

14


Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Máy không đồng bộ (KĐB) cũng có dây quấn stato giống
như máy đồng bộ. Tuy nhiên, dòng điện trong dây quấn rôto
của máy KĐB là dòng điện AC, được cảm ứng do sự chênh
lệch tốc độ của rôto và từ trường quay.
Máy KĐB có thể được xem là một máy biến áp tổng quát

với công suất điện được chuyển đổi thành công suất cơ
cùng với sự thay đổi tần số.
Máy KĐB trước đây rất ít khi được dùng làm máy phát.
Phần 1

15

Giới thiệu về máy điện xoay chiều (tt)
Dây quấn rôto được ngắn mạch, giúp cho dòng điện cảm
ứng sinh ra khi có hiện ứng biến áp từ dây quấn stato.
Trong động cơ KĐB rôto lồng sóc, dây quấn rôto được
tạo thành từ các thanh dẫn nhôm đúc dọc theo rãnh rôto,
với các thanh dẫn bị ngắn mạch ở hai đầu rôto.
Cấu trúc rôto lồng sóc là khá rẻ tiền và rất tin cậy, khiến
cho nó được sử dụng rộng rãi. Rôto của động cơ KĐB luôn
luôn quay chậm hơn từ trường quay của máy.
Phần 1

16


Giới thiệu về máy điện một chiều
Dây quấn phần ứng của máy
phát DC nằm trên rôto, được nối
với mạch ngoài bằng các chổi

Chiều
quay

than.

Chổi
than
Cổ
góp

Dây quấn kích từ nằm trên stato
và được cung cấp dòng điện DC.
Hình trên cho thấy cấu trúc đơn giản hóa của máy phát
DC 2 cực.
Phần 1

17

Giới thiệu về máy điện một chiều (tt)
Phân bố từ thông trong khe hở thường có dạng bằng
đầu, chứ không phải hình sin, trong không gian.
Khi quay cuộn dây, điện áp cảm ứng có dạng sóng theo
thời gian giống như phân bố từ cảm trong không gian.
Vì điện áp cảm ứng là dạng xoay chiều, một bộ cổ góp
được dùng để chỉnh lưu điện áp các cuộn dây, tạo ra điện
áp DC tại ngõ ra. Cổ góp là một tập các phiến đồng được
cách điện với nhau, và gắn thành 1 mặt trụ trên trục máy.
Phần 1

18


Giới thiệu về máy điện một chiều (tt)
Dây quấn kích từ tạo ra một từ trường cố định so với

stato, dây quấn phần ứng cũng tạo ra một từ trường cố định
trong không gian, phụ thuộc vào thiết kế của máy và vị trí
của các chổi, thường là vuông góc với từ trường kích từ.
Giống như trong các máy điện đã được khảo sát, mômen
trong máy được tạo ra do sự tương tác giữa hai từ trường.
Trong máy phát, mômen ngược chiều quay, còn trong
động cơ, mômen thuận chiều quay.
Phần 1

19

Sức từ động của dây quấn rải
Hầu hết phần ứng có dây
quấn rải, được phân tán trong

Cuộn dây
N vòng

các rãnh dọc khe hở. Các cuộn
dây được nối sao cho từ trường

Trục từ
stato

tạo thành có cùng số cực như
dây quấn kích từ.
Xét một dây quấn gồm 1 cuộn dây N vòng, với các cạnh
cách nhau 180 độ điện, như hình trên.
Phần 1

20


Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Bỏ qua từ trở của lõi thép, có thể thấy cường độ từ
trường ở một vị trí θa dưới 1 cực sẽ có cùng độ lớn với
cường độ từ trường ở vị trí θa + π dưới cực kia, do tính đối
xứng của mạch từ.
Sức từ động trên bất kỳ đường sức từ nào cũng là Ni.
Cơ bản

Rôto
Stato

Phần 1

21

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Sức từ động (stđ) phải được phân bố đều như có thể
thấy ở slide vừa rồi. Từ áp rơi trên mỗi khe hở phải bằng
Ni/2.
Hình vẽ trên thể hiện dạng khai triển của dây quấn, sức
từ động có phân bố dạng bước nhảy có độ lớn Ni/2.
Giả thiết miệng rãnh hẹp, sức từ động sẽ đột ngột thay
đổi 1 lượng Ni khi chuyển từ phía bên này sang phía bên
kia của cuộn dây.
Phần 1

22

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Phân tích Fourier cho thấy sức từ động của 1 cuộn dây
bước đủ như trên bao gồm thành phần cơ bản lẫn các họa
tần bậc cao.
Trong máy AC, các cuộn dây được phân bố sao cho các
họa tần bậc cao được cực tiểu hóa, và sức từ động khe hở
chủ yếu là thành phần cơ bản trong không gian.
Giả thiết rằng những biện pháp trên đã được thực hiện,
chúng ta có thể tập trung vào thành phần cơ bản.
Phần 1

23

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Dạng sóng ở slide 21 của dây quấn tập trung 2 cực, bước
đủ có thể được phân tích thành chuỗi Fourier, với thành
phần cơ bản là

Fag1 =

4  Ni 
  cos(θ a )
π 2 

(3.3)

với θa được tính từ trục từ của cuộn stato.
Sức từ động đạt giá trị cực đại dọc theo trục của nó

Fag1m =

4  Ni 
 
π 2

Phần 1

(3.4)
24


Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Bây giờ xét dây quấn rải, gồm nhiều cuộn dây phân bố
trên vài rãnh (hình 4.20a, sách Fitzgerald).
Xét sức từ động khe hở của pha a, với các cuộn dây
được bố trí thành 2 lớp, mỗi cuộn dây bước đủ có Nc vòng.
Sơ đồ khai triển của dây quấn (hình 4.20b, sách
Fitzgerald) cho thấy dạng sóng sức từ động trong không
gian, gồm một số bước nhảy với độ cao 2Ncia, với ia là dòng
điện trong cuộn dây.
Phần 1

25

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Có thể thấy dây quấn rải tạo ra dạng sóng gần với hình
sin hơn so với dây quấn tập trung.
Biên độ của thành phần cơ bản sóng sức từ động không

gian của dây quấn rải nhỏ hơn tổng các thành phần cơ bản
của từng cuộn dây thành phần, vì trục từ của từng cuộn dây
không thẳng hàng với trục từ tổng hợp.
Thành phần cơ bản của sóng sức từ động trong trường
hợp này sẽ là:
Phần 1

26


Sức từ động của dây quấn rải (tt)

4  k dq N ph 
ia cos( pθ a )
Fag1 = 
π  2p 

(3.5)

với p là số đôi cực từ, Nph là số vòng dây nối tiếp mỗi
pha, và hệ số dây quấn kdq (< 1) xét đến sự phân bố của
các cuộn dây.
Tích số kdqNph là số vòng dây nối tiếp hiệu dụng mỗi pha
đối với thành phần cơ bản của sức từ động. Trị đỉnh của
dạng sóng này là:
Phần 1

27

Sức từ động của dây quấn rải (tt)

4  k dq N ph 
ia
Fag1 = 
π  2p 

(3.6)

Phương trình (3.5) mô tả thành phần cơ bản trong không
gian của sóng sức từ động tạo bởi dòng điện pha a của 1
dây quấn rải. Nếu dòng điện pha a (ia) biến thiên hình sin
theo thời gian, kết quả sẽ là một sóng stđ biến thiên cả theo
góc lệch so với trục và theo thời gian.
Dây quấn rôto cũng được phân bố với cùng mục đích.
Phần 1

28


Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Trong các máy DC, bộ đổi chiều

Trục từ
phần ứng

đặt ra các ràng buộc đối với dây
quấn, do đó sóng sức từ động của

Trục từ
kích từ

phần ứng xấp xỉ dạng sóng tam giác
(hình 4.22, sách Fitzgerald).
Trục từ phần ứng thẳng đứng và vuông góc với trục từ
kích từ. Khi phần ứng quay, các cuộn dây nối với chổi than
được thay đổi sao cho từ trường phần ứng vẫn thẳng đứng.
Phần 1

29

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Trên hình 4.23a (sách Fitzgerald) là sơ đồ khai triển của
dây quấn, với sóng sức từ động như hình 4.23b.
Giả thiết miệng rãnh hẹp, sóng stđ bao gồm 1 số bước,
với chiều cao mỗi bước là 2Ncic, với Nc là số vòng mỗi cuộn,
và ic là dòng điện trong cuộn dây, giả thiết dây quấn 2 lớp
bước đủ.
Sóng stđ đạt cực đại tại trục từ, nằm giữa các cực từ.

Phần 1

30


Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Dạng sóng này có thể được xấp xỉ bởi 1 sóng tam giác
(hình 4.23c), điều này càng đúng trong các máy thực tế, có
số lượng rãnh phần ứng trên mỗi cực là lớn. Sóng răng cưa
có thể được coi là được tạo ra bởi 1 lớp dòng điện nằm sát
bề mặt phần ứng.

Thành phần cơ bản của sóng răng cưa có giá trị bằng
8/π2 lần chiều cao (trị đỉnh) của sóng tam giác.

Phần 1

31

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Mặc dù sóng stđ khe hở chỉ phụ thuộc vào sự bố trí của
dây quấn và sự đối xứng của mạch từ, từ cảm trong khe hở
phụ thuộc vào cả stđ lẫn điều kiện biên của mạch từ.
Máy DC thường có mạch từ với nhiều hơn 2 cực. Dây
quấn kích từ tạo ra các cực từ xen kẽ, và dây quấn phần
ứng cũng được chế tạo cho phù hợp.
Giả thiết dây quấn và mạch từ đối xứng, mỗi đôi cực từ
đều giống các đôi cực từ còn lại.
Phần 1

32


Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Các điều kiện từ có thể được xác định thông qua việc
khảo sát một đôi cực từ bất kỳ (360 độ điện).
Trị đỉnh của sóng stđ tam giác có thể được biểu diễn bởi

 Ca 
ia
Fagm = 
 2m ⋅ 2 p 

(3.7)

với Ca là tổng số thanh dẫn phần ứng, m là số mạch
nhánh song song, và ia là dòng điện phần ứng. Như vậy ia/m
là dòng điện đi trong thanh dẫn.
Phần 1

33

Sức từ động của dây quấn rải (tt)
Dạng rút gọn hơn của (3.7)

N 
Fagm =  a ia
 2p 

(3.8)

với Na = Ca/(2m) là số vòng dây nối tiếp của phần ứng.
Thành phần cơ bản của sóng không gian sẽ có trị đỉnh là

Fag1m =

8  Na 

ia
2 
π  2p 
Phần 1

(3.9)

34


Từ trường trong máy điện quay
Sự vận hành của máy điện được xác định bởi các từ
trường do các dòng điện trong các dây quấn tạo ra. Sự liên
hệ giữa từ trường và dòng điện được xem xét dưới đây.
Trong các máy có khe hở đều (hình 4.25a, sách
Fitzgerald), có thể dễ dàng xác định cường độ từ trường,
với giả thiết chúng chỉ hướng kính và có độ lớn không đổi
dọc theo khe hở.
Dạng sóng của Hag1 do đó theo sát dạng sóng của Fag1.
Phần 1

35

Từ trường trong máy điện quay (tt)
Các công thức tính cường độ từ trường chỉ khác các
công thức tính sức từ động ở 1 hệ số bổ sung, là chiều dài
khe hở không khí g.
Chẳng hạn, Hag1 tính từ Fag1

H ag1 =

Fag1
g

=

4  Ni 
  cos(θ a )
π  2g 

(3.10)

Với dây quấn rải, cường độ từ trường cũng dễ dàng tính
được từ sức từ động.
Phần 1

36


Từ trường trong máy điện quay (tt)
Với các máy có cấu trúc cực lồi, khe hở không khí là cực
kỳ không đều, dẫn đến phân bố từ trường khe hở phức tạp
hơn nhiều so với máy có khe hở đều.
Việc phân tích chi tiết phân bố từ trường sẽ đòi hỏi lời giải
đầy đủ của bài toán trường. Tuy nhiên, một số giả thiết đơn
giản hóa và kỹ thuật phân tích có thể giúp rút ra lời giải đủ
chính xác.

Phần 1

37

Từ trường quay trong máy điện AC
Để hiểu được lý thuyết và sự vận hành của máy AC

nhiều pha, cần nghiên cứu bản chất của sóng stđ do một
dây quấn nhiều pha tạo ra.
Việc phân tích chỉ tập trung vào máy 2 cực hoặc 1 đôi
cực của dây quấn nhiều cực.
Xét sức từ động của một pha dây quấn. Phân bố không
gian của thành phần stđ cơ bản đã được xác định từ (3.5)
cho dây quấn rải.
Phần 1

38


Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Khi kích thích dây quấn bằng dòng điện biến thiên hình
sin theo thời gian ở tần số ωe,

ia = I m cos(ωet )

(3.11)

Phân bố sức từ động cho bởi

Fag1 = Fm cos( pθ a ) cos(ωet ) = Fm cos(θ e ) cos(ωet )

(3.12)

Như vậy phân bố sức từ động có một giá trị cực đại.
Sóng stđ cố định trong không gian với biên độ biến thiên
hình sin theo thời gian ở tần số ωe.
Phần 1

39

Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Sóng stđ trên có thể được phân tích thành 2 thành phần
có biên độ bằng nhau, 1 thành phần quay cùng chiều quay,
và 1 thành phần quay ngược chiều quay, với cùng biên độ
bằng 0,5 lần biên độ của Fag1.
Đây là một bước quan trọng trong việc tìm hiểu các máy
điện AC. Trong các máy điện AC nhiều pha, các sóng stđ
ngược chiều quay bị khử lẫn nhau, còn các sóng stđ cùng
chiều quay tăng cường tác dụng.
Phần 1

40


Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Xét máy 3 pha với các pha dây

Trục
pha b

quấn đặt lệch nhau 120 độ điện trong
không gian dọc theo khe hở.

Trục
pha a

Các dây quấn tập trung đại diện

cho các dây quấn rải tạo ra stđ hình
sin dọc theo các trục từ của mỗi pha.

Trục
pha c

Các sóng stđ cơ bản như vậy lệch pha nhau 120 độ điện.

Phần 1

41

Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Mỗi pha được kích thích bằng 1 dòng điện AC biến thiên
hình sin theo thời gian. Ở điều kiện cân bằng, các dòng điện
tức thời là

ia = I m cos(ωet )

(3.13)

ib = I m cos(ωet − 120°)

(3.14)

ic = I m cos(ωet + 120°)

(3.15)

với Im là dòng điện cực đại, và gốc thời gian được chọn là

thời điểm dòng điện pha a đạt cực đại dương.
Phần 1

42


Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Phân tích mỗi sóng stđ thành 2 thành phần, và tính tổng
của các stđ, rút ra được

F (θ e , t ) =

3
Fm cos(θ e − ωet )
2

(3.16)

Quá trình tính toán cho thấy các thành phần stđ quay
ngược khử lẫn nhau, còn các thành phần stđ quay thuận thì
cộng tác dụng.
(3.16) biểu diễn một hàm không-thời gian hình sin, có
biên độ không đổi bằng 3/2 biên độ thành phần.
Phần 1

43

Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Sóng stđ không-thời gian trên đạt cực đại khi θe = ωet,
hay θa = ωet/p.

Như vậy, dưới các điều kiện 3 pha cân bằng, dây quấn 3
pha tạo ra một sóng stđ khe hở quay ở tốc độ đồng bộ ωs

ω s = ωe / p

(3.17)

với ωe là tần số góc của nguồn điện đặt vào (rad/s), và ωs
là tốc độ góc (không gian) đồng bộ của sóng stđ khe hở
(rad/s).
Phần 1

44


Từ trường quay trong máy điện AC (tt)
Tốc độ đồng bộ tương ứng ns tính bằng vòng/phút có thể
được biểu diễn theo tần số nguồn điện fe (tính bằng Hz)

ns =

60 f e
p

(3.18)

Tổng quát, một từ trường quay với biên độ không đổi sẽ
được tạo ra bởi một dây quấn q pha, được kích thích từ một
hệ dòng q pha cân bằng ở tần số fe khi các trục pha tương
ứng được đặt lệch nhau 2π/q radian điện trong không gian.

Biên độ của sóng stđ sẽ bằng q/2 biên độ thành phần.
Phần 1

45


Bài giảng
Chương 3: Các vấn đề cơ bản
của máy điện quay
TS. Nguyễn Quang Nam
2013 – 2014, HK 2

/>
Phần 2

1

Điện áp cảm ứng
Xét máy AC cơ sở có mặt cắt như hình 4.32 (sách
Fitzgerald). Trên stato và rôto là các cuộn dây tập trung,
bước đủ, có nhiều vòng dây.
Giả sử khe hở không khí đủ nhỏ, và dây quấn kích từ tạo
ra từ thông khe hở hướng kính với từ cảm Bm.
Nếu khe hở không khí là đều, Bm có thể được tính bởi.

4µ0  k f N f

Bm =
πg  2 p
Phần 2


 I f


(3.19)
2


Điện áp cảm ứng (tt)
với g là chiều dài khe hở, kf là hệ số dây quấn kích từ, Nf
là tổng số vòng dây nối tiếp của cuộn kích từ, và If là dòng
điện kích từ.
Khi các cực từ rôto thẳng hàng với trục từ của 1 pha
stato, từ thông móc vòng với dây quấn 1 pha stato là
kdqNphΦp, với Φp là từ thông khe hở dưới 1 cực từ (Wb).
Giả sử từ cảm khe hở có dạng hình sin

Phần 2

3

Điện áp cảm ứng (tt)

B = Bm cos( pθ r )

(3.20)

Φp có thể được tính bằng cách lấy tích phân từ cảm dưới
toàn bộ 1 mặt cực

Φp =

2
Bmlr
p

(3.21)

với θr là góc tính từ trục từ rôto, r là bán kính ở vị trí khe
hở, và l là chiều dài dọc trục của lõi thép.

Phần 2

4