Bài giảng máy điện chương 5 sức điện động dây quấn máy điện xoay chiều

CHƯƠNG 5

SỨC ĐIỆN ĐỘNG DÂY QUẤN
MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU

1. Khái niệm chung
Khi máy điện hoạt động, trong dây quấn sẽ xuất hiện s.đ.đ

Máy điện xoay chiều sẽ làm việc tốt nếu s.đ.đ có dạng hình sin

Dạng của s.đ.đ phụ thuộc vào dạng của từ trường
Thực tế từ trường có dạng khác hình sin,
do đó s.đ.đ sẽ có dạng khác hình sin

Ta có thể phân tích sóng từ cảm B như sau:

B = B1 + B3 + B5 + B7 +....+ Bν

Sức điện động không hình sin có thể phân tích

E = E1 + E3 + E5 + E7 + ....+ Eν

1


2. Sức điện động dây quấn máy điện
xoay chiều
2.1 Sức điện động do từ trường sóng cơ bản
2.1.1 Sức điện động của một thanh dẫn
Giả thiết từ trường cơ bản phân bố hình sin dọc khe hở

Bx = Bm sinω t

Sức điện động cảm ứng trong thanh dẫn
etd = Bx lv = Bm lvsin ω t
x 2τ
v= =
= 2τ f
t T

Φ = Btb S =

2
Bm lτ
π
et d = π f Φsin ω t

Trị số hiệu dụng s.đ.đ thanh dẫn

Et d =

π
f Φ = 2, 22Φ f
2

2.1.2 Sức điện động của một vòng dây

Một vòng dây gồm 2 thanh dẫn đặt cách nhau y

y
Góc lệch của 2 thanh dẫn trong 1 vòng dây là: π = βπ

τ

Ev = Etd′ − Etd′′ = 2 Etd sin
k n = sin

yπ
τ 2

yπ
π
= sin β
τ 2
2

Ev = 4, 44 f Φ kn

2


2.1.3 Sức điện động của một phần tử (bối dây)
Trong 1 phần tử có Npt vòng dây
Sức điện động của 1 phần tử

E pt = N pt Ev
E pt = 4, 44 N pt f Φ k n

2.1.4 Sức điện động của một nhóm phần tử

Một nhóm phần tử gồm có q phần tử đặt
rải trong các rãnh liên tiếp nhau

qα
qα
sin
E pt sin 2
qα
2
Eq = 2OA sin
= 2 AK
=2
α
2
2 sin α
sin
2
2
qα
sin
2 = qE k
Eq = qE pt
pt r
α
qsin
2
qα
2
α
sin
2

sin
kr =

Eq = 4, 44k n k r qN pt f Φ
Eq = 4, 44kdq qN pt f Φ

3


2.1.5 Sức điện động của dây quấn 1 pha

E p = n.Eq = 4, 44n.kdq qN pt f Φ
N = nqN pt

E p = 4, 44 N .kdq f Φ

2.2 Sức điện động do từ trường sóng bậc cao

τν =

τ
ν

π
knν = sin νβ
2
Φν =

fν = ν . f
qα

2
k rν =
α
q sinν
2
sinν

k dqν = knν .k rν

2
2
Bmν lτ ν =
Bmν lτ
π
νπ

Eν = 4, 44k dqν N fν Φν

Trị số hiệu dụng của s.đ.đ tổng

E = E12 + E32 + E52 + .... + Eν2

4


3. Cải thiện dạng sóng sức điện động
Mục đích:

Tạo ra từ trường hinh sin để s.đ.đ có dạng hình sin

Biện pháp để cải thiện s.đ.đ có dạng hình sin
3.1 Tạo độ cong bề mặt cực từ

δmin

δ min
δx =
π 
cos  x 
τ 
Khe hở lớn nhất δ max ≈ (1,5 ÷ 2, 6 )δ min

3.2 Rút ngắn bước dây quấn
Thực hiện dây quấn bước ngắn
Ví dụ: Với τ = 5; chọn y = 4 thì:
3.3 Thực hiện quấn rải
Khi thực hiện quấn rải q > 1

δmax

knν = 0
kn 5 = sin 5

E5 = 0

4π
=0
52

Eν = 0

Một số s.đ.đ bậc cao
bị giảm

Tuy nhiên s.đ.đ bậc νz không bị giảm yếu
ν z = 2mqk ± 1
Các sóng điều hoà bậc νz được gọi là
Z
sóng điều hoà răng
ν z = k ±1
p

5


3.4 Thực hiên rãnh chéo

Đây là biện pháp triệt tiêu các s.đ.đ điều hoà răng Eν
bc = 2τν z =
bc

2τ
2 pτ
=
νz Z ± p

Thường chọn

bc =

2 pτ π D
=
Z
Z

6