nguyên lý cấu tạo động cơ không đồng bộ

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Câu 1: Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng
bộ.
1.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ

1.1.1 Phần tĩnh – Stato:
 Lõi thép Stator: Được ghép
bằng 23 các lá thép Kỹ thuật điện
hình vành khăn , có xẻ rãnh ở
bên trong để đặt dây quấn Stator.
Trường hợp máy có công suất lớn,
kích thước lõi thép lớn thì lõi thép
sẽ được ghép từ nhiều lá thép hình
rẻ quạt như hình vẽ.
 Dây quấn Stator: Là dây điện

từ, có thể là dây Đồng hoặc Nhôm,
được quấn thành các Bối dây, Tổ
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

1


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

bối dây; Tùy theo cuộn dây quấn Stator là 1fa hay 3fa mà ta có động cơ
không đồng bộ 1fa hoặc 3fa.
1.1.2 Phần động – Rôtor
 Lõi thép: Cũng được 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 như lồng sóc.
●

Đối với loại Rôto dây quấn, cuộn dây Rôto nối hình sao (Y),

còn 3 đầu được nối đến 3 vòng góp cố định trên trục, được cách điện với trục
và goi là 3 Vành trượt. Có 3 Chổi than tiếp xúc với 3 vành trượt này để nối ra
ngoài; Người ta có thể nối nối tiếp dây quấn Rôto với các điện trở phụ để mở
máy và điều chỉnh tốc độ.
Động cơ Rôto lồng sóc được dựng phổ biến nhất,
lồng sóc được đúc bằng Đồng hoặc Nhôm có dạng
như hình vẽ.
1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha:
1.2.1 Cách tạo ra từ trường quay trong lõi thép Stato:
Để tạo ra được từ trường quay trong lõi thép Stato, cuộn dây Stato cần
phải được chế tạo theo quy luật nhật định, cách bố trí, đấu nối cuộn dây 3 fa
của Stato cần nghiêm ngặt tuân thủ công nghệ chế tạo. Dưới đây ta khảo sát

cách tạo ra từ trường quay:

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

2


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

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

Ta quy ước chiều dòng điện đi từ đầu đến cuối cuộn dây mang dấu
dương (+), đi từ cuối đến đầu cuộn dây mang dấu âm (-). Thì chiều dòng điện
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

3

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

trong các cuộn dây tại các thời điểm a, b, c và d như 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
dương, theo quy ước ta biểu diễn dòng điện đi vào ở A và đi ra ở X như trên
hình vẽ. Cũng thời điểm đó thì các dòng điên iB và iC 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 được chiều của đường sức từ trường tại thời điểm a như hình vẽ.
Bằng cách tương tự, ta xác định được chiều và vị trí của từ trường tại
các thời điểm b, c và d như hình vẽ.
Rõ ràng là từ trường tạo ra trong lõi thép Stato cú chiều và trị số thay
đổi liên tục theo thời gian và trong trường 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) tương ứng với khoảng thời gian là 1/2 Chu kì (T/2); Trong thời gian đó
thì từ trường quay được 180°, như vậy là sau 1 Chu kì của dòng điện thì từ
trường sẽ quay được 360° (1 vòng)
Từ trường trong trường hợp
ta vừa xét gồm có 2 cực (1đôi 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
trường quay lại bị giảm đi một
nửa. Trong trường hợp tổng quát,
tốc độ quay của từ trường được
xác định theo công thức:
n0 =

60. f
p

Ta lại thấy rằng khi thiết lập thứ tự dòng điện các pha lần lượt là i A, iB
và iC thì chiều của từ trường quay sinh ra trong lõi thép Stato là cùng chiều
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

4


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

kim đồng hồ; Nếu ta thay đổi thứ tự liên tiếp của dòng điện trong các pha thì
chiều quay của Từ trường cũng sẽ thay đổi. Điều này sẽ làm chiều quay của
động cơ thay đổi, ta sẽ xét kỹ hơn ở phần sau.
1.2.2 Nguyên lý làm việc của động cơ không

n

N

đồng bộ:

Fdt

•

Để giải thích nguyên lý làm việc của
động cơ không đồng bộ, ta giả sử đã tạo ra

n0

từ quay trong lõi thép Stato; Giả sử chiều và
vị trí của Từ trường tại thời điểm ta xét như

Fdt

hình vẽ. Hai vòng tròn phía ngoài biểu diễn Lõi thép

S

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.
Từ trường quay với tốc độ n0
cùng chiều kim đồng hồ. Tại thời
điểm mở máy, khi Rôto đứng yên;
Từ trường quay quét qua các thanh
dẫn của Rôto sẽ tạo ra trong các thanh
dẫn những Sức điện động cảm ứng. Ta
xét hai thanh dẫn nằm ở vị trí đặc biệt
như hình vẽ.
Bằng quy tắc bàn tay phải, xác định được chiều của Sđđ cảm ứng trong

2 thanh dẫn như hình vẽ. Ở thanh dẫn phía trên, Sđđ cảm ứng có chiều đi từ
trong ra ngoài ( kí hiệu là dấu .); Ở thanh dẫn phía dưới thì ngược lại, chiều
của Sđđ cản ứng là đi từ ngoài vào trong ( kí hiệu là dấu +).
Các thanh dẫn Rôto bị nối ngắn mạch bởi hai vòng ngắn mạch ở hai
đầu Rôto (Cấu tạo của Rôto lồng sóc), do đó Sđđ cảm ứng sẽ tạo thành dòng
điện cảm ứng trong các thanh dẫn; Chiều của dũng điện cảm ứng là cùng
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

5


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

chiều với Sđđ cảm ứng. Các thanh dẫn Rôto mang dòng điện lại nằm trong từ
trường của dây quấn Stato nên chịu tác dụng của lực điện từ, chiều của lực
điện từ F được xác định theo 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 hướng kéo Rôto quay theo chiều kim đồng hồ
(Cùng chiều của từ trường quay).
Dây quấn của Rôto lồng sóc gồm có rất nhiều thanh dẫn, bằng cách
tương tự ta xác định được 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 trường với tốc độ n < n0. Rõ ràng tốc độ
quay của Rôto phải luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường; Thật vậy nếu n =
n0 nghĩa là tốc độ tương đối giữa các thanh dẫn Rôto với từ trường là bằng 0,
như vậy sẽ không có Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng I = 0, lực điện 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 trường, chính vì vậy động cơ này được
gọi là động cơ không đồng bộ.
Để biểu thị mức độ giảm nhỏ của n so với n 0 người ta dựng khái niệm
hệ số trượt S, theo biểu thức:
nο − n
nο

S =

Hoặc tính theo phần trăm:
S% =

nο − n
⋅ 100 0 0
nο

Về lý thuyết, hệ số trượt 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
thường trong giới hạn 2 ÷ 3%; Với động cơ không đồng bộ có hệ số trượt
nâng cao, S có thể đạt đến 10%. Vì vậy tốc độ làm việc của động cơ không

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

6


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

đồng bộ vẫn gần bằng tốc độ từ trường ở phụ tải định mức, giả sử tốc độ của
từ trường là 3000v/ph thì tốc độ của Rôto khoảng 2850 ÷ 2950v/ph………

Chương 2. Phương pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato
động cơ không đồng bộ 3 pha. Các kiểu quấn thông dụng.
2.1 Phương pháp tính toán:
Các tham số sử dụng khi lập sơ đồ dây quấn :
 Số rãnh của lõi thép stator :

Z1

 Số cực :

2P

 Số pha :

m

 Số mạch nhánh song song :

a

 Số vòng dây của một pha :

W1f

 Bước cực :

τ

=

Z1
2Ρ

 Số rãnh ứng với mỗi cực của 1 pha:

q

 Bước quấn dây :

y

(Thường tính theo số rãnh)

Từ mục 1.2.1 ta thấy rằng: Từ trường quay trong lõi thép Stato được
hình thành do sự phối hợp chiều dòng điện trong dây quấn của cả 3 cuộn dây
(3 pha). Như vậy: Trong cuộn dây ba pha, các rãnh nằn trong một cực được
chia làm 3 phần, mỗi phần thuộc về một pha, tạo thành các nhóm cực – pha
dưới mỗi cực.
Vậy là dưới mỗi cực có ba nhóm cực - pha. Ngược lại, dưới mỗi một
cực thì mỗi pha chỉ có một nhóm cực – pha (còn gọi là nhóm bối dây hoặc tổ
bối dây).
Phương 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 dây quấn Stato của động cơ không
đồng bộ người ta tưởng tượng như cắt lõi thép và dây quấn Stato theo một

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

7


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

đường dọc theo lõi thép của máy rồi trải về cùng một mặt phẳng. Khi đó ta có
một hình vẽ biểu được các thông số của cuộn dây:
 Bước quấn dây: y : Đếm được theo số rãnh.
 Bước cực:

τ

: Thể hiện qua cách nối các tổ bối dây.

 Số đôi mạch nhánh song song:

a.

 Số rãnh dưới một cực của một pha: q…

Trên sơ đồ trải, cạnh của các bối dây tương ứng trong các rãnh sẽ được
biểu diễn bằng các đoạn thẳng song song, cách đều; Số lượng 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) được biểu diễn là một đoạn thẳng vẽ bằng nét liền; Với dây
quấn 2 lớp thì trong mỗi rãnh sẽ có hai cạnh của hai bối dây khác nhau, một
cạnh nằm ở phía dưới đáy rãnh ta gọi là cạnh nằm ở lớp dưới - biểu diễn bằng
đường nét đứt, cạnh còn lại nằm ở phía trên gần miệng rãnh được gọi là cạnh
nằm ở lớp trên - biểu diễn bằng đường nét liền.
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

8


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Hình vẽ dưới đây biểu diễn các rãnh của lõi thép Stato với số rãnh Z 1 =
24 trong hai trường hợp dây quấn một lớp và hai lớp:

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

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

9


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

 Tổ bối dây được 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 được đấu nối
tiếp ngay trong quá trình quấn các Bối dây đó. Hình vẽ trên biểu diễn Bối
dây, Tổ bối dây trong hai trường hợp dây quấn một lớp và hai lớp, với số bối
dây trong một tổ bối dây là q = 2.
 Tổ bối dây trong trường hợp này được tạo bởi các bối dây có kích
thước giống nhau ta gọi là Tổ bối dây kiểu đồng khuôn. Nếu các bối dây
trong một tổ bối dây có kích thước khác nhau, bối dây nhỏ nằm trong lòng bối
dây 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 quyết định tốc độ quay của động cơ. Các bối dây sẽ được đấu
nối tiếp nhau theo một trong hai cách là: Nối tiếp cùng tên hoặc Nối tiếp khác
tên.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

10

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

 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 được:

2P = 2

Số cực = Số bối dây
 Nối tiếp khác tên: Các đầu khác tên
của hai bối dây liên tiếp được nối với
2P = 4

nhau. Khi đấu nối tiếp khác tên:
Số cực = 2 x Số bối dây

Qua hai ví dụ trên ta thấy rằng: Cùng với hai bối dây nhưng với hai
cách nối cùng tên và khác tên ta sẽ được số cực khác nhau. Quy luật về mối
quan hệ giữa số bối dây và số cực ở các cách nối sẽ được 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 được thực hiện
cách nối song song; Tương tự như 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:
Khi nối song song các đầu
cùng tên:

Số cực = 2 x Số bối dây
2P = 2

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

2P = 4

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

11


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Nối song song các đầu khác tên:
Số cực = Số bối dây

2.2 Các bước vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn stato động cơ không
đồng bộ:
2.2.1 Các thông số sử dụng cho quá trình vẽ sơ đồ trải:
 Số rãnh của lõi thép stator: Z1
 Số cực:

2p

τ

 Bước cực:

=

Z1
2p

 Số rãnh ứng với mỗi cực của 1 pha: q =

Z1
2 P.m

 Bước quấn dây :

τ
y>τ
y<τ
y=

→ Dây quấn bước đủ
→ Dây quấn bước dài
→ Dây quấn bước ngắn.

Với m = 3 là số pha dây quấn Stato.
2.2.2

Các bước thực hiên 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 sau:
Ví dụ 1:

Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng

bộ xoay chiều 3 fa với các thông số như sau:
Z1 = 24,

2p = 4,

m = 3,

a=1

Cuộn dây quấn kiểu đồng tâm.
• Trước tiên ta tính toán các thông số:

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

12


Trường Đại Học Bôn Ba

 Bước cực:

τ

=

Khoa: Điện

Z1
24
=
=6
2p
4


 Số rãnh dưới một cực của một pha: q =

Z1
24
=
= 2
2 p.m
2.2.3

 Bước quấn dây: Vì dây quấn đồng tâm nên bước quấn của các bối dây
trong một tổ bối là khác nhau. Ta ký hiệu bước quấn của các bối dây
theo thứ tự từ nhỏ đến lớn lần lượt là y1, y2……
*

y1 =
=

*

y2 =
=

2.q + 2
2.2 + 2 = 6
y1 + 2
6 + 2 = 8

Trong trường hợp này ta tính được số cạnh tác dụng dưới 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 bước quấn dây y2.
• Trình tự vẽ sơ đồ trải như sau:
Bước 1:
Vạch các đoạn thẳng song song, cách đều thể hiện các rãnh của lõi thép
Stato và đánh số thứ tự từ 1 ÷ 24

Bước 2:
Phân vùng các cực và đánh dấu chiều dòng điện trong các rãnh sao cho:
 Các rãnh nằm dưới một cực → Có cùng chiều dòng điện.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

13


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

 Các rãnh nằm ở hai cực bên cạnh nhau → Chiều dòng điện ngược
nhau.

Bước 3:
Căn cứ vào bước 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 cạch của mỗi bối dây phải bằng bước quấn y đã
tính ở trên.
 Vị trí các rãnh trên các cực của cùng một pha phải giống nhau.

Bước 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.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

14


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Theo chiều dòng điện đã chọn trong các rãnh thì đầu cuối của Tổ bối
dây thứ nhất phải được 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 được nối với đầu đầu của Tổ bối dây thứ hai.
Bước 5:
Bằng cách vẽ tương 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 được điều này ta cần căn cứ vào điều kiện là: Các cuộn
dây của 3 pha sẽ phải lệch nhau những góc là 120°. Với số cực trong trường
hợp này là 2p = 4 ( số đôi cực là p = 2), ta xác định được góc độ điện lệch
nhau giữa hai rãnh liên tiếp trên lõi thép Stato là:

p.360
2.360
α°đ =
=
= 30°
Z1
24
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.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

15

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Căn cứ vào điều kiện lệch pha nhau 120° ta xác định được số khoảng
120 
cách mà các đầu tương ứng của hai pha liên tiếp phải lệch nhau là: N =
30 

= 4. Ta gọi là 4 Khoảng cách trên sơ đồ trải, vậy là đầu đầu của pha tiếp theo
phải bắt đầu từ rãnh số 5; Và ta sẽ được cuộn dây của pha thứ hai như sau:

Bước 6:
Xác định rãnh đặt đầu đầu của pha CZ rồi vẽ nối cuộn dây CZ theo
cách tương tự. Tới đây ta đã hoàn thiện được 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 sơ đồ trải tại
vị trí đó.
 Khoảng cách giữa các đầu đầu pha A, B, C cũng đúng bằng khoảng

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

16


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

cách giữa các đầu cuối tương ứng X, Y, Z. Điều này giúp ta kiểm tra nhanh
tính chính xác của sơ đồ trải sau khi vẽ. Và cũng thể hện tính đối xứng của
cuộn dây 3 fa.

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 3 fa với các thông số như sau:
Z1 = 24, 2p = 4, m = 3, a = 1
Cuộn dây quấn xếp đơn.
Giải:
• Trước tiên ta tính toán các thông số:

 Bước cực:

τ

=

Z1
24
=
=6
2p
4

 Số rãnh dưới một cực của một pha: q =

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

Z1
24
=
=2
2 p.m
2. 2. 3

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

17


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

 Bước 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 bước
quấn dây xác định theo công thức :
 y = 3.q + 1 = 7.
 Khoảng cách giữa các đầu đầu pha liên tiếp ( Thứ tự pha) :
A ÷ B ÷ C = 2.q + 1 = 5
• Trình tự vẽ sơ đồ trải như sau:
Ta vẫn vẽ theo trình tự 6 bước như đã giới thiệu. ở vớ dụ 1; Nhưng từ
bước thứ 3, khi vẽ các Bối dây, Tổ bối dây ta vẽ các bối dây có chu vi như
nhau. Cuối cùng, ta được sơ đồ trải bộ dây quấn Stato như sau:

Bộ dây quấn Stato trong trường hợp này được 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 bước quấn y = 3.q, trình tự vẽ sơ đồ
vẫn tương tự như trên, chỉ khác nhau ở bước dây quấn.
Cũng với ví dụ trên ta có sơ đồ dây quấn Xếp đơn kiểu móc xích như
hình vẽ dưới đây:
Cuộn dây quấn kiểu móc xích trong nhiều trường hợp sẽ cho ta bước
quấn y nhỏ hơn dây quấn kiểu hoa sen. Ưu điểm là tiết kiệm được dây quấn,
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

18


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

phần đầu nối của các bối dây đan xen nhau đẹp hơn. Nhược điểm là khi lồng
dây vào các rãnh phải đặt các bối dây chờ; Vì vậy với các động cơ có công
suất nhỏ, đường 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).

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 trường hợp này sẽ nhiều gấp 2 lần.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

19

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Cuộn dây quấn xếp kép thường được thực hiện theo hai kiểu Dây quấn
bước đủ và Dây quấn bước ngắn.
1. Sơ đồ trải bơ dây quấn Stato kiểu Xếp kép bước 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 như sau:
Z1 = 24, 2p = 4, m = 3, a = 1
Cuộn dây quấn Xếp kép, bước đủ
•

Trước tiên ta tính toán các thông số trên sơ đồ trải:

 Bước cực:

τ

=

Z1
24
=
=6
2p
4

 Số rãnh dưới một cực của một pha: q =

Z1
24
=
=2
2 p.m
2.2.3

 Bước quấn dây: Là dây quấn xếp, nên các bối dây trong một tổ bối có
cùng chu vi, vì vậy chỉ có một bước quấn. Dây quấn xếp kép bước đủ,
ta có bước dây quấn y =

τ

= 6; Đơn vị của bước cực τ được tính là số

Khoảng cách, vì vậy ta có bước quấn dây trong trường 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):
A ÷ B ÷ C = 2.q + 1 = 5

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

20

Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

• Trình tự vẽ sơ đồ trải như sau:
Bước 1:
Vạch các đoạn thẳng song song, cách đều thể hiện các rãnh của lõi thép
Stato và đánh số thứ tự từ 1 ÷ 24; Dây quấn xếp kép nên mỗi rãnh của lõi thép
Stato trong trường hợp này được biểu diễn bằng một đường nét liền và 1
đường nét đứt, thể hiện hai cạch ở lớp trên và lớp dưới của mỗi rãnh:
Bước 2:
Phân vùng các cực và đánh dấu chiều dòng điện trong các rãnh:

Bước 3:
Căn cứ vào bước quấn dây, vẽ các bối dây, tổ bối dây của pha thứ nhất
theo nguyên tắc:
 Mỗi bối dây có một cạch nằm ở lớp trên của rãnh này, cạnh kia nằm
ở dưới của rãnh khác, cách nhau bằng bước quấn y. Khi biểu diễn các Bối
dây, Tổ bối dây ta vẽ hai nửa của mỗi bối dây theo kí hiệu các rãnh tương
ứng. Một nửa bối dây nằm ở phía trên của rãnh được vẽ bằng nét liền, nửa kia

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

21


Trường Đại Học Bôn Ba
được

vẽ

bằng

nét

đứt

thuộc

Khoa: Điện
về

cạch

nằm

ở

lớp

dưới….

Bước 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 được 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 được nối với đầu cuối của Tổ bối dây thứ hai.
Bước 5:
Bằng cách tương tự, ta vẽ các bối dây, Tổ bối dây của pha thứ 2.
GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

22


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Bước 6:
Xác định rãnh đặt đầu đầu của pha CZ rồi vẽ nốt cuộn dây CZ theo
cách tương tự.
Tới đây ta đã hoàn thiện được sơ đồ trải cuộn dây quấn Stato, dây quấn
xếp kép bước đủ như hình vẽ.

2. Sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu Xếp kép bước ngắn:
Bộ dây quấn Stato kiểu xếp kép thường sử dụng là dây quấn Xếp kép
bước ngắn; Khi thực hiện việc rút ngắn bước quấn sẽ có các ưu điểm sau:
 Tiết kiệm dây quấn: Khi rút ngắn bước quấn thì chu vi của các Bối dây
sẽ giảm đi, vì vậy sẽ giảm được khối lượng dây quấn của máy.

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

23


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

 Cải thiện được dạng sóng của từ trường trong máy: Trên thực tế thì từ
trường 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 như bậc 3,
bậc 5, bậc 7… Khi thực hiện việc rút ngắn bước quấn dây sẽ triệt tiêu được
các thành phần sóng bậc cao, từ trường trong lõi thép còn lại chủ yếu là thành
phần hình sin. Nhưng việc rút ngắn bước dây quấn cũng chỉ được thực hiện
trong một giới hạn nhất định: Bước quấn dây y chỉ được rút ngắn đến tối thiểu
là bằng 0,67℅ bước cực τ ,Vì nếu ta rút ngắn bước quấn đi quá nhiều thì sẽ
làm cho diện tích của các cực bị giảm nhiều, dạng sóng của từ trường sẽ xấu
đi.
Để minh họa trình tự vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato kiểu xếp kép bước
ngắn, ta xét một ví dụ sau:
Ví dụ 4:

Tính toán, vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động cơ không đồng
bộ xoay chiều 3 fa với các thông số như sau:
Z1 = 24, 2p = 4, m = 3, a = 1
Cuộn dây quấn Xếp kép, bước đủ.

• Trước tiên ta tính toán các thông số trên sơ đồ trải:

 Bước cực:

τ

24

Z

= 2 p1 =
=6
4

 Số rãnh dưới một cực của một pha: q =

Z1
24
=
= 2
2 p.m
2.2.3

 Bước quấn dây: Ta chọn bước quấn dây: y =

5
⋅τ = 5
6

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):
A ÷ B ÷ C = 2.q + 1 = 5

• Cách vẽ sơ đồ trải như sau:

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

24


Trường Đại Học Bôn Ba

Khoa: Điện

Ta vẫn thực hiện theo trình tự 6 bước ở trên, nhưng bước cuốn dây trong
trường hợp này chỉ là y = 6; ta có sơ đồ trải đầy đủ như sau:

Chương 3: Phương pháp tính toán vẽ sơ đồ trải bộ dây quấn Stato động
cơ KĐB 3fa có q là phân số.
 Phương pháp bố trí dây quấn trình bày trong phần này, được áp dụng
cho động cơ Stator động cơ không đồng bộ 3 pha hay cho Rôto của máy phát
điện xoay chiều.
Các trường hợp thực tế sẽ áp dụng phần này khi

τ

và q đều có giá trị

không nguyên.
Ví dụ:

Z = 30,

2P = 4,

m = 3.

30
= 7,5 rãnh/bước cực.
4

τ

=

Z
2Ρ

q

=

30
Z
=
= 2.5 rãnh/1pha/1 bước cực.
2Ρ.m
4.3

=

Trường hợp này, ta sẽ áp dụng các phương pháp bố trí dây quấn theo
các vấn đề trình bày sau đây:
 Ta có hai phương pháp bố trí dây quấn (khi q là phân số), phương
Pháp bố trí theo Clément và phương pháp bố trí theo Pyδo.
 Đối với phương pháp Clément, ta có thể bố trí dây quấn theo dạng 1

GVHD: GS Cù Trọng Xoay

SVTH: Nguyễn Văn Lâm

25