SỨC TỪ ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU

www.hanghaivietnam.com

1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp

Giạo trçnh
Biãn soản:

MẠY ÂIÃÛN 1
Bi Táún Låüi

Chỉång 10

SỈÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG CA DÁY QÚN
MẠY ÂIÃÛN XOAY CHIÃƯU
10.1. NHÁÛN XẸT BAN ÂÁƯU
Khi tỉì thäng ca pháưn cm xun qua dáy qún pháưn ỉïng biãún thãn thç trong
dáy qún pháưn ỉïng s sinh ra sỉïc âiãûn âäüng (sââ). Trong mạy âiãûn quay cọ hai
cạch âãø tảo ra sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng xun qua dáy qún pháưn ỉïng. Cạch thỉï
nháút l cho dáy qún pháưn ỉïng chuøn âäüng tỉång âäúi trong tỉì trỉång pháưn cm.
Cạch thỉï hai l cho xun qua dáy qún pháưn ỉïng âỉïng n, mäüt tỉì trỉång pháưn
cm âáûp mảch hồûc mäüt tỉì trỉåìng khäng âäøi nhỉng tỉì dáùn mảch tỉì hay âäøi.
Âãø mạy lm viãûc âỉåüc täút, u cáưu tỉì trỉåìng phán bäú dc khe håí ca mạy hçnh
sin âãø sââ cm ỉïng trong dáy qún cọ dảng hçnh sin.
Thỉûc tãú: khäng thãø cọ, vç cáúu tảo
mạy, tỉì trỉåìng ca cỉûc tỉì v ca dáy
qún âãưu khạc sin. Ta phán têch chụng
thnh sọng cå bn (báûc 1) v sọng báûc
cao ν (báûc 3,5,...).
Ta phán tỉì cm B thnh cạc sọng

hçnh sin B1, B3, B5, B7, .. Våïi tỉì trỉåìng
B1 cọ bỉåïc cỉûc τ cn Bν cọ bỉåïc cỉûc
τν=τ/ ν.
Khi räto chuøn âäüng, tỉì trỉåìng B1,
B3, B5, B7, .. cm ỉïng trong dáy qún
sââ e1, e3, e5, e7, .. Do táưn säú f khạc nhau
nãn sââ täøng trong dáy qún s cọ dảng
khäng sin.

Hçnh 10.1 Sỉû phán bäú tỉì cm ca
tỉì trỉåìng cỉûc tỉì ca mạy âiãûn
âäưng bäü cỉûc läưi dc bãư màût stato

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

2

10.2. SặẽC IN ĩNG CAM ặẽNG TRONG DY QUN
Xeùt sõõ caớm ổùng trong dỏy quỏỳn do B1, B3, B5, B7, .. tỗm sõõ tọứng.
10.2.1. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn do tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn.

1. Sõõ cuớa mọỹt thanh dỏựn:
Thanh dỏựn coù chióửu daỡi l chuyóứn õọứng
vồùi vỏỷn tọỳc v trong tổỡ trổồỡng cồ baớn phỏn
bọỳ hỗnh sin doỹc khe hồớ :
x
B x = B m sin

Trong thanh dỏựn caớm ổùng sõõ:

e td = B x vl = B m vl sin x

trong õoù:
x 2
v= =
= 2 f
t T
do
= 2f : tọỳc õọỹ goùc
vaỡ
Nón:

B
Bx

0

Bm1
x

v
l

x

Hỗnh 10.2 Chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi cuớa
thanh dỏứn trong tổỡ trổồỡng hỗnh sin

2
B m l : tổỡ thọng ổùng vồùi mọỹt bổồùc cổỷc tổỡ.

etd = fsint
=

Trở sọỳ hióỷu duỷng sõõ õoù bũng:
E td =

2

f =
f
2
2

2. Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy. Sõõ cuớa mọỹt bọỳi dỏy (phỏửn tổớ):
Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy gọửm hai thanh dỏựn õỷt trong hai raợnh caùch nhau mọỹt
khoaớng y laỡ hióỷu sọỳ hỗnh hoỹc caùc sõõ lóỷch nhau mọỹt goùc (y/) cuớa hai thanh dỏựn
õoù. Tổỡ hỗnh 10.3, ta coù:
y
(10.5)
E V = E 'td E 'td' = 2E td sin
= 2fk n
2
y

(10.6)
trong õoù:
k n = sin
= sin
2
2
y
Thổồỡng hóỷ sọỳ = < 1, nón kn õổồỹc goỹi laỡ hóỷ sọỳ bổồùc ngừn.

Nóỳu trong hai raợnh noùi trón coù õỷt mọỹt bọỳi dỏy (phỏửn tổớ) gọửm Npt voỡng dỏy thỗ
sõõ cuớa bọỳi dỏy õoù bũng:
E p1 = 2k n fN pt

www.hanghaivietnam.com

(10.7)


www.hanghaivietnam.com

3

=1

Bm1



E& 'td'

E& v


E& 'td







E& 'td

y=

E& 'td'

E& 'td'

Hỗnh 10.3 Sõõ cuớa mọỹt voỡng dỏy

3. Sõõ cuớa mọỹt nhoùm bọỳi dỏy :
Giaớ thióỳt ta coù q bọỳi dỏy mừc nọỳi tióỳp vaỡ õổồỹc õỷt raới trong caùc raợnh lión tióỳp
nhau. Goùc lóỷch pha trong tổỡ trổồỡng giổợa hai raợnh caỷnh nhau:
2 2p
(10.8)
=
=
Z/ p
Z

trong õo ù: Z/p sọỳ raợnh dổồùi mọỹt õọi cổỷc tổỡ.
Caùc vectồ Ept lóỷch pha nhau mọỹt goùc
Goùc = q vuỡng pha.

Bm1

=1


K

Ept2

Ept1

Eq


A





/2

y=

Ept3

Ept1

0
= q

Ept2
Ept3

Hỗnh 10.4 Nhoùm coù q=3 bọỳi dỏy trong tổỡ trổồỡng

Hỗnh 10.5 Sõõ nhoùm coù q=3 bọỳi

www.hanghaivietnam.com

B


www.hanghaivietnam.com

4

Sõõ tọứng cuớa mọỹt nhoùm bọỳi dỏy Eq laỡ tọứng hỗnh hoỹc cuớa q vectồ nhổ hỗnh 10.5:
E pt1 sin q2
sin q2
q
E q = AB = 2OA sin
= 2 AK

=2
sin 2
2
2 sin 2
E q = qE pt

Trong õoù:

sin q2

q sin 2

= qE pt k r1

(10.9)

q
Tọứng hỗnh hoỹc caùc sõõ sin 2
k r1 =
=
q sin 2
Tọứng sọỳ hoỹc caùc sõõ

(10.10)

Eq = 2f k n k r qWpt = 2 f k dq qWpt

(10.11)

Vỏỷy:

Vồùi: kdq : goỹi laỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn vaỡ bũng:
kdq = knkr

(10.12)

4. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt pha:
Dỏy quỏỳn mọỹt pha gọửm mọỹt hoỷc nhióửu nhaùnh õọửng nhỏỳt gheùp song song do
õoù sõõ cuớa mọỹt pha laỡ sõõ cuớa mọỹt nhaùnh song song.
Mọựi nhaùnh gọửm n nhoùm bọỳi dỏy coù vở trờ giọỳng nhau trong tổỡ trổồỡng cuớa caùc
cổỷc tổỡ nón sõõ cuớa chuùng cọỹng sọỳ hoỹc vồùi nhau:

E f = 2k dq nqWpt f = 2k dq Wf

(10.13)

trong õoù: W = nqWpt voỡng dỏy cuớa mọỹt nhaùnh song song hay cuớa mọỹt pha.
10.2.2. Sõõ cuớa dỏy quỏỳn do tổỡ trổồỡng soùng bỏỷc cao.

Nhỏỷn xeùt: Bióứu thổùc sõõ tổỡ trổồỡng soùng bỏỷc cao giọỳng tổỡ trổồỡng bỏỷc mọỹt.
õỏy ta chuù yù rũng bổồùc cổỷc cuớa tổỡ trổồỡng bỏỷc nhoớ lỏửn tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn
(hỗnh 10.1) vỗ vỏỷy goùc õióỷn 2 cuớa tổỡ trổồỡng soùng cồ baớn ổùng vồùi goùc 2 õọỳi vồùi
tổỡ trổồỡng bỏỷc , nhổ vỏỷy:

=


k n = sin
2
Vaỡ

(10.14)
sin q2
k r =
q sin 2

Hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa soùng bỏỷc :

k dq = k n k r

(10.15)

Tỏửn sọỳ cuớa soùng bỏỷc :

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

5

fν = νf
Sââ cm ỉïng ca sọng báûc ν :
E ν = π 2k dqν Wfν Φ ν
Våïi:

Φν =

(10.16)

2

2
B m ν lτ ν =
B mν lτ
π
νπ

Tỉì nhỉỵng phán têch trãn ta tháúy ràòng, khi tỉì trỉåìng cỉûc tỉì phán bäú khäng
hçnh sin, sââ cm ỉïng trong dáy qún mäüt pha l täøng ca mäüt dy cạc sââ âiãưu
ha cọ táưn säú khạc nhau. Trë hiãûu dủng sââ âọ cọ trë säú:
E = E12 + E 32 + E 52 + ... + E ν2 ...

(10.17)

10.3. CI THIÃÛN DẢNG SỌNG SÂÂ.

Ngun nhán lm cho sââ cm ỉïng khäng sin l tỉì cm B khäng sin. Sau âáy
l cạc biãûn phạp âãø lm cho sââ cm ỉïng cọ dảng sin.
10.3.1. Tảo âäü cong màût cỉûc âãø B sin

Våïi δ l khe håí nh nháút giỉỵa màût cỉûc. δ tàng dáưn vãư 2 phêa mm cỉûc tỉì, âãø
B hçnh sin thç δx cạch giỉỵa màût cỉûc bàòng:

δx ≈

δ
cos πτ x

(10.18)

Nãúu gi b l bãư räüng màût cỉûc thç b =(0,65-0,76)τ v δmax = (1,5-2,5)δ.

10.3.2. Rụt ngàõn bỉåïc dáy qún

Khi y = τ thç táút c cạc sââ báûc cao âãưu täưn tải vç:

k nν = sin νβ π2 = ±1

Khi y < τ thç sââ báûc cao ty s bë triãût tiãu, nhỉ:
y 4
1
• β = = váûy rụt ngàõn dáy qún τ
τ 5
5
4π
k n 5 = sin 5
= 0 → E5 = 0
52
1
• Tỉång tỉû mún E7 = 0 thç rụt ngàõn τ
7

Chụ :
• Bỉåïc ngàõn khäng âäưng thåìi triãût tiãu táút c sââ báûc cao vç váûy phi chn
bỉåïc ngàõn thêch håüp.
• Rụt ngàõn bỉåïc dáy qún sââ báûc mäüt cng gim âi mäüt êt nhỉng khäng
âạng kãø.

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

6
10.3.3. Thổỷc hióỷn dỏy quỏỳn raới

Khi q = 1 thỗ kr = 1 nghộa laỡ caùc sõõ bỏỷc cao khọng giaớm.
Khi q > 1 thỗ caùc sõõ bỏỷc cao õóửu giaớm nhoớ.
Xem baớng, ta thỏỳy rũng coù mọỹt sọỳ bỏỷc cao khọng bở giaớm yóỳu õi maỡ coù kr =
kr1 bỏỷc cuớa sõõ õoù coù thóứ bióứu thở nhổ sau:
Z = 2mqk 1
trong õoù: k = 1, 2, 3,...; m: sọỳ pha;
q: sọỳ raợnh cuớa mọỹt pha dổồùi mọỹt cổỷc tổỡ.
Vỗ: 2mq = Z/p nón (10.19) trồớ thaỡnh:
Z
Z = k 1
p

(10.19)

(10.20)

Caùc soùng õióửu hoỡa Z goỹi laỡ soùng õióửu hoỡa rng.
Sồớ dộ coù kr = kr1 laỡ do goùc lóỷch Z giổợa caùc sõõ cuớa caùc bọỳi dỏy õỷt trong
caùc raợnh lión tióỳp do tổỡ trổồỡng bỏỷc Z hoaỡn toaỡn bũng goùc lóỷch ổùng vồùi tổỡ trổồỡng
soùng cồ baớn:
2p Z
2p
= . Z =
= 2k
(10.21)
k 1 = 2k

Z p
Z

Z

Kóỳt luỏỷn : Quỏỳn raới khọng trióỷt tióu õổồỹc soùng õióửu hoỡa rng, tuy nhión q tng
Z tng theo vaỡ BmZ nhoớ õi, kóỳt quaớ laỡ soùng õióửu hoỡa rng cuợng nhoớ õi tổồng ổùng
vaỡ daỷng soùng sõõ cuợng caới thióỷn õổồỹc mọỹt phỏửn.
Coù thóứ giaớm soùng õióửu hoỡa rng nhióửu bũng caùch duỡng dỏy quỏỳn coù q laỡ phỏn
sọỳ.
10.3.4. Thổỷc hióỷn raợnh cheùo.
BmZ

Z

E
E

Ta coù:
Z =(Z/p).k 1, trổồỡng hồỹp k = 1 laỡ
lồùn nhỏỳt, õóứ trióỷt tióu õổồỹc sõõ nỏửy ta
choỹn bổồùc raợnh cheùo laỡ:
bc = 2 = 2/Z = 2.p/(Zp)
Z

Thổỷc tóỳ thổồỡng choỹn:
bc = 2..p / Z = D / Z (10.22)
Tỏỳt caớ caùc soùng õióửu hoỡa õóửu bở
giaớm õi rỏỳt nhióửu.

Hỗnh 10.7 Trổồỡng hồỹp raợnh
cheùo mọỹt bổồùc rng

]R R^

www.hanghaivietnam.com