tính toán động cơ không đồng bộ ba pha mất số liệu và kiểm nghiệm sau khi sửa chữa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN

TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
MẤT SỐ LIỆU VÀ KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV2009 - 74

S KC 0 0 2 8 1 4

Tp. Hồ Chí Minh, 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUÂT Tp.HCM
TRUNG TÂM ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN : CƠ SỞ KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
CẤP SINH VIÊN
ĐỀ TÀI:
TÍNH TOÁN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA MẤT SỐ LIÊU VÀ KIỂM
NGHIÊM SAU KHI SỦA CHỮA

Mã số : SV2009-74

GVHD : GVC-Th.S : NGUYỄN TRỌNG THẮNG
SVTH : ĐẶNG HẢI DƯƠNG
MSSV: 06102192
NGUYỄN ĐÌNH GIANG
MSSV: 06102159

Tp. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2010

1


LỜI NÓI ĐẦU

Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến các Quý Thầy Cô, đặc biệt là các Quý
Thầy Cô trong Trung Tâm ĐàoTạo Chất Lương Cao đã tận tình truyền thụ

cho em những kiến thức quý báu. Những kiến thức ấy không chỉ cần trong
công việc chuyên môn mà còn là bài học thiết thực giúp em hoàn thiện
nhân cách của mình.
Em xin cảm ơn thầy GVC-Th.S Nguyễn Trọng Thắng giảng viên
trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật đã chỉ dẫn em trong bước đầu làm quen
với nghiên cứu khoa học .Thầy đã tận tâm hướng dẫn, cung cấp tài liệu
cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu . Đây sẽ là hành
trình quý báu giúp em có thể thực hiện tốt các đồ án.
Cuối cùng, em xin kính chúc Quý Thầy Cô luôn dồi dào sức khỏe để
hoàn thành tốt sự nghiệp trồng người cao quý của mình.
Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ
Thuật TP.HCM
Sinh viên thực hiện

Đặng Hải Dương
Nguyễn Đình Giang

2


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

3


………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………

4


MỤC LỤC

Trang
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ……………… 06
I- Khái niệm chung…………………………………………………………. 06

II- Phân loại và kết cấu……………………………………………………… 06
1. Phân loại…………………………………………………………. 06
2. Kết cấu ………………………………………………………….. 06
3) Khe hở…………………………………………………………… 07
III- Công dụng của máy điện không đồng bộ ……………………………… 07
IV- Nguyên lý làm việc của máy điện không đồng bộ…………………….. 08
CHƢƠNG II : DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA.. 09
I : Đại Cƣơng……………………………………………………………….. 09
II : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha, 1 lớp, q là số nguyên……… 09
III : Xây Dựng Sơ Đồ Khai Triển Dây Quấn Hai Lớp Có q Là Số Nguyên.. 14
1 : Dây quấn xếp. …………………………………………………… 16
2. Dây quấn sóng: …………………………………………………… 17
IV : Dây quấn ba pha có q là phân số : ……………………………………… 18
1. Phƣơng pháp Clement : …………………………………………… 18
2. Phƣơng pháp Py  o ( Rubô) ……………………………………… 21
CHƢƠNG III : TÍNH TOÁN DÂY QUẤN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
MẤT SỐ LIỆU……………………………………………………………………….. 25
I : Phƣơng pháp tính toán dây quấn stator động cơ không đồng bộ ba pha mất số
liệu……………………………………………………………………………………. 25
II : Tính toán dây quấn động cơ không đồng bộ ba pha mất số liệu cụ thể
28
CHƢƠNG IV : KIỂM NGHIỆM SAU KHI SỬA CHỮA……………………………. 33
I : Đo đạc các thông số: ……………………………………………………… 33
II : Thí nghiệm không tải: ……………………………………………………. 33
III : Thí nghiệm ngắn mạch: …………………………………………………. 34

5


CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

I- KHÁI NIỆM CHUNG
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý
cảm ứng điện từ có tốc độ quay của roto n khác với tốc độ quay của từ trƣờng n1.
Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn: dây quấn stato (sơ cấp), với lƣới điện
tần số không đổi f1, dây quấn roto (thứ cấp) đƣợc n1 tắt lại hoặc khép kín trên điện trở.
Dòng điện trong dây quấn roto đƣợc sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng có tần số phụ f2
phụ thuộc vào roto; nghĩa là phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy.
Cũng nhƣ các máy điện quay khác, máy điện không đồng có tính thuận nghịch,
nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện cũng nhƣ chế độ máy phát điện.
II- PHÂN LOẠI VÀ KẾT CẤU
1. Phân loại
Máy điện không đồng bộ có nhiều loại, đƣợc phân loại theo nhiều cách khác
nhau: Theo kết cấu của nó, theo kết cấu của roto, theo số pha trên dây quấn stato…
* Theo kết cấu của vỏ: Máy điện không đồng bộ có thể chia thành các kiểu chính
sau: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ…
* Theo kết cấu roto: Máy điện không đồng bộ chia làm 2 loại: Loại roto kiểu dây
quấn và roto kiểu lồng sóc.
* Theo số pha trên dây quấn stato có thể chia làm 3 loại: 1 pha, 2 pha, 3 pha.
2. Kết cấu
Giống nhƣ những máy quay khác, máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận
chính sau:
1) Stato:
Stato là phần tĩnh gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn. Ngoài ra còn có
vỏ máy, nắp máy.
a. Lõi thép:
Lõi thép đƣợc ép trong vỏ máy làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép stato hình trụ do
các lá thép kỹ thuật điện đƣợc dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh
theo hƣớng trục. Vì từ trƣờng đi qua lõi thép lá, từ trƣờng quay lên để giảm tổn hao lõi
thép đƣợc làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ép lại. Mỗi lá thép kỹ thuật
điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên.

b. Dây quấn:
Dây quấn stato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) và đƣợc đặt
trong các rãnh của lõi thép. Kiểu dây quấn, hình dạng và cách bố trí dây quấn sẽ đƣợc
trình bày chi tiết trong bài sau:
c. Vỏ máy:
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc gang dùng để cố định lõi thép và dây quấn cũng
nhƣ cố định máy trên bệ. Không dùng để làm mạch dẫn từ. Đối với máy có công suất
tƣơng đối lớn (1000kw) thƣờng dùng thép tấm hàn lại thành vỏ. Tuỳ theo cách làm nguội
máy mà dạng vỏ cũng khác nhau: Kiểu vỏ hở, vỏ bảo vệ, vỏ kín hay vỏ phòng nổ… Hai
đầu vỏ có nắp máy và ổ đỡ trục. Vỏ máy và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy.
2) Roto:
Roto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
a. Lõi thép:

6


Nói chung ngƣời ta sử dụng lá thép kỹ thuật điện nhƣ ở stato. Lõi thép đƣợc ép
trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá roto của máy. Phía ngoài của lá thép có xẻ rãnh để
đặt dây quấn.
b. Dây quấn roto:
Có 2 loại chính: Roto lồng sóc và roto dây quấn
- Loại roto kiểu dây quấn: Roto có dây quấn giống nhƣ dây quấn stato.
Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thƣờng dùng dây quấn kiểu sóng 2 lớp vì
bớt đƣợc những đầu dây nối, kết cấu dây quấn trên roto chặt chẽ. Trong máy điện cỡ nhỏ
thƣờng dùng dây quấn đồng tâm 1 lớp. Dây quấn ba pha của roto thƣờng đấu hình sao,
còn ba đầu kia đƣợc nối vào ba rãnh trƣợt thƣờng làm bằng đồng đặt cố định ở 1 đầu
trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài.
Đặc điểm của loại động cơ điện roto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than
đƣa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện roto để cải thiện tính năng mở

máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình
thƣờng, dây quấn roto đƣợc nối ngắn mạch.
- Loại roto kiểu lồng sóc: Kết cấu của loại dây quấn này rất khác so với dây quấn
stato.Trong mỗi rãnh của lõi thép roto đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi
lõi thép và đƣợc nối tắt lại 2 đầu bằng 2 vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành
1 cái lồng mà ngƣời ta quen gọi là lồng sóc.
Ở các máy công suất nhỏ, lồng sóc đƣợc chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các
rãnh lõi thép roto tạo thành thanh nhôm 2 đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh quạt làm mát.
Dây quấn roto lồng sóc không cần cách điện với lá thép. Để cải thiện tính năng mở máy,
trong máy công suất tƣơng đối lớn, rãnh roto có thể làm thành rãnh sâu hoặc làm thành 2
rãnh lồng sóc (rãnh lồng sóc kép). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh roto thƣờng đƣợc làm
chéo đi một góc so với tâm trục.
Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc bảo đảm. Động
cơ roto dây quấn có ƣu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ, song giá thành cao và vận
hành kém tin cậy hơn roto lồng sóc nên chỉ đƣợc dùng khi động cơ roto lồng sóc không
đáp ứng các yêu cầu về truyền động.
3) Khe hở:
Vì roto là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ
(0,2÷1mm trong máy điện cỡ vừa và nhỏ) để hạn chế dòng điện từ hoá và nhƣ vậy mới có
thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn.
III- CÔNG DỤNG CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, chủ yếu làm động cơ điện.
Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không
đồng bộ là một loại máy đƣợc dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với
công suất từ vài chục đến vài nghìn kw. Trong công nghiệp thƣờng dùng máy điện không
đồng bộ làm nguồn động lực cho các máy cán thép vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở
các nhà máy công nghiệp nhẹ…Trong các hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong
nông nghiệp dùng làm máy bơm hay gia công nông sản. Trong đời sống hàng ngày, máy
điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: Quạt gió, động cơ trong tủ
lạnh… Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất, điện khí hoá và tự động hoá, phạm vi

ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế.
Máy điện không đồng bộ có thể dùng làm máy phát điện nhƣng đặc tính không
tốt lắm so với máy phát điện đồng bộ nên chỉ trong một vài trƣờng hợp đặc biệt nào đó

7


(nhƣ trong quá trình điện khí hoá nông thôn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời thì nó
cũng có ý nghĩa quan trọng.
IV- NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
Khi trong lõi thép stato của máy điện không đồng bộ, ta tạo một từ trƣờng quay
với tốc độ n1 = 60f : p (f: tần số dòng điện lƣới đƣa vào ; p: số cặp cực) thì từ trƣờng này
quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi thép roto và cảm ứng trong dây
quấn đó suất điện động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông
của stato tạo thành từ thông tổng ở khe hở.
Dòng điện trong dây quấn tác dụng với từ thông khe hở sinh ra mômen, tác dụng
đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của roto. Trong những phạm vi tốc độ khác
nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau.
Khi roto quay thuận với từ trƣờng quay nhƣng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ thì
dòng điện sinh ra trong dây quấn roto cùng chiều với sức điện động và tác dụng từ trƣờng
tổng trong khe hở sinh ra lực F và mômen M kéo roto quay theo chiều từ trƣờng quay.
Điện năng đƣa tới roto đã biến thành cơ năng trên trục, nghĩa là máy điện làm việc trong
chế độ động cơ. Những máy chỉ làm việc ở chế độ này khi n < n1 vì khi đó mới có sự
chuyển động tƣơng đối giữa từ trƣờng và dây quấn roto và nhƣ vậy trong dây quấn roto
mới có dòng điện và mômen kép roto quay. Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì
chế độ làm việc của máy cũng khác nhau:
- Khi roto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ dùng một động cơ sơ cấp
nào đó quay roto của máy điện không đồng bộ vƣợt tốc độ đồng bộ n > n1, khi đó chiều
của từ trƣờng quay quét qua dây dẫn sẽ có chiều ngƣợc lại, sức điện động và dòng điện
trong dây dẫn roto cũng đổi chiều nên chiều của mômen cũng ngƣợc chiều quay của n1

nghĩa là ngƣợc với chiều của roto nên đó là mômen hãm. Máy điện đã biên cơ năng tác
dụng lên trục động cơ điện, do động cơ sơ cấp kéo, thành điện năng cung cấp cho lƣới
điện nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ máy phát điện.
- Khi roto quay ngƣợc với chiều từ trƣờng quay thì chiều của sức điện động,
dòng điện và cả mômen vẫn giống nhƣ lúc ở chế độ động cơ điện. Vì mômen sinh ra
ngƣợc với chiều quay của roto nên có tác dụng hạm roto đứng lại. Trong trƣờng hợp này
máy điện vừa lấy điện năng ở lƣới điện vào vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp. Chế độ
làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ.

8


CHƢƠNG II : DÂY QUẤN PHẦN ỨNG MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU BA PHA
I : Đại Cƣơng
Khi phân loại các dạng dây quấn máy điện xoay chiều ta có thể dựa theo các yếu
tố sau:
Căn cứ theo cạnh tác dụng trong mỗi rãnh ta có dây quấn một lớp hay hai lớp
Căn cứ theo hình dạng của mỗi bối dây ta có kiểu dây quấn đồng khuôn, dây quấn
đồng tâm hay dây quấn xếp.
Ngoài ra còn có thể căn cứ theo cách liên kết đầu nối của nhóm bối dây ta chia
thành các dạng dây quấn tập trung hay phân tán.
Nếu căn cứ theo số rãnh phân bố cho mỗi pha trên mỗi khoang bƣớc cực ta có
dạng dây quấn q là số nguyên hay q là phân số.
II : Xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha, 1 lớp, q là số nguyên
a, phân loại:
* Dây quấn 1 lớp :
Dây quấn đồng khuôn:
Tập trung
Phân tán:
Đơn giản

Phức tạp (móc xích)
Dây quấn đồng tâm:
Tập trung
Phân tán
 dây quấn 1 lớp thƣờng dùng cho động cơ có công suất nhỏ hơn 10Hp
* Dây quấn 2 lớp :
Dây quấn xếp
Dây quấn sóng
 Ƣu điểm : rút ngắn bƣớc dây, triệt tiêu sóng hài bạc cao. Thƣờng dùng cho
động cơ có công suất lớn hơn 10Hp
b, các bƣớc xây dựng
Xác định Z, 2p, tính  , q,  đ :
Z

*
2p
Z


q=
; với m là số pha
2mp m

đ 

180 0

;  đ : góc điện giƣa 2 góc kề nhau

Vẽ các đoạn thẳng song song và đánh số thứ tự biểu thị cho số rãnh

Phân bố số rãnh trên một bƣớ cực và số rãnh một pha của một bƣớc cực
Dựa vào kiểu dây quấn ta liên kết các cạnh tác dụng của một pha để hình thành sơ
đồ khai triển của một pha và tiến hành tƣơng tự cho hai pha còn lại. chú ý đầu vào
của các pha phải lệch nhau một góc 1200 điện.
Khi đấu nối tiếp các nhóm bối dây cho một pha, ở trƣờng hợp q là số nguyên,
trƣờng hợp dây quấn một lớp hay hai lớp, ta có thể áp dụng theo quy tắc sau:
Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số đôi cực p, ta áp dụng
cách đấu cực giả

9


Khi tổng số nhóm bối dây trong một pha bằng số cực 2p, ta áp dụng cách
đấu cực thật
c, Xét các ví vụ:
VD1 :
Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha kiểu đồng khuôn tập trung, 1 lớp của
Stato máy điện AC có Z=24, 2p=4
Giải:
Z= 24, 2p= 4
Z

= 24/ 4 = 6
2p
Z


q=
=6/3=2
2mp m

180 0
 30 0

6
Kiểu dây quấn tập trung
Số nhóm bối dây 1 pha bằng p = 2
 đấu cực giả (đấu : đầu – cuối)
Số bối dây trong một nhóm bằng q = 2
Số bối dây trong một pha = q*p = 2*2 = 4
Số bối dây trong một pha của một mạch nhánh song song = q*p / số mạch nhánh song
song = 4 / 1 = 4

đ 

180 0

=

VD2:
Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha kiểu đồng khuôn phân tán đơn giản, 1 lớp, mỗi
pha có một mạch nhánh song song của Stato máy điện AC có Z=36, 2p=4
Giải:
Z= 36, 2p= 4
Z

= 36/ 4 = 9
2p
Z



q=
=9/3=3
2mp m

10


180 0
 20 0

9
Kiểu dây quấn phân tán đơn giản
Số nhóm bối dây 1 pha bằng 2p
 đấu cực thật (đấu : đầu đầu– cuối cuối)
Số bối dây trong một nhóm là:
Nếu q chẵn thì = q/2
Nếu q lẻ thì có hai trƣờng hợp
q 1
Nhóm 1 =
2
q 1
Nhóm 2 =
2
Do q = 3 , lẻ có hai trƣờng hợp
q 1 3 1
Nhóm 1 =

2
2
2

q 1 3 1
Nhóm 2 =

1
2
2
Số bối dây trong một pha = q*p = 3*2 = 6
Số bối dây trong một pha của một mạch nhánh song song = q*p / số mạch nhánh
song song = 6 / 1 = 6

đ 

180 0

=

VD3:
Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha kiểu móc xích, 1 lớp, mỗi pha có một
mạch nhánh song song của Stato máy điện AC có Z=36, 2p=4
Giải:
Z= 24, 2p= 4
Z

= 24/ 4 = 6
2p
Z


q=
=6/3=2

2mp m
180 0
 30 0

6
Kiểu dây quấn móc xích

đ 

180 0

=

11


VD4:
Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha kiểu đồng tâm tập trung, 1 lớp, hai mặt
phẳng của Stato máy điện AC có Z=24, 2p=4
Giải:
Z= 24, 2p= 4
Z

= 24/ 4 = 6
2p
Z


q=
=6/3=2

2mp m
180 0
 30 0

6
Số nhóm bối dây 1 pha bằng p = 2
 đấu cực giả (đấu : đầu – cuối)
Số bối dây trong một nhóm bằng q = 2
Số bối dây trong một pha = q*p = 2*2 = 4
Số bối dây trong một pha của một mạch nhánh song song = q*p / số mạch nhánh song
song = 4 / 1 = 4

đ 

180 0

=

12


VD5:
Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn 3 pha kiểu đồng tâm phân tán, 1 lớp của
Stato máy điện AC có Z=36, 2p=4
Giải:
Z= 36, 2p= 4
Z

= 36/ 4 = 9
2p

Z


q=
=9/3=3
2mp m
180 0
 20 0

9
Số nhóm bối dây 1 pha bằng 2p
 đấu cực thật (đấu : đầu đầu– cuối cuối)
Số bối dây trong một nhóm là:
Nếu q chẵn thì = q/2
Nếu q lẻ thì có hai trƣờng hợp
q 1
Nhóm 1 =
2
q 1
Nhóm 2 =
2
Do q = 3 , lẻ có hai trƣờng hợp
q 1 3 1
Nhóm 1 =

2
2
2
q 1 3 1
Nhóm 2 =


1
2
2
Số bối dây trong một pha = q*p = 3*2 = 6
Số bối dây trong một pha của một mạch nhánh song song = q*p / số mạch nhánh
song song = 6 / 1 = 6

đ 

180 0

=

13


III : Xây Dựng Sơ Đồ Khai Triển Dây Quấn Hai Lớp Có q Là Số Nguyên.
Sức điện động do từ trƣờng bậc cao  gây nên
E f  4.44 * f  WK dq
K dq  K n .K r

K n  Sin(

Gọi :  

y




2

)

: Hệ số rút ngắn bƣớc dây

1
Nếu ta chọn :   (1  )





1 

K n  Sin( (1  ) )  Sin((  1) )
 2
2
 = 5   = 4/5
4
 y= 
5
 K n 5 = Sin 2  = 0
 Ef5= 0

Khi rút ngắn bƣớc dây =


 = 7   = 6/7

6
 y= 
7
 K n7 = 0
 Ef7= 0
Khi rút ngắn bƣớc dây =

1
bƣớc cực thì E f 5 = 0
5

1
bƣớc cực thì E f 7 = 0
7

14


 Thƣờng chọn  = 0.8-0.86 để giảm nhỏ các sức điện động bậc cao hoặc
2/3   y  (  -1)
1 K dq
Phần trăm tồn tại sóng bậc cao  = *
*100 (*)
 K dq1

Sin( * q * đ )
 *
2
K dq  Sin( *
)*

 * đ
2
q * Sin(
)
2
Nếu (*) < 5%  sóng bậc  không tồn tại  E = 0
5% - 10%  sóng bậc  tồn tại nhƣng không đáng kể
>10%  sóng bậc  không bị khử

1 : Dây quấn xếp.
Tiến hành các bƣớc đầu tƣơng tự nhƣ dây quấn một lớp.
Từ Z, 2p, ta tính:  , q và  đ
Với dây quấn hai lớp ta xác định bƣớc bối dây y với giá trị cho phép nằm trong
khoảng 2/3   y  (  -1)
VD : xây dựng sơ đồ khai triển dây quấn xếp hai lớp với Z= 36, 2p = 4
Giải:
Ta
Z= 36, 2p= 4
Z

= 36/ 4 = 9
2p
Z


q=
=9/3=3
2mp m

đ 

180 0

=

180 0
 20 0
9


Chọn y:
2/3   y  (  -1)
6y8
Ta chọn y = 7
Số nhóm bối dây = 2p  đấu cức thật ( đấu: đầu đầu – cuối cuối)

15


2. Dây quấn sóng:
y

z  ()
p
Với : Z=K*P ; với P là số nguyên   = 0

2/3   y1  (  -1)
y 2 = y - y1
N : là tổng số cạnh tác dụng
N

N
chẵn  một nhánh có
cạnh tác dụng
6
6

N
N
lẻ thì  một nhánh có
+1 cạnh tác dụng
6
6
N
Nhánh còn lại có
- 1 cạnh tác dụng
6
Bảng phân bố cạnh tác dụng :
Lớp trên
Lớp dƣới
1
+y
(
) + y2
2

+ y1

(

Lớp trên

(
) + y1

Lớp dƣới
(
)

)

VD : Xây dựng sơ đồ dây quấn sóng . Động cơ không đồng bộ ba pha có Z= 36,
2p = 4
Bài giải :
Ta có :
Z= 36, 2p= 4

16


Z
= 36/ 4 = 9
2p
Z


q=
=9/3=3
2mp m



đ 

180 0



=

180 0
 20 0
9

Z
= 36/2 = 18
p
ta có : 2/3   y1  (  -1)
6  y1  8  chọn y1 = 7
 y 2 = y - y1 = 11

y=

17


III : Dây quấn ba pha có q là phân số :
1. Phƣơng pháp Clement :
Z
 =
2p


c
q =
=b+
m
d
Vớp : b, c, d là số nguyên
c
là phân số tối giản
d
Lập bảng theo quy tắc sau:
Số hàng : 2p
Số cột : m = 3

18


A
*
*

C
*
*

B
Z = 30
2P = 4
*
*

c
< 0.5 : ghi giá trị bắng b
d
c
> 0.5 : ghi giá trị bằng b+1
d
c
= 0.5 : ghi giá trị bằng b hoặc b+1
d
Điều chỉnh giá trị các ô theo cách sau:
Đánh dấu * ở ô đầu tiên
Đánh dấu * tiếp theo ở ô cách ô đã đánh dấu một khoảng bằng 2P, tiếp tục
đến ô cuối cùng.
Đánh dấu * ở những ô nằm ngay dƣới những ô có dấu *
Điều chỉnh giá trị các ô có dấu *
b  b+1
b+1  b
Phân bố rãnh/pha/bƣớc cực  hình thành sơ đồ khai triển dây quấn

Nếu :

VD: Xây dựng sơ đồ dây quấn 1 lớp có q là phân số. Cho động cơ không đồng bộ
ba pha có thông số: Z= 30, 2p = 4
Bài giải:
Z= 30, 2p= 4
Z

= 30/ 4 = 7,5
2p
Z


1

q=
= 7,5 / 3 = 2.5 = 2 + ; b = 2, c = 1, d = 2
2mp m
2
0
0
180
180
 24 0
đ 
=
7,5

Lập bảng:

19


Rãnh
Pha

Rãnh
Pha

1
2
A

A
 Bƣớc cực 1
8
A

9
A

3
A

4
C

5
C

6
B

7
B

10
A

11
C

12

C

13
C

14
B

15
B

18
C

19
C

20
C

21
B

22
B

23
B

 Bƣớc cực 2

Rãnh
Pha

16
A

17
A

 Bƣớc cực 3
Rãnh
Pha

24
A

25
A

26
C

27
C

28
B

29
B

30
B

 Bƣớc cực 4
Sơ đồ khai triển dây quấn:

Phƣơng pháp kiểm tra tính đối xƣng và tính hệ số quấn rải k r bằng phƣơng pháp
Pistoye
m
;
n
m, n là số nguyên
m
là phân số tối giản
n
Lập bảng Pistoye :
Số cột : m
Số hàng : 2p
Khoảng cách giữa hai rãnh thực : n

 =

Góc điện giữa hai cột kế tiếp nhau :  đ =

 Góc lệch giữa các trục pha và k r

đ
n

20


VD : Kiểm tra dây quấn bài trên
Bài giải :
15
 = 7.5 =
2
m = 15
2p = 4
n =2
 đ = 24/2 = 12

15

1
*

*

2 3

4
*

*
*

5
*

*
*

*
Trục pha A

6

8
*

*
*

*

7

*
*

*

9
*

10

11

*

*
*

*
Trục pha C

12
*

14

15

1

*

*
*

13
*
*

*

*
*

Trục pha B

Trong mỗi pha có :
2 cặp cạch tác dụng cách trụ pha 6 0
2 cặp cạch tác dụng cách trụ pha 180
1 cặp cạch tác dụng cách trụ pha 30 0
2 * 2 * cos(6 0 )  2 * 2 * cos(18 0 )  1 * 2 * cos(30 0 )
=0.95
10
2. Phƣơng pháp Py  o ( Rubô)
Bƣớc 1 : Xác định Z, 2P, từ đó tính :  , q,  đ
Z
 =
2p

c
q =
=b+
m
d

kr =

`
Bƣớc 2 : Căn cứ vào các giá trị b, c, d la lập nhóm thứ tự theo quy tắc sau :
Viết con số b+1 thành c lần
Viết con số b thành d-c lần
2mp
Xác định số lần lặp lại của số nhóm : M =

; m là pha
d
Căn cứ vào số nhóm đã đƣợc thành lập, ta phân bố số rãnh của mỗi pha
dƣới mỗi bƣớc cực.
Bƣớc 3 : Chọn y và theo phân bố rãnh định ở bƣớc 2 ta vẽ đƣợc sơ đồ dây quấn
hai lớp.

21


VD : Xây dựng sơ đồ dây quấn xếp 3 pha, 2lớp của Stator máy điện không đồng
bộ có : Z = 27 , 2p = 4
Bài giải :
Z
 =
= 27/4 = 6.75
2p

1
q =
= 6.75/3 = 2.25 = 2 +
m
4
0
0
180
180
đ 
 26 .7 0
=


6.75
Vậy b = 2, c = 1, d = 4
Ta có nhóm thứ tự là : 3 2 2 2
Số lần lạp lại nhóm số thứ tự là :
2mp
M=
= 12/4 = 3
d
Chuỗi số xác định phân bố rãnh cho ba pha là M = 3




3
A

2
C

2
B

2
A

3
C

2

B

2
A

2
C

3
B

2
A

2
C

2
B

Lập bảng :
A
3
2
2
2

C
2
3

2
2

B
2
2
3
2

Z = 27
2p = 4

Rãnh
1
Pha
A
 Bƣớc cực 1

2
A

3
A

4
C

5
C

6
B

7
B

Rãnh
8
Pha
A
 Bƣớc cực 2

9
A

10
C

11
C

12
C

13
B

14
B

Rãnh
15
Pha
A
 Bƣớc cực 3

16
A

17
C

18
C

19
B

20
B

21
B

Rãnh
22
Pha
A
 Bƣớc cực 4

23
A

24
C

25
C

26
B

27
B

22


Ta chọn bƣớc bối dây y cho dây quấn hai lớp :
Với :

2/3   y  (  -1)
2
* 6.75  y  6.75  1
3
4.5  y  5.75
 chọn y = 5

Sơ đồ khai triển dây quấn xếp hai lớp :

Phƣơng pháp tính hệ số dây quấn theo phƣơng pháp Crissi
Bƣớc 1 :
Gọi n1 số nhóm, trong đó mỗi nhóm có b bối dây
Gọi n 2 số nhóm, trong đó mỗi nhóm có (b+1) bối dây
Tổng số bối của một pha = n1 *b + n 2 *(b+1).
Bƣớc 2 : Xác định hệ số dây quấn :
Tính hẹ số bƣớc ngắn k n :
y
k n = sin( * 90 0 )



Với y : bƣớc bối dây ( có giá trị nguyên)
Xác định hệ số quấn dải k r :
n * b * k r1  n 2 * (b  1)k r 2
kr = 1
k1 * b  k 2 * (b  1)
Trong đó :

k r1 

sin(b *
b * sin(

kr2 

đ
2

đ

2

)
)

sin((b  1)

đ

(b  1) * sin(

2

)

đ
2

)

23


Suy ra hệ số dây quấn k dp :
k dp = k n * k r

VD : tính hệ số dây quấn ví dụ trên
5
k n =sin(
* 90 0 ) =

6.75

26.7
sin(b * đ ) sin(2 *
)
2
2
k r1 
=
= 0.449/0.462 =0.972
đ
26.7
)
b * sin( ) 2 * sin(
2
2
26.7
sin((2  1)
)
2
= 0.643/0.693 = 0.928
kr2 
26.7
(2  1) * sin(
)
2
9 * 2 * 0.972  3 * 3 * 0.928
kr =
= 0.957
9 * 2  3*3

24