Chương 2. Dây quấn phần ứng máy điện một chiều (tiếp)

2-3. Dây quấn xếp phức tạp
Chiều quay phần ứng

1

3

2

4

5

6

7

9

8

N
23

24

1

A1

2

10 11

12 13 14

15

S
4

3

6

5

+

7

B1
C

+

8

16 17

18 19

20 21

N
9

10

-

11

12

13

14

24

S
15

16

+

A2
D

22 23

_

Hình 2-10. Giản đồ khai triển
dây quấn xếp phức tạp

17

18

B2

19

20

21

22

-


2-3. Dây quấn xếp phức tạp
2.3.1. Bước dây quấn
Cách xác định các bước dây quấn của dây quấn xếp phức tạp tương tự như ở dây quấn xếp đơn,
chỉ khác ở bước vành góp yG:

yG = m

trong đó m = 2, 3, …
Thường chỉ dùng m = 2, chỉ trong các máy công suất thật lớn mới dùng m > 2.
Khi yG = 2, phần tử thứ nhất không nối với phần tử thứ hai kề bên mà nối với phần tử thứ 3, cứ
như vậy cho đến khi kín mạch (hình 2-9). Nếu có các phần tử chừa lại thì lại nối chúng với nhau
thành một dây quấn xếp khác.
Như vậy có hai dây quấn xếp đơn xen kẽ nhau nối song song với nhau thông qua chổi than tạo
thành dây quấn xếp phức tạp.
2.3.2. Giản đồ khai triển
Phân tích ví dụ sau:

1

2

3
y

Dây quấn xếp phức tạp có: yG = m = 2; Znt = S = G = 24.
a) Các bước dây quấn
Z
24
y1 = nt ± ε =
=6
2p
4

y = yG = 2
y2 = y1 – y = 6 – 2 = 4

1

y2
y1

2 3

yG

4 5

Hình 2-9. Cách nối các phần tử
trong dây quấn xếp phức tạp


b) Trình tự nối các phần tử
Lớp trên

1

Lớp dưới
Lớp trên

Lớp dưới

3

7
2

5

9

4

7

11 13 15 17

11 13 15 17
6

8 10

9

8

10 12

19 21 23

19 21 23
14

12 14 16 18

1

3

16 18 20 22

20 22

24 2

1 Khép kín

5
24

4

2 Khép kín

6

Theo trình tự nối dây thấy rằng, dây quấn này gồm hai dây quấn xếp đơn (không liên quan
với nhau) hợp lại thành hai mạch mạch vịng kín độc lập.
c) Giản đồ khai triển
Chiều quay phần ứng

Hình 2-10.
Giản đồ khai
triển dây quấn
xếp phức tạp

1

3

2

4

5

6

7

9

8

N
23

24

1

A1

2

10 11

12 13 14

15

S
4

3

6

5

+

7

B1
C

+

8

16 17

18 19

20 21

N

9

10

-

11

12

13

14

D

24

S
15

16

+

A2

22 23

_

17

18

B2

19

20

21

22

-


Lưu ý: bề rộng chổi than ít nhất bằng hai phiến góp để có thể lấy điện đồng thời ở hai dây quấn
(hình 2-10).
2.3.3. Số mạch nhánh song song
Dây quấn xếp phức tạp thực tế là do 2 hay m dây quấn xếp đơn hợp thành cùng đấu chung với
chổi than, do đó số mạch nhánh song song của dây quấn gấp 2 hay m lần số mạch nhánh song
song của dây quấn xếp đơn:
a = mp
Cũng có thể dùng đa giác s.đ.đ. để nghiên cứu dây quấn xếp phức tạp (hình 2-11).
+

A2
13 14 15

9-21

10-22

11-23

8-20

α = 300

1-13

2-14

6-18
5-17

4-16

3-15

1 2 3

2 -14

1-13

12-24

7-19

A1

3-15

12-24

4-16
5-17

11-23
10-22

6-18
7-19

9-21
8-20
21 20 19

B2

9 8 7

-

B1

Hình 2-11. Hình tia và đa giác s.đ.đ. Của dây quấn xếp phức tạp ở hình 2-10

•
•
•

Trong thí dụ trên G chia chẵn cho m (bằng 2) nên dây quấn xếp phức tạp có thể phân thành 2
mạch điện khép kín.
Nếu G khơng chia chẵn cho m thì dây quấn xếp phức tạp chỉ có thể quấn thành một mạch điện
khép kín.
Ví dụ: Với m = 2, 2p = 4, Znt = S = G = 23 thì:
y1 =

Z nt
±ε = 6
2p

y = yG = 2, y2 = y1 – y = 4

Trình tự nối các phần tử như sau:
1

3

7

5

7

9

11 13

9

4

11 13 15 17

6

8

10 12

19

15 17
21

10 12 14 16
14 16 18

20

19 21 23
23 2

1

3

4

4

6

1

18 20 22
22

2
8

Khép kín

5

Đây là một dây quấn xếp phức tạp vì yG = 2, nhưng có hai dây quấn xếp đơn khơng tồn tại
độc lập mà toàn bộ nối tiếp với nhau. Mặc dù vậy nhưng vẫn có a = mp.


2-4. Dây quấn sóng đơn
2.4.1. Bước dây quấn
Đặc điểm: hai đầu của phần tử nối với hai phiến góp cách rất xa nhau, hai phần tử nối tiếp
nhau cũng cách rất xa nhau (hình 2-3b) nên nhìn cách đấu gần giống như làn sóng.
y1

Các bước dây quấn:

y

y2

y1 = Znt/2p ± ε

Hình 2-3b

y = yG = (G ± 1)/p
y2 = y - y1

15 1 2 3

8

15

yG

Khi chọn yG, yêu cầu s.đ.đ. sinh ra trong hai phần tử nối tiếp nhau phải cùng chiều để có thể cộng
số học các s.đ.đ. với nhau được. Muốn vậy hai phần tử đó phải nằm dưới các cực từ cùng cực tính, có
vị trí tương đối gần giống nhau trong từ trường, nghĩa là chúng phải cách nhau một khjoảng bằng hai
bước cực.
Các phần tử nối tiếp nhau sau khi quấn vòng quanh bề mặt phần ứng phải trở về bên cạnh phần
tử đầu tiên để lại tiếp tục nối với các phần tử khác quấn vịng thứ hai,..
Như vậy, nếu máy có p đơi cực thì sau khi đi hết một vịng quanh bề mặt phần ứng phải có p
phần tử nối tiếp nhau. Số phiến góp mà các phần tử vợt qua bằng: p.yG. = G ± 1, do đó ta có biểu thức
yG như ở trên. Dấu (-) là dây quấn trái; dấu (+) quấn phải. Thường quấn trái cho đỡ tốn đồng.

Mặc dù hai phần tử nối tiếp nhau nằm dưới hai cực từ cùng cực tính nhưng vị trí tương đối
trong từ trường khơng hồn tồn giống nhau vì:

G ± 1 Z nt ± 1 Z nt 1
=
=
±
y = yG =
p
p
p p
trong khi đó khoảng cách giữa hai bước cực là Znt/p, do đó hai cạnh tương ứng của hai phần tử
nối tiếp nhau lệch nhau một góc bằng 1/p bước rãnh trong từ trường.
2.4.2. Giản đồ khai triển của dây quấn
Xét ví dụ sau: Dây quấn sóng đơn có 2p = 4; Znt = S = G = 15
a) Bước dây quấn
y1 =

Z nt
15 3
±ε =
− =3
2p
4 4

yG =

chọn dây quấn bước ngắn

G ± 1 15 − 1
=
=7
p
2

chọn dây quấn trái

y = yG = 7
Y2 = y - y1 = 7 - 3 = 4
b) Thứ tự nối các phần tử
Lớp trên

1

8

15 7 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2

Lớp dưới

4

11 3 10

2 9

1

8 15 7 14

9

6 13 5 12

1

Khép kín


c) Giản đồ khai triển dây quấn
Chiều quay phần ứng

Hình 2-12
Giản đồ khai triển
dây quấn sóng đơn

1

2

3

4

5

6

7

3

4

5
A1

9

10 11 12 13 14 15

S

N

Cách vẽ vị trí cực từ và chổi than
giống như ở dây quấn xếp đơn.

8

6

7

+
C

d) Số đôi mạch nhánh song song

N

S

8 9 10 11 12 13 14 15 1 2
_
B1
A2
+
B2 _

+

_

D

Có thể dùng đa giác s.đ.đ. để xác định số đơi mạch nhánh song song của dây quấn.
Góc độ điện giữa hai phần tử kề
nhau là:
α=

p.360 0 2.360 0
=
= 48 0
S
15

Hình tia s.đ.đ. và đa giác s.đ.đ.

như ở hình 2-13. Vì chỉ có một
đa giác s.đ.đ nên chỉ có một
đơi mạch nhánh song song
Ta có:

a=1

14

7

15

12 13

6

8

13

α= 480
9

12

A1
5

6

13

5

1
4 2

1

5

+

A2

6
14

11

7

3

2

10

4

10
11

2
2

3

a)

b)

B2

1

9
-

1

8

1
5

9

B1

Hình 2-13. Hình tia và đa giác s.đ.đ. của dây quấn sóng đơn hình 2-12


2-5. Dây quấn sóng phức tạp
2.5.1. Bước dây quấn
Trong dây quấn sóng, nếu các phần tử nối tiếp nhau khi đi hết một vịng quanh bề mặt phần
ứng khơng trở về bên cạnh phần tử đầu tiên mà cách 2 hoặc m phần tử thì ta được dây quấn sóng
phức tạp. Tiếp tục thì vịng sau cách vịng trước 2 hay m phần tử cho đến khi kín mạch.
Nếu có những phần tử cịn lại thì chúng lại nối với nhau theo quy luật trên để hợp thành 2 hay
m mạch kín khác.
Theo cách quấn dây đó thì: p.yG = G ± m, do đó:
yG = (G ± m)/p
Các bước dây quấn khác xác định giống như dây quấn sóng đơn.
2.5.2. Giản đồ khai triển
Xét dây quấn sóng phức tạp có m = 2, 2p = 4, S = G = Znt = 18.
a) Các bước dây quấn
y1 = Znt/2p ± ε = 18/4 – 2/4 = 4 (chọn dây quấn bước ngắn)
y = yG = (G – m)/p = (18 - 2)/2 = 8 (quấn trái)
y2 = y – y1 = 8 – 4 = 4

Lớp trên

1

9

17

7

15

5

3

3

11

Lớp dưới

5

13 3

11

1

9 17

7

Lớp trên

2

10 18

8

16

14

12

2

1

15

Khép kín

b) Thứ tự nối các phần tử

Lớp dưới

6

4

6

14

4

10 18

8

12

16

2

Khép kín


c) Giản đồ khai triển (hình 2-14)
Bề rộng chổi than bằng 2 hay m phiến góp để lấy điện ở các mạch vịng ra.
Chiều quay phần ứng
Hình 2-14. Giản đồ khai triển
của dây quấn sóng phức tạp

1 2 3

4 5

6

7

N

3 4 5

A1

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

N

S

6 7

+

8

S

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1

B1

C +

-

A2

+

B2

2

-

D -

2.5.3. Số đôi mạch nhánh song song
Dây quấn sóng phức tạp có thể coi như gồm m dây quấn sóng đơn hợp lại, do đó số đơi mạch
nhánh song song bằng:
a=m
Hình tia và đa giác s. đ. Đ. Của dây quấn sóng phức tạp hình 2-14 như ở hình 2-15.
Dây quấn sóng phức tạp cũng có thể gồm nhiều mạch kín độc lập, cũng có thể chỉ nối thành
một mạch kín. Nếu yG và a = m có ước số chung lớn nhất là t thì có t mạch vòng độc lập.


+

A1

A2
8-17
7-16

9-18

4-13

1-10

6-15

2-11

5-14
4-13

5

14 1
5

5-14

6

6-15

3-12

7-16

2-11

8-17
1-10

3-12

9-18
1 1
1 0

2 1 1
8

B2

-

Hình 2-15. Hình tia và đa giác s.đ.đ. của
dây quấn sóng phức tạp ở hình 2-14

9

B1