20-3. Từ trường phần ứng máy điện đồng bbooj

20-3. TỪ TRƯỜNG CỦA PHẦN ỨNG
Khi máy điện làm việc có tải, dòng điện trong dây quấn phần
ứng sẽ sinh ra từ trường - gọi là từ trường phần ứng.
Tuỳ theo tính chất của tải mà trục của từ trường phần ứng sẽ
làm thành một góc nhất định với từ trường cực từ.
Như vậy, tác dụng của từ trường phần ứng với từ trường cực từ
(phản ứng phần ứng) sẽ có tính chất khác nhau tuỳ theo tính chất
của tải: trở, dung hay cảm.
Ngoài ra, trong máy điện cực ẩn khe hở là đều, còn trong máy
điện cực lồi khe hở dọc trục và ngang trục khác nhau nên s.đ.đ.
cảm ứng trong dây quấn phần tĩnh do từ trường phần ứng sinh ra
và các điện kháng của từ trường phần ứng của hai loại máy đó
hoàn toàn khác nhau.



20.3.1. Phản ứng phần ứng ngang trục và dọc trục.
a) Khi tải thuần trở
Tải thuần trở nên dòng điện ba pha trong
dây quấn stato trùng pha với các s.đ.đ. tương
ứng (ψ = 0).
Giả sử các s.đ.đ. và dòng điện trong ba pha
là hình sin, tải ba pha đối xứng.
Ở thời điểm i
A
= I
m
thì đồ thị véctơ dòng
điện và s.đ.đ. như ở hình 20-4a.
Xét tương quan về không gian giữa từ

trường phần ứng và từ trường cực từ trong
trường hợp máy có 2 cực, ba pha, mỗi pha
tượng trưng bởi một vòng dây.
Trị số các dòng điện bằng:
i
A
= I
m
; i
B
= i
C
= - I
m
/2
Chiều của các dòng điện trong các pha như
ở hình 20-4b.
Hình 20-4. Đồ thị véctơ s.đ.đ (a) và
quan hệ về không gian giữa từ trường
cực từ và từ trường phần ứng (b) ở tải
thuần trở (ψ = 0)
b)
A
X
B
C
Y
Z
N
S

F
ư
F
t
n
a)
F
ư
F
t
E
C
E
A
E
B
I
B
I
A
I
C

Ta thấy: vị trí không gian của từ trường quay phần ứng F
ư
có
chiều trùng với trục của dây quấn pha A - pha có dòng điện cực
đại.
Vì từ thông xuyên qua pha A cực đại trước s.đ.đ. trong pha đó
1/4 chu kỳ nên khi s.đ.đ. pha A cực đại (e

A
= E
m
) thì cực từ đã quay
đi được một góc π/2 so với vị trí trục cực từ trùng với trục pha A -
lúc mà từ thông xuyên qua pha A có trị số cực đại.
Như vậy, vị trí không gian của trục cực từ là thẳng góc với
trục của pha A, tức là thẳng góc với chiều của từ trường phần ứng
F
ư
(hình 20-4b).
Kết luận: ở tải thuần trở, phương của Fư thẳng góc với phương
của F
t
và phản ứng phần ứng là ngang trục.
Các véctơ không gian F
ư
và F
t
cùng vẽ trên đồ thị véctơ thời
gian của dòng điện và s.đ.đ. như trên hình 20-4a.

b) Tải thuần cảm
Tải thuần cảm, s.đ.đ. E vượt trước
dòng điện I một góc ψ = + 90
0
.
Ở thời điểm i
A
= I

m
thì cực từ đã
quay thêm góc π/2 so với vị trí của nó
ở trường hợp tải thuần trở (hình 20-
5b).
Ta thấy Fư cùng phương với F
t

(nghĩa là dọc trục cực từ) nhưng
ngược chiều. Phản ứng phần ứng là
dọc trục khử từ.
Đồ thị véctơ thời gian của E, I và
véctơ không gian của F
t
, F
ư
như ở
hình 20-5a.
Hình 20-5. Đồ thị véctơ s.đ.đ. (a) và quan
hệ về không gian giữa từ trường cực từ và
từ trường phần ứng (b) khi tải thuần cảm.
a)
F
u
F
t
ψ = 90
o
I
A

E
A
E
C
E
B
I
B
I
C
F
u
F
t
Z



N
S
A

Y













B









b)
C

n
X









F
ư

c) Tải thuần dung
Nếu tải là thuần dung, s.đ.đ. E
chậm sau dòng điện I một góc 90
0
(ψ

= - 90
0
).
Khi i
A
= I
m
thì cực từ còn phải
quay thêm góc π/2 nữa mới đến vị trí
của nó ở trường hợp tải thuần trở,
nghĩa là vị trí của nó như ở hình
20-6b.
Ở đây chiều của F
ư
trùng với
chiều F
t
, phản ứng phần ứng là dọc
trục trợ từ.
Đồ thị véctơ tương ứng như ở
hình 20-6a.
Hình 20-6. Đồ thị véctơ (a) và quan hệ không
gian giữa từ trường cực từ và từ trường phần
ứng (b) ở tải thuần dung (ψ = - 90
0
)
a)
F
ư
F

t
ψ = 90
o
I
A
E
A
E
B
E
C
I
C
I
B
F
u
F
t
Z




Y



N
S

A











X













B

b)
F
ư
C













n

Trường hợp tải hỗn hợp ta có
thể phân tích F
ư

thành hai thành
phần dọc trục và ngang trục như ở
hình 20-7, trong đó:
F
ưd
= F
ư
.sinψ
F
ưq
= F
ư
.cosψ
Ta thấy rằng, khi tải có tính chất
cảm (0 < ψ < π/2) phản ứng phần
ứng vừa ngang trục vừa dọc trục
khử từ.
Phân tích tương tự thấy, khi tải
có tính chất dung (0 > ψ > π/2) thì
phản ứng phần ứng vừa ngang trục
vừa dọc trục trợ từ.
Hình 20-7. Đồ thị véctơ (a) và quan hệ không
gian giữa từ trường phần ứng và từ trường
cực từ (b) ở tải hỗn hợp (0 < ψ < 90
0
)
a)
F
u
F

t
F
uq
F
ưd
I
A
E
A
E
B
E
C
I
B
I
C
ψ
b)
F
u
F
t
Y



S
Z
N

A
X
B
C



F
ư-
n