Máy điện II Phần 6

Phần V
Máy điện một chiều
Chơng 6. Dây quấn phần ứng máy điện một chiều.
6.1 Đại cơng.
Đây l phần dây quấn đặt trong các rãnh của lỏi thép phần ứng, nó có thể có 1 hoặc
nhiều mạch vòng kín. Dây quấn phần ứng l bộ phận tham gia trực tiếp quá trình biến đổi
năng lợng điện từ trong máy v chiếm tỷ giá đáng kể của giá thnh máy.
Yêu cầu đối với dây quấn phần ứng:
- Sinh ra đợc S.đ.đ cần thiết, cho I
đm
đi qua lâu di m không phát nóng quá mức cho
phép. Sinh ra đợc mômen đủ lớn v đổi chiều tốt.
- Tiết kiệm đợc vật liệu, kết cấu đơn giản, lm việc tin cậy v an ton.
- Phân loại dây quấn:
Dây quấn xếp đơn giản, phức tạp
Dây quấn sóng đơn giản, phức tạp
1. Cấu tạo của dây quấn phần ứng.
Hình 1.2 Phần
Hình 1.1 (a) dây quấn xếp, (b) dây quấn
Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử nối với nhau theo
quy luật xếp hoặc sóng, nh hình 1.1. Phần tử l phần cơ bản
nhất của dq, nó l một bối dây có 1 hoặc nhiều vòng. Hai đầu
của 1 phần tử nối với 2 phiến góp
Dây quấn phần ứng thờng đợc
thực hiện 2 lớp, nên 2 cạnh tác dụng
của 1 phần tử đợc phân bố, 1 ở lớp
trên v 1 ở lớp dới, hình 1.2. Trong
một rãnh có thể có 1 hoặc nhiều cặp
cạnh tác dụng, hình 1.3. Gọi Z l số
rãnh thực (số rãnh của lõi thép phần
ứng) v Z

ngt
= u.Z l số rãnh nguyên
tố (số rãnh chứa các cặp cạnh tác
dụng). Gọi S l số phần tử, G l số phiến góp, ta có quan hệ: S = G = Z
ngt
= u.Z
Hình 1.3 (a) u
= 1,
Hình 1.4 (a) dq
đồn
g đều
Khi u > 1 các phần tử dây quấn có thể thực hiện đồng đều hoặc phân cấp, hình 1.4
Máy điện 2
30
2. Các bớc dây quấn.
Bớc dây quấn thứ nhất, ký hiệu y
1
, l khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 phần tử
Bớc dây quấn thứ 2, ký hiệu y
2
, l khoảng cách giữa cạnh tác dụng thứ 2 của phần tử
thứ nhất v cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử thứ hai
Bớc tổng hợp, ký hiệu y, l khoảng cách giữa các cạnh tác thứ nhất của phần tử thứ
nhất v phần tử thứ hai
Bớc phiến góp, ký hiệu y
G
, l khoảng cách giữa hai phiến góp nối với hai đầu ra của
một phần tử.
6.2 Dây quấn xếp đơn giản
1. Các bớc dây quấn.

a) Bớc dây quấn thứ nhất.
Bớc dây quấn thứ nhất, hình 1.5 đợc tính:

2p
Z
y
ngt
1
=
1.1
Nếu



0 dùng dây quấn
bớc ngắn đở tốn đồng hơn.
b) Bớc y v y
G

Dây quấn xếp đơn giản
y = y
G
= 1 1.2
c) Bớc dây quấn thứ hai.
Dây quấn xếp đơn giản
y
2
= y
1
- y 1.3

Hình 1.5 Bớc y
1
: (a) bớc đủ, (b) bớc ngắn, (c)
2. Giản đồ khai triển dây quấn
Xét dây quấn xếp đơn giản
có Z
ngt
= S = G = 16; 2p = 4
Lớp trên
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
15 16 1


a) Các bớc dây quấn:

4
4
16
2
1
===

p
Z
y
ngt

dqbớc đủ
y = y
G

= 1 v y
2
= y
1
- 1 = 4 - 1 =
3
b) Thứ tự nối các phần tử v giản đồ
khai triển dây quấn, hình 1.6
Quy ớc:
- Cạnh phần tử lớp trên vẽ bằng nét
liền, lớp dới nét đứt
- Vị trí cực từ phải đối xứng, bề rộng
b
c
= b
G
= 0,7

.
Hình 1.4 Giản đồ khai triển dây
- Chiều quay, chiều s.đ.đ
- Chổi than đặt chính giữa trục cức từ
để có E
max
v dòng điện trong phần tử bị nối ngắn mạch bé.
Hình 1.6 Giản đồ khai triển dq xếp
Máy điện 2
31
3. Số đôi mạch nhánh song song.
Xác định chiều s.đ.đ theo quy tắc bn tay phải thì

chiều A
1
v A
2
l cực (+), còn B
B
1
v B
2
B
l cực (-). Nối A
1

với A
2
v B
B
1
với B
2
B
nhìn từ ngoi vo ta đợc sơ đồ nh
hình 1.7.
4. Đa giác sức điện động của dây quấn phần ứng.
Nếu từ cảm dới cực từ phân bố hình sin thì E
pt
l
hình sin v ta có thể biểu diễn E
pt
bằng 1 véc tơ m trị

tức thời l hình chiếu lên trục tung.
Góc lệch giữa 2 rãnh nguyên tố kề nhau.
S
p.360
Z
p.360

0
ngt
0
==
1.4
Với thí dụ ở trên ta tính đợc

= 45
0
v vẽ đợc hình tia v đa giác s.đ.đ, hình 1.8
Hình 1.7 Sơ đồ ký hiệu
của
- Đa giác s.đ.đ khép kín chứng tỏ tổng s.đ.đ trong mạch vòng bằng 0 điều kiện lm việc
bình thờng không có dòng cần bằng
- Hình chiếu đa giác s.đ.đ lên trục tung l
E

v thấy có sự đập mạch s.đ.đ
- Mỗi đa giác s.đ.đ ứng với một đôi mạch
nhánh
- Đỉnh của đa giác s.đ.đ l các điểm đẳng
thế, có thể nối dây cân bằng.
5. Sự đập mạch của điện áp ra.

/2)cosUU
21

=
;
Hình 1.8 (a) hình sao sức điện động, (b) đa giác sức điện
Hình 1.9 Sự đập mạch của sức
/2)cos(1
2
1
2
UU
U
21
tb

+=
+
=
1.5
Máy điện 2
32
/2)cos(1U
2
1
UUUUU
21tbtb2

===
1.6

Sự đập mạch đ/a ra đợc biểu thị trên hình 1.9 v đợc xác định:

/2tg
/2)cos(10,5.U
/2)cos(10,5.U
U
U
2
2
2
tb
=
+

=


1.7
G/2p
180
S/2p
180
S
p.360

000
===
Khi G/2p = 8 thì độ đập mạch < 1%
6.3 Dây quấn xếp phức tạp.
1. Bớc dây quấn.

Sự khác nhau giữa dq xếp đơn v xếp phức l ở bớc phiến
góp y
G
. Dq xếp phức có y
G
= m (m = 2, 3...) thờng m = 2.
Nếu y
G
= 2 thì cạnh tác dụng của phần tử thứ nhất không nối
với phần tử thứ 2 m nối với phần tử thứ 3, cứ thế cho đến khi
khép kín mạch. Nếu đi hết chu vi phần ứng m một nửa số
phần tử đợc chừa ra, ta thực hiện tiếp mạch vòng thứ hai. Dq
xếp phức bây giờ gồm 2 dq xếp đơn xen kẽ nhau, hình 1.10.
Hình 1.10
Nối các pt ở dq
2. Giản đồ khai triển dq.
Xét dq xếp phức tạp có y
G
= m = 2 với 2p = 4; Z
nt
= S = G = 24.
a) Các bớc dq.
426yyy2;yy6;
6
24

2p
Z
y
12G

nt
1
========

b) Trình tự nối các phần tử.
Với các bớc dây quấn đã xác
định ở trên, ta thực hiện trình tự nối
dây quấn v đợc 2 dây quấn xếp đơn
độc lập với nhau, nh hình bên.
c) Giản đồ khai triển dây quấn
Theo thứ tự nối các phần tử dây
quấn ta vẽ đợc giản đồ khai triển
nh hình 1.11
d) Hình tia v đa giác s.đ.đ
Với số liệu dây quấn trên ta xác
định đợc góc lệch giữa hai phần tử
liên tiếp l:
Hình 1.11 Giản đồ khai triển dq xếp phức

0
00
30
24
2.360
S
p360
===

Từ đấy vẽ đợc hình tia v đa giác s.đ.đ nh hình 1.12
Máy điện 2

33
3. Số mạch nhánh song song
Dây quấn sóng phức tạp có số đôi mạch nhánh song song l a = mp. Với dây quấn đang
xét có số đôi mạch nhánh song song a = mp = 2.2 = 4
Khi

=
p
Z
y
nt
2
1
nếu

= 0 ta có
dây quấn xếp phức gồm 2 mạch điện
độc lập, còn nếu



0 ta có 2 mạch
điện không độc lập nh hình 1.13.

Hình 1.13 Dây quấn có: a) 2 mạch điện
kín độc lập; b) không độc lập
Hình 1.12 Hình tia v đa giác s.đ.đ của dq
a)
6.4 Dây quấn sóng đơn
1. Bớc dq.

Bớc dây quấn thứ nhất nh dây quấn xếp đơn;
Bớc dây quấn tổng hợp
p
1G
yy
G

==
1.8
Biểu thức 1.8 khi lấy dấu (-) ta có dây quấn trái (thờng dùng), lấy dấu (+) ta có dây
quấn phải
Bớc dây quấn thứ hai y
2
= y - y
1
1.9
Từ biểu thức 1.8 có thể viết:
p
1
p
Z
p
1Z
p
1G
yy
ntnt
G
=

=

==

Vì

2=
p
Z
nt
nên hai cạnh tác dụng của hai phần tử nối tiếp nhau sẽ lệch nhau một góc
1/p bớc rãnh trong từ trờng.
2. Giản đồ khai triển dq.
Xét một dây quấn sóng đơn có: G = S = Z
nt
= 15; 2p = 4.
a) Bớc dq
3
4
3
4
15

2p
Z
y
nt
1
===
dây quấn bớc ngắn;

7
2
115
p
1G
yy
G
=

=

==
dây quấn trái
y
2
= y - y
1
= 7 - 3 = 4

Máy điện 2
34