Sức điện động dây quấn máy điện xoay chiều

Khi từ thông phần cảm xuyên qua dây quấn phần ứng biến thiên, thì trong dây quấn phần ứng sẽ sinh ra sức điện động. Có hai cách để tạo ra từ thông biến thiên trong máy điện quay.

  • Cho dây quấn phần ứng chuyển động trong từ trường phần cảm .
  • Cho xuyên dây quấn phần ứng đứng yên bởi từ trường phần cảm đập mạch.

1. Sức điện động do từ trường cơ bản

1.1. Sức điện động của một thanh dẫn

1.2. Sức điện động của một bối dây

Sức điện động của một vòng dây gồm hai thanh dẫn đặt trong hai rãnh cách nhau một khoảng y (bước quấn dây), các sức điện động lệch nhau một góc (y/τ).π của hai thanh dẫn đó.

Hình 1.Sức điện động của một vòng dây

Hình 2. Dây quấn bước đủ và dây quấn bước ngắn

Hình 3. Vector sức điện động tương ứng với bước quấn dây

Tiếp tục, nếu trong hai rãnh nói trên có đặt một bối dây gồm Ws vòng dây, thì sức điện động của bối dây đó bằng:

1.3. Sức điện động của một nhóm bối dây

Tùy thuộc vào số lượng rãnh, kiểu quấn dây và loại máy điện quay mà một nhóm bối dây sẽ chứa một hay nhiều bối dây khác nhau, có cùng hoặc khác số vòng dây.

Hình 4. Nhóm bối dây

Hình 5. Vector sức điện động của một nhóm bối

1.4. Sức điện động trong một pha dây quấn bước ngắn

2. Sức điện động do từ trường bậc cao

Khi từ trường cực từ phân bố không phải dạng hình sin, sức điện động trong dây quấn một pha là tổng của một dãy các sức điện động điều hòa có tần số khác nhau. Trị hiệu dụng của sức điện động đó có giá trị:

Hình 6. Sức điện động bị biến dạng do tác động của sóng hài

3. Các phương pháp cải thiện sức điện động

3.1. Giảm khe hở không khí

Nguyên nhân khiến cho dạng sóng sức điện động không hình sin là do sự phân bố của từ trường khác hình sin, vì vậy để cải thiện dạng sóng sức điện động trước hết cần phải tạo ra được từ trường hình sin. Muốn vậy, mặt cực từ phải có một độ cong nhất định khiến cho khe hở nhỏ nhất ở giữa mặt cực và tăng dần khi ra tới các mỏm cực.

Giả sử b là bề rộng mặt cực thì: b= (0,65 ~ 0,76)τ → δmax= (1,5 ~ 2,5)δ

Hình 7. Hình dạng cực từ dùng để giảm sóng hài

3.2. Rút ngắn bước dây quấn

Biện pháp rút ngắn bước dây quấn không thể đồng thời làm triệt tiêu tất cả các sđđ bậc cao, thường người ta chọn các bước dây quấn sao cho có thể làm làm giảm sức điện động ứng với các từ trường bậc cao mạnh nhất. Đối với dây quấn máy điện xoay chiều thường chọn β = 0,80 ~ 0,86.

3.3. Quấn rải

Khi q= 1 → K= ±1 các sức điện động bậc cao không giảm.

Khi q> 1 thì các sức điện động bậc cao đều giảm nhưng không đáng kể.

Phương pháp quấn rải không triệt tiêu được sóng điều hòa răng. Tuy nhiên, khi tăng q hệ số quấn rải giảm đi, do đó sóng điều hòa răng cũng giảm đi tương ứng và dạng sóng sức điện động giảm đi một phần.

Có thể giảm nhiều sóng điều hòa răng bằng cách dùng dây quấn có q là phân số.

3.4. Rãnh chéo

Người ta thực hiện rãnh chéo để triệt tiêu sóng điều hòa răng do răng rãnh gây nên. Với phương pháp này, tất cả các sóng điều hòa đều giảm đi rất nhiều.

Hình 8. Rotor được chế tạo với kiểu rãnh chéo

Tóm lại, sức điện động cảm ứng trong dây quấn phần ứng có dạng không sin. Do đó, trong thực tế máy điện quay thường được chế tạo với rãnh chéo, dây quấn bước ngắn, …nhằm cải thiện dạng sóng sức điện động để máy làm việc được tốt, đồng thời tiết kiệm nguyên vật liệu.

error: Real Group - Efficiency Projects