Từ trường trong mạch từ của máy điện quay

Như các bạn đã biết, động cơ cảm ứng hay động cơ không đồng bộ 3 pha bao gồm 2 phần chính là Stator và Rotor. Khi được cấp nguồn, từ trường sinh ra từ 2 thành phần này sẽ tác động lẫn nhau và làm cho động cơ có thể quay. Do đó, trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về từ trường trong động cơ cảm ứng có những đặc điểm gì nhé !!!

1. Các đặc điểm phân bố của đường sức từ trường trong máy điện quay

Khi cho dòng điện chạy qua các bộ dây quấn trên stator, từ trường sinh ra sẽ tạo thành hệ thống các đường sức từ trường hay từ thông trong mạch từ và có các đặc điểm sau:

  • Đường sức từ trường luôn có hướng và khép kín trên mạch từ.
  • Đường sức từ đi theo đường ngắn nhất có từ trở nhỏ nhất và tập trung mạnh nhất trong vật liệu dẫn từ.
  • Một hệ thống đường sức từ khép kín được gọi là múi đường sức. Số múi đường sức từ bằng với số cực từ có trên stator.

Hình 1. Phân bố đường sức từ trường trong mạch từ.

Chúng ta hãy cùng quan sát hệ thống đường sức từ hình thành trên mạch từ có dạng như thế nào?

Hình 2. Phân bố đường sức từ trong mạch từ.

Hình 3. Mật độ từ thông trên một cặp cực từ.

Sau khi quan sát chúng ta rút ra các kết luận sau:

  • Tại mặt cực từ Bắc đường sức từ hướng ra.
  • Tại mặt cực từ Nam đường sức từ hướng vào.
  • Đường sức từ tập trung mạnh nhất ở giữa mặt cực từ.

2. Phân bố từ trường trong không gian một cặp cực từ

Tại những vị trí nào mà đường sức từ tập trung dày đặc thì từ cảm B có giá trị cao. Ngược lại, ở vị trí đường sức từ phân bố thưa thớt thì hoặc không có đường sức từ đi qua thì từ cảm B có giá trị thấp hoặc bằng 0.

Để phân biệt tính chất của các cực từ Bắc và Nam trên kết cấu mạch từ ta có thể quy ước như sau:

  • Tại cực Bắc giá trị từ cảm B>0.
  • Tại cực Nam giá trị từ cảm B<0.

Tùy thuộc vào sự phân bố của hệ thống đường sức từ giá trị B sẽ thay đổi theo từng vị trí.

Giả sử từ thông phân bố trong không gian mỗi bước cực từ có dạng hình sin, ta hình thành biểu đồ phân bố từ cảm như sau:

.Hình 3. Phân bố từ cảm dạng sin trong không gian một cặp cực từ.

Giá trị của từ cảm B được xác định qua biểu thức :Trong đó:

  • Bm : là biên độ cực đại của từ cảm B.
  • τ: là bước cực từ.
  • x: là tọa độ vị trí khảo sát trong không gian.

3. Từ trường đập mạch

Khi cấp một dòng điện xoay chiều hình sin và dây quấn stator, giá trị dòng điện tức thời biến thiên, thay đổi liên tục theo thời gian. Vì biên độ của từ cảm B và từ thông Φ tỉ lệ với dòng điện i, nên biên độ Bm cũng thay đổi theo thời gian t, do đó biểu thức phân bố từ cảm B được viết lại như sau:Tóm lại, phân bố từ cảm tại khe hở không khí có dạng hình sin trong không gian và biên độ biến thiên theo quy luật sin đối với thời gian. Từ trường phân bố theo quy luật như trên được gọi là từ trường đập mạch. Nói cách khác, từ trường có phương không đổi, song trị số và chiều biến thiên theo thời gian gọi là từ trường đập mạch.

4. Khái niệm về từ trường quay

Như chúng ta vừa khảo sát, từ trường tạo bởi mỗi pha dây quấn là từ trường đập mạch.

Vì các cuộn dây trong động cơ 3 pha được thiết kế đặt lệch nhau một góc 120ο trong không gian và được cấp dòng điện xoay chiều có 3 pha lệch nhau 120ο.  Do đó, tại mỗi thời điểm khảo sát chỉ có một bộ dây hình thành nên từ trường có giá trị cực đại. Từ trường tổng hợp từ 3 từ trường đập mạch tạo bởi 3 bộ dây quấn hình thành nên từ trường quay tròn. 

Hình 4. Sự hình thành từ trường quay tròn.

Cuối cùng, mời các bạn xem các video sau để hình dung rõ hơn về nội dung đã trình bày trong bài viết này nhé!!!

error: Real Group - Efficiency Projects