1

1. CÊu t¹o, nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé

1.1 CÊu t¹o ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:

1.1.1 PhÇn tÜnh – Stato :

1.1.2 PhÇn ®éng – R«to:

- Lâi thÐp: Còng ®−îc ghÐp b»ng c¸c l¸ thÐp Kü thuËt ®iÖn, cã sÎ r·nh ë bªn ngoµi ®Ó ®Æt d©y quÊn R«to.

- D©y quÊn: • §éng c¬ cã cuén d©y R«to nèi ng¾n m¹ch gäi lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé R«to ng¾n

m¹ch hay R«to lång sãc v× cã d¹ng nh− lång sãc. • §èi víi lo¹i R«to d©y quÊn, cuén d©y R«to nèi h×nh Sao (Y), cßn 3 ®Çu ®−îc nèi

®Õn 3 vßng gãp cè ®Þnh trªn trôc, ®−îc c¸ch ®iÖn víi trôc vµ gäi lµ 3 Vµnh tr−ît. Cã 3 Chæi than tiÕp xóc víi 3 vµnh tr−ît nµy ®Ó nèi ra ngoµi; Ng−êi ta cã thÓ nèi nèi tiÕp d©y quÊn R«to víi c¸c ®iÖn trë phô ®Ó më m¸y hoÆc ®iÒu chØnh tèc ®é.

§éng c¬ R«to lång sãc ®−îcdïng phæ biÕn nhÊt, lång sãc ®−îc®óc b»ng §ång hoÆc Nh«m cã d¹ngnh− h×nh vÏ.

Hép nèi d©y

Lâi thÐp Stato

D©y quÊn Stato

Vßng bi

Trôc

Vßng ng¾n m¹ch R«to

Qu¹t giã

CÇu nèi d©y

- Lâi thÐp Stato: §−îc ghÐp b»ng c¸c l¸thÐp Kü thuËt ®iÖn h×nh vµnh kh¨n, cã xÎr·nh ë bªn trong ®Ó ®Æt d©y quÊn Stato.Tr−êng hîp m¸y cã c«ng suÊt lín, kÝchth−íc lâi thÐp lín th× lâi thÐp sÏ ®−îc ghÐptõ nhiÒu l¸ thÐp h×nh rÎ qu¹t nh− h×nh vÏ.

- D©y quÊn Stato: Lµ d©y ®iÖn tõ, cã thÓ lµd©y §ång hoÆc Nh«m, ®−îc quÊn thµnh c¸cBèi d©y, Tæ bèi d©y; Tïy theo cuén d©y quÊnStato lµ 1fa hay 3fa mµ ta cã ®éng c¬ kh«ng®ång bé 1fa hoÆc 3fa.

2

1.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha:

1.2.1 C¸ch t¹o ra tõ tr−êng quay trong lâi thÐp Stato: §Ó t¹o ra ®−îc tõ tr−êng quay trong lâi thÐp Stato, cuén d©y Stato cÇn ph¶i ®−îc chÕ t¹o theo quy luËt nhÊt ®Þnh, c¸ch bè trÝ, ®Êu nèi cuén d©y 3fa cña Stato cÇn nghiªm ngÆt tu©n thñ c«ng nghÖ chÕ t¹o. D−íi ®©y ta kh¶o s¸t c¸ch t¹o ra tõ tr−êng quay:

Cuén d©y Stato trong h×nh vÏ trªn ®uîc biÓu diÔn gåm cã 3 vßng d©y cho 3fa, Ba cuén d©y cña 3fa AX, BY vµ CZ ®−îc ®Æt lÖch nhau nh÷ng gãc 1200. Dßng ®iÖn cung cÊp cho ®éng c¬ còng lµ dßng xoay chiÒu 3fa: iA, iB vµ iC còng lÖch pha nhau nh÷ng gãc lµ 1200. §Ó kh¶o s¸t sù biÕn thiªn cña tõ tr−êng sinh ra trong lâi thÐp Stato, ta h·y kh¶o s¸t chiÒu vµ vÞ trÝ cña tõ tr−êng t¹i 4 thêi ®iÓm a, b, c vµ d trªn ®å thÞ thêi gian.

Ta quy −íc chiÒu dßng ®iÖn ®i tõ ®Çu ®Õn cuèi cuén d©y mang dÊu d−¬ng (+), ®i tõ cuèi ®Õn ®Çu cuén d©y mang dÊu ©m (-). Th× chiÒu dßng ®iÖn trong c¸c cuén d©y t¹i c¸c

thêi ®iÓm a, b, c vµ d nh− h×nh vÏ. DÊu (+) lµ dßng ®iÖn ®i vµo, dÊu (.) lµ dßng ®iÖn ®i ra. T¹i thêi ®iÓm a, dßng ®iÖn trong cuén d©y AX (iA) lµ cùc ®¹i vµ cã dÊu d−¬ng, theo quy −íc ta biÓu diÔn dßng ®iÖn ®i vµo ë A vµ ®i ra ë X nh− trªn h×nh vÏ. Còng thêi ®iÓm ®ã th× c¸c dßng ®iÖn iB vµ iC cã gi¸ trÞ ©m, cã chiÒu ®i tõ cuèi ®Õn ®Çu c¸c cuén d©y BY vµ CZ. Theo quy t¾c vÆn nót chai ta x¸c ®Þnh ®−îc chiÒu cña ®−êng søc tõ tr−êng t¹i thêi ®iÓm a nh− h×nh vÏ. B»ng c¸ch t−¬ng tù, ta x¸c ®Þnh ®−îc chiÒu vµ vÞ trÝ cña tõ tr−êng t¹i c¸c thêi ®iÓm b, c vµ d nh− h×nh vÏ. Râ rµng lµ tõ tr−êng t¹o ra trong lâi thÐp Stato cã chiÒu vµ trÞ sè thay ®æi liªn tôc theo thêi gian vµ trong tr−êng hîp nµy nã quay theo chiÒu kim ®ång hå. Nh×n trªn ®å thÞ thêi gian ta thÊy r»ng tõ thêi ®iÓm a ®Õn thêi ®iÓm d t−¬ng øng víi kho¶ng thêi gian lµ 1/2Chu k× (T/2); Trong kho¶ng thêi gian ®ã th× tõ tr−êng quay ®−îc 1800, nh− vËy lµ sau 1 Chu k× cña dßng ®iÖn th× tõ tr−êng sÏ quay ®−îc 3600

(1vßng).

A

XB

Y

C

Z+

++

A

XB

Y

C

Z

++ + A

XB

Y

C

Z

++ +

(a). (b). (c). (d).

ChiÒu vµ vÞ trÝ cña tõ tr−êng t¹i c¸c thêi ®iÓm t−ong øng trªn ®å thÞ thêi gian

BiÓu diÔn dßng ®iÖn 3fa d©y quÊn Stato D©y quÊn Stato ®éng c¬

3

A

X

B

Y

C

Z+

X’

A’Y’

B’

Z’

C’

+

+

+

+

+

N

S

S

N

Tõ tr−êng trong tr−êng hîp ta võa xÐt gåm cã 2 cùc (1 ®«i cùc); NÕu ta t¨ng gÊp ®«i sè cuén d©y cña mçi pha th× sè cùc còng sÏ t¨ng lªn gÊp ®«i, tèc ®é cña tõ tr−êng quay l¹i bÞ gi¶m ®i mét nöa. Trong tr−êng hîp tæng qu¸t, tèc ®é quay cña tõ tr−êng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

Tõ tr−êng khi t¨ng gÊp ®«i sè bèi d©y cña mçi pha

Ta l¹i thÊy r»ng khi thiÕt lËp thø tù dßng ®iÖn c¸c pha lÇn l−ît lµ iA, iB vµ iC th× chiÒu cña tõ tr−êng quay sinh ra trong lâi thÐp Stato lµ cïng chiÒu kim ®ång hå; NÕu ta thay ®æi thø tù liªn tiÕp cña dßng ®iÖn trong c¸c pha th× chiÒu quay cña Tõ tr−êng còng sÏ thay ®æi. §iÒu nµy sÏ lµm chiÒu quay cña ®éng c¬ thay ®æi, ta sÏ xÐt kÜ h¬n ë phÇn sau.

1.2.2 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:: §Ó gi¶i thÝch nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, ta gi¶ sö ®· t¹o ra ®−îc tõ tr−êng quay trong lâi thÐp Stato; Gi¶ sö chiÒu vµ vÞ trÝ cña Tõ tr−êng t¹i thêi ®iÓm ta xÐt nh− h×nh vÏ. Hai vßng trßn phÝa ngoµi biÓu diÔn Lâi thÐp vµ d©y quÊn Stato, vßng trßn phÝa trong thÓ hiÖn lâi thÐp R«to, c¸c vßng trßn nhá thÓ hiÖn c¸c thanh dÉn cña R«to lång sãc.

C¸c thanh dÉn R«to bÞ nèi ng¾n m¹ch bëi hai vßng ng¾n m¹ch ë hai ®Çu Roto (CÊu t¹o cña R«to lång sãc), do ®ã S®® c¶m øng sÏ t¹o thµnh dßng ®iÖn c¶m øng trong c¸c thanh dÉn; ChiÒu cña dßng ®iÖn c¶m øng lµ cïng chiÒu víi S®® c¶m øng. C¸c thanh dÉn R«to mang dßng ®iÖn l¹i n»m trong tõ tr−êng cña d©y quÊn Stato nªn chÞu t¸c dông cña lùc ®iÖn tõ, chiÒu cña lùc ®iÖn tõ F x¸c ®Þnh b»ng quy t¾c bµn tay tr¸i. Trªn h×nh vÏ biÓu diÔn chiÒu cña lùc ®iÖn tõ F t¸c dông lªn hai thanh dÉn, ta thÊy r»ng c¸c lùc ®iÖn tõ F t¹o thµnh ngÉu lùc, cã xu h−íng kÐo R«to quay theo chiÒu kim ®ång hå (Cïng chiÒu cña tõ tr−êng quay). D©y quÊn cña R«to lång sãc gåm cã rÊt nhiÒu thanh dÉn, b»ng c¸ch t−¬ng tù ta x¸c ®Þnh ®uîc chiÒu cña lùc ®iÖn tõ F t¸c ®éng lªn tõng thanh dÉn. Tæng hîp t¸c dông cña c¸c lùc ®iÖn tõ F sÏ t¹o thµnh M«men quay, kÐo R«to cña ®éng c¬ quay theo chiÒu cña tõ tr−êng víi tèc ®é n < n0. Râ rµng lµ tèc ®é quay cña R«to ph¶i lu«n nhá h¬n tèc ®é cña tõ tr−ßng; ThËt vËy nÕu n = n0 nghÜa lµ tèc ®é t−¬ng ®èi gi÷a c¸c thanh dÉn R«to víi tõ tr−êng lµ b»ng 0, nh− vËy sÏ kh«ng cã S®® c¶m øng vµ dßng ®iÖn c¶m øng I = 0, lùc ®iÖn

n0 = p

f.60

Tõ tr−êng quay víi tèc ®é n0 cïng chiÒu kim ®ång hå. T¹i thêi ®iÓm më m¸y, khi R«to cßn ®øng yªn; Tõ tr−êng quay quÐt qua c¸c thanh dÉn cña R«to sÏ t¹o ra trong c¸c thanh dÉn nh÷ng Søc ®iÖn ®éng c¶m øng. Ta xÐt hai thanh dÉn n»m ë vÞ trÝ ®Æc biÖt nh− trªn h×nh vÏ. B»ng quy t¾c bµn tay ph¶i, x¸c ®Þnh ®−îc chiÒu cña S®® c¶m øng trong 2 thanh dÉn nh− h×nh vÏ. ë thanh dÉn phÝa trªn, S®® c¶m øng cã chiÒu ®i tõ trong ra ngoµi (kÝ hiÖu

lµ dÊu .); ë thanh dÉn phÝa d−íi th× ng−îc l¹i, chiÒu cña S®® c¶m øng lµ ®i tõ ngoµi vµo trong (+).

4

tõ F còng sÏ b»ng 0 (F = 0) vµ R«to ph¶i quay chËm l¹i. VËy nªn tèc ®é quay cña R«to ph¶i lu«n nhá h¬n tèc ®é cña tõ tr−êng, chÝnh v× vËy ®éng c¬ nµy ®−îc gäi lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. HoÆc tÝnh theo phÇn tr¨m: VÒ lý thuyÕt, hÖ sè tr−ît S biÕn thiªn tõ 0 ®Õn 1, hoÆc 0% ®Õn 100%. Thùc tÕ th× trÞ sè cña S ë t¶i ®Þnh møc ®èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé th«ng th−êng trong gií h¹n 2÷3%; Víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã hÖ sè tr−ît n©ng cao, S cã thÓ ®¹t ®Õn 10%. V× vËy tèc ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé vÉn gÇn b»ng tèc ®é tõ tr−êng ë phô t¶i ®Þnh møc, gi¶ sö tèc ®é cña tõ tr−êng lµ 3000v/ph th× tèc ®é cña R«to kho¶ng 2850÷2950v/ph ….

2. BiÓu diÔn bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng s¬ ®å tr¶i.

2.1 S¬ l−îc vÒ cÊu t¹o bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:

Bé d©y quÊn gåm c¸c Bèi d©y riªng lÎ ®Æt trong c¸c r·nh cña lâi thÐp Stato vµ ®−îc ®Êu nèi theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh. Bèi d©y cã thÓ lµ 1 hoÆc nhiÒu vßng d©y quÊn nèi tiÕp nhau. Theo c¸ch ®Æt d©y trong r·nh, ta cã cuén d©y mét líp vµ cuén d©y hai líp. NÕu trong r·nh chØ cã 1 c¹nh cña mét bèi d©y th× ta cã d©y quÊn mét líp; Khi trong r·nh cã hai c¹nh cña hai bèi d©y kh¸c nhau, ta cã d©y quÊn hai líp.

2.2 C¸c tham sè sö dông khi lËp s¬ ®å d©y quÊn: - Sè r·nh cña lâi thÐp Stato: Z1 - Sè pha: m - Sè cùc: 2p - Sè m¹ch nh¸nh song song: a - Sè vßng d©y cña mét pha: W1f

- B−íc cùc: τ = P

Z2

1

- B−íc quÊn d©y: y (Th−êng tÝnh theo sè r·nh) - Sè r·nh øng víi mèi cùc cña 1 pha: q

Tõ môc 1.2.1 ta thÊy r»ng: Tõ tr−êng quay trong lâi thÐp Stato ®−îc h×nh thµnh do sù phèi hîp chiÒu dßng ®iÖn trong d©y quÊn cña c¶ 3 cuén d©y (3 pha). Nh− vËy: Trong cuén d©y ba pha, c¸c r·nh n»m trong mét cùc ®−îc chia lµm 3 phÇn, mçi phÇn thuéc vÒ mét pha, t¹o thµnh c¸c nhãm cùc-pha d−íi mçi cùc. VËy lµ d−íi mçi cùc cã ba nhãm cùc-pha. Ng−îc l¹i, døoi mçi mét cùc th× mçi pha chØ cã mét nhãm cùc-pha (cßn gäi lµ nhãm bèi d©y hoÆc tæ bèi d©y). Ph−¬ng ph¸p biÓu diÔn s¬ ®å d©y quÊn ®¬n gi¶n, trùc quan nhÊt lµ biÓu diÔn b»ng S¬ ®å tr¶i; §Ó thiÕt lËp s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ng−êi ta t−ëng t−îng nh− c¾t lâi thÐp vµ d©y quÊn Stato theo mét ®−êng däc theo lâi thÐp cña m¸y råi tr¶i vÒ cïng mét mÆt ph¼ng. Khi ®ã ta cã mét h×nh vÏ biÓu ®−îc c¸c th«ng sè cña cuén d©y:

• B−íc quÊn d©y y: §Õm ®−îc theo sè r·nh. • B−íc cùc τ: ThÓ hiÖn qua c¸ch nèi c¸c tæ bèi d©y.

S = 0

0

nnn −

S%=0

0

nnn −

.100%

§Ó biÓu thÞ møc ®é gi¶m nhá cña n so víi n0 ng−êi ta dïng kh¸i niÖm hÖ sè tr−ît S, theo biÓu thøc:

5

• Sè ®«i m¹ch nh¸nh song song a. • Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha q...

Qu¸ tr×nh biÓu diÔn s¬ ®å tr¶i ®−îc m« t¶ nh− sau:

Trªn s¬ ®å tr¶i, c¹nh cña c¸c bèi d©y t−¬ng øng trong c¸c r·nh sÏ ®−îc biÓu diÔn b»ng c¸c ®o¹n th¼ng song song, c¸ch ®Òu; Sè l−îng c¸c ®o¹n th¼ng ®óng b»ng sè r·nh cña lâi thÐp Stato.

Víi cuén d©y quÊn 1 líp, mçi c¹nh cña bèi d©y (còng chÝnh lµ c¸c r·nh cña lâi thÐp Stato) ®−îc biÓu diÔn lµ mét ®o¹n th¼ng vÏ b»ng nÐt liÒn; Víi d©y quÊn hai líp th× trong mçi r·nh sÏ cã hai c¹nh cña hai bèi d©y kh¸c nhau, mét c¹nh n»m ë phÝa d−íi ®¸y r·nh ta gäi lµ c¹nh n»m ë líp d−íi - biÓu diÔn b»ng ®−êng nÐt ®øt, c¹nh cßn l¹i n»m ë phÝa trªn - gÇn miÖng r·nh ®−îc gäi lµ c¹nh n»m ë líp trªn – biÓu diÔn b»ng ®−êng nÐt liÒn.

H×nh vÏ d−íi ®©y biÓu diÔn c¸c r·nh cña lâi thÐp Stato víi sè r·nh Z1 = 24 trong hai tr−êng hîp d©y quÊn mét líp vµ hai líp:

• Mçi Bèi d©y trªn s¬ ®å tr¶i ®−îc t¹o bëi hai c¹nh n»m trong hai r·nh c¸ch nhau mét b−íc quÊn d©y y; PhÇn cña bèi d©y n»m trong c¸c r·nh ®−îc gäi lµ c¸c C¹nh t¸c dông, phÇn cßn l¹i cña bèi d©y-nèi liÒn hai c¹nh t¸c dông ®−îc gäi lµ phÇn ®Çu nèi. D©y quÊn mét líp th× c¶ hai c¹nh cña bèi d©y vµ phÇn ®Çu nèi ®−îc biÓu diÔn b»ng nÐt liÒn; Víi cuén d©y quÊn hai líp th× c¹nh t¸c dông vµ phÇn ®Çu nèi n»m ë líp trªn còng ®−îc biÓu diÔn b»ng nÐt liÒn, c¹nh t¸c dông thø hai cña bèi d©y sÏ n»m ë líp d−íi cña r·nh kh¸c nªn che khuÊt – Ta biÓu diÔn b»ng ®−êng nÐt ®øt. PhÇn ®Çu nèi bÞ c¸c bèi d©y kh¸c che khuÊt còng ®−îc biÓu diÔn b»ng nÐt ®øt.

D©y quÊn mét líp

D©y quÊn hai líp:

D©y quÊn hai líp D©y quÊn mét líp

Bèi d©y Tæ bèi d©y Bèi d©y Tæ bèi d©y

6

• Tæ bèi d©y ®−îc t¹o bëi mét hoÆc nhiÒu bèi d©y ®Êu nèi tiÕp n»m trong cïng mét Nhãm cùc-pha, c¸c Bèi d©y trong mçi Tæ bèi d©y ®−îc ®Êu nèi tiÕp ngay trong qu¸ tr×nh quÊn c¸c Bèi d©y ®ã. H×nh vÏ trªn biÓu diÔn Bèi d©y, Tæ bèi d©y trong hai tr−êng hîp d©y quÊn mét líp vµ hai líp, víi sè bèi d©y trong mét tæ bèi d©y lµ q = 2. • Tæ bèi d©y trong tr−êng hîp nµy ®−îc t¹o bëi c¸c bèi d©y cã kÝch th−íc gièng

nhau-Ta gäi lµ Tæ bèi d©y kiÓu ®ång khu«n. NÕu c¸c bèi d©y trong mét tæ bèi d©y cã kÝch th−íc kh¸c nhau, bèi d©y nhá n»m trong lßng cña bèi lín, ta cã Tæ bèi d©y kiÓu ®ång t©m.

• ViÖc ®Êu nèi tiÕp c¸c Tæ bèi d©y cña c¸c pha sÏ quyÕt ®Þnh sè cùc cña ®éng c¬, vËy lµ sÏ quyÕt ®Þnh tèc ®é quay cña ®éng c¬. C¸c bèi d©y sÏ ®−îc ®Êu nèi tiÕp nhau theo mét trong hai c¸ch lµ: Nèi tiÕp cïng tªn hoÆc Nèi tiÕp kh¸c tªn.

Qua hai vÝ dô trªn ta thÊy r»ng: Cïng víi hai bèi d©y nh−ng víi hai c¸ch nèi cïng tªn vµ kh¸c tªn ta sÏ ®−îc sè cùc kh¸c nhau. Quy luËt vÒ mèi quan hÖ gi÷a sè bèi d©y vµ sè cùc ë c¸c c¸ch nèi sÏ ®−îc sö dông rÊt nhiÒu trong qu¸ tr×nh thùc hµnh vÏ s¬ ®å tr¶i cña c¸c bé d©y quÊn Stato sau nµy. Ngoµi c¸ch ®Êu nèi tiÕp, c¸c Bèi d©y, Tæ bèi d©y cßn ®−îc thùc hiÖn c¸ch nèi song song; T−¬ng tù nh− c¸ch ®Êu nèi tiÕp, tïy theo c¸ch nèi song song c¸c bèi d©y mµ ta cã quan hÖ gi÷a sè cùc vµ sè bèi d©y kh¸c nhau:

Nèi tiÕp cïng tªn: NghÜa lµ nèi c¸c ®Çu cïng tªn cña hai bèi d©y liªn tiÕp víi nhau. Víi c¸ch ®Êu nèi tiÕp cïng tªn ta ®−îc:

Sè cùc = Sè bèi d©y

2P = 2

Nèi tiÕp kh¸c tªn: C¸c ®Çu kh¸c tªn cña hai bèi d©y liªn tiÕp ®−îc nèi víi nhau. Khi ®Êu nèi tiÕp kh¸c tªn:

Sè cùc = 2 x Sè bèi d©y

2P = 4

Tæ bèi d©y kiÓu ®ång khu«n Tæ bèi d©y kiÓu ®ång t©m

Khi nèi song song c¸c ®Çu cïng tªn: Sè cùc = 2 x Sè bèi d©y Nèi song song c¸c ®Çu kh¸c tªn: Sè cùc = Sè bèi d©y

7

2.3 C¸c bø¬c vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:

2.3.1 C¸c th«ng sè sö dông cho qu¸ tr×nh vÏ s¬ ®å tr¶i: • Sè r·nh cña lâi thÐp Stato: Z1 • Sè cùc: 2P • B−íc cùc: τ = Z1/2P • B−íc quÊn d©y: y = τ → D©y quÊn b−íc ®ñ

y < τ → D©y quÊn b−íc ng¾n y > τ → D©y quÊn b−íc dµi.

• Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha: q = 2P.m

Z1

Víi m = 3 lµ sè pha d©y quÊn Stato.

2.3.2 C¸c b−íc thùc hiÖn vÏ s¬ ®å tr¶i:

A. S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, d©y quÊn mét líp:

1. S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn kiÓu ®ång t©m:

§Ó minh häa ta xÐt mét vÝ dô cô thÓ sau: VÝ dô 1: TÝnh to¸n, vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3fa víi c¸c th«ng sè nh− sau: Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuén d©y quÊn kiÓu ®ång t©m.

* Tr−íc tiªn ta tÝnh to¸n c¸c th«ng sè: • B−íc cùc: τ = Z1/2P = 24/4 = 6

• Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha: q = 2P.m

Z1 = 4.324

= 2

• B−íc quÊn d©y: V× d©y quÊn ®ång t©m nªn b−íc quÊn cña c¸c bèi d©y trong mét tæ bèi lµ kh¸c nhau. Ta kÝ hiÖu b−íc quÊn cña c¸c bèi d©y theo thø tù tõ nhá ®Õn lín lÇn l−ît lµ y1, y2 …

y1 = 2.q + 2 = 2.2+2 = 6

y2 = y1 + 2 = 6 + 2 = 8 Trong tr−êng hîp nµy ta tÝnh ®−îc sè c¹nh t¸c dông d−íi mçi cùc cña mét pha lµ q = 2, còng cã nghÜa lµ mçi tæ bèi d©y sÏ gåm cã 2 bèi d©y; V× vËy ta chØ tÝnh ®Õn bøoc quÊn d©y y2.

* Tr×nh tù vÏ s¬ ®å tr¶i nh− sau:

B−íc 1: V¹ch c¸c ®o¹n th¼ng song song, c¸ch ®Òu thÓ hiÖn c¸c r·nh cña lâi thÐp Stato vµ ®¸nh sè thø tù tõ 1 ÷ Z1 (24 r·nh).

8

B−íc 2: Ph©n vïng c¸c cùc vµ ®¸nh dÊu chiÒu dßng ®iÖn trong c¸c r·nh sao cho:

• C¸c r·nh n»m d−íi mét cùc - Cã cïng chiÒu dßng ®iÖn. • C¸c r·nh n»m ë hai cùc bªn c¹nh nhau - ChiÒu dßng ®iÖn ng−îc nhau.

B−íc 3: C¨n cø vµo b−íc quÊn d©y, vÏ c¸c bèi d©y, tæ bèi d©y cña pha thø nhÊt theo nguyªn t¾c:

• Hai c¹nh cña mçi bèi d©y ph¶i n»m trªn hai cùc liªn tiÕp. • Kho¶ng c¸ch gi÷a hai c¹nh cña mçi bèi d©y ph¶i b»ng b−íc quÊn y ®· tÝnh ë

trªn. • VÞ trÝ c¸c r·nh trªn c¸c cùc cña cïng mét pha ph¶i gièng nhau.

B−íc 4: Nèi tiÕp c¸c Tæ bèi d©y cña pha thø nhÊt theo chiÒu dßng ®iÖn ®· chän trong c¸c r·nh hoÆc theo quan hÖ gi÷a sè cùc vµ sè Tæ bèi d©y. Theo chiÒu dßng ®iÖn ®· chän trong c¸c r·nh th× ®Çu cuèi cña Tæ bèi d©y thø nhÊt ph¶i ®−îc nèi víi ®Çu ®Çu cña Tæ bèi d©y thø hai. NÕu c¨n cø vµo quan hÖ gi÷a sè cùc vµ sè Tæ bèi d©y ta còng thÊy r»ng: Ta cã 2 Tæ bèi d©y, mµ sè cùc cña m¸y lµ 2P = 4 (Sè cùc = 2 x Sè tæ bèi d©y), vËy lµ ta ph¶i sö dông c¸ch nèi kh¸c tªn; NghÜa lµ ®Çu cuèi cña Tæ bèi d©y thø nhÊt ph¶i ®−îc nèi víi ®Çu ®Çu cña Tæ bèi d©y thø hai.

9

B−íc 5: B»ng c¸ch t−¬ng tù, ta vÏ c¸c bèi d©y, Tæ bèi d©y cña pha thø 2. VÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y lµ khi ®Çu ®Çu cña pha AX ®Æt ë r·nh sè 1, th× ®Çu cña pha tiÕp theo sÏ b¾t ®Çu tõ ®©u? §Ó x¸c ®Þnh ®−îc ®iÒu nµy ta cÇn c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn lµ: C¸c cuén d©y cña 3 pha sÏ ph¶i lÖch nhau nh÷ng gãc lµ 1200. Víi sè cùc trong tr−êng hîp nµy lµ 2P = 4 (sè ®«i cùc lµ p =2), ta x¸c ®Þnh ®−îc gãc ®é ®iÖn lÖch nhau gi÷a hai r·nh liªn tiÕp trªn lâi thÐp Stato lµ: §©y lµ gãc lÖch nhau gi÷a hai r·nh liªn tiÕp cña lâi thÐp Stato vÒ ®iÖn, nã kh¸c víi gãc lÖch nhau vÒ h×nh häc trªn lâi thÐp. C¨n cø vµo ®iÒu kiÖn lÖch pha nhau 1200 ta x¸c ®Þnh ®−îc sè kho¶ng c¸ch mµ c¸c ®Çu

t−¬ng øng cña hai pha liªn tiÕp ph¶i lÖch nhau lµ: N = 0

0

30120 = 4. Ta gäi lµ 4 Kho¶ng c¸ch

trªn s¬ ®å tr¶i, vËy lµ ®Çu ®Çu cña pha tiÕp theo sÏ ph¶i b¾t ®Çu tõ r·nh sè 5; Vµ ta vÏ ®−îc cuén d©y cña pha thø hai nh− sau: B−íc 6: X¸c ®Þnh r·nh ®Æt ®Çu ®Çu cña pha CZ råi vÏ nèt cuén d©y CZ theo c¸ch t−¬ng tù. Tíi ®©y ta ®· hoµn thiÖn ®−îc s¬ ®å tr¶i cuén d©y quÊn Stato, kiÓu ®ång t©m. Nh×n trªn s¬ ®å ta thÊy:

• Cuén d©y cña pha CZ cã mét Tæ bèi d©y bÞ chia lµm hai phÇn, ®iÒu nµy ta cã thÓ h×nh dung lµ do ta chän vÞ trÝ cña mÆt c¾t ®Ó h×nh thµnh so ®å tr¶i t¹i vÞ trÝ ®ã.

• Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu ®Çu pha A, B, C còng ®óng b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu cuèi t−¬ng øng X, Y, Z. §iÒu nµy gióp ta kiÓm tra nhanh tÝnh chÝnh x¸c cña s¬ ®å tr¶i sau khi vÏ. Vµ còng thÓ hiÖn tÝnh ®èi xøng cña cuén d©y 3 fa.

α0® =

1

0

Z360.p =

24360.2 0

= 300

10

2. S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn kiÓu xÕp ®¬n: VÝ dô 2: TÝnh to¸n, vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3fa víi c¸c th«ng sè nh− sau: Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuén d©y quÊn xÕp ®¬n. * TÝnh to¸n c¸c th«ng sè:

• B−íc cùc: τ = Z1/2P = 24/4 = 6

• Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha: q = 2P.m

Z1 = 4.324

= 2

• B−íc quÊn d©y: D©y quÊn xÕp ®¬n lµ d©y quÊn ®ång khu«n, mét líp nªn c¸c bèi d©y trong mét tæ bèi cã cïng chu vi, v× vËy chØ cã mét b−íc quÊn d©y x¸c ®Þnh theo c«ng thøc y = 3.q+1 = 7.

• Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu ®Çu pha liªn tiÕp (Thø tù pha): A÷B÷C = 2.q + 1 = 5

* Tr×nh tù vÏ s¬ ®å tr¶i:

Bé d©y quÊn Stato trong tr−êng hîp nµy ®−îc gäi lµ d©y quÊn XÕp ®¬n kiÓu hoa sen. Cßn mét lo¹i d©y quÊn xÕp thø hai lµ d©y quÊn XÕp ®¬n kiÓu mãc xÝch; Víi kiÓu d©y quÊn nµy ta cã b−íc quÊn y = 3.q, tr×nh tù vÏ s¬ ®å vÉn t−¬ng tù nh− trªn, chØ kh¸c nhau ë b−íc d©y quÊn. Còng víi vÝ dô trªn ta cã s¬ ®å d©y quÊn XÕp ®¬n kiÓu mãc xÝch nh− h×nh vÏ d−íi ®©y: Cuén d©y quÊn kiÓu mãc xÝch trong nhiÒu tr−êng hîp sÏ cho ta b−íc quÊn y nhá h¬n d©y quÊn kiÓu hoa sen. ¦u ®iÓm lµ tiÕt kiÖm ®−îc d©y quÊn, phÇn ®Çu nèi cña c¸c bèi d©y ®an xen nhau ®Ñp h¬n. Nh−îc ®iÓm lµ khi lång d©y vµo c¸c r·nh ph¶i ®Æt c¸c bèi d©y chê; V× vËy víi c¸c ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá, ®−êng kÝnh trong cña lâi thÐp Stato nhá, ta kh«ng nªn sö dông kiÓu d©y quÊn nµy; MÆt kh¸c víi cuén d©y quÊn kiÓu mãc xÝch th× viÖc ®Êu nèi còng phøc t¹p h¬n (Nh×n trªn s¬ ®å tr¶i ta thÊy r»ng cÇn ph¶i thùc hiÖn nhiÒu ®iÓm nèi tiÕp c¸c bèi d©y cña c¸c pha h¬n).

Ta vÉn vÏ theo tr×nh tù 6 b−íc®· giíi thiÖu ë VÝ dô 1; Nh−ngtõ b−íc thø 3, khi vÏ c¸c Bèid©y, Tæ bèi d©y ta vÏ c¸c bèid©y cã chu vi nh− nhau. Cuèi cïng, ta ®−îc s¬ ®å tr¶i béd©y quÊn Stato nh− sau:

11

B. S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ K§B, d©y quÊn hai líp (XÕp kÐp):

Víi d©y quÊn xÕp kÐp th× trong mçi r·nh cña lâi thÐp Stato ®Æt hai c¹nh cña hai bèi d©y kh¸c nhau, nÕu so víi d©y quÊn xÕp ®¬n th× sè Bèi d©y, Tæ bèi d©y trong tr−êng hîp nµy sÏ nhiÒu gÊp 2 lÇn.

Cuén d©y quÊn xÕp kÐp th−êng ®−îc thùc hiÖn theo hai kiÓu D©y quÊn b−íc ®ñ vµ D©y quÊn b−íc ng¾n.

* S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato kiÓu XÕp kÐp b−íc ®ñ:

§Ó minh häa tr×nh tù vÏ s¬ ®å tr¶i, ta còng xÐt mét vÝ dô cô thÓ sau:

VÝ dô 3: TÝnh to¸n, vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3fa víi c¸c th«ng sè nh− sau: Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuén d©y quÊn XÕp kÐp, b−íc ®ñ.

+ Tr−íc tiªn ta tÝnh tãan c¸c th«ng sè trªn s¬ ®å tr¶i:

• B−íc cùc: τ = Z1/2P = 24/4 = 6

• Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha: q = 2P.m

Z1 = 4.324

= 2

• B−íc quÊn d©y: Lµ d©y quÊn xÕp, nªn c¸c bèi d©y trong mét tæ bèi cã cïng chu vi, v× vËy chØ cã mét b−íc quÊn. D©y quÊn xÕp kÐp b−íc ®ñ, ta cã b−íc d©y quÊn y = τ = 6; §¬n vÞ cña b−íc cùc τ ®−îc tÝnh lµ sè Kho¶ng c¸ch, v× vËy ta cã b−íc quÊn d©y trong tr−êng hîp nµy lµ y = 7 r·nh (Tõ r·nh 1 ®Õn r·nh thø 7).

• Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu ®Çu pha liªn tiÕp (Thø tù pha): A÷B÷C = 2.q + 1 = 5

* Tr×nh tù vÏ s¬ ®å tr¶i nh− sau: B−íc 1: V¹ch c¸c ®o¹n th¼ng song song, c¸ch ®Òu thÓ hiÖn c¸c r·nh cña lâi thÐp Stato vµ ®¸nh sè thø tù tõ 1 ÷ Z1 (24 r·nh); D©y quÊn xÕp kÐp nªn mçi r·nh cña lâi thÐp Stato trong tr−êng hîp nµy ®−îc biÓu diÔn b»ng mét ®−êng nÐt liÒn vµ 1 ®−êng nÐt ®øt, thÓ hiÖn hai c¹nh ë líp trªn vµ líp d−íi cña mçi r·nh:

y

Líp trªn Líp d−íi

12

B−íc 2: Ph©n vïng c¸c cùc vµ ®¸nh dÊu chiÒu dßng ®iÖn trong c¸c r·nh:

B−íc 3: C¨n cø vµo b−íc quÊn d©y, vÏ c¸c bèi d©y, tæ bèi d©y cña pha thø nhÊt theo nguyªn t¾c:

• Mçi bèi d©y cã mét c¹nh n»m ë líp trªn cña r·nh nµy, c¹nh kia n»m ë líp d−íi cña r·nh kh¸c, c¸ch nhau b»ng b−íc quÊn y. Khi biÓu diÔn c¸c Bèi d©y, Tæ bèi d©y ta vÏ hai nöa cña mçi bèi d©y theo kÝ hiÖu c¸c r·nh t−¬ng øng-Mét nöa bèi d©y n»m ë phÝa trªn cña r·nh ®−îc vÏ b»ng nÐt liÒn, nöa kia ®−îc vÏ b»ng nÐt ®øt thuéc vÒ c¹nh n»m ë líp d−íi..

B−íc 4:

Theo chiÒu dßng ®iÖn ®· chän trong c¸c r·nh th× ®Çu cuèi cña Tæ bèi d©y thø nhÊt ph¶i ®−îc nèi víi ®Çu ®Çu cña Tæ bèi d©y thø hai. NÕu c¨n cø vµo quan hÖ gi÷a sè cùc vµ sè Tæ bèi d©y ta còng thÊy r»ng: Ta cã 4 Tæ bèi d©y, mµ sè cùc cña m¸y lµ 2P = 4 (Sè cùc = Sè tæ bèi d©y), vËy lµ ta ph¶i sö dông c¸ch nèi cïng tªn; NghÜa lµ ®Çu cuèi cña Tæ bèi d©y thø nhÊt ph¶i ®−îc nèi víi ®Çu cuèi cña Tæ bèi d©y thø hai.

Nèi tiÕp c¸c Tæ bèi d©y cña pha thø nhÊt theo chiÒu dßng ®iÖn ®· chän trong c¸c r·nh hoÆc theo quan hÖ gi÷a sè cùc vµ sè Tæ bèi d©y.

13

B−íc 5: B−íc 6:

* S¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato kiÓu XÕp kÐp b−íc ng¾n:

Bé d©y quÊn Stato kiÓu xÕp kÐp th−êng sö dông lµ d©y quÊn XÕp kÐp b−íc ng¾n; Khi thùc hiÖn viÖc rót ng¾n b−íc quÊn sÏ cã c¸c −u ®iÓm sau:

• TiÕt kiÖm d©y quÊn: Khi rót ng¾n bø¬c quÊn th× chu vi cña c¸c Bèi d©y sÏ gi¶m ®i, v× vËy sÏ gi¶m ®−îc khèi l−îng d©y quÊn cña m¸y.

• C¶i thiÖn ®−îc d¹ng sãng cña tõ tr−êng trong m¸y: Trªn thùc tÕ th× tõ tr−êng quay sinh ra trong lâi thÐp Stato bao gåm nhiÒu thµnh phÇn, ngoµi thµnh phÇn c¬ b¶n cã d¹ng h×nh sin cßn cã c¸c lo¹i sãng bËc cao – bËc 3, bËc 5, bËc 7 ... - Khi thùc hiÖn viÖc rót ng¾n b−íc quÊn d©y sÏ triÖt tiªu ®−îc c¸c thµnh phÇn sãng bËc cao, tõ tr−êng trong lâi thÐp cßn l¹i chñ yÕu lµ thµnh phÇn h×nh sin. Nh−ng viÖc rót ng¾n b−íc d©y quÊn còng chØ ®−îc thùc hiÖn trong mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh: B−íc quÊn d©y y chØ ®−îc rót ng¾n ®Õn tèi thiÓu lµ b»ng 0,67% b−íc cùc τ; V× nÕu ta rót ng¾n b−íc quÊn ®i qu¸ nhiÒu th× sÏ lµm cho diÖn tÝch cña c¸c cùc bÞ gi¶m nhiÒu, d¹ng sãng cña tõ tr−êng sÏ xÊu ®i.

§Ó minh häa tr×nh tù vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn stato kiÓu xÕp kÐp b−íc ng¾n, ta còng xÐt mét vÝ dô cô thÓ sau:

B»ng c¸ch t−¬ng tù, tavÏ c¸c bèi d©y, Tæ bèid©y cña pha thø 2.

X¸c ®Þnh r·nh ®Æt ®Çu ®Çu cña pha CZ råi vÏ nèt cuén d©y CZ theo c¸ch t−¬ng tù. Tíi ®©y ta ®· hoµn thiÖn ®−îc s¬ ®å tr¶i cuén d©y quÊn Stato, d©y quÊn xÕp kÐp b−íc ®ñ nh− h×nh vÏ.

14

VÝ dô 4: TÝnh to¸n, vÏ s¬ ®å tr¶i bé d©y quÊn Stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu 3fa víi c¸c th«ng sè nh− sau: Z1 = 24, 2P = 4, m = 3, a= 1 Cuén d©y quÊn XÕp kÐp, b−íc ®ñ.

+ Tr−íc tiªn ta tÝnh toµn c¸c th«ng sè trªn s¬ ®å tr¶i:

• B−íc cùc: τ = Z1/2P = 24/4 = 6

• Sè r·nh d−íi mét cùc cña mét pha: q = 2P.m

Z1 = 4.324

= 2

• B−íc quÊn d©y: Ta chän b−íc quÊn d©y y = 65

.τ = 5 Kho¶ng c¸ch

→ y = 6 R·nh (Tõ r·nh sè 1 ®Õn r·nh sè 6). • Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu ®Çu pha liªn tiÕp (Thø tù pha):

A÷B÷C = 2.q + 1 = 5

* C¸ch vÏ s¬ ®å tr¶i:

Ta vÉn thùc hiÖn theo tr×nh tù 6 b−íc nh− trªn, nh−ng b−íc quÊn d©y trong tr−êng hîp nµy chØ lµ y = 6; ta cã s¬ ®å tr¶i ®Çy ®ñ nh− sau: