Giáo trình Máy điện 1 - Chương 7: Sức điện động của dây quấn máy điện xoay chiều

Giáo trình Máy điện 1 - Chương 7: Sức điện động của dây quấn máy điện xoay chiều giới thiệu tới người đọc các khái niệm chung, sức điện động cảm ứng trong dây quấn, cải thiện dạng sóng SĐĐ. Mời các bạn tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Máy điện 1 - Chương 7: Sức điện động của dây quấn máy điện xoay chiềuTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÁY ĐIỆN 1 2008Chương 7 SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU7.1. KHÁI NIỆM CHUNG Khi từ thông phần cảm xuyên qua dây quấn phần ứng biến thiên thì trongdây quấn phần ứng sẽ sinh ra sđđ. Trong máy điện quay có hai cách để tạo ra sựbiến thiên của từ thông xuyên qua dây quấn phần ứng. Cách thứ nhất là cho dâyquấn phần ứng chuyển động tương đối với từ trường phần cảm, cách thứ hai ngượclại, trong hai trường hợp sđđ cảm ứng đều là xoay chiều. Để máy có thể làm việc được tốt yêu cầu sđđ xoay chiều phải biến thiênhình sin theo thời gian. Muốn vậy thì từ trường phần cảm phân bố dọc khe hở củamáy hình sin để sđđ cảm ứng trong dây quấn có dạng hình sin. Thực tế: không thể có, vì cấu tạomáy, từ trường của cực từ và của dâyquấn đều khác hình sin. Vì vậy ta phântích từ trường thành sóng cơ bản (bậc 1)và sóng bậc cao  (bậc 3, 5,...). Ở đây ta phân từ cảm B thành cácsóng hình sin B1, B3, B5, B7, ... (hình7-1). Với từ trường B1 có bước cực còn B có bước cực =/ . Khi có sự chuyển động tương đốicủa từ trường cực từ và dây quấn thìtương ứng từ trường B1, B3, B5, B7, .. sẽcảm ứng trong dây quấn các sđđ e1, e3, Hình 7-1 Sự phân bố từ cảme5, e7, .. Do tần số f của các sđđ này khác của từ trường cực từ của máynhau nên sđđ tổng trong dây quấn sẽ có điện đồng bộ cực lồi dọc bề mặtdạng không sin. stator Sau dây ta xét trị số của các sđđ cảm ứng và nghiên cứu lmf triệt tiêu hoặcgiảm các sđđ bậc cao để cải thiện dạng sóng sđđ tổng khiến nó gần giống dạnghình sin.7.2. SỨC ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TRONG DÂY QUẤN Xét sđđ cảm ứng trong dây quấn do sóng từ cảm B1, B3, B5, B7, .. tìm sđđcảm ứng tổng.7.2.1. Sđđ của dây quấn do từ trường sóng cơ bản. 1. Sđđ của một thanh dẫn: Thanh dẫn có chiều dài l chuyển đổng với vận tốc v trong từ trường cơ bảnphân bố hình sin dọc khe hở như trên hình 7-2, ta có: x Bx  Bm sin  (7-1) B  Bx Trong thanh dẫn cảm ứng sđđ:  e td  Bx vl  Bm vl sin x Bm1  0 v x x 2trong đó: v   2 f x l  t Tdo tốc độ góc  = 2f và từ thôngứng với một bước cực từ: 2   B m l (7-2) Hình 7-2 Chuyển động tương đối của  thanh dẩn trong từ trường hình sinNên sđđ cảm ứng trong một thanh dẫn: etd = fsint (7-3) Trị số hiệu dụng sđđ đó bằng:  2 E td  f   f  2,22f (7-4) 2 2 2. Sđđ của một vòng dây. Sđđ của một phần tử (bối dây): Sđđ của một vòng dây gồm hai thanh dẫn đặt trong hai rãnh cách nhau mộtkhoảng y (hình 7-3a) là hiệu số hình học các sđđ lệch nhau một góc (y/) của haithanh dẫn đó. Từ hình 7-3b, ta có: y E V  E td  E td  2E td sin   2fk n (7-5) 2 y trong đó: k n  sin  sin  (7-6) 2 2 y Thông thường   < 1, nên kn được gọi là hệ số bước ngắn, còn  được gọi là tỉ số bước ngắn. Nếu trong hai rãnh nói trên có đặt một bối dây (phần tử) gồm Npt vòng dây thìsđđ của bối dây đó bằng: E p1   2k n fN pt  (7-7) Bm1 =1  E v  E td    E td y=  E td E td (b) E td ...