GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 3

CHƯƠNG III: SỨC TỪ ĐỘNG CỦA DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU§ 3.1. ĐẠI CƯƠNG Dòng điện chảy trong dây quấn của các máy điện quay tạo ra sức từ động (s.t.đ) của dây quấn và sinh ra từ trường bao quanh dây quấn đó. Để việc nghiên cứu tính toán được dễ dàng người ta thường chia và xét từ trường của dây quấn của máy điện quay ở ba vùng không gian: từ trường ở khe hở giữa stator và rotor, từ trường ở rãnh và từ trường ở phần đầu nối. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 3 CHÖÔNG III: SÖÙC TÖØ ÑOÄNG CUÛA DAÂY QUAÁN MAÙY ÑIEÄN XOAY CHIEÀU § 3.1. ÑAÏI CÖÔNG Doøng ñieän chaûy trong daây quaán cuûa caùc maùy ñieän quay taïo ra söùc töø ñoäng(s.t.ñ) cuûa daây quaán vaø sinh ra töø tröôøng bao quanh daây quaán ñoù. Ñeå vieäc nghieâncöùu tính toaùn ñöôïc deã daøng ngöôøi ta thöôøng chia vaø xeùt töø tröôøng cuûa daây quaáncuûa maùy ñieän quay ôû ba vuøng khoâng gian: töø tröôøng ôû khe hôû giöõa stator vaørotor, töø tröôøng ôû raõnh vaø töø tröôøng ôû phaàn ñaàu noái. Trong chöông naøy ta chæ xeùttöø tröôøng ôû khe hôû. Vôùi giaû thieát raèng khe hôû δ laø ñeàu vaø töø trôû cuûa loõi theùpstator vaø rotor treân maïch töø khoâng ñaùng keå, (heä soá daãn töø μ Fe = ∞ ), thì söï phaânboá töø tröôøng ôû khe hôû cuõng laø söï phaân boá s.t.ñ cuûa daây quaán. Noùi chung s.t.ñ ôûkhe hôû phuï thuoäc vaøo kieåu daây quaán laø taäp trung hay quaán raûi vaø vaøo doøng ñieän.Khi doøng ñieän laø moät chieàu thì s.t.ñ khe hôû laø khoâng ñoåi neáu töø daãn khe hôûkhoâng ñoåi vaø laø ñaäp maïch neáu töø daãn khe hôû thay ñoåi. Neáu doøng ñieän laø xoaychieàu moät pha, s.t.ñ laø ñaäp maïch. Doøng ñieän xoay chieàu m pha (vôùi m ≠ 1) ñoáixöùng seõ sinh ra s.t.ñ quay troøn; coøn doøng ñieän xoay chieàu m pha khoâng ñoái xöùngseõ sinh ra s.t.ñ quay elip. Ñeå thuaän tieän cho vieäc phaân tích s.t.ñ cuûa daây quaán maùy ñieän xoay chieàu tacaàn nhaéc laïi caùc khaùi nieäm veà s.t.ñ ñaäp maïch, s.t.ñ quay vaø quan heä giöõa caùcs.t.ñ ñoù. S.t.ñ ñaäp maïch. Bieåu thöùc toaùn hoïc cuûa s.t.ñ ñaäp maïch coù theå vieát nhö sau: (3-1) F = Fm sin ωt cos αtrong ñoù α laø goùc khoâng gian. Trong bieåu thöùc treân neáu cho t = const thì: F = Fm1 cos α = f (α ) ,trong ñoù Fm1 = Fm sin ωt laø bieân ñoä töùc thôøi cuûa s.t.ñ ñaäp maïch vaø luùc ñoù söï phaânboá cuûa F laø hình sin trong khoâng gian. Khi α = const nghóa laø ôû moät vò trí coá ñònh baát kyø, thì: F = Fm 2 sin ωttrong ñoù Fm 2 = Fm cos α vaø trò soá cuûa F ôû vò trí ñoù bieán ñoåi tuaàn hoaøn theo thôøigian. Töø nhöõng nhaän xeùt ñoù ta thaáy raèng s.t.ñ ñaäp maïch chính laø moät soùng ñöùng,trong tröôøng hôïp ñôn giaûn naøy phaân boá hình sin trong khoâng gian vaø bieán ñoåihình sin theo thôøi gian (hình 3-1a). Ta coù theå bieåu thò s.t.ñ ñaäp maïch ôû vò trí khoâng gian α = 0 baèng moät vectorcoù ñoä daøi thay ñoåi theo t nhö treân hình 3-1b. S.t.ñ quay troøn. Bieåu thöùc toaùn hoïc cuûa s.t.ñ quay troøn vôùi bieân ñoä khoâng ñoåi coù daïng: 30 (3-2) F = Fm sin(ωt ± α) Thaät vaäy, giaû söû ta xeùt moät ñieåm baát kyø tuyø yù cuûa soùng s.t.ñ coù trò soá khoângñoåi thì: sin(ωt ± α) = consthay laø ωt ± α = const Hình 3.1 a. S.t.ñ ñaäp maïch ôû caùc thôøi ñieåm khaùc nhau; b. Vector s.t.ñ ñaäp maïch ôû α = 0 Laáy vi phaân bieåu thöùc ñoù theo thôøi gian ta coù: dα (3-3) = ±ω dt Ñaïo haøm cuûa α theo t theo bieåu thöùc (3-3) chính laø toác ñoä goùc quay bieåu thò dαbaèng rad/s, < 0 öùng vôùi soùng quay ngöôïc [daáu “+” trong bieåu thöùc (3-2)]. dtHình 3-2a vaø b cho thaáy vò trí cuûa caùc soùng quay thuaän vaø ngöôïc ôû caùc thôøi ñieåmkhaùc nhau. Hình 3.2 Vò trí cuûa soùng quay ngöôïc (a) vaø quay thuaän (b) ôû thôøi ñieåm t = 0 vaø t = T/4; (c) bieåu thò s.t.ñ quay baèng vector quay. 31S.t.ñ quay troøn coù theå bieåu thò baèng moät vector coù ñoä lôùn Fm khoâng ñoåi quay vôùitoác ñoä goùc + ω vaø - ω , muùt vector ñoù veõ thaønh moät hình troøn nhö treân hình 3-2c.Ñeå thaáy roõ quan heä giöõa caùc s.t.ñ ñaäp maïch vaø s.t.ñ quay tröôùc heát chuù yù raèng: 1 1Fm sin ωt cos α = Fm sin(ωt − α ) + Fm sin(ωt + α) = (3-4a) 2 2= F1 + F2nghóa laø s.t.ñ ñaäp maïch laø toång cuûa hai s.t.ñ quay: F1 quay thuaän vôùi toác ñoä + ωvaø F2 quay ngöôïc vôùi toác ñoä - ω . Bieân ñoä cuûa caùc s.t.ñ quay ñoù baèng moät nöûacuûa s.t.ñ ñaäp maïch. Hình 3-3 bieåu thò vector s.t.ñ ñaäp maïch F toång cuûa hai vector T 5Ts.t.ñ q ...