Chương 4 Dây quấn máy điện quay

1CHƯƠNG 4 DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN QUAY I. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU 1. Khái niệm chung Nhiệm vụ: Cảm ứng sức điện động Tạo ra từ trường cần thiết cho sự biến đổi năng lượng cơ-điện trong máy điện Yêu cầu: Tiết kiệm dây Có độ bền cơ, điện, nhiệt Chế tạo đơn giản, lắp ráp sửa chữa dễ dàng Số rãnh của 1 pha dưới 1 cực: 2 Zq mp q có thể là: Số nguyên hoặc phân số 2Góc lệch pha giữa 2 rãnh liên tiếp .360op Z Cấu tạo dây quấn: Mỗi cuộn dây trong dây quấn gồm nhiều phần tử (bối dây) nối tiếp Mỗi phần tử có nhiều vòng dây và có 2 cạnh tác dụng Cạnh tác dụng y Phần tử (Bối dây) 2. Dây quấn q là số nguyên 2.1 Dây quấn 1 lớp Đặc điểm: Trong mỗi rãnh chỉ đặt 1 cạnh tác dụng của 1 phần tử Số phần tử trong dây quấn 1 lớp: 2 ZS Loại dây quấn này thường dùng trong các động cơ công suất dưới 7 kW hoặc trong các máy phát điện turbine nước Có 2 kiểu dây quấn 1 lớp: Dây quấn đồng khuôn Dây quấn đồng tâm 3
Cách vẽ sơ đồ nối dây Xác định góc lệch pha giữa 2 rãnh liên tiếp .360op Z Xác định số rãnh của 1 pha dưới 1 cực 2 Zq mp Xác định vùng pha .q Vẽ hình sao s.đ.đ của dây quấn Bước cực p Z 2 Khoảng cách giữa 2 cạnh của 1 phần tử p Zy 2 Xác định các phần tử trong mỗi pha Nối tiếp các phần tử trong 1 pha







Ví dụ: Vẽ sơ đồ nối dây của dây quấn 1 lớp với số pha m = 3; Z = 24; số cực 2p = 4 Góc lệch pha giữa 2 rãnh liên tiếp .360 2.360 30 24 o o op Z Số rãnh của 1pha dưới 1 cực 24 22 2.3.2 Zq mp Vùng pha . 2.30 60o oq Khoảng cách giữa 2 cạnh của 1 phần tử . 3.2 6y m q Hình sao s.đ.đ 1-13 2-1412-24 3-1511-23 4-1610-22 6-18 5-179-21 7-19 8-20 A C X Z B Y 1-13 2-14 7-19 8-20 5-17 11-23 6-18 12-249-21 10-22 3-15 4-16 A B C 4Dựa vào y ta xác định được: Pha A gồm: 2 phần tử (1-7), (2-8) dưới đôi cực thứ nhất 2 phần tử (13-19), (14-20) dưới đôi cực thứ hai Pha B gồm các phần tử: (5-11), (6-12), (17-23), (18-24) Pha C gồm các phần tử: (9-15), (10-16), (21-3), (22-4) Nối các phần tử trong 1 pha ta được dây quấn 3 pha Sơ đồ nối dây kiểu dây quấn đồng khuôn A B C YXZ 1 2 73 54 986 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Sơ đồ nối dây kiểu dây quấn đồng tâm A B C YXZ 1 2 73 54 986 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2.2 Dây quấn 2 lớp Đặc điểm: Trong mỗi rãnh đặt 2 cạnh tác dụng của 2 phần tử khác nhau Số phần tử trong dây quấn 2 lớp: S Z Ưu điểm: Thực hiện được dây quấn bước ngắn 5Nhược điểm: Việc lồng dây vào rãnh khó khăn Khó sửa chữa dây quấn Có 2 kiểu dây quấn 2 lớp: Dây quấn xếp (chủ yếu) Dây quấn sóng Ví dụ: Vẽ sơ đồ nối dây của dây quấn 1 lớp (quấn xếp) với số pha m = 3; Z = 24; số cực 2p = 4 A B CY XZ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 3. Dây quấn ngắn mạch kiểu lồng sóc Đặc điểm:
Dây quấn được tạo thành bởi các thanh dẫn bằng đồng đặt trong rãnh
Hai đầu các thanh dẫn được hàn với 2 vòng ngắn mạch bằng đồng
Nếu thanh dẫn và vòng ngắn mạch bằng nhôm người ta dùng công nghệ đúc Cấu tạo dây quấn giống như cái lồng sóc Rotor bars (slightly skewed) End ring 64. Cách thực hiện dây quấn máy điện xoay chiều Dây đồng được quấn trên các khuôn để tạo thành phần tử (bối dây)  Đặt các phần tử vào trong rãnh của phần tĩnh hoặc phần quay  Cách lồng dây vào rãnh tuỳ thuộc vào kiểu dây quấn  Sau khi lồng dây vào rãnh, miệng rãnh được niêm kín bằng các thanh nêm làm bằng vật liệu cách điện  Nếu dây quấn đặt ở phần quay thì phần đầu nối phải được đai chặt II. DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Khái niệm chung Gồm nhiều phần tử nối với nhau theo 1 qui luật Mỗi phần tử có 2 cạnh tác dụng đặt vào rãnh lõi thép phần ứng Rãnh phần ứng gọi là rãnh thực Hai cạnh tác dụng ở trên và ở dưới được gọi là rãnh nguyên tố u = 1 u = 2 Znt = u.Z u: Số rãnh nguyên tố Mỗi phần tử có 2 đầu nối với 2 phiến góp Gọi: S là số phần tử của dây quấn G là số phiến góp S = G 72. Các loại dây quấn Cấu tạo dây quấn Các bước dây quấn 1 2 3 y1 y y2 yG Dây quấn xếp y y1 y2 1 7 yG Dây quấn sóng y1 : Khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của 1 phần tử y2 : Khoảng cách giữa cạnh 2 của phần tử 1 với cạnh 1 phần tử 2 y : Khoảng cách giữa 2 cạnh tương ứng của 2 phần tử liên tiếp nhau yG : Khoảng cách giữa 2 phiến góp có 2 cạnh tác dụng của cùng 1 phần tử nối vào đó. 2.1 Dây quấn xếp 2.1.1 Dây quấn xếp đơn Đặc điểm: Hai đầu dây của 1 phần tử nối liền với 2 phiến góp kề nhau yG = 1 y = yG = 1 p Z y nt 21 Thường thực hiện dây quấn bước ngắn Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp đơn của lõi thép có: Znt = S = G = 16 ; 2p = 4 Ta có y1 = 4 y = yG = 1 y2 = 3 8Bố trí cách nối phần tử Lớp trên 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 Lớp dưới 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 Sơ đồ khai triển -+ 2a = 2p 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1110 12 13 14 151615 Chiều quay phần ứng ++ - - BB NN 2.1.2 Dây quấn xếp phức tạp Đặc điểm: Hai đầu dây của 1 phần tử nối với 2 phiến góp cách nhau 1 khoảng yG = m (m > 1). Thường m = 2 Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn xếp phức tạp của lõi thép có: Znt = S = G = 24 ; 2p = 4 ; yG = m = 2 Ta có: y1 = 6 y = yG = 2 y2 = 6 – 2 = 4 Cách nối các phần tử Lớp trên 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 Lớp dưới 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 9Sơ đồ khai triển 2a = 2mp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Chiều quay phần ứng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1923 24 222120 BB N N Dây quấn xếp phức tạp gồm 2 dây quấn xếp đơn không liên quan Lớp trên 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 Lớp dưới 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 2.2 Dây quấn sóng 2.2.1 Dây quấn sóng đơn Đặc điểm: Hai đầu của 1 phần tử nối với 2 phiến góp ở xa nhau p Gy G 1 y2 = y - y1 Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn sóng đơn của lõi thép có: Znt = 15; 2p = 4 Ta có: y1 = 3 (bước ngắn) yG = 7 y2 = 4 Cách nối các phần tử Lớp trên 1 8 15 7 14 6 13 5 12 4 11 3 10 2 9 1 Lớp dưới 4 11 3 10 2 9 1 8 15 7 14 6 13 5 12 10 Sơ đồ khai triển 2a = 2 2.2.2 Dây quấn sóng phức tạp Đặc điểm: Các phần tử nối tiếp nhau sau khi quay 1 vòng quanh bề mặt phần ứng không quay trở về vị trí phần tử đầu mà cách 2 hoặc m phần tử Chiều quay phần ứng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 - B BN N p mG yG Ví dụ: Vẽ sơ đồ khai triển dây quấn sóng phức tạp của lõi thép có: S = Znt = 18; 2p = 4; m = 2 Ta có: y1 = 4 (bước ngắn) y = yG = 8 y2 = y - y1 = 4 Cách nối các phần tử Lớp trên 1 9 17 7 15 5 13 3 11 1 Lớp dưới 5 13 3 11 1 9 17 7 15 Lớp trên 2 10 18 8 16 6 14 4 12 2 Lớp dưới 6 14 4 12 2 10 18 8 16 11 Sơ đồ khai triển 2a = 2m + - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Chiều quay phần ứng 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 23 + + -- B BN N 3. Dây cân bằng điện thế Mục đích: Đảm bảo sự cân bằng dòng điện đồng đều trong các nhánh song song 3.1 Dây cân bằng loại 1 Dùng trong dây quấn xếp đơn. Thực hiện: Nối các điểm đẳng thế lại với nhau. Thường chỉ nối 1/4 đến 1/3 số dây cân bằng 3.2 Dây cân bằng loại 2 Trong dây quấn sóng đơn chỉ có 1 đôi nhánh nên không có điểm đẳng thế. Vì vậy không có dây cân bằng điện thế. Dùng trong dây quấn sóng phức tạp