1
7.1.1. QUI TẮC PHÂN BỐ ĐƯỜNG SỨC TỪ TRƯỜNG TRONG MẠCH TỪ MÁY ĐIỆN QUAY :
Đường sức từ luôn luôn có hướng. Đường sức từ đi theo đường ngắn nhất, qua tiết diện lớn nhất , đi trong vật liệu dẫn từ mạnh nhất . Đường sức từ trường đi theo đường có từ trở nhỏ nhất. Đường sức từ luôn khép kín mạch.
(Một hệ thống đường sức từ khép kín mạch
được gọi là 1 múi đường sức).
Tổng số múi đường sức trong mạch từ luôn luôn bằng số cực từ 2p của máy điện
2
3
MÁY ĐIỆN CÓ 4 CỰC 2p = 4
4
TRUNG TÍNH HÌNH HỌC
N
A
B
M
AÉC
T
T
H
ÖØ
OÂN
G
R
O
T
O
R
B
N
A
AÉC
M
TRỤC CỰC TỪ
5
7.1.2. TỪ TRƯỜNG PHÂN BỐ SIN THEO VỊ TRÍ:
6
7
B
B .cos
m
.x
Từ trường phân bố tại khe hở không khí dưới một cặp cực từ có dạng sin theo vị trí không gian.
B B .cos m
x
8
7.1.3. TỪ TRƯỜNG ĐẬP MẠCH:
Từ trường phân bố tại khe hở không khí có biên độ phụ thuộc vào loại dòng điện cấp vào dây quấn stator.
Khi cấp dòng DC vào dây quấn, biên độ không thay đổi theo thời gian t . Từ trường phân bố sin trong không gian, không biến thiên theo thời gian.
Nếu cấp dòng sin vào dây quấn, biên độ của từ trường biến thiên theo qui luật sin của dòng điện đồng thời phân bố sin trong không gian.
Trong trường hợp này từ trường tạo thành tại
khe hở không khí là từ trường đập mạch.
B B .sin t .cos
i t
.sin t
I m
m
x
9
B M A C U T
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1
0 0.52 1.04 1.56 2.08 2.6 3.12 3.64 4.16 4.68 5.2 5.72 6.24 6.76 VI TRI X
0
0
B
B .sin
.cos
0
t
m
B
B
B .sin
.cos
.cos
t
m
6
m 2
.x
.x
6
0 .
10
7.1.4. TỪ TRƯỜNG QUAY TRÒN:
Khi
chữ
B
quay tròn đều thanh nam U châm quanh trục thẳng đứng; vector từ cảm sẽ quay theo chuyển động của thanh nam châm.
Hình ảnh vector từ cảm quay tròn tượng trưng cho từ trường quay.
11
ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH TỪ TRƯỜNG QUAY TRÒN TRONG STATOR ĐỘNG CƠ CẢM ỨNG 3 PHA:
o .
120
o
120
Trên stator lắp đặt 3 bộ dây quấn lệch không gian Cấp dòng sin lệch pha thời gian từng vào các bộ dây quấn. đôi Từ trường tạo bởi mỗi bộ dây là từ trường đập mạch. Từ trường tổng hợp của 3 từ trường đập mạch là từ trường quay tròn.
12
i
t
.sin t
A
I m
.sin t 120
t
i B
I m
o
.sin t 240
t
i C
I m
o
B
B .sin t .cos
A
m
x
o
B .sin t 120 .cos 120 B B
m
o
o
B
B .sin
240
C
m
o t 240 .cos
13
x x
Áp dụng công thức biến đổi lượng giác, ta có:
B
B .sin t .cos
A
m
x
B
sin
t
t
A
x
x
. sin
o
B .sin
120
B B
m
o t 120 .cos
B m 2
x
o
240 sin t t B B B m 2
x
x
. sin
o
B
B .sin
240
C
m
o t 240 .cos
x
o
B 120 sin t t
C
B m 2
x
x
. sin
14
B
sin
t
t
A
B m 2
x
. sin
o
240 sin t t B B B m 2 . sin
o
120
sin
t
t
B C
B m 2
x x
x x x
. sin
Từ trường tổng hợp từ 3 từ trường đập mạch
m
B
B
.sin
t
T
A
B B
B C
3B 2
x
Từ trường tổng hợp được biểu diễn dưới dạng hàm điều hòa nên từ trường tổng hợp là từ trường quay tròn.
15
QUAN HỆ GIỮA TỐC ĐỘ TỪ TRƯỜNG QUAY VỚI TẦN SỐ NGUỒN ĐIỆN
Với mô hình nguyên lý nêu trên, mỗi bộ dây tạo ra số cực 2p = 2 . Ta có:
DÒNG SIN TỪ TRƯỜNG QUAY
m
i
t
.sin t
B
.sin
t
A
I m
T
3B 2
x
Tần số góc
Vận tốc góc
2 f
1n2 : tốc độ từ trường quay
f : tần số dòng sin
Hz
f
1n
voøng s
1n rad s
16
KẾT LUẬN: Với stator động cơ có 2p = 2 cực; tần số nguồn điện bằng tốc độ của từ trường quay.
2p 2
f n 1
Ý NGHĨA:
Với động cơ có 2p = 2 cực; khi dòng sin hoàn tất 1 chu kỳ thì từ trường đã quay đúng 1 vòng (quét hoàn tất qua 2 cực từ )
MỞ RỘNG QUAN HỆ
DÒNG SIN
TỪ TRƯỜNG QUAY
1 CHU KỲ
QUÉT QUA 1 CẶP CỰC TỪ (2 CỰC)
p CHU KỲ
QUÉT QUA p CẶP CỰC TỪ (2p CỰC)
17
Với động cơ có 2p cực; tần số f nguồn điện và tốc độ của từ trường quay thỏa quan hệ sau.
Hz
f
1n
f pn 1
voøng s
ĐỔI ĐƠN VỊ:
Hz
f
1n
f
voøng phuùt
1pn 60
Với f = 50 Hz
2p 2 4 6 8
n1 3000 1500 1000 750
18
STATOR ĐỘNG CƠ CÔNG SUẤT NHỎ HAY TRUNG BÌNH
19
20
ĐỘNG CƠ CÔNG SUẤT LỚN
ROTOR LỒNG SÓC
21
ROTOR LỒNG SÓC BẰNG ĐỒNG
ROTOR LỒNG SÓC BẰNG NHÔM
22
ROTOR QUẤN DÂY
23
DÂY QUẤN ROTOR ĐƯỢC NỐI TẮT BẰNG HỆ THỐNG BIẾN TRỞ NGOÀI ĐẤU Y THÔNG QUA CÁC VÀNH TRƯỢT VÀ CHỔI THAN
24
HỆ THỐNG VÀNH TRƯỢT VÀ CHỔI THAN
25
SỨC ĐIỆN ĐỘNG CẢM ỨNG TẠO BỞI THANH DẪN TRƯỢT CẮT ĐƯỜNG SỨC TỪ
B
v
A
t 0
dx
dt
26
Tại lúc t = 0
1
1B.A Tại lúc dt
2
2B.A
Độ biến thiên từ thông trong khoảng thời gian dt
d
A
B. A
2
1
d
B.dx.
d
B. .v.dt
27
Sức điện động cảm ứng sinh ra trong thanh dẫn di động là:
e
.v B.
CHÚ Ý
d dt
Theo lý thuyết điện từ biểu thức xác định sức
e
y
điện động sinh ra trong thanh dẫn di động là: v B . v
x
z
B
e
Sức điện động e có hướng. Hướng của sức điện động e được xác định theo qui tắc bàn tay trái.
28
Ý NGHĨA CỦA HƯỚNG SỨC ĐIỆN ĐỘNG
Hướng của sức điện động e là hướng của
dòng cảm ứng đi qua thanh dẫn.
B
v
A
i
e
t
dt
0
dx
MÔ HÌNH TƯƠNG ĐƯƠNG
e
+-
i e
29
ĐỊNH LUẬT VỀ LỰC ĐIỆN TỪ :
Thanh dẫn mang dòng đặt trong từ trường sẽ
F
chịu tác động của lực điện từ. i B .
y
x
i
B
i
