GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

250
lượt xem 104
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình MÁY ĐIỆN II là một cuốn sách trong bộ GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN gồm 2 tập nhằm giúp sinh viên bậc đại học hoặc cao đẳng ngành Điện Công Nghiệp, Điện Tự Động của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM làm tài liệu học tập, hoặc có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Công nghệ Điện- Điện tử, Công nghệ Điện tử –Viễn thông và các ngành khác liên quan đến lĩnh vực điện –điện tử. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN III CÁC VẤN ĐỀ LÍ LUẬN CHUNG CỦA MÁY ĐIỆN XOAY CHIỀU - CHƯƠNG 1

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC SÖ PHAÏM KYÕ THUAÄT TP. HCM KHOA ÑIEÄN BOÄ MOÂN: CÔ SÔÛ KYÕ THUAÄT ÑIEÄN ------------0----------- GVC-ThS. NGUYEÃN TROÏ NG THAÉNG GIAÙO TRÌNH MAÙY ÑIEÄN II TP. HCM Thaùng 5/ 2006
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn LÔØI NOÙI ÑAÀU Giaùo trình MAÙ Y ÑIEÄ N II laø moä t cuoán saù ch trong boä GIAÙO TRÌNH MAÙY ÑIEÄ N goàm 2 taäp nhaèm giuùp sinh vieân baäc ñaïi hoï c hoaëc cao ñaúng ngaønh Ñieä n Coâng Nghieä p, Ñieän Töï Ñoän g cuû a tröôøn g Ñaï i Hoïc Sö Phaïm Kyõ Thuaä t TP.HCM laøm taøi lieäu hoï c taäp, hoaë c coù theå duøng laøm taø i lieäu tham khaûo cho sinh vieân ngaønh Coâng ngheä Ñieän- Ñieän töû, Coâng ngheä Ñieän töû –Vieãn thoâ ng vaø caùc ngaønh khaùc lieâ n quan ñeán lónh vöï c ñieän –ñieän töû. Giaùo trình maùy ñieä n trình baøy nhöõ ng lyù thuyeát cô baûn veà: caáu taïo; nguyeân lyù laøm vieä c; caùc quan heä ñieän töø ; caùc ñaë c tính cuõng nhö caùc hieän töôïng vaät lyù xaûy ra trong: Maùy ñieän moät chieàu; Maùy bieán aùp; Maùy ñieän khoâ ng ñoàng boä; Maù y ñieän ñoàng boä vaø caù c loaï i maùy ñieän ñaë c bieä t. Toaøn boä giaùo trình maù y ñieän ñöôï c chia laøm 2 taäp: Taäp I goàm 2 phaàn : Maù y ñieän moä t chieàu vaø Maù y ñieän moä t chieàu ñaëc bieä t. HCM Maùy bieán aùp vaø caùc loaï i maùy bieán aùp ñaëc bieät. TP. chieà u. Taäp II goàm 3 phaàn : Nhöõn g vaán ñeà lyù luaän chung cuûa caùc maùyhuat xoay ñieän t Maùy ñieän khoâng ñoàng boä vaø caùc daïng y c cuûa Maùy ñieä n khoâ ng K khaù pham H Su D ñoàng boä . ong Maùy ñieän ñoàng Truvaø caùc loaï i maùy ñieän ñoàng boä ñaëc bieät. © boä yen Ñeå giuùp sinh vieân deã daønn qu p thu kieán thöùc moân hoïc, giaùo trình trình baøy noäi dung a g tieá B moät caù ch ngaén goïn , cô baûn. ÔÛ moãi chöông coù ví duï minh hoï a, caâ u hoû i vaø baø i taäp ñeå sinh vieân coù theå hieåu saâu hôn nhöõng vaán ñeà mình ñaõ hoï c. Taùc giaû (Email: t_nguyentrong@yahoo.com) Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn MUÏC LUÏC Trang Phaàn III: Caùc vaán ñeà lyù luaä n chung cuûa caùc maùy ñieä n xoay chieà u Chöông 1: Söcù ñieän ñoäng cuû a daây quaán maùy ñieän xoay chieàu 2 Chöông 2: Daây quaán phaàn öùng maùy ñieä n xoay chieàu 11 Chöông 3: Söù c töø ñoä ng cuûa daâ y quaán maùy ñieän xoay chieàu 30 Phaàn IV: Maù y ñieän khoân g ñoàng boä (MÑKÑB) 47 Chöông 1: Ñaïi cöông veà MÑKÑB 48 Chöông 2: Caù c quan heä ñieän töø trong MÑKÑB 54 Chöông 3: Môû maùy vaø ñieà u chænh toá c ñoä ñoä ng cô khoâng ñoàng boä 77 Chöông 4: Maùy ñieän khoân g ñoàng boä ñaë c bieä t 90 HCM TP. 101 huat Phaàn V: Maùy ñieä n ñoàng boä (MÑÑB) Ky t pham Chöông 1: Ñaïi cöông veà MÑÑB 102 H Su ng D Chöông II: Caùc quan heä ñieä n töø trong MÑÑB 106 Truo n ñoàng boä n© Chöông III: Maù y phaùt ñieän vaø ñoän g cô ñieä 116 uye Chöông IV: Maù y ñieän ñoàan q ñaë c bieä t B ng boä 135 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1- Vuõ Gia Hanh, Traàn Khaùnh Haø, Phan Töû Thuï, Nguyeãn Vaê n Saùu, Maùy ñieän I,II . NXB khoa hoï c vaø kyõ thuaä t - 1998 . 2- Nguyeã n Troïng Thaéng, Nguyeãn Theá Kieä t, Coâng ngheä cheá taïo vaø tính toaùn söû a chöõ a Maùy ñieän , NXB Giaù o duï c, 1995 . 3- A.E. Fitzerald, Charles kingsley . Electrical Machines. Mc. Graw - Hill, 1990 . 4- Jimmie J. Cathey . Electric machines Analysis and Design Applying Matlab . Mc. Graw - Hill - 2001 . HCM 5- E.V.Armensky, G.B.Falk, Fractional Horsepower Electrical . machines, Mir P uat T y th am K Publishers, Moscow, 1985. u ph DH S 6- Mohamed E. El-Hawary, Principle ofg Electric Machines with Power Electronic uon Applications, Prentice-Hall, en © Tr 1986. quy Ban 7- M.Kostenko, L.Piotrovsky, Electrical machines, vol.1,2, Mir Publishers Moscow, 1974. 8- Stephen J. Chapman, Electric machinery and Power System fundamental, Mc Graw Hill, 2002. Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
PHAÀN III CAÙC VAÁN ÑEÀ LÍ LUAÄN CHUNG CUÛA MAÙY ÑIEÄN XOAY CHIEÀU 1
CHÖÔNG I: SÖÙC ÑIEÄN ÑOÄNG CUÛA DAÂY QUAÁN MAÙY ÑIEÄN XOAY CHIEÀU § 1.1. ÑAÏI CÖÔNG Söùc ñieän ñoäng (s.ñ.ñ) xoay chieàu coù 3 ñaëc tính cô baûn: - Ñoä lôùn. - Taàn soá. - Daïng ñöôøng cong. Thöôøng ngöôøi ta mong muoán coù ñöôïc s.ñ.ñ cuûa maùy ñieän duøng trong caùc thieát bò ñieän khaùc nhau coù daïng hình sin. Ñaëc bieät ñoái vôiù maùy phaùt ñieän caùc soùng ñieàu hoøa baäc cao khoâng nhöõng coù taùc haïi ñoái vôùi caùc maùy phaùt ñieän maø coøn caû ñoái vôùi phuï taûi laøm taêng toån thaát cuõng nhö laøm xuaát hieän quaù ñieän aùp treân caùc ñoaïn khaùc nhau cuûa ñöôøng daây. Trong chöông naøy chuùng ta nghieân cöùu s.ñ.ñ cuûa daây quaán vaø caùc bieän phaùp laøm giaûm hoaëc trieät tieâu s.ñ.ñ baäc cao ñöa daïng soùng veà hình sin. § 1.2. SÖÙC ÑIEÄN ÑOÄNG CAÛM ÖÙNG TRONG DAÂY QUAÁN 1. Söùc ñieän ñoäng caûm öùng trong daây quaán do töø tröôøng cô baûn: a) Söùc ñieän ñoäng cuûa moät thanh daãn: Ñaët 1 thanh daãn trong stator vaø nhöõng cöïc töø cuûa rotor song song vôùi truïc maùy ñieän (h1–1). Khôûi ñoäng maùy vaø cho quay vôùi toác ñoä n = Cte = const khi ñoù trò soá töùc thôøi cuûa s.ñ.ñ caûm öùng trong thanh daãn laø: etd = Bx.l.v (V) vôùi Bx = Bmsin ω t (T), Bx laø töø caûm nôi thanh daãn queùt qua. π Dn 2τ pn = 2τ f (m/sec). v= = 60 60 v: Vaän toác daøi cuûa thanh daãn. D: Ñöôøng kính phaàn öùng. πD Vôùi: τ = (m) 2p l: Chieàu daøi cuûa thanh daãn naèm trong töø tröôøng. Hình 1.1 Chuyeån ñoäng töông ñoái 2 e td = l.v.B m sin ωt = l.τ.π.f . B m sin ωt cuûa thanh daãn trong töø tröôøng π töông ñoái hình sin. Vôùi Φ = B tb lτ laø töø thoâng trung bình töông öùng vôùi moät böôùc cöïc. 2 B tb = Bm π 2
Ta coù : etd = πΦf sin ωt = E td sin ωt π Trò soá hieäu duïng laø: E td = (1 - 1) Φf = 2,22Φf 2 b) Sññ cuûa moät voøng daây vaø cuûa moät boái daây: Sññ cuûa moät voøng daây: + Tröôøng hôïp böôùc ñuû: Neáu voøng daây coù 2 thanh daãn 1 vaø 2 ñaët caùch nhau 1 khoaûng laø y = τ (daây quaán böôùc ñuû) vaø goïi sññ trong thanh daãn 1 laø E1, trong thanh daãn 2 laø E2 thì s.ñ.ñ cuûa moät voøng daây böôùc ñuû laø: E ν = E 1 + E 2 = 2E td = 2x 2,22Φf = 4,44Φf τ τ & ′′ & Ev − Etd 1 π π &′ Etd 1 & ′′ Etd 1 & ′′ & − Etd 1 Ev βπ &′ Etd 1 y =τ βπ & ′′ Etd 1 π τ y = βτ ′ ′′ Etd Etd Hình 1.2 Söùc ñieän ñoäng cuûa moät voøng daây + Tröôøng hôïp böôùc ngaén: Z Ta kí hieäu β laø böôùc töông ñoái cuûa daây quaán vaø τ = (raõnh) 2p y y , βπ = π β= τ τ βπ βπ Thì: E ν = 2E td sin = 4,44Φf sin 2 2 βπ Ñaët: k n = sin laø heä soá böôùc ngaén cuûa daây quaán thì: 2 E ν = 4,44Φfk n 3
Sññ cuûa moät phaàn töû (boái daây) Neáu moät boái daây coù Ws voøng thì s.ñ.ñ cuûa moät boái daây laø: (1-3) E s = 4,44Ws Φfk n c) Söùc ñieän ñoäng cuûa 1 nhoùm boái daây: Z Ta tính s.ñ.ñ cuûa 1 nhoùm boái daây coù q boái daây döôùi 1 cöïc: q = . 2mp Thí duï: hình 1.3: q = 4 Goùc ñoä ñieän giöõa 2 raõnh keà nhau laø: 2π p.3600 αñ = = Zp Z Trong ñoù Z/p laø soá raõnh döôùi moät ñoâi cöïc (Z/2p laø soá raõnh döôùi moät maët cöïc). Giaû söû soá Z raõnh döôùi 1 maët cöïc laø = 6 thì τ= 2p α ñ = 30 0 vaø neáu taïi thôøi ñieåm ñang xeùt boái daây 1 naèm treân ñöôøng trung tính hình hoïc thì trò soá töùc thôøi cuûa sññ caûm öùng trong caùc boái daây 1, 2, 3, 4 laø: E s1 = E sm sin 0 0 E s 2 = E sm sin α ñ = E sm sin 30 0 E s 3 = E sm sin 2α ñ = E sm sin 60 0 Hình 1.3 Nhoùm boái daây q = 4 E s 4 = E sm sin 3α ñ = E sm sin 90 0 Esm: bieân ñoä sññ/phaàn töû. r Ta coù theå bieåu dieãn q leäch nhau 1 goùc α nhö h1-4 (q: soá raõnh cuûa 1 pha döôùi moät cöïc). Moãi moät vector bieåu dieãn trò soá bieân ñoä hay trò soá hieäu duïng cuûa s.ñ.ñ Es cuûa moät boái daây vôùi nhöõng tæ leä töông öùng (h1-4a). Nhöõng vector gaàn nhau leäch nhau 1 goùc α ñ = 30 . Toång hình hoïc cuûa 4 vector hình thaønh ña giaùc 0 ABCDE (h1-4b) laø vector AE bieåu dieãn trò soá hieäu duïng toång cuûa s.ñ.ñ Eq. Hình 1.4 Söùc ñieän ñoäng cuûa moät voøng daây 4
Ñeå tính Eq ta veõ ñöôøng troøn ngoaïi tieáp vôùi ña giaùc ABCDE coù baùn kính R. Cuoái cuøng ta tính ñöôïc: Eq = q Es kr (1-4) Toång hình hoïc caùc s.ñ.ñ Eq Trong ñoù: k r = = Toång soá hoïc caùc s.ñ.ñ qE s qα qα 2 R sin ñ sin ñ 2= 2 : heä soá quaán raûi cuûa daây quaán. = αñ αñ q2Rsin qsin 2 2 Chöùng minh: . . . . . Ta coù E q = E s1 + E s 2 + E s 3 + E s 4 qα ñ Veà maët trò soá Eq = AE = 2AF = 2R sin . 2 αñ Es Tính R theo Eq , xeùt tam giaùc OO1A ta coù: E s = 2R sin ⇒R= α 2 2 sin ñ 2 αñ αñ qE s sin q E s sin q 2 2 = qE K ⇒ Eq = 2 = αñ αñ s r q sin 2 sin 2 2 (1-5) ⇒ E q = 4,44ws qΦfk n k r Ñaët kdq = knkr : laø heä soá daây quaán. (1-6) ⇒ E q = 4,44ws qΦfk dq d) Söùc ñieän ñoäng cuûa daây quaán 1 pha: Moät pha coù n nhoùm boái daây coù vò trí gioáng nhau trong töø tröôøng caùc cöïc töø neân sññ cuûa chuùng coù theå coäng soá hoïc vôùi nhau: ⇒ E f = 4,44nqws Φfk dq = 4,44 w Φ fk dq Trong ñoù: w = n.q.ws laø soá voøng daây noái tieáp cuûa 1 pha. 2. Söùc ñieän ñoäng cuûa daây quaán do töø tröôøng baäc cao: Giaû thieát raèng ñöôøng cong cöôøng ñoä töï caûm ñoái xöùng vôùi truïc hoaønh (vì tính chaát ñoái xöùng vôùi truïc hoaønh neân ñöôøng cong chæ chöùa caùc soùng haøi leû) cuõng nhö ñoái vôùi truïc cöïc. Trong tröôøng hôïp naøy, ñöôøng cong cöôøng ñoä töï caûm bao goàm soùng ñieàu hoaø baäc nhaát hay soùng ñieàu hoaø cô baûn vaø voâ soá soùng ñieàu hoaø baäc cao ν = 3, 5, 7, …, nghóa laø ν = 2k ± 1. Trong ñoù soùng ñieàu hoaø baäc 1 coù bieân ñoä Bm1 vaø böôùc cöïc τ töông öùng vôùi soá ñoâi cöïc p. Nhöõng soùng ñieàu hoaø baäc cao coù bieân 5
τττ ñoä Bm3, Bm5, B mν vaø nhöõng böôùc cöïc , , töông öùng vôùi soá ñoâi cöïc 3p, 5p,…, 35ν νp . Taàn soá f ν = νf 1 . Töø ñoù töø thoâng töông öùng laø: 2 Φ 1 = τ.l.B tb1 = τ.l.B m1 π τ 2τ Φ 3 = .l.Btb 3 = .l.Bm 3 π3 3 … τ 2τ .l.B tbν = .l.B mν Φν = ν πν π π Caùc söùc ñieän ñoäng: E td1 = Φ 1 .f 1 = τ.l.B tb1 .f 1 = 2 .τ.l.B m1 .f 1 2 2 π πτ 2 .l. B m 3 .3f 1 = 2 .τ.l.B m 3 .f 1 E td 3 = Φ 3f 3 = 23 π 2 … π Φ ν .f ν = 2 .τ.l.B mν .f 1 E tdν = 2 Söùc ñieän ñoäng hieäu duïng toång cuûa thanh daãn: E 2 1 + E 2 3 + ... + E 2 ν E td = td td td 2 2 ⎛E ⎞ ⎛E ⎞ = E td1 . 1 + ⎜ td 3 ⎟ + ... + ⎜ tdν ⎟ ⎜E ⎟ ⎜E ⎟ ⎝ td1 ⎠ ⎝ td1 ⎠ 2 2 ⎛B ⎞ ⎛B ⎞ = E td1 . 1 + ⎜ m 3 ⎟ + ... + ⎜ mν ⎟ ⎜B ⎟ ⎜B ⎟ ⎝ m1 ⎠ ⎝ m1 ⎠ = E td1 . 1 + k 2 3 + ... + k 2 ν B B π .Φ 1 .f 1 1 + k 2 3 + k 2 ν = B B 2 B B Nhöõng heä soá: k B3 = m 3 ,..., k Bν = mν laø tæ soá giöõa bieân ñoä töø caûm soùng baäc B m1 B m1 cao vaø bieân ñoä töø caûm soùng haøi cô baûn. Maëc khaùc töø thoâng toång cuûa moãi cöïc töø ñöôïc bieåu dieãn baèng toång ñaïi soá sau: Φ = Φ 1 ± Φ 3 ± Φ 5 ± ... ± Φ ν Φ⎞ ⎛Φ Φ = Φ 1 ⎜1 ± 3 ± 5 ± ... ± ν ⎟ Φ1 ⎟ ⎜Φ Φ1 ⎠ ⎝ 1 ⎛ B⎞ B B = Φ 1 ⎜1 ± m 3 ± m 5 ± ... ± mν ⎟ ⎜ 3B νB m1 ⎟ ⎝ ⎠ 5B m1 m1 ⎞ ⎛1 1 1 = Φ 1 ⎜1 ± k B3 ± k B5 ± ... ± k Bν ⎟ ν ⎠ ⎝3 5 6
1 + k 2 3 + ... + k 2 ν π Töø ñoù ta coù: Φ.f 1 E td = B B 1 1 2 1 ± k B3 ± ... ± k Bν ν 3 + Bieåu thöùc toång quaùt cuûa söùc ñieän ñoäng: Hieän nay daây quaán phaàn öùng maùy ñieän xoay chieàu ñöôïc duøng nhieàu nhaát laø loaïi daây quaán raûi 2 lôùp böôùc ngaén neân ta coù: Ñoái vôùi soùng ñieàu hoaø baäc 1: E 1 = π 2 .w.k n1 .k r1 .Φ 1 .f 1 = 2 2 .τ.l.w.k dq1 .f 1 .B m1 (1) Ñoái vôùi soùng ñieàu hoaø baäc ν : E ν = π 2 .w.k nν .k rν .Φ ν .f ν = 2 2 .τ.l.w.k dqν .f 1 .B mν (2) ÔÛ ñaây, k dq1 = k n1 .k r1 ,..., k dqν = k nν k rν laø heä soá daây quaán cho soùng ñieàu hoaø baäc 1, …, baäc ν . Khi ñoù söùc ñieän ñoäng toång cuûa daây quaán laø: 1 + (k B3 .k 3 ) + ... + (k Bν .k ν ) 2 2 2π w.k dq1 .Φ.f1 E td = 1 1 2 1 ± k B3 ± ... ± k Bν ν 3 k dqν k dq 3 Trong ñoù: k 3 = laø trò soá töông ñoái cuûa heä soá daây quaán cho ,..., k ν = k dq1 k dq1 soùng ñieàu hoaø baäc cao. § 1.3. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CAÛI THIEÄN DAÏNG SOÙNG SÖÙC ÑIEÄN ÑOÄNG. 1. Cheá taïo maët cöïc töø cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä theo quy luaät. Nguyeân nhaân khieán cho daïng soùng sññ khoâng sin laø do söï phaân boá cuûa töø tröôøng khaùc hình sin. Thoâng thöôøng B phaân boá hình thang, muoán sññ laø hình sin thì cöïc töø phaûi goït vaït 2 ñaàu theo hình daïng vaø kích thöôùc thích hôïp. Thöôøng ngöôøi ta cheá taïo maët cöïc theo quy luaät: δ δx = ⎛π ⎞ cos⎜ x ⎟ ⎝τ ⎠ δ : laø khe hôû nhoû nhaát giöõa maët cöïc; δ max = (1,5 ÷ 2,6 )δ vôùi b = (0,65 ÷ 0,75)τ Tuy nhieân bieän phaùp treân chöa cho ñöôïc keát quaû mong muoán. Vì vaäy caàn laøm giaûm hoaëc trieät tieâu caùc söùc ñieän ñoäng baäc cao baèng caùc caùch sau: 7
2. Ruùt ngaén böôùc daây quaán: Khi quaán böôùc ñuû y = τ bieát k nν = ±1 , nghóa laø taát caû caùc soùng haøi baäc cao ñeàu toàn taïi. Ñeå cho caùc sññ baäc cao bò trieät tieâu ngöôøi ta phaûi choïn β theá naøo ñoù ñeå π 1 Maø k nν = sin νβneáu choïn β = 1 − k nν = 0 ν 2 ⎡⎛ 1 ⎞ π ⎤ π⎤ ⎡ = sin ⎢⎜1 − ⎟ν. ⎥ = sin ⎢(ν − 1) ⎥ ⇒ k nν ⎣⎝ ν ⎠ 2 ⎦ ⎣ 2⎦ 4 Khi ν = 5 ⇒ k n 5 = 0 ⇒ E 5 = 0 töông öùng vôùi β = . 5 6 Khi ν = 7 ⇒ k n 7 = 0 ⇒ E 7 = 0 töông öùng vôùi β = . 7 1 1 Nghóa laø ta ruùt ngaén böôùc daây quaán ñi τ vaø τ thì E 5 vaø E 7 = 0 . Roõ raøng laø 7 5 bieän phaùp naøy khoâng ñoàng thôøi trieät tieâu ñöôïc taát caû caùc s.ñ.ñ baäc cao neân ngöôøi ta choïn böôùc daây quaán sao cho giaûm ñöôïc caùc söùc ñieän ñoäng baäc cao maïnh baäc τ . Luùc ñoù β = (0,8 ÷ 0,86 ) tuyø 1 5, 7. Trong tröôøng hôïp ñoù thöôøng ruùt ngaén bôùt ñi 6 theo töøng maùy. 3. Quaán raûi: Khi q = 1 thì k rν = ±1 , töùc laø taát caû caùc soùng baäc cao ñeàu toàn taïi. Khi q > 1 vaø q caøng taêng thì k rν caøng giaûm, song k rν seõ laäp laïi trò soá ban ñaàu sau 1 soá soùng baäc cao naøo ñoù theo nhöõng chu kì töông öùng. Moät soá soùng baäc cao coù k rν = kr1 ñöôïc goïi laø soùng ñieàu hoaø taêng ( ν = ν z vôùi ν z = 2mqk ± 1 vaø k = 1, 2, 3...). Toùm laïi phöông aùn naøy chæ caûi thieän daïng soùng ñöôïc phaàn naøo. 4. Raõnh cheùo: Taùc duïng cuûa noù ñeå khöû soùng ñieàu hoaø raêng. Töø hình veõ ta thaáy söùc ñieän ñoäng coù töø caûm B mν z caûm öùng trong thanh daãn coù chieàu ngöôïc nhau vaø bò trieät tieâu. Böôùc raõnh cheùo caàn phaûi choïn τ b c = 2 τ νz = 2 νz 2pτ bc = z±p z (vôùi k = 1 thì ν z = ± 1) p 2pτ Trong thöïc teá, thöôøng choïn b c = laø caùc Hình 1.5 Tröôøng hôïp raõnh cheùo z Δ E υz = 0 1 böôùc raêng soùng ñieàu hoaø raêng ñaõ giaûm nhoû ñi nhieàu. 8
Caâu hoûi: 1. Vì sao yeâu caàu söùc ñieän ñoäng cuûa maùy ñieän xoay chieàu phaûi coù daïng hình sin. Laøm theá naøo ñeå ñaûm baûo yeâu caàu ñoù? 2. Haõy xaùc ñònh bieåu thöùc söùc ñieän ñoäng cuûa daây quaán 1 pha khi töø tröôøng khoâng hình sin? 3. Caùc bieän phaùp ñeå caûi thieän daïng soùng söùc ñieän ñoäng vaø hieäu löïc cuûa caùc bieän phaùp ñoù? 4. Khi duøng raõnh cheùo thì trò soá söùc ñieän ñoäng do töø tröôøng cô baûn cuûa daây quaán thay ñoåi nhö theá naøo? Thí duï: 1. Cho 1 maùy phaùt ñieän coù p = 2, ñöôøng kính trong cuûa Stator D = 0.7m töø caûm trung bình Btb1 = 0,6T, chieàu daøi tính toaùn cuûa Stator l = 1,3m. Cho bieát Btb3 = 0,325Btb1; Btb5 = 0,15Btb1. Haõy tính söùc ñieän ñoäng E1, E3, E5 vaø söùc ñieän ñoäng toång Etd cuûa 1 thanh daãn (boû qua caùc soùng baäc cao hôn 5), f = 50Hz. Ñaùp soá: E1 = 47,6V; E3 = 15,5V; E5 = 7,1V; E = 50,6V. Giaûi: 1. Ta coù: Bieåu thöùc toång quaùt cuûa söùc ñieän ñoäng: E ν = π 2 .w.k nν .k rν .Φ ν .f ν = 2 2 .τ.l.w.k dqν .f 1 .B mν Ñoái vôùi soùng ñieàu hoaø baäc 1: E 1 = π 2 .w.k n1 .k r1 .Φ 1 .f1 = 2 2 .τ.l.w.k dq1 .f 1 .B m1 Thanh daãn: E 1 = 2τ.l.B m1 .f1 πD π.0,7 Vôùi τ = = 0,55 = 2.2 2p π B m1 = B tb1 2 πD π ⇒ E1 = 2 . .l. B tb1 .f 1 2p 2 π 2 0,7 . .1,3.0,6.50 =2 42 = 47,63(V) Töông töï: E 3 = 2τ.l.B m 3 .f 3 = 0,325E1 = 15,5(V) E 5 = 2τ.l.B m 5 .f 5 = 0,15E1 = 7,14(V) Söùc ñieän ñoäng toång cuûa 1 thanh daãn: E td = E 1 1 + k 2 3 + k 2 5 B B = 47,63 1 + 0,325 2 + 0,15 2 = 50,6(V) 9
Baøi taäp: 1.1. Tính heä soá daây quaán kdq cuûa daây quaán hai lôùp coù q = 2; p = 2; z = 24; 5 . Bieát raèng moãi boái daây coù ws = 5 voøng vaø söùc ñieän ñoäng cuûa thanh daãn Etd β= 6 = 5V. Haõy tính söùc ñieän ñoäng cuûa moãi nhoùm vaø s.ñ.ñ cuûa moãi pha cuûa daây quaán ñoù. Ñaùp soá: Eq = 93,3V, Ef = 93,3V. 1.2. Cho 1 maùy phaùt ñieän ba pha 6000kW; 6300V; 3000 voøng/phuùt; f = 50Hz; cos ϕ = 0,8; ñöôøng kính trong stator D = 0,7m; chieàu daøi stator l = 1,35m; Btb = 0,4890T; z = 36; daây quaán 2 lôùp; y = 13; soá voøng daây noái tieáp trong moät pha W = 24. Haõy tính söùc ñieän ñoäng pha cuûa maùy. Ñaùp soá: Ef = 3353,67V. 10