Máy điện I phần 9
Những vấn đề chung của máy điện xoay chiều
Mạch từ lúc không tải
1
Âaûi Hoüc Âaì Nàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1
Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi
Pháön II NHÆÎNG VÁÚN ÂÃÖ CHUNG
CUÍA MAÏY ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU
Chæång 8
MAÛCH TÆÌ LUÏC KHÄNG TAÍI
8.1. ÂAÛI CÆÅNG.
Tæì træåìng trong maïy âiãûn laì âãø sinh ra sââ vaì mämen âiãûn tæì. Trong háöu hãút
maïy âiãûn hiãûn nay, tæì træåìng luïc khäng taíi âãöu do doìng âiãûn mäüt chiãöu chaûy qua
dáy quáún kêch thêch âàût trãn cæûc tæì sinh ra.
Muûc âêch cuía viãûc nghiãn cæïu maûch tæì luïc khäng taíi cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu
hay caïc maïy âiãûn khaïc nhæ maïy âiãûn khäng âäöng bäü, maïy âiãûn âäöng bäü ... laì xaïc
âënh stâ cáön thiãút âãø taûo ra tæì thäng åí khe håí âuí âãø sinh ra trong dáy quáún pháön
æïng mäüt sââ vaì mämen âiãûn tæì theo yãu cáöu thiãút kãú. Trong chæång náöy seî trçnh
baìy caïch tênh toaïn cuû thãø maûch tæì maïy âiãûn mäüt chiãöu. Phæång phaïp náöy coï tênh
täøng quaït nãn cuîng coï thãø æïng duûng âãø tênh toaïn maûch tæì cuía caïc loaûi maïy âiãûn
quay khaïc.
11.1.1. Tæì træåìng chênh vaì tæì træåìng taín.
Trong maïy âiãûn, caïc cæûc tæì coï
cæûc tênh khaïc nhau âæåüc bäú trê xen
keí nhau. Tæì thäng âi tæì cæûc bàõc N
qua khe håí vaì vaìo pháön æïng räöi tråí
vãö hai cæûc nam N nàòm kãö bãn. Tæì
hçnh 8.1 ta tháúy, âaûi bäü pháûn tæì
thäng dæåïi mäùi cæûc tæì âi qua khe håí
vaìo pháön æïng, coï mäüt pháön ráút nhoí Hçnh 8.1 Xaïc âënh tæì træåìng maïy âiãûn mäüt chiãöu
2
tæì thäng khäng qua pháön æïng maì træûc tiãúp qua caïc cæûc tæì bãn caûnh, gäng tæì, nàõp
maïy ... Pháön tæì thäng âi vaìo pháön æïng goüi laì tæì thäng chênh hay tæì thäng khe håí
Φ0. Tæì thäng náöy caím æïng sââ trong dáy quáún khi pháön æïng quay vaì taïc duûng våïi
doìng âiãûn trong dáy quáún âãø sinh ra momen. Âáy laì pháön chuí yãúu cuía tæì thäng cæûc
tæì ΦC.
Pháön tæì thäng khäng âi qua pháön æïng goüi laì tæì thäng taín Φσ. Noï khäng caím
æïng sââ vaì sinh ra mämen trong pháön æïng song noï váùn täön taûi laìm cho âäü baío hoìa
tæì cuía cæûc tæì vaì gäng tæì tàng lãn.
Váûy tæì thäng cuía cæûc tæì bàòng:
Φσ
Φ c = Φ 0 + Φ σ = Φ 0 (1 + ) = σΦ 0 (8.1)
Φ0
Φσ
trong âoï σ = 1 + hãû säú taín tæì cuía cæûc tæì chênh. Thæåìng σ = 1,15 ÷ 1,28.
Φ0
11.1.2. Stâ cáön thiãút âãø sinh ra tæì thäng.
Cáön phaíi coï stâ F0 âãø sinh ra tæì thäng chênh Φ0. Stâ náöy do säú ampe voìng trãn
âäi cæûc tæì cuía maïy âiãûn sinh ra. Theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn, ta coï:
∫ Hdl = ∑ Wi
L
Aïp duûng âënh luáût náöy vaìo mäüt âäi cæûc tæì cuía maïy (hçnh 8.1), ta coï:
F0 = ∑ Wi = ∑ H.l
= 2Hδδ + 2Hr.hr + Hæ.læ + 2Hc.lc + Hglg.
= F δ + Fr + Fæ + F c + Fg (8.2)
trong âoï, caïc chæî nhoí δ, r, æ, c, g chè khe håí, ràng, pháön æïng, cæûc tæì vaì gäng tæì; h -
chè chiãöu cao vaì l - chè chiãöu daìi.
Cæåìng âäü tæì træåìng âæåüc tênh theo cäng thæïc:
B
H= (8.3)
μ
trong âoï:
Φ
B= tæì caím trãn caïc âoaûn
S
maûch tæì. Coìn Φ, S vaì μ láön læåüc laì
tæì thäng, tiãút diãûn vaì hãû säú tæì tháøm
cuía caïc âoaûn maûch tæì. Trong khäng
khê μ = 4π.10-7H/m, coìn trong loîi Hçnh 8.2 Xaïc âënh stâ trong maïy âiãûn mäüt chiãöu
theïp thç μ khäng phaíi laì hàòng säú, vç
váûy tçm træûc tiãúp H theo âæåìng cong tæì hoïa cuía váût liãûu B = f(H).
3
8.2. TÊNH STÂ KHE HÅÍ Fδ
Stâ åí khe håí bàòng:
2
Fδ = Bδ k δ δ (8.4)
μ0
trong âoï:
μo = 4π.10-7H/m hãû säú tæì tháøm cuía khäng khê;
Bδ tæì caím khe håí khäng khê æïng våïi tæì thäng chênh Φ0 naìo âoï : (theo
baíng).
Φ0
Bδ = (8.5)
α δ τl δ
våïi: αδ laì hãû säú tênh toaïn cuía cunh cæûc tæì; αδ = bc/τ = 0,62-0,72.
τ laì bæåïc cæûc tæì.
lδ laì chiãöu daìi tênh toaïn cuía pháön æïng.
l δ = 0,5(l t − l ) (8.6)
• lt - chiãöu daìi cæûc tæì theo truûc.
• l - chiãöu daìi loîi sàõt pháön æïng khäng tênh raînh thäng gioï.
l = l1 - ng.bg (8.7)
Coìn l1 chiãöu daìi thæûc loîi sàõt; ng,bg säú raînh vaì bãö räüng raînh thäng gioï
kδ hãû säú khe håí liãn quan âãún ràng raînh, coï thãø tênh theo cäng thæïc sau:
t + 10δ
kδ = 1 (8.8)
b r1 + 10δ
våïi t1 vaì br1 laì bæåïc ràng vaì bãö räüng cuía âènh ràng.
8.3. TÊNH STÂ RÀNG FZ
• Tênh chênh xaïc:
• Tênh gáön âuïng:
Tæì caím tênh toaïn cuía ràng Brx åí âäü cao x cuía ràng coï thãø tênh nhæ sau:
Φt Bl t
B rx = = δδ1 (8.9)
Srx b rx l1k c
trong âoï: t1
Φt = Bδlδt1 tæì thäng âi qua mäüt bæåïc ràng t1. 1
lδ , l1 - chiãöu daìi tênh toaïn vaì chiãöu daìi thæûc brx bZx
cuía loîi sàõt. br2 bZ2
2
hZ
brx - chiãöu räüng cuía ràng åí âäü cao x.
x
kc - hãû säú eïp chàût. 3
t1 - bæåïc ràng cuía pháön æïng.
Trong thæûc tãú tênh toaïn stâ ràng, chè cáön Hçnh 8.3 Xaïc âënh stâ ràng
4
tênh H åí ba âiãøm trãn chiãöu cao cuía ràng åí tiãút diãûn trãn, giæîa vaì dæåïi cuía noï laì
Hr1, Hr.tb, Hr2.
Trë säú tênh toaïn cuía cæåìng âäü tæì træåìng trung bçnh:
1
H r = ( H r1 + 4H r .tb + H r 2 ) (8.10)
6
Stâ ràng âäúi våïi mäüt âäi cæûc tæì bàòng:
Fr = 2Hrhr (8.11)
Thæåìng âãø âån giaín hån, ta chè xaïc âënh tæì caím B vaì cæåìng âäü tæì træåìng H åí
tiãút diãûn caïch chán ràng laì hz/3 laìm trë säú trung bçnh âãø tênh toaïn, ta coï:
Fr = 2H 1 h r (8.12)
z
3
8.4. TÊNH STÂ ÅÍ LÆNG PHÁÖN ÆÏNG
Tæì caím åí læng pháön æïng:
Φ Φo
Bæ = æ = (8.13)
S æ 2 h æ l 1k c
trong âoï:
Φæ = Φ0/2 tæì thäng pháön æïng.
Sæ = hæ l1kc tiãút diãûn læng pháön æïng.
hæ chiãöu cao pháön æïng.
Tæì B ta tçm âæåüc H theo âæåìng cong tæì hoïa B = f(H).
Stâ trãn læng pháön æïng:
Fæ = Hælæ (8.14)
8.5. TÊNH STÂ TRÃN CÆÛC TÆÌ VAÌ GÄNG TÆÌ
Tæì thäng dæåïi cæûc tæì:
Φ c = Φ 0 σt (8.15)
Tæì thäng trong gäng tæì:
1 1
Φg = Φ c = Φ 0 σt (8.16)
2 2
Tæì caím cæûc tæì vaì gäng tæì:
Φc Φ
Bc = vaì B g = c (8.17)
Sc 2Sg
trong âoï: Sc, Sg laì tiãút diãûn cæûc tæì vaì gäng tæì.
Tæì âæåìng cong tæì hoïa cuía váût liãûu chãú taûo cæûc tæì vaì gäng tæì, ta tçm âæåüc cæåìng
âäü tæì træåìng cæûc tæì Hc vaì gäng tæì Hg .
5
Stâ trãn cæûc tæì vaì gäng tæì:
Fc = 2Hchc vaì Fg = Hglg (8.18)
Trong âoï: hc chiãöu cao cæûc tæì ; lg chiãöu daìi trung bçnh cuía gäng tæì.
8.6. ÂÆÅÌNG CONG TÆÌ HOÏA
Muäún coï tæì thäng Φ0 cáön coï stâ kêch tæì F0. Quan hãû Φ0 = f(F0) laì quan hãû cuía
âæåìng cong tæì hoïa cuía maïy âiãûn (hçnh 8.4).
Do sââ luïc khäng taíi E0 tè lãû thuáûn våïi tæì thäng Φ0 vaì doìng âiãûn kêch tæì It tè lãû
thuáûn våïi stâ F0 , nãn daûng cuía âæåìng cong tæì hoïa Φ0 = f(F0) cuîng chênh laì daûng
cuía âàûc tênh khäng taíi.
Khi tæì thäng tàng lãn loîi sàõt baîo hoìa, nãn âæåìng cong tæì hoïa nghiãng vãö bãn
phaíi. Keïo daìi pháön âæåìng thàóng
cuía âæåìng cong tæì hoïa ta âæåüc Φ0 Fδ
quan hãû Φ0 = f(Fδ). Khi Φ0 = Φ0 a b c
âënh mæïc thç stâ khe håí bàòng
âoaûn ab coìn âoaûn bc laì s.t.â
råi trãn caïc pháön sàõt cuía maûch
tæì.
Láûp tè säú:
F ac F
kμ = o = (8.19)
Fδ ab 0
F0
kμ - hãû säú baîo hoìa cuía maûch tæì,
thæåìng bàòng tæì 1,1÷1,35. Hçnh 8.4 Âæåìng tæì hoïa cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu
