Chơng 2.
Từ trờng trong máy điện đồng bộ
2.1 Đại cơng.
Từ trờng trong m.đ.đ.b bao gồm: Từ trờng cực từ F
t
do dòng điện kích thích i
t
v từ
trờng phần ứng F

dòng điện phần ứng I

tạo nên.
Khi không tải (I = 0), trong máy chỉ có từ trờng F
t
. Nếu roto quay F
t
quét qua dây
quấn stato v cảm ứng nên trong đó S.đ.đ không tải E
0
Khi có tải (I

0) , trong máy ngoi F
t
còn có F

. Với máy 3 pha F

l từ trờng quay, từ
trờng ny bao gồm từ trờng cơ bản v từ trờng bậc cao. Trong đó từ trờng cơ bản l
quan trọng nhất.

khe hở không khí v móc vòng với dây quấn Stato;


t
l từ thông tản của cực từ.
Sự phân bố của từ trờng v từ cảm trong khe hở nh hình 2.1 v 2.2.

Hình 2.1 Sự phân bố của từ trờng kích thích Hình 2.2 Phân bố của từ cảm trong khe hở
Máy điện 2
5
Trên hình 2.2 sự khác nhau giữa từ cảm cơ bản v từ cảm kích từ B
B
t
đợc biểu thị qua
hệ số dạng sóng.

tm
B
tm1
B
t
k =
(2-2)
Trong đó: B
B
tm1
l biên độ của sóng từ cảm cơ bản; B
tm
B l trị số cực đại của từ cảm
k

.
d
.kk
0
t
.k
.
d
.kk
t
F
0
tm
.B
t
k
tm1
B








===
(2-3)
k







==

(2-4)
Từ thông móc vòng

td
= w.k
dq
.

t1
.cos

t v sức điện động hổ cảm trong dây quấn
stato

tsin
0m
Etsin
t1

dq
.w.k
dt
td


===


Trong đó:
tudtudt
tt
d
0
dq0m
.ix.i.M.i
p
.kW
.
kk
.l
.W.kE ===





2-5

Vậy hệ số hổ cảm của dq kích thích v dq phần ứng l

p
.kW
.
kk


t
l hệ số tự cảm do từ trờng tản gây ra (tra ti liệu TK); L
t

l hệ số tự cảm do
từ trờng khe hở

t


gây ra.
Nếu gọi k

l tỷ số giữa diện tích giới hạn bởi đờng 1 v đờng 2 hình 2.2 thì.


t

= k

.

t1








2
)(1
tm
2
).(1
0
tm
2

2

ttm1
B
2

2

sin

4
).cos.d
2

(B
.
2
.

4


= 0,6 - 0,85, nên k
t
= 1,065 - 0,965.
Hệ số hình dáng
t
k
.
3
2
1
.
2
k



=

2-11
Hệ số hổ cảm v tự cảm của máy cực ẩn cũng
đợc xác định theo biểu thức 2.6 v 2.9.
2.3 Từ trờng phần ứng.
Khi máy điện đồng bộ lm việc từ trờng do
dòng điện I

chạy trong dây quấn Stato sinh ra gọi
l từ trờng phần ứng F

. Tác dụng của F

v
E
&

trùng pha nhau (

= 0). Tại thời điểm
xét i
A
= I
m
nên F




I
&
A



E
&
A
còn s.t.đ
sinh ra e
A
F
&


v không gian , nh hình 2.4
u
F
&
t
F
&
Hình 2. 4 Phản ứng phần ứng khi tải thuần trở

Máy điện 2
7
b/ Khi tải thuần cảm.
E
&
A
vợt pha trớc
I
&
A
một góc

/
2 v vợt pha trớc
t
F
&
E
&
A

A
chậm pha so với
I
&
A
một góc

/
2 v vợt pha trớc
t
F
&
E
&
A
một góc


/2, nên v trùng phơng, chiều
với nhau nên, phản ứng phần ứng l
dọc trục khử từ. Đồ thị véc tơ thời
gian
u
F
&
t
F
&
I
&

.sin

- dọc trục
F
q
= F

.cos

- ngang trục
Vậy khi 0 <

<

/2, phản ứng
phần ứng l ngang trục v khử từ
Vậy khi -

/2 <

< 0, phản ứng
phần ứng l ngang trục v trợ từ
Hình 2.6 Phản ứng phần ứng khi tải thuần dung
Hình 2.7 Phản ứng phần ứng khi tải có tính

2. Từ cảm do từ trờng phần ứng v các điện kháng tơng ứng.
a/ Máy đồng bộ cực ẩn.
Với máy đồng bộ cực ẩn

đều, nếu mạch từ không bảo ho thì từ trở l hằng số, nh

2m.
..kk
.l.2.
.l B

2
dq
2

0
umu


==
2-13
Sức điện động phần ứng do từ thông


cảm ứng nên có trị số:
udqudqu
f.W.k2 W.k
2

E

==
v
p
.kW
..k.k

thuận lợi ta phân F

ứng với một tải bất kỳ thnh hai thnh phần dọc trục v ngang trục nh
hình 2.8
Hình 2.8 Sự phân bố của s.t.đ v từ cảm dọc trục v ngang trục
Ta có:
d
dqdq
uud
I
p
W.k

2m.
I.sin

p
W.k

2m.
.sin
FF === 2-15
q
dqdq
uuq
I
p
W.k

2m.

v B
q
B phân bố không sin, phân tích thnh sóng cơ bản v sóng bậc cao. Với
các sóng cơ bản ta có hệ số dạng sóng:

udm
udm
ud
B
B
k
1
=
v
uqm
uqm
uq
B
B
k
1
=
2-18
Các hệ số k
d
v k
q
phụ thuộc vo

,



==
2-19
uq
2
dq
2
q
0
q
uq
uq
k
p
.kW
k.k
.l.
4.m.f.
I
E
x




==
2-20
Thờng: x
d

m1
2-21
Chế độ xác lập, máy cực ẩn ta có:
t

0
ttmttm1
.F
.
.kk

.k.BkB ==
v
t

0
tmum1
.F
.
.kk

BB ==
2-22
Vậy
uu
t
u
u
.Fk
k

2-23
Sức từ động phần ứng dọc trục đã quy đổi về s.t.đ cực từ:
dud
t
ud
udud
.kF
k
k
FF ==

với k
d
= k
d
/ k
t
Cũng vậy, theo hớng ngang trục:

quq
t
uq
uquq
.kF
k
k
FF ==

với k
q


Máy điện 2
10