Dây quấn stato và rôto của máy điện xoay chiều

Cuộn dây của sản phẩm điện (thiết bị) — một tập hợp cuộn dây hoặc cuộn dây được đặt theo một cách nhất định và được kết nối, được thiết kế để tạo hoặc sử dụng từ trường hoặc để đạt được giá trị điện trở nhất định của sản phẩm điện (thiết bị). của sản phẩm điện (thiết bị) — cuộn dây của sản phẩm điện (thiết bị) hoặc một phần của nó, được chế tạo như một đơn vị cấu trúc riêng biệt (GOST 18311-80).

Bài báo nói về thiết bị cuộn dây stato và rôto của máy điện có dòng điện xoay chiều.

Bố trí không gian của cuộn dây stato:

Rôto lồng sóc:

Một stato có mười hai rãnh, trong mỗi rãnh có một dây, được thể hiện dưới dạng sơ đồ trong hình. 1, một. Các kết nối giữa các dây dẫn bện chỉ được chỉ định cho một trong ba pha; đầu các pha A, B, C của cuộn dây được đánh dấu C1, C2, C3; kết thúc — C4, C5, C6.Các phần của cuộn dây được đặt trong các kênh (phần hoạt động của cuộn dây) thường được hiển thị dưới dạng thanh và các kết nối giữa các dây trong rãnh (kết nối cuối) được hiển thị dưới dạng một đường liền nét.

Lõi stator có dạng hình trụ rỗng, là một ngăn xếp hoặc một loạt ngăn xếp (ngăn cách nhau bằng các ống thông gió) làm bằng các tấm thép điện. Trên các máy vừa và nhỏ, mỗi tờ được dập ở dạng vòng có rãnh dọc theo chu vi bên trong. Trong bộ lễ phục. 1, b, một tấm stato có các rãnh thuộc một trong các dạng được sử dụng được đưa ra.

Cơm. 1. Vị trí đặt dây quấn trong rãnh stato và sự phân bố dòng điện trong dây dẫn

Đặt giá trị tức thời của cường độ dòng điện iA của pha thứ nhất tại một thời điểm nhất định là cực đại và dòng điện có chiều từ đầu pha C1 đến cuối pha C4. Chúng tôi sẽ coi dòng điện này là dương.

Xác định dòng điện tức thời trong các pha dưới dạng hình chiếu của các vectơ quay trên trục cố định BẬT (Hình 1, c), chúng ta nhận được rằng dòng điện của các pha B và C tại một thời điểm nhất định là âm, nghĩa là chúng có hướng từ cuối các giai đoạn đến đầu.

Hãy để chúng tôi theo dõi nó trong hình. 1d sự hình thành từ trường quay. Tại thời điểm được đề cập, dòng điện của pha A hướng từ đầu đến cuối, nghĩa là nếu ở dây 1 và 7, nó rời khỏi mặt phẳng của hình vẽ, thì ở dây 4 và 10, nó đi ra phía sau mặt phẳng của bản vẽ cho chúng tôi (xem Hình 1, a và d).

Trong pha B, dòng điện tại thời điểm này đi từ cuối pha đến đầu pha.Bằng cách kết nối các dây của pha thứ hai theo mẫu của dây thứ nhất, có thể thấy rằng dòng điện của pha B đi qua các dây 12, 9, 6, 3; đồng thời, qua dây 12 và 6, dòng điện đưa chúng ta ra ngoài mặt phẳng của hình vẽ và qua dây 9 và 3 - đến với chúng ta. Chúng tôi thu được hình ảnh về sự phân bố dòng điện trong pha C bằng cách sử dụng mẫu từ pha B.

Hướng của các dòng điện được cho trong hình. 1,d; các đường đứt nét thể hiện các đường sức từ do dòng điện stato tạo ra; hướng của các đường được xác định bởi quy tắc vít bên phải. Có thể thấy từ hình vẽ rằng các dây tạo thành bốn nhóm có cùng hướng dòng điện và số cực 2p của hệ thống từ tính là bốn. Các vùng của stato nơi các đường sức từ rời khỏi stato là các cực bắc và các vùng mà các đường sức từ đi vào stato là các cực nam. Một vòng cung của vòng tròn stato bị chiếm bởi một cực được gọi là tách cực.

Từ trường tại các điểm khác nhau trên chu vi stato là khác nhau. Mô hình phân bố từ trường dọc theo chu vi stato được lặp lại định kỳ qua mỗi lần tách hai cực. Góc hồ quang 2 được lấy bằng 360 độ điện. Vì có p phân chia cực kép xung quanh chu vi của stato, nên 360 độ hình học bằng 360p độ điện và một độ hình học bằng p độ điện.

Trong bộ lễ phục. 1d hiển thị các đường sức từ trong một thời điểm cố định nhất định. Nếu chúng ta nhìn vào hình ảnh của từ trường trong một số thời điểm liên tiếp, chúng ta có thể chắc chắn rằng từ trường quay với tốc độ không đổi.

Hãy tìm tốc độ quay của trường.Sau một thời gian bằng một nửa chu kỳ của dòng điện xoay chiều, chiều của tất cả các dòng điện bị đảo ngược, do đó các cực từ bị đảo ngược, nghĩa là trong một nửa chu kỳ, từ trường quay một phần nhỏ của vòng quay. Tốc độ quay của từ trường stato, tức là tốc độ đồng bộ, là (tính bằng vòng trên phút)

Số p của các cặp cực chỉ có thể là một số nguyên, do đó, ở tần số, chẳng hạn như 50 Hz, tốc độ đồng bộ có thể bằng 3000; 1500; 1000 vòng / phút, v.v.

Cơm. 2. Sơ đồ chi tiết dây quấn ba pha một lớp

Các cuộn dây của máy điện xoay chiều có thể được chia thành ba nhóm:

1) cuộn để cuộn;

2) lõi;

3) đặc biệt;

Cuộn dây đặc biệt bao gồm:

(a) ngắn mạch dạng lồng sóc;

b) cuộn dây của động cơ không đồng bộ có chuyển mạch sang số cực khác nhau;

c) cuộn dây của động cơ không đồng bộ có đấu nối ngược, v.v.

Ngoài sự phân chia trên, các cuộn dây còn khác nhau ở một số đặc điểm khác, cụ thể là:

1) theo bản chất của việc thực hiện - thủ công, theo khuôn mẫu và bán theo khuôn mẫu;

2) theo vị trí trong rãnh - một lớp và hai lớp;

3) theo số rãnh trên mỗi cực và pha — cuộn dây có số nguyên q rãnh trên mỗi cực và pha và cuộn dây có số phân số q.

Một cuộn dây là một mạch được hình thành bởi hai dây kết nối nối tiếp. Một phần hoặc cuộn dây là một loạt các vòng được kết nối nối tiếp, nằm trong hai rãnh và có lớp cách điện chung với vỏ.

Phần có hai mặt hoạt động. Phía hoạt động bên trái được gọi là phần đầu của phần (cuộn dây) và phần bên phải được gọi là phần cuối của phần. Khoảng cách giữa các mặt tích cực của tiết diện được gọi là cao độ tiết diện. Nó có thể được đo bằng số lượng ngạnh hoặc theo các phần của sự phân chia cực.

Cao độ của tiết diện được gọi là đường kính nếu nó bằng khoảng chia cực và bị cắt bớt nếu nhỏ hơn khoảng chia cực, vì cao độ của tiết diện không lớn hơn khoảng chia cực.

Một đại lượng đặc trưng xác định hoạt động của cuộn dây là số rãnh trên mỗi cực và pha, tức là số rãnh chiếm bởi cuộn dây của mỗi pha trong một phân chia cực:

trong đó z là số rãnh stato.

Cuộn dây thể hiện trong hình. 1, a, có dữ liệu sau:

Ngay cả đối với cuộn dây đơn giản nhất này, bản vẽ không gian của dây và các kết nối của chúng rất phức tạp, do đó, nó thường được thay thế bằng sơ đồ mở rộng, trong đó các dây quấn không được mô tả trên bề mặt hình trụ mà trên mặt phẳng (hình trụ bề mặt có rãnh và cuộn dây "mở ra » trên mặt phẳng). Trong bộ lễ phục. 2 là một sơ đồ chi tiết của cuộn dây stato được xem xét.

Trong hình trước, để đơn giản, người ta đã chỉ ra rằng một phần của pha A của cuộn dây đặt trong rãnh 1 và 4 chỉ bao gồm hai dây, tức là một vòng. Trên thực tế, mỗi phần như vậy của cuộn dây rơi vào một cực bao gồm w vòng dây, nghĩa là, trong mỗi cặp rãnh, w dây được đặt, kết hợp thành một cuộn dây. Do đó, khi bỏ qua theo sơ đồ mở rộng, ví dụ, pha A của rãnh 1, cần phải bỏ qua các rãnh 1 và 4 w trước khi chuyển sang rãnh 7. Khoảng cách giữa các cạnh của một lượt của một cuộn dây hoặc bước cuộn dây , y được hiển thị trong hình. 1,d; thường được biểu thị bằng số lượng kênh.

Cơm. 3. Lá chắn máy không đồng bộ

Thể hiện trong hình.1 và 2, cuộn dây stato được gọi là một lớp, vì nó khớp với từng rãnh trong một lớp... Để đặt các phần phía trước giao nhau trong một mặt phẳng, chúng được uốn cong trên các bề mặt khác nhau (Hình 2, b). Các cuộn dây một lớp được thực hiện với một bước bằng với khoảng cách giữa các cực (Hình 2, a) hoặc bước này trung bình bằng với khoảng cách giữa các cực đối với các cuộn dây khác nhau của cùng một pha, nếu y > 1, y< 1... Ngày nay, cuộn dây hai lớp phổ biến hơn.

Điểm đầu và điểm cuối của mỗi trong ba pha của cuộn dây được chỉ định trên bảng điều khiển của máy, nơi có sáu kẹp (Hình 3). Ba dây tuyến tính của mạng ba pha được kết nối với các đầu cuối phía trên C1, C2, SZ (điểm bắt đầu của các pha). Các kẹp dưới C4, C5, C6 (các đầu của pha) được kết nối với một điểm bằng hai nút nhảy ngang hoặc mỗi kẹp này được kết nối với một nút nhảy dọc với kẹp trên nằm phía trên nó.

Trong trường hợp đầu tiên, ba pha của stato tạo thành kết nối sao, trong trường hợp thứ hai - kết nối tam giác. Ví dụ, nếu một pha của stato được thiết kế cho điện áp 220 V, thì điện áp đường dây của mạng mà động cơ được kết nối phải là 220 V, nếu stato được kết nối bằng đồng bằng; khi được kết nối với một ngôi sao, điện áp đường dây phải là

Khi stato được nối sao, dây trung tính không được cấp điện vì động cơ là tải đối xứng với mạng.

Rôto của máy cảm ứng được làm bằng các tấm thép cách điện được đóng dấu trên trục hoặc trên một cấu trúc hỗ trợ đặc biệt. Khe hở xuyên tâm giữa stato và rôto càng nhỏ càng tốt để đảm bảo điện trở thấp trên đường từ thông xuyên qua cả hai phần của máy.

Khoảng cách nhỏ nhất cho phép theo yêu cầu công nghệ là từ một phần mười milimét đến vài milimét, tùy thuộc vào công suất và kích thước của máy. Các dây dẫn của cuộn dây rôto được đặt trong các khe dọc theo rôto hình thành trực tiếp trên bề mặt của nó để đảm bảo tiếp xúc lớn nhất của cuộn dây rôto với trường quay.

Máy điện cảm ứng được sản xuất với cả rôto pha và rôto lồng sóc.

Cơm. 4. Rôto pha

Rôto pha thường có cuộn dây ba pha, được làm giống như cuộn dây stato, với cùng số cực. Cuộn dây được kết nối theo hình sao hoặc tam giác; ba đầu cuộn dây được dẫn đến ba vành trượt cách điện quay cùng trục máy. Thông qua các bàn chải được gắn trên phần cố định của máy và trượt trên các vòng trượt, bộ biến trở khởi động hoặc điều chỉnh ba pha được kết nối với rôto, tức là, một điện trở hoạt động được đưa vào từng pha của rôto. Hình bên ngoài của rôto pha được thể hiện trong hình. 4, có thể nhìn thấy ba vòng trượt ở đầu bên trái của trục. Động cơ không đồng bộ có rôto quấn được sử dụng khi cần điều chỉnh trơn tru tốc độ của cơ cấu truyền động, cũng như khi động cơ khởi động thường xuyên dưới tải.

Thiết kế của rôto lồng sóc đơn giản hơn nhiều so với rôto pha. Đối với một trong những thiết kế trong FIG. Hình 5a cho thấy hình dạng của các tấm mà từ đó lõi rôto được lắp ráp. Trong trường hợp này, các lỗ gần chu vi ngoài của mỗi tấm tạo thành các rãnh dọc trong lõi. Nhôm được đổ vào các kênh này, sau khi hóa rắn, các thanh dẫn dọc được hình thành trong rôto.Ở cả hai đầu của rôto, các vòng nhôm được đúc đồng thời, làm ngắn mạch các thanh nhôm. Hệ thống dẫn điện thu được thường được gọi là tế bào sóc.

Cơm. 5. Rôto tế bào sóc

Một rôto lồng được thể hiện trong hình. 5 B. Ở các đầu của rôto có thể thấy các cánh quạt thông gió được đúc đồng thời với các vòng nối ngắn. Trong trường hợp này, các khe được vát một vạch dọc theo rôto. Lồng sóc đơn giản, không có tiếp điểm trượt nên động cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc là rẻ nhất, đơn giản nhất và đáng tin cậy nhất; chúng là phổ biến nhất.