Bài giảng Máy điện (Mới)

 bằng số phiến góp G. 
Tức là S=G. 
Vì mỗi rãnh nguyên tố đặt 2 cạnh tác dụng mà mỗi phần tử cũng có 2 cạnh tác 
dụng nên Znt=S=G. Rãnh thực có 1,2,3 rãnh nguyên tố: 
Tuỳ theo kích thước của các phần tử mà ta chia dây quấn thành dây quấn có 
phần tử đồng đều và dây quấn theo cấp. 
- Dây quấn có phần tử đồng đều là dây quấn mà kích thước các phần tử hoàn toàn 
giống nhau. 
- Dây quấn theo cấp là dây quấn mà khi cạnh tác dụng thứ nhất của các phần tử cùng 
nằm trong một rãnh thực thì cạnh tác dụng thứ 2 của chúng lại nằm trong rãnh thực 
khác nhau. Vì vậy kích thước của các phần tử không bằng nhau. 
Dây quấn có phần tử đồng đều và theo cấp 
2. Các bước dây quấn 
Các bước dây quấn xếp và sóng: 
Quy luật nối các phần tử dây quấn có thể được xác định theo bước dây quấn sau: 
 57 
- Bước dây quấn thứ nhất y1: đó là khoảng cách giữa 2 cạnh tác dụng của một phần 
tử đo bằng số rãnh nguyên tố. 
- Bước dây quấn thứ hai y2: đó là khoảng cách giữa cạnh tác dụng thứ 2 của phần 
tử thứ nhất với cạnh tác dụng thứ nhất của phần tử thứ hai nối tiếp ngay sau đó và đo 
bằng số rãnh nguyên tố. 
- Bước dây quấn tổng hợp y: Đó là khoảng cách giữa 2 cạnh tương ứng của 2 
phần tử liên tiếp nhau đo bằng rãnh nguyên tố. 
- Bước trên vành góp yG: đó là khoảng cách giữa 2 phiến góp có 2 cạnh tác 
dụng của cùng một phần tử nối vào đó và đo bằng số phiến góp. 
Gọi khoảng cách giữa 2 cực từ tính theo chu vi phần ứng là bước cực , ta có: 
p
Znt
2
 
2.1. Dây quấn xếp đơn 
Do đặc điểm về bước dây quấn của kiểu dây này là các phần tử nối nối tiếp 
nhau đều xếp lên nhau nên ta gọi là kiểu dây quấn xếp. 
2.1.1. Bước dây quấn 
a. Bước dây quấn thứ nhất y1: 
Bước dây quấn thứ nhất phải được chọn sao cho sức điện động cảm ứng trong 
phần tử lớn nhất. Muốn vậy thì 2 cạnh tác dụng phải cách nhau một bước cực, vì lúc 
này trị số tức thời của sức điện động của 2 cạnh tác dụng bằng nhau về trị số và ngược 
chiều nhau và do trong một phần tử đuôi của 2 cạnh tác dụng nối với nhau nên sức 
điện động tổng của phần tử bằng tổng số học sức điện động của 2 cạnh tác dụng. 
Nếu biểu thị sức điện động của mỗi cạnh tác dụng bằng 1 véc tơ thì 2 sức điện động 
của 2 cạnh này cùng phương và véc tơ sức điện động tổng của phần tử bằng 2 lần véc 
tơ sức điện động của một cạnh tác dụng. 
Vì số rãnh nguyên tố dưới mỗi bước cực bằng 
p
Znt
2
 nên tốt nhất là
p
Z
y nt
2
1  . Nếu 
p
Z
y nt
2
1  không phải là số nguyên thì phải chọn y1 bằng một số nguyên gần bằng 
p
Znt
2
, 
ta có: 
p
Z
y nt
2
1 = Số nguyên. Khi: 
- 
p
Z
y nt
2
1  ta có dây quấn bước đủ 
 58 
- 
p
Z
y nt
2
1 ta có dây quấn bước dài 
- 
p
Z
y nt
2
1 ta có dây quấn bước ngắn 
Dây quấn thường được thực hiện theo bước ngắn vì đỡ tốn đồng hơn. Nhưng cả 
bước dài và ngắn thì sức điện động tổng đều nhỏ hơn bước đủ do 2 sức điện động của 
2 cạnh tác dụng không cùng phương. 
Sức điện động của phần tử: bước đủ, ngắn, dài 
b. Bước dây quấn thứ nhất y và bước vành góp yG: 
Đặc điểm của dây quấn xếp đơn là 2 đầu dây của một phần tử nối liền vào 2 
phiến góp kề nhau nên yG=1. Vậy ta có y=yG=1. 
c. Bước dây quấn thứ hai y2: 
Ta có y2=y1-y 
2.1.2. Giản đồ khai triển của dây quấn 
Ta dùng giản đồ khai triển để phân tích cách đấu dây của các phần tử. Đó là 
hình vẽ khai triển của dây quấn khi cắt bề mặt phần ứng theo chiều trục rồi trải ra 
thành mặt phẳng. 
Ta xét ví dụ sau: dây quấn xếp đơn có Znt=S=G=16, 2p=4. 
a. Các bước dây quấn: 
p
Z
y nt
2
1 =
4
16
= 4; y=yG=1; y2=y1-y=3 
b. Thứ tự nối các phần tử: 
- Ta đánh số rãnh từ 1 đến 16. 
- Phần tử thứ nhất có cạnh tác dụng thứ nhất (coi như đặt nằm trong rãnh) đặt vào rãnh 
nguyên tố thứ nhất thì cạnh tác dụng thứ 2 của nó phải nằm ở phía dưới của rãnh 
nguyên tố thứ 5.(y1=5-1=4). Hai đầu của phần tử này nối vào phiến đổi chiều 1 và 2. 
- Cạnh thứ nhất của phần tử thứ 2 phải đặt ở rãnh nguyến tố thứ 2 và nằm ở lớp trên 
(vì y2=5-2=3) và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi khép kín mạch. 
Xem sơ đồ sau: 
c. Giản đồ khai triển: 
Ta quy ước các cạnh của phần tử ở lớp trên vẽ bằng nét liền còn lớp dưới vẽ 
bằng nét đứt. 
 59 
Vị trí của các cực từ phải đối xứng nghĩa là khoảng cách giữa chúng phải đều 
nhau, chiều rộng cực từ vào khoảng 0,7 bước cực. Theo cực tính của cực từ và chiều 
quay của phần ứng mà chiều sức điện động cảm ứng như hình. Vị trí của chổi than trên 
phiến đổi chiều cũng phải đối xứng, nghĩa là khoảng cách giữa các chổi than phải bằng 
nhau. Chiều rộng của chổi than có thể lấy bằng một phiến đổi chiều. Vị trí tương đối 
giữa chổi than và cực từ phải có một mối quan hệ nhất định. Chổi than phải đặt ở chỗ 
để sức điện động lấy ra ở 2 đầu chổi than là lớn nhất và dòng điện trong phần tử khi bị 
chổi than nối ngắn mạch là nhỏ nhất. 
Dòng điện trong phần tử khi bị chổi than nối ngắn mạch là nhỏ nhất khi 2 cạnh 
của phần tử nằm ở vị trí trùng với đường trung tính hình học của phần ứng. Như vậy 
thì vị trí của chổi than đặt trên vành góp phải trùng với trục của cực từ. 
Để thuận lợi, có khi trong một số hình vẽ ta quy ước vị trí của các chổi than ở 
đứng trên đường trung tính hình học của phần ứng. 
Theo hình vẽ, khi chổi than ở trên vành góp đặt đúng giữa trục cực từ thì sức 
điện động của các phần tử giữa 2 chổi than đều cộng với nhau nên sức điện động giữa 
2 chổi than là lớn nhất. Khi chổi than dịch đến vị trí khác thì sức điện động sẽ giảm đi. 
2.1.3. Số đôi mạch nhánh. 
Ta giả sử ở thời điểm nào đó, dây quấn quay đến vị trí như trong giản đồ khai 
triển trên. Ta thấy sức điện động của các phần tử giữa 2 chổi than cùng chiều và chổi 
than A1A2 có cùng cực tính (cực +). Cực tính của các chổi than B1B2 là giống nhau 
(cực -). Vì vậy ta thường nối A1 với A2 và B1 với B2. Từ ngoài nhìn vào ta có thể biểu 
thị sơ đồ dây quấn như hình. Từ hình ta thấy dây quấn là một mạch điện gồm 4 mạch 
nhánh ghép song song hợp lại. Khi phần ứng quay, vị trí của phần tử thay đổi nhưng 
nhìn từ bên ngoài vào vẫn là 4 mạch nhánh song song. Nếu máy điện có số đôi cực là 
2p thì số đôi mạch nhánh cũng là 2p. Vì vậy đặc điểm của dây quấn xếp đơn là số 
mạch nhánh ghép song song của dây quấn phần ứng bằng số cực từ: 2a=2p. 
Sơ đồ ký hiệu dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp trái: 
 60 
Trong ví dụ trên yG=1 nên dây quấn được xếp theo thứ tự từ trái sang phải, ta 
gọi là dây quấn phải. nếu yG=-1 thì đầu cuối của phần tử nằm bên trái của đầu phần tử 
ta có dây quấn trái, cách này tốn đồng hơn ít được sử dụng. 
2.2. Dây quấn sóng đơn 
2.2.1. Bước dây quấn 
Đặc điểm của dây quấn sóng là hai đầu của phần tử nối với hai phiến góp cách 
rất xa nhau và hai phần tử nối tiếp nhau cũng cách xa nhau nên nhìn cách đấu gần 
giống như làn sóng. Cách xác định bước dây quấn y1 giống như dây quấn xếp đơn, chỉ 
khác ở yG. Khi chọn yG, trước hết yêu cầu sức điện động sinh ra trong hai phần tử nối 
tiếp nhau cùng chiều, như vậy sức điện động mới có thể cộng số học với nhau được. 
Muốn thế thì hai phần tử đó phải nằm dưới các cực từ cùng cực tính, có vị trí tương 
đối gần giống nhau trong từ trường, nghĩa là cách nhau một khoảng bằng hai bước cực. 
Mặt khác các phần tử nối tiếp nhau sau khi quấn vòng quanh bề mặt phần ứng phải trở 
về bên cạnh phần tử đầu tiên để lại tiếp tục nối với các phần tử khác quấn vòng thứ 
hai. Như vậy, nếu máy có p đôi cực thì muốn cho các phần tử nối tiếp nhau đi một 
vòng bề mặt phần ứng, phải có p phần tử. Hai phiến đổi chiều nối với hai đầu của phần 
tử cách xa nhau yG phiến, do đó muốn cho khi quấn xong vòng thứ nhất đầu cuối của 
phần tử phải kề với đầu đầu của phần tử đầu tiên thì số phiến đổi chiều mà các phần tử 
vượt qua phải bằng: p.yG = G  1 và ta có: 
p
G
yG
1
 
Từ các công thức về bước dây quấn trên ta thấy, mặc dù 2 phần từ nối tiếp nhau 
ở dưới các cực từ cùng cực tính nhưng vị trí tương đối trong từ trường không hoàn 
toàn như nhau, vì khoảng cách rãnh giữa hai phần tử đó là: 
pp
Z
p
Z
p
G
yy ntntG
111





2.2.2. Giản đồ khai triển của dây quấn 
Ví dụ có dây quấn sóng đơn với 2p = 4, G = S = Znt = 15. 
a. Bước dây quấn 
- 3
4
3
4
15
2
1 
p
Z
y nt , chọn dây quấn bước ngắn. 
- 7
2
1151





p
G
yG , chọn dây quấn trái. 
- y = yG = 7; y2 = y – y1 = 7 – 3 = 4. 
b. Thứ tự nối các phần tử 
 61 
c. Giản đồ khai triển dây quấn 
Cách vẽ vị trí cực từ và chổi than trong giản đồ triển khai giống như ở dây quấn 
xếp. Theo thứ tự nối các phần tử ta thấy, phần tử 1 nối với phần tử 8 rồi với phần tử 
15, cách nhau 7 phần tử. Nhìn trên giản đồ khai triển ta thấy, các cạnh tương ứng của 
các phần tử ấy đều nằm dưới các cực từ cùng cực tính, ví dụ cạnh thứ nhất của các 
phần tử 1,8,15 đều nằm dưới cực S. Nhưng sau khi nối đến phần tử thứ 5 trở đi thì tất 
cả các phần tử sẽ nằm ở dưới cực N cho đến khi nối thành mạch kín. 
Như vậy dù máy có bao nhiêu đôi cực thì quy luật nối dây quấn này vẫn là: 
trước hết nối nối tiếp tất cả các phần tử ở dưới các cực từ có cùng cực tính lại sau đó 
nối các phần tử ở dưới các cực từ có cực tính khác cho đến khi hết. 
d. Số đôi mạch nhánh 
Có thể dùng đa giác sức điện động để xác định nhanh chóng số đôi mạch nhánh của 
dây quấn sóng đơn. Theo hình tia sức điện động, góc độ điện giữa 2 phần tử kề nhau 
là: 0
0
48
15
360.2360.

S
p
. 
 62 
 Khi vẽ hình tia sức điện động ta không thấy véc tơ sức điện động nào trùng 
nhau, do đó ta chỉ có 1 đa giác sức điện động và do đó chỉ có một đôi mạch nhánh. Ta 
có a=1. 
Về lý luận ta thấy chỉ cần 2 chổi than cũng đủ (vì chỉ có một đôi mạch nhánh) 
nhưng ta vẫn thường đặt số chổi than bằng số cực từ nhằm phân bố dòng điện trên 
nhiều chổi than hơn, làm giảm kích thước chổi than và chiều dài của vành góp. 
Điều quan trọng là phải đảm bảo tính đối xứng của cả 2 mạch nhánh. Theo hình 
trên ta thấy có 5 phần tử bị ngắn mạch và khép kín qua chổi than (2,5,6,9,13) nên trong 
mỗi mạch nhánh chỉ còn lại 5 phần tử, nghĩa là chúng đối xứng nhau.