Cuộn dây rotor của máy phát điện
Cuộn dây armature trong máy phát điện có thể là loại kín hoặc mở. Cuộn dây kín tạo thành kết nối hình sao trong cuộn dây armature của máy phát điện.
Có một số tính chất chung của cuộn dây armature.
Tính chất đầu tiên và quan trọng nhất của cuộn dây armature là hai bên của bất kỳ cuộn dây nào phải nằm dưới hai cực liền kề. Điều đó có nghĩa là, chiều dài cuộn = khoảng cách giữa hai cực.
Cuộn dây có thể là một lớp hoặc hai lớp.
Cuộn dây được bố trí trong các rãnh armature khác nhau để tạo ra điện áp xoay chiều dạng sin.
Các loại cuộn dây armature của máy phát điện
Có nhiều loại cuộn dây armature được sử dụng trong máy phát điện. Các cuộn dây có thể được phân loại như sau
Cuộn dây armature một pha và đa pha.
Cuộn dây tập trung và phân tán.
Cuộn dây nửa vòng và toàn bộ vòng.
Cuộn dây một lớp và hai lớp.
Cuộn dây kiểu lap, wave và đồng tâm hoặc xoắn ốc và
Cuộn dây full pitch và fractional pitch.
Ngoài ra, cuộn dây armature của máy phát điện cũng có thể là cuộn dây lỗ nguyên và lỗ phân số.
Cuộn dây armature một pha
Cuộn dây armature một pha có thể là loại tập trung hoặc phân tán.
Cuộn dây armature tập trung
Cuộn dây tập trung được sử dụng khi số lỗ trên armature bằng số cực của máy. Cuộn dây armature này của máy phát điện cho điện áp đạt mức tối đa nhưng không chính xác dạng sin.
Cuộn dây một pha đơn giản nhất được hiển thị dưới đây trong hình 1. Ở đây, số cực = số lỗ = số mặt cuộn. Ở đây, một mặt cuộn nằm trong một lỗ dưới một cực và mặt cuộn khác nằm trong lỗ khác dưới cực kế tiếp. Điện áp cảm ứng ở một mặt cuộn được cộng với điện áp của mặt cuộn kế bên.
Cách bố trí cuộn dây armature trong máy phát điện được gọi là cuộn dây sóng khung xương. Theo hình 1, mặt cuộn-1 dưới cực N được kết nối với mặt cuộn-2 dưới cực S ở phía sau và mặt cuộn-3 ở phía trước và cứ tiếp tục như vậy.
Hướng của điện áp cảm ứng của mặt cuộn-1 là lên trên và điện áp cảm ứng của mặt cuộn-2 là xuống dưới. Lại nữa, vì mặt cuộn-3 nằm dưới cực N, nó sẽ có điện áp theo hướng lên trên và cứ tiếp tục như vậy. Do đó, tổng điện áp là tổng của điện áp của tất cả các mặt cuộn. Hình thức cuộn dây này rất đơn giản nhưng ít được sử dụng do yêu cầu không gian đáng kể cho kết nối cuối của mỗi mặt cuộn hoặc dây dẫn. Chúng ta có thể khắc phục vấn đề này một phần bằng cách sử dụng cuộn dây nhiều vòng. Chúng ta sử dụng cuộn dây nửa vòng nhiều vòng để đạt được điện áp cao hơn. Vì cuộn dây chỉ bao phủ một nửa chu vi của armature, nên chúng ta gọi cuộn dây này là cuộn dây nửa vòng hoặc cuộn dây hemi-tropic. Hình 2 cho thấy điều này. Nếu chúng ta phân phối tất cả các cuộn dây trên toàn bộ chu vi của armature, thì cuộn dây armature được gọi là cuộn dây toàn bộ vòng.
Hình 3 cho thấy cuộn dây hai lớp, nơi chúng ta đặt một bên của mỗi cuộn dây trên đỉnh của lỗ armature, và bên kia ở đáy của lỗ. (Được biểu diễn bằng đường đứt nét).
Cuộn dây armature phân tán của máy phát điện
Để đạt được sóng điện áp xoay chiều mượt mà, dây dẫn được đặt trong nhiều lỗ dưới một cực. Cuộn dây armature này được gọi là cuộn dây phân tán. Mặc dù cuộn dây armature phân tán trong máy phát điện giảm điện áp, nhưng nó vẫn rất hữu ích vì lý do sau.
Nó cũng giảm điện áp hàm bậc cao và do đó cải thiện dạng sóng.
Nó cũng làm giảm tác động của armature.
Phân phối đều dây dẫn giúp làm mát tốt hơn.
Lõi được tận dụng hoàn toàn vì dây dẫn được phân phối trên các lỗ trên chu vi của armature.
Cuộn dây lap của máy phát điện
Cuộn dây lap full pitch của máy phát điện 4 cực, 12 lỗ, 12 dây dẫn (một dây dẫn mỗi lỗ) được hiển thị dưới đây.
Pitch phía sau của cuộn dây bằng số dây dẫn mỗi cực, tức là = 3 và pitch phía trước bằng pitch phía sau trừ đi một. Cuộn dây được hoàn thành theo từng cặp cực và sau đó được nối tiếp như được hiển thị trong hình 4 dưới đây.
Cuộn dây wave của máy phát điện
Cuộn dây wave của cùng một máy, tức là bốn cực, 12 lỗ, 12 dây dẫn được hiển thị trong hình e dưới đây. Ở đây, pitch phía sau và pitch phía trước đều bằng một số dây dẫn mỗi cực.
Cuộn dây đồng tâm hoặc xoắn ốc
Cuộn dây này cho cùng một máy, tức là bốn cực, 12 lỗ, 12 dây dẫn được hiển thị trong hình f dưới đây. Trong cuộn dây này, các cuộn có các pitch khác nhau. Pitch cuộn ngoài là 5, pitch cuộn giữa là 3, và pitch cuộn trong là 1.
Cuộn dây armature đa pha của máy phát điện
Trước khi thảo luận về cuộn dây armature đa pha, chúng ta nên xem qua một số thuật ngữ liên quan để hiểu rõ hơn.
Nhóm cuộn
Đó là sản phẩm của số pha và số cực trong máy quay.
Nhóm cuộn = số cực × số pha.
Cuộn dây cân bằng
Nếu dưới mỗi mặt cực, có số lượng cuộn dây của các pha khác nhau là bằng nhau, thì cuộn dây được gọi là cuộn dây cân bằng. Trong cuộn dây cân bằng, nhóm cuộn phải là số chẵn.
Cuộn dây không cân bằng
Nếu số cuộn dây mỗi nhóm cuộn không phải là số nguyên, cuộn dây được gọi là cuộn dây không cân bằng. Trong trường hợp này, mỗi mặt cực chứa số lượng cuộn dây của các pha khác nhau không bằng nhau. Trong máy phát điện hai pha, hai cuộn dây một pha được đặt trên armature cách nhau 90 độ điện.
Trong trường hợp máy phát điện ba pha, ba cuộn dây một pha được đặt trên armature, cách nhau 60 độ (điện).
Hình dưới đây đại diện cho cuộn dây 2 pha 4 cực, hai lỗ mỗi cực. Độ lệch pha điện giữa các lỗ liền kề = 180/2 = 90 độ (điện).
Điểm a và b là điểm bắt đầu của cuộn dây thứ nhất và thứ hai của máy phát điện hai pha. a’ và b’ là điểm kết thúc của cuộn dây thứ nhất và thứ hai của máy phát điện hai pha tương ứng. Hình dưới đây đại diện cho cuộn dây 3 pha 4 cực, ba lỗ mỗi cực. Độ lệch pha điện giữa các lỗ liền kề là 180/ 3 = 60 độ (điện) a, b và c là điểm bắt đầu của pha Đỏ, Vàng, và Xanh lam và a’, b’, và c’ là điểm kết thúc của pha Đỏ, Vàng và Xanh lam của cuộn dây ba pha.
Giả sử cuộn dây pha Đỏ bắt đầu từ lỗ số 1 và kết thúc ở lỗ số 10. Sau đó, cuộn dây pha Vàng hoặc cuộn dây thứ hai bắt đầu từ lỗ số 2 và kết thúc ở lỗ số 11. Cuộn dây pha thứ ba hoặc pha Xanh lam bắt đầu từ lỗ số 3 và kết thúc ở lỗ số 12. Độ lệch pha điện của cuộn dây pha Đỏ và Vàng, pha Vàng và Xanh lam, và pha Xanh lam và Đỏ lần lượt là 60 độ, 60 độ và 240 độ (điện). Vì trong hệ thống ba pha, độ lệch pha giữa pha Đỏ, Vàng và Xanh lam là 120 độ (điện). Điều này có thể đạt được bằng cách đảo ngược cuộn dây pha Vàng (cuộn dây thứ hai) như được hiển thị trong hình trên.
