1. KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG VII ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
  2. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Máy điện không đồng bộ: máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto (n) khác với tốc độ của từ trường quay n1.  Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ điện, cũng như chế độ máy phát điện.  Động cơ điện không đồng bộ, so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt  Máy phát điện đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt và tiêu tốn công suất phản kháng của lưới nên ít được dùng.  Động cơ điện không đồng bộ có các loại: ba pha, hai pha và một pha. Công suất > 600 W → ba pha, công suất < 600 W → một pha (hai pha)
  3. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I. Cấu tạo máy điện không đồng bộ ba pha 1.1. Stato (phần tĩnh) a) Lõi thép: Bộ phận dẫn từ của máy, có dạng hình trụ. Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi thép được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35mm 0,5mm phủ sơn cách điện. - Phía trong có xẻ rãnh để đặt dây quấn
  4. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Dây quấn: Dây quấn stato làm bằng dây đồng, bọc cách điện, đặt trong các rãnh của lõi thép. Sơ đồ khai triển dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh: Dây quấn pha A trong các rãnh 1,4,7,10 Dây quấn pha B trong các rãnh 3, 6, 9, 12 Dây quấn pha C trong các rãnh 5,8,11,2 Dòng xoay chiều ba pha chạy trong ba pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường quay
  5. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ c) Vỏ máy: - Giữ chặt lõi thép và cố định máy trên bệ. - Được làm bằng nhôm hoặc gang. - Hai đầu có nắp máy, trong nắp có ổ đỡ trục. - Vỏ và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy
  6. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.2. Rôto (phần quay) a) Lõi thép: Gồm các lá thép kỹ thuật điện giống stato, các lá thép này lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stato. Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây quấn rôto, ở giữa có lỗ để gắn với trục máy. Trục máy được gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt
  7. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Dây quấn: Dây quấn được đặt trong lõi thép rôto, và phân làm 2 loại chính: loại rôto kiểu lồng sóc và loại rôto kiểu dây quấn. - Rôto dây quấn: Giống dây quấn stato. Dây quấn ba pha của rôto đấu sao, ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện với nhau và với trục. Thông qua chổi than và vành trượt, có thể nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên ngoài. Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto được nối ngắn mạch
  8. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Điều chỉnh điện trở phụ mạch điện rôto có thể cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy Máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường là kiểu dây quấn sóng hai lớp. Máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp
  9. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Rôto lồng sóc: Rôto lồng sóc của các máy công suất lớn hơn 100kW là các thanh đồng đặt trong rãnh của lõi thép, hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. Đối với động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cánh làm mát. Động cơ điện rôto lồng sóc gọi là động có không đồng bộ rôto lồng sóc và có ký hiệu như hình bên
  10. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Các lượng định mức: - Pđm (W, kW) : công suất định mức là công suất cơ định mức máy đưa ra ở đầu trục máy - Iđm (A) : dòng điện dây định mức - Uđm (V, kV) : điện áp dây định mức - nđm (vg/ph) : tốc độ định mức của rôto - đm : hiệu suất định mức động cơ - cosđm : hệ số công suất định mức - fđm (Hz) : tần số định mức - Cách đấu dây động cơ Y hay  …
  11. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ II. Từ trường của máy điện không đồng bộ 2.1. Từ trường của dây quấn một pha Từ trường của dây quấn một pha là từ trường có phương không đổi, song trị số và chiều biến đổi theo thời gian được gọi là từ trường đập mạch. Khi cho dòng điện i = Imaxsint vào cuộn dây, Ký hiệu chiều dòng điện trong các cạnh cuộn dây đặt trong rãnh Căn cứ vào chiều dòng điện, ta vẽ được chiều từ trường theo quy tắc vặn nút chai. Đó là chiều ứng với một nửa chu kỳ của dòng i, ở nửa chu kỳ sau, chiều dòng điện và từ trường sẽ ngược lại
  12. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Xét dây quấn một pha đặt trong bốn rãnh của stato: Số cực từ: 2 Phương của từ trường
  13. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Xét dây quấn một pha đặt trong bốn rãnh của stato: Số cực từ: 4 (2 cặp cực: 1 và 2, 3 và 4) Phương của từ trường
  14. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 2.2. Từ trường dây quấn ba pha Xét máy điện ba pha đơn giản có 6 rãnh, trong đó đặt ba dây quấn ba pha AX, BY, CZ và lệch nhau 120o điện trong không gian. Cấp nguồn điện ba pha cho các dây quấn, trong dây quấn có dòng điện ba pha lệch pha nhau 120o. Các dây quấn pha tạo ra các từ trường pha ΦA,ΦB, ΦC, tổng hợp lại tạo nên từ trường tổng của máy điện Φ. Xét ba thời điểm: t  90o t  90o  120o t  90o  240o
  15. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ t = 900 t = 900+1200 t = 900+2400 iA  Im iA  0 iA  0 iB  0 iB  Im iB  0 iC  0 iC  0 iC  Im
  16. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ t  90o t  90o  120o t  90o  240o t  90o  120o Φ Φ t  90 o Φ ΦC ΦBΦ ΦC Φ ΦA ΦA t  90  240 o o ΦA ΦC ΦB ΦB Φ
  17. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Đặc điểm của từ trường quay - Tốc độ từ trường quay: Tốc độ của từ trường quay phụ thuộc vào tần số dòng điện stato f(Hz) và số đôi cực của máy p. Khi có một đôi cực, tốc độ quay của từ trường là n1 = f vòng/giây. Khi từ trường có 2 đôi cực, dòng điện biến thiên một chu kỳ, từ trường quay được 1/2 vòng (từ cực NSN), do đó tốc độ từ trường quay là f / 2 vòng/giây. Tổng quát, khi từ trường quay có p đôi cực, tốc độ từ trường quay: f 60f n1  (vòng/giây) n1  (vòng/phút) p p
  18. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ - Chiều quay của từ trường: Chiều quay của từ trường phụ thộc vào thứ tự pha của dòng điện. Muốn đổi chiều quay của từ trường, ta thay đổi thứ tự hai pha cho nhau Nếu thứ tự pha lần lượt là ABC một cách chu kỳ thì từ trường quay quay như đã xét ở trên. Khi đổi pha A và B cho nhau, tức cho dòng iB vào dây quấn AX, dòng iA vào dây quấn BY, từ trường sẽ quay theo chiều từ BAC tức ngược với chiều như đã xét
  19. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ + Biên độ của từ trường quay Từ trường quay sinh ra từ thông xuyên qua mỗi dây quấn. Xét từ thông của từ trường xuyên qua dây quấn AX; ta thấy dây quấn pha B và C lệch với pha A một góc 1200 và 2400. Từ thông tổng xuyên qua dây quấn AX do dây quấn ba pha tạo ra:    A   B cos(120o )  C cos(120o ) 1    A  ( B   C ) 2 Hệ thống dòng điện ba pha đối xứng  A   B  C  0   A  ( B  C ) 1 3    A  ( B   C )   A 2 2
  20. CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Dòng iA = Imaxsint, nên từ thông của dòng điện pha A: 3  A   Am sin t    Am sin t 2 Từ thông của từ trường quay xuyên qua các dây quấn biến thiên hình sin và có biên độ bằng 3/2 từ thông cực đại một pha 3 m   m.p 2 m Tổng quát, nếu máy có m pha:  m   m.p 2 Kết luận: Khi dây quấn đối xứng và dòng điện các pha đối xứng → từ trường quay tròn có biên độ không đổi và tốc độ không đổi. Từ trường quay tròn sẽ cho đặc tính của máy tốt. Khi không đối xứng, từ trường quay elíp có biên độ và tốc độ quay biến đổi