1
MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
CHƯƠNG 7
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Đại cương
Là loại máy điện quay xoay chiều có tốcđộ quay ởphần
quay khác với tốcđộ của từtrường quay
Phân loại:
Theo kiểu dây quấn rôto
Theo kết cấu của vỏmáy
Kiểu hở
Kiểu bảo vệ
Kiểu kín
Theo sốpha trên dây quấn phần tĩnh
Máy điện 1 pha
Máy điện không đồng bộrôto lồng sóc
Máy điện không đồng bộrôto dây quấn
Máy điện 2 pha
Máy điện 3 pha
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Cấu tạo
2.1 Phần tĩnh (Stato)
2.1.1 Vỏmáy
Dùng để cố định lõi thép và dây quấn
Vỏmáy bằng gang hoặc thép tấm uốn cong
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Kiểu 1 lớp hoặc 2 lớp
2.1.3 Dây quấn stato
2.1.2 Lõi thép stato
Có dạng hình trụ, được ghép từnhiều lá thép kỹthuậtđiện
Trong lõi thép có rãnh để đặt dây quấn
2
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
2.2 Phần quay (Rôto)
2.2.1 Lõi thép rôto
2.2.2 Dây quấn Rôto
Được ghép từcác lá thép kỹthuật
điện
Có dạng hình trụvà có rãnh để
đặt dây quấn
Có 2 kiểu:
Kiểu lồng sóc
Kiểu dây quấn (cấu tạo giống dây quấn stato)
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
2.2.3 Trục
Làm bằng thép và gắn cố định vào lõi thép rôto
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Quan hệ điện từtrong máy điện không
đồng bộ
3.1 Phương trình cân bằng điện áp dây quấn stato
1111
ZIEU
+−=
3.2 Phương trình cân bằng điện áp dây quấn rôto
1 1 1
4,44
dq m
E N f k
= Φ
Tốcđộ tương đối của từtrường quay đối với roto là n
2
2 1 1
.
n n n s n
= − =
3
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Tần sốs.đ.đtrong dây quấn rôto khi rôto quay
fs
spnpn
f.
60
60
12
2
===
S.đ.đpha dây quấn rôto khi quay
2 2 2 2
2 2
4,44
4,44 . . .
s dq m
E N f k
N s f k
= Φ
= Φ
S.đ.đpha dây quấn rôto khi rôto đứng yên
2 2 2
4,44
dq m
E N f k
= Φ
Đặt k
E
là hệsốs.đ.đrôto qui đổi
1 1
1
2 2 2
dq
e
dq
N k
E
k
E N k
= =
Dây quấn rôto ngắn mạch nên:
(
)
( )
2 2 2 2
2 2 2 2
0
0 . .
s s
E I R jX
s E I R js X
= − +
= − +
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
3.3 Phương trình cân bằng sức từ động
Trịsốhiệu dụng dòng điện trong dây quấn rôto
( )
2
2
2
2
2
2
.
.
XsR
Es
I
+
=
1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 0
dq dq dq
m N k I m N k I m N k I
+ =
222
111
dq
dq
i
kwm
kwm
k=
201
III
′
−=
2
1 0
1 1 1
2 2 2
dq
dq
I
I I
m N k
m N k
= −
Hệsốqui đổi dòng điện rôto
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Mạch điện tương đương máy điện không đồng
bộ
1
r
2
r
′
2
1
s
r
s
−
′
1
x
2
x
′
m
x
m
r
2
I
′
−
0
I
1
I
1
U
1
r
2
r
s
′
1
x
2
x
′
m
x
m
r
2
I
′
−
0
I
1
I
1
U
22 2
1
r
s
r r
s s
′
−
′ ′
= +
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Quá trình năng lượng trong máy điện không đồng bộ
Xét máy điện làm việcởchế độ động cơ
Công suất vào động cơ
1 1 1 1 1
cos
P mU I
ϕ
=
2
1 1 1 1
cu
p m r I
=
2
1 0
fe m
p m r I
=
Tổn hao trong động cơ:
Tổn hao đồng trong dây quấn stato
Tổn hao sắt từtrong lõi thép
Tổn hao đồng trong dây quấn rôto
Công suấtđiện từtruyền sang rôto
Công suất cơcủađộng cơ
( )
2
2
1 1 1 2
dt cu fe
r
P P p p m I
s
′
′
= − + =
2
2 1 2 2
1
co dt cu
s
P P p m r I
s
−
′ ′
= − =
Công suất trên trụcđộng cơ
(
)
2
co co f
P P p p
= − +
2
2 1 2 2
cu
p m r I
′ ′
=
4
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Tổng tổn hao trong động cơ
1 2
cu fe cu co f
p p p p p p
Σ = + + + +
Hiệu suất củađộng cơkhông đồng bộ
2
1 1
% 100 1 .100
Pp
P P
η
Σ
= = −
Giảnđồ năng lượng củađộng cơkhông đồng bộ
Pđt
P
1
P
2
p
cu1
p
fe
p
cu2
p
co
p
f
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Momen điện từ
1
ωω
dtco
PP
M==
( )
dtdtdtco
PsP
n
n
PP −=== 1
11
ω
ω
( )
1
22
2
2
1 1 2
U
Ir
r x x
s
′=
′
′
+ + +
( )
2
1 1 2
2
2
12
1 1 2
2
.
dt
P mU r
Mrf
s r x x
p s
ωω
′
= =
′
′
+ + +
Từmạch điện tương đương ta có:
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Quan hệgiữa M và s (Đặc tính cơcủa máy điện không
đồng bộ)
Hệsốtrượt s
m
ứng với momen cựcđại
( )
2
21
2
1
2
xxr
r
s
m
′
++
′
±=
( )
′
+++
±=
2
21
2
11
2
11
max
2xxrr
pUm
M
ω
Momen cựcđại
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Thực tếr
1
<< (x
1
+ x’
2
) do đó có thểxem
21
2
xx
r
s
m
′
+
′
±=
( )
211
2
11
max
2xxr
pUm
M′
++
±=
ω
s
s
s
s
M
M
m
m
+
=2
max
Mối quan hệgiữa M, M
max
, s và s
m
được biểu thịbởi
công thức Klôx
5
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Mởmáy động cơ điện không đồng bộ
Dòng điện mởmáy
Momen mởmáy
7.1 Yêu cầu khi mởmáy động cơ
Momen mởmáy lớn
Dòng điện mởmáy càng nhỏcàng tốt
Thời gian mởmáy nhỏ
Thiết bịmởmáy đơn giản, ít tổn hao năng lượng
( ) ( )
1
2 2
1 2 1 2
mm
U
I
r r x x
=
′ ′
+ + +
Thường I
mm
= (4÷7)I
đm
( ) ( )
2
1 1 2
2 2
1 2 1 2
.2
mm
m pU r
Ms f r r x xω
′
=
′ ′
+ + +
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
7.2 Các phương pháp mởmáy
7.2.1 Phương pháp mởmáy trực tiếp
7.2.2 Phương pháp mởmáy gián tiếp
Mụcđích: giảmđiện áp khi mởmáy để giảm dòng điện
mởmáy
ĐC
CD
Ưu điểm:
* Thiết bịmởmáy đơn giản
* Momen mởmáy lớn
* Thời gian mởmáy nhỏ
Nhược điểm:
* Dòng điện mởmáy lớn gây ảnh
hưởng đến các phụtải khác
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
CK
ĐC
CD1
CD2
1. Nối cuộn kháng vào mạch stato
Giảthiết điện áp khi mởmáy giảm k lần
Dòng điện mởmáy giảm k lần
Momen mởmáy giảm k
2
lần
CD1
CD2
CD3
ĐC
BATN
2. Dùng Máy biến áp tựngẫu
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ
MÁY ĐIỆN
Giảthiết điện áp khi mởmáy giảm k lần
Dòng điện mởmáy giảm k
2
lần
Momen mởmáy giảm k
2
lần