Báo cáo t t nghi p GVHD : Tô Minh Ph ngố ệ ượ
PH N IIIẦ
TI T KI M NĂNG L NG ĐI N B NG CÁCH ĐI U KHI N H S CÔNGẾ Ệ ƯỢ Ệ Ằ Ề Ể Ệ Ố
SU T…………………………………………………………………………………………83Ấ
1.Đi u Khi n H S Công Su t- M ch Chi Ti t C B n………………………ề ể ệ ố ấ ạ ế ơ ả
83
2.M ch Khu ch Đ i Ch Đ Không Liên T c Đ n V i Ch Đ Liên T cạ ế ạ ế ộ ụ ế ớ ế ộ ụ
Cho S Đi u Ch nh H S Côngư ề ỉ ệ ố
Su t…………………………………………………………85 ấ
3.S n Đ nh Đi n Áp ngõ Vào Trong B Khu ch Đ i Ch Đ Liên T c…ự Ổ ị ệ ộ ế ạ ế ộ ụ
88
4.S n Đ nh Ngõ Ra Trong B n Đ nh Khu ch Đ i Ch Đ Liên T cự Ổ ị ộ Ổ ị ế ạ ế ộ ụ
….89
PH N 1. THI T K Đ NG C KHÔNG Đ NG BẦ Ế Ế Ộ Ơ Ồ Ộ
CH NG 1. NGUYÊN LÝ LÀM VI C VÀ K T C U MÁY ĐI N KHÔNGƯƠ Ệ Ế Ấ Ệ
Đ NG B Ồ Ộ
I. Đ i c ng v máy đi n không đ ng bạ ươ ề ệ ồ ộ
Máy đi n không đ ng b do k t c u đ n gi n, làm vi c ch c ch n, sệ ồ ộ ế ấ ơ ả ệ ắ ắ ử
d ng và b o qu n thu n ti n, giá thành r nên đ c s d ng r ng rãi trong n nụ ả ả ậ ệ ẽ ượ ử ụ ộ ề
kinh t qu c dân, nh t là lo i công su t d i 100 kW. ế ố ấ ạ ấ ướ
Đ ng c đi n không đ ng b rôto l ng sóc c u t o đ n gi n nh t nh t làộ ơ ệ ồ ộ ồ ấ ạ ơ ả ấ ấ
lo i rôto l ng sóc đúc nhôm) nên chi m m t s l ng khá l n trong lo i đ ng cạ ồ ế ộ ố ượ ớ ạ ộ ơ
công su t nh và trung bình. Nh c đi m c a đ ng c này là đi u ch nh t c đấ ỏ ượ ể ủ ộ ơ ề ỉ ố ộ
khó khăn và dòng đi n kh i đ ng l n th ng b ng 6-7 l n dòng đi n đ nh m c.ệ ở ộ ớ ườ ằ ầ ệ ị ứ
Đ b khuy t cho nh c đi m này, ng i ta ch t o đông c không đ ng b rôtoể ổ ế ượ ể ườ ế ạ ơ ồ ộ
l ng sóc nhi u t c đ và dùng rôto rãnh sâu, l ng sóc kép đ h dòng đi n kh iồ ề ố ộ ồ ể ạ ệ ở
đ ng, đ ng th i tăng mômen kh i đ ng lên. ộ ồ ờ ở ộ
Đ ng c đi n không đ ng b rôto dây qu n có th đi u ch nh t c đ c t cộ ơ ệ ồ ộ ấ ể ề ỉ ố ượ ố
đ trong m t ch ng m c nh t đ nh, có th t o m t mômen kh i đ ng l n mà dòngộ ộ ừ ự ấ ị ể ạ ộ ở ộ ớ
kh i đ ng không l n l m, nh ng ch t o có khó h n so v i v i lo i rôto l ng sóc,ở ộ ớ ắ ư ế ạ ơ ớ ớ ạ ồ
do đó giá thành cao h n, b o qu n cũng khó h n. ơ ả ả ơ
Đ ng c đi n không đ ng b đ c s n xu t theo ki u b o v IP23 và ki uộ ơ ệ ồ ộ ượ ả ấ ể ả ệ ể
kín IP44. Nh ng đ ng c đi n theo c p b o v IP23 dùng qu t gió h ng tâm đ tữ ộ ơ ệ ấ ả ệ ạ ướ ặ
hai đ u rôto đ ng c đi n. Trong các đ ng c rôto l ng sóc đúc nhôm thì cánhở ầ ộ ơ ệ ộ ơ ồ
qu t nhôm đ c đúc tr c ti p lên vành ng n m ch. Lo i đ ng c đi n theo c pạ ượ ự ế ắ ạ ạ ộ ơ ệ ấ
b o v IP44 th ng nh vào cánh qu t đ t ngoài v máy đ th i gió m tả ệ ườ ờ ạ ặ ở ỏ ể ổ ở ặ
ngoài v máy, do đó t n nhi t có kém h n do v i lo i IP23 nh ng b o d ng máyỏ ả ệ ơ ớ ạ ư ả ưỡ
d dàng h n. ễ ơ
Hi n nay các n c đã s n xu t đ ng c đi n không đ ng b theo dãy tiêuệ ướ ả ấ ộ ơ ệ ồ ộ
chu n. Dãy đ ng c không đ ng b công su t t 0,55-90 KW ký hi u là K theoẩ ộ ơ ồ ộ ấ ừ ệ
tiêu chu n Vi t Nam 1987-1994 đ c ghi trong b ng 10-1 (Trang 228 TKMĐ).ẩ ệ ượ ả
SVTH : Ph m Bá Hùng Trang-ạ1 -
Báo cáo t t nghi p GVHD : Tô Minh Ph ngố ệ ượ
Theo tiêu chu n này, các đ ng c đi n không đ ng b trong dãy đi u ch t o theoẩ ộ ơ ệ ồ ộ ề ế ạ
ki u IP44. ể
Ngoài tiêu chu n trên còn có tiêu chu n TCVN 315-85, quy đ nh dãy côngẩ ẩ ị
su t đ ng c đi n không đ ng b rôto l ng sóc t 110 kW-1000 kW, g mấ ộ ơ ệ ồ ộ ồ ừ ồ
có công su t sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 và 1000 kW. ấ
Ký hi u c a m t đ ng c đi n không đ ng b rôto l ng sóc đ c ghi theoệ ủ ộ ộ ơ ệ ồ ộ ồ ượ
ký hi u v tên g i c a dãy đ ng c đi n, ký hi u v chi u cao tâm tr c quay, kýệ ề ọ ủ ộ ơ ệ ệ ề ề ụ
hi u v kích th c l p đ t d tr c và ký hi u v s tr c. ệ ề ướ ắ ặ ọ ụ ệ ề ố ụ
II. Nguyên lý làm vi c c a đ ng c không đ ng bệ ủ ộ ơ ồ ộ
Đ ng c không đ ng b ba pha có hai ph n chính: stato (ph n tĩnh) và rôtoộ ơ ố ộ ầ ầ
(ph n quay). Stato g m có lõi thép trên đó có ch a dây qu n ba pha. ầ ồ ứ ấ
Khi đ u dây qu n ba pha vào l i đi n ba pha, trong dây qu n s có cácấ ấ ướ ệ ấ ẽ
dòng đi n ch y, h th ng dòng đi n này tao ra t tr ng quay, quay v i t c đ : ệ ạ ệ ố ệ ừ ườ ớ ố ộ
p
f
n1
1*60=
Trong đó:
-f1: t n s ngu n đi nầ ố ồ ệ
-p: s đôi c c t c a dây qu nố ự ừ ủ ấ
Ph n quay, n m trên tr c quay bao g m lõi thép rôto. Dây qu n rôto baoầ ằ ụ ồ ấ
g m m t s thanh d n đ t trong các rãnh c a m ch t , hai đ u đ c n i b ng haiồ ộ ố ẫ ặ ủ ạ ừ ầ ượ ố ằ
vành ng n m ch. ắ ạ
2
n
n
2
n
1
1
n
s
1
N
1
dt
F
dt
F
Hình 1.1
T trừ ư ng quay c a stato c m ng trong dây rôto s c đi n đ ng E, vì dâyờ ủ ả ứ ứ ệ ộ
qu n stato kín m ch nên trong đó có dòng đi n cha . S tác d ng tấ ạ ệ ỵ ự ụ ương h gi aổ ữ
các thanh d n mang dòng đi n v i t trẫ ệ ớ ừ ư ng c a máy t o ra các l c đi n t Fờ ủ ạ ự ệ ừ đt tác
d ng lên thanh d n có chi u xác đ nh theo quy t c bàn tay trái. ụ ẫ ề ị ắ
T p h p các l c tác d ng lên thanh d n theo ph ng ti p tuy n v i b mătậ ợ ự ụ ẫ ươ ế ế ớ ề
rôto t o ra mômen quay rôto. Nh v y, ta th y đi n năng l y t l i đi n đã đ cạ ư ậ ấ ệ ấ ừ ướ ệ ượ
bi n thành c năng trên tr c đ ng c . Nói cách khác, đ ng c không đ ng b làế ơ ụ ộ ơ ộ ơ ồ ộ
SVTH : Ph m Bá Hùng Trang-ạ2 -
Báo cáo t t nghi p GVHD : Tô Minh Ph ngố ệ ượ
m t thi t b đi n t , có kh năng bi n đi n năng l y t l i đi n thành c năngộ ế ị ệ ừ ả ế ệ ấ ừ ướ ệ ơ
đ a ra trên tr c c a nó. Chi u quay c a rôto là chi u quay c a t tr ng, vì v yư ụ ủ ề ủ ề ủ ừ ườ ậ
ph thu c vào th t pha c a đi n áp l i đăt trên dây qu n stato. T c đ c a rôtoụ ộ ứ ự ủ ệ ướ ấ ố ộ ủ
n2 là t c đ làm vi c và luôn luôn nh h n t c đ t tr ng và ch trong tr ngố ộ ệ ỏ ơ ố ộ ừ ườ ỉ ườ
h p đó m i x y ra c m ng s c đi n đ ng trong dây qu n rôto. Hi u s t c đợ ớ ả ả ứ ứ ệ ộ ấ ệ ố ố ộ
quay c a t tr ng và rôto đ c đ c tr ng b ng m t đ i l ng g i là h s tr tủ ừ ườ ượ ặ ư ằ ộ ạ ượ ọ ệ ố ượ
s:
1
21
n
nn
s−
=
Khi s=0 nghĩa là n1=n2, t c đ rôto b ng t c đ t tr ng, ch đ này g i làố ộ ằ ố ộ ừ ườ ế ộ ọ
ch đ không t i lý t ng (không có b t c s c c n nào lên tr c). ch đế ộ ả ưở ấ ứ ứ ả ụ Ở ế ộ
không t i th c, sả ự ≈0 vì có m t ít s c c n gió, ma sát do bi …ộ ứ ả ổ
Khi h s tr t b ng s=1, lúc đó rôto đ ng yên (nệ ố ượ ằ ứ 2=0), momen trên tr cụ
b ng momen m máy. ằ ở
H s tr t ng v i t i đ nh m c g i là h s tr t đ nh m c. T ng ngệ ố ượ ứ ớ ả ị ứ ọ ệ ố ựơ ị ứ ươ ứ
v i h s tr t này g i t c đ đ ng c g i là t c đ đ nh m c. ớ ệ ố ượ ọ ố ộ ộ ơ ọ ố ộ ị ứ
T c đ đ ng c không đ ng b b ng: ố ộ ộ ơ ồ ộ ằ
)1(*
12 snn −=
M t đăc đi m quan tr ng c a đ ng c không đ ng b là dây qu n statoộ ể ọ ủ ộ ơ ồ ộ ấ
không đ c n i tr c ti p v i l i đi n, s c đi n đ ng và dòng đi n trong rôto cóượ ố ự ế ớ ướ ệ ứ ệ ộ ệ
đ c là do c m ng, chính vì v y ng i ta cũng g i đ ng c này là đ ng c c mượ ả ứ ậ ườ ọ ộ ơ ộ ơ ả
ng. ứ
T n s dòng đi n trong rôto r t nh , nó ph thu c vào t c đ tr t c aầ ố ệ ấ ỏ ụ ộ ố ộ ựơ ủ
rôto so v i t tr ng:ớ ừ ườ
1
1
21121
2*
*60
)(**
60
*fs
n
nnnpnn
pf =
−
=
−
=
Đ ng c không đ ng b có th làm vi c ch đ máy phát đi n n u taộ ơ ồ ộ ể ệ ở ế ộ ệ ế
dùng m t đ ng c khác quay nó v i t c đ cao h n t c đ đ ng b , trong khi cácộ ộ ơ ớ ố ộ ơ ố ộ ồ ộ
đ u ra c a nó đ c n i v i l i đ n. Nó cũng có th làm vi c đ c l p n u trênầ ủ ượ ố ớ ướ ịệ ể ệ ộ ậ ế
đ u ra c a nó đ c kích b ng các t đi n. ầ ủ ượ ằ ụ ệ
Đ ng c không đ ng b có th c u t o thành đ ng c m t pha. Đ ng cộ ơ ồ ộ ể ấ ạ ộ ơ ộ ộ ơ
m t pha không th t m máy đ c, vì v y đ kh i đ ng đ ng c m t pha c nộ ể ự ở ượ ậ ể ở ộ ộ ơ ộ ầ
có các ph n t kh i đ ng nh t đi n, đi n tr …ầ ử ở ộ ư ụ ệ ệ ở
III. C u t o c a đ ng c không đ ng bấ ạ ủ ộ ơ ồ ộ
Đ ng c không đ ng b v c u t o đ c chia làm hai lo i: đ ng c khôngộ ơ ồ ộ ề ấ ạ ượ ạ ộ ơ
đ ng b ng n m ch hay còn g i là rôto l ng sóc và đ ng c dây qu n. Stato có haiồ ộ ắ ạ ọ ồ ộ ơ ấ
lo i nh nhau. ph n lu n văn này ch nghiên c u đ ng c không đ ng b rôtoạ ư Ở ầ ậ ỉ ứ ộ ơ ồ ộ
l ng sóc. ồ
1. Stato (ph n tĩnh)ầ
Stato bao g m v máy, lõi thép và dây qu n.ồ ỏ ấ
SVTH : Ph m Bá Hùng Trang-ạ3 -
Báo cáo t t nghi p GVHD : Tô Minh Ph ngố ệ ượ
- V máyỏ
V máy là n i c đ nh lõi s t, dây qu n và đ ng th i là n i ghép n i n pỏ ơ ố ị ắ ấ ồ ờ ơ ố ắ
hay g i đ tr c. V máy có th làm b ng gang nhôm hay lõi thép. Đ ch t o vố ỡ ụ ỏ ể ằ ể ế ạ ỏ
máy ng i ta có th đúc, hàn, rèn. V máy có hai ki u: v ki u kín và v ki uườ ể ỏ ể ỏ ể ỏ ể
b o v . V máy ki u kín yêu c u ph i có di n tích t n nhi t l n ng i ta làmả ệ ỏ ể ầ ả ệ ả ệ ớ ườ
nhi u gân t n nhi t trên b m t v máy. V ki u b o v th ng có b m t ngoàiề ả ệ ề ặ ỏ ỏ ể ả ệ ườ ề ặ
nh n, gió làm mát th i tr c ti p trên b m t ngoài lõi thép và trong v máy. ẵ ổ ự ế ề ặ ỏ
H p c c là n i đ d u đi n t l i vào. Đ i v i đ ng c ki u kín h p c cộ ự ơ ể ấ ệ ừ ướ ố ớ ộ ơ ể ộ ự
yêu c u ph i kín, gi a thân h p c c và v máy v i n p h p c c ph i có giăng caoầ ả ữ ộ ự ỏ ớ ắ ộ ự ả
su. Trên v máy còn có bulon vòng đ c u máy khi nâng h , v n chuy n và bulonỏ ể ẩ ạ ậ ể
ti p mát. ế
- Lõi s t ắ
Lõi s t là ph n d n t . Vì t trắ ầ ẫ ừ ừ ư ng đi qua lõi s t là t tr ng quay, nênờ ắ ừ ườ
đ gi m t n hao lõi s t đ c làm nh ng lá thép k thu t đi n dây 0,5mm ép l i.ể ả ổ ắ ượ ữ ỹ ậ ệ ạ
Yêu c u lõi s t là ph i d n t t t, t n hao s t nh và ch c ch n. ầ ắ ả ẫ ừ ố ổ ắ ỏ ắ ắ
M i lá thép k thu t đi n đ u có ph s n cách đi n trên b m t đ gi mỗ ỹ ậ ệ ề ủ ơ ệ ề ặ ể ả
t n hao do dòng đi n xoáy gây nên (h n ch dòng đi n phuco).ổ ệ ạ ế ệ
- Dây qu nấ
Dây qu n stator đ c đ t vào rãnh c a lõi s t và đ c cách đi n t t v i lõiấ ượ ặ ủ ắ ượ ệ ố ớ
s t. Dây qu n đóng vai trò quan tr ng c a máy đi n vì nó tr c ti p tham gia cácắ ấ ọ ủ ệ ự ế
quá trình bi n đ i năng l ng đi n năng thành c năng hay ng c l i, đ ng th iế ổ ượ ệ ơ ượ ạ ồ ờ
v m t kinh t thì giá thành c a dây qu n cũng chi m m t ph n khá cao trong toànề ặ ế ủ ấ ế ộ ầ
b giá thành máy. ộ
2. Ph n quay (Rôtoầ)
Rôto c a đ ng c không đ ng b g m lõi s t, dây qu n và tr c (đ i v iủ ộ ơ ồ ộ ồ ắ ấ ụ ố ớ
đ ng c dây qu n còn có vành tr t).ộ ơ ấ ượ
- Lõi s t ắ
Lõi s t c a rôto bao g m các lá thép k thu t đi n nh c a stator, đi mắ ủ ồ ỹ ậ ệ ư ủ ể
khác bi t đây là không c n s n cách đi n gi a các lá thép vì t n s làm vi cệ ở ầ ơ ệ ữ ầ ố ệ
trong rôto r t th p, ch vài Hz, nên t n hao do dòng phuco trong rôto r t th p. Lõiấ ấ ỉ ổ ấ ấ
s t đ c ép tr c ti p lên tr c máy ho c lên m t giá rôto c a máy. Phía ngoài c aắ ượ ự ế ụ ặ ộ ủ ủ
lõi thép có x rãnh đ đ t dây qu n rôto.ẻ ể ặ ấ
- Dây qu n rôtoấ
Phân làm hai lo i chính: lo i rôto ki u dây qu n va lo i rôto ki u l ng sóc ạ ạ ể ấ ạ ể ồ
- Lo i rôto ki u dây qu n ạ ể ấ
Rôto có dây qu n gi ng nh dây qu n stato. Máy đi n ki u trung bình trấ ố ư ấ ệ ể ở
lên dùng dây qu n ki u sóng hai l p, vì b t nh ng dây đ u n i, k t c u dây qu nấ ể ớ ớ ữ ầ ố ế ấ ấ
SVTH : Ph m Bá Hùng Trang-ạ4 -
Báo cáo t t nghi p GVHD : Tô Minh Ph ngố ệ ượ
trên rôto ch t ch . Máy đi n c nh dùng dây qu n đ ng tâm m t l p. Dây qu nặ ẽ ệ ỡ ỏ ấ ồ ộ ớ ấ
ba pha c a rôto th ng đ u hình sao. ủ ườ ấ
Đ c đi m c a lo i đ ng c ki u dây qu n là có th thông qua ch i thanặ ể ủ ạ ộ ơ ể ấ ể ổ
đ a đi n tr ph hay su t đi n đ ng ph vào m ch rôto đ c i thi n tính năngư ệ ở ụ ấ ệ ộ ụ ạ ể ả ệ
m máy ,đi u chinh t c đ hay c i thi n h s công su t c a máy. ở ề ố ộ ả ệ ệ ố ấ ủ
- Lo i rôto ki u l ng sóc ạ ể ồ
K t c u c a lo i dây qu n r t khác v i dây qu n stato. Trong m i rãnh c aế ấ ủ ạ ấ ấ ớ ấ ỗ ủ
lõi s t rôto, đ t các thanh d n b ng đ ng hay nhôm dài kh i lõi s t và đ c n i t tắ ặ ẫ ằ ồ ỏ ắ ượ ố ắ
l i hai đ u b ng hai vòng ng n m ch b ng đ ng hay nhôm. N u là rôto đúcạ ở ầ ằ ắ ạ ằ ồ ế
nhôm thì trên vành ng n m ch còn có các cánh khoáy gió. ắ ạ
Rôto thanh đ ng đ c ch t o t đ ng h p kim có đi n tr su t cao nh mồ ượ ế ạ ừ ồ ợ ệ ở ấ ằ
m c đích nâng cao mômen m máy. ụ ở
Đ c i thi n tính năng m máy, đ i v i máy có công su t lể ả ệ ở ố ớ ấ nớ, ng i ta làmườ
rãnh rôto sâu ho c dùng l ng sóc kép. Đ i v i máy đi n c nh , rãnh rôto đ cặ ồ ố ớ ệ ỡ ỏ ượ
làm chéo góc so v i tâm tr c. ớ ụ
Dây qu n l ng sóc không c n cách đi n v i lõi s t. ấ ồ ầ ệ ớ ắ
- Tr c ụ
Tr c máy đi n mang rôto quay trong lòng stato, vì v y nó cũng là m t chiụ ệ ậ ộ
ti t r t quan tr ng. Tr c c a máy đi n tùy theo kích th c có th đ c ch t o tế ấ ọ ụ ủ ệ ướ ể ượ ế ạ ừ
thép Cacbon t 5 đ n 45. ừ ế
Trên tr c c a rôto có lõi thép, dây qu n, vành tr t và qu t gió. ụ ủ ấ ượ ạ
3. Khe hở
Vì rôto là m t kh i tròn nên khe h đ u. Khe h trong máy đi n không đ ngộ ố ở ề ở ệ ồ
b r t nh (0,2ộ ấ ỏ ÷1 mm trong máy c nh và v a) đ h n ch dòng t hóa l y tỡ ỏ ừ ể ạ ế ừ ấ ừ
l i vào, nh đó h s công su t c a máy cao h n. ướ ờ ệ ố ấ ủ ơ
IV. Công d ngụ
Máy đi n không đ ng b là máy đi n ch y u dùng làm đ ng c đi n. Doệ ồ ộ ệ ủ ế ộ ơ ệ
k t c u đ n gi n, làm vi c ch c ch n, hi u qu cao, giá thành r , d b o qu n …ế ấ ơ ả ệ ắ ắ ệ ả ẻ ễ ả ả
Nên đ ng c không đ ng b là lo i máy đi n đ c s d ng r ng rãi nh t trongộ ơ ồ ộ ạ ệ ượ ử ụ ộ ấ
các ngành kinh t qu c dân v i công su t vài ch c W đ n hàng ch c kW. Trongế ố ớ ấ ụ ế ụ
công nghi p th ng dùng máy đi n không đ ng b làm ngu n đ ng l c cho máyệ ườ ệ ồ ộ ồ ộ ự
cán thép lo i v a và nh , đ ng l c cho các máy công c các nhà máy côngạ ừ ỏ ộ ự ụ ở
nghi p nh … Trong h m m dùng làm máy t i hay qu t gió. Trong nông nghi pệ ẹ ầ ỏ ướ ạ ệ
dùng làm máy b m hay máy gia công nông ph m. Trong đ i s ng hàng ngày, máyơ ẩ ờ ố
đi n không đ ng b cũng đã chi m m t v trí quan tr ng nh qu t gió, quay đĩaệ ồ ộ ế ộ ị ọ ư ạ
đ ng c trong t l nh, máy gi t, máy b m … nh t là lo i rôto l ng sóc. Tóm l iộ ơ ủ ạ ặ ơ ấ ạ ồ ạ
s phát tri n c a n n s n su t đi n khí hóa, t đ ng hóa và sinh ho t h ng ngày,ự ể ủ ề ả ấ ệ ự ộ ạ ằ
ph m vi c a máy đi n không b ngày càng đ c r ng rãi. ạ ủ ệ ộ ượ ộ
Máy đi n không đ ng b có th dùng làm máy phát đi n, nh ng đ c tínhệ ồ ộ ể ệ ư ặ
không t t so v i máy đi n đ ng b , nên ch trong vài tr ng h p nào đó (nh trongố ớ ệ ồ ộ ỉ ườ ợ ư
SVTH : Ph m Bá Hùng Trang-ạ5 -