ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA

Chia sẻ: Vũ Văn Nghĩa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

1.163
lượt xem 288
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Động cơ không đồng bộ một pha thường được dùng trong các thiết bị điện sinh hoa ̣t và công nghiê ̣p , công suấ t thường bé , từ vài Watt đế n hơn mô ̣t ngàn Watt, sử du ̣ng nguồ n điê ̣ n xoay chiề u mô ̣t pha 110 V/220V. So với đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ ba pha cùng kich thước thì công suấ t của đô ̣ng cơ không đồ ng ́ bô ̣ 1 pha chỉ bằ ng khoảng 70% công suấ t của đô ̣ng cơ không...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA

Chương 5 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA 5.1 KHÁI NIỆM: Động cơ không đồng bộ một pha thường được dùng trong các thiết bị điện sinh hoa ̣t và công nghiê ̣p , công suấ t thường bé , từ vài Watt đế n hơn mô ̣t ngàn Watt, sử du ̣ng nguồ n điê ̣ n xoay chiề u mô ̣t pha 110 V/220V. So với đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ ba pha cùng kich thước thì công suấ t của đô ̣ng cơ không đồ ng ́ bô ̣ 1 pha chỉ bằ ng khoảng 70% công suấ t của đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 3 pha, nhưng thực tế do khả năng quá tải thấ p nên ngoa ̣i trừ đô ̣ng cơ kiể u điê ̣n dung , công suấ t của đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha chỉ vào khoảng 50% công suấ t của động cơ 3 pha. Do sử du ̣ng nguồ n xoay chiề u 1 pha nên đô ̣ng cơ 1 pha đươ ̣c dùng khá phổ biế n trong sinh hoa ̣t và sản xuất nhỏ. ́ 5.2 CÂU TẠO CỦ A ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ 1 PHA :̀ Do nguyên lý mở máy khác nhau và yêu cầ u về tính năng kỹ thuâ ̣t khác nhau , nên kế t cấ u đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha cũng có nhiề u điể m khác nhau , nhưng cấ u ta ̣o chính cũng gồ m hai phầ n là stato và roto. 5.2.1.Phầ n tinh (Stator): ̃ Phầ n tinh cũng gồ m : mạch từ , dây quấ n , vỏ máy . Mạch từ có cấu tạo giống ̃ như ma ̣ch từ stator đô ̣ng cơ 3 pha, dây quấ n stator gồ m dây quấ n chinh và dây ́ quấ n phu ̣ có kế t cấ u thường không giố ng nhau, đă ̣t lê ̣ch nhau góc 90 0 . 5.2.2.Phầ n quay (Rotor): Rotor của đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha thường dùng là roto lồ ng sóc Ngoài hai phần chính trên , còn có các bộ phận khởi động như tụ điê ̣n, ngắ t điê ̣n ly tâm hay rờle dòng điê ̣n , rờle điê ̣n áp ,… ́ ̉ 5.3 NGUYÊN LY LÀ M VIỆC CƠ BAN CỦ A ĐỘNG CƠ MỘT PHA : Để hiể u đươ ̣c nguyên lý làm viê ̣c của đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha, trước tiên chúng ta phân tích sự hình thành từ trường trong dây quấ n mô ̣t pha.
5.3.1 Sư ̣ hinh thành từ trường đâ ̣p ma ̣ch – Phân tích từ trường đâ ̣p ma ̣ch ̀ thành hai từ trường quay:
Phân tích từ trường đập mạch thành hai từ trường quay Xét từ trường do dòng điện hình sin i  I m sin  t chạy trong dây quấn stator của động cơ không đồng bộ 1 pha chỉ có dây quấ n mô ̣t pha Dòng điện xoay chiều chạy trong dây quấn stator sẽ sinh ra từ trường xoay chiề u, đường sức từ trường đươ ̣c xác đinh theo qui tắ c vă ̣n nút chai . Xét tại ̣ các thời điểm : T t1   Tại 4 , dòng điện đạt cực đại dương , từ trường đa ̣t cực đa ̣i , giả sử đường sức từ có chiề u từ trên xuố ng dưới . Có thể xem ve ctơ cảm ứng    từ B là tổng của hai vectơ cảm ứng BT (thuâ ̣n) và B N (nghịch) cùng    B  BT  B N  2 phương, chiề u với B và . T T   Tại 4 < t 2 < 2 , dòng điện vẫn dương , cảm ứng từ B có phương , chiề u   như cũ nhưng đô ̣ lớn bé hơn . Có thể phân tích B thành hai véctơ BT và    B  BT  B N   và lệch khỏi trục véctơ B mô ̣t góc  . BN 2 có độ lớn T   t3     Tại 2 , i  0 , B = 0, có thể xem B = 0 là tổng của BT và B N có độ lớn bằ ng nhau và ngươ ̣c chiề u nhau.
T 3T   Tại 2 < t 4 < 4 , i < 0, B đổ i chiề u , hướng từ dưới lên trên , phân tich ́   B  BT  BN như đa phân tich ta thơi điể m t 2 . ̃ ́ ̣i ̀ 3T t5    Tại 4 , i   I m , cảm ứng từ B đa ̣t cực đa ̣i với chiề u từ dưới lên     trên, phân tích B thành BT và B N có cùng phương và chiều với B và    B BT  B N  2 như ta ̣i thời điể m t1. Vâ ̣y từ trường do dòng điê ̣n xoay chiề u cha ̣y trong dây quấ n mô ̣t pha sinh ra là từ trường đâ ̣p ma ̣ch, có thể phân tích thành hai từ trường quay có biên đô ̣ bằ ng ½ biên đô ̣ từ trường cực đa ̣i và quay ngươ ̣c chiề u nhau với cùng mô ̣t vâ ̣n tố c góc. 5.3.2 Môment quay:   Hai từ trường quay ngươ ̣c chiề u BT và B N sẽ tạo ra hai moment điệ n tư M ̀ T và MN ngươ ̣c chiề u nhau, tác dụng lên trục rotor động cơ. Moment tổ ng M đươ ̣c xác đinh bằ ng phép cô ̣ng đồ thi ̣ . Tại điểm tốc độ bằng ̣ không (n = 0), moment tổ ng bằ ng không (M = 0), nên đô ̣ng cơ không thể tự khởi đô ̣ng đươ ̣c , nế u quay rotor theo chiề u nào thì sẽ xuấ t hiê ̣n moment quay theo chiề u đó, tác động làm rotor tiếp tục quay. Trong thực tế , không thể khởi đô ̣ng đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha bằ ng cách quay tru ̣c rotor mà phải dùng bô ̣ phâ ̣n khởi đ ộng, chúng ta sẽ phân tích sau đây. ̉ 5.4 KHƠI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ MỘT PHA: ̀ 5.4.1 Từ trường trong dây quấ n đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ mô ̣t pha : Để đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha có thể tự khởi đô ̣ng đươ ̣c và quay theo mô ̣t chiề u nh ất định thì phải có moment mở máy , tức phải có từ trường quay . Muố n thế , trên ma ̣ch từ stator phải bố trí hai bô ̣ dây quấ n , mô ̣t dây quấ n chính và một dây quấn phụ đặt cách dây cuốn chính một góc 900 điê ̣n trong không gian, và dòng điện trong hai dây quấn đó phải lệch pha một góc 900 về thời gian. Để ta ̣o ra sự lê ̣ch pha đó người ta mắ c nố i tiế p với dây quấ n phu ̣ mô ̣t tu ̣ điê ̣n, hoă ̣c mô ̣t điê ̣n trở hay mô ̣t cuô ̣n dây go ̣i chung là phầ n tử dich pha ; trong ̣ đó tu ̣ điê ̣n thường đươ ̣c dùng hơn cả vì có nhiề u ưu điể m hơn điê ̣n trở và cuô ̣n dây. Để hiể u rõ điề u đó , xét sự hình thành từ trường q uay của mô ̣t đô ̣ng cơ đơn giản có dây quấ n hai pha , mỗi pha chỉ có mô ̣t bố i dây , dòng điện chạy trong dây quấ n chính ( iA ) và dây quấn phụ ( iB ) là : i A  I m sin  t
iB  I m sin( t  90 0 ) Đồ thị giá trị tức thời của dòng điện iA, iB Từ trường trong dây quấ n hai pha  Tại thời điểm t 1 = 0, dòng điện trong pha A bằng không i A = 0, dòng điện trong pha B đa ̣t cực đa ̣i âm i B = -Im , quy ước chiề u dòng điê ̣n đi từ B 2 đến B1. Dùng quy tắc vặn nút ch ai xác đinh chiề u đường sức từ trường do ̣ dòng điện i B chạy trong các thanh dẫn pha B gây nên , vectơ cảm ứng từ  B có phương trùng với trục A 1A2 và có chiều từ A1 đến A2 T t2    Tại 4 , iA = +Im , ib = 0, dòng i A chạy từ A 1 đến A 2, phương của B trùng với trục B1B2 và chiều hướng từ B1 đến B2 T t3    Tại 2 , iA = 0, iB = +Im , phương của B trùng với trục A 1A2, chiề u hướng từ A2 đến A1 3T t4    Tại 4 , iA = -Im, iB = 0 , phương của B trùng với trục B 1B2, chiề u hướng từ B2 đến B1  Khi dòng điê ̣n biế n thiên 1/2 chu kỳ, vectơ cảm ứng từ B quay đươ ̣c 1/2 vòng. Rõ ràng từ trường tổ ng hơ ̣p do hai dòng điê ̣n lê ̣ch pha nhau 900 về thời gian , chạy trong dây quấn hai pha đặt lệch nhau 900 điê ̣n trong không gian ta ̣o ra là từ trường quay. 5.4.2 Các dạng khởi động đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha có dây quấ n hai pha: a. Động cơ động cơ không đồ ng bộ 1 pha dùng tụ thường trực Tụ điện được mắc nối tiếp với dây quấn phụ , vừa tham gia vào quá trinh khởi ̀ đô ̣ng đô ̣ng cơ vừa tham gia vào quá trinh là viê ̣c , chính vì vậy mà gọi là tụ ̀ thường trực . Nhờ thế đô ̣ng cơ đươ ̣c xem như đô ̣ng cơ điê ̣n hai pha . Loại này có đặc tính làm việc ổn định , hê ̣ số công suấ t cos  tương đố i cao nhưng moment khởi đô ̣ng không cao . Do đó thường đươ ̣c sử du ̣ng với các đô ̣ng cơ
công suấ t bé. ĐKB 1 pha dùng tụ thường trực b) Động cơ đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha dùng tu ̣ khởi đô ̣ng : Để ta ̣o moment khởi đô ̣ng lớn , dây quấ n phu ̣ đươ ̣c mắ c nố i tiế p với mô ̣t tu ̣ điê ̣n có điê ̣n dung lớn và mô ̣t n gắ t điê ̣n tự đô ̣ng (ngắ t điê ̣n li tâm hoă ̣c rơle dòng điện,…). Lúc này dây quấn chính được gọi là “dây chạy” , dây quấ n phu ̣ đươ ̣c go ̣i là “dây đề ” và tu ̣ điê ̣n đươ ̣c go ̣i là tu ̣ đề hay tu ̣ khởi đô ̣ng . Động cơ khởi đô ̣ng khi tố c đô ̣ đ ạt khoảng 75% tố c đô ̣ đinh mức , ngắ t điê ̣n ly tâmsẽ tác ̣ đô ̣ng , ngắ t ma ̣ch phu ̣ ra khỏi nguồ n , đô ̣ng cơ chỉ làm viê ̣c với dây quấ n chính . ĐKB 1 pha dùng tụ khởi động c) Động cơ đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha dùng tu ̣ khởi đô ̣n g và tu ̣ thường trư ̣c : Để có đươ ̣c ưu điể m của hai da ̣ng trên , nhấ t là để ta ̣o ra moment khởi đô ̣ng lớn, người ta dùng hai tu ̣ , mô ̣t thường trực và mô ̣t khởi đô ̣ng . Khi khởi đô ̣ng , điê ̣n dung nố i tiế p với dây quấ n phu ̣ bằ ng (CLV + CKĐ) nhờ thế M KĐ sẽ lớn , thời gian khởi đô ̣ng đươ ̣c rút ngắ n , sau đó cũng như trường hơ ̣p b ), lúc tốc độ rotor đa ̣t khoảng 75% tố c đô ̣ đinh mức thì ngắ t điê ̣n ly tâm tự đô ̣ng mở ra , cắ t ̣ tụ khởi động ra khỏi mạch phụ , lúc này đ ộng cơ hoạt động như một động cơ
hai pha. d) Động cơ đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha không dùng tu ̣ : Ở một số động cơ , thường là công suấ t bé khoảng 1/4 , 1/3 HP,… có thể dùng chính trở kháng của dây quấn phụ để tạo sự lệch pha c ủa dòng điện trong dây quấ n chinh và dây quấ n phu ̣ , nhưng lúc này góc lê ̣ch pha bé , thường chỉ đa ̣t ́ khoảng 300-450. Loại này có moment khởi động lớn hơn loại dùng tụ thường trực nhưng bé hơn loa ̣i dùng tu ̣ khởi đô ̣ng. Động cơ không đồng bộ 1 pha không dùng tụ e) Động cơ không đồng bộ một pha dùng vòng ngắn mạch : Với các đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ mô ̣t pha công suấ t bé , từ vài oát đế n hàng trăm oát , khi khởi đô ̣ng thường không m ang tải hoă ̣c tải rấ t nhỏ , thì được chế tạo theo kiểu vòng ngắn mạch . Trên các cực từ lồ i của stator , người ta xẻ ranh ̃ và đặt một vòng đồng kín mạch ôm lấy khoảng 1/3 cực từ , vòng ngắn mạch đóng vai trò như mô ̣t dây quấ n phu ̣.
Khi đă ̣t điê ̣n áp xoay chiề u vào cuô ̣n dây để khởi đô ̣ng đô ̣ng cơ , dòng xoay chiề u cha ̣y trong dây quấ n sẽ sinh ra trên các cực từ thông . Từ thông chia thành hai phần : Từ trường quay trong đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1 pha dùng vò ng ngắ n ma ̣ch có dạng elíp. Để giảm mức đô ̣ elíp người ta chế ta ̣o khe hở giữa phầ n mă ̣t cực stator nằ m ngoài vòng ngắ n ma ̣ch với roto lớn hơn khe hở giữa chúng ở phía trong vòng ngắ n ma ̣ch. Động cơ 1 pha dùng vòng ngắ n ma ̣c h có cấ u ta ̣o đơn giản nên giá thành thấ p ̣ , nhưng moment khởi đô ̣ng nhỏ , hê ̣ số công suấ t thấ p , hiê ̣u suấ t thấ p và khả năng quá tải kém, nên chỉ dùng khi đô ̣ng cơ có công suấ t bé . 5.5 ĐAO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ MỘT PHA : ̉ Nguyên tắ c chung để đảo chiề u quay đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ 1pha có dây quấ n phu ̣ là đổ i chiề u dòng điê ̣n cha ̣y trong dây quấ n phu ̣ , giữ nguyên chiề u dòng điện trong dây quấn chính hoặc ngược lại . 5.6 ĐẤU DÂY VẬN HÀNH ̀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ 1 PHA HAI ́ ́ CÂP ĐIỆN AP :
Trong thực tế , nế u các đô ̣ng cơ mô ̣t pha đươ ̣c chế ta ̣o để vâ ̣n hành ở hai cấ p điê ̣n áp ví du ̣ như 110V/220V, thì động cơ thường có 6 mố i dây ra , trong đó có 4 mố i dây của pha chính và 2 mối của pha phụ . Khi sử du ̣ng ở nguồ n 110V thì hai nửa pha chính đấu song song , còn ở nguồn 220v thì hai nửa pha chính đấ u nố i tiế p theo đúng cực tinh. ́