GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN IV MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ - CHƯƠNG 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

147
lượt xem 55
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ § 1.1. PHÂN LOẠI VÀ KẾT CẤU 1. Phân loại: - Theo kết cấu của vỏ có thể chia làm các loại: kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu chống nổ, kiểu chống rung,… - Theo kết cấu của rotor chia làm 2 loại:Rotor dây quấn và rotor lồng sóc. - Theo số pha: m = 1, 2, 3. 2. Kết cấu: Giống như các máy điện quay khác, máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau: Phần tĩnh hay stator: Trên stator có vỏ, lõi thép và...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH MÁY ĐIỆN II - PHẦN IV MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ - CHƯƠNG 1

PHAÀN IV MAÙY ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ 47
CHÖÔNG I: ÑAÏI CÖÔNG VEÀ MAÙY ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ § 1.1. PHAÂN LOAÏI VAØ KEÁT CAÁU 1. Phaân loaïi: - Theo keát caáu cuûa voû coù theå chia laøm caùc loaïi: kieåu hôû, kieåu baûo veä, kieåu kín, kieåu choáng noå, kieåu choáng rung,… - Theo keát caáu cuûa rotor chia laøm 2 loaïi:Rotor daây quaán vaø rotor loàng soùc. - Theo soá pha: m = 1, 2, 3. 2. Keát caáu: Gioáng nhö caùc maùy ñieän quay khaùc, maùy ñieän khoâng ñoàng boä goàm caùc boä phaän chính sau: Phaàn tónh hay stator: Treân stator coù voû, loõi theùp vaø daây quaán. α . Voû maùy: Ñeå coá ñònh loõi theùp vaø daây quaán, khoâng duøng ñeå 1 laøm maïch daãn töø. Thöôøng laøm baèng gang hay theùp taám haøn laïi. β . Loõi theùp: Laø phaàn daãn töø. Vì töø tröôøng ñi qua loõi theùp laø töø tröôøng quay neân ñeå giaûm toån hao, loõi saét 2 ñöôïc laøm baèng nhöõng laù theùp kyõ thuaät ñieän daøy 0,35mm hay 3 0,5mm eùp laïi. Khi ñöôøng kính ngoaøi loõi theùp Dn < 990mm thì duøng caû taám troøn eùp laïi, 2 maët coù sôn Hình 1.1 Stator của maùy caùch ñieän. Khi Dn > 990mm thì phaûi duøng nhöõng taám hình reõ quaït (segment) gheùp laïi thaønh khoái ñieän khoâng ñoàng boä. troøn. Maët trong cuûa theùp coù xeû raõnh ñeå ñaët daây 1. Voû maùy. quaán. 2. Loõi theùp. γ . Daây quaán: Daây quaán cuûa stator ñöôïc ñaët vaøo 3. Daây quaán. caùc raõnh cuûa loõi saét vaø ñöôïc caùch ñieän toát ñoái vôùi raõnh. Phaàn quay hay rotor: Goàm loõi theùp vaø daây quaán. α . Loõi theùp: Duøng caùc laù theùp kyõ thuaät ñieän nhö ôû stator. Loõi saét ñöôïc eùp tröïc tieáp leân truïc quay, phía ngoaøi coù xeû raõnh ñeå ñaët daây quaán. β . Daây quaán: Coù 2 loaïi: Loaïi rotor kieåu daây quaán: Rotor coù daây quaán gioáng nhö daây quaán stator. Daây quaán 3 pha cuûa rotor thöôøng ñaáu hình sao, coøn ba Hình 1.2 Rotor daây quaán cuûa ñoäng cô ñaàu kia ñöôïc noái vaøo 3 vaønh tröôït ñieän khoâng ñoàng boä thöôøng laøm baèng ñoàng ñaët coá ñònh 48
ôû moät ñaàu truïc vaø thoâng qua choåi than coù theå ñaáu vôùi maïch ñieän beân ngoaøi. Khi maùy laøm vieäc bình thöôøng daây quaán rotor ñöôïc noái ngaén maïch. Hình 1.3 Rotor loàng soùc ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä Loaïi rotor kieåu loàng soùc: Keát caáu cuûa loaïi daây quaán naøy raát khaùc vôùi daây quaán stator. Trong moãi raõnh cuûa rotor ñaët vaøo thanh daãn baèng ñoàng hay baèng nhoâm daøi ra khoûi loõi theùp vaø ñöôïc noái taét laïi ôû 2 ñaàu baèng hai vaønh ngaén maïch baèng ñoàng hay nhoâm laøm thaønh moät caùi loàng maø ngöôøi ta quen goïi laø loàng soùc (hình 1-3). c) Khe hôû: Khe hôû trong maùy ñieän khoâng ñoàng boä raát nhoû (töø 0,2 ñeán 1 mm trong maùy ñieän côõ nhoû vaø vöøa), caøng nhoû caøng toát ñeå haïn cheá doøng ñieän töø hoaù laáy töø löôùi vaøo. Keát caáu cuûa ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä rotor loàng soùc vaø rotor daây quaán ñöôïc trình baøy treân hình 1.4, hình 1.5. Hình 1.4 Ñoäng cô ñieän khoâng Hình 1.5 Ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ñoàng boä rotor daây quaán. 49
§ 1.2. NGUYEÂN LYÙ LAØM VIEÄC Maùy ñieän khoâng ñoàng boä laø loaïi maùy ñieän laøm vieäc theo nguyeân lyù caûm öùng ñieän töø. Khi cho moät doøng ñieän ba pha ñi vaøo daây quaán ba pha ñaët trong loõi theùp stator thì trong maùy sinh ra moät töø tröôøng quay vôùi toác ñoä ñoàng boä n1 = 60f1- /p, f laø taàn soá löôùi ñieän ñöa vaøo, p laø soá ñoâi cöïc cuûa maùy. Töø tröôøng naøy queùt qua daây quaán nhieàu pha töï ngaén maïch ñaët treân loõi theùp rotor vaø caûm öùng trong ñoù s.ñ.ñ vaø doøng ñieän. Töø thoâng do doøng ñieän naøy sinh ra hôïp vôùi töø thoâng cuûa stator taïo thaønh töø thoâng toång ôû khe hôû Φ δ . Doøng ñieän trong daây quaán cuûa rotor taùc duïng vôùi töø thoâng naøy sinh ra moment. Taùc duïng cuûa noù coù quan heä maät thieát vôùi toác ñoä quay n cuûa rotor, vôùi nhöõng phaïm vi toác ñoä khaùc nhau thì cheá ñoä laøm vieäc cuûa maùy cuõng khaùc nhau. Ñeå chæ phaïm vi toác ñoä cuûa moãi maùy, ngöôøi ta duøng heä soá tröôït s. Theo ñònh nghóa heä soá tröôït baèng: n1 − n s% = .100 n1 Nhö vaäy khi: n = n1 ⇒ s = 0; n = 0 ⇒ s = 1 n > n1 ⇒ s < 0; n < 0 ⇒ s > 1 (rotor quay ngöôïc chieàu töø tröôøng quay) 1. Tröôøng hôïp rotor quay thuaän vôùi töø tröôøng quay nhöng n1 > n > 0 hay 0 < s < 1. Giaû söû chieàu quay n1 cuûa Φ δ vaø chieàu quay n cuûa rotor nhö hình veõ. Do n < n1 neân chieàu chuyeån ñoäng cuûa thanh daãn suy ra chieàu Eö, Iö ñöôïc xaùc ñònh baèng quy taéc baøn tay phaûi. Iö taùc ñoäng vôùi Φ δ sinh ra löïc ñieän töø F vaø moment M coù chieàu Hình 1.6 Cheá ñoä ñoäng cô ñieän xaùc ñònh baèng qui taéc baøn tay traùi, moment M cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä laøm rotor quay theo chieàu cuûa töø tröôøng quay vôùi n < n1. Maùy laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoäng cô ñieän (bieán ñieän naêng thaønh cô naêng). 2. Tröôøng hôïp rotor quay thuaän vaø nhanh hôn toác ñoä ñoàng boä + ∞ > n > n1 hay − ∞ < s < 0. Duøng moät ñoäng cô sô caáp quay rotor cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä nhanh hôn toác ñoä ñoàng boä cuûa töø tröôøng quay n > n1. Chieàu cuûa töø tröôøng quay queùt qua thanh daãn ngöôïc laïi, chieàu Eö, Iö ñoåi chieàu neân chieàu cuûa moment M ngöôïc vôùi chieàu quay cuûa rotor neân noù laø moment haõm. Maùy bieán cô naêng thaønh ñieän naêng. Maùy laøm vieäc ôû Hình 1.7 Cheá ñoä maùy phaùt ñieän cheá ñoä maùy phaùt. cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä 50
3. Tröôøng hôïp rotor quay ngöôïc chieàu töø tröôøng quay ( − ∞ < n < 0 hay + ∞ > s > 1). Vì moät lyù do naøo ñoù rotor quay ngöôïc chieàu vôùi töø tröôøng quay thì luùc ñoù chieàu cuûa Eö, Iö , maùy laøm vieäc gioáng nhö ôû cheá ñoä ñoäng cô ñieän. Vì moment M sinh ra ngöôïc chieàu vôùi n neân coù taùc duïng haõm rotor laïi. Trong tröôøng hôïp naøy maùy vöøa laáy ñieän naêng ôû löôùi ñieän vöøa laáy cô naêng ôû ñoäng cô sô caáp. Cheá ñoä laøm vieäc nhö vaäy goïi laø cheá ñoä haõm Hình 1.8 Cheá ñoä haõm ñieän töø ñieän töø. cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä Toùm laïi ta coù theå bieåu thò caùc cheá ñoä laøm vieäc theo s vaø n nhö sau: Cheá ñoä Haõm ñieän töø Ñoäng cô Maùy phaùt n 0 n1 +∞ −∞ s +∞ 1 0 −∞ Vì maùy laøm vieäc ôû caùc toác ñoä n khaùc n1 cuûa töø tröôøng quay neân ta goïi laø maùy ñieän khoâng ñoàng boä. § 1.3. CAÙC ÑAÏI LÖÔÏNG ÑÒNH MÖÙC Maùy ñieän khoâng ñoàng boä coù caùc ñaïi löôïng ñònh möùc ñaëc tröng cho ñieàu kieän kyõ thuaät cuûa maùy. Caùc trò soá naøy do nhaø maùy thieát keá, cheá taïo quy ñònh vaø ñöôïc ghi treân nhaõn maùy. Vì maùy ñieän khoâng ñoàng boä chuû yeáu laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoäng cô ñieän neân treân nhaõn maùy ghi caùc trò soá ñònh möùc cuûa ñoäng cô öùng vôùi taûi ñònh möùc. Caùc trò soá ñoù thöôøng bao goàm: + Coâng suaát ñònh möùc ôû ñaàu truïc (coâng suaát ñaàu ra) Pñm (kW hay W) hoaëc Hp hoaëc Cv, 1Cv = 736W (theo tieâu chuaån Phaùp), 1kW = 1,358Cv, 1Hp = 746W (theo tieâu chuaån Anh). + Doøng ñieän daây ñònh möùc Iñm (A). + Ñieän aùp daây ñònh möùc Uñm (V). + Kieåu ñaáu daây stator. + Toác ñoä quay ñònh möùc nñm (vg/ph). + Hieäu suaát ñònh möùc η ñm . + Heä soá coâng suaát ñònh möùc cos ϕ ñm . Coâng suaát ñònh möùc maø ñoäng cô ñieän tieâu thuï: Pñm P1ñm = = 3U ñm I ñm cos ϕ ñm , Pñm = 3U ñm I ñm cos ϕ ñm η ñm η ñm Moment ñònh möùc ôû ñaàu truïc: 51
Pñm ( W ) Pñm 1 . = 0,975 (kGM ) M ñm = ω 9,81 n ñm ( vg / ph ) Thí duï: Typ AM 160 L4 R1 3 ~ Mot Nr 28600 – 1 Δ / Υ 220/380 V 42/24 A 11kW 0,77 1455 1/min 50 Hz cos ϕ Lfr. Y 250 V 25 A Isol. – KL. B lP 44 VDE 0530/69 Hình 1.9 Nhaõn maùy ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä rotor daây quaán. Hình 1.9 laø nhaõn maùy cuûa moät ñoäng cô ñieän 3 pha rotor daây quaán. Caùc soá lieäu bieåu thò: Δ /Y 220/380 V: Ñoäng cô coù theå hoaït ñoäng vôùi ñieän aùp daây nguoàn 220 V khi ñoäng cô ñaáu Δ vaø 380V khi ñoäng cô ñaáu Y. 42/24 A: Doøng ñieän daây ñònh möùc töông öùng vôùi moãi caùch ñaáu Δ /Y. 11kW: Coâng suaát ñònh möùc cuûa ñoäng cô. 14551 1/min: Toác ñoä quay ñònh möùc cuûa ñoäng cô. 50 Hz: Taàn soá ñònh möùc cuûa nguoàn. Lfr. Y 250V: Daây quaán rotor ñaáu hình Y, ñieän aùp daây rotor 250V. 25A: Doøng ñieän ñònh möùc cuûa rotor. Isol. – KL.B: Caáp caùch ñieän cuûa ñoäng cô. IP 44: Loaïi vaø kieåu baûo veä ñöôïc ghi baèng kí hieäu ngaén, soá thöù nhaát chæ caáp baûo veä choáng vaät laï beân ngoaøi (caáp 4 baûo veä choáng vaät laï beân ngoaøi φ >1mm), soá thöù hai chæ caáp baûo veä choáng nöôùc (caáp 4 choáng tia nöôùc töø moïi höôùng). § 1.4. COÂNG DUÏNG CUÛA MAÙY ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ. Maùy ñieän khoâng ñoàng boä laø loaïi maùy ñieän xoay chieàu chuû yeáu duøng laøm ñoäng cô ñieän. Do keát caáu ñôn giaûn, laøm vieäc chaéc chaén, hieäu suaát cao, giaù thaønh haï neân ñoäng cô khoâng ñoàng boä laø loaïi maùy ñöôïc duøng roäng raõi nhaát trong caùc ngaønh kinh teá quoác daân. Trong coâng nghieäp thöôøng duøng maùy ñieän khoâng ñoàng boä laøm nguoàn ñoäng löïc cho maùy caùn theùp loaïi vöøa vaø nhoû, ñoäng löïc cho caùc maùy coâng cuïï,… Trong haàm moû duøng laøm maùy tôøi hay quaït gioù. Trong noâng nghieäp duøng ñeå laøm maùy bôm hay maùy gia coâng noâng saûn phaåm. Trong ñôøi soáng haøng ngaøy, maùy ñieän khoâng ñoàng boä cuõng daàn daàn chieám moät vò trí quan troïng: quaït gioù, maùy quay ñóa, ñoäng cô trong tuû laïnh, maùy bôm nöôùc, … Toùm laïi phaïm vi öùng duïng cuûa maùy ñieän khoâng ñoàng boä ngaøy caøng roäng raõi. 52
Tuy vaäy, maùy ñieän khoâng ñoàng boä coù nhöõng nhöôïc ñieåm nhö: cos ϕ cuûa maùy thöôøng khoâng cao laém vaø ñaëc tính ñieàu chænh toác ñoä khoâng toát neân öùng duïng cuûa noù coù phaàn bò haïn cheá. Caâu hoûi: 1. Coâng thöùc tính toác ñoä ñoàng boä? 2. Caùc caùch phaân loaïi maùy ñieän khoâng ñoàng boä 3 pha? Ñaëc ñieåm cuûa töøng loaïi? 3. Taïi sao maùy ñieän khoâng ñoàng boä ñöôïc duøng phoå bieán nhaát? 53