Tài liệu Biến Đổi Năng Lượng Điện Cơ - Phần 8 ppt

> Cau tric stator gân như y hệch như stator máy điện đông bộ, cũng dây quân ba pha tạo nên từ trường quay ở tốc độ đồng bộ ø, = pøœ„, với p là số đôi cực và œ„ là vận tốc cơ đông bộ tính

BÀI GIẢNG Biên Đôi Năng Lượng Điện Cơ

Máy điện cảm ứng — Giới thiệu chung

> Đây là dạng máy điện được dùng phổ biên nhật hiện nay chủ yêu dưới dạng động

cơ 3 pha và 1 pha Cả stator và rotor đêu dùng dòng xoay chiêu Nêu được phôi bợp với các bộ converter bán dẫn công suât sẽ cho ta các đường đặc tính tải mô men —

vận tốc hoàn hảo

> Bài giảng sẽ chú trọng các kiên thức nên tảng, cách xây dựng mạch tương

đương, các kết quả bồ ích rút ra từ góc độ năng lượng và đông năng lượng

> Cau tric stator gân như y hệch như stator máy điện đông bộ, cũng dây quân ba pha tạo nên từ trường quay ở tốc độ đồng bộ ø, = pøœ„, với p là số đôi cực và œ„ là vận tốc cơ đông bộ tính bằng rad/s

> Rotor cling gôm dây quân 3 pha với cùng sô cực như ở stator, dùng cảm ứng

hoặc chính từ từ trường quay hoặc qua một phương pháp chủ động khác Các

thanh dẫn rotor được ngắn mạch bên trong (frường hợp rotor lông sóc) hoặc ngắn

mạch bên ngoài thông qua vành trượt ngắn mạch (frường hợp rotor dây quân)

Câu trúc máy điện cảm ứng

> Mach tle cho cả stator và rotor được ghép từ nhiêu lá thép và được tiện rãnh

đề đặt dây dẫn (Cu hay AI) Rotor thường được gắn thêm cánh quạt ở 2 vành

ngắn mạch cũng như ở 2 đâu trục đề làm mát nhờ đồi lưu không khí

Câu trúc phân tĩnh Stator

> Mạch từ được ghép từ nhiêu lá thép mỏng, với nhiêu rãnh đề lông dây quân

ba pha Các thanh nêm (Wedges) được chèn thêm đề cô định các bôi dây nằm trong rãnh Hệ thông dây quân ba pha stator có nhiệm vụ tạo từ trường quay

Câu trúc phân quay rotor dây quân

> Mạch từ cũng được ghép từ nhiêu lá thép mỏng, với nhiêu rãnh đề lông thanh dẫn rotor Thanh dẫn rotor được kết nôi theo hệ thông dây dẫn ba pha Hệ thông dây dẫn ba pha rotor được kết nỗi với hệ 3 trỡ ngoài thông qua hệ thông 3 vòng

trượt Rotor được thiệt kê sao cho bảo đảm được đặc tính cơ mô men — tốc độ mong nuôm, phụ thuộc vào đặc tính tải

Thanh dan Rotor

Câu trúc phân quay rotor lỗng sóc

> Mạch từ cũng được ghép từ nhiêu lá thép mỏng, với nhiêu rãnh đề đúc thanh

dẫn rotor Các thanh dẫn rotor được ngắn mạch 2 đâu bằng 2 vành ngắn mạch Với rotor công suất nhỏ và trung bình, các rãnh được đúc xiên đề giảm 6n va tang

Lecture 9

Lecture 9

Nguyên lý vận hành của động cơ cảm ứng

> Dòng ba pha cung cập cho dây quân stator sẽ hình thành từ trường quay, quay

với tốc độ đông bộ Khi rotor quay chậm hơn so với tốc độ đồng bộ, hình thành

dòng cảm ứng ở dây quân rotor, với cùng số đôi cực như dây quân stator

> Dòng cảm ứng ở dây quân rotor sẽ tạo từ trường quay, tương tác với từ

trường đông bộ stator tạo mô men kéo rotor quay

> Vễ nguyên lý mô men tạo ra từ dòng rotor cảm ứng sẽ thúc đây rotor quay

nhanh hơn, theo định luật Lenz, đề đạt tới tốc độ cơ đồng bộ, tương ứng với mô men giảm vê zero Trên thực tê do các t6n hao co’ (do ma sat, quat gid, etc.) rotor

luôn quay chậm hơn tôc độ cơ đông bộ, với một độ trượt vừa đủ, đề tạo mô men

quay cân bằng với mô men cản (khi vận hành không tải hay có tải)

Nguyên lý vận hành của động cơ cảm ứng (tt)

> Khao sat motor có p cặp cực và đạt tôc độ đông bộ øœ„ (rad/s)

OR " (U, — Po,,

Trong đó œ, và œ, lần lượt là tân sô dong stator va rotor (rad/s)

> Ta thây độ lớn dòng cảm ứng rotor phụ thuộc vào sai khác tốc độ giữa từ

trường quay stator và rotor Sai khác này được thê hiện qua thông số không thứ nguyên gọi là hệ sô trượt (sfip) được tính bởi:

O.=O0,- po, =so

> Hai giá trị đặc biệt: s = 0 khi rotor đạt tôc độ cơ đông bộ, và s = 1 khi rotor

dung yen

Lecture 9

Phân tích máy điện cảm ứng hai cực

>» Dụng phương pháp năng lượng, ta tính được mô men theo quan hệ

INS IMF

Với I„ và I_ lân lượt là giá trị đĩnh của dong stator va rotor

> Thực tê công thức mô men muôn tiện dùng cân qui vê các thông sô cơ bản của

máy điện cảm ứng Điêu này khả thi nêu ta xây dựng được mạch 1 pha tương

đương, giông như đã làm với MBA Suy cho cùng, động cơ cảm ứng có thê xem như MBA voi tht cap là rotor quay

> Theo quan diém do ta goi a la ti sé gitva s6 ddng day/pha cua stator so với

rotor, qua đó các thông số rotor sẽ được qui vê phía stator như sau:

` 2 hà 2p _p 27 _ 7 2 _ 7

Xây dựng mạch tương đương 1 pha

> Dé c6 thé gdp chung mach rotor vê stator, cả hai phải có cùng điện áp và tân

số Muôn thé ta đã qui đồi các thông số của rotor vê stator Bỏ qua điện trỡ dây quan stator, mạch tương đương 1 pha qui vê stator được thê hiện trên hình

> L, thê hiện điện khang ro stator con L’, thê hiện điện kháng rò rotor qui vê phía

stator R', thê hiện điện trỡ dây quân rotor qui vé phia stator

Xây dựng mạch tương đương gân đúng

> Điện trỡ rotor qui về stator có thê phân ra thành R', và R”,(1 — s)/s Thành phân dau thé hiện tốn hao đông rotor, trong khi thành phần thứ hai thê hiện công suất

cơ đưa ra trục quay biên động theo hệ số trượt

> Đề tiện lợi khi tính toán, nhánh từ hóa aM được dời qua trái, cho ta mạch

tương đương 1 pha gân đúng thê hiện trên hình

Xây dựng các biêu thức tính công suất

> Ton hao Idi thép va ton hao dây quan stator thé hién trén R, va R, của mạch

tương đương gân đúng Từ đó công suât vào được tính bởi:

Xây dựng các biều thức tính công suất (tt)

> P„„ bao hàm cả tôn hao đồng rotor P, và công suât cơ P„ Ta dễ dàng suy ra

> Néu xét thém ton hao quay P , rot (ma sát, quạt gió, ), thì hiệu suất sẽ là:

E shaft _ Fy ~(P., + OF, + OF, +P„)

Fi Fi

Xây dựng biêu thức tính mô men

»> Sử dụng mạch tương đương gân đúng, dòng rotor qui vê stator được xác định bởi

Bài Tập 7.2 và 7.3

> BT 7.2: Cho động cơ cảm ứng ba pha, 866 V, đâu wye, 60 Hz, hai cực có

thong so w.L, = 0.5 Q, 3@,aM/2 = 5 O, øœ.L'„= 0.5 O, và R,= 0.1Ó Xác định mô men ở s = 0.05 và công suât phức ba pha đâu vào Bỏ qua R và R Sử dụng

mạch tương đương chính xác và mạch tương đương gân đúng

»> Cho biết sai sô kêt quả khi dùng mạch tương đương chính xác và mạch tương đương gân đúng là khoảng 1.8% cho BT 7.2

> BT 7.3: S& dung mach tuwong duong gan dung cua BT 7.2, hay tinh I’, P,,, ag’ P ,

P va mo men

Khảo sát đặc tính cơ mô men - vận tốc

> Biêu thức xác định mô men theo hệ số trượt có dạng

(, (R, +Rj/s] + (x, + x, |

> Voi dién áp va tân số lưới nguôn không đồi, xét trường hợp s bé

Biêu thức xác đinh mô men cực đại

> Dựa vào đặc tính cơ, ta xác định độ trượt ở đó mô men cực đại bằng cach cho

> Cac két quả trên giải thích lý do cần dùng động cơ cảm ứng rotor dây quân đề

điêu chỉnh độ dốc đặc tình cơ Lecture 9 18

Máy điện cảm ứng nhiều đôi cực

»> Khảo sát máy điện cảm ứng có p đôi cực, tiên hành phân tích tương tự với

góc 9 được thay bởi p0 Mạch tương đương một pha không đổi

»> Lúc này công suất cơ được xác định bởi

»> Mô men cực đại được xác định bởi biêu thức (với độ trượt tương ứng vẫn như cũ)

Giải BT 7.5 and 7.6

»> BT 7.5: Cho 1 động cơ cảm ứng 4-pole với thông số cho trước, xác định mô

men ở tốc độ đã cho; xác định mô men cực đại cùng hệ sô trượt tương ứng Bỏ

qua điện trở stator, bỏ qua tốn hao đông stator và tôn hao từ hóa

> BT 7.6: Cho 1 déng cơ cảm ứng 6-pole với thông số cho trước, tìm hệ sô trượt

và tốc độ quay rotor, tan sô dòng rotor cảm ứng, mô men khởi động cũng như

mô men cực đại, sử dụng mạch tương đương chính xác và mạch tương đương

gân đúng

Bai Tap