chuong-2_3

PowerPoint Presentation • Bây giờ ta dùng tay quay roto theo một chiều nào đó• Trong thanh dẫn roto sẽ xuất hiện s đ đ và dòng điện Dòng điện này tạo ra từ thông Φ q Φ d nΦ q  Φ d được gọi là từ thôn[.]

• Bây giờ ta dùng tay quay roto theo một chiều nào đó

• Trong thanh dẫn roto sẽ

xuất hiện s.đ.đ và dòng

điện Dòng điện này tạo

ra từ thông Φq

Φd

n

Φq

 Φd được gọi là từ thông

dọc trục và Φq là từ thông

ngang trục

 Quan hệ về pha của

Φd, Φd và s.đ.đ:

I& d

Φ&

q

Φ&

2

E&

Φd

Φq

ωt

0o

4590o o

135

o

180

o

225

o

270

o

315

o

 Như vậy quay roto sẽ tạo ra từ trường ngang

Từ trường này kết hợp với từ trường dọc trục sẽ tạo ra từ trường quay theo hướng quay ban đầu

Từ trường này gia tốc roto lên đến tốc độ gần

n1

• Φd là từ trường đập mạch nên nó được phân tích thành hai từ trường quay theo hai chiều ngược nhau

• Khi quay roto, đối với một từ trường(từ trường thuận), máy làm việc trong chế độ động cơ:

 Đối với từ trường kia(từ trường ngược), máy làm việc trong chế độ hãm

 Từ trường quay thuận tạo ra mô men động cơ

M1 Trường quay ngược tạo ra mô men hãm M2

1 1

1

n

−

2

A

2

Φ

2

Φ

A1 B1 C1 A2 B2 C2

M

M2

M1

s

M

4 Mạch điện thay thế

• Mạch điện thay thế của động cơ một pha khi roto đứng yên giống MBA khi dây quấn thứ cấp nổi ngắn mạch:

1

I& I&′2

1

U&

1

E&

R1 X1 R′2 X ′2

o

I&

• Mạch điện trên có thể phân thành hai nhánh tương ứng với từ trường quay thuận và ngược

• Khi roto đứng yên, ΦT = ΦN nên ET = EN

1

I&

1

U&

T

E&

R1 X1

2

0.5R ′

2

0.5X ′

m

0.5X

N

2

0.5X ′

m

0.5X

• Khi roto quay với tốc độ n trong từ trường quay thuận, trong dây quấn roto có dòng điên tần số f2 = sf1

• Quy đổi từ roto sang stato ta có sơ đồ thay thế khi roto quay:

1

I&

1

U&

T

E&

R1 X1

2

0.5R s

′

2

0.5X ′

m

0.5X

N

E& 0.5R2 s′2

−

2

0.5X ′

m

0.5X

• Gọi ZT là tổng trở thứ tự thuận và ZN là tổng trở thứ tự nghịch ta có:

I&

1

U&

T

E&

R1 X1

N

E&

ZT

ZN

j0.5X (j0.5X 0.5R / s) 0.5R / s j0.5(X X )

′ + ′

j0.5X [j0.5X 0.5R /(2 s)]

• Công suất điện từ của từ trường thuận và

dtT T 1

• Mô men điện từ tương ứng:

2 dtN N 1

2 dtT T 1 T

2 dtN N 1 N

2

T N 1

1

Ω

• Công suất cơ:

Pcơ = MΩ = MΩ1(1 – s)

2

P = I (R − R )(1 s) (P− = − P )(1 s)−

• Công suất trên trục máy:

• Tổn hao đồng trong dây quấn roto ứng với từ trường thuận và ngược là:

Cu2T dtT

• Tổn hao đồng trong dây quấn roto:

P2 = Pcơ - pq

p = −(2 s)P

p = sP + −(2 s)P

Ví dụ: Một động cơ một pha 120V, 50Hz, 180W

có các thông số: R1 = 8Ω, X1 = X’2 = 4Ω, R’2 =

10Ω, Xm = 240 Ω, PFe = 15W, tổn hao do

ma sát và quạt gió là 5W, 2p = 4 Động cơ làm việc với sđm = 0.04 Tính dòng điện stato, công suất cơ, công suất đưa ra, n và η

Tổng trở của động cơ:

j0.5X (j0.5X 0.5R / s) 0.5R / s j0.5(X X )

′ + ′

j0.5 240(j0.5 4 0.5 10/ 0.04) 0.5 10/ 0.04 j0.5(240 4)

=

N N N

j0.5X [j0.5X 0.5R /(2 s)]

j0.5 240 [j0.5 4 0.5 10/(2 0.04)]

0.5 10/(2 0.04) j0.5(240 4)

=

(2.47 2.02j)

Tổng trở vào tương đương của động cơ:

Zv = Z1 + ZT + ZN = 8 + 4j + 59 + 62.42j + 2.47 + 2.02j= (69.47 + 68.44j)Ω

Dòng điện stato:

1

V

I

∠

+

&

o

= ∠ −

Hệ số công suất:

cosϕ = cos44.57o =

0.7124

Tốc độ của động cơ:

n = n1(1 – s) = 1500× 0.96 = 1440vg/ph

Công suất điện từ:

dt 1 T N

P = I (R − R ) 1.23 (59 2.47) 85.5W= − =

Công suất cơ:

co dt

P = P (1 s) 85.5 0.96 82.1W− = × =

Công suất đưa ra:

2 co Fe q

P = P − P − p = 82.1 15 5 62.1W− − =

Công suất tiêu thụ từ lưới:

1 1 1 1

P = U I cosϕ = 120 1.23 0.7124 105.15W× × =

Hiệu suất của động cơ:

2 1

59%

5 Động cơ dùng dây quấn phụ để khởi động

• Động cơ có cấu tạo như hình sau:

K

K

NC

NP

• Để tạo ra mô men khởi động ta tạo góc lệch pha của dòng điện trong hai cuộn dây nhờ điện trở của chúng

• Đồ thị vec tơ và đặc tính mô men của động cơ:

• Mô men khởi động của động cơ:

U&

P

I&

C

I&

M

s

MK

Mđm 0

ϕC

ϕP α

k

1

M = × × × + sinα

Ω P

C

N a

N

=

Ví dụ: Thông số của cuộn chính và cuộn phụ

của một động cơ không đồng bộ một pha 220V, 50Hz khi roto đứng yên là:

Rc = 3.94Ω, Xc = 4.2Ω, Rf = 8.42Ω, Xf = 6.28Ω

Tính dòng điện trong mỗi dây quấn khi roto đứng yên, góc lệch pha giữa các dòng điện, mô men khởi động, điện trở cần nối thêm vào dây quấn phụ để góc lệch pha giữa các dòng điện là

30o.

Tổng trở của các cuộn dây:

o c

Z = 3.94 j4.2 5.7588 46.83+ = ∠ Ω

o f

Z = 8.42 j6.28 10.5 36.71+ = ∠ Ω

Dòng điện trong hai cuộn dây:

o

o

c

∠

∠

&

&

o

o

f

∠

∠

&

&

Góc lệch pha của dòng điện trong hai cuộn dây:

α = 46.83o – 36.71o =

10.12o

Mô men khởi động:

Mk = k× 20.84× 11.42× sin10.12o =

41.82k

Muốn góc pha giữa các dòng điện 30o thì góc pha của dòng điện trong cuộn phụ If phải là:

θ = 46.83o - 30o = 16.83o

Zf

Rf +

Rx

Xf

θ

f

f x

X tg

θ =

+

θ

Khi có Rf, dòng điện If và mô men khởi động là:

o

o f

f

Z (12.34 8.42) j6.28

∠

&

&

Mk = k× 20.84× 5.5327× sin16.38o =

32.52k

6 Động cơ một pha dùng tụ

• Sơ đồ động cơ như hình bên

K

NC

NP

K

NC

NP

U&

P

I&

C

I& I&