Trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha vòng ngắn mạch và động cơ không đồng bộ 1 pha mở máy bằng điện dung.. Dòng điện xoay chiều chạy vào dây quấn stato khô
Trang 1Chương 4 ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA
Mục tiêu : Sau khi học xong chương này SV phải :
Chứng minh được trong từ trường 1 pha động cơ không thể tự khởi động
Trình bày được nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 1 pha vòng ngắn mạch và động cơ không đồng bộ 1 pha mở máy bằng điện dung
Vẽ và giải thích được mạch ĐC 3 pha sử dụng trong lưới điện 1 pha
Nội dung:
I NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Cấu tạo: động cơ thường có rotor lồng sóc Lõi thép stato giống động cơ 3 pha, dây quấn là cuộn dây một pha nối với nguồn điện xoay chiều một pha
Dòng điện xoay chiều chạy vào dây quấn stato không tạo ra từ trường quay Do sự biến thiên của dòng điện, chiều và trị số từ trường thay đổi nhưng phương của từ trường cố định trong không gian Đó là từ trường đập mạch Phân tích từ trường đập mạch thành 2 từ trường quay có cùng tốc độ quay nhưng ngược chiều nhau và biên độ bằng một nửa từ trường đập mạch
P
f 60 n
1 và
2
B B
max II max với
II
I B B
B
Hệ số trượt ứng với từ trường quay thuận: s
n
n n s
1
1
I
Và với từ trường quay ngược: 2 s 2 s
n
n ) s 1 ( n n
n n s
I 1
1 I 1
1
1
II
Tác dụng của từ trường quay thuận nghịch đó với dòng điện ở rotro do chúng sinh
ra tạo thành hai moment ngược nhau MA và MB Khi động cơ đứng yên (s=1), hai moment đó bằng nhau và ngược chiều nhau nên moment tổn bằng không nên động
cơ không thể khởi động được
-Nếu dùng lực bên ngoài quay rotor theo một chiều nào đó (giả sử chiều thuận),
do tốc độ quay thuận nthuận 0 nên hệ số trượt ứng với từ trường quay thuận là
1 s n
n n s
1
1
I Moment điện từ khác 0 nên rotor tiếp tục quay thuận và
động cơ làm việc ở tốc độ ứng với moment cản bằng moment động
-Nếu quay động cơ theo chiều ngược, do tốc độ quay ngược nngược 0 nên hệ số trượt ứng với từ trường quay ngược là s 2 s 1
II Moment điện từ khác 0 (theo chiều ngược) nên rotor tiếp tục quay ngược và tăng tốc đến tốc độ ổn định
Vậy: nếu ĐCKĐB một pha mà mở máy được thì động cơ có thể làm việc được và muốn tạo moment mở máy thì lúc mở máy phải biến động cơ một pha thành hai pha để tạo từ trường quay
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 2II PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY VÀ CÁC LOẠI ĐCKĐB MỘT PHA
1 PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY
Về lý thuyết để tạo từ trường ta cần có hai dây quấn đặt lệch nhau trong không gian góc và dòng hay áp đặt vào hai dây quấn phải lệch nhau góc
Cấu tạo thực tế của động cơ một pha thường có hai dây quấn nên
I I .sin sin M
B
A Để có moment lớn thì
0
90
90
Nghĩa là, hai dây quấn lệch nhau góc 900 ( 0
90
) và để 0 phải có thiết bị dịch pha đặt trong dây quấn thứ hai Hình 4.1 vị trí không gian dây quấn một pha
Dây quấn thứ nhất: dây quấn làm việc (dây quấn chính, dây quấn chạy) Dây quấn thứ hai: dây quấn khởi động (dây quấn phụ, dây quấn đề)
Muốn tạo ra IA lệch pha với IB thì Zmm ZLV và bộ dịch pha sẽ làm thay đổi tổng trở để Zmm ZLV
-Mắc điện trở vào cuộn mở máy: khi đó cuộn mở máy có tổng trở lớn hơn cuộn
làm việc
LV
Z Phương pháp này chỉ tạo góc lệch nhỏ và có tổn hao trên điện trở nên thực tế không mắc điện trở mà tính toán sao cho dây quấn phụ có điện trở tương đối lớn (giảm nhỏ tiết diện dây quấn phụ)
-Mắc cuộn kháng: tổng trở mở máy có tính chất cảm lớn hơn tổng trở làm việc
LV
Z Phương pháp này góc nhỏ nên moment mở máy nhỏ, đồng thời cos
thấp nên thực tế không dùng
-Mắc tụ điện: Tổng trở mở máy có tính chất dung Có thể tạo góc lệch pha
=900 Phương pháp này có moment mở máy lớn đồng thời cos cao Thực tế thường dùng phương pháp này
2 CÁC LOẠI ĐCKĐB MỘT PHA
1.Động cơ mở máy bằng điện trở: (động cơ điện trở hay dây quấn mở máy)
R: Điện trở tượng trưng trên sơ đồ, nhưng trong thực tế là dây quấn có tiết diện nhỏ hơn để tăng điện trở
K: Công tắc ly tâm hoặc rơ le dòng điện Dùng cắt cuộn dây phụ ra khỏi mạch khi tốc độ động cơ gần đạt định mức
Khi động cơ đứng yên, công tắc K đóng nên động cơ làm việc ở chế độ hai pha cho đến khi tốc độ đạt khoảng 80 đến 90% tốc độ định mức thì công tắc mở, động
cơ làm việc ở chế độ một pha với cuộn dây làm việc
Ưu điểm : động cơ loại này cấu tạo đơn giản, nhưng moment mở máy nhỏ và hệ số
công suất thấp
2.Động cơ mở máy bằng tụ điện: Làm việc như động cơ dây quấn mở máy
Ưuđiểm: Moment mở máy lớn
3.Động cơ dùng tụ thường trực: Thực chất đây là động cơ hai pha, làm việc ở
nguồn điện một pha Tụ C được tính sao cho từ trường tròn ở chế độ định mức
IA
IB
A
B
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 3Ưu điểm: Moment mở máy lớn, moment định mức lớn, hệ số công suất cao
4.Động cơ có tụ mở máy và tụ thường trực: ở thời điểm mở máy cả hai tụ tham
gia vào mạch: Cmm CLV C1 Kết thúc khởi động, cắt tụ C1 và động cơ làm việc
ở chế độ hai pha
Ưu điểm: Moment mở máy lớn, moment định mức lớn, khả năng quá tải lớn và hệ số công suất cao
5.Động cơ có vòng ngắn mạch: (vòng chập) Vòng ngắn mạch là vòng đồng được
nối ngắn mạch và ôm lấy 1/3 cực từ
Đặt điện áp xoay chiều một pha vào dây quấn stato sẽ sinh ra từ trường đập mạch chinh gồm hai thành phần:
-Phần qua cực từ lớn (không có vòng ngắn mạch):
-Phần qua cực từ có vòng ngắn mạch: Trong vòng ngắn mạch sẽ sinh ra dòng điện ngắn mạch In Dòng điện này lại sinh ra từ thông n Từ thông n cùng với từ thông tạo ra từ thông tổng đi trong vùng cực từ nhỏ f
Như vậy, ở dưới phần cực từ không có vòng ngắn mạch có từ thông
ch đi qua, còn ở phần có vòng ngắn mạch có
f
đi qua giữa chúng có góc lệch pha nhau về thời gian và không gian tạo nên từ trường quay và máy có moment ban đầu làm động cơ quay
Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành rẻ nhưng hiệu suất động cơ thấp
3.ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA DÙNG TRONG LƯỚI ĐIỆN 1 PHA
Hình 4.2a,b,c sơ đồ động cơ 3pha dùng trong lưới 1 pha
*****
CHỦ ĐỀ GỢI Ý THẢO LUẬN
1 Từ trường của dộng cơ điện xoay chiều 1 pha?
2 Đặc điểm của từ trường dòng điện 1 pha So sánh với từ trường của dòng điện xoay chiều 3 pha
3 Phân tích từ trường dòng điện xoay chiều 1 pha thành từ trường quay
4 Tác động của từ trường quay thuận lên động cơ
5 Tác động của từ trường quay ngược lên động cơ
6 Biểu diễn momen tổng
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM
Trang 47 Nhận xét momen tổng tại điểm khởi động (S = 1)
8 Kết luận về khả năng tự khởi động của động cơ
9 Động cơ không đồng bộ 1 pha có thể tự khởi động với điều kiện nào
10 Tạo góc lệch pha giữa dòng điện pha chính và pha phụ bằng cách nào
11 Trong các loại động cơ điện 1pha, loại nào có momen khởi động lớn nhất
12 Độ lớn của momen khởi động phụ thuộc vào yếu tố nào
13 Nhiệm vụ của dây quấn pha phụ
14 So sánh công suất, momen, hệ số quá tải của động cơ 1 pha với động cơ 3 pha
15 Đổi chiều quay của động cơ 1 pha vòng ngắn mạch và động cơ điện dung
16 So sánh momen khởi động của động cơ vòng ngắn mạch vớiø động cơ dùng tụ
17 Nguyên lý làm việc của động cơ vòng ngắn mạch Nếu vòng ngắn mạch bị hở thì động cơ có khởi động được không
18 Có bao nhiêu khả năng đấu 6 đầu của 3 cuộn dây thành 3 đầu dây Từ các khả năng đó nhận xét về trị số điện áp đặt lên cuộn dây
19 So sánh giữa điện áp thực tế và điện áp cho phép đặt lên cuộn dây Trên cơ sở đó phân loại thành các nhóm có đặc điểm về điện áp giống nhau
20 Đổi chiều quay của động cơ được tiến hành bằng cách nào
21 Khi dùng động cơ 3 pha trong lưới điện 1 pha, công suất và momen động cơ thay đổi thế nào
*****
Ban quyen © Truong DH Su pham Ky thuat TP HCM