Bài giảng máy điện cđ phương đông

MÁY I N

MÁY BI N ÁP

I KHÁI NI M CHUNG V MÁY BI N ÁP

bi n đ i đi n áp c a dòng đi n xoay chi u t đi n áp cao xu ng đi n áp

th p ho c ng c l i t đi n áp th p lên đi n áp cao, ta dùng máy bi n áp Ngày nay do vi c s d ng đi n n ng phát tri n r ng rãi, nên có nh ng lo i máy bi n áp khác nhau: máy bi n áp m t pha, máy bi n áp ba pha, máy bi n áp hai dây qu n,

ba dây qu n… nh ng chúng đ u d a trên m t nguyên lý, đó là nguyên lý c m ng

đi n t

1 Khái ni m

Máy bi n áp là m t thi t b đi n t t nh, làm vi c theo nguyên lý c m ng đi n

t , dùng đ bi n đ i đi n áp c a h th ng dòng đi n xoay chi u nh ng v n gi nguyên t n s Trong các b n v , máy bi n áp đ c ký hi u nh hình v :

a)

N2 N1

a i n áp đ nh m c

- i n áp s c p đ nh m c (U1đm): là đi n áp đã qui đ nh cho dây qu n s c p,

đ i v i máy bi n áp ba pha là đi n áp dây

Dòng đi n đ nh m c là dòng đi n đã qui đ nh cho m i dây qu n c a máy

bi n áp, ng v i công su t đ nh m c và đi n áp đ nh m c

Khi đ t đi n áp vào cu n dây s c p là đ nh m c và n i cu n dây th c p v i

t i có công su t b ng công su t đ nh m c c a máy bi n áp thì dòng đi n đo đ c trên cu n dây s c p là dòng đi n s c p đ nh m c (I1đm) và dòng đi n đo đ c trên cu n dây th c p là dòng đi n th c p đ nh m c (I2đm)

i v i máy bi n áp m t pha, dòng đi n đ nh m c là dòng đi n pha i v i máy bi n áp ba pha, dòng đi n đ nh m c là dòng đi n dây

Khi thi t k máy bi n áp ng i ta c n c vào dòng đi n đ nh m c đ ch n ti t

di n dây qu n s c p và th c p, xác đ nh các t n hao n ng l ng trong đi n tr dây qu n đ đ m b o nhi t đ t ng trong quá trình s d ng không v t quá gi i

đ ng dây truy n t i đi n n ng i n áp máy phát th ng là 6,3kV;10,5kV; 15,75kV; 38,5kV nâng cao kh n ng truy n t i và gi m t n hao công su t trên

đ ng dây, ph i gi m dòng đi n ch y trên đ ng dây b ng cách nâng cao đi n áp

Vì v y đ u đ ng dây c n đ t máy bi n áp t ng áp M t khác đi n áp c a t i

a Lõi thép

Lõi thép máy bi n áp dùng đ d n t thông chính c a máy bi n áp, đ c ch

t o t nh ng v t li u d n t t t, th ng là lá thép k thu t đi n Lõi thép g m hai

Các d ng lá thép k thu t đi n th ng s d ng có hình ch U, E, I nh hình

v :

Hình 9-4 Lá thép k thu t đi n

b Dây qu n

Dây qu n máy bi n áp th ng đ c ch t o b ng dây đ ng ( ho c nhôm), có

ti t di n tròn ho c hình ch nh t, bên ngoài dây d n có b c cách đi n

Hình 9-5 M t c t ngang dây qu n

Dây qu n g m nhi u vòng dây và đ c l ng vào tr lõi thép Gi a các vòng dây, gi a các dây qu n có cách đi n v i nhau và dây qu n có cách đi n v i lõi thép Máy bi n áp th ng có hai ho c nhi u dây qu n Khi các dây qu n đ t trên cùng m t tr c thì thông th ng dây qu n đi n áp th p đ c đ t sát tr thép, các dây qu n khác đ ït l ng ra bên ngoài, làm nh v y đ gi m đ c v t li u cách

Hình 9-6 Lõi thép c a máy bi n áp

làm mát và t ng c ng cách đi n cho máy bi n áp, ng i ta th ng d t lõi thép và dây qu n trong m t thùng d u máy bi n áp Máy bi n áp công su t l n, v thùng d u có cánh t n nhi t, ngoài ra còn có các đ u s đ n i các đ u dây qu n ra ngoài, b ph n chuy n m ch đ đi u ch nh đi n áp, r le h i đ b o v máy

2 Nguyên lý làm vi c

Nguyên lý làm vi c c a máy bi n áp d a trên c s c a hi n t ng c m ng đi n

t N u đ t vào cu n dây s c p c a máy bi n áp m t dòng đi n xoay chi u v i

đi n áp U1, dòng đi n xoay chi u qua cu n dây s t o ra trong m ch t m t t thông  Do m ch t khép kín nên t thông này móc vòng qua các cu n dây c a máy bi n áp và sinh ra trong đó s c đi n đ ng

Chia E1max cho 2 và thay  = 2f, ta đ c bi u th c c a s c đi n đ ng hi u

 max = 4,44fN1max

T ng t ,bi u th c s c đi n đ ng hi u d ng c a cu n th c p: E2 = 4,44fN2max Khi máy bi n áp không n i v i t i, dòng đi n trong cu n th c p I2 = 0, s c đi n

đ ng s c p th c t g n b ng đi n áp s c p E1  U1 và s c đi n đ ng th c p g n

b ng đi n áp th c p E2 = U20 (U20 là đi n áp th c p không t i)

T s các s c đi n đ ng trong cu n dây c a máy bi n áp m t pha, t c là t s

đi n áp c a nó khi không có t i, đ c rút ra t bi u th c 9-8 và 9-9, b ng t s

20

1

U

U =

2

1

N N

- N u N1 > N2 suy ra k > 1 , U1 > U2, máy bi n áp h áp

- N u N1 < N2 suy ra k < 1 , U1 < U2, máy bi n áp t ng áp

Khi n i cu n dây th c p v i t i, n u b qua t n hao trong máy bi n áp, có th

coi g n đúng quan h gi a các đ i l ng s c p và th c p nh sau:

U1I1 = U2I2 Ho c: k

I

I U

U





1 2 2

1

U

U

100 Xác đ nh s vòng dây theo ph ng trình:  

2 1 2

1

N

N U

Ta xét máy bi n áp m t pha hai dây qu n nh hình 9-7 Khi đ t vào cu n dây

s c p m t đi n áp xoay chi u u1 thì trong đó s có dòng đi n i1 ch y qua N u

phía th c p có t i thì s có dòng đi n i2 ch y qua Nh ng dòng đi n i1 và i2 s t o

nên các s c t đ ng i1N1 và i2N2 Ph n l n t thông do i1N1 và i2N2 sinh ra đ c

khép m ch qua lõi thép móc vòng v i c dây qu n s c p và th c p và đ c g i

là t thông chính  T thông chính gây nên trong các dây qu n s c p và th c p

nh ng s c đi n đ ng là:

dt

d dt

d

N

e

2 2

2

1 1

t n cùng gây nên các s c đi n đ ng t n t ng ng:

Theo đ nh lu t kirchof 2, ta có ph ng trình cân b ng s c đi n đ ng c a dây qu n

s c p và th c p nh sau:

1 1 1 1

u     hay U1 = -E1 + I1(r1 +jx1)

2 2 2 2

2 ' 2 ' 2 ' 2 '

U    Trong đó: r1, x1 là đi n tr và c m kháng c a dây qu n s c p

Lúc máy bi n áp làm vi c có t i, t thông chính trong máy là do s c t đ ng

t ng s c p và th c p (i1N1 + i2N2) t o nên N u máy làm vi c không t i,dòng

đi n trong dây qu n s c p là i0, t thông chính trong lõi thép ch còn do s c t

đ ng i0N1 sinh ra N u b qua đi n áp r i trong máy bi n áp, ta có th xem đi n áp

đ t vào dây qu n s c p b ng s c đi n đ ng c m ng trong nó do t thông chính gây nên U1 = E1 = 4,44.f.N1max Nh ng đi n áp U1đ t vào th ng đ c gi b ng

đi n áp đ nh m c và luôn không đ i dù máy bi n áp làm vi c có t i hay không t i, nên s c đi n đ ng E1 và do đó t thông max trong máy bi n áp có tr s không đ i

c M ch đi n thay th máy bi n áp

T ph ng trình cân b ng s c đi n đ ng và s c t đ ng, ta xây d ng mô hình

m ch đi n, g i là s đ m ch đi n thay th máy bi n áp, nh hình 9-8a

dt

d dt

d

N

e

2 2

2

2

1 1

Trong đó:

U k

U&2  &là đi n áp th c p qui v s c p, v i k là h s bi n áp c a máy

2 2 2 2 2

1

2 2 0 2

0 1 1 1

I I

I

I Z I Z U

I Z I Z

U

th th

R là hao trên đi n tr dây qu n th c p

Pđt = P1 – PCu1 – PFe là công su t đi n t truy n qua phía th c p

P2 = Pđt – PCu2 là công su t đ u ra c a máy bi n áp

Q1 = U1I1sin1 là công su t ph n kháng đ u vào

qm là công su t t o ra t tr ng trong lõi thép

Qđt = Q1 – q1 – qm là công su t ph n kháng truy n qua phía th c p

0 2

2 0

n dm

n

P P

S

P P

2 1

(

2 0

0

0

 dm n

S P

P P

P



T gi n đ n ng l ng ta th y P2 < P1 nên % < 100%

4 thay đ i đi n áp c a máy bi n áp

Khi máy bi n áp làm vi c, đi n áp đ u ra U2 thay đ i theo tính ch t đi n c m

ho c đi n dung c a dòng đi n I2, do có đi n áp r i trên dây qu n s c p và th

%

20

2 20

U

U U

Hay: U% (u nr% cos2 u nx% sin2)

% 100

.

%

1 1

dm

n dm nr

U

r I

% 100

.

nx

x I

Trong th c t mu n gi cho đi n áp U2 không đ i khi máy bi n áp làm vi c

v i các t i khác nhau thì ph i đi u ch nh đi n áp b ng cách thay đ i l i s vòng dây, ngh a là thay đ i t s bi n áp

Máy bi n áp t ng u (hay còn g i là máy t bi n áp) đ c dùng khi c n đi n

áp ra thay đ i ho c t s bi n áp không l n, máy bi n áp t ng u có công su t

th p, th ng đ c dùng trong các phòng thí nghi m, dùng đ đi u ch nh đi n áp khi m máy đ ng c xoay chi u ba pha

C u t o và nguyên lý làm vi c t ng t nh máy bi n áp thông th ng, ch khác cách đ u dây gi a cu n s c p và cu n th c p Trong máy h áp (hình 9-10a), cu n th c p là m t ph n c a cu n s c p Trong máy t ng áp ( hình 9-10b),

N I

I U

2 1 1 2 2

1

Vì dòng đi n không t i I0 = 0 nên trong ph n chung ax có giá tr hi u d ng là I2–

I1 Gi s t i Zt là thu n tr , công su t P phát cho t i là:

P = U2I2 = U2I1 + U2(I2 - I1) = Pđ + Pđt

V i Pđ = U2I1 : công su t đi n d n đ n t i qua Aa

Pđt = U2(I2 - I1) : công su t đi n t , bi n đ i cho t i qua ax

T l gi a Pđ, Pđt và công su t t ng P là:

k I

I p

I I

Ví d sau cho th y máy bi n áp t ng u có th phát cho t i công su t l n h n máy bi n áp thông th ng cùng kích c , đó là nh ch bi n đ i m t ph n công

su t vào, ph n kia đ c d n tr c ti p đ n t i

Ví d : M t máy bi n áp phân ph i 5kVA , 2300/230V đ c đ u l i thành máy

bi n áp t ng u đ h đi n áp t 2530V xu ng 2300V, theo s đ hình 8-10a

Cu n 230V là đo n Aa, cu n 2300V là đo n ax

a) So sánh công su t đ nh m c c a máy bi n áp t ng u v i máy bi n áp hai dây qu n ban đ u

b) Tính công su t dây d n đ n t i và công su t bi n đ i cho t i qua ax

- Dòng qua ax b ng dòng qua cu n chung c a máy bi n áp t ng u b ng 2,17A

- Suy ra dòng qua t i b ng dòng đ nh m c th c p c a máy bi n áp t ng u

V i Pđ = U1I2 : công su t đi n d n đ n t i qua aA

Pđt = U1(I1 – I2) : công su t đi n t , bi n đ i cho t i qua ax

V MÁY BI N ÁP BA PHA

th c hi n bi n đ i đi n áp trong h th ng dòng đi n ba pha, ng i ta có th

s d ng ba máy bi n áp m t pha nh hình 9-11a, ho c dùng máy bi n áp ba pha

c p n i hình sao có dây trung tính thì ta ký hi u là Y/Y0

G i s vòng dây m t pha s c p là N1, s vòng dây m t pha th c p là N2, t

s đi n áp pha gi a s c p và th c p s là:

1 2 2

1

N

N U

- Khi n i / ( hình 9-12a), bên s c p n i tam giác nên ta có Ud1 = Up1, th

c p n i hình sao ta có Ud2 = 3Up2 V y t s đi n áp dây là:

3

1 1

2 2

1

N

N U

2 1 1

- Khi n i Y/Y ( hình 9-12c), s c p có Ud1 = 3Up1 và th c p có Ud2 = 3 Up2cho nên:

2 1 1

2 2

U U

U

P p

U

U

U

P p

d

û trên ta m i chú ý đ n t s đi n áp dây, trong th c t khi có nhi u máy bi n

áp làm vi c song song v i nhau, ta ph i chú ý đ n góc l ch pha gi a đi n áp dây

s c p và đi n áp dây th c p Vì th khi ký hi u t đ u dây c a máy bi n áp, ngoài ký hi u đ u các dây qu n ( hình sao ho c tam giác), còn ghi thêm ch s kèm theo đ ch góc l ch pha gi a đi n áp dây s c p và th c p

X

b

y c

= 3300

VI S LÀM VI C SONG SONG C A CÁC MÁY BI N ÁP

Trong h th ng đi n, trong các l i đi n, các máy bi n áp th ng làm vi c song song v i nhau Nh làm vi c song song, công su t l i đi n l n r t nhi u so

v i công su t m i máy, đ m b o nâng cao hi u qu kinh t c a h th ng và an toàn cung c p đi n, khi m t máy h ng hóc ho c ph i s a ch a

i u ki n đ cho các máy làm vi c song song là:

Trong đó UnI% là đi n áp ng n m ch ph n tr m c a máy I

UnII% là đi n áp ng n m ch ph n tr m c a máy II

C n đ m b o đi u ki n này, đ t i phân b trên các máy t k v i công su t

đ nh m c c a chúng

N u không đ m b o đi u ki n th 3, ví d UnI% < UnII% thì khi máy I nh n t i

đ nh m c, máy II còn non t i Th t v y tr ng h p này, dòng đi n máy I đ t

đ nh m c Iđm, đi n áp r i trong máy I là IIđm.ZnI, dòng đi n máy II là III, đi n áp r i trên máy II là III.ZnII vì hai máy làm vi c song song, đi n áp r i trong hai máy

ph i b ng nhau, ta có:

IIđm.ZnI = III.ZnII

ZnI, ZnII là t ng tr ng n m ch c a máy I và II Vì UnI%<UnII% do đó:

IIđm.ZnI<IIIđm.ZnII

So sánh (9-28) v i (9-29) ta có: III < IIIđm

Dòng đi n máy II nh h n đ nh m c, v y máy II đang non t i, trong khi máy I

đã đ nh m c N u máy II t i đ nh m c thì máy I s quá t i Trong th c t cho phép

đi n áp ng n m ch c a các máy sai khác nhau 10%

H s t i c a m i máy khi làm vi c song song i :

idm i

u

S u

S S

S





Si là công su t c a máy bi n áp th i cung c p cho t i

Siđm là công su t đ nh m c c a máy bi n áp th i

S là t ng công su t truy n t i c a các máy

Hình 9-13 v hai máy bi n áp ba pha làm vi c song song

CH NG II

I KHÁI NI M CHUNG

Máy đi n không đ ng b là lo i máy đi n xoay chi u, làm vi c theo nguyên

lý c m ng đi n t , có t c đ quay c a rotor là n (t c đ c a máy) khác v i t c đ quay c a t tr ng (n1) C ng nh các máy đi n quay khác, Máy đi n không đ ng

Các đ ng c không đ ng b công su t nh d i 600W th ng là đ ng c

m t pha ho c hai pha ng c hai pha có hai dây qu n làm vi c, tr c c a hai dây

qu n đ t l ch nhau trong không gian m t góc 900đi n

Stator là ph n t nh, g m hai b ph n chính là lõi thép và dây qu n, ngoài

ra còn có v máy và n p máy nh hình 10-1a

- Lõi thép: hình tr r ng, do các lá thép k thu t đi n, đ c d p rãnh bên trong, ghép l i v i

nhau t o thành các rãnh theo h ng tr c Lõi thép

đ c ép vào trong v máy

- Dây qu n: dây qu n stator làm bàng dây

d n b c cách đi n (dây d n t ) đ c đ t trong các

- V máy: v máy làm b ng nhôm ho c gang, dùng đ gi ch t lõi thép và c

đ nh máy trên b Hai đ u v có n p máy và đ tr c V máy và n p còn có ch c

 Rotor l ng sóc ( hình 10-2a): có các thanh đ ng ho c nhôm đ t trong rãnh

và b n i ng n m ch b i hai vành ng n m ch hai đ u V i đ ng c nh , rotor

đ c đúc nguyên kh i, g m thanh d n, vành ng n m ch, cánh t n nhi t và qu t

V i đ ng c l n, các thanh d n b ng đ ng đ c đ t vào các rãnh rotor và si t

ch t vào vành ng n m ch Nh không có vành tr t và ch i than nên rotor r t b n

ch c, ít c n b o trì Các thanh d n c a rotor th ng nghiêng so v i tr c (d ng v n

xo n) vì hai lý do:

- Làm cho moment quay không b dao đ ng và máy ít n khi làm vi c

- Tránh đ c v trí đó r ng rotor song song và đ i di n v i r ng stato; t c là

Nh ba ch i than t sát vào ba vành ti p xúc, dây qu n rotor đ c n i v i

b kh i đ ng bên ngoài Ký hi u máy đi n rotor dây qu n nh hình 10-3b

ng c l ng sóc là lo i r t ph bi n, đ ng c dây qu n có u đi m v m

đ ng c l ng sóc nên ch đ c dùng khi đ ng c l ng sóc không đáp ng

đ c các yêu c u v truy n đ ng

Hình 10.3

2 Nguyên lý làm vi c c a máy đi n không đ ng b

a Nguyên lý làm vi c c a đ ng c không đ ng b

- T tr ng c a dây qu n m t pha là t tr ng có ph ng không đ i, song tr

s và chi u bi n đ i theo th i gian, đ c g i là t tr ng đ p m ch G i p là s đôi c c, ta có th c u t o dây qu n đ t o ra t tr ng 1, 2 ho c p đôi c c

- Dòng đi n xoay chi u ba pha có u đi m l n là t o ra t tr ng quay trong các máy đi n

Ta xét ho t đ ng c a đ ng c không đ ng b ba pha d a trên t tr ng quay:

Khi cho dòng đi n ba pha t n s f vào ba dây qu n stato, s t o ra t tr ng quay p đôi c c, quay v i t c đ n1:

T tr ng quay c t các thanh d n c a dây qu n rotor, c m ng các s c

đi n đ ng Vì dây qu n rotor n i ng n m ch nên s c đi n đ ng c m ng s sinh ra dòng đi n trong các thanh d n rotor L c tác d ng t ng h gi a t

quay c a t tr ng v i t c đ n

minh ho , trên hình 10-4a v t tr ng quay t c đ n1, chi u s c đi n đ ng

và dòng đi n c m ng trong thanh d n rotor, chi u c a l c đi n t

Khi xác đ nh s c đi n đ ng c m ng theo qui t c bàn tay ph i, ta c n c vào chi u chuy n đ ng t ng đ i c a thanh d n đ i v i t tr ng N u coi t tr ng

đ ng yên thì chi u chuy n đ ng c a thanh d n ng c chi u n1, t đó áp d ng qui

t c bàn tay ph i xác đ nh đ c chi u s c đi n đ ng nh hình v (d u  ch chi u

đi t ngoài vào trong) Chi u l c đi n t xác đ nh theo qui t c bàn tay trái, trùng

v i chi u quay n1

T c đ n c a máy nh h n t c đ t tr ng n1, vì n u t c đ b ng nhau thì không có s chuy n đ ng t ng đ i, trong dây qu n rôto không có s c đi n đ ng

và dòng đi n c m ng d n đ n l c đi n t b ng 0

n

n n n

n  

Khi rotor đ ng yên ( n = 0), h s tr t s = 1

Khi rotor quay đ nh m c s = 0,02 0,06; t c đ đ ng c là:

n = n1(1 – s) = 60 ( 1 s)

p

f

b Nguyên lý làm vi c c a máy phát đi n không đ ng b

N u stato v n n i v i l i đi n, nh ng tr c rotor không n i v i t i mà n i

Nh t tr ng quay, c n ng đ ng c s c p đ a vào rotor đ c bi n

công su t cos c a l i đi n th p đi N u khi máy phát làm vi c riêng l , ta

ph i dùng t đi n n i đ u c c máy đ kích t cho máy ó là nh c đi m c a máy phát đi n không đ ng b , vì th trên th c t ít dùng máy phát đi n không đ ng b

Ví d : M t đ ng c không đ ng b ba pha 4 c c đ c cung c p đi n t ngu n 50Hz

nh c n tr c lúc đ a hàng xu ng hay trong các máy tàu đi n gi i quy t

v n đ trên ng i ta dùng các ph ng pháp hãm c hay đi n, đây ta kh o sát nguyên lý làm vi c c a đ ng c đi n không đ ng b khi làm vi c ch đ hãm

đi n t

Khi đ ng c đi n làm vi c ch đ hãm đi n t thì ta có 1 < s < +, ngh a là rotor quay ng c chi u v i t tr ng quay

Khi đ ng c làm vi c bình th ng thì t c đ quay n c a đ ng c luôn nh h n

t c đ t tr ng quay n1, nh ng khi tr c đ ng c đ c tác đ ng b i m t l c nào

đó làm cho đ ng c quay nhanh h n t c đ quay c a t tr ng, có ngh a là n > n1, lúc này:

Pc = 2 2

2

1 (1 )r s

s I

nên máy c ng l y công su t đi n t l i vào Lúc này đ ng c chuy n sang ch đ máy phát, moment đi n t sinh ra có chi u ng c v i chi u quay c a rotor

hãm đ ng c b ng ph ng pháp hãm đi n t , ng i ta s d ng các ph ng pháp hãm sau:

Ph ng pháp hãm đ i th t pha: khi đ ng c đang làm vi c bình th ng

rotor quay cùng chi u v i t tr ng quay Sau khi c t m ch đi n, mu n đ ng c

ng ng quay nhanh chóng, ta đóng c u dao v phía khác đ đ i th t pha đ t vào stato do quán tính c a ph n quay, rotor v n quay theo chi u c trong lúc t tr ng quay do đ i th t pha nên đã quay ng c l i nên đ ng c chuy n sang ch đ hãm, moment đi n t sinh ra có chi u ng c v i chi u quay c a rotor và có tác

d ng hãm nhanh chóng và b ng ph ng t c d quay c a đ ng c Khi rotor ng ng quay, ph i c t ngay m ch đi n n u không đ ng c s quay theo chi u ng c l i

máy phát, t c đ t tr ng quay bé h n t c đ rotor nh ng v n cùng chi u ta bi t

r ng khi làm vi c ch đ đ ng c đi n, t c đ rotor g n b ng t c đ c a t

tr ng quay cho nên khi hãm c n đ i n i làm t ng s đôi c c c a dây qu n ph n

ng lên, lúc đó t c đ c a rotor s l n h n t c đ c a t tr ng sau khi đ i n i,

đ ng c s tr thành máy phát đi n tr n ng l ng v ngu n, đ ng th i xu t hi n

Ph ng pháp hãm đ ng n ng: ph ng pháp này, sau khi c t ngu n đi n

xoay chi u vào đ ng c , thì l p t c đóng ngu n đi n m t chi u vào dây qu n stato dòng đi n m t chi u l y t b ch nh l u đi qua dây qu n stato t o thành t

tr ng m t chi u trong máy Rotor do còn quán tính, quay trong t tr ng và trong dây qu n rotor c m ng nên s c đi n đ ng và dòng đi n c m ng tác d ng

v i t tr ng nói trên t o thành moment đi n t ch ng l i chi u quay c a máy

1 Máy đi n không đ ng b làm vi c khi rotor đ ng yên:

Bình th ng khi làm vi c, dây qu n rotor c a máy đi n không đ ng b đ c

n i ng n m ch và máy quay v i t c đ nào đó (n  0) Nh ng có m t s quan h

mà khi rotor đ ng yên (n=0) v n t n t i và qua tr ng thái đó có th hi u m t cách

d h n nguyên lý làm vi c c a máy đi n không đ ng b Vì th tr c h t ta nghiên c u tr ng h p rotor đ ng yên Th c ra có th coi đ ng c đi n lúc m máy n m trong tr ng h p này

t m t đi n áp U1 có t n s f1 vào dây qu n stato, trong dây qu n stator s

có dòng đi n I1, t n s f1; trong dây qu n rotor có dòng đi n I2, t n s c ng là f1 Dòng đi n I1 và I2 sinh ra s c t đ ng quay F1 và F2 có tr s :

2 2 2 2 2

1 1 1 1 1

2 2

I p

k N m F

I p

k N m F

dq dq

N1, N2 là s vòng dây n i ti p trên m t pha

kdq1, kdq2 là h s dây qu n stator và rotor

Hai s c t đ ng này c ng quay v i t c đ đ ng b

p

f

1 60

 và tác d ng v i nhau đ sinh ra s c t đ ng t ng trong khe h F0 Vì v y ph ng trình cân b ng

s c t đ ng có th vi t nh sau:

0 2

F    

H s bi n đ i dòng đi n:

2 2 2

1 1 1 2

2

dq

dq i

k N m

k N m I

I



 

Do dây qu n rotor ng n m ch nên ph ng trình cân b ng v s c đi n

đ ng trong m ch đi n rotor nh sau:

0 2 2

E I Z

Ph ng trình cân b ng s c đi n đ ng trong m ch stator nh sau:

1 1 1

1, Z

Z  là t ng tr c a dây qu n stator và rotor

Ta có e1 = e2 nên dòng đi n stator lúc này b ng:

2 1

1 1

Z Z

Khi U1 = Uđm thì I1 chính là dòng đi n m máy

S c đi n đ ng c m ng trên stator và rotor:



44

1 1 2

1

dq

dq e

k N

k N E

E

k  

2 Máy đi n không đ ng b làm vi c khi rôto quay

Máy đi n không đ ng b khi làm vi c thì dây qu n rotor nh t đ nh ph i kín

m ch và th ng là nh n m ch N i dây qu n stator v i ngu n đi n, trong dây

qu n stator có dòng đi n I1, do đó ph ng trình cân b ng v s c đi n đ ng trên dây qu n stator nh sau:

1 1 1

U      

T tr ng khe h sinh ra F1 quay v i t c đ đ ng b n1 N u rotor quay v i

t c đ n theo chi u quay c a t tr ng thì t c đ t ng đ i gi a t tr ng quay

v i dây qu n rorto là n2 = n1 – n ; t n s c a s c đi n đ ng và dòng đi n trong dây

qu n rotor s là:

1 1

1

1 2

60

) (

p n n

n n p

r

Z2  2  2 t ng tr c a rotor quay

2

2 s x

x s  là đi n kháng t n c a rotor khi quay

Ph ng trình cân b ng s c đi n đ ng c a m ch đi n stato là:

U1 = -E1 + I1Z1

3 M ch đi n thay th c a máy đi n không đ ng b

D a vào các ph ng trình c b n lúc rotor quay (10-9), (10-10) và (10-11) ta thi t l p m ch đi n thay th cho máy đi n không đ ng b khi rotor quay nh hình 10-5