Bài giảng Vật lý công nghệ 1 (Phần 2: Máy điện): Chương 8 - PGS.TS. Dương Hồng Quảng

Bài giảng Vật lý công nghệ 1 (Phần 2: Máy điện) - Chương 8: Máy điện không đồng bộ cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm, nguyên tắc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ, chế độ hoạt động của động cơ không đồng bộ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

28/04/2016 1

Phần II MÁY ĐIỆN

Bài giảng Vật lý công nghệ 1

PGS TS Nguyễn Hồng Quảng

Trung tâm Thực hành thí nghiệm

Chương 8 Máy điện không đồng bộ

1 Khái niệm

Máy điện KHÔNG ĐỒNG BỘ (KĐB) là máy

điện có tốc độ quay của rotor khác tốc độ quay của từ trường (chậm hơn);

Đối với máy điện KĐB, động cơ không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi do nhiều đặc tính ưu việt của nó, ngược lại máy phát điện KĐB ít được sử dụng hơn

 Đây là loại động cơ

1 pha sử dụng phổ

biến nhất hiện nay

 Được sử dụng trong

hầu hết ứng dụng

như máy giặt, tủ

lạnh, điều hoà, quạt

điện,…

 Có độ tin cậy và

hiệu quả kinh tế cao

Động cơ không đồng bộ 1 pha

1 Khái niệm

 Đặc biệt, động cơ không

đồng bộ 3 pha được sử

dụng rộng rãi trong sản

xuất công nghiệp, dịch

vụ

Housing

Motor

1 Khái niệm

2 Nguyên tắc cấu tạo

Stator (phần tĩnh) Gồm lõi thép và các cuộn

dây

Rotor (phần quay) Có hai loại

- Rotor dây quấn: gồm cuộn dây quấn quanh lõi

thép

- Rotor lồng sóc: gồm các thanh kim loại hàn ngắn

mạch, tạo thành hình lồng sóc

2 Nguyên tắc cấu tạo

Được làm từ các lá thép KTĐ, ghép sát nhau,

trong đó đặt các cuộn dây (gọi là các cuộn stator)

2 Nguyên tắc cấu tạo

Rotor : có 2 loại (lồng sóc/dây quấn)

Squirrel cage rotor

Wound rotor

Notice the slip rings

2 Nguyên tắc cấu tạo

Rotor lồng sóc trong động cơ KĐB

2 Nguyên tắc cấu tạo

Rotor dây quấn của động cơ KĐB 3 pha

Rotor dây quấn

Gồm các cuộn dây đặt trong lõi thép, nối với bộ điều khiển ở mạch ngoài bằng các chổi than (dùng để thay đổi tốc độ động cơ, đổi chiều quay và các tính năng khác)

2 Nguyên tắc cấu tạo

Dòng điện 3 pha đi vào

cuộn dây stator

Từ thông biến thiên qua các cuộn dây rotor

Dòng điện cảm ứng được tao ra trong rotor

Từ trường quay stator tác dụng lực lên dòng điện rotor

Rotor QUAY

Động

cơ không

đồng

bộ

Máy phát điện không đồng

bộ

3 Nguyên lý hoạt động

Sự tạo thành từ trường quay:

Giả sử dòng điện 3 pha có phương trình là

Khi cho dòng điện 3 pha đi vào các cuộn dây của stator, từ trường của các dòng điện 3 pha sẽ biến thiên, và từ trường tổng hợp của 3 cuộn dây sẽ quay trong không gian

3 Nguyên lý hoạt động

Sự tạo thành từ trường quay

3 Nguyên lý hoạt động

Sự tạo thành từ trường quay

3 Nguyên lý hoạt động

Sự tạo thành từ trường quay

3 Nguyên lý hoạt động

[0.5 sin( 120 )] [ sin( 120 )]

2 3

ˆ [ sin( ) cos( ) sin( ) cos( )]

Tốc độ từ trường quay phụ thuộc vào số cặp cực từ trong stator và tần số của dòng điện:

n1 là tốc độ quay của từ trường

f là tần số của dòng điện

p là số cặp cực Trong đó:

3 Nguyên lý hoạt động

Số cặp cực (p) Tần số f=50 Hz Tần số f=60 Hz

Dòng điện cảm ứng tạo trong rotor chỉ tồn tại khi có

sự biến thiên từ thông, tức là phải có chuyển động tương đối rotor đối với từ trường quay: n2 < > n1  Sự quay không đồng bộ

Tốc độ trượt :

Độ trượt (hệ số trượt)

3 Nguyên lý hoạt động

Khi rotor bị khóa (s =1), điện áp và tần số dòng

điện tạo ra trong rotor sẽ lớn nhất

Vì sao?

Mặt khác nếu rotor quay đồng bộ (bằng tốc độ

từ trường, s = 0), điện áp và tần số dòng cảm

ứng sẽ bằng không

Vì sao?

3 Nguyên lý hoạt động

Chiều quay của từ trường: phụ thuộc vào thứ tự các pha dòng điện đưa vào 3 cuộn dây

Nếu đổi thứ tự của 2 pha cho nhau thì sẽ tạo ra từ trường

ngược chiều ban đầu

4 Chế độ hoạt động

5 Sơ đồ thay thế

Sơ đồ tương đương (sơ đồ thay thế) tương tự của MBA, ngoại trừ, cuộn sơ cấp MBA = cuộn dây stator còn thứ cấp MBA = rotor

Tương tự cho tần số của dòng cảm ứng:

Mặt khác, ta có

Vì vậy khi tần số của Sdđ cảm ứng thay đổi, cảm kháng của cuộn dây rotor cũng thay đổi theo

Sơ đồ thay thế khi rotor bị khóa

5 Sơ đồ thay thế

Dòng cảm ứng trong rotor :

Chia cả tử và mẫu cho s :

0 0

R R

R

E I

R jX sE

R R

R

R

E I

R

jX s





5 Sơ đồ thay thế

Sơ đồ mạch điện tương đương:

5 Sơ đồ thay thế