Bài giảng Máy điện - Chương 3: Máy điện không đồng bộ - Đặng Quốc Vương

Bộ Mụn Thiết Bị Điện – Điện Tử Viện Điện – Trường Đại Học Bỏch Khoa Hà Nội Giảng viờn: Tiến sĩ Đặng Quốc Vương Email: vuong.dangquoc@hust.edu.vn Phone: +84-963286734 1 2 MÁY ĐIỆN I Nội dung Chương 1. Mỏy biến ỏp Chương 3. Mỏy điện khụng đồng bộ Chương 4. Mỏy điện đồng bộ Chương 5. Mỏy điện một chiều Chương 2. Những vấn đề chung về MĐ quay 3 I. Khỏi niệm chung về MĐKDB Nội dung II. Quan hệ điện từ trong MĐKĐB III. Mở mỏy và điều chỉnh tốc độ ĐCĐKDB IV. Động cơ KĐB một pha CHƯƠNG 3. MÁY ĐIỆN KHễNG ĐỒNG BỘ 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB Nắp gió Quạt gió Hộp đấu dây Rô to Vòng bi Lõi thép STATO Vỏ Chân đế Nắp Trục a. Cấu tạo Stato quấn dây Rô to lồng sóc đúc nhôm Dây quấn Stato Lõi thép Stato Vành ngắn mạch Lõi thép Rôto Thanh dẫn nhôm 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo động cơ rô to lồng sóc 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo động cơ rô to dây quấn! 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo !  Stato: Mạch từ được chế tạo bằng thộp kỹ thuật điện, gồm nhiều lỏ mỏng ghộp lại với nhau. Trờn cỏc lỏ thộp cú xẻ rónh đặt dõy quấn. 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo Dõy quấn: Được chế tạo bằng dõy điện từ ( làm từ đồng hoặc nhụm, sau đú bọc lớp cỏch điện mỏng bờn ngoài) Dõy được quấn thành cỏc bối dõy và được đặt vào cỏc rónh của mạch từ. Dõy mềm, dõy dẫn trũn Dõy phần tử cứng, dõy dẫn chữ nhật 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo Dõy quấn được đặt vào rónh mạch từ 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo Vỏ mỏy: Được chế tạo bằng gang đỳc, bằng thộp, nhụm hoặc cỏc vật liệu kết cấu khỏc. Vỏ cú chức năng đỡ và bảo vệ mạch từ và dõy quấn stato. Vỏ Gang đỳc Vỏ thộp hàn 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo Phụi đỳc gang vỏ mỏy điện khụng đồng bộ 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB a. Cấu tạo !  Rụto: Mạch từ được chế tạo bằng thộp kỹ thuật điện, gồm nhiều lỏ mỏng ghộp lại với nhau. Trờn cỏc lỏ thộp cú xẻ rónh đặt dõy quấn giống như stato. 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB Dõy quấn: Thường được chế tạo dưới dạng lồng súc: Cỏc thanh dẫ bằng nhụm được đỳc vào cỏc rónh và nối với nhau ở 2 đầu bằng 2 vũng ngắn mạch. Lừi thộp roto Đỳc nhụm tạo lồng súc ! Rotor I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB Roto sau khi ộp vào trục và gia cụng tạo khe hở 1. Cấu tạo và phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB !  Theo chức năng "  Mỏy phỏt điện "  Động cơ điện !  Theo cấu tạo rụ to "  Rụ to lồng súc "  Rụ to dõy quấn !  Theo kiểu bảo vệ "  Kiểu kớn "  Kiểu hở "  Kiểu bảo vệ "  Kiểu phũng nổ !  Theo chế độ làm việc: Dài hạn, ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại. b. Phõn loại I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB #  Cụng suất P (W, kW, MW) : Là Cụng suất cơ ra đầu trục đối với động cơ Là Cụng suất điện đầu ra ứng với mỏy phỏt #  Tốc độ n (vg/ph): là tốc độ quay của rụ to #  Điện ỏp U (V), và tần số f (Hz) : Là điện ỏp đặt vào cực động cơ hoặc điện ỏp đầu ra ứng với mỏy phỏt ở tải định mức và thường đi kốm với tần số. #  Đối với mỏy 3 pha thường ghi kốm cỏch nối dõy. Trị số điện ỏp ghi trờn nhón mỏy là điện ỏp dõy. VD 220/380V ∆/Y #  Dũng điện: Là dũng điện vào đối với động cơ và dũng ra đối với mỏy phỏt ở tải định mức. Đối với mỏy 3 pha cũng được ghi kốm cỏch nối dõy. 2. Cỏc đại lượng định mức I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB + Hiệu suất η: là tỷ số cụng suất ra trờn cụng suất vào tớnh theo % + cos ϕ: là hệ số cụng suất ở tải định mức + Cấp bảo vệ: IP + Cấp cỏch điện: B, F, H + Ký hiệu : VD 3k112 M4 3 là seri hay lần cải tiến k là động cơ KĐB roto lồng súc 112 là Chiều cao tõm trục M Cỡ lừi thộp : trung bỡnh ( L – Dài, S – Ngắn) 4 là số cực của mỏy. 2. Cỏc đại lượng định mức I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB !  Chủ yếu được sử dụng làm động cơ do cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, dễ sử dụng, vận hành, giỏ thành rẻ. !  Cũng được sử dụng làm mỏy phỏt . Gần đõy người ta ứng dụng nhiều làm mỏy phỏt điện sức giú cụng suất đến vài Mờgaoat. 3. Ứng dụng của MĐKDB I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN KĐB !  Coi mỏy điện KĐB như một mỏy biến ỏp mà dõy quấn sơ cấp và thứ cấp chớnh là dõy quấn Stato và Roto, hai dõy quấn này liờn hệ với nhau qua từ trường quay. 1. Khỏi niệm chung II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB !  Chỉ xột đến súng cơ bản ( bậc 1) 2. Khi Roto đứng yờn ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ = = 2 222 2 1 111 1 2 2 I p kwmF I p kwmF dq dq π π )F(FF FFF 201 021 !!! !!! −+= =+ II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB !  Đõy là trường hợp lỳc mở mỏy. Lỳc này n = 0, f1 = f 2 !  Dũng điện I1 và I2 trong dõy quấn stato và roto sinh ra cỏc sức từ động F1 và F2: Hai sức từ động này tỏc dụng với nhau tạo ra sức từ động tổng ở khe hở F0: Giống như ở MBA, coi I1 gồm 2 thành phần: "  Thành phần I0 tạo nờn stđ F0 "  Thành phần (-I2) tạo nờn stđ –F2’ bự lại stđ F2 như vậy ta cú: Như đối với MBA 2 221' 2 0 111 0 '2 2 I p kwmF I p kwmF dq dq π π −=− = )( '201 III −+= 2. Khi Roto đứng yờn (tiếp) II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 2 221 2 222 '22 I p kwmI p kwm dqdq ππ = !  Từ đú cú tỷ số biến đổi dũng điện: 222 111 ' 2 2 dq dq i kwm kwm I Ik == 22 11 2 1 dq dq e kw kw E Ek == 2. Khi Roto đứng yờn (tiếp) Và tỷ số biến đổi điện ỏp II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB !  So sỏnh std F2 do dũng điện I2 cuả rotor và I’2 của dũng điện stator sinh ra, ta cú: !  Quy đổi về Stato: 21 ' 2 kEEE == ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =− =+ = −= +−= mZIE III EE ZIE ZIEU 01 0 , 21 1 , 2 , 2 ' 2 , 2 1111 0 !! !!! !! !! !!! 2. Khi Roto đứng yờn (tiếp) !  Tương tự MBA ta cú Hệ phương trỡnh khi roto đứng yờn: II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 2. Khi Roto đứng yờn (tiếp) Đồ thị vộc tơ Mạch điện thay thế II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB !  Mạch Stato vẫn như cũ !  Tần số dũng điện roto thay đổi theo hệ số trượt f2 = sf1 !  Trị số sđđ trờn dõy quấn roto lỳc này: E2s = sE2 !  Trị số điện khỏng x2s = sx2 Do đú phương trỡnh rotor sau khi đó quy đổi: Do quy đổi nờn điện trở và điện khỏng đều phải tăng 1/s lần. Điện trở rotor lỳc này là và điện khỏng Và phương trỡnh rotor được viết lại: )1()(0 ,2 , 2 , 2 ' 2 ' 2 , 2 , 2' 2 ' 2 rs sjxrIEjx s rIE ss −++−=+−= s rr s , 2, 2 = , 2 , 2, 2 xs sxx s == )(0 ,2 , 2 ' 2 ' 2 sss jxrIE +−= 3. Khi Rotor quay II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB Hệ phương trỡnh khi rotor quay: gọi là điện trở giả tưởng. Cụng suất cơ là cụng suất tiờu tỏn trờn điện trở giả tưởng này ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎨ ⎧ =− =+ = −++−= ++−= mZIE III EE r s sjxrIE jxrIEU 01 0 , 21 1 , 2 , 2 , 2 , 2 ' 2 , 2 11111 )1(0 )( !! !!! !! !! !!! , 2 1 r s s− II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 3. Khi Roto quay (tiếp) Mạch điện thay thế của MĐKĐB hỡnh T II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 3. Khi Roto quay (tiếp) Mạch điện thay thế hỡnh Γ (G) Quy đổi từ sơ đồ T-Γ bằng một hệ số C1 cú giỏ trị (phức số) Dũng điện khụng tải lý tưởng I00 được xỏc đinh 11 11 ≈+= mZ ZC mZZ UI + = 1 1 00 II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 3. Khi Roto quay (tiếp) Mạch điện thay thế hỡnh Γ đơn giản II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 3. Khi Roto quay (tiếp) 4.1 Chế độ động cơ điện 0< s <1 1 2 12 21 2 , 2 2, 212 , 22, 2111 11111 )( )1( cos P PpPP pppppp ppPP r s sImpPP s rImppPP IUmP fcoCuFeCu fcoco Cuđtco FeCuđt =−= ++++= +−= −=−= =−−= = ∑ ∑ η ϕ II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 211 2 01011 , 2 2, 212 1 2 111 11111 sin qqQQ xImIEmQ xImq xImq IUmQ m mm ++= == = = = ϕ II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.1 Chế độ động cơ điện 0< s <1 (tiếp) II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.1 Chế độ động cơ điện 0< s <1 (tiếp) - Mỏy nhận cụng suất cơ 0sin 0cos 90 0)1( 11111 11111 0 1 , 2 2, 21 >= <= > <−= ϕ ϕ ϕ IUmQ IUmP r s sImPco II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.2 Chế độ mỏy phỏt điện s <0 - Mỏy nhận cụng suất tỏc dụng - Mỏy nhận cụng suất phản khỏng để từ hoỏ lừi thộp, nếu khụng thi khụng thể làm việc được II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.2 Chế độ mỏy phỏt điện s <0 (tiếp) 2 , 2 2, 21 , 22, 21 , 22, 21 , 2 2, 21 )]1([)()( 0)( 0)1( Cucođt đt co pr s sIm s rImPP s rImP r s sImP =−−+=−+ >= <−= II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.3 Chế độ hóm s >1 - Mỏy nhận cụng suất cơ từ ngoài vào Ở chế độ này Rotor quay ngược với chiều quay của từ trường - Mỏy nhận cụng suất điện từ lưới Tất cả cụng suất cơ và điện lấy từ ngoài vào đều biến thành tổn hao đồng trờn mạch rotor II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 4. Cỏc chế độ làm việc của MĐKĐB 4.3 Chế độ hóm s >1 60 2 2 2 0 20 n PM pp M MMM fco πω ω ω = = + = += II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 5. Biểu thức mụmen điện từ của MĐKĐB - Phương trỡnh cõn bằng mụmen - Là mụmen khụng tải để thắng toàn bộ Sau khi biến đổi ta được mụmen tải: M2 = 9550 P2 n (Nm) Vớ dụ: 7,5kw, n = 1450vũng/phỳt => M2 = 48Nm 2222 2222 11 1 2 cos)1( cos )1(.. ψ ψ ω ω ω ωω IEsmPnờn IEmPDo Ps n PnPP PM PPppM co đt đt đtđt co đt đt cofco −= = −=== = = ++ = II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 5. Biểu thức mụmen điện từ của MĐKĐB (tiếp) Theo mạch thay thế hỡnh Γ 22222 11 12212 cos 2 1 60 2)1(; 60 ;2 ψ ω πωπ IkpwmPMnờn nspnfkwfEDo dq co dq Φ== −==Φ= 2, 21 2, 2111 , 2 2 11 1 2, 21 2, 211 , 2 2 11 , 22, 21 2, 21 2, 211 1,, 21 , 2 )()/(2 / )()/( / )()/( xxsrCrf sprUmPMđúDo xxsrCr srUm s rImPvà xxsrCr UICI đt đt đt +++ == +++ == +++ == πω II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 5. Biểu thức mụmen điện từ của MĐKĐB (tiếp) II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 5. Biểu thức mụmen điện từ của MĐKĐB (tiếp) ])()[(2 )]([22 1 2, 211 2, 2111 , 2 2 11 , 2111 2 11 1 max xCxrCrf prUmM xxrf pUm C M k +++ = ++ ±= π π ∓ Mụ men cực đại Và Mụ men khởi động Mụ men khởi động tỷ lệ với điện trở rụ to. Khi khởi động thỡ điện trở lớn và khi làm việc thi điện trở bỡnh thường II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 5. Biểu thức mụmen điện từ của MĐKĐB (tiếp) P20,5 1 0,2 0,6 0,8 1 0,4 0 n s η Cos ϕ M M2 II. QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MĐKĐB 6. Cỏc đường đặc tớnh của MĐKĐB III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 1. Mở mỏy (khởi động) mđ 2' 21 2' 21 f1 fk 7)I(5 )X(X)R(R UI ữ= +++ = −− R1 X1 R2’ X2 ’ U1-f I1 = I2’ Ik-f s s)(1R'2 − = 0 !  Khi mở mỏy, tốc độ n = 0 và hệ số trượt s = 1 III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 1. Mở mỏy (khởi động) !  Động cơ KĐB có nhược điểm là dòng điện khởi động rất lớn thư ờng từ 4 - 7 lần dòng định mức của động cơ. !  Dòng điện khởi động lớn làm ảnh hưởng đến lưới điện (gây sụt áp lưới), làm nóng dây quấn động cơ và gây tổn hao trên dây dẫn lớn, gây momen xung kích ảnh hưởng đến các mối ghép cơ khí giữa các phần quay của động cơ và máy công tác !  Để hạn chế hiện tượng trên người ta chế tạo các thiết bị khởi động cho loại động cơ này Một số biện pháp MỞ MAY hay được sử dụng:! ! a. Mở máy bằng phương pháp giảm áp! "  Mở máy bằng phương pháp đổi nối Y/∆ "  Mở máy bằng biến áp tự ngẫu "  Mở máy bằng cuộn kháng lắp vào mạch Stato "  Mở máy bằng thiết bị bán dẫn (Khởi động mềm ) b. Mở máy bằng điện trở phụ mắc vào mạch rôto (chỉ với động cơ rôto quấn dây) III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 1. Mở mỏy (khởi động) (tiếp) III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 1. Mở mỏy (khởi động) (tiếp) !  Yờu cầu mở mỏy: "  Mk > Mcản. "  Thời gian mở mỏy nhanh . "  Dũng điện mở mỏy Ik nhỏ, được thực hiện bằng cỏch: "  Phương phỏp mở mỏy và thiết bị cần dựng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn. "  Tổn hao cụng suất trong quỏ trỡnh mở mỏy càng thấp càng tốt SEAQIP 2004: Training Course on Energy Audit - Part 4.1 48 !  Mở máy bằng phương pháp đổi nối Y/ ∆" "  Phương pháp này chỉ áp dụng cho các động cơ khi vận hành bình thường, cuộn dây nối tam giác ∆ K3 Motor K1 AT K2 YA B C Z X Tủ điện A B C Z X Y A B C Z X Y A B C Z X Y Sắp xếp đầu dây các pha trên hộp đấu dây Nối ∆ Nối Y + Điện áp đặt vào động cơ giảm lần + Dòng điện khởi động giảm lần + Mômen khởi động giảm 3 lần + Thích hợp cho khởi động không tải hoặc các phụ tải nhẹ 3 3 III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Mở máy bằng biến áp tự ngẫu " + Điện áp đặt vào động cơ giảm tùy ý theo tảI + Thích hợp cho khởi động không tải hoặc các phụ tải nhẹ AT 1 Quy trình! 1.  Đóng AT1, đóng AT cấp điện cho MBA tự ngẫu 2.  Đóng K1, động cơ bắt đầu khởi động 3.  Khi tốc độ đạt 70-80% định mức, ngắt K1, đóng K2 4.  Ngắt MBA ra bằng ngắt AT III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Mở máy bằng biến áp tự ngẫu " III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB "  Ứng dụng: động cơ cú cụng suất và quỏn tớnh lớn: mỏy bơm, mỏy nộn khớ.... "  Thao tỏc: thay đổi vị trớ con chạy để cho lỳc mở mỏy điện ỏp đặt vào động cơ nhỏ, sau đú tăng dần lờn bằng điện ỏp định mức. "  Ưu điểm: Nếu đặt tỷ số Uđm/U1 = k (lần) > 1 thỡ dũng điện khởi động Ik giảm k2 lần (tức là cũn nhỏ hơn so với dựng điện khỏng). "  Nhược điểm: mụmen khởi động giảm k2 lần (vỡ M ∼ U2 ). "  Đặc điểm: Giỏ thành thiết bị mở mỏy đắt hơn so với dựng điện khỏng Mở máy bằng Cuộn kháng mắc vào Stato" •  Đây là phương pháp khá phổ biến và hiệu quả cao ! Motor K1 A B C AT K2 Đoạn cáp dài đã∙ đ ợc rút ngắn lại Kháng Tủ điện so với phương pháp đổi nối Y∆ + Cho phép khởi động với các loại phụ tải nhẹ hoặc không tải + Có thể thiết kế với bất kỳ cấp điện áp nào đặt vào động cơ khi khởi động + Khá nhỏ gọn và đơn giản + Không bị xung khi ngắn mạch kháng Quy trình! 1.  Đóng AT cấp điện cho mạch điều khiển 2.  Đóng K1, động cơ bắt đầu khởi động 3.  Khi tốc độ đạt 70-80% định mức, đóng K2 ngắn mạch kháng III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Mở máy bằng Cuộn kháng mắc vào Stato" III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB "  Mục đớch: thay đổi trị số điện khỏng ĐK thỡ cú thể đạt được dũng điện mở mỏy cần thiết. Do cú điện ỏp giỏng trờn điện khỏng nờn điện ỏp mở mỏy trờn đầu cực động cơ U1 sẽ nhỏ hơn điện ỏp lưới Uđm "  Đặc điểm: rẻ tiền, tin cậy, đơn giản. "  Ưu điểm: Nếu đặt tỷ số Uđm/U1 = k (lần) > 1 thỡ dũng điện khởi động Ik giảm k lần. "  Nhược điểm: mụmen khởi động giảm k2 lần (vỡ M ∼ U2 ) 53 cuộn kháng khô mở máy" động cơ không đồng bộ" III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Kích thước lắp đặt kháng khởi động" III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Kích thước lắp đặt kháng mở máy" (tiếp)" Kích th ớc lắp đặt Ký hiệu Công suất (kW) L (mm) A (mm) H (mm) L1 (mm) L2 (mm) Kh.lượng (kg) RS-250 250 420 280 430 390 110 175 RS-200 200 400 260 420 370 110 150 RS-150 150 360 220 320 330 110 116 RS-130 130 320 220 300 290 100 85 RS-75 75 270 150 250 240 70 55 RS-55 55 245 120 230 225 60 46 III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 56 khởi động bằng " thiết bị bán dẫn (soft starter)" •  Mỗi pha có 2 Thyristor mắc song song ngược! •  Điều khiển điện áp hiệu dụng đặt vào động cơ theo quy luật định trước ! •  Điện áp đặt vào động cơ là một phần của điện áp hình sin – Không sin! •  Giá thành cao! Động cơ A B C    U     t α III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB 57 !  Ứng dụng: dựng cho động cơ cú thời gian khởi động lõu và quỏn tớnh khởi động lớn như quạt, mỏy bơm, mỏy quấn dõy.... !  Đặc điểm: điều chỉnh được dũng khởi động và làm cho mụmen trơn. Cỏc phương phỏp mở mỏy động cơ khụng bộ bằng cỏch giảm điện ỏp nờu trờn đều dẫn đến giảm mụmen mở mỏy. !  Phương phỏp khởi động mềm bằng bộ khởi động mềm sử dụng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dũng điện ở mỏy, đồng thời cú thể điều chỉnh tăng mụmen mở mỏy một cỏch hợp lý. Điện ỏp trờn đầu cực động cơ được hạn chế khi mở mỏy, sau đú được tăng dần một cỏch tuyến tớnh từ giỏ trị xỏc định đến định mức theo một chương trỡnh thớch hợp. III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB khởi động bằng " thiết bị bán dẫn (soft starter)" 2. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện khụng đồng bộ III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB ! Nhận thấy có các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ KĐB như sau: "  Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực "  Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số "  Điều chỉnh tốc độ bằng hệ số trượt (điều chỉnh điện áp, điều chỉnh điện trở rô to ở động cơ roto dây quấn) 1 1 60 (1 )fn n n s p = = − n1 – Tốc độ đồng bộ f – Tần số nguồn p – Số đôi cực ! !  Từ cụng thức Riêng điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực của máy phải can thiệp đến cấu tạo và dây quấn của động cơ. Do đó chỉ có thể chế tạo một động cơ có 2, 3 hoặc 4 tốc độ v.v mà không thể điều chỉnh tốc độ mềm vì p là số nguyên a. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực 2p =4 1500vg/ph 2p =2 3000vg/ph 2p =2 3000vg/ph a =2 III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB a. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực Đổi nối tam giác ∆ sao sao Y Y III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB a. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi số đôi cực Đổi nối sao Y sao sao Y Y III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Hiện nay đã được sử dụng khá phổ biến nhưng chủ yếu cho các động cơ công suất nhỏ và trung bình do giá thành còn rất cao Hình dạng của một bộ biến tần của hãng SIEMEN b. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Động cơ vận hành với tần số lưới tốc độ không đổi Aptomat hoặc contactor 3-pha AC 400V, 50 Hz Động cơ KĐB U t U t b. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB •  Làm việc với bộ biến tần (Inverter)! •  tốc độ thay đổi theo tần số! Inverter U U U t t t 3-pha AC 400V, 50 Hz Aptomat hoặc contactor Động cơ KĐB b. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB Nguyên lý làm việc của biến tần " M Biến đổi thành xoay chiều Động cơ Điện áp sau chỉnh lưu và lọc phẳng Điện áp lưới 3 pha Thay đổi tần số và điện áp Chỉnh lưu Lọc phẳng III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB biến tần gắn cùng động cơ" III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB ứng dụng của bộ biến tần " Băng chuyền Máy bọc parllet Hệ thống bơm nước nóng Dây chuyền đóng chai Bơm hoá chất III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB b. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐiỀU CHỈNH TẦN SỐ III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB c. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp SƠ ĐỒ NGUYấN Lí VÀ ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐiỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB d. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ roto SƠ ĐỒ NGUYấN Lí ĐiỀU CHỈNH TỐC ĐỘ BẰNG ĐiỆN TRỞ PHỤ MẮC VÀO MẠCH ROTO III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB d. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ roto ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐiỀU CHỈNH ĐiỆN TRỞ PHỤ MẠCH Rễ TO III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB d. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ roto ĐẶC TÍNH CƠ KHI ĐiỀU CHỈNH ĐiỆN TRỞ PHỤ MẠCH Rễ TO (CÁCH VẼ KHÁC) III. MỞ MÁY VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐKĐKĐB !  Là loại động cơ roto lồng súc !  Stato đặt 2 dõy quấn lệch nhau trong khụng gian gúc 900 "  Một cuộn chớnh gọi là cuộn làm việc "  Một cuộn phụ gọi là cuộn khởi động "  Cuộn khởi động thường được nối với 1 phần tử lệch pha là tụ điện hoặc điện trở. IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA 1. Đặc điểm và cấu tạo Gồm 5 loại: 2. Phõn loại a. Khởi động bằng vũng ngắn mạch b. Khởi động bằng điện trở c. Khởi động bằng tụ điện d. Cú tụ làm việc e. Cú tụ làm việc và tụ khởi động 3. Nguyờn lý làm việc Khi điện ỏp xoay chiều đặt vào dõy quấn stato sẽ xuất hiện dũng điện Istato và sinh ra từ thụng Ф trong dõy quấn stato. Từ thụng biến thiờn với tần số f xuyờn qua cỏc thanh dõy dẫn roto cứng sẽ tạo ra dũng điện Iroto nếu mạch khộp kớn. Khi rụto đứng yờn s = 1, lực điện từ sinh ra bởi dũng điện Iroto và từ thụng stato Ф tỏc động lờn rụto và cõn bằng lẫn nhau, nờn khụng tạo nờn mụmen. chiều e, i U~ Ф, f Fđt Fđt + + IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA !  Tương tự cú Ф2 $ E22 $ I22$ M2 (Mụmen quay nghịch ) !  Biểu diễn M1 và M2 theo hệ số trượt s !  Cộng M1fa = M1 + M2 !  Tại s =1 (n = 0) thỡ M1fa = 0 tức là động cơ khụng thể tự mở mỏy được. Cần dựng lực cơ bờn ngoài tỏc động theo chiều thuận n > 0 $ s 0 $ quay trở lại theo chiều nghịch n < 0 $ s<1 $ M < 0 $ động cơ lại tiếp tục quay theo chiều nghịch s !  Từ trường dõy quấn stato 1 pha là đập mạch Φđm = Σ(Φ1 + Φ2) !  Từ thụng thứ tự thuận Ф1 cảm ứng ra cỏc sức điện động thứ tự thuận ở rụto E21 tạo nờn dũng điện thứ tự thuận I21 ở rụto , tương tỏc giữa I21 và E21 tạo nờn mụmen quay thuận M1: Ф1$ E21 $ I21 $ M1 M1fa M2 M1 0 1 2 M M1k M2k IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA a. ĐCĐKĐB một pha khởi động bằng vũng ngắn mạch + Mụ men khởi động thấp ( < 0,3Mđm) + Hiệu suất và cosϕ thấp. + Thường dựng cho quạt cụng suất nhỏ. IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA "  Mụ men khởi động thấp ( < 0,5Mđm) "  Hiệu suất và cosϕ thấp. "  Được sử dụng cho cỏc loại tải yờu cầu mụ men khởi động thấp như bơm nước, quạt giú "  Kớch thước khỏ lớn, giỏ thành cao "  Hiện nay ớt được sử dụng. IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA b. Động cơ điện KĐB một pha khởi động bằng biến trở Muốn mở mỏy động cơ ta đúng khoỏ K. MK≠ 0. Động cơ khởi động, tốc độ tăng lờn khi tốc độ gần tốc độ định mức thỡ mở khoỏ K bằng cụng tắc ly tõm. Động cơ từ hai pha trở thành một pha đó khởi động và tiếp tục làm việc "  Mụ men khởi động lớn nờn phự hợp với cỏc loại tải yờu cầu moomen khởi động lớn. "  Hiệu suất và cosϕ thấp. "  Kớch thước lớn, giỏ thành cao. IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA c. Động cơ điện KĐB một pha khởi động bằng tụ điện Quỏ trỡnh làm vịờc (mở mỏy) lõu dài giống như động cơ ở trờn nhưng khỏc là động cơ này cho mụmen mở mỏy lớn. Tụ C thường được tớnh toỏn sao cho cú từ trường trũn lỳc mở mỏy. Ưu điểm : Mụmen mở mỏy lớn Nhược điểm : Tụ dễ chỏy "  Mụ men khởi động thấp ( < 0,5Mđm) "  Hiệu suất và cosϕ cao hơn so với động khởi động bằng điện trở "  Được sử dụng cho cỏc loại tải yờu cầu mụ men khởi động thấp như bơm nước, quạt giú "  Giỏ thành thấp, kớch thước nhỏ. IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA d. Động cơ điện KĐB một pha cú tụ làm việc !  Mụ men khởi động khỏ lớn song thấp hơn loại khởi động bằng tụ. !  Hiệu suất và cosϕ cao hơn so với động cơ cú tụ khởi động !  Được sử dụng rộng rói và phự hợp với nhiều loại tải IV. ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT PHA e. Động cơ điện KĐB một pha cú tụ làm việc và tụ khởi động CÂU HỏI ÔN TậP " " 1.  Nguyên lý làm việc của MBA, vai trò của MBA trong hệ thống điện lực 2.  Các đại lượng định mức của MBA, ý nghĩa 3.  Tổ nối dây của MBA 4.  Sơ đồ thay thế và đồ thị véc tơ của MBA 5.  Giản đồ năng lượng trong MBA 6.  Điều kiện để các MBA làm việc song song 7.  Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Máy điện Không đồng bộ ( KĐB) 8.  Ký hiệu của máy điện không đồng bộ 9.  Máy điện KĐB được chia thành những loại nào