Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 7: Máy điện không đồng bộ

8/2/2012 BMNL 159 Ch­¬ng 7 M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 8/2/2012 BMNL 160 7. Máy điện không đồng bộ n Khái niệm n Cấu tạo n Phần tĩnh n Phần Quay n Đại lượng định mức cơ bản n Nguyên lý làm việc của máy điện KĐB n Các phương trình đặc trưng n Sơ đồ mạch thay thế của máy KĐB n Ứng dụng mở máy và đổi chiều quay n Chế độ làm việc đặc biệt 8/2/2012 BMNL 161 Ch­¬ng 7 M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 7.1. Kh¸i niÖm chung §Þnh nghÜa: M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµ lo¹i m¸y ®iÖn xoay chiÒu mµ tèc ®é quay cña rotor kh¸c víi tèc ®é tõ tr­êng quay trong m¸y. Trong s¶n xuÊt m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé chñ yÕu dïng lµm ®éng c¬ ®Ó biÕn ®æi n¨ng l­îng dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh c¬ n¨ng. 8/2/2012 BMNL 162 Ph©n lo¹i m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé - Theo sè pha: + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 1 pha + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 2 pha + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 3 pha (lµ lo¹i th«ng dông) - Theo ®iÒu kiÖn vµnh ®æi chiÒu: + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã vµnh ®æi chiÒu. + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé kh«ng cã vµnh ®æi chiÒu. 8/2/2012 BMNL 163 - Theo d©y quÊn cña rotor: + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rotor d©y quÊn + M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rotor lång sãc: Lo¹i m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rotor lång sãc cã rotor lång sãc ®¬n, lo¹i m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rotor lång sãc cã rotor lång sãc kÐp, lo¹i m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé rotor lång sãc cã rotor lång sãc r·nh s©u. 8/2/2012 BMNL 164 7.2. CÊu t¹o m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 3 pha Gåm 2 phÇn chÝnh - PhÇn tÜnh - PhÇn quay 7.2.1. PhÇn tÜnh (stator) Gåm c¸c phÇn chÝnh: Lâi thÐp – d©y quÊn – vá m¸y Lâi thÐp: stator do nhiÒu l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®·dËp s½n ghÐp c¸ch ®iÖn víi nhau. ChiÒu dµy l¸ thÐp th­êng lµ 0,5mm phÝa trong cso c¸c r·nh ®Ó ®Æt d©y quÊn. D©y quÊn ba pha: ®­îc ®Æt trong c¸c r·nh lo·i thÐp d©y quÊn bäc líp c¸ch ®iÖn. C¸c pha d©y quÊn ®Æt c¸ch nhau 1200 ®iÖn (c¸ch thµnh lËp d©y quÊn kh«ng ®Ò cËp). 8/2/2012 BMNL 165 8/2/2012 BMNL 166 7.2.1. PhÇn tÜnh (stator) Vá m¸y ®Ó b¶o vÖ vµ gi÷ chÆt lâi thÐp stator: - M¸y c«ng suÊt nhá vá m¸y lµm b»ng nh«m, nhùa - M¸y cã c«ng suÊt lín vá m¸y lµm b»ng gang hay thÐp ®óc vá m¸y cã ch©n m¸y ®Ó cè ®Þnh m¸y vµ 2 n¾p m¸y vá m¸y cã ch©n m¸y ®Ó cè ®Þnh m¸y, vµ 2 n¾p m¸y ®Ó ®ì trôc quay cña rotor vµ b¶o vÖ d©y quÊn 8/2/2012 BMNL 167 Stator 8/2/2012 BMNL 168 PhÇn tÜnh (stator) H×nh 7.1. Lâi thÐp 1. Stator: 1a. R·nh 1b. Thanh dÉn 2. Rotor: 2a. R·nh 2b. Thanh dÉn 8/2/2012 BMNL 169 7.2.2. PhÇn quay Gåm lâi thÐp, trôc quay, d©y quÊn - Lâi thÐp rotor: còng gåm c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i, mÆt ngoµi lâi thÐp cã r·nh ®Ó ®Æt d©y quÊn ë gi÷a cã lç ®Ó l¾p trôc quay, cã khi cßn cã lç th«ng giã. - Trôc m¸y: g¾n víi lâi thÐp rotor, lµm b»ng thÐp tèt trôc ®­îc ®ì trªn 2 n¾p m¸y nhê æ c¾m (æ tr­ît). - D©y quÊn rotor cã 2 lo¹i: d©y quÊn roto lµm b»ng d©y ®ång vµ d©y quÊn roto lµm b»ng c¸c thanh nh«m hay cßn gäi lµ roto lång sãc. 8/2/2012 BMNL 170 Rotor 8/2/2012 BMNL 171 8/2/2012 BMNL 172 C¸c th«ng sè th­êng ghi trªn m¸y: - C«ng suÊt ®Þnh møc - §iÖn ¸p ®Þnh møc - Dßng ®iÖn d©y ®Þnh møc - HiÖu suÊt ®Þnh møc - HÖ sè c«ng suÊt ®Þnh møc - Tèc ®é quay cña rotor - TÇn sè dßng ®iÖn ®Þnh møc. 8/2/2012 BMNL 173 7.3. Tõ tr­êng quay cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé 3 pha 7.3.1. Sù h×nh thµnh tõ tr­êng quay XÐt tr­êng hîp ®¬n gi¶n nhÊt stator gåm 6 r·nh, trong ®ã ®Æt 3 d©y quÊn, trôc c¸c d©y dÉn ®Æt c¸ch nhau 1200 trong kh«ng gian. Tõ tr­êng trong m¸y ®iÖn khi cho hÖ thèng dßng ®iÖn 3 pha ®èi xøng ch¹y qua d©y quÊn stator: c¸c dßng ®iÖn. iA = Imaxsinwt iB = Imaxsin (wt – 1200) iC = Imaxsin (wt - 2400) 8/2/2012 BMNL 174 Sù h×nh thµnh tõ tr­êng quay H×nh 7.2. Dßng ®iÖn h×nh sin ba pha ®­a vµo m¸y ®iÖn 8/2/2012 BMNL 175 Sù h×nh thµnh tõ tr­êng quay H×nh 7.3. a. tõ tr­êng tæng trong m¸y ®iÖn b. ®å thÞ vector 8/2/2012 BMNL 176 8/2/2012 BMNL 177 a. T¹i thêi ®iÓm gãc pha wt = 900 Do dßng ®iÖn tØ lÖ víi tõ tr­êng nªn ta cã: Nh­ vËy tõ tr­êng tæng trïng víi chiÒu cña tõ tr­êng pha A (cã dßng ®iÖn cùc ®¹i) 2 III II max CB maxA -== = ACBA maxA CBmaxAA B 2 3BBBB 2 BBB;BB =++==> === å 8/2/2012 BMNL 178 b. T¹i thêi ®iÓm gãc pha wt = 900 +1200 Do dßng ®iÖn tØ lÖ víi tõ tr­êng nªn ta cã: Nh­ vËy tõ tr­êng tæng trïng víi chiÒu cña tõ tr­êng pha B (cã dßng ®iÖn cùc ®¹i) 2 III II max CA maxB -== = BCBA maxB CAmaxBB B 2 3BBBB 2 BBB;BB =++==> === å 8/2/2012 BMNL 179 c. T¹i thêi ®iÓm gãc pha wt = 900 +2400 Do dßng ®iÖn tØ lÖ víi tõ tr­êng nªn ta cã: Nh­ vËy tõ tr­êng tæng trïng víi chiÒu cña tõ tr­êng pha C (cã dßng ®iÖn cùc ®¹i) KÕt luËn: Tõ tr­êng trong m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµ tõ tr­êng quay vµ cã trÞ sè kh«ng ®æi b»ng 3/2 tõ tr­êng pha cã dßng ®iÖn cùc ®¹i. 2 III II max BA maxC -== = CCBA maxC BAmaxCC B 2 3BBBB 2 BBB;BB =++==> === å 8/2/2012 BMNL 180 7.3.2. Tèc ®é tõ tr­êng quay NÕu m¸y cã p ®«i cùc tõ khi cho dßng ®iÖn 3 pha ®èi xøng h×nh sin víi chu kú f ch¹y vµo 3 d©y quÊn stator sÏ h×nh thµnh tõ tr­êng tæng quay víi tèc ®é: vßng/gi©y vßng/phót p fn1 = p f.60n1 = 8/2/2012 BMNL 181 7.3.3. TÝnh chÊt cña tõ tr­êng quay a. Tõ tr­êng quay cã ®é lín kh«ng ®æi vµ b»ng 3/2 tõ tr­êng cña pha cã dßng ®iÖn cùc ®¹i, nã quay víi tèc ®é kh«ng ®æi. §ã lµ tèc ®é dång bé. b. Khi dßng ®iÖn trong c¸c pha A, pha B, pha C lÇn l­ît ®¹t trÞ sè cùc ®¹i th× chiÒu cña tõ tr­êng quay sÏ quay tõ vÞ trÝ trïng víi trôc pha A ®Õn trôc pha B, råi trôc pha C. Tãm l¹i tõ tr­êng trong quay theo chiÒu kim ®ång hå víi tèc ®é ®ång bé. NÕu thay ®æi thø tù c¸c pha B vµ C vµo d©y quÊn sÏ thÊy chiÒu cña tõ tr­êng quay sÏ quay ng­îc l¹i nghÜa lµ ng­îc chiÒu quay cña kim ®ång hå. TÝnh chÊt nµy ®­îc sö dông ®Ó thay ®æi chiÒu quay cña ®éng c¬ K§B trong c¸c thang m¸y, cÇn trôc 8/2/2012 BMNL 182 7.4. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé cã thÓ lµm viÖc ë mét trong ba chÕ ®é sau: - §éng c¬ ®iÖn - M¸y ph¸t ®iÖn - M¸y h·m Trong ®ã chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn lµ phæ biÕn nhÊt. 8/2/2012 BMNL 183 7.4.1. Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha §­a dßng ®iÖn xoay chiÒu ba pha vµo d©y quÊn stator, nã sinh ra tõ tr­êng quay víi tèc ®é ®ång bé n1 theo chiÒu kim ®ång hå. Tõ tr­êng tæng quay c¾t c¸c thanh dÉn cña rotor vµ c¶m øng trong d©y quÊn rotor søc ®iÖn ®éng E2 . D©y dÉn rotor khÐp kÝn nªn E2 sÏ sinh ra dßng ®iÖn I2 cïng chiÒu víi E2. Thanh dÉn mang dßng ®iÖn I2 n»m trong tõ tr­êng quay nªn chÞu t¸c dông lùc ®iÖn tõ F®t chiÒu cña lùc ®iÖn tõ ®­îc x¸c ®Þnh theo qui t¾c bµn tay tr¸i. Mäi thanh dÉn bè trÝ trªn toµn chu vi rotor ®Òu chÞu lùc F®t nh­ nhau vµ theo cïng chiÒu quay. KÕt qu¶ c¸c lùc ®iÖn tõ nµy t¹o nªn m«men quay M cho rotor. 8/2/2012 BMNL 184 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha Rotor quay cïng chiÒu víi tõ tr­êng tæng nh­ng tèc ®é cña nã kh«ng thÓ b»ng ®­îc tèc ®é tõ tr­êng quay mµ ph¶i nhá h¬n v× nÕu b»ng (n = n1) th× tõ tr­êng quay tæng sÏ kh«ng c¾t thanh dÉn cña rotor do ®ã kh«ng cã dßng ®iÖn I2 vµ lùc ®iÖn tõ F®t b»ng kh«ng. Momen quay t¸c dông lªn rotor chØ xuÊt hiÖn khi cã tån t¹i dßng ®iÖn I2 nghÜa lµ tån t¹i s.®.® E2. do ®ã gi÷a tõ tr­êng tæng vµ rotor ph¶i cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi. V× tèc ®é rotor n kh¸c tèc ®é tõ tr­êng quay n1 nªn lo¹i ®éng c¬ nµy ®­îc gäi lµ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé. 8/2/2012 BMNL 185 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha Tèc ®é t­¬ng ®èi gi÷a tõ tr­êng quay vµ rotor cßn gäi lµ tèc ®é tr­ît (n1 – n) vµ mçi ®éng c¬ ®iÖn ®­îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè tr­ît: Tõ tr­êng quay cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha lµm cho rotor chÞu t¸c dông momen quay M. §iÒu ®ã cã nghÜa chÝnh tõ tr­êng tæng còng chÞu momen M t¸c dông. §Ó cho tõ tr­êng tæng quay víi tèc ®é ®ång bé n1 ®éng c¬ ph¶i nhËn mét c«ng suÊt ®­a vµo ®éng c¬, ®ã lµ c«ng suÊt ®iÖn tõ chuyÓn tõ d©y quÊn stator sang d©y quÊn rotor, ta cã: ( )06,002,0 n nns 1 1 ¸= - = 60 n2M.MP 11dt p =w= 8/2/2012 BMNL 186 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha Gäi c«ng suÊt nguån ®iÖn cÊp cho d©y quÊn m¹ch stator cña ®éng c¬ ®iÖn lµ P1, ta cã: Trong ®ã U1, I1 lµ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn d©y cña m¹ch stator. Trong d©y quÊn stator cã hai tæn hao lµ tæn hao ®ång (lµ l­îng tæn hao trªn ®iÖn trë r1 d©y quÊn stator) DP®1 = 3r1.I21 vµ tæn hao s¾t tõ P0 = DPst. Do ®ã c«ng suÊt ®iÖn tõ cña ®éng c¬: P®t = P1 - DP®1 - DPst Sau khi chuyÓn sang m¹ch rotor, c«ng suÊt ®iÖn tõ bÞ mÊt mét l­îng do tæn hao trªn d©y quÊn rotor: DP®2 = m2r2I22 (m2 lµ sè pha cña d©y rotor). C«ng suÊt c¬ t¸c dông lªn rotor lµm nã quay víi tèc ®é n lµ: P’2 = P®t- DP®2 a= cosIU.3P 111 8/2/2012 BMNL 187 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha P2 lµ c«ng suÊt c¬ mµ rotor ®­a ra ngoµi ®Ó kÐo c¸c m¸y c«ng cô chÝnh, ®©y còng lµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ P®m. C«ng suÊt c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn t¹i cöa ra lµ: Trong ®ã: DPc¬ lµ tæn hao do ma s¸t trªn trôc ®éng c¬ DPphô lµ tæn hao c«ng suÊt do mÊt m¸t phô kh¸c nh­ qu¹t giã ®Ó lµm m¸t ®éng c¬. phuco ' 22 PPPP D-D-= 8/2/2012 BMNL 188 Nguyªn lý lµm viÖc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha Nh­ vËy cã thÓ coi nh­ cã mét dßng n¨ng l­îng liªn tôc ch¶y qua ®éng c¬ khi nã lµm viÖc víi c«ng suÊt ®­a vµo lµ P1 vµ c«ng suÊt t¹i cöa ra lµ P2. H×nh 7.4. Dßng n¨ng l­îng trong ®éng c¬ ®iÖn HiÖu suÊt cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lµ: HiÖu suÊt cña ®éng c¬ K§B 3 pha th­êng lµ 0,8 ¸ 0,9. 1 phuco2dst1d1 1 2 P PPPPPP P P D-D-D-D-D- ==h 8/2/2012 BMNL 189 7.4.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ph¸t ®iÖn K.§.B 3 pha D©y quÊn stator m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé ®­îc nèi víi l­íi ®iÖn, trôc cña rotor ®­îc nèi víi trôc ®éng c¬ s¬ cÊp. §éng c¬ s¬ cÊp kÐo rotor m¸y ®iÖn víi tèc ®é n lín h¬n tèc ®é tõ tr­êng quay n1 vµ cïng chiÒu víi n1. Lóc nµy lùc ®iÖn tõ F®t t¸c dông lªn thanh dÉn cña rotor ng­îc l¹i víi chiÒu quay ®éng c¬ s¬ cÊp t¹o thµnh m«men h·m. §Ó cho m¸y ph¸t ®iÖn cã rotor quay víi tèc ®é kh«ng ®æi n th× m«men quay cña ®éng c¬ s¬ cÊp ph¶i c©n b»ng víi momen h·m. M¸y ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y ph¸t ®iÖn víi hÖ sè tr­ît: 0 n nns 1 1 < - 8/2/2012 BMNL 190 Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ph¸t ®iÖn K.§.B 3 pha H×nh 7.5. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y ph¸t ®iÖn kh«ng ®ång bé 3 pha 8/2/2012 BMNL 191 7.4.3. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y kh«ng ®ång bé ë chÕ ®é h·m M¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé lµm viÖc ë chÕ ®é m¸y h·m lµ ®Ó ngõng quay ®éng c¬ ®iÖn mét c¸ch nhanh chãng an toµn ®Ó gi¶m bít tèc ®é hoÆc gia tèc cña mét sè chuyÓn ®éng. ChÕ ®é h·m: - Rotor quay ng­îc chiÒu víi chiÒu tõ tr­êng quay (hÖ sè s>1). - Lóc nµy chiÒu dßng ®iÖn I2 trong d©y quÊn rotor vÉn gièng nh­ tr­êng hîp m¸y ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬. - Lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn c¸c thanh dÉn sinh ra m«men quay, quay cïng chiÒu víi tõ tr­êng quay, nghÜa lµ ng­îc víi chiÒu quay rotor m«men ®iÖn tõ cã t¸c dông h·m rotor l¹i. - ë chÕ ®é h·m m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé nhËn n¨ng l­îng tõ 2 phÝa: ®iÖn n¨ng ë l­íi ®iÖn vµ c¬ n¨ng ë rotor tÊt c¶ ®Òu tiªu hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn cña rotor m¸y ®iÖn. 8/2/2012 BMNL 192 Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y kh«ng ®ång bé ë chÕ ®é h·m Theo nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y h·m kh«ng ®ång bé, chóng ta cã mét sè ph­¬ng ph¸p h·m ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé sau ®©y: a. Ph­¬ng ph¸p h·m ®æi thø tù pha Khi c¾t m¹ch stator ra khái nguån ®iÖn 3 pha, ®Ó cho rotor ngõng quay ngay, ta ®ãng m¹ch stator vÒ phÝa nguån ®iÖn cã thø tù pha ng­îc víi nguån ®iÖn cò. Do ®ã qu¸n tÝnh rotor ®éng c¬ vÉn quay theo chiÒu tõ tr­êng quay cò nªn rotor quay ng­îc víi chiÒu tõ tr­êng quay do nguån ®iÖn míi t¹o ra. §éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é h·m vµ m«men h·m ng­îc víi chiÒu quay qu¸n tÝnh cña rotor. Nã cã t¸c dông h·m ®éng c¬ ®iÖn ngõng l¹i sau mét thêi gian ng¾n. 8/2/2012 BMNL 193 Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y kh«ng ®ång bé ë chÕ ®é h·m b. Ph­¬ng ph¸p h·m chuyÓn ®éng c¬ thµnh m¸y ph¸t ®iÖn Khi ®éng c¬ lµm viÖc kÐo theo mét phô t¶i, v× mét lý do nµo ®ã phô t¶i lµm rotor ®éng c¬ t¨ng tèc ®é. Rotor ®éng c¬ quay cïng chiÒu víi tõ tr­êng quay nh­ng víi tèc ®é lín h¬n, trong ®éng c¬ sÏ sinh ra m«men h·m ®iÖn tõ cã t¸c dông h·m chuyÓn ®éng h¹n chÕ tèc ®é cña rotor. ë t×nh trang h·m nµy ®éng c¬ lµm viÖc nh­ m¸y ph¸t ®iÖn tr¶ l¹i n¨ng l­îng cho nguån ®iÖn. Muèn gi¶m tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn trong thêi gian ng¾n nhÊt, ng­êi ta t¨ng sè ®«i cùc tõ cña ®éng c¬ (b»ng c¸ch thay ®æi c¸ch nèi d©y ng¾n quÊn stator) tèc ®é tõ tr­êng quay gi¶m xuèng vµ nhá h¬n tèc ®é rotor, do ®ã trong ®éng c¬ sÏ cã momen ®iÖn tõ h·m chuyÓn ®éng rotor 8/2/2012 BMNL 194 Nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y kh«ng ®ång bé ë chÕ ®é h·m c. Ph­¬ng ph¸p h·m ®éng n¨ng Khi c¾t m¹ch ®iÖn stator ra khái nguån ®iÖn 3 pha, lËp tøc ta ®ãng ngay nã vµo nguån ®iÖn 1 chiÒu. - Dßng ®iÖn 1 chiÒu ®i vµo d©y quÊn stator t¹o thµnh mét tõ tr­êng tÜnh. - Do cã qu¸n tÝnh, rotor cßn tiÕp tôc quay trong tõ tr­êng tÜnh ®ã vµ lµm xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn trong d©y quÊn rotor - T¸c dông cña tõ tr­êng tÜnh lªn dßng ®iÖn c¶m øng trong d©y quÊn rotor sÏ sinh momen ng­îc chiÒu víi chuyÓn ®éng rotor lµm rotor bÞ ngõng nhanh chãng. 8/2/2012 BMNL 195 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé B»ng c¸ch nµo ®ã mµ ta chuyÓn ®­îc ®éng c¬ khi nã ®ang quay víi hÖ sè tr­ît s vÒ t×nh tr¹ng ®øng yªn nh­ng vÉn ®¶m b¶o c¸c qu¸ tr×nh n¨ng l­îng trong ®éng c¬ nh­ khi nã quay, th× ta cã thÓ sö dông ngay kÕt qu¶ cña s¬ ®å thay thÕ m¸y biÕn ¸p cho ®éng c¬. Ba pha cña ®éng c¬ K.§.B ®èi xøng nªn chØ cÇn thµnh lËp s¬ ®å thay thÕ cho mét pha trong c«ng thøc: s.2t2 2 2 2 2 jXR E Z EI + == & & && 8/2/2012 BMNL 196 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé NÕu thay vµ Xt2s = s.Xt2 th× cã thÓ x¸c ®Þnh dßng ®iÖn rotor b»ng biÓu thøc sau: BiÓu thøc nµy lµ trÞ sè dßng ®iÖn rotor khi nã ®øng yªn nh­ng trong m¹ch rotor cã m¾c thªm biÕn trë: Do ®ã ta ®·cã c¬ së ®Ó chuyÓn ®éng c¬ K.§.B khi nã quay víi hÖ sè tr­ît s vÒ t×nh tr¹ng khi rotor ®øng yªn mµ vÉn ®¶m b¶o ®­îc qu¸ tr×nh n¨ng l­îng x¶y ra trong d©y quÊn rotor vÉn nh­ khi rotor quay b»ng c¸ch nèi thªm vµo m¹ch d©y quÊn rotor biÕn trë . 2t22 20 2t 2 20 2t2 20 2 jX s s1RR E jX S R E jsXR EsI +÷ ø ö ç è æ -+ = + = + = &&&& 202 EsE && = s s1R 2 - 8/2/2012 BMNL 197 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé S¬ ®å m¹ch rotor khi nã ®øng yªn nh­ng trong m¹ch E20 rotor cã nèi thªm biÕn trë: H×nh 7.6. S¬ ®å m¹ch rotor khi nã ®øng yªn nh­ng trong m¹ch rotor cã nèi thªm biÕn trë s s1r2 - 8/2/2012 BMNL 198 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé MÆt kh¸c tõ th«ng F trïng pha víi U1 trong m¸y ®iÖn kh«ng ®æi nªn dßng ®iÖn tõ ho¸ I0 còng kh«ng ®æi nªn trong m¹ch stator còng kh«ng ®æi trong c¶ hai t×nh tr¹ng khi rotor quay vµ roto ®øng yªn. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ ®éng c¬ nhËn n¨ng l­îng t¹i cöa vµo ë c¶ hai t×nh tr¹ng nãi trªn lµ t­¬ng ®­¬ng P1 = U1.I1.cosj1. ë tr¹ng th¸i ®éng c¬ ®øng yªn, n¨ng l­îng tiªu t¸n trªn biÕn trë t­¬ng ®­¬ng víi n¨ng l­îng ®iÖn tõ ®­îc biÕn ®æi thµnh c¬ n¨ng trªn trôc ®éng c¬ khi rotor quay. ' 201 III &&& += 8/2/2012 BMNL 199 8/2/2012 BMNL 200 8/2/2012 BMNL 201 8/2/2012 BMNL 202 8/2/2012 BMNL 203 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ViÖc thµnh lËp s¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé gièng hÖt nh­ viÖc thµnh lËp s¬ ®å thay thÕ m¸y biÕn ¸p. D©y quÊn s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p t­¬ng øng víi d©y quÊn rotor ®éng c¬ ®·®­îc nèi thªm biÕn trë , cßn m¹ch tõ ho¸ ®­îc biÓu thÞ b»ng nh¸nh bao gåm ®iÖn trë R0, nèi tiÕp víi X0. S¬ ®å thay thÕ cho mét pha ®éng c¬ kh«ng ®ång bé còng cã d¹ng h×nh T nh­ s¬ ®å sau. H×nh 7.7. S¬ ®å thay thÕ mét pha cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé s s1r2 - = 8/2/2012 BMNL 204 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé Còng t­¬ng tù nh­ m¸y biÕn ¸p ë s¬ ®å thay thÕ T m¹ch rotor ®­îc nèi trùc tiÕp vÒ ®iÖn víi m¹ch stator kh«ng qua m¹ch tõ nªn c¸c th«ng sè cña m¹ch rotor ph¶i ®­îc tÝnh ®æi vÒ stator. Nh­ng ë ®©y cÇn chó ý lµ sèpha d©y quÊn stator m1 cã thÓ kh¸c sè pha d©y quÊn rotor m2 nªn ta cã: s s1R.K.K s s1R X.K.KX;R.K.KR K II. KWm KWm I E.KE. KW KW EE 2ie ' 2 2tie ' 22ie ' 2 i 2 2 gq11 gq22' 2 20e20 gq2 gq1 1 ' 20 1 2 2 1 - = - == -== === && &&&& 8/2/2012 BMNL 205 7.5. S¬ ®å thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé gäi lµ hÖ sè quy ®æi søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn gäi lµ suÊt ®iÖn ®éng, dßng ®iÖn, ®iÖn trë ®iÖn kh¸ng cña rotor ®· quy ®æi vÒ m¹ch stator. 2 1 2 1 gq22 gq11 i gq2 gq1 e KWm KWm K; KW KW K == ' 2t ' 2 ' 220 X,R,I,E 8/2/2012 BMNL 206 7.6. Momen quay cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé C«ng suÊt c¬ t¸c dông lªn trôc ®éng c¬ lµm nã quay víi tèc ®é n lµ: M lµ momen quay do lùc ®iÖn tõ t¸c dông lªn rotor. wr lµ tèc ®é gãc cña rotor: wr = w1(1-s) w1 lµ tèc ®é cña tõ tr­êng quay w lµ tÇn sè gãc dßng ®iÖn xoay chiÒu th­êng b»ng 314rad/s p lµ sè ®èi cùc tõ s s1RI3.MP '2 2' 2r ' 2 - =w= P1 w =w 8/2/2012 BMNL 207 7.6. Momen quay cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé Ta cã: ( ) [ ] ( ) ú ú û ù ê ê ë é ++÷ ø ö ç è æ +w ==> ++úû ù êë é -++ = w = -w - = w = 2 2t1t 2' 2 1 ' 2 2 1 2' 2t1t 2 ' 2 ' 21 1' 2 ' 2 2' 2 ' 2 2' 2' 2 xx s RR.s R.U.p3M xx s s1RRR UI .s RI.p.3 s1 p s s1R.I.3 r PM 8/2/2012 BMNL 208 7.6. Momen quay cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé §Ó tÝnh momen cùc ®¹i lÊy ®¹o hµm biÓu thøc trªn theo s vµ cho b»ng 0 ta ®­îc: H×nh 7.8. §å thÞ Momen 14,005,0 XX RS XXR U. 2 p3M 2t1t ' 2 th 2t1t1 2 1 max ¸= + ±= ++w = 8/2/2012 BMNL 209 8/2/2012 BMNL 210 7.7. §éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha 7.7.1. CÊu t¹o Gåm 2 bé phËn chñ yÕu: phÇn tÜnh vµ phÇn quay - PhÇn tÜnh gåm cã vá m¸y, lâi thÐp vµ d©y quÊn. Lâi thÐp bªn trong cã r·nh ®Æt d©y quÊn mét pha. Lo¹i ®éng c¬ cã vßng ng¾n m¹ch lâi thÐp stato kh«ng cã r·nh mµ cã cùc tõ, d©y quÊn stato quÊn quanh cùc tõ. Ngoµi d©y quÊn chÝnh cßn cã d©y quÊn phô ®Ó më m¸y. - PhÇn quay gåm cã lâi thÐp vµ d©y quÊn. Th­êng th× dïng lo¹i roto lång sãc. 8/2/2012 BMNL 211 7.7.2. Nguyªn lý lµm viÖc §Æt ®iÖn ¸p cña nguån vµo d©y quÊn 1 pha, dßng ®iÖn trong d©y quÊn sÏ sinh ra tõ tr­êng ®Ëp m¹ch F. Tõ tr­êng ®Ëp m¹ch cã thÓ ph©n thµnh 2 tõ tr­êng quay FA, FB quay ng­îc chiÒu nhau víi cïng tèc ®é n1. Chóng cã biªn ®é b»ng nhau vµ b»ng mét nöa tõ tr­êng ®Ëp m¹ch. T¹i thêi ®iÓm bÊt kú bao giê ta còng cã: 2 max BA F =F=F F=F+F BA 8/2/2012 BMNL 212 Nguyªn lý lµm viÖc H×nh 7.9. Tõ tr­êng quay T¸c dông cña hai tõ tr­êng Êy sinh ra 2 m«men MA vµ MB t¸c dông lªn rotor ng­îc chiÒu nhau. Momen tæng t¸c dông lªn rotor: M = MA + MB 8/2/2012 BMNL 213 8/2/2012 BMNL 214 Nguyªn lý lµm viÖc Theo ®å thÞ trªn ta thÊy ë thêi ®iÓm t = 0, n = 0 vµ s = 1 th× momen tæng b»ng kh«ng. Gäi n lµ tèc ®é cña rotor th× ®èi víi tõ tr­êng quay thuËn rotor cã hÖ sè tr­ît lµ: HÖ sè tr­ît cña tõ tr­êng quay ng­îc chiÒu kim ®ång hå: sB = 2 – s1 Lóc më m¸y sA = sB = 1 th× MA = MB ® M = MA + MB = 0 ®éng c¬ kh«ng tù më m¸y ®­îc. NÕu t¸c ®éng cho ®éng c¬ quay theo chiÒu nµo nã quay m·i theo chiÒu Êy. VËy ®Ó cho ®éng c¬ tù më m¸y ta dông ph­¬ng ph¸p sau: - Ph­¬ng ph¸p 1: dïng cuén d©y phô më m¸y - Ph­¬ng ph¸p 2: ®éng c¬ c¶m øng 1 pha cã vßng ng¾n m¹ch ë cùc tõ. 1 1 A n nns -= ( ) 1 111 1 1 B n ns1n n nns -+=+= 8/2/2012 BMNL 215 Theo ph­¬ng ph¸p 1: Dïng cuén d©y më m¸y. ë stator ngoµi cuén d©y chÝnh cßn ®Æt thªm cuén d©y phô ®Ó më m¸y. Cuén d©y phô ®Æt c¸ch cuén d©y chÝnh gãc 900 trong kh«ng gian vµ dßng ®iÖn cña nã lÖch pha víi dßng ®iÖn chÝnh gãc 900. Khi më m¸y cuén d©y chÝnh vµ cuén d©y phô sÏ sinh ra mét tõ tr­êng quay t¹o nªn m«men më m¸y ban ®Çu. §Ó t¹o ra sù lÖch pha 900 gi÷a 2 dßng ®iÖn trong 2 cuén d©y, ng­êi ta m¾c nèi tiÕp víi cuén d©y phô ®iÖn dung C. So s¸nh c¸c ®éng c¬ kh«ng ®ång bé mét pha kh¸c, ®éng c¬ c¶m øng kiÓu tô ®iÖn 1 pha cã m«men quay cùc ®¹i vµ hÖ sè c«ng suÊt lín h¬n v× ngoµi tô ®iÖn C tham gia qu¸ tr×nh më m¸y cã thÓ ®Êu thªm tô ®iªn phô song song víi tô ®iÖn C ®Ó n©ng cao hÖ sè cosj cña ®éng c¬. 8/2/2012 BMNL 216 Phương pháp mở máy động cơ KĐB 1. Khởi động trực tiếp Ưu điểm: - Thiết bị Khởi động đơn giản - Momen khởi động lớn - Thời gian khởi động nhỏ Nhược: - Dòng khởi động lớn làm ảnh hưởng đến phụ tải khác, - Chỉ áp dụng cho động cơ công suất nhỏ và công suất của nguồn lớn hơn nhiều lần công suất của động cơ 8/2/2012 BMNL 217 2. Giảm điện áp đặt vào động cơ 8/2/2012 BMNL 218 Giảm điểm áp 2. Dùng MBA tự ngẫu 8/2/2012 BMNL 219 Đổi nối Star/Delta 8/2/2012 BMNL 220 Thêm điện trở vào roto đc dây quấn 8/2/2012 BMNL 221 Điều chỉnh tốc độ 8/2/2012 BMNL 222 Điều chỉnh tần số 8/2/2012 BMNL 223 Theo ph­¬ng ph¸p 1: H×nh 7.9. Cuén d©y phô m¾c thªm tô ®iÖn 8/2/2012 BMNL 224 Theo ph­¬ng ph¸p 2: §­îc dïng ë ®éng c¬ rotor lång sãc, r·nh cùc tõ ®­îc chÎ ra vµ l¾p vµo ®ã 1 vßng kÝn b»ng kim lo¹i gäi lµ vßng ng¾n m¹ch. Khi më m¸y, tõ tr­êng cuén d©y stator 2 cã mét bé phËn nhá xuyªn qua vßng ng¾n m¹ch. Do ®ã cã dßng ®iÖn c¶m øng trong vßng ng¾n m¹ch, nã sinh ra tõ th«ng thø cÊp, tæng hîp víi tõ th«ng ban ®Çu, lµm cho tõ th«ng xuyªn qua vßng ng¾n m¹ch lÖch pha víi tõ th«ng ngoµi vßng ng¾n m¹ch 1 gãc pha gÇn b»ng 900 vÒ kh«ng gian vµ thêi gian. V× vËy tõ tr­êng tæng trong m¸y sÏ lµ mét tõ tr­êng quay vµ do ®ã ®éng c¬ cã m«men më m¸y ban ®Çu. 8/2/2012 BMNL 225 Câu hỏi 1. Tong hệ thống điện xoay chiều (AC), các đại lượng dòng và áp luôn biến thiên theo hình sin, trong thực tế ta vẫn thường nói mạng điện áp 220/380V; dòng điện trong nhánh bằng 2A. Vây những giá trị trên là các trị số gì? Ý nghĩa của nó? 2. Tại sao trong thực tế không nên mắc pin mới song song với pin cũ? 3. Cho mạch điện xoay chiều, giải thích vì sao trị số đọc trên ampe kế tổng lại nhỏ hơn tổng các trị số đọc được trên ampe kế ở các mạch nhánh? 4. Thế nào là công suất toàn phần (biểu kiến)? Công suất tác dụng (hữu công)? Công suất phản kháng (Vô công)? 8/2/2012 BMNL 226 1. Tại sao điện trở xoay chiều và điện trở một chiều của cùng một sợi dây lại không giống nhau? Cụ thể điện trở xoay chiều lớn hơn điện trở 1 chiều? 2. Khi quán cuộn điện cảm cao tần, tại sao phải dung dây dẫn nhiều sợi hoặc dây dẫn rỗng ruột? 3. Bút thử điện chỉ có một đầu chạm vào vật dẫn điện, tại sao có thể phát sang? 4. Dây trung tính phía điện áp thấp của máy biến thế, có mang điện, điện áp đo được thấy thấp hơn điện áp của vật mang điện thông thường. Giải thích nguyên nhân tại sao? 5. Tại sao hệ thống điện xoay chiều sử dụng sóng hình sin mà không sử dụng các dạng sóng khác? 8/2/2012 BMNL 227 1. Tại sao điện áp lưới điện phải chọn các cấp khác nhau? 2. Tại sao khi tải điện trên khoảng cách xa thì máy biến thế tăng áp đấu delta/Y (tam giác-sao), biến thế hạ áp thì đấu thành Y/Delta (sao tam giác). 3. Tại sao một số đơn vị sử dụng điện, tách riêng phần điện chiếu sáng và điện động lực (cung cấp cho động cơ), mà không dùng chung một máy biến thế? 4. Cửa trạm biến áp tại sao phải mở ra ngoài và không được có khóa tự động? 5. Tại sao mạch từ trong máy điện (phần lõi thép trong máy biến áp, động cơ điện, máy phát điện) đều làm bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép lại mà không đúc liền nguyên khối? 6. Dây truyền tải điện trên không dạng dây nhôm lõi thép (dây AC, ACSR) đều có phần lõi bằng thép 8/2/2012 BMNL 228 SẢN PHẨM ĐiỆN 8/2/2012 229 Cáp điện Phụ kiện cáp (Vatraco) Phụ kiện đường dây (Vatraco) Máy biến áp (PTDL) Máy cắt điện (PTDL) Dao cách ly + Phụ tải 1 2 654 3 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 230 CT & VT (PTDL) Chống sét (Vatraco) Tụ bù (Vatraco) Recloser (Vatraco) Cầu chì tự rơi Tủ trung thế 7 8 121110 9 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 231 Tủ RMU (Vatraco) Tủ đóng cắt, phân phối hạ thế Tủ điều khiển động cơ Hệ thống điều khiển trạm BA và đường dây Hệ thống bảo vệ Trạm BA và đường dây Hệ thống điều khiển tự động CN 13 14 181716 15 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 232 Tủ đấu dây Tủ phân phối AC/DC Tủ nạp ắc quy Hệ thống ắc quy (PTDL) Hệ thống điều khiển, giám sát từ xa RTU Hệ thống truyền tải thông tin PLC 19 20 242322 21 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 233 Hệ thống Scada (PTDL) Hệ thống điều khiển và tự động hoá trong trạm Hệ thống thông tin liên lạc (PTDL) Máy phát điện (CN) Trạm Kiosk Trạm treo (XD) 25 26 302928 27 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 234 Trạm ngầm (Vatraco) Trạm một cột (XD) Trạm ngoài trời (PTDL) Trạm GIS (PTDL) Trạm di động (PTDL) Nhà máy thuỷ điện (PTDL) 31 32 363534 33 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 235 Nhà máy nhiệt điện (PTDL) Nhà máy điện sức gió (PTDL) He thong chieu sang Thiết bị đóng cắt hạ thế ACB, MCCB, MCB, (Vatraco) Thiết bị điện dân dụng (công tắc, ổ cắm,) - Vatraco Phụ kiện lắp đặt điện (Vatraco) 37 38 424140 39 Sản Phẩm Điện 8/2/2012 BMNL 236 SẢN PHẨM ĐiỆN TỬ 8/2/2012 BMNL 237 Rơ le bảo về Điện Tử 8/2/2012 BMNL 238 NHỰA – COMPOSIT 8/2/2012 BMNL 239 8- Mô hình, đồ chơi trẻ em7-Sản phẩm nhựa composit dân dụng 6- Sản phẩm composit cho quốc phòng5- Sản phẩm nhhựa composit công nghiệp4-Vật liệu cách điện -Sứ cách điện 3- Phụ kiện nhựa2- Sản phẩm hộp chia dây1- Sản phẩm hộp công tơ 8/2/2012 BMNL 240 SẢN PHẨM – CƠ KHÍ 8/2/2012 BMNL 241 CỘT THÁP ĐIỆN CỘT ĐIỆN ĐƠN THÂN CỘT CHIẾU SÁNG KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG CỘT ANTENA XÀ GIÁ, TRỤ ĐỠ BULÔNG NEO VÀ CÁC PHỤ KIỆN ĐƯỜNG DÂYCÁC LOẠI KHUNG GIÀN CỘT ANTENA Cơ khí 8/2/2012 BMNL 242 THANG MÁNG CÁP VỎ HỘP, VỎ HỘP KHUNG TỦ KHUÔN MẪUTHANH CHIA ĐIỆN SẢN PHẨM CƠ KHÍ CHÍNH XÁC THANH CÁI ĐỒNG GIA CÔNG MẠ Cơ khí 8/2/2012 BMNL 243 XÂY DỰNG 8/2/2012 BMNL 244 n Xây lắp trạm phân phối điện n Xây lắp Công trình trạm cao thế n Xây lắp Hệ thống phân phối đóng cắt điện Xây lắp Nhà máy Thuỷ điện Xây lắp Nhà máy Nhiệt điện n Xây lắp đường dây tải điện cao thế 8/2/2012 BMNL 245 Xây lắp Nhà xưởng Xây lắp điện dân dụng và nội thất Xây dựng Nhà cao tầng Xây lắp Nhà máy Công nghiệp Xây lắp Cột ăn ten viễn thông Xây lắp Hệ thống điện chiếu sáng 8/2/2012 BMNL 246 Xây dựng khu công nghiệp Xây dựng đường giao thôngXây dựng Khu đô thị 8/2/2012 BMNL 247 Thông số kỹ thuật Xây lắp đường dây cao thế - Cột cao 65 m - Dựng cột, kéo dây - Cột néo, cột đỡ Xây lắp đường dây điện cao thế Cải tạo lưới điện Xây lắp đường dây điện Xây lắp đường dây điệnXây lắp đường dây điện 8/2/2012 BMNL 248 Xây lắp trạm biến áp cao thếXây lắp trạm biến áp cao thế Xây lắp trạm biến áp 8/2/2012 BMNL 249 Nhà xưởng gia công cơ khí Việt ÁXây lắp nhà xưởng Xây dựng nhà cao tầng Xây dựng nhà cao tầng 8/2/2012 BMNL 250 Xây lắp nhà điều hành Xây lắp đường giao thông Cải tạo nhà máy Thuỷ điện Thay thế các thiết bị điều khiển cơ bằng điều khiển tự động - Tháo tủ bẳng cũ, thay tủ bảng mới - Kéo cáp, đấu nối, rút cáp 8/2/2012 BMNL 251 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 8/2/2012 BMNL 252 CUNG CẤP PHẦN MỀM DỊCH VỤ TRUYỀN THÔNG TÍCH HỢP HỆ THỐNG