Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 7: Máy điện không đồng bộ
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
94 trang |
Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 27/02/2024 | Lượt xem: 24 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 7: Máy điện không đồng bộ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_ky_thuat_dien_chuong_7_may_dien_khong_dong_bo.pdf