Động cơ không đồng bộ (hình)
Tham khảo tài liệu 'động cơ không đồng bộ (hình)', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh
Toùm taéc
Toång quan
Khaùi nieäm:
Toác ñoä rotor # toác ñoä töø tröôøng quay
Töø tröôøng quay:
3 60f 2πf
B= Bm n1 = (voøng/phuùt) ω1 = (rad/sec)
2 p p
Nguyeân lyù laøm vieäc:
n1 − n n
Ñoä tröôït: s = = 1− (< 5%) Hay n = (1 − s )n 1
n1 n1
Toác ñoä tröôït n2 = n1 – n = sn1 (voøng /sec) ⇒ f2 = sf (Hz)
Maïch töông ñöông
Maïch töông ñöông (ñaõ quy veà stator):
Taàn soá doøng ñieän beân trong stator: f
Taàn soá doøng ñieän beân trong rotor: f2 = sf
U 1 = (R 1 + jX 1 )&1 + E 1 = Z1&1 + E 1
& I & & I &
E 1 = (R m + jX m )& 0
& I
E = (R + jX )& = Z &
&
2 2 I 2
& I
2 2 2
&
I1 R1 jX1 &'
I2 &
I2 R2 jX2
&
I0
& Rm & &
U1 E1 E2
jXm
Stator Rotor
Ñeå thieát laäp maïch töông ñöông caàn caùc ñieàu kieän: ñieän aùp, doøng ñieän, taàn soá, naêng
löôïng.
Ñieän aùp:
U1 = const ≈⇒ E1 = const ⇒ Φm = const
vì E 1 = 2π .k dq .N 1f .Φ m
1
kdq: heä soá daây quaán phaân boá
Coù E 2 = 2π .k dq 2 .N 2 f .Φ m rotor ñöùng yeân (f = f2)
E 1 k dq1 N 1
⇒ = =k Ñaët: E '2 = E 1 = kE 2 ñieän aùp rotor qui ñoåi
E 2 k dq 2 N 2
Taàn soá: (qui ñoåi töø rotor quay veà rotor ñöùng yeân)
Khi rotor quay coù taàn soá sf:
E 2s = 2π .k dq 2 .N 2 f 2 .Φ m = 2π .k dq 2 .N 2 (sf ).Φ m = sE 2
Ñieän aùp: E 2s = sE 2
Toång trôû rotor:
Rotor ñöùng yeân: &
Z 2 = R 2 + j(2πf )L 2 = R 2 + jX 2 X 2 = 2πfL 2
Toùm taét: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 1
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh
Rotor quay: &
Z 2s = R 2 + j(2πsf )L 2 = R 2 + jsX 2
E = (R + jsX )& = sE
&
2s 2 I 2
&
2s 2
⎛R ⎞ ⎛R ⎞
E 2 = ⎜ 2 + jX 2 ⎟& 2s = ⎜ 2 + jX 2 ⎟& 2
& I I
⎝ s ⎠ ⎝ s ⎠
Ñieän trôû rotor laø R2, vì coâng suaát toån hao khi quy ñoåi khoâng thay ñoåi neân I2 = I2s.
R2
&
I 2s R2 jsX2 &
I2 s jX2
&
E 2s &
E2
Rotor chuyeån ñoäng Qui veà Rotor ñöùng yeân
Doøng ñieän: (qui ñoåi töø rotor quay veà satator ñöùng yeân)
Tröôøng hôïp khoâng taûi I2 = 0 (s ≈ 0), I1 = I0.
Tröôøng hôïp coù taûi: I2 # 0, I0 = const.
Doøng ñieän khoâng taûi I0 goàm hai thaønh phaàn: &0 = & c + & m
I I I
&
I1 R1 jX1 &'
I2
&
I0
&
Ic &
Im
&
U1 &
E1
Gc -jBm
Ic cuøng pha vôùi E1, thaønh phaàn taùc duïng (toån hao maïch töø).
Im cuøng pha vôùi Φ, thaønh phaàn töø hoùa.
Do töø thoâng Φm = const neân söùc töø ñoäng khoâng ñoåi (F = NI = Φ m R m )
⇒ k dq .N 1 .&1 − k dq .N 2 .& 2 = k dq .N 1 .& 0 = const
1
I 2
I 1
I
&
I
Ñaët doøng ñieän rotor qui ñoåi: & '2 = 2
I
k
⇒ & = & + &'
I1 I 0 I 2
Qui ñoåi töø rotor quay veà satator ñöùng yeân:
&
I
Trong ñoù, E '2 = E1 = kE 2 vaø & '2 = 2
I
k
⎛ R2 ⎞&
& k⎜ + jX 2 ⎟I 2
E '2 ⎝ s
'
⎠ = k 2 ⎛ R 2 + jX ⎞ = R 2 + jX '
⇒ &
Z2 = ' =
'
& & ⎜ 2⎟ 2
I2 I2 ⎝ s ⎠ s
k
Vaäy: & = E + (R + jX )&
U1 &
1 1 1 I1
'
& ' = R 2 + jX ' & '
E2 2I2
s
Toùm taét: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 2
Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh
& = & + &'
I1 I 0 I 2
& =& +&
I0 I c I m
R '2 ⎛1− s ⎞ '
vôùi = R '2 + ⎜ ⎟R 2
s ⎝ s ⎠
&
I1 R1 jX1 &'
I 2
R '2 jX’2
&
I0
& Rm 1− s '
U1 &
E '2 R2
Xm s
Maïch töông ñöông cuûa ñoäng cô KÑB
Maïch hình T (d), maïch hình π (b), chuyeån nhaùnh töø hoùa veà tröôùc (c).
Thí nghieäm khoâng taûi, thí nghieäm ngaén maïch
Thí nghieäm khoâng taûi:
s ≈0 ⇒ Z’2 = ∞ U1ñm ⇒ I0
Muïc ñích xaùc ñònh toån hao coâng suaát saéc töø PFe (ñaõ tröø toån hao cô Pcô):
P0 = PFe + Pcô (xem toån hao ñoàng khoâng ñaùng keå)
TN quay khoâng taûi:Pcô (ma saùt, thoâng gioù, toån hao phuï) = P cô keùo ñoäng cô quay.
R1 jX1 I2 = 0
Tính R0 = Rm + R1:
I1 I0 töø P0 vaø I0.
Rm
&
U1
Tính ñöôïc Ls = Lm + Lσs
Xm
töø I0, U1ñm vaø R0.
Thí nghieäm ngaén maïch:
s=1 I1ñm ⇒ U1n
⇒ Z2’ Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh
Coâng suaát ñieän töø:
R '2 ' 2
Coâng suaát ñieän töø: Pdt = 3 I2
s
2
Toån hao ñoàng rotor: Pd 2 = 3R '2 I '2 = s.Pdt
1− s ' 2
Coâng suaát cô: Pco = 3R '2 I 2 = (1 − s)Pdt
s
Coâng suaát cô höõu ích:
Coâng suaát cô höõu ích: P2 = Pcô - Pqp
Coâng suaát toån hao:
Coâng suaát toån hao: Pth = Pñ1 + Ps + Pñ2 + Pqp
Hieäu suaát:
P2 P2 P − Pth
η= = = 1 (0.75 ÷ 0.9)
P1 P2 + Pth P1
Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä
Giaû söû Rm Bài giảng: Các máy điện một chiều và xoay chiều ©TCBinh
Môû maùy ñoäng cô khoâng ñoàng boä
Môû maùy ñoäng cô rotor daây quaán:
(
R '2 + R 'mm = R 1a + X 1a + X '2
2
)
2
Môû maùy ñoäng cô rotor loàng soùc:
– Duøng ñieän khaùng noái tieáp: neáu U1/k thì Imm giaûm k nhöng Mmm giaûm ñi k2.
– Duøng maùy bieán aùp töï ngaãu: neáu U1/k thì Imm vaø Mmm ñeàu seõ giaûm ñi k2.
– Ñoåi Y – Δ: bieán aùp töï ngaãu, vôùi k = 3 Imm vaø Mmm ñeàu giaûm ñi 3 laàn.
– Duøng daïng raõnh roâto ñaëc bieät ñeå caûi thieän ñaëc tính môû maùy.
Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä
60f
1. Thay ñoåi soá cöïc: n1 = (voøng/phuùt)
p
60f
2. Thay ñoåi taàn soá nguoàn ñieän: n1 = (voøng/phuùt).
p
U1/f = const (traùnh hieän töôïng baõo hoøa maïch töø)
3. Thay ñoåi ñieän aùp nguoàn ñieän: sth = const, Mmax thay ñoåi
4. Thay ñoåi ñieän trôû maïch roâto (daây quaán): sth thay ñoåi, Mmax = const
Phöông phaùp naøy ñôn giaûn, nhöng toån hao nhieät lôùn (ñoäng cô trung bình).
Caùc ñaëc tính vaän haønh
1. Ñaëc tính doøng ñieän stato I1 = f(P2)
2. Ñaëc tính vaän toác n = f(P2)
3. Ñaëc tính moâmen ñieän töø M = f(P2)
4. Ñaëc tính heä soá coâng suaát cosϕ = f(P2)
P2
5. Ñaëc tính hieäu suaát η = f(P2) η=
P2 + P0 + β 2 .Pn
ηmax ⇔ Pqp + Ps = Pñ1 + Pñ2.
n1
n
η
cosϕ
I1
cosϕ0
M
I0
0 P2
P2ñm
Baøi taäp:
_Taát caû caùc ví duï.
_ Baøi taäp: (.), (-) 5.3, 5.4, 5.6, 5.14, 5.15, 5.16, 5.18, 5.21, 5.24, 5.25, 5.35, 5.41,
5.48, (*), (**).
Toùm taét: Chöông 2: Ñoäng cô khoâng ñoàng boä 5
