Báo cáo động cơ không đồng bộ roto lồng sóc và roto dây quấn

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Nguyên lý hoạt động : cấp điện xoay chiều tần số f1 cho stator, stator sinh từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ n1=60f1/p cắt dẫn roto cảm ứng suất điện động cảm ứng, roto nối ngắn mạch nên sinh dòng điện cảm ứng, dòng điện cảm ưng chạy ( cuộn dây ) roto sinh từ trường, từ trường roto stator tác động tương hỗ làm kéo roto quay theo chiều từ trường quay với tốc độ n ( bé tốc độ đồng ) Sdd dẫn chiều dài l chuyển động vận tốc v từ cảm B Dòng điện cảm ứng i2 đặt từ cảm B chịu lực tác dụng sau Độ chênh lệch tốc độ từ trường quay tốc độ roto tốc độ trượt n2 n2=n1-n Hệ số trượt tốc độ s== Khi đứng yên, tốc độ roto n=0 , hệ số trượt s=1;khi roto quay với tốc độ định mức sdm=0,02-0,08 Tốc độ động : n=n1(1-s)= I Cấu tạo stator : gồm phận lõi thép dây quấn , ngồi cịn có vỏ máy, nắp máy,… Lõi thép Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm thép kĩ thuật điện, dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh hướng theo trục Lõi thép ép vỏ máy Dây quấn stator Dây quấn stator thường làm dây đồng có bọc cách điện đặt rãnh lõi thép Dòng điện pha xoay chiều dây quấn stotor tạo nên từ trường quay II Cấu tạo roto : phần quay gồm lõi thép, dây quấn trục máy Lõi thép Lõi thép roto gồm thép kỹ thuật điện lấy từ phần bên lõi thép stator ghép lại, phía ngồi dập rãnh để đặt dây quấn , có dập lỗ để lắp trục Dây quấn Dây quấn roto có kiểu : roto dây quấn roto lồng sóc ngắn mạch  Roto lồng sóc gồm nhơm đặt rãnh bị ngắn mạch đầu vành ngăn mạch Với động nhỏ dây quấn roto đúc nhôm nguyên khối gồm dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt cánh quạt làm mát Các động công suất 100kW dẫn làm đồng đặt vào rãnh roto gắn chặt vào vành ngắn mạch hai đầu  Roto dây quấn pha rơto thường đấu hình (chữ Y), đầu lại nối với vành trượt làm đồng gắn vào đầu trục, cách điện với với trục Thông qua chổi than vành trượt, bạn nối dây quấn rơto vào điện trở phụ bên ngồi để cải thiện tính mở máy, thơng qua đó, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy.Khi hoạt động bình thường, dây quấn rơto nối ngắn mạch Cách nối dây rôto dây quấn vào điện trở bên ngồi ký hiệu tương tự sơ đồ điện.Dây quấn đặt rãnh phần lõi thép roto III Ưu Nhược điểm Về nguyên lý hoạt động Động kdb roto dây quấn roto lồng sóc giống Chỉ khác khả mở máy điều chỉnh tốc độ Ưu nhược điểm động kdb roto lồng sóc Ưu điểm: Hoạt động đảm bảo giá thành rẻ.Nhược điểm: Điều chỉnh tốc độ khó dòng điện khởi động lớn Ưu nhược điểm động kdb roto dây quấn Ưu điểm: Có ưu điểm trình mở máy khả điều chỉnh tốc độ.Nhược điểm: Giá thành cao động vận hành tin cậy IV Điều chỉnh tốc độ Tốc độ động khơng đồng ba pha tính theo cơng thức: vịng/phút Nhìn vào biểu thức ta thấy: Với động điện KĐB lồng sốc điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi tần số dòng điện stato cách đổi nối dây quấn stato để thay đổi số đôi cực từ p từ trường, thay đổi điện áp đặt vào stato để thay đổi hệ số trượt s Tất phương pháp thực phía stato Với động roto dây quấn thường điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở roto để thay đổi hệ số trượt s, việc điều chỉnh thực phía roto Thay đổi tần số Việc thay đổi tần số f dòng điện stato thực biến đổi tần số (bộ biến tần) Như ta biết từ thông Φmax tỷ lê thuận với tỉ số U1/f, thay đổi tần số người ta mong muốn giữ cho từ thông Φmax không đổi, để mạch từ máy trạng thái định mức Muốn phải điều chỉnh đồng thời tần số điện áp, giữ cho tỉ số điện áp U1 tần số f khơng đổi Hình vẽ họ đặc tính máy điện không đồng pha điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tỉ số U1/f khơng đổi Đặc tính động thay đổi U/f Việc điều chỉnh tốc độ quay thay đổi tần số thích hợp điều chỉnh nhóm động lồng sóc Điều chỉnh tốc độ thay đổi tần số cho phép điều chỉnh tốc độ cách phẳng phạm vi rộng Với phát triển vượt bậc linh kiện điện tử giá thành biến tần ngày giảm Các biến tần ứng dụng ngày rộng rãi Phù hợp cho phụ tải tốc độ thay đổi mômen không đổi Thay đổi số đôi cực Số đôi cực từ trường quay phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn Động KĐB pha có cấu tạo dây quấn để thay đổi số đôi cực từ gọi động không đồng pha nhiều cấp tốc độ Phương pháp sử dụng cho loại roto lồng sóc Mặc dù điều chỉnh tốc độ nhảy cấp, có ưu điểm giữ nguyên độ cứng đặc tính cơ, động nhiều cấp tốc độ sử dụng rộng rãi máy luyện kim, máy tàu thủy, … Thay đổi điện áp cung cấp cho stator Phương pháp thực việc giảm điện áp Khi giảm điện áp đường đặc tính M = f(s) thay đổi hệ số trượt thay đổi, tốc độ động thay đổi Hệ số trượt s1, s2, s3 ứng điện áp U1đm, 0,85 U1đm 0,7 U1đm Nhược điểm phương pháp điều chỉnh tốc độ quay điện áp giảm khả tải động cơ, dải điều chỉnh tốc độ hẹp, tăng tổn hao dây quấn roto Việc điều chỉnh tốc độ thay đổi điện áp dùng chủ yếu với động cơng suất nhỏ có hệ số trượt tới hạn Sth lớn Thay đổi điện trở roto Phương pháp áp dụng động roto dây quấn, người ta mắc biến trở ba pha vào mạch roto Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên có kích thước lớn so với biến trở mở máy Khi tăng điện trở tốc độ quay động giảm Nếu moment cản, dịng roto khơng đổi, tăng điện trở để giảm tốc độ tăng tổn hao công suất biến trở, phương pháp khơng kinh tế Tuy nhiên phương pháp đơn giản, điều chỉnh đơn khoảng điều chỉnh tương đối rộng, sử dụng điều chỉnh tốc độ quay động công suất cỡ trung bình V Khởi động động khơng đồng Dịng điện vào động khơng đồng : Lúc khởi động n=1,s=1 dòng điện khởi động trở thành Với : R1 điện trở dây quấn stator X1 điện kháng dây quấn stator U1 điện áp đầu vào R’2 điện trở dây quấn roto quy stator ; R’2=a2.R2 X’2 điện kháng dây quấn roto quy stator ; X’2=a2.X2 a= Ta thấy lúc khởi động dòng điện khởi động lớn dịng định mức ( thường 4-7 lần Iđm ), lúc khởi động, s=1 Sơ đồ thay tương đương Yêu cầu mở máy :     Mk phải lớn để thích ứng với đặc tính tải Ik nhỏ để không ảnh hưởng đến phụ tải khác Thời tian khởi động nhỏ để máy làm việc Thiết bị khởi động rẻ tiền, đơn giản, tin cậy tốn lượng Những yêu cầu trái ngược nên tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà ta chọn phương pháp khởi động phù hợp Khởi động động roto dây quấn Khi khởi động dây quấn roto nối với điện trở phụ bên Đầu tiên động khởi động vơi điện trở phụ lớn sau giảm dần điện trở phụ khơng qua khố K Lúc khởi động n=0, s=1 muốn mơmen khởi động mơmen lớn sth=1 Với sth==1 từ ta tính R’pK Lúc dịng khởi động Mạch động lực Đặt tính mơmen Ta thấy khởi động điện trở phụ , dòng khởi động giảm xuống, mômen khởi động tăng lên Đây ưu điểm lớn phương pháp Khởi động động roto lồng sóc Khởi động trực tiếp : ta đóng điện trực tiếp vào lưới điện Ưu điểm phương pháp đơn giản Thời gian khởi đông bé, mômen khởi động lớn ; Nhược điểm dòng khởi động lớn, ứng dụng cho khởi động động công suất nhỏ công suất nguồn lớn nhiều công suất động Giảm điện áp đầu vào dây quấn stator Trong thực tế biện pháp giảm dịng khởi động chia làm hai dạng sau:  Giảm điện áp nguồn cấp vào dây quấn stato phương pháp : biến áp giảm áp ,hay lắp đặt phần tử hạn áp(cầu phân áp)dùng điện trở hay điện cảm  Sử dụng biến đổi điện áp xoay chiều pha,dùng linh kiện điện tử điều chỉnh thay đổi điện áp hiệu dụng nguồn áp pha cấp vào động Hệ thống khởi động gọi phương pháp khởi động mền (soft start) cho động Ưu điểm phương pháp giảm dịng khởi động, mơmen khởi động giảm theo, dùng cho động cơng suất trung bình VI Ứng dụng Động khơng đồng sử dụng rộng rãi phổ biến trong phạm vi công suất nhỏ vừa với nhiều cáp điện áp khác ( từ 24V đến 10kV) nên phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng đặt tính điều chỉnh tốc độ dễ dàng, giá thành rẻ vận hành bảo trì sửa chữa dễ dàng  ... roto có kiểu : roto dây quấn roto lồng sóc ngắn mạch  Roto lồng sóc gồm nhơm đặt rãnh bị ngắn mạch đầu vành ngăn mạch Với động nhỏ dây quấn roto đúc nhôm nguyên khối gồm dẫn, vành ngắn mạch,... Cách nối dây rôto dây quấn vào điện trở bên ký hiệu tương tự sơ đồ điện .Dây quấn đặt rãnh phần lõi thép roto III Ưu Nhược điểm Về nguyên lý hoạt động Động kdb roto dây quấn roto lồng sóc giống... Khởi động động khơng đồng Dịng điện vào động khơng đồng : Lúc khởi động n=1,s=1 dòng điện khởi động trở thành Với : R1 điện trở dây quấn stator X1 điện kháng dây quấn stator U1 điện áp đầu vào