Giáo trình Máy điện (Nghề Điện tử công nghiệp CĐTC)

Mục tiêu của môn học: - Về kiến thức: + Hiểu được về cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc của máy điện đồng bộ, không đồng bộ, máy điện một chiều, máy biến áp... Như vậy nhiệt lượng của

TR ƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: MÁY ĐIỆN

NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/ TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quy ết định Số 257 /QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

T UYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Quyển sách giáo trình “MÁY ĐIỆN” là quyển sách thuộc môn học chuyên môn các ngành thuộc khối kỹ thuật nói chung và đặc biệt là ngành Công nhân

kỹ thuật Điện – Điện tử nối riêng Giáo trình “MÁY ĐIỆN” rất quan trọng đối với giáo viên cũng như học sinh sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật Điện – Điện tử là môn học cơ sở để học tập các môn học chuyên ngành như Trang bị điện, Truyền động điện và vận dụng vào các mô đun chuyên ngành như Lập trình PLC một cách hiệu quả Quyển tài liệu được biên soạn theo cấu trúc từng chương, từng phần từ đơn giản đến phức tạp giúp học sinh sinh viên có được những kiến thức kỹ năng của môn học làm nền tản cho nhiều môn học chuyên môn khác Quyển tài liệu được trích lọc từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo kết hợp sự chắt lọc nội dung phù hợp từ thực tế giảng dạy nhằm đơn giản nội dung

c ho phù hợp với năng lực thực tiễn của học sinh sinh viên

Quyển tài liệu này được biên soạn cho chương trình đào tạo lý thuyết 45 tiết gồm 5 chương như sau:

Chương 1: Khái niệm chung về máy điện

Chương 2: Máy biến áp

Chương 3: Máy điện không đồng bộ

Chương 4: Máy điện đồng bộ

Chương 5: Máy điện một chiều

Cuối lời xin chân thành cám ơn những tác giả của nhiều tài liệu Máy điện, cám ơn sự cộng tác của quý bạn bè, đồng nghiệp Xin chân thành cám ơn đến ban tổ chức biên soạn giáo trình và những đóng góp quý báu của các doanh nghiệp và các chuyên gia để quyển tài liệu được hoàn thiện và xuất bản

Đồng Tháp, ngày tháng năm 2017

Tham gia biên soạn

Chủ biên:

M ỤC LỤC



Trang

Lời giới thiệu

Chương 1: Khái niệm chung về máy điện

1 Định nghĩa và phân lọai

2 Tính thuận nghịch của máy điện

3 Các định luật cơ bản trong máy điện

4 Các lọai máy biến áp chính

5 Cấu tạo máy biến áp

6 Tổ nối dây máy biến áp

Chương 3: Máy điện không đồng bộ

1 Đại cương về máy điện không đồng bộ

2 Quan hệ điện từ trong máy điện không đồng bộ

3 Các đặc tính của máy điện không đồng bộ

4 Mở máy và điều chỉnh tốc độ

5 Máy điện không đồng bộ một pha

6 Sơ đồ trãi động cơ không đồng bộ ba pha

7 Sơ đồ trãi động cơ không đồng bộ một pha

Chương 4: Máy điện đồng bộ

2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

3 Động cơ điện đồng bộ

4 Mở máy động cơ đồng bộ

Chương 5: Máy điện một chiều

1 Đại cương về máy điện một chiều

2 Mở máy động cơ điện một chiều

Tài liệu tham khảo

- Ý nghĩa và vai trò của môn học:

Máy điện rất đa dạng về chủng loại: máy điện tỉnh, máy điện quay; máy điện 1 chiều, máy điện xoay chiều; máy điện đồng bộ, máy điện không đồng bộ Chính vì vậy máy điện có vai trò rất quan trọng trong đời sống sinh hoạt cũng như trong lỉnh vực công nghiệp Môn học máy điện là sự tổng hợp tinh hoa của các loại máy điện nhằm đem đến cho người học một sự hiểu biết tối thiểu trong việc sử dụng cũng như trong khắc phục sửa chữa một số hỏng hóc của máy điện Việc sử dụng thành thạo máy điện sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho kỹ thuật điều khiển lập trình ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp và trong cuộc sống

Mục tiêu của môn học:

- Về kiến thức:

+ Hiểu được về cấu tạo cũng như nguyên lý làm việc của máy điện đồng

bộ, không đồng bộ, máy điện một chiều, máy biến áp

Nội dung của môn học:

Kiểm tra (Thường xuyên, định kỳ

1 Chương 1: Khái niệm chung về

máy điện

1 Định nghĩa và phân lọai

2 Tính thuận nghịch của máy

điện

3 Các định luật cơ bản trong

máy điện

4 Các đơn vị

5 Sơ lược về các vật liệu chế

tạo máy điện

4 Các lọai máy biến áp chính

5 Cấu tạo máy biến áp

6 Tổ nối dây máy biến áp

1 Định nghĩa và công dụng

2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

3 Động cơ điện đồng bộ

4 Mở máy động cơ đồng bộ

5 Chương 5: Máy điện một chiều

1 Đại cương về máy điện một

Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN

Mã chương: MH 12-01

Giới thiệu:

Máy điện là một thiết bị vô cùng quan trọng trong đời sống sinh hoạt và trong công nghiệp Sự hiểu biết và sửa chữa máy điện là một mảng công việc lớn đối với công nhân và kỹ sư ngành Điện vì vậy việc đào tạo kiến thức về máy điện cho học sinh sinh viên ngành Điện – Điện tử là một trách nhiệm lớn

Mục tiêu:

Học xong chương này sinh viên phân loại được các máy điện, hiểu được các được luật cảm ứng điện từ, cũng như hiểu được sự phát nóng và làm mát của máy điện

Máy điện là máy thường gặp nhiều trong các nghành kinh tế như công nghiệp, giao thông vận tải… và trong các dụng cụ sinh hoạt gia đình

b Máy điện có phần động (quay hoặc chyển động thẳng)

Loại máy điện này thường để biến đổi các dạng năng lượng như cơ năng thành điện năng (máy phát điện) hoặc ngược lại điện năng thành cơ năng (động

cơ điện) Nó làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, lực điện từ Do từ trường và dòng điện của các cuộn dây có chuyển động tương đối với nhau gây

ra

Sơ đồ phân loại máy điện thông dụng thường gặp:

2 Tính thuận nghịch của máy điện:

Hình 1- 1: Nguyên lý hoạt động máy phát điện

2.1 Chế độ máy phát:

Cho cơ năng của động cơ sơ cấp tác dụng vào thanh dẫn một lực cơ học

Fcơ thanh dẫn sẽ chuyển động với tốc độ v trong từ từ trường của nam châm N –

S , trong thanh dẫn sẽ xuất hiện sức điện động e Nếu nối vào 2 cực của thanh dẫn 1 điện trở R của tải thì dòng điện I chạy trng thanh dẫn sẽ cung cấp điện cho tải Nếu bỏ qua điện trở thanh dẫn thì điện áp đặt vào tải u= e Công suất điện máy phát cho tải

Pđ =ui =ei

Dòng điện I nằm trong từ trường sẽ chịu tác dụng của lực điện từ Fđt = Bil Khi máy quay với tốc độ không đổi thì lực điện từ sẽ cân bằng với lực cơ của động cơ sơ cấp: Fđt = Fcơ

Nhân 2 vế với v ta được: vFđt = vFcơ = Bilv =ei

Như vậy công suất cơ của động cơ sơ cấp Pcơ = Fcơ .v đã được biến đổi thành công suất điện Pđ =ei nghĩa là cơ năng biến thành điện năng

2.2 Chế độ động cơ điện:

Hình 1- 2: Nguyên lý hoạt động động cơ điện

Cung cấp cho máy phát điện điện áp U của nguồn điện sẽ gây ra dòng điện I trong thanh dẫn Dưới tác dụng của từ trường sẽ có lực điện từ Fđt=Bil tác dụng lên thanh dẫn làm thanh dẫn chuyển động với tốc độ v có chiều như hình

vẽ

Công suất điện đưa vào động cơ:

P = ui = ei = Blvi = Fđt v (1.1) Như vậy công suất điện P = ui đưa vào động cơ đã được biến thành công suất cơ Pcơ = Fđt v trên trục động cơ Điện năng đã được biến đổi thành cơ năng

3 Các định uật cơ bản trong máy điện:

3.1 Định luật cảm ứng điện từ (định luật Faraday):

a Trường hợp từ thông biến thiên xuyên qua dòng dây(định luật Lenxơ):

Hình 1-3: Sức điện động trong vòng dây có từ thông biến thiên

Giả sử ta có vòng dây, từ thông đi qua diện tích vòng dây là  Qui ước chiều dương cho vòng dây như sau: Vặn cái vặn nút chai theo chiều tiến của từ

thông thì chiều xoay của cái vặn nút chai sẽ là chiều dương của vòng Khi từ thông  biến thiên xuyên qua dòng dây dẫn, trong vòng dây sẽ cảm ứng sức

điện động Nếu chiều suất điện động cảm ứng phù hợp với chiều đã chọn, sẽ có giá trị dương và ngược lại sẽ có giá trị âm Cho một thanh nam châm lại gần và dịch xa vòng dây để làm thay đổi từ thông qua vòng sẽ làm xuất hiện sức điện động cảm ứng trong vòng dây Nếu từ thông biến thiên càng nhanh thì s.đ.đ càng lớn Như vậy s.đ.đ cảm ứng tỉ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông Nếu trong thời gian dt, từ thông qua vòng biến thiên một lượng là d thì trị số sức điện động cảm ứng trong một vòng dây đựơc viết theo công thức Maxwell như sau:

e = - d/dt (1.2) Nếu cuộn dây có w vòng, sđđ cảm ứng của cuộn dây sẽ là:

e =

dt

d dt

b Trường hợp thanh dẫn chuyển động trong từ trường:

Hình 1-4: Cảm ứng điện thanh dẫn cắt từ trường Một thanh dẫn có chiều dài l, chuyển động với vận tốc v vuông góc với đường sức của từ trường (thường gặp trong máy phát điện), trong thanh dẫn sẽ cảm ứng sđđ e ở trong một từ trường đứng yên có từ cảm B

e = B.v.l (v và B hợp với nhau 1 góc 90) (1.4) Trong đó:

B: là cảm ứng từ tính bằng T (tesla)

l: chiều dài của thanh dẫn nằm trong từ trường, đo bằng mét (m) v: vận tốc thanh dẫn đo bằng m/s

Chiều của s.đ.đ cảm ứng được xác định theo qui tắc bàn tay phải: Cho các đường sức từ đâm vào lòng bàn tay phải, chiều ngón tay cái choãi ra chỉ chiều chuyển động của thanh dẫn thì chiều từ cổ tay đến ngón tay chỉ chiều sức điện động

Hình 1-5: Qui tắc bàn tay trái Định luật lực điện từ (định luật Laplace):

Khi thanh dẫn với chiều dài l mang dòng điện i đặt thẳng góc với từ cảm

B (đường sức từ trường, trường hợp rất thường gặp ở động cơ điện) Nó sẽ chịu một lực điện từ F:

Chiều và độ lớn của lực f được xác định là tích vectơ:

Có trị số: F = i.l.B (i B)=90 (1-5) Trong đó:

B: từ cảm có đơn vị (T) l: chiều dài tác dụng thanh dẫn đơn vị (m)

i: dòng điện đo bằng ampe (A)

F: lực điện từ đo bằng Niuton (N)

Chiều của lực điện từ xác định theo qui tắc bàn tay trái: Để cho các đường sức từ đâm vào lòng bàn tay trái, chiều từ cổ tay đến các ngón tay chỉ chiều dòng điện thì chiếu ngón tay cái chãi ra chỉ chiều lực điện từ

3.2 Định luật ôm từ:

Định luật ôm từ: Định luật ôm từ suy ra từ định lý ampere: Nếu H là cường độ từ trường do một tập hợp dòng điện I1, I2, I3,…In tạo ra và C là một đường kín bao quanh chúng thì

C

K i dl

H.

Xét một mạch từ có w vòng dây và cho dòng điện I chạy qua ta được

cường độ từ trường H trong mạch từ, tiếp xúc với đường sức từ trung bình (C)

có chiều dài l lúc đó trở thành: H.l = w.i = F Viết tổng quát ta có:

Trong đó F là sức từ động để tạo ra từ thông 

Tính tóan mạch từ:

a Bài tóan thuận biết  tìm F: Cho một mạch từ gồm m phần tử nối tiếp

phần tử i có chiều dài li , tiết diện Si Tính sức từ động F để tạo ra từ thông  chạy trong mạch từ đó

Giải: Trong mạch từ nối tiếp, từ thông xuyên qua mọi tiết diện đều bằng nhau Cách tính như sau:

Bước 1: Tính từ cảm B

Suy ra từ trường Hi như sau:

 Nếu phần từ là khe hở không khí thì μ 4 10 7 H/m

0



 Nếu đọan mạch từ là vật liệu sắt từ thì dựa vào đường cong

từ hóa B= f(H) biết B suy ra H

Bước 2 : Tính sức từ động tổng tạo ra từ thông 

Bước 3: Mặt khác F = i.w, tùy theo bài tóan cho số vòng dây hoặc dòng điện kích từ ta tính được dòng điện hoặc số vòng dây cần có

4 Các đơn vị:

Sử dụng 2 loại đơn vị: Hệ tuyệt đối là các đơn vị có thứ nguyên

Hiện nay sử dụng 2 loại đơn vị tuyệt đối là CGS 0 và SI: Quan hệ giữa các đơn vị của hệ MKSA, SI và CGS 0

hệ CGS 0Thời gian

H

n

i i

1

i i S

i n 1 i

i L H





kg

Wb Wb/m2

F



cm/s cm/s2

I: là dòng điện đơn vị (A)

U: điện áp đơn vị (V)

P: công suất đơn vị (W)

Iđm, Uđm, Pđm: là các đại lượng định mức của dòng điện, điện áp, công suất

5 Sơ ược về các vật iệu chế t o máy điện: gồm có:

+ Vật liệu tác dụng: gồm vật liệu dẫn điện và dẫn từ chủ yếu để chế tạo dây quấn và lõi thép

+ Vật liệu cách điện dùng để cách điện các bộ phận dẫn điện và không dẫn điện hoặc các bộ phận dẫn điện với nhau

+ Vật liệu kết cấu dùng để chế tạo các chi tiết máy và bộ phận chịu lực tác dụng cơ giới Ta xét sơ lược đặc tính của vật liệu dẫn từ, dẫn điện cách điện dùng trong chế tạo máy điện

+ Số thứ ba số 0 chỉ cho thép cán nguội (thép dẫn có hướng) thường sử dụng chế tạo máy biến áp

Ngoài ra các lõI thép kĩ thuật điện còn mang mã hiệu 3404, 3405…3408

Dùng trong máy điện phải đạt yêu cầu:

+ Cường độ cách điện cao

+ Chịu nhiệt tốt, tản nhiệt dễ dàng

+ Chống ẩm ướt, độ bền cơ học cao

Các chất cách điện dùng trong máy phát điện có thể ở thể hơi và thể rắn, thể lỏng

Các chất cách điện ở thể rắn chia làm 4 loại:

+ Các chất hữu cơ thiên nhiên như: vải, lụa

+ Các chất vô cơ như: mica, amiăng, sợi thủy tinh…

Trong đó: t 1nhiệt độ của máy, t 2 nhiệt độ môi trường

Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): nhiệt độ môi trường là 40C còn của máy điện ta bình quân Hiện nay ta thường dùng cách điện cấp A, E, B

Chú ý: Trên nhiệt độ cho phép 10% thì tuổI thọ của máy sẽ giảm đi 1/2 nên không được phép làm việc trên nhiệt độ cho phép trong thời gian dài

6 Phát nóng và àm mát MĐ:

6.1 Đại cương:

Các tổn thất trong quá trình biến đổi năng lượng của MĐ biến thành nhiệt năng làm nóng các bộ phận cấu tạo MĐ Tổn hao nhiều và khi tải nặng thì máy càng nóng Nhiệt độ của MĐ phụ thuộc vào chế độ làm việc: liên tục, ngắn hạn hoặc ngắn hạn lặp lại Vì kích thước và chế độ làm việc nhất định nên khi sử dụng không vượt quá giá trị định mức trên máy Nếu máy được tản nhiệt ra môi trường tốt thì công suất tăng, khả năng mang tải nhiều hơn

Các máy điện thường làm việc ở nhiều chế độ khác nhau và rất đa dạng

a Làm việc với toàn bộ công suất trong thời gian dài

b Làm việc ngắn hạn

c Làm việc theo chu kì

d Làm việc với tải thay đổi

Do chế độ làm việc khác nhau nên sự phát nóng của MĐ cũng khác nhau

Vì vậy MĐ phải thiết kế theo từng chế độ cụ thể sao cho các bộ phận của phát nóng phù hợp với vật liệu

 Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại:

Thời gian máy làm việc và nghỉ trong một chu kì không đủ dài để nhiệt độ các bộ phận của máy đạt đến giá trị xác lập Chế độ này đặc trưng bằng tỉ số giữa thời gian làm việc và thời gian của một chu kì làm việc và nghỉ Các tỉ số được chế tạo với 15%, 25%, 40%, 60%

Chú ý: máy điện được chế tạo để dùng ở chế độ làm việc định mức liên tục

6.2 Sự phát nóng và nguội lạnh của máy điện:

Các máy điện đều có cấu trúc phức tạp gồm nhiều bộ phận hình dạng khác nhau và làm lạnh bằng các vật liệu có độ dẫn nhiệt không giống nhau Khi máy làm việc, nhiệt độ của lõi thép, dây quấn không bằng nhau do có sự trao đổi

nhiệt giữa các bộ phận Hơn nữa nhiệt độ của chất làm lạnh ở mỗi khu vực trong máy cũng không giống nhau

a Các kiểu cấu tạo của máy điện:

Kiểu cấu tạo của máy điện phụ thuộc vào phương pháp bảo vệ máy đối với môi trường

bên ngoài Cấp bảo vệ được kí hiệu bằng chữ IP kèm theo hai chỉ số, chữ

+ Số 0 ở IP rằng, máy không bảo vệ gì cả Chia kiểu cấu tạo như sau:

Hình 1-6: Hệ thống gió dọc trục của máy điện 1 chiều

Hình 1-7: Hệ thống gió ngang trục của máy điện 1 chiều

- Kiểu hở: Không có bộ phận che chở để tránh các vật từ ngoài chạm vào phần quay hoặc các bộ phận dẫn điện của nó Loại này đặt trong các nhà máy hoặc phòng thí nghiệm, không tránh được ẩm ướt (IP00)

- Kiểu bảo vệ: Có các tấm chắn có thể tránh được các vật và nước rơi vào máy Loại này đặt trong nhà (cấp bảo vệ từ P11 đến P33)

- Kiểu kín: Có vỏ bọc cách biệt trong phần máy với môi trường bên ngoài

Nó dùng ở nơi ẩm ướt, kể cả ngoài trời Tùy theo mức độ kín, cầp bảo vệ có từ

P44 trở lên

b Các phương pháp làm lạnh máy điện:

- Máy điện làm lạnh tự nhiên: không có bộ phận thổi gió làm lạnh, nên

công suất giới hạn trong khoảng (vài chục  vài trăm) W nên có cách tản nhiệt

để tăng thêm bề mặt tản nhiệt

- Máy điện làm lạnh trong: có quạt gió đặt đầu trục thổi vào trong máy

Đối với máy công suất nhỏ, chiều dài nhỏ hơn 200  250 mm, gió chỉ thổi dọc trục theo khe hở giữa stato và Rôto và theo các rãnh thông gió dọc trục ở lõi

thép Stato và Rôto (Hình 1-6)

Khi công suất máy lớn, chiều dài của máy tăng thì nhiệt độ dọc chiều dài của máy sẽ không đều Vì vậy phải tạo rãnh thông gió ngang trục Lõi thép chia thành từng đoạn dài khoảng 4 cm và khe hở giữa các đoạn khoảng 1 cm Gió sẽ

đi vào hai đầu rồI theo các rãnh ngang trục và thoát ra ở giữa thân máy để rồi lai

trở về hai đầu (Hình 1-7)

Hình 1-8: Máy điện tự làm lạnh mặt ngoài

- Máy điện tự làm lạnh mặt ngoài: máy thuộc kiểu kín Ở đầu trục bên

ngoài máy có gắn quạt gió và nắp quạt gió để hướng thổi dọc mặt ngoài của thân

máy (Hình 1-8)

Để tăng diện tích của bề mặt máy lạnh thân máy được đúc có cánh tản nhiệt, có đặt quạt gió để tăng tốc độ gió trong máy, do đó tăng thêm sự trao đổi nhiệt giữa vỏ và lõi

- Máy nhiệt làm lạnh độc lập: Ở các máy lớn, quạt thường được đặt riêng

ở ngoài để hút gió đưa nhiệt lượng trong máy ra ngoài

Hình 1-9: Hệ làm lạnh

Để tránh hút bụi vào máy có thể dùng hệ thống làm lạnh riêng Trong trường hợp đó, không khí hoặc khí làm lạnh sau khi ở máy ra được đưa qua bộ phận làm lạnh rồi lại được đưa vào máy theo chu trình kín như trình bày trên

(Hình 1-9).

- Máy điện làm lạnh trực tiếp: Khi công suất của máy điện lớn, khoảng

300  500 ngàn kW thì hệ làm lạnh kín bằng khí hyđrô vẫn không đủ hiệu lực Đối với các máy điện đó, dây quấn được chế tạo bằng các thanh dẫn rỗng trong

có nước hoặc dầu chạy qua để được làm lạnh trực tiếp Như vậy nhiệt lượng của dây quấn không phảI truyền qua chất cách điện mà được nước hoặc dầu trực tiếp đem ra ngoài do đó có thể tăng mật độ dòng điện trong thanh dẫn lên 3 đến 4 lần

và giảm kích thước máy, tiết kiệm vật liệu chế tạo

CÂU HỎI

1 Giải thích nguyên lí thuận nghịch của máy điện?

2 Các vật liệu chế tạo máy điện là gì?

3 Các phương pháp làm lạnh máy điện?

Chương 2: MÁY BIẾN ÁP

Mã chương: MH 12-02

Giới thiệu:

Máy biến áp là một loại máy điện tĩnh được ứng dụng để truyền tải, phân phối điện năng một cách hiệu quả và kinh tế Sự hiểu biết về cấu tạo nguyên lý làm việc, chức năng làm việc và cách sử dụng của các loại máy biến áp là một mảng quan trọng của máy điện

Mục tiêu:

Học xong chương này sinh viên hiểu, trình bày được cấu tạo và

nguyên lý làm việc, tổ nối dây của máy biến áp

Hình 2-1: Sơ đồ mạng truyền tải đơn giản

2 Nguyên í àm việc của máy biến áp:

Khi ta nối dây quấn sơ cấp w1 vào nguồn điện xoay chiều điện áp U1, sẽ

có dòng điện sơ cấp I1 chạy trong dây quấn sơ cấp w1 Dòng điện sơ cấp I1 sing

ra từ thông biến thiên chạy trong lõi thép từ thông này móc vòng qua cả 2 cuộn

sơ cấp w1 và thứ cấp w2, được gọi là từ thông chính

Theo định luật cảm ứng điện từ, sự biến thiên của từ thông làm cảm ứng trong dây quấn sơ cấp 1 sức điện động là:

Và cảm ứng trong dây quấn thứ cấp sức điện động là:

Trong đó w1 và w2 là số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp Khi máy biến

áp không tải, dây quấn thứ cấp hở mạch, dòng điện thứ cấp i2 =0 Từ thông chính trong lõi thép chỉ do dòng điện sơ cấp i1 không tải sinh ra, có giá trị bằng dòng

từ hóa I0

Hình 2- 2: Cấu tạo máy tự biến áp một pha

Khi máy biến áp có tải, dây quấn thứ cấp nối với tải có tổng trở tải Zt, dưới tác động của sức điện động e2, có dòng điện thứ cấp i2 cung cấp điện cho tải Khi ấy từ thông chính do đồng thời cả 2 dòng điện sơ cấp và thứ cấp sinh ra

Nếu bỏ qua điện trở dây quấn và từ thông tản ra ngoài không khí, có thể

nghĩa là tỉ số điện áp sơ cấp và thứ cấp đúng bằng tỷ số vòng dây

E1 , E2 là trị số hiệu dụng của sức điện động sơ cấp, thứ cấp

và k được gọi là hệ số biến áp

- Đối với máy biến áp tăng áp ta có U2> U1 ; w2>w1

- Đối với máy biến áp giảm áp ta có: U2 <U1 ; w2<w1

Như vậy dây quấn sơ cấp và thứ cấp không trực tiếp lõiên hệ với nhau về điện nhưng nhờ có từ thông chính, năng lượng đã được chuyển từ dây quấn sơ cấp sang thứ cấp

Nếu bỏ qua tổn hao trong máy biến áp có thể coi gần đúng quan hệ giữa các đại lượng sơ và thứ như sau:

1 w

w p U p U

Với W1 số vòng dây pha sơ cấp, W2 số vòng dây pha thứ cấp

- Tỉ số điện áp dây không những chỉ phụ thuộc vào tỉ số vòng dây giữa sơ cấp và thứ cấp mà còn phụ thuộc cách nốI hình sao hay tam giác:

+ Khi nối /Y:

d

k =

2 3

1 2

3

1 2

1

w

w p

U

p U d

U d U



+ Khi nối /:

kd =

2

1 2

1 2

1

w

w p U p U d U d U



+ Khi nối Y/Y:

kd =

2

1 2 3

1 3 2

1

w

w p U

p U d

U d U



+ Khi nối Y/:

kd =

2

1 3 2 3

1 2

1

w

w p

U

p U d

U d U

Sđm = m Ufđm.I fđmvới m là số pha của máy biến áp hoặc

3.2 Điện áp định mức ở các cuộn dây sơ cấp và cuộn thứ cấp:

- Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm là điện áp dây quấn sơ cấp tính bằng

đm 3 U I

S 

3.3 Dòng điện định mức ở các cuộn dây sơ cấp và cuộn thứ cấp:

Dòng diện dây định mức sơ cấp I1đm và thứ cấp I2đm là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức, tính bằng ampe (A)

- Đối với mba 1 pha:

- Đối với mba 3 pha:

4 Các o i máy biến áp chính:

Theo công dụng , máy biến áp có thể gồm những loại chính sau đây:

1 Máy biến áp điện lực dùng để truyền tải và phân phối công suất trong

5 Máy biến áp thí nghiệm dùng để thí nghiệm các điện áp cao

Máy biến áp có rất nhiều, song thực chất các hiện tượng xảy ra trong chúng đều giống nhau Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, sau đây chủ yếu xét đến máy biến áp điện lực hai dây quấn một pha và ba pha

4.1 Máy biến áp tự ngẫu:

Máy biến áp tự ngẫu 1 pha thường có công suất nhỏ, được dùng trong các phòng thí nghiệm và trong các thiết bị để làm cho nguồn có khả năng điều chỉnh được điện áp đầu ra theo yêu cầu

Máy biến áp tự ngẫu 3 pha thường được dùng để điều chỉnh điện áp khi

mở máy các động cơ xoay chiều 3 pha

đm

đm đm

U

S I

1 1

3



đm

đm đm

U

S I

2 2

3



đm

đm đm

U

S I

2

2 

đm

đm đm

U

S I

1

1 

Máy biến áp tự ngẫu 1 pha gồm có 1 dây quấn dùng làm dây quấn sơ cấp với dòng dây w1 và đồng thời 1 bộ phận của nó với số vòng dây w2 là thứ cấp

Vậy tỉ số điện áp là:

2 1 2

1

w

w U

w

w U

U 

Từ sơ đồ cho thấy sự truyền tải năng lượng từ sơ cấp qua thứ cấp trong máy bằng 2 đường: điện và điện từ Vì thế máy biến áp tự ngẫu có tiết diện lõi thép nhỏ hơn các máy biến áp thông thường Nó chỉ có 1 cuộn dây nên tiết kiệm được dây dẫn và giảm được tổn hao Nó có nhược điểm là độ an toàn điện không cao, vì sơ cấp và thứ cấp liên hệ trực tiếp về điện với nhau

4.2 Máy biến áp đo lường:

4.2.1 Máy biến điện áp:

Hình 2-3: Máy biến điện áp

Dùng để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp để đo lường bằng các dụng cụ thông thường Như thế số vòng dây thứ cấp w2 phải nhỏ hơn số vòng dây sơ cấp w1 Thông thường người ta qui định điện áp thứ cấp U2 là 100V

Cách mắc dây: cuộn sơ cấp nối song song với điện áp lớn cần đo, cuộn thứ cấp nối với vôn kế hoặc các mạch điện áp của các dụng cụ khác như cuộn dây điện

áp của oát kế, Trong khi làm việc không được ngắn mạch cuộn thứ cấp

4.2.2 Máy biến dòng điện:

Hình 2- 4: máy biến dòng điện

Dùng để biến đổi dòng điện lớn xuống dòng điện nhỏ để đo lường Vì dòng điện thứ cấp nhỏ hơn dòng điện sơ cấp nên số vòng cuộn sơ cấp ít hơn số vòng cuộn thứ cấp

Dòng điện thứ cấp định mức là 5A

Cách mắc dây: Cuộn sơ cấp đấu nối tiếp với dòng điện cần đo, cuộn thứ cấp nối với ampe mét hoặc mạch dòng điện của các dụng cụ đo khác như cuộn dòng điện của oát kế,

Đối với máy biến dòng không được để hở mạch thứ cấp

4.3 Máy biến áp hàn hồ quang:

Hình 2- 5: MBA hồ quang

Là loại máy biến áp đặc biệt dùng để hàn bằng phương pháp hồ quang điện Người ta chế tạo máy biến áp hàn có điện kháng tản lớn và thêm cuộn điện kháng ngoài để cho dòng điện hàn không được vượt quá 2 đến 3 lần dòng điện định mức

Cách mắc dây: cuộn dây sơ cấp được nối với nguồn điện còn cuộn thứ cấp

1 đầu được nối với cuộn điện kháng và que hàn còn đầu kia nối với kim loại hàn

Muốn điều chỉnh dòng điện hàn có thể thay đổi số vòng dây quấn thứ cấp của máy hoặc thay đổi điện kháng cuộn k bằng cách thay đổi khe hở không khí của lõi thép

Chế độ làm việc của máy biến áp hàn ngắn mạch ngắn hạn thứ cấp Điện

áp thứ cấp định mức thường là 60V đến 70V

5 Cấu t o máy biến áp:

Cấu tạo mba gồm lõi thép dây quấn và vỏ máy

5.1 Lõi thép:

Hình Lõi thép EI Lõi thép UI Lõi thép vòng xuyến

Hình 2- 6: Một số dạng lỏi thép MBA

Lõi thép máy biến áp dùng để dẫn từ thông chính của máy, đồng thời cũng là khung dể quấn dây máy biến áp, được chế tạo từ những vật liệu dẫn từ tốt, thường dùng là các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,3 đến 0,5 mm, 2hai mặt có phủ 1 lớp sơn cách điện, các lá thép được ghép lại với nhau Lõi thép gồm 2 bộ phận:

- Trụ là nơi để đặt dây quấn

Dây quấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ lõi thép Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn có cách điện với nhau và cách điện với lõi thép

Máy biến áp thường có 2 hoặc nhiều dây quấn, khi các dây quấn được đặt trên cùng 1 trụ thì dây quấn thấp áp được đặt sát bên trong trụ và dây quấn áp

cao đặt ngoài Làm như vậy sẽ giảm được vật liệu cách điện và khoảng cách cách điện với phần tiếp đất

Để làm mát và tăng cường cách điện cho máy biến áp, người ta thường đặt dây quấn và lõi thép trong 1 thùng chứa dầu máy biến áp Đối với máy biến

áp công suất lớn, vỏ thùng có các cánh tản nhiệt hoặc trong nhiều trường hợp phải làm mát cưỡng bức bằng cách dùng quat gió thổi vào các cánh tản nhiệt

5.3 Vỏ máy:

5.3.1 Thùng M áy biến áp:

Hình 2- 9: Một số dạng thùng MBA

Làm bằng thép, hình bầu dục Khi MBA làm việc, một phần năng lượng,

bị tiêu hao, thoát ra dưới dạng nhiệt đốt nóng lõi thép, dây quấn và các bộ phận khác làm nhiệt độ của chúng tăng lên Do đó giữa MBA và môi trường xung quanh có sự chênh lệch nhiệt độ Giá trị nhiệt độ vượt quá mức qui định làm giảm tuổi thọ hoặc có thể gây ra sự cố cho MBA

Nếu MBA vận hành với tải liên tục thì thời gian sử dụng từ (15 đến 20 năm) và nó không bị sự cố và làm lạnh bằng cách ngâm trong thùng dầu Nhờ sự

đối lưu trong dầu nhiệt từ các bộ phận bên trong truyền sang dầu rồi qua vách thùng ra môi trường xung quanh Lớp dầu sát vách thùng nguội dần sẽ chuyển xuống phía dưới và lại tiếp tục làm nguội một cách tuần hoàn các bộ phận bên trong máy Dầu còn làm nhịêm vụ tăng cường cách điện

Tùy theo dung lượng máy biến áp mà hình dáng và kết cấu thùng dầu khác nhau Loại thùng đơn giản nhất là thùng dầu phẳng thường dùng cho MBA dung lượng từ 30 KVA trở xuống loại MBA cỡ lớn và trung bình dùng thùng

dầu có ống hoặc thùng có bộ tản nhiệt

Những MBA dung lượng 104 kVA người ta dùng bộ tản nhiệt có thêm

quạt gió để tăng cường làm lạnh Các MBA dùng trong trạm thủy điện, dầu được

bơm qua một hệ thống ống nước để tăng cường làm lạnh

5.3.2 Nắp thùng:

Dùng để đậy thùng và trên đó có đặt các chi tiết máy quan trọng như:

Hình 2-11: Điện áp không đối xứng lúc

kí hiệu ngược hay đấu ngược 1 pha

Hình 2-10: Cách qui ước các đầu

đầu và đầu cuối của MBA 3 pha

- Các sứ ra của dây quấn HA và CA: làm nhiệm vụ cách điện giữa dây

dẫn với vỏ máy Tùy theo điện áp MBA người ta có sứ cách điện thường hoặc

có dầu Điện áp càng cao thì kích thước và trọng lượng sứ càng lớn

- Bình giã n dầu: là một thùng hình trụ bằng thép đặt trên nắp và nối với

thùng bằng một ống dẫn dầu Dầu trong thùng luôn đầy và duy trì ở mức nhất

định và nó giãn nỡ tự do, ống chỉ mức dầu đặt bên cạnh bình giãn dầu dùng để theo dõi mức dầu ở trong

- Ống bảo hiểm: làm bằng thép hình trụ nghiêng một đầu nối với nắp

thùng, một đầu bịt bằng đỉa thủy tinh họăc màng nhôm mỏng

Nếu áp suất trong thùng tăng lên đột ngột thì đỉa thủy tinh sẽ vỡ, dầu theo

đó thoát ra ngoài bảo vệ MBA

6 Tổ nối d y máy biến áp:

6.1 Các kí hiệu đầu dây:

Các đầu tận cùng của dây quấn mba, 1 đầu gọi là đầu đầu, đầu kia gọi là đầu cuối

- Đối với mba 1 pha thì có thể tuỳ ý chọn đầu đầu và đầu cuối

- Đối với mba 3 pha, các đầu đầu và đầu cuối phải chọn 1 cách thống nhất: giả sử dây quấn pha A chọn đầu đầu đến đầu cuối theo chiều kim đồng hồ

(Hình 2.10 a) thì các dây quấn pha B, C còn lại cũng phải chọn thống nhất (Hình b và c)

Điều này rất cần thiết bởi vì 1 pha dây quấn kí hiệu ngược thì điện áp lấy

ra mất tính đối xứng (hình 2.11)

Các qui ước đầu đầu và đầu cuối của dây quấn máy biến áp 3 pha:

6.2 Các kiểu đấu dây quấn:

Dây quấn máy biến áp có thể đấu theo các kiểu chính sau:

- Đấu hình sao (Y): thường 3 đầu X, Y, Z nối lại với nhau, 3 đầu còn lại A,

- Đấu tam giác () thì đầu đầu của pha này nối với đầu cuối của pha kia

theo thứ tự AX- BY- CZ - A (Hình 2-13a) hoặc theo thứ tự AX – CZ – BY – A (hình 2-13b) Cách đấu  được dùng nhiều khi không cần điện áp pha

Hình 2-13: Hai cách đấu tam giác dây quấn MBA

- Đấu hình  hở (đấu hình V): Thường dùng cho tổ máy biến

áp 3 pha khi sửa chữa hoặc hư hỏng 1 máy

A B

X,Y (C)

a b

x,y (c)

Hình 2-14: Đấu tam giác hở dùng cho tổ MBA 3 pha bị hỏng 1 pha

Đấu theo kiểu zic-zắc (kí hiệu bằng chữ Z):Lúc đó mỗi pha dây quấn gồm hai nửa cuộn dây ở trên 2 trụ khác nhau nối nối tiếp và

mắc ngược nhau (Hình 2-15) Kiểu đấu dây này rất ít dùng vì tốn

nhiều đồng hơn và chỉ gặp trong mba dùng cho các thịết bị chỉnh lưu hoặc trong mba đo lường để hiệu chỉnh sai số về góc lệch pha

Được hình thành do sự phối hợp kiểu dây đấu dây sơ cấp so với kiểu đấu dây thứ cấp Nó biểu thị góc lệch pha giữa các sđđ, dây sơ cấp và dây thứ cấp của mba Góc lệch pha này phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Chiều dây quấn

- Cách kí hiệu các đầu dây;

- Kiểu đấu dây quấn ở sơ cấp và thứ cấp

Muốn xác định và gọi tên 1 tổ đấu dây ta phải chấp nhận các giả thiết sau:

- Các dây quấn cùng chiều trên trụ thép

- Chiều s.đ.đ trong dây quấn chạy từ đầu cuối đến đầu đầu

Xét mba 1 pha có 2 dây quấn thứ cấp ax và sơ cấp AX hình

2-16. Nếu có hai dây quấn được quấn cùng chiều trên trụ thép, kí hiệu các đầu dây như nhau

-1

2 3

-3 1

-2 A E

B E

C E

1 C E

B E

A E

Hình 2-16: Tổ nối dây của máy biến áp 1 pha

Ví dụ: A, a ở phía trên; X, x ở phía dưới (H2-16a) thì s.đ.đ

cảm ứng trong chúng khi có từ thông biến thiên đi qua sẽ hoàn toàn

trùng pha nhau (H2-16b): Khi đổi chiều dây quấn của 1 trong 2 dây

quấn, ví dụ của dây quấn thứ cấp ax (Hình 2-16c), hoặc đổi kí hiệu đầu dây, cũng của dây quấn thứ cấp ax (Hình 2-16e) thì s.đ.đ trong chúng hoàn toàn ngược pha nhau (Hình 2-16d và g) Trường hợp thứ

nhất, góc lệch pha giữa các s.đ.đ kể từ véctơ sđđ sơ cấp đến véctơ s.đ.đ thứ cấp theo chiều kim đồng hồ là 3600 (I/I-12) hay (00); hai trường hợp sau là 1800(I/I-6)

Ở mba 3 pha còn do cách đấu dây quấn hình Y hay  với những thứ tự khác nhau thì góc lệch pha giữa các s.đ.đ dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể là 300, 600, …, 3600

Hình 2-17: Phương pháp kí hiệu tổ nối dây theo phương pháp kim đồng hồ

Thực tế người ta không dùng độ để chỉ góc lệch pha đó mà dùng phương pháp kim đồng hồ để biểu thị và gọi tên tổ nối dây của mba Kim dài của đồng hồ chỉ sđđ dây sơ cấp đặt cố định ở con số

12 Kim ngắn chỉ s.đ.đ dây thứ cấp đặt tương ứng ở các số 1, 2, …12 tuỳ theo góc lệch pha giữa chúng là 300, 600…,3600

Ví dụ:

a Tổ nối dây Y/Y:

Hình 2- 18: Tổ đấu dây Y/Y-12

Nếu đổi chiều quấn dây hay đổi kí hiệu đầu dây của dây quấn Y/Y-6 hoán vị thứ tự các pha thứ cấp, ta sẽ có các tổ nối dây chẳn 2,

4, 8, 10

b Tổ nối dây Y/:

Thay đổi chiều quấn dây hay thay đổi kí hiệu đầu dây của dây quấn dây Y/-5 (Y/D-5) Hoán vị các pha thứ cấp ta có các tổ nối

dây lẻ 1, 3, 7, 9

Hình 2- 19: Tổ đấu dây Y/∆-11

Sản xuất nhiều mba có tổ nối dây khác nhau rất bất tiện khi chế tạo và sử dụng, vì thế trên thực tế chỉ sản xuất mba đ iện lực thuộc các tổ nối dây sau: mba 1 pha có tổ /-12; mba 3 pha có các

tổ Y/Y 0-12 (hay Y/Yn-0), Y/-11 hay Y0/-11 (hay Y/∆ và Yn/∆-11)

Phạm vi ứng dụng của chúng như bảng sau:

ab E



AB E

ab E



360

Y/Y-12

Tổ nối dây Điện áp Dung lượng

1 Máy biến áp là gì ? Vai trò của máy biến áp trong hệ thống điện lực ? Kết

cấu của máy biến áp ra sao ? Tác dụng của từng bộ phận trong máy biến áp ?

2 Trên máy biến áp thường ghi những đại lượng định mức nào? Ý nghĩa

của những đại lượng định mức Ví dụ: Sđm biểu thị công suất gì, phía nào ? U2đm

là điện áp ứng với tình trạng nào của máy biến áp

3 Tổ nối dây của máy biến áp là gì ? Sự cần thiết phải xác định tổ nối dây ?

BÀI TẬP

1 Hãy tính các dòng điện định mức của một máy biến áp ba pha khi biết

các số liệu sau đây: Sđm = 100 kVA, U1đm/U2đm = 6000/230 V

Đáp số: I1đm = 9,62 A, I2đm = 251 A

2 Vẽ các sơ đồ dây quấn ứng với các tổ nối dây Y/Y-2, 4, 8, 10 và các sơ

đồ dây quấn ứng với các tổ nối dây Y/∆-1, 3, 7, 9

3 Hãy xác định tổ nối dây của các máy biến áp trên hình sau :

z

Đáp số: Bài tập 2 mỗi câu có 2 đáp số

Bài tập 3: ∆ / Y – 9; ∆/ ∆- 10; ∆/ ∆- 4; Y / Y - 4

Chương 3: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

Mã chương: MH 12-03 Giới thiệu:

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện quay, chiếm một vị trí quan trọng nhất trong các loại máy điện Máy điện không đồng bộ được ứng dụng rất nhiều trong sinh hoạt và trong công nghiệp chính vì vậy trong nội dung chương trình đào tạo về máy điện thì máy điện không đồng bộ được chiếm hầu như toàn

bộ nội dung chương trình

Mục tiêu:

Học xong chương này sinh viên hiểu, trình bày được cấu tạo, nguyên

lý làm việc, công dụng phương pháp mở máy, điều chỉnh tốc độ và sơ đồ khai triển dây quấn của máy điện không đồng bộ

Nội dung chính:

1 Đ i cương về máy điện không đồng bộ:

1.1 Khái niệm phân loại và kết cấu:

1.1.1 hái niệm:

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rotor n (tốc độ máy) khác với tốc

độ quay của từ trường n1

Máy điện không đồng bộ có 2 dây quấn: dây quấn Stator nối với lưới điện tần số không đổi f, dây quấn Rotor nối lại hoặc khép kín trên điện trở Dòng điện trong dây quấn rotor được sinh ra nhờ cảm ứng điện từ có tần số f2 phụ thuộc vào tải ở trên trục của máy

Động cơ điện không đồng bộ có công suất lớn trên 600W thường là loại 3 pha, có 3 dây quấn làm việc, trục dây quấn đặc lệch nhau trong không gian một góc 1200 điện

Các động cơ công suất nhỏ dưới 600W thường là động cơ 2 pha hoặc 1 pha Động cơ 2 pha có 2 dây quấn làm việc, trục của 2 dây quấn đặt lệch nhau 1 góc 900điện Động cơ điện 1 pha chỉ có 1 dây quấn làm việc

1.1.2 Ph ân loại:

Động cơ không đồng bộ có các loại: động cơ 3 pha, 2 pha và 1 pha

Phân loại: Động cơ điện ba pha có thể phân làm các loại sau:

- Động cơ KĐB 3 pha rotor lồng sóc

- Động cơ KĐB 3 pha rotor dây quấn

Phân loại: Động cơ điện một pha có thể phân làm các loại sau:

- Động cơ điện một pha có vòng ngắn mạch

- Động cơ điện một pha mở máy bằng điện trở

- Động cơ điện một pha mở máy bằng điện dung

- Động cơ điện một pha kiểu điện dung:

+ Có điện dung làm việc + Có điện dung làm việc và mở máy

1.1.3 Cấu tạo máy điện không đồng bộ:

Hình 3- 1: Cấu tạo động cơ ĐB

Cấu tạo của máy điện không đồng bộ gồm 2 bộ phận chủ yếu là Stator và rotor, ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy

1.1.3.1 Stator (ph ần tĩnh):

Hình 3- 2: Stator và bộ dây quấn động cơ ĐB

Hình 3-4: C ấu tạo vỏ máy động cơ ĐB

a Lõi thép:

Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật được dập rãnh ỡ mặt ngoài ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ để lắp trục

b Dây quấn:

Có 2 kiểu:

- Rotor lồng sóc: hay còn gọi là rotor ngắn mạch Ở những động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rotor, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cách quạt làm mát Loại rotor lồng sóc ở những động cơ công suất lớn trên 100kW, trong các rãnh của lõi thép rotor đặt các thanh đồng, hai đầu nối ngắn mạch bằng 2 vòng đồng tạo thành lồng sóc Động cơ này gọi là động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc

Hình 3-5: C ấu tạo Rotor lồng sóc

- Rotor dây quấn: trong rãnh lõi thép rotor đặt dây quấn 3 pha Dây quấn rotor thường nối sao, 3 đầu ra nối với 3 đầu tiếp xúc bằng đồng cố định trên trục rotor và cách điện với trục Nhờ 3 chổi than tỳ sát vào 3 vòng tiếp xúc đồng thời nối với 3 biến trở bên ngoài để mở máy hay điều chỉnh tốc độ Động cơ này gọi

là động cơ không đồng bộ rotor dây quấn

Hình 3-6: C ấu tạo Rotor dây quấn

1.2 Nguyên ý àm việc cơ bản của máy điện không đồng bộ:

Khi cho dòng điện 3 pha có tần số f vào 3 dây quấn Stator, sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là

p

f

n1 60 Từ trường quay cắt thanh dẫn của dây quấn rotor, cảm ứng các sức đện động Vì dây quấn rotor nối ngắn

mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn rotor, lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rotor kéo rotor quay theo chiều quay của từ trường với tốc độ n

Hình 3- 7: Sự hình thành từ trường quay

Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n1 vì nếu tốc độ bằng nhau thì không có sự chuyển động tương đối trong dây quấn rotor sẽ không có sức điện động và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không

Độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n2 :

n2 = n1 – n

Hệ số trượt của tốc độ là:

1 1 1

2

n

n n n

n

s   (3.1)

Khi rotor đứng yên (n = 0), hệ số trượt s = 1

Khi rotor quay định mức: s = 0,02 – 0,06

Tốc độ động cơ: 1( 1 ) 60 ( 1 s)

p

f s

n

n    vòng / phút (3.2)

1.3 Các đại lượng định mức:

a Công suất cơ có ích trên trục động cơ Pđm

b Điện áp dây Stator: U1đm

c Dòng điện dây Stator: I1đm

d Tần số dòng điện Stator: f

e Tốc độ quay Rotor: nđm

f Hệ số công suất định mức: cosđm

g Hiệu suất định mức: đm

1.4 Công dụng máy điện không đồng bộ:

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện

Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành