7.1. KHẠI NIM CHUNG Mạy in khng ưng b laì mạy in xoay chiưu, laìm vic theo nguyn ly caím ỉng in tỉì, cọ tc cuía rto n khạc vi tc tỉì trỉìng quay trong mạy n1. Mạy in khng ưng b cọ th laìm vic í hai ch : ng c vaì mạy phạt. Mạy phạt in khng ưng b t duìng vç cọ c tnh laìm vic khng tt, nn trong chỉng nưy ta ch xẹt ng c khng ưng b. ng c khng ưng b ỉc sỉí dủng nhiưu trong saín xut vaì trong sinh hoảt vç ch tảo n giaín, giạ thaình reỵ, tin cy cao, vn haình n giaín, hiu sut cao vaì gưn nhỉ khng baío trç. Daỵy cng sut cuía nọ rt rng tỉì vaìi watt n haìng ngaìn kilowatt. Hưu ht laì ng c ba pha, cọ mt s ng c cng sut nhoí laì mt pha. Cạc s liu nh mỉc cuía ng c khng ưng b pha laì:
1 Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh K thût Âiãûn Biãn soản: Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån Chỉång MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 7.1 KHẠI NIÃÛM CHUNG Mạy âiãûn khäng âäưng bäü l mạy âiãûn xoay chiãưu, lm viãûc theo ngun l cm ỉïng âiãûn tỉì, cọ täúc âäü ca räto n khạc våïi täúc âäü tỉì trỉåìng quay mạy n1 Mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ thãø lm viãûc åí hai chãú âäü : Âäüng cå v mạy phạt Mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü êt dng vç cọ âàûc lm viãûc khäng täút, nãn chỉång náưy ta chè xẹt âäüng cå khäng âäưng bäü Âäüng cå khäng âäưng bäü âỉåüc sỉí dủng nhiãưu sn xút v sinh hoảt vç chãú tảo âån gin, giạ thnh r, âäü tin cáûy cao, váûn hnh âån gin, hiãûu sút cao v gáưn khäng bo trç Dy cäng sút ca ráút räüng tỉì vi watt âãún hng ngn kilowatt Háưu hãút l âäüng cå ba pha, cọ mäüt säú âäüng cå cäng sút nh l mäüt pha Cạc säú liãûu âënh mỉïc ca âäüng cå khäng âäưng bäü pha l: Cäng sút cå cọ êch trãn trủc: Pâm (kW) Âiãûn ạp dáy stato: m (V) Dng âiãûn dáy stato: Iâm (A) Täúc âäü quay räto: nâm(vng/phụt) Hãû säú cäng sút: cosϕâm Hiãûu sút: ηâm Táưn säú : fâm(Hz) 7.2 CÁÚU TẢO CA ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Cáúu tảo ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü âỉåüc trçnh by trãn hçnh 7.1, gäưm hai bäü pháûn ch úu l stator v räto, ngoi cn cọ v mạy, nàõp mạy v trủc mạy Trủc lm bàòng thẹp, trãn âọ gàõn räto, äø bi v phêa cúi trủc cọ gàõn mäüt quảt giọ âãø lm mạt mạy dc trủc 7.2.1 Stato (så cáúp hay pháưn ỉïng) Stato gäưm hai bäü pháûn chênh l li thẹp v dáy qún, ngoi cn cọ v mạy v nàõp mạy (hçnh 7.1) Cn hçnh 7.3c l k hiãûu âäüng cå trãn så âäư âiãưu khiãøn 10 Hçnh 7.1 Cáúu tảo ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü Li thẹp stato;2 Dáy qún stato; Nàõp mạy; ; ÄØ bi; Trủc mạy; 6.Häüp dáưu cỉûc; Li thẹp räto; Thán mạy; Quảt giọ lm mạt; 10 Häüp quảt Li thẹp : Li thẹp stator cọ dảng hçnh trủ (hçnh 7.2b), lm bàòng cạc lạ thẹp k thût âiãûn, âỉåüc dáûp rnh bãn (hçnh 7.2a) räưi ghẹp lải våïi tảo thnh cạc rnh theo hỉåïng trủc Li thẹp âỉåüc ẹp vo v mạy Dáy qún stato : Dáy qún stato thỉåìng âỉåüc lm bàòng dáy âäưng cọ bc cạch âiãûn v âàût cạc rnh ca li thẹp (hçnh 7.2a) Trãn hçnh 7.2b v så âäư khai triãùn dáy qún ba pha âàût 12 rnh ca mäüt mạy âiãûn, dáy qún pha A âàût cạc rnh 1, 4, 7, 10; pha B âàût cạc rnh 3, 6, 9, 12; pha C âàût cạc rnh 5, 8, 11, Dng âiãûn xoay chiãưu ba pha chảy dáy qún ba pha stator s tảo nãn tỉì trỉåìng quay iA iA (a) (b) 10 11 12 Hçnh 7.2 Kãút cáúu stator mạy âiãûn A Z B C (c) X Y khäng âäưng bäü a) Lạ thẹp stator; b) Li thẹp stator; c) Dáy qún stato V mạy : V mạy gäưm cọ thán v nàõp, thỉåìng lm bàòng gang 7.2.2 Rotor (thỉï cáúp hay pháưn quay) Rotor l pháưn quay gäưm li thẹp, dáy qún v trủc mạy Li thẹp : Li thẹp rotor gäưm cạc lạ thẹp k thût âiãûn âỉåüc láúy tỉì pháưn bãn ca li thẹp stator ghẹp lải, màût ngoi dáûp rnh (hçnh 7.2a) âãø âàût dáy qún, åí giỉỵa cọ dáûp läù âãø làõp trủc Dáy qún : Dáy qún rotor ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ hai kiãøu : rotor ngàõn mảch cn gi l rotor läưng sọc v rotor dáy qún ÂC (a) (b) (c) Hçnh 7.3 Cáúu tảo rotor âäüng cå khäng âäưng bäü a) Dáy qún rotor läưng sọc c) Li thẹp rotor d) K hiãûu âäüng cå trãn så âäư • Rotor läưng sọc (hçnh 7.3a) gäưm cạc âäưng hồûc nhäm âàût rnh v bë ngàõn mảch båíi hai vnh ngàõn mảch åí hai âáưu Våïi âäüng cå cåí nh, dáy qún rotor âỉåüc âục bàòng nhäm ngun khäúi gäưm dáùn, vnh ngàõn mảch, cạnh tn nhiãût v cạnh quảt lm mạt (hçnh 7.3b) Cạc âäüng cå cäng sút trãn 100kW dáùn lm bàòng âäưng âỉåüc âàût vo cạc rnh rotor v gàõn chàût vo vnh ngàõn mảch Dng âiãûn xoay chiãưu ba pha chảy dáy qún ba pha stato s tảo nãn tỉì trỉåìng quay • Räto dáy qún (hçnh 7.4) cng qún giäúng dáy qún ba pha stato v cọ cng säú cỉûc tỉì dáy qún stato Dáy qún kiãøu náưy ln ln âáúu (Y) v cọ ba âáưu âáúu vo ba vnh trỉåüt, gàõn vo trủc quay ca räto v cạch âiãûn våïi trủc Ba chäøi than cäú âënh v ln t trãn vnh trỉåüt náưy âãø dáùn âiãûn vo mäüt biãún tråí cng näúi nàòm ngoi âäüng cå âãø khåíi âäüng hồûc âiãưu chènh täúc âäü A B C Vnh trỉåüt Chäøi than Dáy qún stato (âáúu Y hồûc Δ) Dáy qún räto (âáúu Y) Biãún tråí khåíi âäng Hçnh 7.4 Cáúu tảo ca âäüng cå khäng âäưng bäü ba pha räto dáy qún 7.3 TỈÌ TRỈÅÌNG CA MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 7.3.1 Tỉì trỉåìng âáûp mảch ca dáy qún mäüt pha Tỉì trỉåìng ca dáy qún mäüt pha l tỉì trỉåìng cọ phỉång khäng âäøi, song trë säú v chiãưu biãún âäøi theo thåìi gian, âỉåüc gi l tỉì trỉåìng âáûp mảch N A + + X S A X (b) (a) Xẹt dáy qún mäüt pha AX âàût Hçnh 7.5 Tỉì trỉåìng âáûp mảch cỉûc ca dáy qún mäüt pha rnh ca stato (hçnh 7.5a,b) Cho dng âiãûn hçnh sin iA = Imsinωt chảy qua dáy qún Gi thiãút chiãưu dng âiãûn cạc dáy dáùn âỉåüc v trãn hçnh 7.5a,b Càn cỉï vo chiãưu dng âiãûn, v chiãưu tỉì trỉåìng theo qui tàõc vàûn nụt chai Dáy qún hçnh 7.5a tảo thnh tỉì trỉåìng mäüt âäi cỉûc A 1N 10 X 10 7S A (a) X (b) Hçnh 7.6 Tỉì trỉåìng âáûp mảch cỉûc ca dáy qún mäüt pha Trỉåìng håüp âáúu dáy qún trãn hçnh 7.6, ta s âỉåüc mäüt tỉì trỉåìng âáûp mảch cỉûc Chụ ràòng trãn hçnh 7.5 dáy qún âỉåüc chia lm hai nhọm näúi song song, cn trãn hçnh 7.6 dáy qún âỉåüc màõc näúi tiãúp 7.3.2 Tỉì trỉåìng quay ca dáy qún ba pha Sỉû hçnh thnh tỉì trỉåìng quay Xẹt mạy âiãûn ba pha âån gin, trãn stato cọ rnh (hçnh 7.7) Trong âọ ngỉåìi ta âàût dáy qún ba pha âäúi xỉïng AX, BY, CZ Trủc ca cạc dáy qún ba pha lãûch khäng gian mäüt gọc 1200 âiãûn Gi thiãút ràòng ba dáy qún cọ hãû thäúng dng âiãûn ba pha âäúi xỉïng thỉï tỉû thûn chảy qua: iA = Imsinωt iB = Imsin(ωt - 1200) (7.1) B iC = Imsin(ωt - 2400) Lục âọ tỉì cm B& A , B& B , B& C cạc dng âiãûn i A , i B , i C tảo riãng r l cạc tỉì cm âáûp mảch cọ phỉång láưn lỉåüc trng våïi trủc cạc pha A, B, C cn chiãưu cho båíi qui tàõc vàûn nụt chai v âäü låïn tè lãû láưn lỉåüc våïi i A , i B , i C Tỉì cm c ba dng âiãûn tảo l täøng vectå: B = B A + BB + BC (7.2) → Ta xẹt B tải cạc thåìi âiãøm khạc nhau: α) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 (Hçnh 7.7a) r ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng âiãûn pha A cỉûc âải v dỉång (iA = Im), nãn B A cng cỉûc âải v hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha A (BA = Bm) Âäưng thåìi cạc dng âiãûn pha r r B v C ám (iB = iC = -Im/2) nãn B B v B C hỉåïng theo chiãưu ám ca trủc pha B v r C, v cọ âäü di Bm/2 Tỉì cm täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha A v cọ âäü di (3/2)Bm β) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 + 1200 (Hçnh 7.7b) Lục náưy l thåìi âiãøm sau thåìi âiãøm â xẹt åí trãn mäüt pháưn ba chu k ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng âiãûn pha B cỉûc âải v dỉång, cạc dng âiãûn pha A v C ám L lûn → tỉång tỉû, ta tháúy tỉì trỉåìng täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha B, cọ âäü di (3/2)Bm v â quay âi mäüt gọc 1200 so våïi thåìi âiãøm ωt = 900 γ) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 + 2400 (Hçnh 7.7c) Lục náưy l thåìi âiãøm sau thåìi âiãøm âáưu hai pháưn ba chu k ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng âiãûn pha C cỉûc âải v dỉång, cạc dng âiãûn pha A v B ám L lûn tỉång tỉû, ta → tháúy tỉì trỉåìng täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha C, cọ âäü di (3/2)Bm v â quay âi mäüt gọc 2400 so våïi thåìi âiãøm ωt = 900 i iC iB iA ωt ωt = 900 ωt = 900+1200 A A Y Z C B r r B täøng B A 600 A Y Z B C X r BC r B täøng X Y Z B C X r BB r BC 600 r BB (a) ωt = 900+2400 (b) r BA r BA 600 r BB (c) Hçnh 7.7 Tỉì trỉåìng quay hai cỉûc ca dáy qún ba pha r B täøng r BC Qua phán têch trãn ta tháúy, tỉì trỉåìng täøng ca hãû thäúng dng âiãûn hçnh sin ba pha âäúi xỉïng chảy qua dáy qún ba pha l tỉì trỉåìng quay trn Tỉì trỉåìng quay mọc vng våïi c hai dáy qún stato v räto l tỉì trỉåìng chênh ca mạy âiãûn, tham gia vo quạ trçnh biãún âäøi nàng lỉåüng Våïi cạch cáúu tảo dáy qún hçnh (7.7), ta cọ tỉì trỉåìng quay mäüt âäi cỉûc Nãúu thay âäøi cạch cáúu tảo dáy qún, ta cọ tỉì trỉåìng quay 2, 3, âäi cỉûc Âàûc âiãøm tỉì trỉåìng quay α) Täúc âäü tỉì trỉåìng quay Täúc âäü tỉì trỉåìng quay phủ thüc vo táưn säú dng âiãûn stato f v säú âäi cỉûc tỉì p Tháût váûy, våïi dáy qún hçnh 7.5, mạy cọ mäüt âäi cỉûc p = 1, dng âiãûn biãún thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay mäüt vng Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu k mäüt giáy, tỉì trỉåìng quay f vng/giáy Våïi dáy qún hçnh 7.6, mạy cọ hai âäi cỉûc p = 2, dng âiãûn biãún thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay 1/2 vng (tỉì cỉûc N qua S âãún N l 1/2 vng) Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu k mäüt giáy, tỉì trỉåìng quay f/2 vng/giáy Mäüt cạch täøng quạt, mạy cọ p âäi cỉûc tỉì, dng âiãûn biãún thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay 1/p vng Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu k mäüt giáy, tỉì trỉåìng quay f/p vng/giáy Váûy täúc âäü tỉì trỉåìng quay (hay cn gi l täúc âäü âäưng bäü) mäüt giáy l: hồûc n1 = f (vng/giáy) p (7.3a) n1 = 60f (vng/phụt) p (7.3b) β) Chiãưu tỉì trỉåìng quay Chiãưu ca tỉì trỉåìng quay phủ thüc vo thỉï tỉû pha ca dng âiãûn Mún âäøi chiãưu quay ca tỉì trỉåìng ta thay âäøi thỉï tỉû hai ba pha cho Gi sỉí âi dc theo chu vi stato ta láưn lỉåüc gàûp trủc cạc pha A, B, C theo chiãưu kim âäưng häư r (hçnh 7.7) Nãúu thỉï tỉû pha thûn, tỉì trỉåìng B s láưn lỉåüc quẹt qua cạc trủc pha A, B, C theo chiãưu kim âäưng häư (nam chám gi SN quay theo chiãưu kim âäưng häư) Nãúu thỉï tỉû pha ngỉåüc, cỉûc âải dng cạc pha iA, iB, iC láưn lỉåüc xy theo thỉï tỉû A, r C, B v tỉì trỉåìng B s láưn lỉåüc quẹt qua cạc trủc pha theo thỉï tỉû A, C, B nghéa l ngỉåüc chiãưu kim âäưng häư γ) Biãn âäü ca tỉì trỉåìng quay Vç tỉì thäng tè lãû våïi dng âiãûn nãn tỉì thäng tỉïc thåìi dng âiãûn iA, iB, iC tảo v láưn lỉåüc xun qua cạc pha A, B, C l: Φ A = Φ pm sin(ωt ) Φ B = Φ pm sin(ωt − 120 ) (7.4) Φ C = Φ pm sin(ωt − 240 ) âọ Φpm l tỉì thäng cỉûc âải xun qua mäüt pha Vç trủc ca pha A tảo våïi trủc cạc pha B v C cạc gọc láưn lỉåüc bàòng 1200 v 2400 nãn tỉì thäng täøng xun qua pha A c ba dng âiãûn iA, iB, iC tảo l: Φ = Φ A + Φ B cos1200 + Φ C cos 2400 = Φ A − (Φ B + Φ C ) Trong hãû thäúng dng âiãûn ba pha âäúi xỉïng ΦA + ΦB + ΦC = hay: ΦB + ΦC = - ΦA âọ: Φ = ΦA + ΦA = ΦA 2 Cúi cng ta cọ: Φ= våïi Φm Φ pm sin ωt = Φ m sin ωt = Φ pm (7.5) (7.6) Váûy tỉì thäng tỉïc thåìi xun qua dáy qún mäüt pha biãún thiãn hçnh sin theo thåìi gian t v cọ biãn âäü bàòng 3/2 tỉì thäng cỉûc âải mäüt pha 7.3.3 Tỉì thäng tn Tỉì thäng xẹt åí trãn l tỉì thäng chênh, mọc vng våïi c hai dáy qún stato v räto Ngoi ra, cọ bäü pháûn tỉì thäng chè mọc vng riãng r våïi mäùi dáy qún, gi l tỉì thäng tn Ta cọ tỉì thäng tn stato, chè mọc vng våïi dáy qún stato v tỉì thäng tn räto, chè mọc vng våïi dáy qún räto Tỉì thäng tn âỉåüc âàûc trỉng båíi âiãûn khạng tn Xt â xẹt mạy biãún ạp 7.4 NGUN L LM VIÃÛC CA ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Khi âàût âiãûn ạp xoay chiãưu ba pha cọ táưn säú f1 vo dáy qún stato, dáy qún stato s cọ hãû thäúng dng ba pha chảy qua, dng âiãûn náưy s tảo tỉì trỉåìng quay p âäi cỉûc, quay våïi täúc âäü n1 = 60f1/p Tỉì trỉåìng quay càõt cạc dáùn ca dáy qún räto v cm ỉïng âọ cạc sââ E2 Vç dáy qún räto näúi ngàõn mảch, nãn sââ cn ỉïng s sinh dng âiãûn I2 cạc dáùn räto Lỉûc tạc dủng tỉång häø giỉỵa tỉì trỉåìng quay ca mạy våïi dáùn mang dng âiãûn räto I2, kẹo räto quay theo chiãưu ca tỉì trỉåìng quay våïi täúc âäü n Âãø minh ha, ta xẹt tỉì trỉåìng S → quay B ca stato âang quay theo chiãưu kim âäưng häư våïi täúc âäü n1 (hçnh 7.8) Lục âọ, dáùn a ca räto âang → chuøn âäüng tỉì cm B våïi täúc r âäü (tỉång âäúi) v nãn dáùn a ca räto cm ỉïng sââ e2 cọ chiãưu cho båíi: e2 = l × v× B (7.7) n1 Fât → BB Fât N Hçnh 7.8 Quạ trçnh tảo momen quay ca âäüng cå khäng âäưng bäü tỉïc l e2 hỉåïng tỉì trỉåïc sau Vç räto ngàõn mảch nãn E2 tảo dng âiãûn I2 cng chiãưu E2 → Dng âiãûn i2 âàût tỉì cm B s chëu tạc dủng lỉûc âiãûn tỉì cọ chiãưu cho båíi: F2 = l × i × B (7.8) tỉïc l cng chiãưu tỉì trỉåìng quay stato Täúc âäü räto ca mạy n ln nh hån täúc âäü tỉì trỉåìng quay n1, vç nãúu täúc âäü bàòng thç khäng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi, dáy qún räto khäng cọ sââ v dng âiãûn cm ỉïng, nãn lỉûc âiãûn tỉì bàòng khäng Âäü chãnh lãûch giỉỵa täúc âäü tỉì trỉåìng quay v täúc âäü räto gi l täúc âäü trỉåüt n2: n2 = n1 - n Hãû säú trỉåüt ca täúc âäü l: s= n n − n Ω1 − Ω = = n1 n1 Ω1 (7.9) Ω1 = 2πn1 v Ω = 2πn l täúc âäü gọc ca tỉì trỉåìng quay v ca räto Khi räto âỉïng n, täúc âäü n = 0, hãû säú trỉåüt s = 1; räto quay âënh mỉïc s = 0,02 ÷ 0,06 Täúc âäü âäüng cå l: n = n1(1-s) = 60f1 (1-s) vg/ph p (7.10) 7.5 PHỈÅNG TRÇNH CÁN BÀỊNG CA ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 7.5.1 Phỉång trçnh âiãûn ạp åí dáy qún stato Dáy qún stato ca âäüng cå tỉång tỉû dáy qún så cáúp mạy biãún ạp, ta cọ phỉång trçnh âiãûn ạp l: & = E& + &I1 ( R + jX ) = E& + &I1Z1 (7.11) U âọ: Z1 = R1 + jX1: täøng tråí ca dáy qún stato * R1 l âiãûn tråí ca dáy qún stato 10 * X1 l âiãûn khạng tn ca dáy qún stato E1 l sââ pha stato tỉì thäng ca tỉì trỉåìng quay sinh cọ trë säú l: E1 = 4,44f1N1kâq1Φm (7.12) Våïi W1, kâq1 láưn lỉåüc l säú vng dáy v hãû säú dáy qún ca mäüt pha stato Hãû säú dáy qún kâq1 < 1, nọi lãn sỉû gim sââ ca dáy qún qún ri trãn cạc rnh v rụt ngàõn bỉåïc dáy qún so våïi qún táûp trung mạy biãún ạp Φm l biãn âäü tỉì thäng ca tỉì trỉåìng quay f1 l táưn säú dng âiãûn dáy qún stato 7.5.2 Phỉång trçnh âiãûn ạp åí dáy qún räto Tỉì trỉåìng chênh quay våïi täúc âäü n1, räto quay våïi täúc âäü n theo chiãưu tỉì trỉåìng quay Váûy giỉỵa tỉì trỉåìng quay v dáy qún räto cọ täúc âäü trỉåüt: n2 = n1 - n Táưn säú sââ v dng âiãûn dáy qún räto: f2 = n p n − n n 1p = × = sf1 60 n1 n1 (7.13) âọ, s - l hãû säú trỉåüt ca âäüng cå khäng âäưng bäü lục lm viãûc åí chãú âäü ti âënh mỉïc, thỉåìng sâm = 0,02 ÷ 0,06 Nãúu táưn säú f1 = 50Hz thç f2 = 1÷3Hz Sââ pha cm ỉïng dáy qún räto lục quay l: E2s = 4,44f2N2kâq2Φm E2s = 4,44sf1N2kâq2Φm (7.14a) (7.14b) Trong âọ: N2, kâq2 láưn lỉåüc l säú vng dáy v hãû säú dáy qún ca dáy qún räto Hãû säú dáy qún kâq2 < 1, nọi lãn sỉû gim sââ ca dáy qún qún ri trãn cạc rnh v rụt ngàõn bỉåïc dáy qún Khi räto âỉïng n s = 1, táưn säú f2 = f1 Sââ dáy qún räto lục âỉïng n l: E2 = 4,44f1N2kâq2Φm (7.15) So sạnh (7.15) v (7.14b), ta tháúy: E& 2s = sE& Âiãûn khạng ca dáy qún räto: + lục âỉïng n: X2 = 2πf1L2 + lục quay: X2s = 2πf2L2 = 2πsf1L2 = sX2 âọ: L2 l âiãûn cm tn ca dáy qún räto Tỉì (7.12) v (7.15), ta cọ tè säú sââ pha stato v räto l: N1k dq1 E ae = = E N k dq (7.16) (7.17) (7.18) (7.19) 19 7.9.2 Mämen khåíi âäüng Âiãøm s = (n = 0) ỉïng våïi chãú âäü khåíi âäüng ca âäüng cå: m1 U12 R '2 MK = × Ω1 (R + R '2 ) + (X + X '2 ) (7.43) Ta nháûn xẹt vãư MK : + MK tè lãû våïi U12 + MK tè lãû nghëch våïi Zn2 = Rn2 + Xn2 + Tçm MK = Mmax thç hãû säú trỉåüc sth = (hçnh 7.14a) Ta cọ: R '2 s th = =1 X + X '2 (7.44) R '2 = X + X '2 : âáy l âiãûn tråí räto âãø MK = Mmax 7.9.3 Âàûc cå ca âäüng cå âiãûn Âàûc cå ca âäüng cå âiãûn l quan hãû n = f(M2) hồûc M2 = f(n) M ta cọ M = M0 + M2 , åí âáy ta xem M0 = hồûc chuøn M0 vãư momen cn ténh MC, vç váûy M2 = M = f(n) Tỉì hçnh 7.13, ta xẹt chãú âäü âäüng cå nghéa l s = ÷1 (hçnh 7.14a) Nãúu thay s = (n1 - n)/n1 ta s cọ quan hãû n = f(M2) chênh l âàûc cå ca âäüng cå khäng âäưng bäü (hçnh 7.14b) Tỉì hçnh 7.14a, ta cọ : + Âoản oa (0 < s < sth): Âäüng cå lm viãûc äøn âënh Âàûc cå cỉïng + Âoản ab ( sth < s < 1): Âäüng cå lm viãûc khäng äøn âënh M Mmax R2 R2+ Rp2 U1 < U2 n1 R2+ Rp1 nth a MC MC b s sth (a) M Mmax (b) Hçnh 7.14 Âàûc âäüng cå khäng âäưng bäü a) Quan hãû momen theo hãû säú trỉåüc b) Âàûc cå âäüng cå khäng âäưng bäü Âäúi våïi âäüng cå khäng âäưng bäü räto läưng sọc, ta cọ ba thäng säú quan trng ghi l lëch mạy l nàng lỉûc quạ ti mM, bäüi säú momen khåíi âäüng mK v bäüi säú dng âiãûn khåíi âäüng mI : 20 mM = M max (=1,7÷3) ; M âm mK = MK (=1,1÷ 1,7); M âm mI = IK (=1,1÷ 1,7) I âm 7.10 KHÅÍI ÂÄÜNG ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Dng âiãûn khåíi âäüng : Khi khåíi âäüng Ω = , s = nãn: IK = U1 (R + R '2 ) + (X + = X '2 ) U1 (R 2n + (7.45) X 2n ) Thỉåìng thç : IK = (4÷7)Iâm ỉïng våïi m u cáưu åí mạy: • • • • MK phi låïn âãø thêch ỉïng våïi âàûc ti IK cng nh cng täút âãø khäng nh hỉåíng âãún cạc phủ ti khạc Thåìi gian khåíi âäüng tK cáưn nh âãø mạy cọ thãø lm viãûc âỉåüc Thiãút bë khåíi âäüng âån gin, r tiãưn, tin cáûy v êt täún nàng lỉåüng Nhỉỵng u cáưu trãn l trại ngỉåüc nhau, vç thãú ty theo u cáưu sỉí dủng, cäng sút âäüng cå v cäng sút ca lỉåïi âiãûn m ta chn phỉång phạp khåíi âäüng thêch håüp 7.10.1 Khåíi âäüng âäüng cå räto dáy qún Khi khåíi âäüng dáy qún räto âỉåüc näúi våïi cạc âiãûn tråí phủ RpK (hçnh 7.15a) Âáưu tiãn K1 v K2 måí, âäüng cå khåíi âäüng qua âiãûn tråí phủ låïn nháút, sau âọ âọng K1 räưi K2 gim dáưn âiãûn tråí phủ vãư khäng Âỉåìng âàûc mämen ỉïng våïi cạc âiãûn tråí phủ khåíi âäüng Rp1 v Rp2 åí hçnh 7.15b U1 M CD1 Mmax ÂC (a) R2 R2+ Rp2 R2+ Rp2+Rp1 (b) K2 Rp2 s s K1 Rp1 Hçnh 7.15 Khåíi âäüng âäüng cå räto dáy qún a) Så âäư mảch lỉûc ; b) Âàûc mämen 21 Lục khåíi âäüng n = thç s = 1, mún mämen khåíi âäüng MK = Mmax thç sth = 1: s th = R '2 + R 'pK X + X '2 =1 (7.46) Tỉì âọ xạc âënh âỉåüc âiãûn tråí khåíi âäüng ỉïng våïi mämen khåíi âäüng MK= Mmax Khi cọ RpK dng âiãûn khåíi âäüng l: I Kp = U1 (R + R '2 + R pK ) + (X + (7.47) X '2 ) Nhåì cọ âiãûn tråí rm dng âiãûn khåíi âäüng gim xúng, mämen khåíi âäüng tàng, âọ l ỉu âiãøm låïn ca âäüng cå räto dáy qún 7.10.2 Khåíi âäüng âäüng cå räto läưng sọc a Khåíi âäüng trỉûc tiãúp: Âọng cáưu dao CD näúi trỉûc tiãúp dáy qún stato vo lỉåïi âiãûn (hçnh 7.16) Ỉu âiãøm ca phỉång phạp náưy l thiãút bë khåíi âäüng âån gin; mämen khåíi âäüng MK låïn ; thåìi gian khåíi âäüng tK nh Cn khuút âiãøm l dng âiãûn khåíi âäüng IK låïn lm nh hỉåíng âãún cạc phủ ti khạc Vç váûy chè âỉåüc dng cho nhỉỵng âäüng cå cäng sút nh v cäng sút ca ngưn Sngưn låïn hån nhiãưu láưn cäng sút âäüng cå Sâ.cå U1 CD ÂC Hçnh 7.16 Khåíi âäüng trỉûc tiãúp Khåíi âäüng bàòng cạch gim âiãûn ạp âàût vo dáy qún stato: Cạc phỉång phạp sau âáy nhàòm mủc âêch gim dng âiãûn khåíi âäüng IK Nhỉng gim âiãûn ạp khåíi âäüng thç momen khåíi âäüng cng gim theo a Khåíi âäüng dng cün khạng màõc näúi tiãúp vo mảch stato: Khi khåíi âäüng: CD2 càõt, âọng CD1 âãø näúi dáy qún stator vo lỉåïi âiãûn thäng qua âiãûn khạng ÂK, âäüng cå quay äøn âënh, âng CD2 âãø ngàõn mảch cün khạng KÂ, näúi trỉûc tiãúp dáy qún stato vo lỉåïi (hçnh 7.17) Âiãûn ạp âàût vo dáy qún stato khåíi âäüng l: UK= kU1 (k < 1) Âng âiãûn khåíi âäüng: I’K= kIK våïi IK: dng khåíi âäüng trỉûc tiãúp Mämen khåíi âäüng: MK = k2MK 22 U1 CD1 U1 CD1 ÂK CD2 CD2 TN ÂC ÂC CD3 Hçnh 7.17 Khåíi âäüng dng âiãûn khạng Hçnh 7.18 Khåíi âäüng dng BA TN b Khåíi âäüng dng mba tỉì ngáùu: Trỉåïc khåíi âäüng: càõt CD2, âọng CD3, MBA TN âãø åí vë trê âiãûn ạp âàût vo âäüng cå khong 0.6m, âọng CD1 âãø näúi dáy qún stato vo lỉåïi âiãûn thäng qua MBA TN, âäüng cå quay äøn âënh, càõt CD3, âng CD2 âãø näúi trỉûc tiãúp dáy qún stato vo lỉåïi (hçnh 7.18) Khi khåíi âäüng, âäüng cå âỉåüc cáúp âiãûn: UK= kT U1 (k < 1) Lục âọ dng âiãûn mm: I’K= kIK våïi IK: dng khåíi âäüng trỉûc tiãúp Dng âiãûn mba TN nháûn tỉì lỉåïi âiãûn: I1 = kTI’K = k2TIK U1 Mämen khåíi âäüng: M’K= k2MK c Khåíi âäüng bàòng cạch âäøi näúi Y→ Δ: Lục mạy lm viãûc bçnh thỉåìng âäüng cå näúi tam giạc Δ, khåíi âäüng näúi hçnh Y, sau täúc âäü quay gáưn äøn âënh chuøn vãư näúi Δ âãø lm viãûc (hçnh 7.19) Âiãûn ạp pha khåíi âäüng: U 'Kf = UK CD1 CD2 ÂC CD Hçnh 7.19 Khåíi âäüng âäøi näúi Y→ Δ 23 Âiãûn ạp pha khåíi âäüng: I KY = I 'Kf = I Kf Âiãûn ạp pha khåíi âäüng trỉûc tiãúp: I KΔ = 3I Kf Ta cọ: I KΔ 3I Kf = =3 I Kf I KY Cn mämen khåíi âäüng ca âäüng cå MK gim âi láưn 7.11 ÂIÃƯU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜ ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Täúc âäü ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü âỉåüc cho båíi: n = n1 (1 − s ) = 60f1 (1 − s ) vg/ph p Nhçn vo biãøu thỉïc trãn ta tháúy: âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü räto läưng sọc cọ thãø âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå bàòng cạch thay âäøi táưn säú dng âiãûn stato, âäøi näúi dáy qún stato âãø thay âäøi säú âäi cỉûc tỉì p ca tỉì trỉåìng hồûc thay âäøi âiãûn ạp âàût vo dáy qún stato âãø thay âäøi hãû säú trỉåüc s Táút c cạc phỉång phạp âiãưu chènh âọ âãưu thỉûc hiãûn åí phêa stato Âäúi våïi âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún thỉåìng âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi âiãûn tråí mảch räto âãø thay âäøi hãû säú trỉåüc s, viãûc âiãưu chènh âỉåüc thỉûc hiãûn åí phêa räto 7.11.1 Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi säú âäi cỉûc tỉì: n n11 p=1 p=2 n12 M M1max M2max Hçnh 7.20 Âàûc cå ÂK cọ hai cỉûc âáúu näúi dáy qún thnh bäún cỉûc Säú cỉûc ca tỉì trỉåìng quay stato ty thüc vo cạch âáúu dáy qún stato Bàòng cạch âáúu lải dáy qún, mäüt âäüng cå hai cỉûc (p = 1) cọ thãø thnh bäún cỉûc (p = 2) Âäüng cå khäng âäưng bäü cọ cáúu tảo dáy qún âãø thay âäøi säú âäi cỉûc tỉì âỉåüc gi l âäüng cå nhiãưu cáúp täúc âäü Phỉång phạp náưy chè dng cho loải âäüng cå räto läưng sọc Trãn hçnh 7.20 trçnh by hai âàûc M1(n) v M2(n) ỉïng våïi hai täúc âäưng bäü n11 v n12 Theo cäng thỉïc (7.3b) v (7.42), ta cọ: n11 = 2n12 v M2max = 2M1max 24 7.11.2 Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi táưn säú Tỉì cäng thỉïc (7.12), nãúu b qua âiãûn ạp råi trãn dáy qún, ta cọ : U1 = 4,44 N1k dq1Φ m f1 n MC f gim → M Hçnh 7.21 Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi táưn säú Nhỉ váûy tỉì thäng Φm tè lãû våïi tè säú U1/f Mún giỉỵ Φm khäng âäøi gim f, ta phi âäưng thåìi gim U1 cho tè säú U1/f khäng âäøi (hçnh 7.21) Cạch âiãưu chènh U1/f khäng âäøi thç mänen cỉûc âải cng khäng âäøi v cạch âiãưu chènh ny cọ cạc âàûc thêch håüp våïi loải ti cáưn mämen khäng âäøi váûn täúc thay âäøi 7.11.3 Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi âiãûn ạp ngưn âiãûn hçnh 7.22 lm cho täúc âäü thay âäøi theo Phỉång phạp náưy chè thỉûc hiãûn mạy mang ti, cn mạy khäng ti gim âiãûn ạp ngưn, täúc âäü âäüng cå gáưn khäng âäøi n MC n1 U1 < nth U2 < Ta â biãút, hãû säú trỉåüt tåïi hản sth khäng phủ thüc vo âiãûn ạp Theo (7.50) v (7.55), nãúu r’2 khäng âäøi thç gim âiãûn ạp ngưn U1, hãû säú trỉåüt tåïi hản sth s khäng âäøi cn Mmax gim tè lãû våïi U12 Váûy h âàûc thay âäøi U3 M Hçnh 7.22 Âiãưu chènh täúc âäü bàòng cạch thay âäøi âiãûn ạp ngưn âiãûn 25 7.11.4 Thay âäøi âiãûn tråí räto ca âäüng cå räto dáy qún Thay âäøi âiãûn tråí dáy qún räto, bàòng cạch màõc thãm biãún tråí ba pha vo mảch räto ca âäüng cå räto dáy qún hçnh 7.15a Do biãún tråí âiãưu chènh phi lm viãûc láu di nãn cọ kêch thỉåïc låïn hån biãún tråí khåíi âäüng H âàûc cå ca âäüng cå khäng âäưng bäü räto dáy qún dng biãún tråí âiãưu chènh täúc âäü trçnh by trãn hçnh 7.15b Ta tháúy ràòng tàng âiãûn tråí, täúc âäü quay ca âäüng cå gim Phỉång phạp náưy gáy täøn hao biãún tråí nãn lm hiãûu sút âäüng cå gim Tuy váûy, âáy l phỉång phạp khạ âån gin, täúc âäü âỉåüc âiãưu chènh liãn tủc phảm vi tỉång âäúi räüng nãn âỉåüc dng nhiãưu cạc âäüng cå cäng sút cåí trung bçnh 7.12 CẠC ÂÀÛC TÊNH ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Âọ l âäư thë cho biãút sỉû thay âäøi ca dng âiãûn stato I1, täúc âäü räto n, momen quay M, hãû säú cäng sút cosϕ v hiãûu sút η theo cäng sút hỉỵu êch trãn trủc P2, âiãûn ạp U1 v táưn säú f ca ngưn khäng âäøi (hçnh 7.23) 7.12.1 Âàûc dng âiãûn stato I1 = f(P2) Theo (7.22), dng âiãûn &I1 l täøng vectå ca dng âiãûn khäng ti &I v dng âiãûn lm viãûc ( &I '2 ) Khi U1 khäng âäøi, I0 cng gáưn khäng âäøi v bàòng khong (20 ÷40)%Iâm Khi P2 tàng, dng I’2 tàng nãn I1 tàng theo 7.12.2 Âàûc täúc âäü n = f(P2) Theo cäng thỉïc hãû säú trỉåüt, ta cọ: n = n1(1-s) âọ : s = pCu2/Pât Khi khäng ti pCu2