www.hanghaivietnam.com Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp Giạo trçnh Biãn soản: MẠY ÂIÃÛN Bi Táún Låüi Pháưn III MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Chỉång 12 ÂẢI CỈÅNG VÃƯ MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 12.1 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 rotor 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 ch úu l 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 Gáưn âáy k thût âiãûn tỉí phạt triãùn, nãn âäüng cå khäng âäưng bäü â âạp ỉïng âỉåüc u cáưu âiãưu chènh täúc âäü vç váûy âäüng cå cng sỉí dủng räüng ri hån 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 12.2 CÁÚU TẢO MẠY ÂIÃÛN 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 rotor, ngoi cn cọ v mạy, nàõp mạy v trủc mạy Trủc lm bàòng thẹp, trãn âọ gàõn rotor, äø bi v phêa cúi trủc cọ gàõn mäüt quảt giọ âãø lm mạt mạy dc trủc www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12.2.1 Stator (pháưn tÉnh) Stator gäưm hai bäü pháûn chênh l li thẹp v dáy qún, ngoi cn cọ v mạy v nàõp mạy 10 Hçnh 13.1 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 13.2b), lm bàòng cạc lạ thẹp k thût âiãûn, âỉåüc dáûp rnh bãn (hçnh 13.2a) räưi ghẹp lải våïi tảo thnh cạc rnh theo hỉåïng trủc Li thẹp âỉåüc ẹp vo v mạy Dáy qún stator Dáy qún stator thỉåìng âỉåüc lm bàòng dáy âäưng cọ bc cạch âiãûn v âàût cạc rnh ca li thẹp (xem lải chỉång 9) Dng âiãûn xoay chiãưu ba pha chảy dáy qún ba pha stator s tảo nãn tỉì trỉåìng quay (xem lải chỉång 12) www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 3 V mạy V mạy gäưm cọ thán v nàõp, thỉåìng lm bàòng gang (hçnh 13.1) iA iA (a) Hçnh 13.2 Kãút cáúu stator mạy âiãûn khäng âäưng bäü (b) a) Lạ thẹp stator; b) Li thẹp stator 12.2.2 Rotor (pháưn quay) Rotor l pháưn quay gäưm li thẹp, dáy qún v trủc mạy ÂC (a) (b) (d) Hçnh 13.3 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 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 13.2a) âãø âàût dáy qún, åí giỉỵa cọ dáûp läù âãø làõp trủc Trủc Trủc ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm bàòng thẹp, trãn âọ gàõn li thẹp räto www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Dáy qún rotor 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 Rotor läưng sọc (hçnh 13.3a) gäưm cạc âäưng hồûc nhäm âàût rnh v bë ngàõn mảch båíi hai vnh ngàõn mảch åí hai âáưu Våïi âäưng cå nh, dáy qún rotor âỉåüc âục ngun khäúi gäưm dáùn, vnh ngàõn mảch, cạnh tn nhiãût v cạnh quảt lm mạt (hçnh 3.3b) Cạc âäüng cå cäng sút trãn 100kW dáùn lm bàòng âäưng âỉåüc âàût vo cạc rnh rotor v gàõn chàût vo vnh ngàõn mảch Rotor dáy qún (hçnh 13.4) cng qún giäúng dáy qún ba pha stator v cọ cng säú cỉûc tỉì dáy qún stator Dáy qún kiãøu náưy ln ln âáúu (Y) v cọ ba âáưu âáúu vo ba vnh trỉåüt, gàõn vo trủc quay ca rotor 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 Giạ Vnh trỉåüt Häüp Dáy qún räto Li thẹp stato Dáy qún stato Läù måỵ Âãún ngưn cung cáúp Hçnh 13.4 Cáúu tảo mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12.3 NGUN L LM VIÃÛC MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Khi cọ dng âiãûn ba pha chảy dáy qún stato thç khe håí khäng khê xút hiãûn tỉì trỉåìng quay våïi täúc âäü n1 = 60f1/p (f1 l táưn säú lỉåïi âiãûn; p l säú âäi cỉûc tỉì ca mạy; n1 l täúc âäü tỉì trỉåìng quay báûc mäüt) Tỉì trỉåìng náưy quẹt qua dáy qún nhiãưu pha tỉû ngàõn mảch âàût trãn li sàõt räto, lm cm ỉïng dáy qún räto cạc sââ E2 Do räto kên mảch nãn dáy qún räto cọ dng âiãûn I2 chảy qua Tỉì thäng dng âiãûn náưy sinh håüp våïi tỉì thäng ca stato tảo thnh tỉì thäng täøng åí khe håí Dng âiãûn dáy qún räto tạc dủng våïi tỉì thäng khe håí sinh mämen Tạc dủng âọ cọ quan hãû máût thiãút våïi täúc âäü quay n ca räto Trong nhỉỵng phảm vi täúc âäü khạc thç chãú âäü lm viãûc ca mạy cng khạc Sau âáy ta s nghiãn cỉïu tạc dủng ca chụng ba phảm vi täúc âäü Hãû säú trỉåüt s ca mạy : s= n − n Ω1 − Ω = n1 Ω1 Nhỉ váûy n = n1 thç s = 0, cn n = thç s = 1; n > n1, s < v räto quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay n < thç s > 1 Roto quay cng chiãưu tỉì trỉåìng quay nhỉng cọ täúc âäü n < n1 (0 < s < 1) S n1 Fât S n1 Fât Fât → → BB n Fât S n1 BB n F ât → Fât BB n N N N (a) (b) (c) Hçnh 13.5 Quạ trçnh tảo moment ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Gèa thiãút vãư chiãưu quay n1 ca tỉì trỉåìng khe håí Φ v ca räto n hçnh 13 5a Theo qui tàõc bn tay phi, xạc âënh âỉåüc chiãưu sââ E2 v I2; theo qui tàõc bn tay trại, xạc âënh âỉåüc lỉûc F v mämen M Ta tháúy F cng chiãưu quay ca räto, www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com nghéa l âiãûn nàng âỉa tåïi stato, thäng qua tỉì trỉåìng â biãún âäøi thnh cå nàng trãn trủc lm quay räto theo chiãưu tỉì trỉåìng quay n1, váûy mạy lm viãûc åí chãú âäü âäüng cå âiãûn Roto quay cng chiãưu tỉì trỉåìng quay nhỉng cọ täúc âäü n > n1 (s < 0) Dng âäüng cå så cáúp quay räto ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü vỉåüt täúc âäü âäưng bäü n > n1 Lục âọ chiãưu ca tỉì trỉåìng quay quẹt qua dáy qún räto s ngỉåüc lải, sââ v dng âiãûn dáy qún räto cng âäøi chiãưu nãn chiãưu ca mämen M cng ngỉåüc chiãưu ca n1, nghéa l ngỉåüc chiãưu ca räto, nãn âọ l mämen hm (hçnh 13.5b) Nhỉ váûy mạy â biãún cå nàng tạc dủng lãn trủc âäüng cå âiãûn, âäüng cå så cáúp kẹo thnh âiãûn nàng cung cáúp cho lỉåïi âiãûn, nghéa l mạy âiãûn lm viãûc åí chãú âäü mạy phạt âiãûn Roto quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay tỉïc täúc âäü n < (s > 1) Vç ngun nhán no âọ m räto ca mạy âiãûn quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay (hçnh 13 5c), lục náưy chiãưu sââ, dng âiãûn v mämen giäúng åí chãú âäü âäüng cå âiãûn Vç mämen sinh ngỉåüc chiãưu quay våïi räto nãn cọ tạc dủng hm räto lải Trong trỉåìng håüp náưy, mạy vỉìa láúy âiãûn nàng åí lỉåïi âiãûn vo, vỉìa láúy cå nàng tỉì âäüng cå så cáúp Chãú âäü lm viãûc váûy gi l chãú âäü hm âiãûn tỉì 12.4 PHÁN LOẢI MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Phán theo kãút cáúu v mạy + Kiãøu kên + Kiãøu bo vãû + kiãøu håí Phán theo säú pha Ta cọ mạy âiãûn khäng âäưng bäü + Mäüt pha + Hai pha + Ba pha Phán theo kiãøu dáy qún räto + Mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto läưng sọc + Mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12.5 CẠC ÂẢI LỈÅÜNG ÂËNH MỈÏC MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Cng táút c cạc loải mạy âiãûn khạc, mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ cạc trë säú âënh mỉïc âàûc trỉng cho âiãưu kiãûn k thût ca mạy Cạc trë säú náưy nh mạy thiãút kãú, chãú tảo qui âënh v âỉåüc ghi trãn nhn mạy Vç mạy âiãûn khäng âäưng bäü ch úu dng lm âäüng cå âiãûn nãn trãn nhn mạy ghi cạc trë säú âënh mỉïc ca âäüng cå sau : Cäng sút âënh mỉïc Pâm(kW,W) Âiãûn ạp âënh mỉïc m (V) Dng âiãûn âënh mỉïc Iâm (A) Täúc âäü quay âënh mỉïc nâm (vng/phụt) Hiãûu sút âënh mỉïc ηâm % Hãû säú cäng sút âënh mỉïc cosâm Âäúi våïi âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü, cäng sút âënh mỉïc l cäng sút trãn âáưu trủc âäüng cå Cn âäüng cå ba pha, âiãûn ạp v dng âiãûn ghi trãn nhn mạy l âiãûn ạp v dng âiãûn dáy tỉång ỉïng våïi cạch âáúu hçnh (Y) hay âáúu hçnh tam giạc (Δ) Tỉì cạc trë säú âënh mỉïc ghi trãn nhn, ta cọ thãø âỉåüc: Cäng sút âënh mỉïc m âäüng cå tiãu thủ tỉì lỉåïi âiãûn : P P1âm = âm = 3.U âm I âm cos ϕ âm η âm Mämen quay âënh mỉïc åí âáưu trủc : P (W ) P (kW ) N.m M âm = âm = 9550 âm Ω âm n âm våïi Ω âm = 2πn âm / 60 (rad/s) l täúc âäü gọc ca räto ]R R^ www.hanghaivietnam.com