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 Chỉång 13 QUAN HÃÛ ÂIÃÛN TỈÌ TRONG MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 13.1 ÂẢI CỈÅNG Trãn stato ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü (MK) cọ dáy qún m1 pha, cn trãn dáy qún roto cọ dáy qún m2 pha Nhỉ váûy mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ hai mảch âiãûn khäng näúi våïi v giỉỵa chụng cọ liãn hãû våïi vãư tỉì Khi mạy âiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng trãn dáy qún stato v räto cọ tỉì thäng tn v tỉång ỉïng cọ âiãûn khạng tn v giỉỵa hai dáy qún cọ sỉû häù cm Vç váûy ta cọ thãø coi mạy âiãûn khäng âäưng bäü mäüt mba m dáy qún stato l dáy qún så cáúp, dáy qún räto l dáy qún thỉï cáúp v sỉû liãn hãû giỉỵa hai mảch så cáúp v thỉï cáúp thäng qua tỉì trỉåìng quay Do âọ ta cọ thãø dng cạch phán têch mba âãø nghiãn cỉïu ngun l lm viãûc cå bn ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Khi nghiãn cỉïu ngun l lm viãûc cå bn ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü ta chè xẹt tạc dủng ca sọng cå bn m khäng xẹt sọng báûc cao 13.2 MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ LM VIÃÛC KHI RÄTO ÂỈÏNG N Âàût mäüt âiãûn ạp U1 cọ táưn säú f1 vo dáy qún stato, dáy qún stato s cọ dng âiãûn I1, táưn säú f1; dáy qún räto s cọ dng âiãûn I2, táưn säú f1; dng I1 v I2 sinh stâ quay F1 v F2 cọ trë säú l: m N1k dq1 & F&1 = × I1 π p m N k dq & F& = × I2 π p (13.1a) (13.1b) âọ : m1,m2 l säú pha ca dáy qún stato v räto; p l säú âäi cỉûc tỉì; N1,N2 l säú vng dáy mäüt pha ca dáy qún stato v räto; kdq1,kqd2 l hãû säú dáy qún ca dáy qún stato v räto Hai stâ náưy quay cng täúc âäü n1 = 60f1/p v tạc dủng våïi âãø sinh stâ täøng khe håí F0 Vç váûy phỉång trçnh cán bàòng stâ âỉåüc viãút l: www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com F&1 + F& = F& F&1 = F& + (−F& ) (13.2a) (13.2b) ÅÍ âáy ta xem dng âiãûn I1 gäưm hai thnh pháưn: m N1k dq1 & × I0 • Mäüt thnh pháưn l dng âiãûn &I tảo nãn stâ F& = π p m N1k dq1 & ' × I b lải • V mäüt thnh pháưn l (−&I '2 ) tảo nãn stâ (−F& 2' ) = − π p stâ F2 ca dng âiãûn thỉï cáúp &I Nhỉ váûy ta cọ: hay &I1 = &I + (−&I '2 ) (13.3a) &I + &I ' = &I (13.3b) So sạnh stâ F2 dng âiãûn I2 ca räto tảo v stâ F’2 thnh pháưn &I '2 ca dng âiãûn stato sinh ra, ta cọ: m 2 N k dq & m N1k dq1 & ' × I2 = × I2 π p π p Tỉì âọ ta cọ âỉåüc hãû säú qui âäøi dng âiãûn: ki = m N1k dq1 (13.4) m N k dq Stâ F0 sinh tỉì thäng chênh Φ khe håí, tỉì thäng Φ náưy cm ỉïng dáy qún stato v räto cạc sââ: & 2π & m = − jω1 Ψ1m (13.5a) E& = − j f1 N1k dq1Φ 2 & 2π & m = − jω Ψ2 m (13.5b) E& = − j f N k dq Φ 2 Khi räto âỉïng n f2 = f1 nãn tè säú biãún âäøi âiãûn ạp ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü bàòng: N1k dq1 E ke = = (13.6) E N k dq Tỉång tỉû mba ta cọ phỉång trçnh cán bàòng sââ mảch âiãûn stato: & = −E& − E& t1 + &I1r1 = −E& + &I1 ( r1 + jx ) = −E& + &I1Z1 (13.7) U âọ: + Z1 = r1 + jx1: täøng tråí ca dáy qún stator * r1 l âiãûn tråí ca dáy qún stato * x1 l âiãûn khạng tn ca dáy qún stator + E& t1 = − j&I1x1 sââ tn tỉì thäng tn stato Φt1 sinh www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Phỉång trçnh cán bàòng sââ mảch âiãûn räto: = E& − &I (r2 + jx ) = E& − &I Z (13.8) âọ: Z2 = r2 + jx2: täøng tråí ca dáy qún räto * r2 l âiãûn tråí ca dáy qún räto * x2 = 2πf1Lt2 l âiãûn khạng tn ca dáy qún rätolục âỉïng n Cng giäúng åí mba, ta cọ thãø viãút: − E& = &I Z m = &I ( rm + jx m ) (13.9) âọ: I0 - dng âiãûn tỉì họa sinh stâ F0 Zm = rm + jxm: täøng tråí ca nhạnh tỉì họa * rm l âiãûn tråí tỉì họa âàût trỉng cho sỉû täøn hao sàõt tỉì * xm l âiãûn khạng tỉì họa biãøu thë sỉû häù cm giỉỵa stato v räto Qui âäøi phêa räto vãư phêa stato theo ngun tàõc täøn hao khäng âäøi: • Qui âäøi sââ räto E2 sang bãn stato ta âỉåüc l: E’2 = E1 = keE2 • Qui âäøi âiãûn tråí räto r2 vãư stato : m1I '22 r2' = m I 22 r2 2 Váûy : r2' m ⎛ I '2 ⎞ m ⎛mk W ⎞ ⎜ ⎟ r2 = ⎜ dq1 ⎟ r2 = m ⎜⎝ I '22 ⎟⎠ m ⎜⎝ m k dq W2 ⎟⎠ (13.10) r2' = k e k i r2 = k.r2 âọ, k = keki l hãû säú qui âäøi täøng tråí • Tỉång tỉû qui âäøi âiãûn khạng räto x2 vãư stato : x '2 = kx (13.11) Tọm lải, cạc phỉång trçnh âàûc trỉng ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü qui âäøi vãư stato l: & = −E& + &I1Z1 U = E& '2 − &I '2 Z '2 E& '2 = E& &I1 = &I + (−&I '2 ) (13.12) − E& = &I Z m Khi räto âỉïng n m dáy qún räto ngàõn mảch, thç dng âiãûn dáy qún ráút låïn Âãø hản chãú dng âiãûn I1 v I2 dáy qún åí trë säï âënh mỉïc ca chụng thç cáưn phi gim tháúp âiãûn ạp xúng cn khong (15-25)%m Lục náưy sââ E1 mạy âiãûn khäng âäưng bäü nh âi ráút nhiãưu v tỉång ỉïng tỉì thäng Φm cng nh, nghéa l stâ tỉì họa F0 ráút nh so våïi F1 v F2, âọ ta coi F0 = v ta cọ: www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com F&1 + F& = F& = &I1 + &I '2 = &I = v & U − E& − (13.13) jx1&I1 r1&I1 r1 &I − &I '2 & U x1 r’2 x’2 &I = −&I ' − r2' &I '2 jx '2 &I '2 &I Φ Hçnh 13.2 Mảch âiãûn thay thãú ca Hçnh 13.1 Âäư thë vectå ca MK räto âỉïng n MK ngàõn mảch Ta cọ thãø dng âiãûn stato I1: & & &I1 = U1 = U1 Z1 + Z '2 Z n âọ: Zn = Z1 + Z’2 = rn +jxn :täøng tråí ngàõn mảch ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Våïi rn = r1 + r’2 v xn = x1 + x’2 Khi U1 = m thç I1 = Ik âáy l dng âiãûn khåíi âäüng ca mạy 13.3 MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ LM VIÃÛC KHI ROTOR QUAY Khi räto quay thç táưn säú ca trë säú sââ v dng âiãûn dáy qún roto thay âäøi Âiãưu âọ nh hỉåíng ráút låïn âãún sỉû lm viãûc ca mạy âiãûn, nhỉng khäng lm thay âäøi nhỉỵng qui lût v quan hãû âiãûn tỉì räto âỉïng n 13.3.1 Cạc phỉång trçnh cå bn Phỉång trçnh cán bàòng sââ åí dáy qún stato: Mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc thç dáy qún räto nháút âënh phi kên mảch v thỉåìng l nhàõn mảch Khi näúi dáy qún stato våïi ngưn ba pha, ta cọ phỉång trçnh cán bàòng sââ åí dáy qún stato räto quay giäúng âỉïng n : & = −E& + &I1Z1 U (13.14) Phỉång trçnh cán bàòng sââ åí dáy qún räto: Tỉì trỉåìng khe håí stâ F0 sinh quay våïi täúc âäü n1 Nãúu räto quay våïi täúc âäü n theo chiãưu tỉì trỉåìng quay thç giỉỵa dáy qún räto v tỉì trỉåìng quay cọ täúc âäü trỉåüt n2 = n1 - n, váûy táưn säú sââ v dng âiãûn dáy qún räto s l : n p n − n n1 × p × f2 = = = sf1 (13.15) 60 n1 60 www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com âọ, s - l hãû säú trỉåüt ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü, lục mạy lm viãûc åí chãú âäü ti âënh mỉïc, thỉåìng sâm = 0,02 ÷ 0,08 Sââ cm ỉïng dáy räto lục quay: & 2π & m = − jω Ψ2 m = sE& E& 2s = − j f W2 k dq Φ 2 Âiãûn khạng ca dáy qún räto lục quay: x2s = 2πf2Lt2 = 2πsf1Lt2 = s.x2 (13.16) (13.17) Phỉång trçnh cán bàòng sââ ca mảch âiãûn räto: = E& 2s − &I ( r2 + jx 2s ) (13.18) Hay sau qui âäøi l: = E& '2s − &I '2 ( r2' + jx '2s ) (13.19) Trong phỉång trçnh trãn, sââ v dng âiãûn cọ táưn säú f2, cn bãn stato sââ v dng âiãûn cọ táưn säú f1 vç váûy ta phi qui âäøi táưn säú thç viãûc thiãút láûp phỉång trçnh måïi cọ nghéa Ta viãút lải phỉång trçnh (13.19): = E& '2s e jω t − &I '2 ( r2' + jx '2s )e jω t 1 Nhán hai vãú våïi: e jωt = e j( ω −ω ) t s s Trong âọ: ω = ω1 - ω2 täúc âäü gọc ca räto; e j(ω −ω 2 2 )t l hãû säú qui âäøi táưn säú Tỉì âọ ta viãút lải phỉång trçnh trãn: ' ' jω t ' r2 & & = E e − I ( + jx '2 )e jω t s − s jω t Hay (13.20) = E& '2 e jω t − &I '2 (r2' + jx '2 + r2' )e s Nháûn xẹt: Vãư màût toạn hc hai phỉång trçnh (13.18) v (13.20) khäng cọ gç khạc nhau, nhỉng vãư màût váût l â khạc vãư bn cháút Phỉång trçnh (13.18) chè r mäúi quan hãû ca âiãûn ạp räto quay våïi hãû säú trỉåüt s, âọ E’2s, I’2 v täøn tråí r’2 + jx’2s cọ táưn säú f2 Phỉång trçnh (13.20) chè r quan hãû trỉåìng håüp räto âỉïng n v lục náưy trãn räto âỉåüc näúi thãm mäüt âiãûn tråí gi tỉåíng r’2(1-s)/s; cn E’2, I’2 v täøn tråí r’2/s + jx’2 cọ táưn säú f1 1 1 Trong hai trỉåìng håüp dng âiãûn I2 cọ khạc vãư táưn säú nhỉng trë hiãûu dủng v gọc lãûch pha l khäng âäøi D räto quay hay khäng quay thç stâ stato F1 v stâ räto F2 bao giåì cng quay âäưng bäü våïi Nàng lỉåüng tiãu tạn trãn âiãûn tråí gi tỉåíng Rcå = r’2(1-s)/s tỉång âỉång våïi nàng lỉåüng âiãûn biãún âäøi thnh cå nàng trãn trủc âäüng cå quay www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com Phỉång trçnh cán bàòng stâ : (vç stâ stato F1 v räto F2 quay cng ω1) hay F&1 + F& = F& &I1 + &I '2 = &I Váûy phỉång trçnh cå bn ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü lục räto quay l: & = −E& + &I1Z1 U ' r = E& '2 − &I '2 ( + jx '2 ) s &E '2 = E& &I1 = &I + ( −&I '2 ) (13.21) − E& = &I Z m 13.3.2 Mảch âiãûn thay thãú ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Dỉûa vo cạc phỉång trçnh cå bn, ta thnh láûp så âäư thay thãú hçnh T (hçnh 13.3) cho mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto quay giäúng mba, åí âáy dáy qún så cáúp mba l dáy qún stato, dáy qún thỉï cáúp mba l dáy qún räto v phủ ti mba l âiãûn tråí gi tỉåíng r’2(1-s)/s Tỉì så âäư thay thãú cọ thãø dng âiãûn stato, dng âiãûn räto, mämen, cäng sút cå v nhỉỵng tham säú khạc Nhỉ váûy ta â chuøn viãûc toạn mäüt hãû Âiãûn - Cå hay Cå -Âiãûn vãưì viãûc toạn mảch âiãûn âån gin r1 & U &I r’2 x1 &I x’2 rm (−&I '2 ) r’2(1-s)/s xm Hçnh 13.3 Mảch âiãûn thay thãú hçnh T ca MK Trong mạy âiãûn khäng âäưng bäü, cọ khe håí khäng khê låïn nãn täưn tải dng âiãûn tỉì họa låïn, khong (20-50)%Iâm Âiãûn khạng tn x1 cng låïn Trong trỉåìng håüp váûy âiãûn khạng tỉì họa xm giỉỵ nguûn v b qua âiãûn tråí rm (rm = 0) cn täøn hao sàõt ta gäüp vo täøn hao cå v täøn hao phủ Tỉì âọ ta cọ mảch âiãûn thay thãú hçnh 13.4 IEEE âãư xỉåïng Âáy l mảch âiãûn thay thãú âỉåüc sỉí dủng nhiãưu toạn v kho sạt mạy âiãûn khäng âäưng bäü www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com r1 &1 U x1 x’2 &I o &I r’2 (−&I '2 ) r2' xm 1− s s Hçnh 13.4 Mảch âiãûn thay thãú MK IEEE âãư xỉåïng Thỉåìng âãø toạn thûn låüi, ta biãún âäøi mảch âiãûn thay thãú hçnh T vãư mảch âiãûn thay thãú hçnh Γ âån gin hån Cạch biãún âäøi sau: Tỉì hçnh (13.3) ta cọ: V &' &I ' = E 2 Z '2 & &I = − E1 Zm våïi Z’2s = r’2/s + jx’2 − E& − E& '2 + ' Váûy dng âiãûn: &I1 = &I + (−&I '2 ) = Zm Z 2s Màûc khạc: ⎛ & − &I1Z1 = U & + E& ⎜ Z1 + Z1 − E& = U ' ⎜Z ⎝ m Z 2s &1 &1 U U → −E& = = Z Z & + Z1 C + + '1 Z m Z 2s Z '2s ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ Trong âọ : C1 = 1+Z1/Zm Ta cọ: Váûy: − &I '2 = − E& &1 U = & Z' + Z C & & &1 U &I1 = &I − &I = U1 − I1Z1 + 2' & Z' + Z Zm C 2s & &1 U & = U1 + → &I1 (1 + (Z1 / Z m )) = &I1C & Z' + Z Zm C 2s & & U1 &I1 = U1 + = &I 00 + &I '2' ' &C Z & Z +C & Z C m Z '2s 2s (4.22) 1 &1 &1 &1 U U U = = giü l dng âiãûn khäng ti l Trong âọ: &I 00 = & Z C ( + Z / Z ) Z Z + Z m m m m tỉåíng, nghéa l dng âiãûn khäng ti lục s = 0, tỉïc l r’2(1-s)/s = ∞ www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com − &I '2' = V: &1 U & 2Z' C 2s &I '2 =− l dng âiãûn thỉï cáúp ca mảch âiãûn hçnh Γ Tỉì & & Z C +C 1 cạc phỉång trçnh trãn ta thnh láûp âỉåüc mảch âiãûn thay thãú hçnh Γ chênh xạc ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü hçnh 13.5a & Z C 1 &I & U Z1 &I & Z' C Z’2 Z1 & 2r ' − s C s (−&I '2' ) 00 &I Z1 & U (−&I '2' = −&I '2 ) r’2(1-s)/s &I 00 Zm Zm (a) (b) Hçnh 13.5 Mảch âiãûn thay thãú hçnh Γ ca mạt âiãûn khäng âäưng bäü Thỉûc tãú l C& chè låïn hån mäüt êt, gọc phỉïc lải ráút nh nãn cọ thãø coi C& = C1= + x/xm v váûy &I '2' = &I '2 Ta cọ mảch âiãûn âån gin hån hçnh (13.4b) 13.3.3 Hãû säú qui âäøi ca dáy qún räto läưng sọc Khi v mảch âiãûn thay thãú hay âäư thë vectå, cạc tham säú bãn räto âãưu qui âäøi vãư bãn stato Cạc hãû säú qui âäøi tỉì räto sang stato ca MK: ke = k dq1 N1 k dq N ki = ; m 1k dq1 N1 m k dq N ; k = keki Âäúi våïi dáy qún räto läưng sọc, âáy l loải dáy qún âàûc biãût, ta cọ: m2 = Z2 ; N2 = 1/2 ; kdq2 = Thãú vo trãn ta cọ: ke = ki = k dq1 N1 k dq N = k dq1 N1 = 2k dq1 N1 ; 1 m 1k dq1 N1 m k dq N k = keki = = 2m 1k dq1 N1 Z2 ; 4m (k dq1 N1 ) Z2 www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 13.4 CẠC CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC,GIN ÂÄƯ NÀNG LỈÅÜNG V ÂÄƯ THË VẸCTÅ MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Ta â biãút, mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí ba chãú âäü: âäüng cå, mạy phạt v hm 13.4.1 Mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí chãú âäü âäüng cå âiãûn (0 < s < 1) Cäng sút tạc dủng âäüng cå âiãûn nháûn tỉì lỉåïi âiãûn: P1 = m1U1I1cosϕ1 Mäüt pháưn nh cäng sút ny b täøn hao âäưng trãn dáy qún stato pCu1 = m1 I12 r1 v täøn hao sàõt thẹp li thẹp pFe = m1 I o2 rm, pháưn låïn cäng sút âỉa vo cn lải chuøn thnh cäng sút âiãûn tỉì Pât truưn qua räto Nhỉ váûy : Pât = P1 - (pCu1+ pFe) = m1I '22 r2' s (13.23) Vç räto cọ dng âiãûn nãn cọ täøn hao âäưng trãn dáy qún räto: pCu2 = m1I’ 2r’2 Do âọ cäng sút cå ca âäüng cå âiãûn : Pcå = Pât - pCu2 = ' '2 r2 m1 I s -m2I’22r’2 = m1I '22 r2' 1− s s (13.24) Cäng sút åí âáưu trủc ca âäüng cå âiãûn: P2 = Pcå - (pcå +pf) + täøn hao cå pcå (täøn hao ma sạt v quảt giọ) + täøn hao phủ pf (xẹt åí chỉång sau) (a) (b) (13.25) ca) Hçnh 13.6 Gin âäư nàng lỉåüng mạy âiãûn khäng âäưng bäü Täøng täøn hao ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü : Σp = pCu1+ pFe + pCu2 + pcå + pf www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 10 Hiãûu sút ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü : η= P2 ∑p = 1− P1 P1 (13.26) Gin âäư nàng lỉåüng ca âäüng cå khäng âäưng bäü åí hçnh 13.6a V cng giäúng mba, âäư thë vectå ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü cọ thãø v theo cạc phỉång trçnh cå bn (13.21) trçnh by trãn hçnh 13.7a Sỉû phán phäúi cäng sút phn khạng mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ thãø tháúy r tỉì mảch âiãûn thay thãú hçnh T åí hçnh 13.3 Cäng sút phn khạng âäüng cå âiãûn nháûn tỉì lỉåïi âiãûn : Q1 = m1U1I1sinϕ (13.27) Mäüt pháưn cäng sút phn khạng ny âỉåüc dng âãø sinh tỉì trỉåìng tn mảch stato v tỉì trỉåìng tn räto : (13.28) q1 = m1I21x1 ; q2 = m1I’22x’2 Pháưn låïn cäng sút phn khạng cn lải dng âãø sinh tỉì trỉåìng khe håí : (13.29) Qm = m1I20xm (13.30) Váûy : Q1 = q1 + q2 + Qm = m1U1I1sinϕ1 Do mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ khe håí khäng khê låïn hån mba, nãn dng âiãûn tỉì hoạ mạy âiãûn khäng âäưng bäü låïn hån dng âiãûn tỉì hoạ mba, thỉåìng I0 = 20-25%Iâm V Qm v I0 tỉång âäúi låïn nãn hãû säú cäng sút cosϕ ca mạy tháúp, thỉåìng cosϕâm = 0,7- 0,95 v khäng ti cosϕ0 = 0,1- 0,15, ráút tháúp 13.4.2 Mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí chãú âäü mạy phạt (-∞ 0, mạy nháûn cäng sút phn khạng tỉì lỉåïi âäüng cå âiãûn Gin âäư nàng lỉåüng ca mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü åí hçnh 13.6b www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 11 U& jx1 I&1 r1 I&1 − E& I&1 − I& ' ϕ1 I&0 & U r1&I1 − E& &I ' ϕ1 φ& r1&I1 jx 1&I1 − E& Ψ2 &I &I φ& − &I '2 Ψ2 E& (a) E& &I1 − &I '2 ϕ1 90o I&2' jx 1&I1 &1 U &I φ& Ψ2 &I '2 (b) E& (c) Hçnh 13.7 Âäư thë vectå ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü 13.4.3 Mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí chãú âäü hm (1< s < + ∞ ) 1− s < 0, nãn Mạy nháûn s r' cäng sút cå tỉì ngoi vo Cäng sút âiãûn tỉì ca mạy Pât = m 1I '22 > 0, nãn mạy s nháûn cäng sút âiãûn tỉì lỉåïi Táút c cäng sút cå v âiãûn láúy åí ngoi vo âãưu biãún thnh täøn hao âäưng trãn mảch räto : r' 1− s = m1I '22 r2' = pCu2 Pât + (-Pât ) = m 1I '22 - m 1I '22 r2' s s Vç táút c nàng lỉåüng láúy vo âãưu tiãu thủ trãn mạy nãn U1 = U1âm chè cho phẹp mạy lm viãûc thåìi gian ngàõn Gin âäư nàng lỉåüng v âäư thë vectå ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí chãú âäü hm åí hçnh 13.6c v hçnh 13.7c Khi s > thç cäng sút cå ca mạy Pcå = m 1I '22 r2' 13.5 MÄMEN ÂIÃÛN TỈÌ CA MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Vç mạy âiãûn khäng âäưng bäü thỉåìng âỉåüc dng lm âäüng cå âiãûn, nãn phán têch s láúy âäüng cå âiãûn lm vê dủ Cng giäúng cạc mạy âiãûn khạc, âäüng cå âiãûn khäng âäưng lục lm viãûc phi kàõc phủc mämen ti bao gäưm mämen khäng ti M0 v mämen ca phủ ti M Vç váûy phỉång trçnh cán bàòng mämen ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü lục lm viãûc äøn âënh l : (13.31) M = M0 + M2 www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12 Trong âọ: M : Mämen âiãûn tỉì ca âäüng cå âiãûn p + pf P v M = Våïi: M = cå Ω Ω 2πn l täúc âäü gọc ca räto; Trong âọ : Ω = 60 n l täúc âäü quay ca räto Ta viãút lải cäng thỉïc (13.31) : p + p f + P2 Pcå M = cå = Ω Ω Ta cng cọ: P M = dt Ω1 Pcå Pât Váûy: = Ω Ω1 Ω n Pcå = Pât = Pât = (1 − s )Pât Ω1 n1 (13.32) (13.33) (13.34) Täøn hao âäưng trãn räto bàòng : ta cọ: Nãn: Ta â cọ: pCu2 = Pât - Pcå = sPât Pât = m2E2I2cosψ2 Pcå = m2(1-s)E2I2cosψ2 (13.35) (13.36) E2 = πf1N2kdq2Φm f1 = pn1/60 Ω = (1-s)Ω1 = (1-s)2πn1/60 Thãú vo trãn ta tçm âỉåüc mämen âiãûn tỉì ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü : M= Pco = m2 pN2kdq2ΦmI2cosψ2 Ω (13.37) Thỉåìng ta låüi dủng mảch âiãûn thay thãú âãø mämen âiãûn tỉì theo s Tỉì så âäư thay thãú hçnh Γ (hçnh 13.4a), ta cọ: I '2 = C1I '2' = v U1 ( r1 + C1r2' / s ) + (x + C1x '2' ) 1− s s Ω = (1-s)Ω1 m Ω1 = 2πn1/60 = 2π(60f1/p)/60 =ω1/p Pcå = m 1I '22 r2' Mämen âiãûn tỉì ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü : www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 13 Pcå m U12 r2' / s M= = × Ω Ω1 ( r1 + C1r2' / s ) + (x1 + C1x '2 ) (13.38) Nháûn xẹt: + Mämen M tè lãû U21 + Mämen M tè lãû nghëch (x1 + c1x’2)2 táưn säú cho trỉåïc + M = f(s) V quan hãû M = f(s) 13.5.1 Tçm mämen cỉûc âải Mmax Âãø v quan hãû M = f(s), ta tçm mämen cỉûc âải bàòng cạch gi thiãút sau : • Gi thiãút cạc tham säú khạc l khäng âäøi • Âàût y = 1/s Viãút lải biãøu thỉïc mämen âiãûn tỉì: (13.38) thnh : Ay M= B + Cy + Dy âọ: m U12 r2' A= Ω B = r1 + (x1 + C1x '2 ) C = 2C1r1r2' D = C12 r2'2 Láúy âảo hm v tçm sm ỉïng våïi mämen cỉûc âải Mmax dM dy = y=ym A (B - Dy m ) ( B + Cy + Dy ) =0 ym = ± B / D sm = ± D / B = ± M max = ± C1 r2' r12 × 2Ω1C1 ± + (x + C1x '2 ) m 1U12 r1 + r12 + (x + C1x '2 ) Thỉåìng r1 mạy phạt + Sọng báûc quay ngỉåüc : (ν = 6K - 1) n Täúc âäü âäưng bäü: n = − , nãn täúc âäü âäưng bäü ca åí khu vỉûc s >1, (trảng thại hm) Vç tỉì trỉåìng sọng báûc quay ngỉåüc nãn täúc âäü khong : - n1/5 < n < n1 mämen ám v n < - n1/5 mämen dỉång M n1 : mạy åí chãú âäü M Mmin -n/n1 H.13.13 Âàûc M = f(n) cọ sọng báûc 5, Mämen phủ âäưng bäü: Mämen phủ âäưng bäü sinh sọng âiãưu báûc cao no âọ ca tỉì trỉåìng stato tạc dủng våïi mäüt sọng âiãưu báûc cao cọ cng säú âäi cỉûc ca tỉì trỉåìng räto Mämen phủ náưy ch úu stâ sọng âiãưu ràng ca stato va räto sinh Do âọ sỉû phäúi håüp ràng rnh giỉỵa stato v räto liãn quan âãún viãûc sinh mämen náưy Chụ : Z1 = Z2 v Z1 - Z2 = ± 2p sinh mämen phủ âäưng bäü www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 20 Mämen dng xoạy v Mämen tỉì trãù: + Mämen dng xoạy Mx sinh sỉû tỉång tạc ca dng âiãûn xoạy cm ỉïng mảch dáùn tỉì räto v tỉì trỉåìng chênh + Mämen tỉì trãù MT sinh hiãûn tỉåüng trãù ca thẹp lm mảch dáùn tỉì räto lm cháûm trãù sỉû tỉì họa lải räto âäúi våïi tỉì trỉåìng dëch chuøn tỉång âäúi so våïi räto 13.7.2 Phỉång phạp trỉì khỉí momen phủ Mämen phủ l stâ sọng âiãưu báûc cao sinh ra, âọ cọ c stâ sọng âiãưu ràng Vç váûy mún trỉì khỉí mämen phủ thç phi lm úu stâ sọng âiãưu âọ âi + Dng dáy qún bỉåïc ngàõn + Phäúi håüp rnh thêch âạng + Thỉûc hiãûn rnh nghiãng 13.8 CẠC ÂỈÅÌNG ÂÀÛC TÊNH CA MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 13.8.1 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 50%, täøn hao tàng nãn hiãûu sút η gim 100 η Δ 80 100 cosϕ 100 Y 80 80 Δ Y 60 60 60 40 40 40 20 20 20 P2/Pâm η P2/Pâm Δ Y P2/Pâm Hçnh 13.15 Âàûc ca ÂK âäøi näúi tỉì Δ sang Y 13.9.2 Táưn säú khäng âëng mỉïc Thỉåìng thç táưn säú f khäng âäøi hay thay âäøi ±5%fâm xem khäng âäøi Gi thiãút : f < fâm m U ≈ E ≡ fΦ cho ràòng U= Ct → Φ ≡ 1/ f Váûy táưn säú f gim thç: + Φ tàng thç I0 tàng lm pFe tàng v cosϕ1 gim + täúc âäü n cng gim + Nãúu MC = Ct thi I2 gim v s gim vç sPât = pCu2 = m2I22r’2 www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 22 13.9.3 Âiãûn ạp âàût vo khäng âäúi xỉïng Phán têch âiãûn ạp khäng âäúi xỉïng thnh cạc thnh pháưn thûn, thỉï tỉû ngỉåüc, thỉï tỉû khäng v trung khäng näúi âáút thỉåìng gàûp cạc âäüng cå khäng âäưng bäü Hãû thäúng âiãûn ạp thỉï tỉû ngỉåüc sinh tỉì trỉåìng quay nghëch cọ hãû säú trỉåüt ca räto âäúi våïitỉì trỉåìng quay náưy l (2-s) > v mämen sinh lm gim mämen cọ êch, âäưng thåìi gáy nãn täøn hao phủ ]R R^ www.hanghaivietnam.com [...]... Mämen M tè lãû nghëch (x1 + c1x’2)2 khi táưn säú cho trỉåïc + M = f(s) V quan hãû M = f(s) 13.5.1 Tçm mämen cỉûc âải Mmax Âãø v quan hãû M = f(s), ta tçm mämen cỉûc âải bàòng cạch gi thiãút nhỉ sau : • Gi thiãút cạc tham säú khạc l khäng âäøi • Âàût y = 1/s Viãút lải biãøu thỉïc mämen âiãûn tỉì: (13.38) thnh : Ay M= B + Cy + Dy 2 trong âọ: m 1 U12 r2' A= Ω 2 B = r1 + (x1 + C1x '2 ) 2 C = 2C1r1r2' D =... âáưu trủc l zẹro, bao gäưm : täøn hao âäưng stato, täøn hao sàõt v täøn hao quay (täøn hao quảt gêo, ma sạt v täøn hao phủ) Täøn hao sàõt trong li thẹp chè xy ra åí stato, cn trong räto khäng âạng kãø, do hãû säú trỉåüt ráút tháúp (so=0,001), nãn táưn säú dng âiãûn trong dáy qún räto tháúp, khong 0,05Hz Trë säú dng âiãûn khäng ti ÂK khong 20 - 40% dng âiãûn âënh mỉïc vç cọ khe håí khäng khê Täøn tháút... nhạnh tỉì hoạ ráút âån gin, giäúng nhỉ trong mba 13.6.2 Thê nghiãûm ngàõn mảch Thê nghiãûm ny âỉåüc dng âãø xạc âënh cạc thäng säú näúi tiãúp trong mä hçnh mảch âäüng cå khäng âäưng bäü Så âäư näúi dáy thê nghiãûm giäúng nhỉ khi khäng ti (hçnh 13.10), nhỉng giỉỵ räto âỉïng n, lục ny hãû säú trỉåüt s = 1 Gim âiãûn ạp âàût vo dáy qún stato, sao cho dng âiãûn chảy trong dáy qún stato bàòng dng âiãûn âënh... cán bàòng mämen ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü lục lm viãûc äøn âënh l : (13.31) M = M0 + M2 www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 12 Trong âọ: M : Mämen âiãûn tỉì ca âäüng cå âiãûn p + pf P v M 2 = 2 Våïi: M 0 = cå Ω Ω 2πn l täúc âäü gọc ca räto; Trong âọ : Ω = 60 n l täúc âäü quay ca räto Ta viãút lải cäng thỉïc (13.31) : p + p f + P2 Pcå M = cå = Ω Ω Ta cng cọ: P M = dt Ω1 Pcå Pât Váûy:... n1 7 : mạy åí chãú âäü âäüng cå; cn n > mạy phạt + Sọng báûc 5 quay ngỉåüc : (ν = 6K - 1) n Täúc âäü âäưng bäü: n 5 = − 1 , nãn 5 täúc âäü âäưng bäü ca nọ åí trong khu vỉûc s >1, (trảng thại hm) Vç tỉì trỉåìng sọng báûc 5 quay ngỉåüc nãn täúc âäü trong khong : - n1/5 < n < n1 mämen ám v n < - n1/5 mämen dỉång M n1 7 : mạy åí chãú âäü M Mmin 1 7 -n/n1 0 5 H.13.13 Âàûc tênh M = f(n) khi cọ sọng báûc 5,... stato va räto sinh ra Do âọ sỉû phäúi håüp ràng rnh giỉỵa stato v räto liãn quan âãún viãûc sinh ra mämen náưy Chụ : Z1 = Z2 v Z1 - Z2 = ± 2p sinh ra mämen phủ âäưng bäü www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 20 3 Mämen dng xoạy v Mämen tỉì trãù: + Mämen dng xoạy Mx sinh ra do sỉû tỉång tạc ca dng âiãûn xoạy cm ỉïng trong mảch dáùn tỉì räto v tỉì trỉåìng chênh + Mämen tỉì trãù MT sinh ra do... stâ sọng âiãưu ha báûc cao sinh ra, trong âọ cọ c stâ sọng âiãưu ha ràng Vç váûy mún trỉì khỉí mämen phủ thç phi lm úu stâ sọng âiãưu ha âọ âi + Dng dáy qún bỉåïc ngàõn + Phäúi håüp rnh thêch âạng + Thỉûc hiãûn rnh nghiãng 13.8 CẠC ÂỈÅÌNG ÂÀÛC TÊNH CA MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ 13.8.1 Âàûc tênh täúc âäü n = f(P2) Theo cäng thỉïc hãû säú trỉåüt, ta cọ: n = n1(1-s) trong âọ : s = pCu2/Pât Khi khäng ti... täøn hao âäưng trãn mảch räto : r' 1− s = m1I '22 r2' = pCu2 Pât + (-Pât ) = m 1I '22 2 - m 1I '22 r2' s s Vç táút c nàng lỉåüng láúy vo âãưu tiãu thủ trãn mạy nãn khi U1 = U1âm chè cho phẹp mạy lm viãûc trong thåìi gian ngàõn Gin âäư nàng lỉåüng v âäư thë vectå ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm viãûc åí chãú âäü hm nhỉ åí hçnh 13.6c v hçnh 13.7c Khi s > 1 thç cäng sút cå ca mạy Pcå = m 1I '22 r2' 13.5 MÄMEN... &I 0 ro & U 1 xo (b) Hçnh 13.11 Mảch âiãûn thay thãú ÂK khäng ti www.hanghaivietnam.com rm & U 1 xm (c) www.hanghaivietnam.com 17 Phäúi håüp hai nhạnh näúi tiãúp Z1 v Zm ta âỉåüc mảch âiãûn hçnh 13.11b Trong âọ Zo = Z1 + Zm = ro + jxo,, våïi ro = r1 + rm v xo = x1 + xm ÅÍ âáy ta phi hiãøu ro âàûc trỉng cho täøn hao khäng ti gäưm täøn hao sàõt, quảt giọ, ma sạt v täøn hao phủ Tỉì cạc thäng säú thê nghiãûm... chãú âäü âäüng cå www.hanghaivietnam.com www.hanghaivietnam.com 14 + r’2 cng låïn thç sm cng låïn + r’2 tàng thç Mmax khäng âäøi m dëch sang phi M Mmax Mk s -sm -1 sm 1 (-Mmax) M.Fạt Â.cå Hm Hçnh 13.8 Quan hãû M = f(s) 13.5.2 Mämen khåíi âäüng : Âiãøm s = 1 (n = 0) ỉïng våïi chãú âäü khåíi âäüng (hçnh 13.8) ca âäüng cå: m 1U12 r2' 1 Mk = × Ω1 ( r1 + C1r2' ) 2 + (x1 + C1x '2 ) 2 (13.44) Ta nháûn xẹt