Lời nói đầu Máy điện nghiên cứu những ứng dụng của các hiện tượng điện từ nhằm biến đổi năng lượng. Máy điện là phần tử quan trọng nhất của bất kỳ thiết bị điện năng nào. Nó được sử dụng rộng rãi trong dân dụng, nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, các hệ điều khiển và tự động điều chỉnh, khống chế. Điện năng được sử dụng rộng rãi trong mọi lãnh vực vì các ưu điểm sau: Điện năng được sản xuất tập trung với nguồn công suất lớn. Điện năng có thể truyền tải đi xa với hiệu suất cao. Điện năng dễ dàng biến đổi thành các các dạng năng lượng khác. Nhờ điện năng có thể tự động hoá mọi quá trình sản xuất, nâng cao năng suất lao động. Điện năng tuy được phát hiện chậm hơn các năng lượng khác, nhưng với việc phát hiện và sử dụng điện năng đã thúc đẩy cách mạng khoa học công nghệ tiến như vũ bão sang kỹ nguyên điện khí hoá và tự động hoá. Vào cuối thế kỷ 19, ngành kỹ thuật điện tử ra đời và giữa thế kỷ 20 chế tạo được linh kiện điện tử công suất có điều khiển, từ dó điện tử công suất phát triễn đã thúc đẩy và làm thay đổi tận gốc rễ lãnh vực kỹ thuật điện. Kỹ thuật điện và kỹ thuật điện tử hoà nhập phát triễn, cùng với công nghệ thông tin đã đưa nền sản xuất xã hội sang giai đoạn kinh tế tri thức. Máy điện cũng không đứng ngoài sự phát triễn đấy. Giáo trình Máy điện I này gồm ba phần : Phần I cung cấp các kiến thức về máy biến áp. Phần II cung cấp các kiến thức chung về máy điện xoay chiều. Phần III cung cấp các kiến thức nguyên lý, cấu tạo, đặc tính và ứng dụng của máy điện không đồng bộ. Giáo trình Máy điện I được biên soạn dựa trên kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm ở nhóm chuyên môn Điện Công Nghiệp Khoa Điện Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng và tham khảo giáo trình của các trường bạn. Đây là giáo trình đưa lên mạng nhằm giúp cho sinh viên chuyên ngành điện làm tài liệu tham khảo và học tập. Do trình độ có hạn, giáo trình Máy điện I không tránh khỏi thiếu sót, xin hoan nghênh mọi sự góp ý của bạn đọc. Các ý kiến đóng góp xin gởi về tác giả ở nhóm chuyên môn Điện Công Nghiệp Khoa Điện Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng.
ÂẢI HC  NÀƠNG TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA KHOA ÂIÃÛN BÄÜ MÄN : ÂIÃÛN CÄNG NGHIÃÛP ¶ · MẠY ÂIÃÛN Nàm 2005 Låìi nọi âáưu Mạy âiãûn nghiãn cỉïu nhỉỵng ỉïng dủng ca cạc hiãûn tỉåüng âiãûn tỉì nhàịm biãún âäøi nàng lỉåüng Mạy âiãûn l pháưn tỉí quan trng nháút ca báút k thiãút bë âiãûn nàng no Nọ âỉåüc sỉí dủng räüng ri dán dủng, näng nghiãûp, cäng nghiãûp, giao thäng váûn ti, cạc hãû âiãưu khiãøn v tỉû âäüng âiãưu chènh, khäúng chãú Âiãûn nàng âỉåüc sỉí dủng räüng ri mi lnh vỉûc vỗ caùc ổu õióứm sau: ã ióỷn nng õổồỹc saớn xút táûp trung våïi ngưn cäng sút låïn • Âiãûn nàng cọ thãø truưn ti âi xa våïi hiãûu sút cao • Âiãûn nàng dãù dng biãún âäøi thnh cạc cạc dảng nàng lỉåüng khạc • Nhåì âiãûn nàng cọ thóứ tổỷ õọỹng hoaù moỹi quaù trỗnh saớn xuỏỳt, nỏng cao nàng sút lao âäüng Âiãûn nàng âỉåüc phạt hiãûn cháûm hån cạc nàng lỉåüng khạc, nhỉng våïi viãûc phạt hiãûn v sỉí dủng âiãûn nàng â thục âáøy cạch mảng khoa hc cäng nghãû tiãún v bo sang k ngun âiãûn khê hoạ v tỉû âäüng hoạ Vo cúi thãú k 19, ngnh k thût âiãûn tỉí âåìi v giỉỵa thãú k 20 chãú tảo âỉåüc linh kiãûn âiãûn tỉí cäng sút cọ âiãưu khiãøn, tỉì dọ âiãûn tỉí cäng sút phạt triãùn â thục âáøy v lm thay âäøi táûn gäúc rãù lnh vỉûc k thût âiãûn K thût âiãûn v k thût âiãûn tỉí ho nháûp phạt triãùn, cng våïi cäng nghãû thäng tin â âỉa nãưn sn xút x häüi sang giai âoản kinh tãú tri thỉïc Mạy âiãûn cng khäng âỉïng ngoi sổỷ phaùt trióựn õỏỳy Giaùo trỗnh Maùy õióỷn I naỡy gäưm ba pháưn : Pháưn I cung cáúp cạc kiãún thỉïc vãư mạy biãún ạp Pháưn II cung cáúp cạc kiãún thỉïc chung vãư mạy âiãûn xoay chiãưu Pháưn III cung cáúp cạc kiãún thỉïc ngun l, cáúu tảo, âàûc v ỉïng dủng ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü Giaùo trỗnh Maùy õióỷn I õổồỹc bión soaỷn dổỷa trón kinh nghiãûm ging dảy nhiãưu nàm åí nhọm chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng v tham kho giaùo trỗnh cuớa caùc trổồỡng baỷn ỏy laỡ giaùo trỗnh âỉa lãn mảng nhàịm giụp cho sinh viãn chun ngnh âiãûn lm ti liãûu tham kho v hc táûp Do trỗnh õọỹ coù haỷn, giaùo trỗnh Maùy õióỷn I khọng trạnh thiãúu sọt, xin hoan nghãnh mi sỉû gọp ca âc Cạc kiãún âọng gọp xin gåíi vãư tạc gi åí nhọm chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp - Khoa Âiãûn - Trỉåìng Âải Hc Bạch Khoa - Âải Hc  Nàơng Bi Táún Låüi Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa ióỷn - Nhoùm Chuyón mọn ióỷn Cọng Nghióỷp Giaùo trỗnh Biãn soản: MẠY ÂIÃÛN Bi Táún Låüi Chỉång KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ MẠY ÂIÃÛN 0.1 ÂËNH NGHÉA V PHÁN LOẢI 0.1.1 Âënh nghéa Mạy âiãûn l thiãút bë âiãûn tỉì, ngun l lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉ,ì vãư cáúu tảo gäưm mảch tỉì (li thẹp) v mảch âiãûn (dáy qún), dng âãø biãún âäøi cạc dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (âäüng cå âiãûn), hồûc dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng âiãûn ạp, dng âiãûn, táưn säú, säú pha 0.1.2 Phán loải mạy âiãûn Mạy âiãûn cọ nhiãưu loải v cọ nhiãưu cạch phán loải khạc ÅÍ âáy ta phán loải mạy âiãûn dỉûa vo ngun l biãún âäøi nàng lỉåüng sau : Maïy âiãûn ténh : Maïy âiãûn ténh lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì, sỉû biãún âäøi tỉì thäng cạc cün dáy khäng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi våïi Mạy âiãûn ténh thỉåìng dng âãø biãún âäøi cạc thäng säú âiãûn nàng mạy biãún ạp biãún âiãûn ạp xoay chiãưu thnh âiãûn ạp xoay chiãưu cọ giạ trë khạc, Mạy âiãûn quay (hồûc cọ loải chuøn âäüng thàóng): Mạy âiãûn quay lm viãûc dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm æïng âiãûn tæì, læûc âiãûn tæì tæì træåìng vaì dng âiãûn cạc cün dáy gáy Loải mạy náưy dng âãø biãún âäøi dảng nàng lỉåüng cå nàng thnh âiãûn nàng (mạy phạt âiãûn) hồûc ngỉåüc lải âiãûn nàng thnh cå nàng (âäüng cå âiãûn) Quạ trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng nỏửy coù tờnh thuỏỷn nghởch nghéa l mạy âiãûn cọ thãø lm viãûc åí chãú âäü mạy phạt âiãûn hồûc âäüng cå âiãûn Så âäư phán loải mạy âiãûn thỉåìng gàûp: Mạy âiãûn Mạy âiãûn ténh Mạy âiãûn quay Mạy âiãûn xoay chiãưu Mạy âiãûn âäưng bäü Mạy biãún ạp Mạy phạt âiãûn âäưng bäü Âäüng cå âiãûn âäưng bäü Mạy âiãûn mäüt chiãưu Mạy âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü Âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü Mạy phạt âiãûn mäüt chiãưu Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu 0.2 CẠC ÂËNH LÛT ÂIÃÛN TỈÌ CÅ BN DNG TRONG MẠY ÂIÃÛN Trong nghiãn cỉïu mạy âiãûn ta thỉåìng dng cạc âënh lût sau: âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì, âënh lût lỉûc âiãûn tỉì v âënh lût mảch tỉì Cạc âënh lût nỏửy õaợ õổồỹc trỗnh baỡy giaùo trỗnh vỏỷt lyù, åí âáy nãu lải nhỉỵng âiãøm chênh ạp dủng cho nghiãn cỉïu mạy âiãûn 0.2.1 Âënh lût cm ỉïng âiãûn tỉì Trỉåìng håüp tỉì thäng xun qua vng dáy biãún thiãn Khi tỉì thäng Φ = Φ(t) xun qua vng dáy biãún thiãn vng dáy s cm ỉïng sỉïc âiãûn âäüng (sââ) e(t) Sââ âọ cọ chiãưu cho dng âiãûn sinh tảo tỉì thäng chäúng lải sỉû biãún thiãn ca tỉì thäng sinh noù (hỗnh 0.1) Sõõ caớm ổùng mọỹt voỡng dáy âæåüc theo cäng thæïc Màõcxoen : dΦ [V] (0.1) e=− dt Nãúu cün dáy cọ N vng, sââ cm ỉïng l: dΦ dΨ (0.2) e = −N =− dt dt âọ, Ψ = NΦ [Wb] gi l tổỡ thọng moùc voỡng cuớa cuọỹn dỏy e Hỗnh 0.1 Chiãưu dỉång sââ cm ỉïng ph håüp våïi tỉì thäng theo qui tàõc vàûn nụt chai Trỉåìng håüp dáùn chuøn âäüng tỉì trỉåìng Khi dáùn chuøn âäüng thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng (âáy l trỉåìng håüp thỉåìng gàûp nháút mạy âiãûn), dáùn cm ỉïng sââ cọ trë säú l: e = Blv (0.3) âọ : B: cỉåìng âäü tỉì cm [T] l : chiãưu di tạc dủng ca dáùn [m] v: täúc âäü daìi dáùn [m/s] Hỗnh 0.2 Xaùc õởnh sõõ caớm ổùng theo qui từc bn tay phi Cn chiãưu sââ cm ỉïng xạc âënh theo qui từc baỡn tay phaới (hỗnh 0.2) 0.2.2 ởnh lût lỉûc âiãûn tỉì Khi dáùn mang dng âiãûn âàût thàóng gọc våïi âỉåìng sỉïc tỉì trỉåìng, dáùn s chëu mäüt lỉûc âiãûn tỉì tạc dủng cọ trë säú l: f = Bil (0.4) Trong âọ, B : cỉåìng âäü tỉì cm, [T] i : dng âiãûn chảy dáùn, [A] l : chiãưu di dáùn, [m] f : lỉûc âiãûn tỉì âo bàịng Niuton, [N] i Hỗnh 0.3 Xaùc õởnh lổỷc õióỷn tổỡ Chióửu cuớa lỉûc âiãûn tỉì f âỉåüc xạc âënh theo qui tàõc baỡn tay traùi (hỗnh 0.3) theo qui từc baỡn tay trại 0.2.3 Âënh lût mảch tỉì Tênh toạn mảch tỉì Âënh lût mảch tỉì: Li thẹp ca mạy âiãûn l mảch tỉì Mảch tỉì l mảch khẹp kên dng âãø dáùn tỉì thäng Âënh lût mảch tỉì l âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tỉì Näüi dung ca âënh lût dng âiãûn ton pháưn sau: i1 i2 i3 r dl r H l(L) i N i1 l1,S1 N1 l2,S2 (L) i2 N Hỗnh 0.4 Minh hoỹa õởnh luỏỷt doỡng õióỷn toaỡn phỏửn Hỗnh 0.5 Maỷch tổỡ õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy Hỗnh 0.6 Mảch tỉì cọ khe håí khäng khê v hai cün dáy r Nãúu H l vectå cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mäüt táûp håüp dng âiãûn i1, i2, ik, , in tảo v nãúu L l mọỹt õổồỡng cong kờn bao quanh chuùng thỗ: r r ∫ Hd l = ∑ i k ( L) r Våïi d l laì âäü dåìi vi phán trãn (L) (hỗnh 0.4) Dỏỳu cuớa ik xaùc õởnh theo qui từc r vàûn nụt chai: Quay cại vàûn nụt chai theo chiãưu d l , chiãưu tiãún ca vàûn nụt chai truỡng vồùi chióửu doỡng õióỷn ik thỗ doỡng õióỷn ik mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải láúy dáúu ám Âënh lût dng âiãûn ton pháưn ạp dủng vo mảch tỉì õọửng nhỏỳt coù mọỹt cuọỹn dỏy nhổ hỗnh 0.5, ta cọ sau: H.l = Ni = F B 1l Hl = l = Φ = R μΦ Våïi: μ μS Hl = R μ Φ = Ni = F Váûy (0.5) Trong âọ: H[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng mảch tỉì B=μH [T] : Tỉì cm (máût âäü tỉì thäng) mảch tỉì μ = μr μo [H/m]: Âäü tỉì tháøm tuût âäúi ca mảch tỉì μo = 4π.10-7[H/m] : âäü tỉì tháøm ca khäng khê μr =μ /μo : Âäü tỉì tháøm tỉång âäúi ca mảch tỉì L[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa maỷch tổỡ N: Sọỳ vng dáy ca cün dáy I[A]: gi l dng âiãûn tỉì họa, tảo tỉì thäng cho mảch tỉì F = Ni [At/m]: gi l sỉïc tỉì âäüng (stâ) H.l : gi l tỉì ạp råi mảch tỉì S[m2] : tiãút diãûn ngang ca mảch tỉì 1l [At/Wb] tỉì tråí ca mảch tỉì Rμ = μS Cng ạp dủng âënh lût dng âiãûn ton pháưn vo mảch tỉì gäưm hai âoản cọ hiãưu di l1 v l2 tiãút diãûn S1 vaỡ S2, hỗnh 0.6, ta coù: H1.l1 - H2.l2 = N1.i1 - N2.i2 Trong âọ: H1,H2[At/m]: Cỉåìng âäü tỉì trỉåìng tỉång ỉïng âoản mảch tỉì 1, l1, l2[m] : Chióửu daỡi trung bỗnh cuớa õoaỷn maỷch tổỡ 1, 2ì i1.N1,i2.N2 [At]: Stâ ca cün dáy 1, Mäüt cạch täøng quạt, mảch tỉì gäưm m âoản ghẹp näúi tiãúp âënh lût mảch tỉì âỉåüc viãút: m m n n j=1 j=1 k =1 k =1 ∑ H jl j = ∑ R μ jΦ = ∑ N k i k = ∑ Fk = F (0.6) âọ, dng âiãûn ik no cọ chiãưu ph håüp våïi chiãưu tỉì thäng Φ â chn theo qui tàõc vàûn nụt chai s mang dáúu dỉång, cn ngỉåüc lải s mang dáúu ám; j - chè säú tãn âoản mảch tỉì; k - chè säú tãn cün dáy cọ dng âiãûn Tênh toạn mảch tỉì: Viãûc toạn mảch tỉì thỉåìng gàûp hai loải bi toạn sau : Baỡi toaùn thuỏỷn : Cho bióỳt tổỡ thọng , tỗm stâ F = Ni âãø tảo tỉì thäng âọ Cạch gii : Tiãún hnh gäưm ba bỉåïc sau :(xẹt mảch tỉì gäưm j âoản näúi tiãúp, tỉì thäng Φ bàịng åí mi tiãút diãûn Sj cạc âoản mảch tỉì ) Bỉåïc 1: Tênh tỉì cm mäùi âoản mảch tỉì : Bj = Φ/Sj ; j l chè säú tãn âoản mảch tỉì Suy cỉåìng âäü tỉì trỉåìng Hj sau: Nãúu âoản mảch tỉì l váût liãûu sàõt tỉì, tra âỉåìng cong tỉì họa B = f(H) õóứ tỗm H Nóỳu õoaỷn maỷch tổỡ laỡ khe hồớ khọng khờ thỗ H0 = B0/o Bổồùc 2: Suy stâ täøng âãø tảo tỉì thäng Φ tỉì cäng thỉïc (0.6): m F = ∑ H jl j (0.7) j=1 Bỉåïc 3: Ty theo bi toạn m ta tỗm õổồỹc doỡng õióỷn i hoỷc sọỳ voỡng dỏy W Baỡi toaùn ngổồỹc : Bióỳt stõ F, tỗm tổỡ thäng Φ Loải bi toạn náưy phỉïc tảp Do váût liãûu tỉì cọ âäü tỉì tháøm μ phủ thüc tỉì thäng Φ nãn tỉì tråí Rμ cng phủ thüc Φ Vỗ chổa bióỳt nón cuợng chổa bióỳt R Phổồng trỗnh (0.6) trồớ thaỡnh: m R j ( ) = F () (0.8) j=1 ỏy laỡ phổồng trỗnh phi tuún, thỉåìng dng phỉång phạp gáưn âụng âãø gii 0.3 CẠC VÁÛT LIÃÛU CHÃÚ TẢO MẠY ÂIÃÛN Váût liãûu chãú tảo mạy âiãûn gäưm váûy liãûu cáúu trục, váût liãûu tạc dủng v váût liãûu cạch âiãûn Váût liãûu cáúu trục l váût liãûu âãø chãú tảo cạc chi tiãút chëu cạc tạc âäüng cå hc trủc, äø trủc, thán mạy, nàõp Váût liãûu tạc dủng l váût liãûu dng âãø chãú tảo nhỉỵng bäü pháûn dáùn âiãûn v tỉì Cn váût liãûu cạch âiãûn dng âãø cạch âiãûn giỉỵa pháưn dáùn âiãûn våïi khäng dáùn âiãûn v giỉỵa cạc pháưn dáùn âiãûn våïi 0.3.1 Váût liãûu dáùn âiãûn Váût liãûu dáùn âiãûn âãø chãú tảo mạy âiãûn tọỳt nhỏỳt laỡ õọửng vỗ chuùng khọng õừt lừm vaỡ cọ âiãûn tråí sút nh Ngoi cn dng nhäm v cạc håüp kim khạc âäưng thau, âäưng phäútpho Dáy âäưng hồûc dáy nhäm âỉåüc chãú tảo theo tiãút âiãûn trn hồûc tiãút âiãûn chỉỵ nháût cọ bc cạch âiãûn Våïi nhỉỵng mạy cọ cäng sút nh v trung bỗnh, õióỷn aùp dổồùi 1000V thổồỡng duỡng dỏy dỏựn boỹc ómay vỗ lồùp caùch õióỷn cuớa noù moớng vaỡ âảt âäü bãưn u cáưu 0.3.2 Váût liãûu dáùn tỉì Váût liãûu dáùn tỉì mạy âiãûn l váût liãûu sàõt tỉì thẹp k thût âiãûn, gang, thẹp âục, thẹp rn ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì cọ tỉì thäng biãún âäøi våïi táưn säú 50Hz thỉåìng dng thẹp laù kyợ thuỏỷt õióỷn daỡy 0,35 ữ 1mm, thaỡnh pháưn thẹp cọ tỉì ÷ 5% silêc âãø tàng âiãûn tråí ca thẹp, gim dng âiãûn xoạy Thẹp k thût âiãûn âỉåüc chãú tảo bàịng phỉång phạp cạn nọng hồûc cạn ngüi Hiãûn thỉåìng dng thẹp cạn ngüi õóứ chóỳ taỷo caùc maùy õióỷn vỗ theùp caùn B ngüi cọ âäü tỉì tháøm cao hån v 2.0 sút täøn hao nh hån thẹp cạn Thẹp KT 1.6 nọng Trón hỗnh 0.7 trỗnh baỡy Theùp õuùc õổồỡng cong tổỡ hoạ ca mäüt säú 1.2 váût liãûu dáùn tỉì khạc Cng mäüt dng âiãûn kêch tỉì, ta tháúy 0.8 Gang thẹp k thût âiãûn cọ tỉì cm låïn 0.4 nháút, sau âọ l thẹp âục v cúi H cng l gang 500 1000 1500 2000 2500 3000 ÅÍ cạc pháưn dáùn tỉì cọ tỉì thäng khäng âäøi thỉåìng dng Hỗnh 0.7 ổồỡng cong tổỡ hoùa cuớa mọỹt sọỳ vỏỷt liãûu tỉì thẹp âục, thẹp rn, hồûc thẹp lạ 0.3.3 Váût liãûu caïch âiãûn Váût liãûu caïch âiãûn maïy âiãûn phi cọ cỉåìng âäü cạch âiãûn cao, chëu nhiãût täút, tn nhiãût täút, chäúng áøm v bãưn vãư cå hc Cạch âiãûn bc dáy dáùn chëu âỉåüc nhiãût âäü cao thỗ nhióỷt õọỹ cho pheùp cuớa dỏy dỏựn caỡng låïn v dáy dáùn chëu âỉåüc dng ti låïn Cháút cạch âiãûn ca mạy âiãûn pháưn låïn åí thãø ràõn v gäưm cọ nhọm: a) Cháút hỉỵu cå thiãn nhiãn giáúy, lủa b) Cháút vä cå amiàng, mica, såüi thy tinh c) Cạc cháút täøng håüp d) Cạc loải men v sån cạch âiãûn Cháút cạch âiãûn täút nháút l mica nhỉng âàõt Giáúy, vi, såüi r nhỉng dáùn nhiãût v cạch âiãûn kẹm, dãù bë ỏứm Vỗ vỏỷy chuùng phaới õổồỹc tỏứm sỏỳy õóứ caùch âiãûn täút hån Càn cỉï âäü bãưn nhiãût, váût liãûu cạch âiãûn âỉåüc chia cạc cáúp sau: - Cáúp Y : Nhiãût âäü cho phẹp l 900C, bao gäưm bäng, giáúy, vi, tå lủa, såüi täøng håüp, khäng âỉåüc táøm sáúy bàịng sån cạch âiãûn - Cáúp A : Nhiãût âäü cho phẹp l 1050C, bao gäưm vi såüi xenlulä, såüi tỉû nhiãn hồûc nhán tảo âỉåüc qua táøm sáúy bàịng sån cạch âiãûn - Cáúp E : Nhiãût âäü cho phẹp l 1200C, bao gäưm mng vi, såüi täøng håüp gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âæåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp B : Nhiãût âäü cho phẹp l 1300C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, såüi thy tinh hồûc amiàng âỉåüc liãûn kãút bàịng sån hồûc nhỉûa gäúc hỉỵu cå cọ thãø chëu âæåüc nhiãût âäü tæång æïng - Cáúp F : Nhiãût âäü cho phẹp l 1550C, giäúng loải B nhỉng âỉåüc táøm sáúy v kãút dênh bàịng sån hồûc nhỉûa täøng håüp cọ thãø chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp H : Nhiãût âäü cho phẹp l 1800C, giäúng cáúp B nhỉng dng sån táøm sáúy hồûc cháút kãút dênh gäúc silic hỉỵu cå hồûc cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng - Cáúp C : Nhiãût âäü cho phẹp l >1800C, bao gäưm cạc váût liãûu gäúc mica, thy tinh v cạc håüp cháút ca chụng dng trỉûc tiãúp khäng cọ cháút liãn kãút Cạc cháút vä cå cọ phủ gia liãn kãút bàịng hỉỵu cå v cạc cháút täøng håüp cọ kh nàng chëu âỉåüc nhiãût âäü tỉång ỉïng Ngoi cn cọ cháút cạch âiãûn åí thãø khê (khäng khê) v thãø lng (dáưu biãún ạp) Khi mạy âiãûn lm viãûc, tạc âäüng ca nhiãût âäü, cháún âäüng v cạc tạc âäüng l họa khạc cạch âiãûn s bë lo họa nghéa l máút dáưn cạc bãưn vãư âiãûn v cå Thỉûc nghiãûm cho biãút, nhiãût âäü tàng quạ nhiãût âäü lm viãûc cho pheùp 8-100C thỗ tuọứi tho cuớa vỏỷt lióỷu caùch õióỷn gim âi mäüt nỉía 0.4 PHẠT NỌNG V LM MẠT MAẽY IN Trong quaù trỗnh bióỳn õọứi nng lổồỹng luọn cọ sỉû täøn hao Täøn hao mạy âiãûn gäưm täøn hao sàõt tỉì (do hiãûn tỉåüng tỉì trãù v dng xoạy) thẹp, täøn hao âäưng dáy qún v täøn hao ma sạt (åí mạy âiãûn quay) Táút c cạc täøn hao nàng lỉåüng âãưu biãún thnh nhiãût lm cho mạy âiãûn nọng lãn Âãø lm mạt mạy âiãûn, phi cọ biãûn phạp tn nhiãût mäi trỉåìng xung quanh Sỉû tn nhiãût khäng nhỉỵng phủ thüc vo bãư màût lm mạt ca mạy m cn phủ thüc vo sỉû âäúi lỉu khäng khê xung quanh hồûc ca mäi trỉåìng lm mạt khạc dáưu mạy biãún ạp Thỉåìng v mạy âiãûn âỉåüc chãú tảo cọ cạc cạnh tn nhiãût v mạy âiãûn cọ hãû thäúng quảt giọ âãø lm mạt Kêch thỉåïc ca mạy, phỉång phạp lm mạt phi âỉåüc toạn v lỉûa chn âãø cho âäü tàng nhiãût ca váût liãûu cạch âiãûn mạy khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp, âm bo cho váût liãûu cạch âiãûn lm viãûc láu di, tøi th ca mạy khong 20 nàm Khi mạy âiãûn lm viãûc åí chãú âäü âënh mỉïc, âäü tàng thiãût ca cạc pháưn tỉí khäng vỉåüt quạ âäü tàng nhiãût cho phẹp Khi mạy quạ ti âäü tàng nhiãût ca mạy s vỉåüt quạ nhiãût âäü cho phẹp, vỗ thóỳ khọng cho pheùp maùy laỡm vióỷc quaù taới láu di 0.5 PHỈÅNG PHẠP NGHIÃN CỈÏU MẠY ÂIÃÛN Viãûc nghiãn cỉïu mạy âiãûn gäưm cạc bỉåïc sau: Mä t cạc hiãûn tỉåüng váût l xy mạy âiãûn Dỉûa vo cạc âënh lût váût l, viãút phổồng trỗnh toaùn hoỹc mọ taớ sổỷ laỡm vióỷc cuớa maùy õióỷn où laỡ mọ hỗnh toaùn cuớa maùy õióỷn Tổỡ mọ hỗnh toaùn thióỳt lỏỷp mọ hỗnh maỷch, âọ l så âäư thay thãú ca mạy âiãûn Tổỡ mọ hỗnh toaùn vaỡ mọ hỗnh maỷch, tờnh toaùn cạc âàûc v nghiãn cỉïu mạy âiãûn, khai thạc sỉí dủng theo cạc u cáưu củ thãø ]R R^ 11.2 ST CA DÁY QÚN MÄÜT PHA 11.2.2 Stâ ca mäüt pháưn tỉí Gi thiãút: τ τ/2 τ/2 δ c b Fpt Hỗnh 10.3 a ổồỡng sổùc tổỡ doỡng âiãûn i; b Âỉåìng biãøu thë stâ dc khe håí ca mạy Fpt1 a d g e - Dáy qún âàût åí stato - Pháưn tỉí cọ Wpt vng dáy - Dáy qún bỉåïc â (y = τ ) - Cho qua pháưn tỉí dáy qún dng âiãûn i = 2I sin ωt - Ta cọ âỉåìng sỉïc tỉì sinh nhổ hỗnh 10.3a Theo õl toaỡn doỡng õióỷn, dc theo âỉåìng sỉïc tỉì khẹp kên ta viãút : r r ∫ Hd l = iWpt âoï H - cỉåìng âäü tỉì trỉåìng dc theo âỉåìng sỉïc tỉì Nãúu giaí thiãút Rμ ráút nhoí (μFe = ∞) nãn HFe = 0, ta cọ: H2δ = iWpt Nhỉ váy stâ ỉïng våïi mäüt khe håí khäng khê bàịng: (10.6) Fpt = iWpt Ta tháúy: 1) Âỉåìng biãøu diãùn stâ khe håí dỉåïi mäüt bỉåïc cỉûc cọ thãø bióứu thở bũng hỗnh chổợ nhỏỷt abcd coù õọỹ cao bàịng iWpt v åí bỉåïc cỉûc tiãúp theo bàịng hỗnh chổợ nhỏỷt dega vồùi qui ổồùc nóỳu õổồỡng sỉïc tỉì hỉåïng lãn Fpt âỉåüc biãøu thë bàịng tung õọỹ dổồng (hỗnh10.3b) 2) Vỗ i = 2I sin t nón stõ phỏn bọỳ doỹc khe hồớ daỷng hỗnh chổợ nháût, cọ âäü cao thay âäøi vãư trë säú v dáúu theo dng âiãûn xoay chiãưu i Stâ phán bäú hỗnh chổợ nhỏỷt khọng gian vaỡ bióỳn õọứi hỗnh sin theo thåìi gian âọ cọ thãø phán têch thnh dy Fourier cọ cạc sọng âiãưu 1, 3, 5, , ta coï: Fpt = Fpt1 cos α + Fpt cos 3α + + Fptν cos να + = ∑ Fptν ν =1,3,5, cos να âoï: Fptν = π π Fpt cos να.dα = Fpt sin ν ∫ π π νπ − 2 Fpt = iWpt = IWpt sin ωt 2 Vaì Thay vaì ta âæåüc: Fpt = ∑ Fpt mν ν =1,3,5, cos να sin ωt âoï: Fpt mν = IWpt 2 2 π IWpt sin ν = ± IWpt = ±0,9 νπ νπ ν Stâ ca mäüt pháưn tỉí cọ dng âiãûn xoay chiãưu l täøng ca ν sọng õỏỷp maỷch phỏn bọỳ hỗnh sin khọng gian vaỡ bióỳn õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian 11.2.3 Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ Xeùt stõ: (hỗnh.10.4) δ τ 23 τ 2 α γ=qα α F 1’ 2’ 3’ Fq1 Fq1 Fpt1 Cọỹng stõ cuớa phỏửn tổớ - Hỗnh 10.4 Stâ ca dáy qún mäüt låïp bỉåïc â cọ q=3 α 1) Dáy quáún mäüt låïp 2) Coï q = pháưn tỉí 3) Pháưn tỉí cọ Wpt vng dáy 4) Gọc lãûch pha ca hai pháưn tỉí caỷnh nhau: = 2p Z Tỗm Stõ tọứng ? = Täøng stâ ca pháưn tỉí Stâ báûc mäüt ca mäüt nhọm cọ q pháưn tỉí : (giäúng biãøu thæïc sââ) Fq1 = qk r1Fpt1 våïi kr1 : hãû säú qún ri Sọng báûc ν ca mäüt nhọm cọ q pháưn tỉí : Fqν = qk rν Fptν våïi krν : hãû säú quáún raíi báûc ν Stâ ca dáy qún mäüt låïp bỉåïc â : Fq = ∑ qFptmν k rν cos να sin ωt ν =1,3,5 11.2.4 Stâ ca dáy qún mäüt pha hai låïp bỉåïc ngàõn Stâ ca dáy qún mäüt pha hai låïp bỉåïc ngàõn cọ thãø dỉåüc xem täøng stâ ca hai dáy qún mäüt låïp bỉåïc â, mäüt âàût åí låïp trãn v mäüt âàût åí låïp dỉåïi nhỉng lãûch pha mọỹt goùc õọỹ õióỷn (hỗnh 10.5) τ δ τ Ff1 y=βτ Fq2 Fq1 (1-β)π F γ=(1-β)π Ff1 Cäüng stâ cå baín cuía hai låïp dáy quỏỳn mọỹt pha - Fq1 Hỗnh 10.5 Stâ ca dáy qún mäüt låïp bỉåïc â cọ q=3 Âäúi våïi sọng cå bn ν = 1, gọc lãûch : γ = (1 − β )π våïi β = y / τ Ta coï, âäúi våïi soïng báûc : Ff = 2Fq1 cos(1 − β ) π π = sin β 2 Tæång tæû âäúi våïi soïng báûc ν : π = 2Fq1k n1 våïi k n1 = cos(1 − β ) Ffν = 2Fqν cos ν (1 − β ) π = 2Fqν k nν π π = sin νβ 2 váûy, stâ ca dq mäüt pha hai låïp bỉåïc ngàõn : våïi k nν = cos ν (1 − β ) Ff = Viãút laûi stâ Ff : Ff = ∑ 2qk rν k nν Fptmν cos να sin ωt ν =1,3,5 ∑ Ffν ν =1,3,5 cos να sin ωt Wk dqν 2 Wk dqν × I = 0,9 I π νp νp våïi : W = 2pqWpt laì säú vng dáy ca mäüt pha Trong âọ : Ffν = Váûy, stâ ca mäüt pha l täøng håüp ca mọỹt daợy stõ õỏỷp maỷch phỏn bọỳ hỗnh sin khọng gian bióỳn õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian 10.3 ST CA DÁY QÚN BA PHA Gi thiãút dáy qún ba pha âàût lãûch mäüt goïc 120o âiãûn hay 2π/3 v cọ dng âiãûn chảy qua: i A = 2I sin ωt i B = 2I sin(ωt − 2π / 3) i C = 2I sin(ωt − 4π / 3) Tỉìng pha sinh stâ : FA = FB = FB = ∑ Ffν sin ωt cos να ν =1,3,5 ∑ Ffν ν =1,3,5 sin(ωt − 2π / 3) cos ν(α − 2π / 3) ∑ Ffν sin(ωt − 4π / 3) cos ν(α − 4π / 3) ν =1,3,5 Âãø cọ stâ ca dáy qún ba pha ta láúy täøng ba stâ âáûp mảch âọ Mún cho sỉû phán têch âỉåüc dãù dng, ta phán stâ báûc ν ca mäùi pha thnh hai stâ quay thûn v quay ngỉåüc váûy stâ täøng ca dáy qún ba pha s l täøng ca táút c stâ quay thûn v quay ngỉåüc âọ Ta cọ : FAν = Ffν sin ωt cos να F F = fν sin(ωt − να ) + fν sin(ωt + να ) 2 FBν = Ffν sin(ωt − 2π / 3) cos ν(α − 2π / 3) F F 2π 2π 2π 2π = fν sin[(ωt − ) − ν(α − )] + fν sin[(ωt − ) + ν(α − )] 3 3 FCν = Ffν sin(ωt − 4π / 3) cos ν(α − 4π / 3) F F 4π 4π 4π 4π = fν sin[(ωt − ) − ν(α − )] + fν sin[(ωt − ) + ν(α − )] 3 3 Trong âoï : ν = 1, 3, 5, coï thãø chia thnh ba nhọm: 1) ν = mk = 3k (vồùi k = 1, 3, thỗ = 3, 9, 15, ) 3) ν = 2mk + = 6k + (våïi k = 0, 1, 2, thỗ = 1, 7, 13, ) 4) = 2mk - = 6k - (våïi k = 1, 2, thỗ = 5, 11, 17 , ) Ta xeït stâ quay thuáûn: F FAνt = fν sin(ωt − να ) F 2π = fν sin[(ωt − να ) + 0(ν − 1) ] F 2π 2π FBνt = fν sin[(ωt − ) − ν (α − )] 3 F 2π = fν sin[(ωt − να ) + 1(ν − 1) ] F 4π 4π FCνt = fν sin[(ωt − ) − ν (α − )] 3 F 2π = fν sin[(ωt − να ) + 2(ν − 1) ] Täøng ca chụng l täøng cạc soùng quay hỗnh sin lóỷch pha mọỹt goùc ( 1)2π/3 • Xẹt våïi nhọm ν = 3k, ta cọ : 2π 2π 2π (ν − 1) = (3k − 1) = 2πk − 3 Thay vaìo trãn ta coï stâ âoï lãûch pha goïc 2π/3 v quay cng täúc âäü nãn täøng ca chụng bàịng khäng • Xẹt våïi nhọm 6k + 1, ta coï : 2π 2π (ν − 1) = [(6k + 1) − 1] = 4πk 3 Váûy, chụng trng pha nãn täøng ca chụng bàịng: Ffν sin(ωt − να ) ν =6 k +1 ∑ Fth = • Xẹt våïi nhọm 6k - 1, ta coï : 4π 2π 2π (ν − 1) = [(6k − 1) − 1] = 4πk − 3 Ta cng cọ stâ trãn lãûch pha mäüt gọc 4π/3 v stâ täøng ca chụng bàịng khäng Tỉång tỉû, ta xẹt stâ quay ngỉåüc, våïi nhọm ν = 3k v ν = 6k+ cọ stâ täøng bàịng khäng Riãng nhọm ν = 6k - chụng trng pha nãn täøng laì: Fng = ∑ Ffν sin(ωt + να ) ν =6 k −1 Váûy stâ ca dáy qún ba pha viãút gäüp lải : F(3) = ∑ Ffν sin( ωt m να ) ν =6 k ±1 Trong âoï : Wk dqν 3 Wk qdν × Ffν = I = 1,35 I π νp νp Fbνt Faνt Faνt Faνt Fcνt 2400 1200 Fbνt Fcνt Fcνt Fbνt (a) (b) (c) Hỗnh 10.6 Cọỹng caùc stõ quay thuỏỷn bỏỷc cuớa cạc pha Stâ ca dáy qún ba pha l täøng cạc stâ báûc ν = 6k+ quay thûn v cạc stâ báûc ν = 6k - quay ngỉåüc, coï : Biãûn âäü : Ffν 60f ω n Täúc âäü : ων = hay n ν = våïi n = ν ν p 10.4 ST CUÍA DÁY QUÁÚN HAI PHA Nãúu dáy quáún pha âàût lãûch pha khäng gian mäüt goïc 90o âiãûn v dng âiãûn hai pha lãûch pha mäüt gọc 90o Phán têch trỉåìng håüp dáy qún pha, ta coï: F( ) = ∑ Ffν ν = k ±1 sin(ωt m να ) Trong âoï : Ffν = 0,9 Wk dqν I νp Stâ ca dq hai pha l täøng ca cạc stâ báûc ν =2mk+1= 4k+ quay thûn v cạc stâ báûc ν = 2mk-1= 4k - quay ngæåüc Biãn âäü thỗ bũng bión õọỹ cuớa stõ mọỹt pha bỏỷc , v täúc âäü quay ca stâ báûc ν l nν = n/ν 10.5 PHÁN TÊCH ST DÁY QÚN BÀỊNG PHỈÅNG PHẠP ÂÄƯ THË Xẹt stâ sinh båíi dng âiãûn ba pha iA, iB, iC chaûy dáy quáún ba pha AX, BY, CZ âàût lãûch pha khäng gian mäüt gọc l 120o; mạy âiãûn cọ q = vaỡ p = (hỗnh 10.7) &I A &I C t= &I B &I B t= T/3 &I A &I C Hỗnh 10.7 Stõ cuớa dỏy quỏỳn ba pha q=1, 2p=2 åí t=0 v t=T/3 • ÅÍ thåìi âiãøm t = 0, cho dng âiãûn pha A âảt cỉûc âải iA = Im ; iB = iC = -Im/2 Gèa thiãút chiãưu dng âiãûn pha A chảy tỉì X → A ta suy chiãưu dng pha B, C nhổ hỗnh veợ (hỗnh 10.7b) Vaỡ ta veợ õổồỹc stõ FA, FB, FC tỗm õổồỹc stõ F tọứng (â4) • ÅÍ thåìi âiãøm t = T/3, dng âiãûn pha B âảt cỉûc âải 10 IB = Im ; iA = iC = -Im/2 Chiãưu dng âiãûn pha B chảy tỉì Y → B ta suy chiãưu doỡng pha A, C nhổ hỗnh veợ (hỗnh 10.7b) Vaỡ ta veợ õổồỹc stõ FA, FB, FC tỗm õổồỹc stâ F täøng (â4) Váûy stâ doìng âiãûn ba pha chảy dáy qún ba pha l stâ quay cọ chiãưu quay khäng gian v cọ täúc âäü : f 60f n1 = (vng/phụt) hay n = (vng/gy) p p Trủc stâ täøng trng våïi trủc pha cọ dng âiãûn cỉûc âải ]R R^ Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa Khoa Âiãûn - Nhoùm Chuyón mọn ióỷn Cọng Nghióỷp Giaùo trỗnh Bión 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 vỗ coù õỷc tờnh laỡm vióỷc khọng tọỳt, nón chỉång náưy ta ch úu l xẹt âäüng cå khäng âäưng bäü Âäüng cå khäng âäưng bäü âỉåüc sỉí dủng nhióửu saớn xuỏỳt vaỡ sinh hoaỷt vỗ chóỳ tảo âån gin, giạ thnh r, âäü tin cáûy cao, váûn hnh âån gin, hiãûu sút cao v gáưn khọng baớo trỗ Gỏửn õỏy kyợ thuỏỷt õióỷn tổớ phạt triãùn, nãn âäüng cå khäng âäưng bäü â âạp ổùng õổồỹc yóu cỏửu õióửu chốnh tọỳc õọỹ vỗ vỏỷy 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 cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ õổồỹc trỗnh baỡy trón hỗnh 7.1, gọửm hai bọỹ phỏỷn chuớ yóỳu laỡ stator v rotor, ngoi cn cọ v mạy, nàõp mạy v trủc mạy Trủc lm bàịng thẹp, trãn âọ gàõn rotor, äø bi v phêa cúi trủc cọ gàõn mäüt quảt giọ âãø lm mạt mạy dc trủc 12.2.1 Stator (pháön tÉnh) Stator gäöm hai bäü pháûn chênh l li thẹp v dáy qún, ngoi cn cọ v mạy v nàõp mạy 10 Hỗnh 13.1 Cỏỳu taỷo cuớa âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü Li thẹp stato;2 Dáy quáún stato; Nàõp maïy; ; ÄØ bi; Trủc mạy; 6.Häüp dáưu cỉûc; Li thẹp räto; Thán mạy; Quảt giọ lm mạt; 10 Häüp quaỷt Loợi theùp Loợi theùp stator coù daỷng hỗnh truỷ (hỗnh 13.2b), laỡm bũng caùc laù theùp kyợ thuỏỷt õióỷn, õổồỹc dỏỷp raợnh bón (hỗnh 13.2a) rọửi gheùp 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 bàịng 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) 3 V mạy V mạy gäưm cọ thán vaỡ nừp, thổồỡng laỡm bũng gang (hỗnh 13.1) iA iA (a) Hỗnh 13.2 Kóỳt cỏỳu stator maùy õióỷn khọng õọửng 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) Hỗnh 13.3 Cỏỳu taỷo rotor õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ 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 gheùp laỷi, mỷt ngoaỡi dỏỷp raợnh (hỗnh 13.2a) õóứ âàût dáy qún, åí giỉỵa cọ dáûp läù âãø làõp trủc Trủc Trủc ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü lm bàịng thẹp, trãn âọ gàõn li thẹp räto 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 quỏỳn Rotor lọửng soùc (hỗnh 13.3a) gọửm caùc õọửng 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 quaỷt laỡm maùt (hỗnh 3.3b) Caùc õọỹng cồ cọng suỏỳt trãn 100kW dáùn lm bàịng âäưng âỉåüc âàût vo cạc rnh rotor v gàõn chàût vo vnh ngàõn mảch Rotor dỏy quỏỳn (hỗnh 13.4) cuợng quỏỳn giọỳng nhổ dỏy 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 nàịm ngoi âäüng cå âãø khåíi âäüng hồûc âiãưu chènh täúc âäü Giạ Vnh trỉåüt Häüp Dáy qún räto Li thẹp stato Dáy qún stato Lọự mồợ óỳn nguọửn cung cỏỳp Hỗnh 13.4 Cỏỳu tảo mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún 12.3 NGUN L LM VIÃÛC MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ Khi cọ dng âiãûn ba pha chảy dáy qún stato thỗ khe hồớ khọng khờ xuỏỳt hióỷn tổỡ 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 æïng dáy quáún räto caïc 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 tọỳc õọỹ khaùc thỗ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc cuớa 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 Nhæ váûy n = n1 thỗ s = 0, coỡn n = thỗ s = 1; n > n1, s < v räto quay ngỉåüc chiãưu tỉì trổồỡng quay n < thỗ 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) Hỗnh 13.5 Quaù trỗnh taỷo moment cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ Gốa thiãút vãư chiãưu quay n1 ca tỉì trỉåìng khe håí vaỡ cuớa rọto n nhổ hỗnh 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, 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) Duìng 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 haợm (hỗnh 13.5b) Nhổ vỏỷy maùy õaợ bióỳn cồ nng 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 tæïc täúc âäü n < (s > 1) Vỗ nguyón nhỏn naỡo õoù maỡ rọto cuớa maùy õióỷn quay ngổồỹc chióửu tổỡ trổồỡng quay (hỗnh 13 5c), luùc náưy chiãưu sââ, dng âiãûn v mämen giäúng åí chóỳ õọỹ õọỹng cồ õióỷn Vỗ mọmen sinh ngổồỹc 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 âäöng bäü + Mäüt pha + Hai pha + Ba pha Phán theo kiãøu dáy quáún räto + Mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto läưng sọc + Mạy âiãûn khäng âäöng bäü räto dáy quáún 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 õởnh vaỡ õổồỹc ghi trón nhaợn maùy Vỗ maùy 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 mæïc ηâm % Hãû säú cäng suáút âënh mæïc cosâm Âäúi våïi âäüng cå âiãûn khäng âäöng 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 õióỷn dỏy tổồng ổùng vồùi caùch õỏỳu hỗnh (Y) hay õỏỳu hỗnh tam giaùc () Tổỡ caùc trở sọỳ âënh mỉïc ghi trãn nhn, ta cọ thãø âỉåüc: Cäng sút âënh mỉïc m âäüng cå tiãu thủ tỉì læåïi 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^ ... a1 (0 ≤ x ≤ a1) : x H x1l σ = ∑ i = N 1i , a1 H x1 = âọ N 1i x × , lσ a1 Trong phaûm vi a12 (a1 ≤ x ≤ a1+a12) : H x l σ = ∑ Ni = N1i1 , âoï Hx2 Hx Hx2 = N1i1 − H x3 = Hx3 x Hx1 Ni = 1, lσ a1... âọ åí cạc chãú âäü lm viãûc khạc jx 1& I1 r1&I1 &I − E& &1 U Z1&I1 ? ?1 α Ψ2 − r2' &I '2 − jx '2 &I '2 − &I '2 &I ? ?1 &I &I'2 jx 1& I1 & r1I1 &1 U − E& Z1&I1 &I1 − &I '2 α − Z '2 &I '2 φ& & '2 U −... a2 ( a1+ a12 ≤ x ≤ a1 + a12 + a2 ) : x − (a + a 12 ) H x l σ = ∑ i = N 1i + N i , a2 âoï i2N2 i1N1 x − a − a 12 N1i , a2 a2 a12 Hỗnh 3 -10 Tổỡ thọng taớn vồùi (i1N1 = -i2N2) N1i1 a + a 12 + a