BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG 2

CHƯƠNG 2: VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Khởi động động không đồng  Điều chỉnh tốc độ động không đồng  Động khơng đồng dùng hiệu ứng mặt ngồi  Máy phát điện không đồng  Các chế độ hãm  Động khơng đồng pha §1 KHÁI NIỆM CHUNG Khởi động động không đồng • Phương trình mơ men: d M  Mc  J dt • Dịng điện khởi động: U1 Ik  2 � (R1  R� )  (X  X ) 2 Ik = (4 - 7)Iđm Uk = Uđm • Mơ men khởi động: m1pU 12R� Mk  2 � � 2f � (R  R )  (X  X ) 2 � � � Các yêu cầu khởi động  Mk lớn tốt  Ik nhỏ tốt  tk nhỏ  Thiết bị khởi động đơn giản, làm việc tin cậy, tiêu thụ lượng §2 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG Khởi động trực tiếp • Ưu điểm - Thiết bị khởi động đơn giản U1 - Mô men khởi động Mk lớn - Thời gian khởi động tk nhỏ • Nhược điểm: - Dịng điện khởi động Ik lớn CD ĐC • Ứng dụng: - Dùng để khởi động động có cơng suất nhỏ Khởi động cách giảm điện áp a Dùng cuộn kháng • Đóng CD1, mở CD2 U1 • Khi tốc độ động ổn CD1 định, đóng CD2 • Uk = kUđm (k < 1) CD2 K • Ik giảm k lần • Mk giảm k2 lần IM Ví dụ: Một động điện không đồng pha roto lồng sóc có: Pđm= 55kW, f = 50Hz, Uđm = 2300V nối Y, Iđm = 20A, 2p = 2, n = 2880 vg/ph Giả thiết góc pha tổng trở vào pha roto đứng yên 75o Động có mI = mK = 1.25 Tính điện kháng cuộn dây mắc nối tiếp vào mạch stato để dòng điện khởi động 3.5 lần dòng điện định mức biết R cd = 0; tính điện áp đặt vào động mơ men Dịng điện khởi động I k  mI �I dm  �20  140A Tổng trở động roto đứng yên: U1 2300 zv    9.485�75o   (2.45  j9.16) Ik �140 Khi nối thêm cuộn dây, tổng trở toàn mạch là: zvt  [2.45  j(X cd  9.16)] Dòng điện khởi động dùng cuộn kháng: I� 3.5  70A k  20� Như vậy: U fdm I�  k  zvt 2300 2.452  (X cd  9.16)2 Điện kháng cuộn dây là:  70 X cd  23.6 Điện áp đặt vào động khởi động là: U k  I k �zv  70�9.485  663.9V Mô men khởi động động cơ: 2 � � M k 1.5M dm U1 2300 � �   � � �  12 � M� M� k k �U k � �663.9 � M� k  1.5M dm  0.125M dm 12 b Khởi động nhờ MBA tự ngẫu • Đóng CD1 CD3, mở CD2 • Khi tốc độ động ổn U1 CD1 định, đóng CD2 mở CD3 CD2 TN • Uk = kUđm • Ik giảm k2 lần • Mk giảm k2 lần CD3 IM Ví dụ: Một động khơng đồng pha roto lồng sóc có Pdm = 40kW, 50Hz, 440V, 2p = 6, n = 940 vg/ph cos = 0.89,  = 0.91, mI = 5, mk = 1.7 Tính hệ số trượt định mức; Mđm; Mk; điện áp thứ cấp MBA tự ngẫu dùng để khởi động cho dòng điện khởi động 200% dòng điện định mức; dòng điện sơ cấp Tốc độ đồng bộ: MBA 60f 60�50 n1    1000vg/ ph p Hệ số trượt định mức: n1  n 1000  980 sdm    0.02 n1 1000 Mô men định mức: M dm Pdm 40�103 �60    389.7Nm  980�2 Mô men khởi động: M k  mkM dm  1.7 �389.7  662.6Nm Dòng điện định mức: Pdm 40�103 I dm    64.8A 3U dmcos �440�0.91�0.89 Dòng điện khởi động dùng MBA tự ngẫu: I� 64.8  129.6A k  2I dm  2� Dòng điện khởi động khởi động trực tiếp: I k  mI �I dm  5�64.8  324A Điện áp thứ cấp MBA: I� 129 k U  U dm  �440  175.2V Ik 324 Dòng điện sơ cấp MBA: U2 175.2 I1  I� �129.6  51.6A k  U dm 440 c Đổi nối tam giác -• Đóng CD1, CD2 đóng sang vị trí Y U1 CD1 • Khi tốc độ động ổn định, đóng CD2 sang phía  • Uk = 3Uđm • Ik giảm lần • Mk giảm lần ÂC  CD Y Ví dụ: Một động không đồng pha roto lồng sóc có Pdm = 18kW, 50Hz, 440V, 2p = 6, n = 940 vg/ph, mk = 1.5 thiết kế để khởi động cách đổi nối -Y Tổng trở roto đứng n 3.5 78o/pha Tính dịng điện dây pha khởi động nối Y; dòng điện dây pha khởi động cách nối ; Khi men nối Y,khởi dòng điệnkhi dây mơ động nốibằng  vàdịng nối Y.điện pha nên: U 440 fdm I kY    72.58A zv �3.5 Dòng điện pha khởi động nối cách : U fdm 440 I kf    125.7A zv 3.5 Dòng điện dây khởi động cách nối : I kd  3I kf  �125.7  217.74A Mô men định mức động cơ: Pdm 18�10 �60 M dm    182.86Nm  940�2 Mô men khởi động: M k  mk �M dm  1.5�182.86  274.3Nm M kY  (1/ 3) �M k  (1/ 3) �274.3  91.43Nm Đưa điện trở vào mạch roto M U1 r2 r2+ rp2 CD r2+ rp2+ rp1 ĐC O K2 rp2 s • Ưu điểm : Mk lớn Ik nhỏ • Nhược điểm: động có cấu K1 rp1 tạo phức tạp, khó bảo dưỡng §3 ĐIỀU CHỈNH n CỦA Đ.C.K.Đ.B Các phương pháp điều chỉnh n 60f1 n  (1 s)n1  (1 s) p Như để điều chỉnh n ta điều chỉnh: • số đơi cực p • tần số f1 • hệ số trượt s  thay đổi điện áp U1  thay đổi điện trở mạch roto  nối cấp động Thay đổi số đôi cực p           Số đơi cực thay đổi theo tỉ số 2:1 Roto  động phải có cấu tạo lồng sóc  Nối nối tiếp hay song song phần dây quấn cho phép ta thay đổi p: A1 X1 A2 n thấp A1 X2 X2 n cao A1 A2 X1A2 X1 X2 n thấp A1 A2 n cao X1 X2  Thay đổi từ nối tam giác nối tiếp tốc độ thấp sang nối Y song song tốc độ cao thực A sau: X1 A1 A2 A B C n thấp Pt  3U 1I 1tcost A2 C B n cao Pc  3U 1(2I 1)ccosc ... động: M k  mk �M dm  1.5�1 82. 86  27 4.3Nm M kY  (1/ 3) �M k  (1/ 3) ? ?27 4.3  91.43Nm Đưa điện trở vào mạch roto M U1 r2 r2+ rp2 CD r2+ rp2+ rp1 ĐC O K2 rp2 s • Ưu điểm : Mk lớn Ik nhỏ •... = kUđm (k < 1) CD2 K • Ik giảm k lần • Mk giảm k2 lần IM Ví dụ: Một động điện không đồng pha roto lồng sóc có: Pđm= 55kW, f = 50Hz, Uđm = 23 00V nối Y, Iđm = 20 A, 2p = 2, n = 28 80 vg/ph Giả thiết... Dòng điện khởi động dùng MBA tự ngẫu: I� 64.8  129 .6A k  2I dm  2? ?? Dòng điện khởi động khởi động trực tiếp: I k  mI �I dm  5�64.8  324 A Điện áp thứ cấp MBA: I� 129 k U  U dm  �440  175.2V