BÀI GIẢNG MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG 2.3

• Bây ta dùng tay quay roto theo chiều dẫn roto • Trong xuất s.đ.đ dòng điện Dòng điện tạo từ thông Φ q  Φ d gọi từ thông Φq dọc trục Φ q từ thông ngang trục  Quan hệ pha Φ d, Φ d s.đ.đ: Φd n Φq E&2 I&2 &q Φ &d Φ Φd ωt 315 270 90 45 0oo 180 225 135 o oo  Như quay roto tạo từ trường ngang Từ trường kết hợp với từ trường dọc trục tạo từ trường quay theo hướng quay ban đầu Từ trường gia tốc roto lên đến tốc độ gần n • Φ d từ trường đập mạch nên phân tích thành hai từ trường quay theo hai chiều • Khi quay ngược nhau.roto, từ trường(từ trường thuận), máy làm việc chế độ động cơ: n1 − n s1 = =s n1  Đối với từ trường kia(từ trường ngược), máy làm việc chế độ hãm n1 + n 2n1 − (n1 − n) s2 = = = (2 − s) n1 n1  Từ trường quay thuận tạo mô men động M1 Trường quay ngược tạo mô men hãm M2 Φ Φ ΦA = A1 B1 C1 Φ ΦB = M ΦA A2 B2 C2 n n M1 M s M2 ΦB Mạch điện thay • Mạch điện thay động pha roto đứng yên giống MBA dây quấn thứ cấp ngắn mạch: I&1 R1 X1 I&′2 R′2 X′2 I&o U&1 E&1 • Mạch điện phân thành hai nhánh tương ứng với từ trường quay thuận ngược I&1 R1 0.5X′2 X1 E&T U&1 0.5X m 0.5R′2 0.5X′2 E&N 0.5X m 0.5R′2 • Khi roto đứng yên, Φ T = Φ N nên ET = EN • Khi roto quay với tốc độ n từ trường quay thuận, dây quấn roto có dịng điên tần số f = sf • Quy đổi từ roto sang stato ta có sơ đồ thay roto quay: I&1 R1 0.5X′2 X1 E&T U&1 0.5X m 0.5R′2 s 0.5X′2 E&N 0.5X m 0.5R′2 2− s • Gọi ZT tổng trở thứ tự thuận ZN tổng trở thứ tự nghịch ta có: I&1 U&1 ZT = R T + jX T R1 X1 E&T ZT E&N ZN j0.5X m (j0.5X′2 + 0.5R′2 / s) = 0.5R′2 / s + j0.5(X m + X′2) j0.5X m + [j0.5X′2 + 0.5R′2 /(2 − s)] ZN = R N + jX N = 0.5R′2 /(2 − s) + j0.5(X m + X′2) • Cơng suất điện từ từ trường thuận ngược là: PdtT = R T I PdtN = R I N • Mơ men điện từ tương ứng: PdtT R T I 12 MT = = Ω1 Ω1 PdtN R N I 12 MN = = Ω1 Ω1 (R T − R N )I 12 M = MT − MN = Ω1 • Cơng suất cơ: Pcơ = MΩ = MΩ 1(1 – s) Pco = I (R T − R N )(1− s) = (PdtT − PdtN )(1− s) • Cơng suất trục máy: P2 = Pcơ - pq • Tổn hao đồng dây quấn roto ứng với từ trường thuận ngược là: pCu2T = sPdtT pCu2N = (2 − s)PdtN • Tổn hao đồng dây quấn roto: pCu2 = sPdtT + (2 − s)PdtN Ví dụ: Một động pha 120V, 50Hz, 180W có thơng số: R1 = 8Ω, X1 = X’2 = 4Ω, R’2 = 10Ω, Xm = 240 Ω, PFe = 15W, tổn hao ma sát quạt gió 5W, 2p = Động làm việc với sđm = 0.04 Tính dịng điện stato, công Tổng trở động cơ: suất cơ, công suất đưa ra, n η j0.5X m (j0.5X′2 + 0.5R′2 / s) ZT = R T + jX T = 0.5R′2 / s + j0.5(X m + X′2) j0.5× 240(j0.5× + 0.5× 10/ 0.04) = (59 + 62.42j)Ω = 0.5× 10/ 0.04 + j0.5(240 + 4) j0.5X m + [j0.5X′2 + 0.5R′2 /(2 − s)] ZN = R N + jX N = 0.5R′2 /(2 − s) + j0.5(X m + X′2) j0.5× 240 + [j0.5× + 0.5× 10/(2 − 0.04)] = 0.5× 10/(2 − 0.04) + j0.5(240 + 4) = (2.47 + 2.02j)Ω Tổng trở vào tương đương động cơ: Zv = Z1 + ZT + ZN = + 4j + 59 + 62.42j + 2.47 + 2.02j+ 68.44j)Ω = (69.47 Dòng điện stato: o & U 120 ∠ I&1 = = = (0.8766 − 0.8636j)A ZV 69.47 + j68.44 = 1.23∠ − 44.57o A Hệ số công suất: cosϕ = cos44.57o = 0.7124 Tốc độ động cơ: n = n1(1 – s) = 1500× 0.96 1440vg/ph Cơng suất điện từ: Pdt = I (R T − R N ) = 1.23 (59 − 2.47) = 85.5W 2 = Cơng suất cơ: Pco = Pdt (1− s) = 85.5× 0.96 = 82.1W Công suất đưa ra: P2 = Pco − PFe − pq = 82.1− 15 − = 62.1W Công suất tiêu thụ từ lưới: P1 = U 1I 1cosϕ1 = 120× 1.23× 0.7124 = 105.15W Hiệu suất động cơ: P2 62.1 η= = = 59% P1 105.15 Động dùng dây quấn phụ để khởi động • Động có cấu tạo hình sau: K NC K NP • Để tạo mơ men khởi động ta tạo góc lệch pha dịng điện hai cuộn dây nhờ điện • Đồ thị vec tơ đặc tính mơ men động cơ: ϕP α ϕC I&C & U M I&P Mđm • Mơ men khởi động động cơ: 2a × I C × I P × (R T + R N ) Mk = sin α Ω1 NP a= NC MK s Ví dụ: Thơng số cuộn cuộn phụ động không đồng pha 220V, 50Hz roto đứng yên là: Rc = 3.94Ω, Xc = 4.2Ω, Rf = 8.42Ω, Xf = 6.28Ω Tính dòng điện dây quấn roto đứng yên, góc lệch pha dịng điện, mơ men khởi động, điện trở cần nối thêm vào dây Tổng dây: dòng điện quấn trở phụcủa để góc cuộn lệch pha Z = 3.94 + j4.2 = 5.7588∠ 46.83 Ω 30 o c o Zf = 8.42 + j6.28 = 10.5∠ 36.71o Ω Dòng điện hai cuộn dây: o & U 120 ∠ o I&c = = = 20.84 ∠ − 46.83 A o Zc 5.7588∠46.83 o & U 120 ∠ o I&f = = = 11.42 ∠ − 36.71 A o Zf 10.5∠36.71 Góc lệch pha dịng điện hai cuộn dây: α = 46.83o – 36.71o = o 10.12 Mô men khởi động: Mk = k× 20.84× 11.42× sin10.12o = Muốn góc pha dịng điện 30o góc pha dòng điện cuộn phụ If phải là: θ = 46.83o - 30o = 16.83o Zf Xf tgθ = θ Rf + Rx Rf + Xf 6.28 − Rf = − 8.42 = 12.34ΩR  Rx = o x tgθ tg16.83 Xf Khi có Rf, dịng điện If mô men khởi động là: o & U 120 ∠ o & If = = = 5.5327∠ − 16.83 A Zf (12.34 + 8.42) + j6.28 Mk = k× 20.84× 5.5327× sin16.38o = Động pha dùng tụ • Sơ đồ động hình bên K NC K NC NP NP I&P & U I&C I& ... phụ động khơng đồng pha 220V, 50Hz roto đứng yên là: Rc = 3.94Ω, Xc = 4.2Ω, Rf = 8.42Ω, Xf = 6.28Ω Tính dịng điện dây quấn roto đứng n, góc lệch pha dịng điện, mô men khởi động, điện trở cần nối... − PdtN )(1− s) • Cơng suất trục máy: P2 = Pcơ - pq • Tổn hao đồng dây quấn roto ứng với từ trường thuận ngược là: pCu2T = sPdtT pCu2N = (2 − s)PdtN • Tổn hao đồng dây quấn roto: pCu2 = sPdtT... A2 B2 C2 n n M1 M s M2 ΦB Mạch điện thay • Mạch điện thay động pha roto đứng yên giống MBA dây quấn thứ cấp ngắn mạch: I&1 R1 X1 I&′2 R′2 X′2 I&o U&1 E&1 • Mạch điện phân thành hai nhánh tương