Bài giảng kỹ thuật điện chương 7 ths phạm khánh tùng

KỸ THUẬT ĐIỆN CHƯƠNG VII ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ  Máy điện không đồng bộ: máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay rôto (n) khác với tốc độ từ trường quay n1  Máy điện không đồng có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ động điện, chế độ máy phát điện  Động điện không đồng bộ, so với loại động khác có cấu tạo vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên sử dùng nhiều sản xuất sinh hoạt  Máy phát điện đồng có đặc tính làm việc khơng tốt tiêu tốn cơng suất phản kháng lưới nên dùng  Động điện khơng đồng có loại: ba pha, hai pha pha Công suất > 600 W → ba pha, công suất < 600 W → pha (hai pha) CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I Cấu tạo máy điện không đồng ba pha 1.1 Stato (phần tĩnh) a) Lõi thép: Bộ phận dẫn từ máy, có dạng hình trụ Vì từ trường qua lõi thép từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi thép làm thép kỹ thuật điện dày 0,35mm 0,5mm phủ sơn cách điện - Phía có xẻ rãnh để đặt dây quấn CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Dây quấn: Dây quấn stato làm dây đồng, bọc cách điện, đặt rãnh lõi thép Sơ đồ khai triển dây quấn ba pha đặt 12 rãnh: Dây quấn pha A rãnh 1,4,7,10 Dây quấn pha B rãnh 3, 6, 9, 12 Dây quấn pha C rãnh 5,8,11,2 Dòng xoay chiều ba pha chạy ba pha dây quấn stato tạo từ trường quay CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ c) Vỏ máy: - Giữ chặt lõi thép cố định máy bệ - Được làm nhôm gang - Hai đầu có nắp máy, nắp có ổ đỡ trục - Vỏ nắp máy cịn dùng để bảo vệ máy CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ 1.2 Rơto (phần quay) a) Lõi thép: Gồm thép kỹ thuật điện giống stato, thép lấy từ phần ruột bên dập thép stato Mặt ngồi có xẻ rãnh đặt dây quấn rơto, có lỗ để gắn với trục máy Trục máy gắn với lõi thép rôto làm thép tốt CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Dây quấn: Dây quấn đặt lõi thép rôto, phân làm loại chính: loại rơto kiểu lồng sóc loại rơto kiểu dây quấn - Rôto dây quấn: Giống dây quấn stato Dây quấn ba pha rôto đấu sao, ba đầu lại nối với ba vành trượt làm đồng gắn đầu trục, cách điện với với trục Thông qua chổi than vành trượt, nối dây quấn rơto với điện trở phụ bên ngồi Khi làm việc bình thường, dây quấn rôto nối ngắn mạch CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Điều chỉnh điện trở phụ mạch điện rơto cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy Máy điện cơng suất trung bình trở lên, dây quấn rơto thường kiểu dây quấn sóng hai lớp Máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm lớp CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Rơto lồng sóc: Rơto lồng sóc máy công suất lớn 100kW đồng đặt rãnh lõi thép, hai đầu nối ngắn mạch hai vịng đồng tạo thành lồng sóc Đối với động cơng suất nhỏ, lồng sóc chế tạo cách đúc nhôm vào rãnh lõi thép rơto, tạo thành nhơm, hai đầu đúc vịng ngắn mạch cánh làm mát Động điện rôto lồng sóc gọi động có khơng đồng rơto lồng sóc có ký hiệu hình bên CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Các lượng định mức: - Pđm (W, kW) : công suất định mức công suất định mức máy đưa đầu trục máy - Iđm (A) : dòng điện dây định mức - Uđm (V, kV) : điện áp dây định mức - nđm (vg/ph) : tốc độ định mức rôto - đm : hiệu suất định mức động - cosđm : hệ số công suất định mức - fđm (Hz) : tần số định mức - Cách đấu dây động Y hay  … CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Hiệu suất động : P2 112    0,898 P1 124,7 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài số 7.7 Một động điện không đồng ba pha Pđm = 45kW; f = 50Hz; Y/ 380/220V; Imm / Iđm = 6; Mmm / Mđm = 2,7 ; cosđm = 0,86; đm = 0,91; nđm = 1460vg/ph Động làm việc với lưới điện Uđ = 380V a) Tính Iđm’ , Mđm’ Imở’ Mmở b) Để mở máy với tải có mơmen cản ban đầu Mc = 0,45Mđm’ Người ta dùng biến áp tự ngẫu, có dòng Imm.ba = 100A Xác định hệ số biến áp k, động mở máy khơng? c) Cũng với tải trên, dùng điện kháng mở máy với Imm.ĐK = 200A Xác định điện áp đặt lên động lúc mở máy động mở máy không ? CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Bài giải: a) Tính Iđm ; Mđm ; Imở ; Mmở Dòng điện định mức động cơ: Pđm 45.103 I đm    87,36A 3.U đm cos đmđm 3.380.0,86.0,91 Mô men định mực động cơ: Pđm 45 M đm  9550   294,35N.m n đm 1460 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Dịng điện mơmen mở máy động cơ: I mm  k mm.I Iđm  6.87,36  524A Mmm  k mm.M Mđm  2,7.294,35  794,75N.m b) Hệ số biến áp kba: k ba  I mm I mm ba 524   2,29 100 Momen mở máy biến áp: M mm ba M mm 2,7.M đm    0,515M đm k ba 2,29 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Momen mở máy Mmm = 0,515Mđm > 0,45Mđm = Mc momen cản → Động mở máy Hệ số giảm dòng mở máy điện kháng: k đk  I mm I mm dk 524   2,62 200 Điện áp đặt vào dây quấn Stato mở máy: U mm U đm 380    145V k đk 2,62 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Momen mở máy dùng điện kháng: M mm đk U mm 2,7 U đm    0,393M đm k đk 2,62 Momen mở máy Mmm.đk = 0,393Mđm < 0,45Mđm = Mc momen cản → Động không mở máy CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài số 7.8 Một động không đồng ba pha đấu nối vào lưới Ud= 380V Biết Rn = 0,122; Xn = 0,4; f = 50Hz a) Tính dịng điện mở máy Imơ b) Dùng điện kháng mở máy ImoĐK = 300A Tính điện cảm L cuộn điện kháng mở máy Bài giải: a) Dòng điện mở máy Imơ I mm  Up R 2n  X 2n  220 0,1222  0,42  526A CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Điện cảm L cuộn điện kháng mở máy Hệ số giảm dòng dùng điện kháng mở máy k đk  I mm I mm dk 526   1,753 300 Điện áp pha dây quấn Stato mở máy: U mm p  U đm.p k đk 220   125,5V 1,753 Điện áp pha điện kháng: Uđk  Uđm.p  U mm.p  220  125  95V CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Điện kháng pha: X đk  U đk I mm đk 95   0,316 300 Điện cảm pha (tàn số dòng điện 50Hz): X đk 0,316 Lđk    0,001(H) 2 f 314 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài số 7.9 Một động không đồng ba pha dây quấn E2 = 157V; p = 4; f = 50Hz; nđm = 728 vg/ph R2 = 0,105; X2 = 0,525 Tính mơmen điện từ động Bài giải Tốc độ từ trường quay: 60.f 60.50 n1    750 p Hệ số trượt định mức: n1  n 750  728 s đm    0,0293 n1 750 CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Sđđ Rơto quay: E 2s  sđmE  0,0293.157  4,6V Điện kháng Rôto quay: X 2s  sđmX  0,0293.0,525  0,015 Dịng điện Rơto: I2  E 2s R X 2 2s  4,6 0,105  0,015 2  43,37A Tổn hao đồng dây quấn Rôto: Pđ  3.I 22 R  3.43,37 2.0,105  592,5W CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Cơng suất điện từ Pđt: Pđ 592,5 Pđt    20198W s đm 0,0293 Momen điện từ Mđt: Pđt p.Pđt 4.20198 M đt     257,3N.m 1 2 f 2.3,14.50 p CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài số 7.10 Một động điện khơng đồng ba pha rơto lồng sóc dây quấn stato đấu tam giác, cung cấp nguồn điện ba pha có Uđm = 220V Biết bội số mở máy Mmm / Mđm = 1,2 Có thể dùng phương pháp mở máy Y -  để mở máy động tải 25% 50% tải định mức CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Bài giải: Khi dùng phương pháp mở máy Y - : Dịng điện giảm lần Mơmen giảm lần M mm  Y 1  M mm  1,2.M đm  0,4.M đm 3 Khi tải 50% định mức (Mc = 0,5Mđm) MC  M mm.Y → Không mở máy Khi tải 25% định mức (Mc = 0,25Mđm) MC  M mm.Y → Mở máy CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ... nhược điểm máy phát điện KĐB, dùng làm máy phát điện hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ IV Phương trình điện từ động điện KĐB 4.1 Phương trình cân điện dây quấn stato... làm thép kỹ thuật điện dày 0,35mm 0,5mm phủ sơn cách điện - Phía có xẻ rãnh để đặt dây quấn CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ b) Dây quấn: Dây quấn stato làm dây đồng, bọc cách điện, đặt... dây quấn stato R1 – điện trở pha dây quấn stato X1 – điện kháng tản pha dây quấn stato CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ X1  2 f L1 f - tần số dòng điện stato, L1 - điện cảm pha dây quấn