Bài giảng máy điện chương 7 ths phạm khánh tùng

PHẦN – MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Máy điện không đồng (KĐB) máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor n khác với tốc độ từ trường quay máy n1 Máy điện khơng đồng làm việc hai chế độ : Động Máy phát Máy phát điện KĐB dùng có đặc tính làm việc khơng tốt, nên chủ yếu xét động Động KĐB sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt chế tạo đơn giản, giá thành rẽ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao gần không bảo trì Do kỹ thuật điện tử phát triển, nên động KĐB đáp ứng yêu cầu điều chỉnh tốc độ động sử dụng rộng rãi Dãy cơng suất rộng từ vài watt đến hàng ngàn kilowatt Hầu hết động ba pha, có số động cơng suất nhỏ pha CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CẤU TẠO MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Máy điện không đồng (KĐB) gồm hai phận chủ yếu stator rotor, ngồi cịn có vỏ máy, nắp máy trục máy Trục làm thép, gắn rotor, ổ bi phía cuối trục có gắn quạt gió để làm mát máy dọc trục CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Lõi thép stato Dây quấn stato Nắp máy Ổ bi Trục máy 6.Hộp dầu cực Lõi thép rôto Thân máy Quạt gió làm mát 10 Hộp quạt CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 1.1 Stator (phần tĨnh) Stator gồm hai phận lõi thép dây quấn, ngồi cịn có vỏ máy nắp máy Lõi thép stator có dạng hình trụ, từ thép kỹ thuật điện, có dập rãnh bên trong, ghép lại tạo thành rãnh theo hướng trục Lõi thép ép vào vỏ máy CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Dây quấn stator thường làm dây đồng có bọc cách điện đặt rãnh lõi thép Dòng điện xoay chiều ba pha chạy dây quấn ba pha stator tạo nên từ trường quay Vỏ máy gồm có thân nắp, thường làm gang CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 1.2 Rotor (phần quay) Rotor phần quay gồm lõi thép, dây quấn trục máy Lõi thép rotor gồm thép kỹ thuật điện lấy từ phần bên lõi thép stator ghép lại, mặt dập rãnh để đặt dây quấn, có dập lỗ để lắp trục Trục máy điện không đồng làm thép, gắn lõi thép rơto Dây quấn rotor máy điện khơng đồng có hai kiểu : rotor ngắn mạch cịn gọi rotor lồng sóc rotor dây quấn CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Rotor lồng sóc: gồm đồng nhôm đặt rãnh bị ngắn mạch hai vành ngắn mạch hai đầu Với đồng nhỏ, dây quấn rotor đúc nguyên khối gồm dẫn, vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt cánh quạt làm mát Các động công suất 100kW dẫn làm đồng đặt vào rãnh rotor gắn chặt vào vành ngắn mạch CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Rotor dây quấn: quấn dây giống dây quấn ba pha stator có số cực từ dây quấn stator Dây quấn kiểu nầy ln ln đấu (Y) có ba đầu đấu vào ba vành trượt, gắn vào trục quay rotor cách điện với trục Ba chổi than cố định tỳ vành trượt nầy để dẫn điện vào biến trở nối nằm động để khởi động điều chỉnh tốc độ CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Khi dòng điện ba pha dây quấn stato → khe hở khơng khí xuất từ trường quay với tốc độ n = 60f1 / p Từ trường nầy quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt lõi sắt rôto, làm cảm ứng dây quấn rơto sđđ E2 Do rơto kín mạch nên dây quấn có dịng điện I2 Từ thơng dịng điện I2 hợp với từ thơng stato tạo thành từ thơng tổng khe hở Dịng điện dây quấn rôto tác dụng với từ thông khe hở sinh mơmen Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n rôto Trong phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác Sau ta nghiên cứu tác dụng chúng ba phạm vi tốc độ CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Hệ số trượt s máy n1  n 1   s  n1 1 Các trường hợp hệ số trượt: n = n1 → s = n=0 →s=1 n > n1 → s < n < → s > (rôto quay ngược chiều từ trường quay) CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 2.1 Roto quay chiều từ trường quay, tốc độ n < n1 (0 < s < 1) Giả thiết chiều quay n1 từ trường khe hở F rơto n hình bên Theo qui tắc bàn tay phải, xác định chiều sđđ E2 I2; Theo qui tắc bàn tay trái, xác định lực Fđt mômen M Ta thấy F chiều quay rôto, điện đưa tới stato, thông qua từ trường biến đổi thành trục làm quay rôto theo chiều từ trường quay n1 → máy làm việc chế độ động CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 2.2 Roto quay chiều từ trường quay, tốc độ n > n1 (s < 0) Dùng động sơ cấp quay rôto máy điện không đồng vượt tốc độ đồng n > n1 Chiều từ trường quay quét qua dây quấn rôto ngược lại, sđđ dịng điện dây quấn rơto đổi chiều nên mômen M ngược chiều n1, nghĩa ngược chiều rơto, nên mơmen hãm Máy biến tác dụng lên trục động điện, động sơ cấp kéo thành điện cung cấp cho lưới điện, nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 2.3 Roto quay ngược chiều từ trường quay, tốc độ n < (s > 1) Vì ngun nhân mà rơto máy điện quay ngược chiều từ trường quay, lúc chiều sđđ, dịng điện mơmen giống chế độ động điện Vì mơmen sinh ngược chiều quay với rơto nên có tác dụng hãm rơto lại Trong trường hợp này, máy vừa lấy điện lưới điện vào, vừa lấy từ động sơ cấp Chế độ làm việc gọi chế độ hãm điện từ CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC PHÂN LOẠI MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3.1 Phân theo kết cấu vỏ máy + Kiểu kín + Kiểu bảo vệ + Kiểu hở 3.2 Phân theo số pha + Một pha + Hai pha + Ba pha 3.3 Phân theo kiểu dây quấn rôto + Máy điện khơng đồng rơto lồng sóc + Máy điện không đồng rôto dây quấn CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐỊNH MỨC MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Các trị số định mức nhà máy thiết kế, chế tạo qui định ghi nhãn máy Vì máy điện không đồng chủ yếu dùng làm động điện nên nhãn máy ghi trị số định mức động sau : Công suất định mức Pđm(kW,W) Điện áp định mức Uđm (V) Dòng điện định mức Iđm (A) Tốc độ quay định mức nđm (vòng/phút) Hiệu suất định mức ηđm % Hệ số công suất định mức cosđm CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Đối với động điện không đồng bộ, công suất định mức cơng suất đầu trục động Cịn động ba pha, điện áp dòng điện ghi nhãn máy điện áp dòng điện dây tương ứng với cách đấu hình (Y) hay đấu hình tam giác (Δ) Từ trị số định mức ghi nhãn, ta tính được: Pđm P1đm   3UđmIđm cos đm đm Mômen quay định mức đầu trục : với Pđm ( W) Pđm (kW) Mđm   9550 đm n đm 2.n đm n đm đm   60 9,55 CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC ...CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Máy điện không đồng (KĐB) máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor n khác với tốc độ từ trường quay máy n1 Máy điện. .. chiều rơto, nên mơmen hãm Máy biến tác dụng lên trục động điện, động sơ cấp kéo thành điện cung cấp cho lưới điện, nghĩa máy điện làm việc chế độ máy phát điện CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM... suất nhỏ pha CHƯƠNG 7: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CẤU TẠO MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Máy điện khơng đồng (KĐB) gồm hai phận chủ yếu stator rotor, ngồi cịn có vỏ máy, nắp máy trục máy Trục làm