1) Cấu tạo
Kết cấu của mỏy điện khụng đồng bộ được trỡnh bày trờn hỡnh 5.1, gồm hai bộ phận chủ yếu là stato và rụto, ngoài ra cũn cú vỏ mỏy, nắp mỏy và trục mỏỵ
a) Phần tĩnh (hay stato)
Phần tĩnh mỏy điện khụng đồng bộ gồm hai phần chớnh là lừi thộp và dõy quấn, ngoài ra cũn cú vỏ mỏy và nắp mỏỵ
Vỏ mỏy để cố định lừi thộp và dõy quấn, khụng dựng làm mạch dẫn từ. Thường làm bằng gang hay thộp tấm hàn lạị
131
Hỡnh 5.1 Kết cấu chungcủa mỏy điện khụng đồng bộ
1. Lừi thộp; 2. Dõy quấn stato; 3. Nắp mỏy; 4. Ổ bi; 5.Trục mỏy;
6. Hộp đấu dõy; 7. Lừi thộp rụto; 8. Thõn mỏy; 9. Quạt giú làm mỏt; 10. Hộp quạt Lừi thộp là phần dẫn từ, cú dạng hỡnh trụ (Hỡnh 5.2b) làm bằng lỏ thộp kỹ thuật điện dày 0,35 mm hay 0,5 mm ộp lạị Khi đường kớnh ngoài lừi thộp Dn< 990 mm thỡ dựng những tấm trũn ộp lại (Hỡnh 5.2a). Khi Dn> 990 mm thỡ dựng những tấm hỡnh rẻ quạt ghộp lại thành khối trũn. Mặt trong của thộp cú xẻ rónh để đặt dõy quấn.
Lừi thộp được ộp vào trong vỏ mỏỵ
Hỡnh 5.2 Cấu tạo mạch từ của mỏy điện khụng đồng bộ
ạ Lỏ thộp rụto; b. Lỏ thộp stato: c. Lừi thộp stato
Dõy quấn stato là phần dẫn điện, thường làm bằng dõy đồng cú bọc cỏch điện và được đặt vào cỏc rónh của lừi thộp. Dũng điện xoay chiều ba pha chạy trong dõy quấn ba pha stato sẽ tạo nờn từ trường quaỵ
132
b) Phần quay (hay rụto)
Phần quay gồm cú lừi thộp, dõy quấn và trục mỏỵ
Lừi thộp rụto làm từ thộp kỹ thuật điện như stator, lừi thộp được ộp lờn trục quay, phớa ngoài cú xẻ rónh để đặt dõy quấn (hỡnh 5.2c).
Dõy quấn rụto cú hai kiểu:
Kiểu dõy quấn: dõy quấn giống như dõy quấn của statọ Dõy quấn ba pha của roto thường được đấu hỡnh sao, cũn ba đầu kia nối với ba vành trượt đặt cố định ở một đầu trục và thụng qua chổi than đấu với mạch điện bờn ngoàị Khi mỏy làm việc bỡnh thường dõy quấn rụto
được nối ngắn mạch (hỡnh 5.3). Hỡnh 5.3 Rụto dõy quấn của mỏy điện KĐB
- Kiểu lồng súc: trong mỗi rónh của stator đặt vào thanh dẫn bằng đồng hoặc bằng nhụm dài ra khỏi lừi sắt và được nối tắt ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hoặc bằng nhụm (hỡnh 5.4).
Hỡnh 5.4 Cấu tạo rụto lồng súc ạ Dõy quấn rụto lồng súc; b. Lừi thộp rụto
Khe hởkhụng khớ giữa stato và rụto: khe hở trong mỏy điện khụng đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 mm đến 1 mm trong mỏy điện cỡ nhỏ và vừa). Khe hở càng nhỏ càng tốt để hạn chế dũng điện từ húa lấytừ lưới điện vàọ
2) Nguyờn lý làm việc
Mỏy điện khụng đồng bộ là loại mỏy điện quay làm việc theo nguyờn lý cảm ứng điện từ. Khi cho dũng điện ba pha vào ba dõy quấn stato đặttrong lừi thộp sẽ tạo
ra từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1= 60f/p (với f là tần số lưới điện đưa vào, p là số đới cực của mỏy). Từ trường này quột qua cỏc thanh dẫn của dõy quấn rụto nối ngắn mạch, nờn cỏc sức điện động cảm ứng e2 sẽ sinh ra dũng điện trong cỏc thanh dẫn rụto
133 i2. Lực tỏc dụng tương hỗ giữa từ trường quay với thanh dẫn mang dũng điện rụto, kộo rụto quay cựng chiều quay từ trường với tốc độ n.
Trong những phạm vi tốc độ khỏc nhau thỡ chế độ làm việc của mỏy cũng khỏc nhaụ Để chỉ phạm vi tốc độ của mỗi mỏy người ta dựng hệ số trượt s. Theo định nghĩa hệ số trượt bằng: 1 1 n n n s (5.3)
a) Trường hợp rụto quay cựng chiều với từ trường quay nhưng n < n1 (0 < s < 1)
Giả sử chiều quay n1 của và chiều quay n của rụto như hỡnh vẽ (hỡnh 5.5a).
Theo quy tắc bàn tay phải xỏc định được chiều e2, i2. Theo qui tắc bàn tay trỏi xỏc định được lực Fđt và mụmen M. Ta thấy lực điện từ Fđt cựng chiều quay của rụto, nghĩa là điện năng đưa tới stato thụng qua từ trường đó biến đổi thành cơ năng trờn trục làm quay rụto theo chiều từ trường quay, như vậy mỏy làm việc ở chế độ động cơ điện.
Hỡnh 5.5 Quỏ trỡnh tạo mụmen trong mỏy điện khụng đồng bộ ạ Động cơ; b. Mỏy phỏt; c. Hóm
b) Trường hợp rụto quay cựng chiều với từ trường quay nhưng n > n1 (s < 0)
Cuộn dõy Stato được nối với nguồn. Dựng một động cơ sơ cấp quay rụto của mỏy điện khụng đồng bộ vượt tốc độ đồng bộ n > n1 (hỡnh 5.5b). Lỳc đú chiều của từ trường quay quột qua dõy quấn rụto ngược lại, sức điện động và dũng điện trong dõy quấn rụto cũng đổi chiều nờn chiều của M ngược với chiều quay của rụto nờn đú là
momen hóm. Như vậy mỏy biến cơ năng tỏc dụng nờn trục rụto do động cơ sơ cấp kộo thành điện năng. Mỏy làm việc ở chế độ mỏy phỏt.
c) Trường hợp rụto quay ngược chiều từ trường quay n < 0 ( s < 1)
Vỡ nguyờn nhõn nào đú mà rụto quay ngựơc chiều với từ trường quay (hỡnh 5.5c), lỳc này chiều của sức điện động và dũng điện trong dõy quấn rụto giống như ở chế độ động cơ. Vỡ mụmen sinh ra ngược chiều với n nờn cú tỏc dụng hóm rụto
134
lạị Trong trường hợp này mỏy vừa lấy điện năng ở lưới điện vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp. Chế độ làm việc như vậy gọi là chế độ hóm điện từ.