- Cẩn thận, nghiờm tỳc, an toàn.
1. Cấu tạo, nguyờn lý làm việc của động cơ khụng đồng bộ 3ph a:
Mục tiờu:
- Trỡnh bày được cấu tạo của ĐC KĐB 3 pha; - Giải thớch được nguyờn lý làm việc ;
- Giải thớch được cỏc thụng số kỹ thuật của ĐC KĐB 3 pha.
1.1. Cấu tạo của động cơ khụng đồng bộ 3 pha rụ to lồng súc
Gồmphần tĩnh (stato) và phần quay (rụ to) cỏch nhau khe hở khụng khớ δ. 1.1.1. Cấu tạo phần tĩnh (Stato): Trờn Stato, cú vỏ, lừi sắt và dõy quấn.
* Vỏ mỏy:
Vỏ mỏy cú tỏc dụng cố định lừi sắt và dõy quấn, khụng dựng để dẫn từ. Thường vỏ mỏylàm bằng gang. Đối với mỏy cú cụng suất lớn (1000kW) thường dựng thộp tấm hàn lại làm thành vỏ. Tuỳ theo cỏch làm nguội mà hỡnh dạng vỏ cũng khỏc nhau .
* Lừi sắt:
Là phần dẫn từ của mỏy. Vỡ từ trường đi qua lừi sắt là từ trường quay nờn để giảm tổn hao do dũng điện xoỏy Fucụ lừi sắt được làm bằng những lỏ thộp kỹ thuật điện dày 0,3- 0,5mm cú phủ sơn cỏch điện trờn bề mặt ộp chặt lại với nhau. Nếu lừi sắt ngắn thỡ ộp thành một khối, nếu lừi sắt dài thỡ người ta ghộp thành từng thếp ngắn 6-8cm đặt cỏch nhau 1cm để thụng giú. Khi đường kớnh ngoài lừi sắt nhỏ hơn 990 mm thỡ dựng cả tấm trũn. Khi đường kớnh ngoài lớn hơn trị số trờn thỡ dựng những tấm rẻ quạt ghộp lại thành khối trũn (hỡnh 2- 5).
Hỡnh 2- 5: Lỏ thộp và lừi thộp Stato
* Dõy quấn: Thường làm bằng dõy đồng tiết diện trũn hoặc chữ nhật được bọc cỏch điện cẩn thận và quấn thành cỏc bối dõy đặt trong rónh cú lút cỏch điện.
Kiểu dõy quấn cú thể là 1, 2, 3 pha.
1.1.2. Cấu tạo phần quay (Rụto): Gồm 2 bộ phận chớnh là lừi sắt và dõy quấn. *Lừi sắt :
Cấu tạo từ cỏc là thộp kỹ thuật điện, ộp chặt với nhau và ộp lờn trục mỏy hoặc giỏ rụto của mỏy. Phớa ngoài rụto cú xẻ rónh đặt dõy quấn.
Hỡnh 2- 6. Lỏ thộp Roto và những kiểu rónh đặc biệt như rónh sõu, rónh hai lồng súc (lồng súc kộp) thanh dẫn bằng đồng hoặc đỳc nhụm
* Dõy quấn rụto : Gồm 2 loại rụto dõy quấn thụng thường và rụto lồng súc
- Rụto dõy quấn:
Rụto cú dõy quấn giống dõy quấn Stato. Kết cấu dõy quấn rụto cần chặt chẽ để chống sự phỏ hỏng của lực ly tõm. Dõy quấn rụto thường đấu hỡnh sao, 3 đầu cũn lại được nối với 3 vành trượt bằng đồng cố định trờn trục và thụng qua chổi than để đấu với mạch ngoài . Mạch ngoài là cỏc điện trở phụ để cải thiện
mở mỏy, điều chỉnh tốc độ. Khi mỏy làm việc bỡnh thường thỡ dõy quấn rụto được nối ngắn mạch.
Hỡnh2-7. Rụto dõy quấn
- Rụto lồng súc:
Cấu tạo từ cỏc thanh dẫn bằng dồng hoặc nhụm đặt trong rónh của rụto, hai đầu được nối tắt bằng vành ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhụm làm thành một cỏi lồng gọi là lồng súc ( hỡnh 2- 8) .
Hỡnh 2-8. Rụto lồng súc
Dõy quấn lồng súc khụng cần cỏch điện với lừi sắt (vỡ số vũng ớt nờn điện ỏp thấp). Để cải thiện tớnh năng mở mỏy, với mỏy cụng suất lớn cú thể làm rónh sõu, hay hai rónh lồng súc (gọi là lồng súc kộp - Hỡnh 2-6).
Trong mỏy cụng suất nhỏ rónh ro to thường làm chộo đi một gúc so với tõm trục nhằm mục đớch là giảm súng hài bậc cao cải thiện dạng sức điện động của mỏy.
Vỡ rụto là khối trũn nờn khe hở đều và rất nhỏ, khoảng (0,2 – 1 )mm. Khe hở càng nhỏ thỡ dũng từ hoỏ càng nhỏ từ trở càng nhỏ nờn hệ số cụng suất của mỏy càng cao .
1.2. Nguyờn lý làm việc:
1.2.1.Từ trường của mỏy điện khụng đồng bộ:
Khi cho hệ thống dũng điện ba pha đối xứng vào dõy quấn ba pha stato của mỏy điện khụng đồng bộ, trong mỏy sẽ xuất hiện một từ trường quay với tốc độ đồng bộ n1: 1 60f n p (2-1) Trong đú: f1 - tần số dũng điện lưới, p - số đụi cực của mỏy.
Từ trường này quột qua dõy quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trờn lừi sắt rụto và cảm ứng trong dõy quấn đú sđđ và dũng điện. Từ thụng do dũng điện này sinh ra kết hợp với từ thụng của stato tạo thành từ thụng tổng qua khe hở. Dũng điện trong dõy quấn roto tỏc dụng với từ thụng khe hở sinh ra mụ men. Tỏc dụng đú cú quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rụto. Trong những phạm vi tốc độ khỏc nhau thỡ chế độ làm việc của mỏy cũng khỏc nhau .
Để chỉ phạm vi tốc độ của mỏy điện khụng đồng bộ, người ta đưa ra hệ số trượt s. Theo định nghĩa hệ số trượt s bằng:
1 1 % n n100% s n (2-2) s - hệ số trượt n1 - tốc độ từ trường quay n - tốc độ rụto
- Khi rụ to quay cựng chiều từ trường và n < n1 thỡ 0 < s < 1, mỏy làm việc ở chế độ ĐC,
- Khi rụ to quay cựng chiều từ trường và n > n1thỡ s < 0, mỏy làm việc ở chế độ MF,
- Khi rụ to quay ngược chiều từ trường n < 0 thỡ s > 1, mỏy làm việc ở chế độ hóm.
1.2.2. Nguyờn lý làm việc:
Động cơ KĐB 3 pha làm việc dựa trờn nguyờn lý cảm ứng điện từ.
Để minh họa trờn hỡnh 2-9, vẽ từ trường quay tốc độ n1, chiều sức điện động và dũng điện cảm ứng trong thanh dẫn roto, chiều cỏc lực điện từ F.
Hỡnh 2-9. Chế độ động cơ
Cho dũng điện xoay chiều 3 pha đi vào dõy quấn 3 pha đặt trong lừi sắt Stato của động cơ, dũng điện xoay chiều 3 pha này sẽ sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ: 1 60f n p
Từ trường này quột qua dõy quấn nhiều pha bị nối ngắn mạch đặt trờn lừi sắt rụto và cảm ứng trong dõy quấn đú sức điện động và dũng điện cảm ứng. Khi xỏc định chiều sức điện động cảm ứng, ta căn cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn đối với từ trường. Nếu coi từ trường là đứng yờn, thỡ chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn roto ngược với chiều n1.
Áp dụng qui tắc bàn tay phải xỏc định được chiều sđđ cảm ứng và dũng điện cảm ứng như hỡnh vẽ (dấu + chỉ chiều dũng điện từ ngoài vào trong; dấu . chỉ chiều dũng điện từ trong ra ngoài).
Dũng điện cảm ứng tỏc dụng với từ trường sinh ra lực điện từ F tỏc dụng lờn dõy dẫn, cú chiều xỏc định theo qui tắc bàn tay trỏi. Lực này sẽ tạo ra mụ men làm cho rụto quay với tốc độ n theo chiều của từ trường và nhỏ hơn n1.
Do tốc độ quay của rụto khỏc tốc độ quay của từ trường nờn gọi là động cơ khụng đồng bộ.
Độ chờnh lệch giữa tốc độ của từ trường quay n1 và tốc độ quay của rụto được đặc trưng bởi hệ số trượt s;
Khi rụto quay với tốc độ đinh mức s = (0,02 0,06). Tốc độ động cơ là: n = n1 ( 1- s ) vg/ ph (2 – 3)
1.3. Cỏc thụng số kỹ thuật:
Động cơkhụng đồng bộ cú cỏc trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật của mỏy. Cỏc trị số này do nhà mỏy thiết kế, chế tạo quy định và được ghi trờn nhón mỏy. Khi đấu dõy để đưa động cơ vào làm việc ta cần nắm vững cỏc đại lượng định mức này.
* Pđm hay P2 (kW, W): đú là cụng suất định mức ở đầu trục (cụng suất cơ). Cú những mỏy cũn ghi thờm chữ HP- tức là tớnh bằng mó lực; 1HP= 736W
* Iđm (A): dũng điện dõy định mức * Uđm(V): điện ỏp dõy định mức
* /Y: Cỏch đấu dõy hỡnh tam giỏc /sao
* Vg/ph: Tốc độ quay định mức của Rụto (vũng/phỳt) * %: Hiệu suất định mức, tớnh theo phần trăm
* Hz: tần số của lưới điện (Hz- Hộc) * cos : Hệ số cụng suất định mức
Ngoài ra, trờn nhón mỏy cũn ghi trọng lượng, năm sản xuất… VD- Nhón động cơ -ý nghĩa cỏc ụ chữ như sau
Hỡnh 2-10. Nhón của Động cơ KĐB 3 pha
1 - Kiểu: 3K12Sa4
- Ký tự 3K, hoặc 4K :Động cơ khụng đồng bộ 3 pha lồng súc. - Số 112: Chỉ chiều cao từ chõn động cơ đến tõm trục quay (mm) - Ký hiệu bằng chữ S; M, L chỉ kớch thước lắp đặt theo chiều dài thõn - S: Chiều dài thõn, kớch thước lắp đặt thõn ngắn.
- M: Chiều dài thõn, kớch thước lắp đặt thõn trung bỡnh. - L: Chiều dài thõn, kớch thước lắp đặt thõn dài.
- Đối với động cơ cú chiều cao tõm trục quay dưới 90mm. Ký hiệu bằng cỏc chữ cỏi A,B,C (Vớ dụ 80A;80B). Kớch thước lắp đặt động cơ giống nhau.
- Số cuối cựng chỉ số đụi cực động cơ:
Số 2: Động cơ cú số đụi cực 2p=2 tương ứng với tốc độ 3000vg/ph. Số 4: Động cơ cú số đụi cực 2p=4 tương ứng với tốc độ 1500vg/ph. Số 6: Động cơ cú số đụi cực 2p=6 tương ứng với tốc độ 1000vg/ph. Số 8: Động cơ cú số đụi cực 2p=8 tương ứng với tốc độ 750vg/ph. 2 - 3 pha: Động cơ sử dụng lưới điện xoay chiều 3 pha
3 - 50Hz : Tần số lưới điện xoay chiều 50Hz.
4 - Cấp F: Cấp chịu nhiệt của vật liệu cỏch điện và cuộn dõy lớn nhất là 1550
C 5 - IP : Cấp bảo vệ động cơ với bờn ngoài:
- IP23 Động cơ kiểu hở (nước và bụi vào được bờn trong cuộn dõy)
- IP44 Động cơ kiểu kớn (Bảo vệ được giọt nước rơi vào bất kỳ hướng nào, bảo vệ được vật lạ kớch thước F1mm khụng thõm nhập vào động cơ).
6 - Cụng suất trờn trục động cơ kW hay mó lực HP.
7 - h% : Hiệu suất của động cơ tớnh theo phần trăm cụng suất đầu vào. 8 - Cosφ : Hệ số cụng suất của động cơ điện.
9 - Δ/Y: 220/380 Điện ỏp cấp cho động cơ. - Lưới điện 3 pha điện ỏp 220V nối tam giỏc Δ - Lưới điện 3 pha điện ỏp 380V nối sao Y. Hoặc Δ/Y: 380/660V
- Lưới điện 3 pha điện ỏp 380V nối tam giỏc Δ - Lưới điện 3 pha điện ỏp 660V nối sao Y.
10 - Δ/Y: 19,8/11,4(A) Dũng điện dõy định mức của động cơ. Khi nối tam giỏc (Δ) dũng điện 19,8A, nối sao (Y) dũng điện 11,4A.
11 - Tốc độ quay trờn trục động cơ vũng /phỳt (1435vg/ph) (R.P.M) 12 - Khối lượng động cơ (kg).
13 - NO Số xuất xưởng, năm sản xuất.