Học thuộc phần bài tập trên để kiểm tra vấn đáp vào buổi học tiếp theo

3.1.1. Nguyên lý làm việc của MĐKĐB 1. Nguyên lý làm việc

 Cho dòng điện xoay chiều 3 pha vào dây quấn 3 pha của stato máy điện, trong lõi thép stato sẽ hình thành một từ trường quay quay với tốc độ:

trong đó: f1- tần số của dòng xoay chiều 3 pha; p - số cặp cực từ của máy.

• Từ trường quay của stato quét qua các thanh dẫn của dây quấn rôto, cảm ứng nên trong dây quấn rôto sức điện động (s.đ.đ) cảm ứng E.

• Chiều s.đ.đ cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay phải

• Vì dây quấn rôto luôn kín mạch nên trong nó có dòng điện iR. Dòng iR lại sinh ra từ trường, từ trường rôto kết hợp với từ trường quay của stato tạo thành từ trường trong khe hở giữa stato và rôto.

Tác dụng giữa từ trường khe hở với dòng điện trong dây quấn rôto sinh ra lực điện từ Fđt, chiều của lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái. Tập hợp các lực điện từ tác dụng lên các thanh dẫn của rôto tạo ra mômen làm cho rôto quay theo chiều từ trường quay Tốc độ của rôto n luôn luôn khác tốc độ của từ trường quay n1 (n ≠ n1), vì vậy gọi là động cơ

không đồng bộ 2. Hệ số trượt s

• Sự khác nhau giữa tốc độ rôto và tốc độ từ trường quay được biểu hiện ở hệ số trượt s:

1 1 1 1 .100% n n n n s hay s n n    

n: tốc độ quay của rotor, n1: tốc độ quay của từ trường

• Từ biểu thức của hệ số trượt ta có:

11 1 60 (1 ) f .(1 ) n n s s p    

3. Các chế độ làm việc của máy điện không đồng bộ (3 chế độ): + Chế độ động cơ điện

+ Chế độ máy phát điện + Chế độ hãm điện từ

3.1.1.1. Chế độ động cơ điện

• Rotor quay cùng chiều với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ (0 < n < n1 hay 0 < s < 1)

3.1.1.2. Chế độ máy phát điện

• Rotor quay cùng chiều với từ trường quay nhưng tốc độ nhanh hơn tốc độ đồng bộ (n > n1

hay s < 0)

3.1.1.3. Chế độ hãm điện từ

• Rotor quay ngược chiều với từ trường (n < 0 hay s > 1)

pf f n1  60 1

14

3.1.2. Cấu tạo của MĐKĐB

• Máy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau:

 Phần tĩnh - Stator

 Phần quay - Rotor

 Khe hở không khí giữa rôto và stato 3.1.2.1. Phần tĩnh gồm:  Lõi sắt  Dây quấn  Vỏ máy a) Lõi sắt • Là phần dẫn từ

Lõi sắt được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,35 ÷ 0,5 mm, bề mặt có phủ sơn cách điện để chống tổn hao do dòng điện xoáy (dòng fuco).

b) Dây quấn

• Là phần dẫn điện, được làm bằng dây đồng có bọc cách điện c) Vỏ máy

• Gồm

 Thân máy

 Nắp máy

 Chân đế

 Vỏ không dùng làm mạch từ và gang rẻ hơn thép => vỏ máy ĐC KĐB công suất nhỏ và trung bình thường đúc bằng gang (vì). => Tại sao vỏ máy của ĐC KĐB công suất nhỏ, trung bình thường làm bằng gang mà không dùng thép

 Với các máy công suất tương đối lớn (1000 kW) thường dùng thép tấm cuốn lại và hàn thành vỏ.

 Lõi thép stato của máy điện không đồng bộ được ghép bằng các lá thép kỹ thuật điện để giảm tổn hao do dòng Fu-Cô trong máy

3.1.2.2. Phần quay gồm:

 Lõi thép

 Dây quấn

 Các bộ phận khác như trục máy, cánh quạt làm mát (với máy cỡ nhỏ)

a) Lõi thép: Trên thực tế, tổn hao sắt ở lõi thép rôto khi máy làm việc là rất nhỏ nên không cần dùng thép kĩ thuật điện.

b) Dây quấn rôto

• Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ chia thành hai loại: Rôto kiểu dây quấn, Rôto kiểu lồng sóc

• Rotor lồng sóc có ưu điểm cấu tạo đơn giản, chắc chắn, giá thành rẻ nhưng khả năng điều chỉnh tốc độ kém và dòng mở máy lớn

• Rotor dây quấn có đặc điểm: cấu tạo phức tạp hơn rotor lồng sóc 3.1.2.3. Khe hở

3.1.3. Các đại lượng định mức của MĐKĐB

 Công suất định mức ở đầu trục: Pđm (W, kW).

 Dòng điện dây định mức: Iđm (A).

 Tốc độ quay định mức nđm (vòng/phút).

 Tần số nguồn định mức fđm (Hz).

 Hiệu suất định mức ηđm

15

BÀI TẬP VỀ NHÀ MÔN MÁY ĐIỆN 1 – CHƯƠNG 3 - SỐ 2

 Yêu cầu:

+ Chép vào vở phần ôn tập sau, ghi rõ họ tên sinh viên, mã sinh viên, lớp và chụp ảnh lại gửi vào địa chỉ email: trungdt83epu@gmail.com. Tiêu đề gửi là: chụp ảnh lại gửi vào địa chỉ email: trungdt83epu@gmail.com. Tiêu đề gửi là: Họ và tên - Lớp – Mã sinh viên - nộp bài tập ngày….

+ Học thuộc phần bài tập trên để kiểm tra vấn đáp vào buổi học tiếp theo 3.2.1. Mở máy ĐCKĐB: 3.2.1. Mở máy ĐCKĐB:

3.2.1.1. Những yêu cầu mở máy động cơ không đồng bộ ba pha: • Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải • Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt

• Phương pháp mở máy, thiết bị sử dụng đơn giản, rẻ tiền, an toàn và chắc chắn • Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt

3.2.1.2. Các phương pháp mở máy động cơ không đồng bộ ba pha: 3 phương pháp chính (trong đó phương pháp thứ 2 gồm 3 phương pháp phụ)

• Mở máy trực tiếp động cơ điện rôto lồng sóc

• Hạ điện áp khi mở máy (gồm 3 phương pháp: Mắc nối tiếp cuộn kháng vào mạch stato, Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy, Mở máy bằng đổi nối Y – Δ)

• Mở máy bằng cách ghép thêm điện trở phụ vào mạch rôto a) Mở máy trực tiếp động cơ điện rôto lồng sóc

• Đóng trực tiếp động cơ vào lưới với Umm = Uđm

• Ưu điểm: Đơn giản, thiết bị sử dụng ít, mômen mở máy Mmm lớn, thời gian mở máy nhanh.

• Nhược điểm: Không hạn chế được dòng điện mở máy Imm.

• Mở máy trực tiếp thường được áp dụng cho ĐC KDB rotor lồng sóc công suất nhỏ vì: Thời gian mở máy nhanh, thực hiện đơn giản và dòng điện mở máy tăng nhiều lần nhưng không quá lớn

b) Mắc nối tiếp cuộn kháng vào mạch stato

 Đặc điểm: Sử dụng một cuộn kháng mắc nối tiếp với động cơ để hạ điện áp mở máy => Giảm dòng điện mở máy

• Ưu: thiết bị đơn giản, giảm được dòng điện mở máy • Nhược: Mômen mở máy giảm bình phương lần. • Mục đích: Giảm dòng điện mở máy

c) Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy

 Đặc điểm: Sử dụng một máy biến áp tự ngẫu mắc phía cao vào điện lưới, phía hạ vào động cơ để hạ điện áp mở máy => giảm dòng điện mở máy

• Ưu điểm: Cùng mômen mở máy như nhau, dòng điện mở máy khi dùng BATN nhỏ hơn nhiều so với mở máy bằng cuộn kháng. Ngược lại, nếu dòng điện mở máy lấy từ lưới vào như nhau thì mômen mở máy khi dùng BATN lớn hơn.

d) Mở máy bằng đổi nối Y – Δ

• Đặc điểm: Phương pháp mở máy bằng đổi nối Y-Δ tương đối đơn giản, giảm được dòng điện mở máy nhưng chỉ được dùng đối với những động cơ điện khi làm việc bình thường đấu Δ.

• Mục đích: Giảm dòng điện mở máy

e) Mở máy bằng cách ghép thêm điện trở phụ vào mạch rôto

• Ghép thêm điện trở phụ vào mạch rôto vừa đạt được mômen mở máy lớn, vừa giảm được dòng điện mở máy.

16 3.2.2. Điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB:

• Trên stato:

+ Thay đổi số đôi cực của dây quấn stato + Thay đổi tần số nguồn cung cấp

+ Thay đổi điện áp đưa vào dây quấn stato: U = x.Uđm (x < 1) => 1

2

(1 s )

n n

x

  => Khi điện áp giảm thì hệ số trượt tăng lên

• Trên roto:

+ Thay đổi điện trở rotor: Khi ghép thêm điện trở phụ vào mạch rotor thì tốc độ của động cơ giảm đi

+ Nối tiếp trên mạch rôto một hay nhiều máy điện (gọi là nối cấp) 3.2.3. Đặc điểm và phạm vi sử dụng của ĐCKĐB:

• Máy điện không đồng bộ chủ yếu dùng làm động cơ điện.

• Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ => động cơ KĐB được sử dụng rất phổ biến.

• Nhược điểm: hệ số cos của máy thường không cao lắm, đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt lắm nên ứng dụng của máy điện KĐB có phần hạn chế.

17