Phương trình sức điện động và dòng điện của rotor

- Vẽ sơ đồ khai khiển dây quấn song đơn 2p=4, G=S=Znt=15.

Chương 2: CÁC QUAN HỆ ĐIỆN TỪ TRONG MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ

2.2.3. Phương trình sức điện động và dòng điện của rotor

Nếu rotor kín mạch thì trong dây quấn rotor có dịng điện I2, dòng điện này sẽ tạo nên từ thông 2 và cảm ứng trên dây quấn rotor sức điện động E2s = s E2 và sức điện động tản E2 = - j I2 X2 s

Theo định luật Kirkhoff 2

Ė2s + Ė2 = Ė2s – j I2 X2s = I2 R2

Hay Ė2s = İ2 Z2s = İ2 ( R2 + jX2 s )

Do đó İ Ė2s = Z2sĖ2s = R2 + jX2 s s Ė2 (2–18) Nếu qui đổi rotor về stator, ta có: E’2s = I’2 Z’2s

Trong đó Z’2s = R’2 + jX’2 s là tổng trở quy đổi của rotor

İ Ė2s = Z2sĖ2s = R'2 + j s X'2 s Ė2

Hay I’2 = s E'2

R'22 + s2 X'22

Để thiết lập phương trình mới có ý nghĩa, ta có thể biến đổi biểu thức như sau

İE2S = R'2 + jX'2 s = s Ė2 R'2 Ė2 s + jX'2

Từ biểu thức (2 – 19) cho thấy phía thứ cấp có sức điện động khi rotor quay là E2s với f2 = s f1 được thay bằng sức điện động E2 khi rotor đứng yên với tần số f1 và điện kháng khi rotor quay là sX2 được thay bằng điện kháng khi rotor đứng yên X2. Muốn trong mạch thứ cấp vẫn là dòng điện I2 ta chỉ việc thay điện trở thực R2 bằng một điện trở mới có giá trị

R'2

s = R’2 + R’2 1 - s s

Như vậy, nếu rotor quay và vẫn giữ nguyên giá trị dòng điện thì cần phải đưa vào mạch thứ cấp một điện trở giả tưởng là R’2 1 - s s và đây là đại lượng đặc trưng cho công suất cơ Pcơ của động cơ

Trong dây quấn rotor, dòng điện I2 tạo nên sức từ động F2 làm cho rotor quay với tốc độ n2 tương ứng với tần số f2. Ta có n2 = 60 f2 p = 60 s f1 p = s n1

Suy ra n2 = n1 n1 - n n1 = n1 – n Hay: n1 = n2 + n

Từ biểu thức trên cho thấy sức từ động của rotor quay trong không gian luôn luôn với tốc độ và chiều như sức từ động của stator. Do súc từ động F1 và F2 quay cùng chiều nên có thể xem chúng chuyển động tương đối với nhau và tạo sức từ động tổng F0. Nghĩa là sức từ động hình sin F2 cần phải lệch về không gian tương đối so với F1 một góc sao cho F0 tạo nên từ thơng m.

Theo điều kiện cân bằng sức từ động

F1 + F2 = F0

Suy ra I1 + I2 = I0

Kết luận: Hệ phương trình cơ bản lúc rotor quay là

Ů1 = - Ė1 + İI1 ( R1 + jX1 ) 0 = - Ė2 + İI2 ( R'2 s + jX’2 ) E1 = E’2 ; I0 = I1 + I2 - E1 = j I0 Zm

*) Mạch điện thay thế của máy điện khơng đồng bộ

Từ hệ phương trình cơ bản trên, ta xây dựng sơ đồ mạch điện thay thế như hình vẽ

Nhận xét

Tương tự như máy biến áp nhưng khác với máy biến áp chỉ biến đổi điện năng từ điện áp ở sơ cấp sang điện áp khác ở thứ cấp còn ở máy điện không đồng bộ biến đổi điện năng thành cơ năng