CHƯƠNG 1 : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY ĐIỆN
3.4. Nguyên lý làm việc cơ bản của máy điện khơng đồng bộ
3.4.1. Nguyên lý chung
Khi trong lõi thép stator của Máy điện khơng đồng bộ tạo ra 1 từ trường quay với tốc độ là
p f 60 n1 1
Trong đĩ: f1 là tần số của lưới điện (lưới điện Việt Nam cĩ f=50Hz) p là số đơi cực của máy.
Thì từ trường này quét qua dây quấn nằm trên lõi thép rơto và cảm ứng trong đĩ một suất điện động và dịng điện I2, và dịng điện này cũng sinh ra từ trường Φ2 hợp với từ trường quay do stato sinh ra tạo thành từ trường tổng nằm giữa khe hở lõi thép rotor và stator, tác dụng lên từng thanh dẫn cĩ dịng điện ở dây quấn rotor , sinh ra mơ men; và tác dụng đĩ cĩ quan hệ mật thiết với tốc độ quay của rotor n2 Phản ánh chế độ làm việc của máy điện.
Do n1 ≠ n2, ta dùng khái niệm về hệ số trượt s: .100 n n n % s 1 2 1 để đặc trưng
cho máy điện khơng đồng bộ.
3.4.2. Trường hợp làm việc của máy điện khơng đồng bộ.
a. Trường hợp Roto quay thuận với từ trường quay, nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ 0< n2 < n1 ( hình 3.7)
Đây là trường hợp máy điện làm vịêc ở chế độ động cơ điện.
Do n < n1 nên từ trường quay quét qua thanh dẫn rơto theo chiều quay của từ trường, làm cho Roto xuất hiện suất điện động cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay phải, I2 tác dụng với
từ trường quay và từ trường tổng F0 tạo ra 1 lực điện từ (Fđt được xác định theo quy tắc bàn tay trái), tạo ra mơ men quay làm cho Roto quay.
Như vậy Roto đã biến thành cơ năng trên trục Roto Máy điện khơng đồng bộ biến thành động cơ điện khơng đồng bộ.
Động cơ điện khơng dồng bộ chỉ làm việc khi tốc độ rotor nhỏ hơn tốc độ từ trưịng quay. Lúc đĩ mới cĩ sự chuyển động tương đối giữa từ trường và dây quấn rotor và như vậy trong dây quấn rotor mới sinh ra được dịng điện cảm ứng và mơ men kéo rotor quay.
Hình 3.7 - Chế độ động cơ điện của máy điện KĐB
Đây là chế độ làm việc cĩ nhiều ưu điểm nhất và được chế tạo nhiều động cơ điện khơng đồng bộ trong thực tế để kéo các máy sản xuất.
b. Trường hợp Roto quay thuận và quay nhanh hơn tốc độ đồng bộ (n2 > n1) Dùng 1 động cơ sơ cấp kéo Roto quay
n2 > n1 (hình 3.8)
Từ trường tác dụng dây quấn Roto tạo ra I2 cĩ chiều ngược với chiều quay tác dụng hãm từ trường quay của từ trường. Nếu lấy thêm p cĩ thắng lực hãm kéo Roto quay, như vậy máy đã biến cơ năng thành điện năng. Vì vậy máy đã làm việc ở chế độ máy phát điện khơng đồng bộ.
Do kết cấu, đặc điểm và nguyên lý làm việc nên trong thực tế người ta khơng chế tạo
và sử dụng máy điện khơng đồng bộ làm việc ở chế độ máy phát điện. Vì máy phát điện loại này hiệu suất làm vịêc thấp, tổn hao nhiều.
c. Trường hợp rotor quay ngược với chiều từ trường quay n2 < 0 (hình 3.9)
Vì một nguyên nhân nào đĩ rotor quay ngược với chiều của từ trường quay thì lúc đĩ chiều của sức điện động, dịng điện và mơmen vẫn giống như ở chế độ động cơ điện. Vì mơmen sinh ra ngược với chiều quay của rotor, nên cĩ tác dụng hãm rotor dừng lại. Trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới vào, vừa lấy cơ năng ở phía rotor. Chế độ làm việc như vậy gọi là chế độ hãm.