Xem mẫu
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Chương 2: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
I. Giới thiệu
I.1. Cấu tạo
Rotor dây quấn Rotor lồng sóc
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 1
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
A
N
B
A
N
C
Stator cực từ ẩn Stator cực từ lồi
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 2
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Rotor bar
Brotating
ω
Force
Ir
Ring
Rotor dây quấn Rotor lồng sóc
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 3
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
I.2. Từ trường quay
B
A
N
C
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 4
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
I.3. Nguyên lý làm việc
Rotor bar
Brotating
ω
Force
Ir
Ring
B
A
N
C
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 5
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
II. Mạch tương đương
jXr
Rs jXs Rr
& &
Is Ir
&
& Es &
Us Er
jXm
Stator Rotor đứng yên
Rs jsXr
jXs Rr
& &
Is Ir
&
Im
&
& Es
Us &
s Er
jXm
Stator với dòng từ hoá Rotor quay
Rr
Rs jXr
jXs
& s
&
Is Ir
&
Im
&
& Es
Us &
Er
jXm
Stator với dòng từ hoá Rotor quay quy về đứng yên
R 'r
Rs jX’r
jXs
& s
&'
Is Ir
&
Im
&
& Es
Us &
E 'r
jXm
Stator với dòng từ hoá Rotor quy về stator
R 'r
jX’r
Rs jXs s
& &'
Is Ir
&
Im
&&
& E s E 'r
Us
jXm
Stator với dòng từ hoá Rotor quy về stator
⎛1− s ⎞ '
R 'r
= R 'r + ⎜ ⎟R r
s ⎝s⎠
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 6
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
jX’r
Rs jXs R 'r
& &'
Is Ir
&
Im
1− s '
&
Us Rr
s
jXm
Mạch tương đương động cơ KĐB với dòng từ hoá
Rs jX’r
j Xs R 'r
& &'
Ir
Is
1− s '
& &
Im
I Fe Rr
&
Us s
RFe jXm
Mạch tương đương động cơ KĐB với tổn hao sắt từ
Rs jX’r
j Xs R 'r
& &'
Is Ir
&
Im
Rm 1− s '
&
Us Rr
s
j Xm
Mạch tương đương của động cơ KĐB
Rs jX’r
jXs R 'r
& &'
Is Ir
1− s '
& &
I Fe Im Rr
&
Us s
RFe jXm
Maïch töông ñöông dạng hình Γ
Rs jX’r
jXs
& &'
Ir
Is
&
Im R 'r
Rm
&
Us s
jXm
Mạch tương đương của động cơ KĐB
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 7
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Rs jX’r
j Xs &
Is
R 'r
&
Us s
Mạch tương đương đơn giản của động cơ KĐB
III. Phân bố công suất và hiệu suất
& &' PCur/3
PCus/3
Is Ir
Pthcơ + Pout
Psr/3
Pin/3 Pc/3
& &
I Fe Im
PFe/3
Phân bố công suất trong ĐC KĐB 3 pha
Pin Pout
Psr=Pđt Pc= Pcơ
PCus PFe PCur Pthcơ
IV. Thí nghiệm không tải, thí nghiệm ngắn mạch
IV.1. Thí nghiệm ngắn mạch
Rs jX’r
j Xs R 'r
& & ' >> &
Ir Im
Is
&
Im
Rm 1− s '
&
Us Rr
s
j Xm
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
Rs jX’r
j Xs R 'r
&
In
&
Un
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 8
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
jXn
& Rn
In
&
Un Pn/3
Pn/3
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
IV.2. Thí nghiệm không tải
Rs jX’r
jXs &' → 0
& Ir
Is
&
Im Rr'
→∞
Rm
&
Us s
jXm
Không tải: n→ns: s→0
Rs jXs &' → 0
& Ir
I0
&
I0
PCus/3
Rm
Pthcơ ≠0
& PFe/3
U0
jXm
P0/3
Không tải: n→ns: s→0, Pthcơ ≠ 0
Rs jX’r
j Xs R 'r
& &'
Ir
Is
1− s '
& &
I Fe Im Rr
&
Us s
RFe jXm
Mạch tương đương động cơ KĐB với tổn hao sắt từ
Rs jX’r
j Xs R 'r
& &'
Is Ir
1− s '
& &
I Fe Im Rr
&
Us s
RFe j Xm
Maïch töông ñöông dạng hình Γ
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 9
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
&
I0
& &
I Fe Im
& Pthcơ ≠0
U0
PFe/3
RFe jXm
P0/3
Không tải: n→ns: s→0, Pthcơ ≠ 0
V. Khởi động động cơ không đồng bộ
Rs jX’r
j Xs &'
&
Is Ir
&
Im R 'r
Rm
&
Us
j Xm
Khởi động: n = 0: s = 1: Is = Ist
jX’r
Rs jXs R 'r
& &'
Is Ir
&
Im
1− s '
&
Us Rr
s
jXm
VI. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
Rs jX’r
jXs
& &'
Is Ir
R 'r
& &
Im
I Fe s
&
Us
RFe jXm
Mạch tương đương của động cơ KĐB
Rs jX’r
j Xs &'
&
Is Ir
&
Im R 'r
Rm
&
Us s
j Xm
Mạch tương đương của động cơ KĐB
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 10
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Rt jX’r
j Xt &
It
R 'r
&
Ut s
Sử dụng biến đổi Thevenin cho mạch stator
Rs jX’r
j Xs &'
Ir
R 'r
&
Us s
Mạch tương đương đơn giản của động cơ KĐB
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 11
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Giả sử Rm > Xm):
(R s + j.X s ) j.X m
j.X m
& &
U t = Us Z t = R t + j.X t =
và
R s + j(X s + X m ) R s + j(X s + X m )
Us
I 'r =
Tính được:
⎛ R⎞ '
( )
⎜Rs + ⎟ + j X s + X 'r
r
⎜ s⎟
⎝ ⎠
2⎛ R ⎞
'
3U s ⎜ r ⎟
⎜s ⎟
(1 − s )Pdt
Pc Pdt 1 ⎝ ⎠
T= = = = Tđt =
Momen quay
(1 − s )ωs
ω ωs ωs ⎛ 2
⎞
R'
( )
2
⎜Rs + r ⎟ + X s + X 'r
⎜ ⎟
s
⎝ ⎠
T T
Tmax Tmax
T
Trate
A
Tst
Tst TL
s n
0 sp 1 0 np nr ns
dT dT
= 0 , hay =0
Độ trượt tới hạn: sp ứng với Tmax
ds dn
R 'r
sp =
( ) 2
R s + X s + X 't
2
3 U2
1 2s
Tmax =
ω s R + R 2 + (X + X ' )2
s s s r
3U s R 'r
2
1
Tst =
ω s (R s + R 'r )2 + (X s + X 'r )2
T 2
=
s sp
Tmax
+
sp s
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 12
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Đặc tính momen của động cơ không đồng bộ
Đặc tính momen – độ trượt của máy điện không đồng bộ
ở chế độ động cơ (0
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Phân bố điện kháng tản trong các loại động cơ không đồng bộ:
Tỷ lệ giữa
Loại
Xs và Xr’
Mô tả
Động cơ
X’ r
Xs
Momen khởi động bình thường
A Dòng điện khởi động bình 0,5 0,5
thường
Momen khởi động bình thường
B 0,4 0,6
Dòng điện khởi động thấp
Momen khởi động cao
C 0,3 0,7
Dòng điện khởi động thấp
Momen khởi động cao
D 0,5 0,5
Độ trượt cao
Rotor dây Tùy thuộc vào sự thay đổi của
0,5 0,5
quấn điện trở rotor
Theo tiêu chuẩn IEEE 112
VII. Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ
T T
Us giaûm R 'r giaûm
Tmax
A2 A2
A1 A1
A3 A3
n n
0 np ns 0 ns
VIII. Các đặc tính vận hành
ns
n
η
cosϕ
Is
cosϕ0
T
I0
0 Pout
Pout.r
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 14
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
IX. Tính toán thí nghiệm ngắn mạch (Blocked-rotor) ở tần số thấp fbl hơn tần
số định mức fn (normal) (không bỏ qua điện kháng nhánh từ hóa Xm).
Nếu trong thí nghiệm ngắn mạch không bỏ qua Xm thì phải giữ cho Xm = const, hay
U U
U
X ~Φ~ = const = bl = n
f f bl fn
jX’r
Rs jXs R 'r
& &
Is Ir
&
Im
1− s '
&
Us Rr
s
jXm
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
⎛ f ⎞⎛ Q ⎞
⎛f ⎞
Pbl
X n = ⎜ n ⎟ X bl = ⎜ n ⎟⎜ bl ⎟
R n = R bl = Q bl = S 2 − Pbl
2
⎜f ⎟ ⎜ f ⎟⎜ 3I 2 ⎟ bl
2
3I s bl ⎝ bl ⎠ ⎝ bl ⎠⎝ s bl ⎠
( )
Z n = R s + jX s + R r + jX r // ( jX m ) = R n + jX n
Với ' '
( ) ⎞⎤
⎡ ⎞⎤ ⎡
⎛ ⎛ R '2 + X' X + X'
X2
Z n = ⎢R s + R 'r ⎜ ⎟⎥ + j⎢X γs + X m ⎜ r ⎟⎥
m r m r
( ) ( )
⎜ R '2 + X + X' ⎟⎥ ⎜ R '2 + X + X' 2 ⎟⎥
2
⎢ ⎢
⎝r ⎠⎦ ⎝r ⎠⎦
⎣ ⎣
m r m r
(xem R’r
- T©B
Bài giảng Kỹ Thuật Điện 2
Rs jX’r
j Xs R 'r
& & ' >> &
Is Ir Im
&
Im
Rm 1− s '
&
Us Rr
s
j Xm
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
Rs jX’r
j Xs R 'r
&
In
&
Un
Ngắn mạch: n=0: s=1, Pcơ = 0
Hình vẽ Chương 2: Động cơ không đồng bộ 16
nguon tai.lieu . vn