ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PWM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ
-------------------------------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN 1
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HOÁ
TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ
BA PHA BẰNG PHƯƠNG PHÁP PWM
Nhóm sinh viên thực hiện

:

TRỊNH HỒNG NAM
NGUYỄN DUY QUỲNH
NGUYỄN DUY MẠNH
NGUYỄN ĐÌNH THI

Lớp

:

59K – KTĐK & TĐH

Khoá học

:

2018 - 2023

Giảng viên hướng dẫn

:

TS. MAI THẾ ANH

Nghệ An, 2022

0


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................1
CHƯƠNG 1..............................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN................................................................................3
1.1. KHÁI NIỆM................................................................................................3
1.2. CÁC BỘ PHẬN CỦA BIẾN TẦN...............................................................3
1.3. Nguyên lý hoạt động biến tần.......................................................................6
1.4. Những lưu ý khi sử dụng biến tần...............................................................7
1.5. PWM...............................................................................................................7
1.6. Ứng dụng của biến tần trong công nghiệp................................................13
CHƯƠNG 2............................................................................................................15
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA..............................................................15
2.1. Khái niệm động cơ không đồng bộ 3 pha..................................................15
2.2. Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha.............................................16
2.3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha..........................18
2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha......................................20
2.5. Đặc tính làm việc của máy điện khơng đồng bộ 3 pha.............................20
CHƯƠNG 3............................................................................................................21
MÔ PHỎNG TRÊN MATLAP SIMULINK......................................................21
3.1. Sơ đồ khối điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha...................21
3.2. Khối nguồn...................................................................................................21

3.2. Khối nguồn...................................................................................................24
3.3. Khối điều khiển............................................................................................26
3.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha......................................26
KẾT LUẬN............................................................................................................27
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................28

1


LỜI MỞ ĐẦU
Máy điện không đồng bộ (KĐB) là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng
làm động cơ điện. Động cơ không đồng bộ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong
công nghiệp, nông nghiệp và đời sống hàng ngày… vì có nhiều ưu điểm so với các
loại động cơ khác. Trong công nghiệp, động cơ KĐB 3 pha là loại động cơ chiếm 1
tỷ lệ rất lớn. Dải công suất của động cơ cũng rất rộng từ vài trăm W đến hàng ngàn
kW. Đó là do động cơ KĐB có những ưu điểm: kết cấu đơn giản, gọn, chế tạo dễ,
vận hành dễ dàng, nguồn cấp lấy ngay từ lưới điện công nghiệp. Tuy nhiên, các hệ
truyền động có điều chỉnh tốc độ dung động cơ KĐB lại có tỷ lệ nhỏ so với động
cơ 1 chiều. Đó là do việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB gặp nhiều khó khăn và
dải điều chỉnh hẹp. Chỉ khi có linh kiện bán dẫn cơng suất lớn (transistor,
thyristor…) phát triển cùng với kỹ thuật điện tử tin học thì các hệ thống truyền
động có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ KĐB mới được khai thác mạnh hơn.
Hiện nay có rất nhiều hệ thống điều tốc động cơ KĐB, chằng hạn như: điều
tốc giảm điện áp, điều tốc bộ ly hợp trượt điện từ, điều tốc thay đổi số đơi cực, điều
tốc biến tần… Trong đó hệ thống điều tốc biến tần có hiệu suất cao nhất, chất
lượng tốt nhất, được sử dụng rộng rãi nhất và là phương hướng phát triển chủ yếu
của điều tốc xoay chiều. Trong giới hạn đồ án này chỉ đề cập đến vấn đề điều chỉnh
tốc độ động cơ KĐB bằng biến tần.
Được sự hướng dẫn tận tình của của TS.Mai Thế Anh chúng em đã hoàn
thành đồ án được giao. Chúng em rất mong sự góp ý của các thầy cơ và các bạn

sinh viên để những đồ án tiếp theo có thể làm tốt hơn. Chúng em xin chân thành
cảm ơn.
Vinh, tháng 01 năm 2022
Nhóm sinh viên thực hiện

2


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN
1.1.

KHÁI NIỆM
Biến tần là thiết bị dùng để thay đổi và điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha thông

qua việc thay đổi tần số của dịng điện xoay chiều 3 pha

Hình 1.1. Biến tần
1.2. CÁC BỘ PHẬN CỦA BIẾN TẦN
1.2.1. Chỉnh lưu

Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu
3


Ngun lí hoạt động:
Ở chu kì dương (đầu dây phía trên dương, phía dưới âm): dịng điện đi từ cực
dương (+) của nguồn Vi đi qua diode D2, sau đó đi qua Rtai rồi đi đến diode D3 về
đầu cực âm (-) của nguồn
Ở chu kì âm: điện áp trên cuộn thứ cấp đảo chiều (đầu dây phía trên âm, phía

dưới âm): dịng điện đi qua diode D4, sau đó đi qua Rtai, rồi đi đến diode D1 về
đầu cực âm (-) của nguồn
1.2.2. Bộ nghịch lưu
Để chuyển đổi điện áp một chiều thành xoay chiều. Trong biến tần, IGBT
được điều khiển kích mở theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ
điện áp DC Bus được trữ trong tụ điện.
1.2.2.1. Bộ nghịch lưu 1 pha

Hình 1.3. Mạch nghịch lưu 1 pha
Khi công tắc S1 và S4 được bật lên, dòng điện sẽ đi qua theo một hướng nhất
định.
Khi công tắc S3 và S2 được bật lên, dòng điện sẽ đi qua theo hướng ngược
lại.
Trong trường hợp mà hoạt động của các công tắc này được lặp lại theo một
chu kỳ định sẵn trước đó thì hướng đi của dòng điện sẽ thay đổi qua lại để tạo
thành dòng điện xoay chiều.
4


5


1.2.2.2. Mạch nghịch lưu 3 pha
Chuyển đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều ba pha, Sử dụng 6
IGBT

Hình 1.4. Mạch nghịch lưu 3 pha
Trong trường hợp bạn thay đổi thứ tự của sáu công tắc từ S1 đến S6 được
BẬT/TẮT, kết quả thu được sẽ là sự thay đổi U-V, V-W và W-U. Bằng cách này,
chúng ta có thể thay đổi được chiều quay của động cơ không đồng bộ.

Tuy vậy, bạn cần lưu ý là trong thực tế thì các bộ phận bán dẫn được sử dụng
để thay cho các cơng tắc biến đổi điện áp ở hình minh họa trong bài viết này,
những thiết bị bán dẫn này có thể cho phép các cơng tắc BẬT/TẮT ở tốc độ rất
cao.
1.2.3. Phần điều khiển
Phần điều khiển sẽ kết nối với mạch ngoại vi nhận tín hiệu đưa vào IC chính
để điều khiển biến tần theo cấu hình và cài đặt của người sử dụng.
Phần điều khiển bao gồm:
- IC chính để xử lý thơng tin và điều khiển hoạt động của biến tần.
- Ngõ vào analog: nhận tín hiệu điện áp 4 – 20 mA hay điện áp 0 – 10 V
- Ngõ vào số: để kích cho biến tần chạy.
- Ngõ ra analog: kết nối với thiết bị ngoại vi khác để giám sát hoạt động của biến
tần.
- Ngõ ra số: xuất tín hiệu chạy, cảnh báo…
6


1.3. Nguyên lý hoạt động biến tần
Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên,
nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều
bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện.
Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị khơng phụ thuộc vào
tải và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu)
thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện
thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều
chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán
dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm
giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.
Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và
tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một

quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ
số điện áp – tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là
hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mơ men là
hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men
cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh
kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng
tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
1.4. Những lưu ý khi sử dụng biến tần
- Tùy theo ứng dụng mà bạn lựa chọn bộ biến tần cho phù hợp.
- Đảm bảo điều kiện môi trường lắp đặt như nhiệt độ, độ ẩm, vị trí.
- Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng.
- Nhờ các chuyên gia của hãng cung cấp hướng dẫn lắp đặt, cài đặt để có được chế
độ vận hành tối ưu cho ứng dụng của bạn.
7


- Khi biến tần báo lỗi, hãy tra cứu mã lỗi trong tài liệu và tìm hiểu nguyên nhân
gây lỗi, chỉ khi nào khắc phục được lỗi mới khởi động lại.
- Chắc chắn rằng bộ biến tần của mình đã được nhiệt đới hố, phù hợp với mơi
trường khí hậu Việt Nam.
- Mỗi bộ biến tần đều có một cuốn tài liệu tra cứu nhanh. Bạn nên ghi chép chi tiết
các thông số đã thay đổi và các lỗi mà bạn quan sát được vào cuốn tài liệu này.
1.5. PWM
1.5.1. Khái niệm PWM
PWM là một loại tín hiệu có thể được tạo ra từ một vi mạch kỹ thuật số như
vi điều khiển hoặc bộ định thời 555. Do đó, tín hiệu được tạo ra sẽ có một nhóm
các xung và các xung này sẽ ở dạng một sóng vng. Có nghĩa là, tại bất kỳ thời
điểm cụ thể nào, sóng sẽ cao hoặc sẽ thấp. Để dễ hiểu, chúng ta hãy xem xét tín
hiệu 5V PWM, trong trường hợp này tín hiệu PWM sẽ là 5V (cao) hoặc ở mức mặt

đất 0V (thấp). Khoảng thời gian mà tín hiệu duy trì ở mức cao được gọi là “đúng
giờ” và khoảng thời gian tín hiệu duy trì ở mức thấp được gọi là “thời gian tắt”.
Điều chế độ rộng xung (PWM) là một kỹ thuật điều khiển dòng điện tiện lợi
cho phép bạn kiểm soát tốc độ của động cơ, sản lượng nhiệt của máy sưởi và hơn
thế nữa theo cách tiết kiệm năng lượng (và thường là êm hơn). Các ứng dụng hiện
có cho PWM bao gồm, nhưng khơng giới hạn:
- Bộ điều khiển quạt tản nhiệt tốc độ thay đổi.
- Hệ thống truyền động máy nén VRF HVAC.
- Mạch truyền động động cơ xe hybrid và điện.
- Bộ điều chỉnh độ sáng LED.
Điều biến độ rộng xung đã thay đổi thế giới bằng cách cắt giảm mức tiêu thụ
điện năng của các thiết bị sử dụng động cơ như máy điều hịa khơng khí biến tần,
tủ lạnh biến tần, máy giặt biến tần, trong số nhiều thiết bị khác. Ví dụ, máy điều

8


hịa khơng khí biến tần có thể tiêu thụ ít hơn một nửa năng lượng so với máy điều
hịa khơng khí biến tần trong một số trường hợp.
Trong thời đại ngày nay, nếu một thiết bị được quảng cáo là có máy nén tốc
độ thay đổi hoặc quạt tốc độ thay đổi (điều này không bao gồm hai hoặc ba tốc độ
quạt), thì có khả năng đáng kể là nó đang sử dụng PWM.
1.5.2. Cách thức hoạt động của PWM
PWM hoạt động bằng cách tạo xung dòng điện một chiều và thay đổi khoảng
thời gian mà mỗi xung ở trạng thái “bật” để kiểm sốt lượng dịng điện chạy đến
một thiết bị chẳng hạn như đèn LED. PWM là kỹ thuật số, có nghĩa là nó có hai
trạng thái: bật và tắt (tương ứng với 1 và 0 trong ngữ cảnh nhị phân, sẽ trở nên phù
hợp hơn với bạn nếu sử dụng bộ vi điều khiển).
Mỗi xung được bật càng lâu, đèn LED sẽ càng sáng. Do khoảng thời gian
giữa các xung quá ngắn nên đèn LED không thực sự tắt. Nói cách khác, nguồn

điện của đèn LED bật và tắt quá nhanh (hàng nghìn lần mỗi giây) đến mức đèn
LED thực sự vẫn sáng mà không nhấp nháy. Điều này được gọi là làm mờ PWM,
và mạch như vậy chỉ được gọi là mạch điều chỉnh độ sáng LED PWM.
Nếu chu kỳ làm việc của bộ nguồn PWM được đặt thành 70%, thì xung sẽ bật
trong 70% thời gian và nó tắt 30% thời gian. Chu kỳ nhiệm vụ đề cập đến lượng
thời gian nó được bật. Ở chu kỳ hoạt động 70%, độ sáng của đèn LED phải gần
70%. Mối tương quan giữa chu kỳ nhiệm vụ và độ sáng khơng phải là tuyến tính
100%, vì hiệu suất của đèn LED thay đổi theo lượng dòng điện được cung cấp.
Nếu chu kỳ nhiệm vụ là 0%, toàn bộ tín hiệu sẽ bằng phẳng. Chu kỳ nhiệm vụ
PWM là 0% có nghĩa là nguồn bị tắt. Trong trạng thái như vậy, đèn LED sẽ khơng
hoạt động.
Lý do chính khiến các mạch PWM rất hiệu quả là chúng không cố gắng hạn
chế một phần dòng điện sử dụng điện trở mà chúng bật và tắt hồn tồn dịng điện.

9


1.5.3. Chu kỳ và tần số PWM
Đối với một tín hiệu PWM, chúng ta cần xem xét hai tham số quan trọng liên
quan đến nó, một là chu kỳ nhiệm vụ PWM và một là tần số PWM
1.5.3.1. Chu kỳ PWM
Như đã nói trước đó, tín hiệu PWM vẫn bật trong một thời gian cụ thể và sau
đó tắt trong khoảng thời gian cịn lại. Điều làm cho tín hiệu PWM này trở nên đặc
biệt và hữu ích hơn là chúng ta có thể đặt thời gian hoạt động của nó bằng cách
kiểm sốt chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM.
Phần trăm thời gian mà tín hiệu PWM vẫn ở mức CAO (đúng giờ) được gọi là
chu kỳ nhiệm vụ. Nếu tín hiệu ln BẬT, nó đang ở trong chu kỳ làm việc 100%
và nếu nó ln tắt thì đó là chu kỳ làm việc 0%. Các cơng thức để tính tốn chu kỳ
nhiệm vụ được hiển thị bên dưới.

Ví dụ:

Hình 1.5. Tín hiệu PWM với chu kỳ 50%
Hình ảnh trên đại diện cho tín hiệu PWM với chu kỳ nhiệm vụ 50%. Nếu xét
trong toàn bộ khoảng thời gian (đúng giờ + thời gian tắt), tín hiệu PWM chỉ bật
trong 50% khoảng thời gian. Bằng cách kiểm soát chu kỳ nhiệm vụ từ 0% đến
100%, chúng ta có thể kiểm sốt “đúng thời gian” của tín hiệu PWM và do đó độ
10


rộng của tín hiệu. Vì chúng ta có thể điều chỉnh độ rộng của xung, nó có tên mang
tính biểu là “Điều chế độ rộng xung”
1.5.3.2. Tần số của một PWM
Tần số của tín hiệu PWM xác định tốc độ PWM hoàn thành một giai đoạn.
Một khoảng thời gian là thời gian BẬT và TẮT hồn tồn của tín hiệu PWM như
thể hiện trong hình trên. Các cơng thức để tính Tần số được đưa ra dưới đây.

Thơng thường tín hiệu PWM do vi điều khiển tạo ra sẽ ở khoảng 500 Hz, tần
số cao như vậy sẽ được sử dụng trong các thiết bị chuyển mạch tốc độ cao như bộ
nghịch lưu hoặc bộ chuyển đổi. Nhưng không phải tất cả các ứng dụng đều yêu cầu
tần suất cao. Ví dụ để điều khiển một động cơ servo, chúng ta cần tạo ra tín hiệu
PWM với tần số 50Hz, vì vậy tần số của tín hiệu PWM cũng có thể được điều
khiển bằng chương trình cho tất cả các vi điều khiển.
1.5.4. Lý do cần điều chế độ rộng xung
Để hiểu sự cần thiết của điều chế độ rộng xung, chúng ta phải biết sự khác
biệt giữa tín hiệu xung và tín hiệu liên tục là gì.

Hình 1.6. Tín hiệu xung và tín hiệu liên tục
11

Trong hình trên, một tín hiệu DC liên tục và một tín hiệu DC xung được thể
hiện. Cả hai tín hiệu đều có cùng giá trị đỉnh là 12V. Tín hiệu xung có chu kỳ làm
việc 50%. Bây giờ nếu chúng ta kết nối một tải với nguồn DC liên tục thì tải sẽ
nhận được đầy đủ 12V, nhưng nếu chúng ta kết nối tải đó với nguồn DC xung thì
tải sẽ chỉ nhận được 6V. Vì giá trị trung bình của xung DC chỉ là 6V ở chu kỳ làm
việc 50%.
Bây giờ nếu chúng ta giảm chu kỳ nhiệm vụ xuống 25% thì giá trị trung bình
của xung sẽ là 3V. Vì vậy, rõ ràng là giá trị trung bình của tín hiệu xung phụ thuộc
vào chu kỳ hoạt động.
PWM thay đổi tốc độ của động cơ của thiết bị để chúng chỉ tiêu thụ nhiều
điện năng cần thiết mà không gây ra hậu quả thông thường là đốt cháy dịng điện
khơng sử dụng dưới dạng nhiệt. Một ví dụ về một giải pháp thay thế cũ hơn là một
mạch bóng bán dẫn đơn giản có thể thay đổi dịng điện đi qua nó bằng cách thay
đổi điện trở của nó.
1.5.5. Ưu, nhược điểm, ứng dụng của PWM
1.5.5.1. Ưu điểm
- Giá rẻ
- Tiêu thụ ít điện năng
- Hiệu quả lên đến 90%
- Một tín hiệu có thể được tách rất dễ dàng tại giải điều chế và nhiễu cũng có thể
được tách ra một cách dễ dàng
- Cơng suất xử lý năng lượng cao
- Có thể sử dụng tần số rất cao
- Hơi nóng khi vận hành
- Nhiễu ít hơn
- Rất tiết kiệm năng lượng khi sử dụng để chuyển đổi điện áp hoặc cho bóng đèn
- Một hệ thống kém hiệu quả vừa phải trong số cả ba loại
12

- Đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu khơng bắt buộc khơng giống như điều
chế vị trí xung (PPM)
- Yêu cầu bộ lọc được giảm xuống
- Biên độ và tần số có thể được kiểm sốt độc lập
- Giảm đáng kể THD của dòng tải
1.5.5.2. Nhược điểm
- Mạch phức tạp
- Đột biến điện áp
- Hệ thống yêu cầu một thiết bị bán dẫn có thời gian BẬT và TẮT thấp nên chúng
rất đắt
- Nhiễu tần số vô tuyến
- Tiếng ồn điện từ
- Băng thông phải lớn để sử dụng trong giao tiếp
- Suy hao chuyển mạch cao do tần số PWM cao
- Công suất tức thời của máy phát thay đổi
1.5.5.3. Ứng dụng của PWM
- Trong những ngày hiện đại, kỹ thuật điều chế độ rộng xung được sử dụng để điều
khiển tốc độ của động cơ trong các ngành công nghiệp.
- Để làm mờ ánh sáng.
- Để kiểm sốt cơng suất điện.
- Trong hệ thống thơng tin liên lạc.
- Trong hệ thống âm thanh.
- Trong các biến tần hiện đại.
- Sử dụng kỹ thuật PWM và cơ chế chuyển mạch, chúng ta có thể điều khiển các
tín hiệu tương tự bằng cách sử dụng tín hiệu số.

13

1.5.6. Cách điều chế độ rộng xung
Điều chế độ rộng xung (PWM) nói chính xác là điều chỉnh điện áp ra tải hoặc
còn gọi là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung
vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra.
Có 6 cách điều chế độ rộng xung:
- Kỹ thuật điều chế độ rộng xung đơn.
- Điều chế độ rộng xung tiêm hài bậc ba.
- Điều chế nhiều xung độ rộng.
- Điều chế độ rộng xung hình sin.
- Điều chế độ rộng xung dải trễ.
- Điều chế độ xung vector không gian
1.6. Ứng dụng của biến tần trong cơng nghiệp

Hình 1.7. Ứng dụng của biến tần trong băng tải tự động

14


CHƯƠNG 2
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
2.1. Khái niệm động cơ khơng đồng bộ 3 pha

Hình 2.1. Động cơ không đồng bộ 3 pha
Động cơ không đồng bộ ba pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên
lý cảm ứng điện từ. Động cơ không đồng bộ ba pha là loại động cơ mà khi làm
việc có tốc độ quay của roto n (tốc độ của máy) khác với tốc độ quay của từ trường
.
Động cơ không đồng bộ ba pha so với các loại động cơ khác có cấu tạo và
vận hành khơng phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên được sử dụng nhiều
trong sản xuất và sinh hoạt.

Các thông số trên động cơ không đồng bộ 3 pha:
- Công suất trên trục:
- Điện áp dây Stato:
- Dòng điện dây Stato:
- Tần số dòng điện Stato:
- Tốc độ quay Roto:
- Hệ số công suất:
15


- Hiệu suất:
2.2. Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha

Hình 2.2. Mặt cắt ngang hai bộ bộ chính của động cơ khơng đồng bộ ba pha
Cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha gồm hai bộ phận chính là Stato và
roto. Ngồi ra cịn có vỏ máy và nắp máy.
2.2.1. Stato
Stato là phần tĩnh gồm hai phần chính là lõi thép và dây quấn, ngồi ra cịn có
vỏ máy và nắp máy.
a. Lõi thép

Hình 2.3. Lõi thép Stato có các rãnh hướng trục

16


Lõi thép stato hình trụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong,
ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục. Lõi thép được ép và bên
trong vỏ máy.
b. Dây quấn

Hình 2.4. Sơ đồ triển khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh
Dây quấn stato làm bằng dây quấn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt trong
các rãnh lõi thép. Hình dưới là sơ đồ triển khai dây quấn ba pha đặt trong 12 rãnh
của stato, dây quấn pha A trong các rãnh 1, 4, 7, 10, pha B đặt trong các rãnh 3, 6,
9,12, pha C đặt trong các rãnh 2, 5, 8, 11.
Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường
quay.
2.2.2. Roto
Roto là phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
a. Lõi thép

Hình 2.5. Mặt cắt ngang của lõi thép
17


Lõi thép gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài ghép lại, tạo
thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ để lắp trục.
b. Dây quấn

Hình 2.6. Roto lồng sóc có cơng suất lớn

Hình 2.7. Roto lồng sóc có cơng suất nhỏ
Dây quấn roto có hai kiểu: roto ngắn mạch (còn gọi là roto KĐB lồng sóc) và
roto dây quấn.
Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến do giá thành rẻ và làm việc đảm bảo.
Động cơ roto dây quấn có ưu điểm về mở máy và điều chỉnh tốc độ song giá thành
đắt và vận hành kém tin cậy hơn động cơ lồng sóc, nên chỉ được dùng khi động cơ
lồng sóc khơng đáp ứng được các yêu cầu về truyền động.

18


2.3.

Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha

Hình 2.8. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha
2.3.1. Nguyên lý làm việc
Khi ta cho dòng điện ba pha tần số

vào ba pha dây quấn stato, sẽ tạo ra từ

trường quay p đôi cực, quay với tốc độ

. Từ trường quay cắt các thanh dẫn

của dây quấn roto, cảm ứng các sức điện động. Vì trong dây quấn roto nối ngắn
mạch, nên sức điện động cảm ứng sinh sẽ sinh ra dòng điện chạy trong các thanh
dẫn roto. Lực tác dụng tương hỗ giữa từ trường qua của máy với thanh dẫn mang
dòng điện roto, kéo roto quay cùng chiều quay với từ trường với tốc độ n.
2.3.2. Xác định chiều sức điện động
Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải, ta căn
cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn với từ trường. Nếu coi từ
trường đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược với chiều
, từ đó áp dụng quy tắc bàn tay phải, xác định được chiều suất điện động như
hình vẽ (dấu ⨂ chỉ chiều đi từ ngồi vào trang giấy).
Chiều lực điện từ xác định theo quy tắc bàn tay trái, trùng với chiều quay

19

.