Báo Cáo Đề Tài Động cơ không đồng bộ ba pha và ứng dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ
CẦN THƠ
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ - CƠ ĐIỆN TỬ

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN B
Đề Tài

ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
VÀ ỨNG DỤNG

GIẢNG VIÊN GIẢNG DẠY:
TÔ ÁI NHÂN

Cần Thơ, Tháng 3 Năm 2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ
KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ


BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
HỌC PHẦN KỸ THUẬT ĐIỆN B
HỌC KỲ II, NĂM HỌC 2022 – 2023
LỚP HỌC PHẦN: CNCĐ2211

ĐỀ TÀI:
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
VÀ ỨNG DỤNG
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
TRẦN HOÀNG THIỆN CNCD2211030

HỒ MINH TIẾN CNCD2211003
NGUYỄN CHÍ TỒN CNCD2211029
NGUYỄN BẢO TỒN CNCD2211022
TRẦN PHÚC SANG CNCD2211017
TRẦN MINH PHONG CNCD2211047

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦNNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦNI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦNC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦNT - CÔNG NGHỆ CẦN CẦNN
THƠ
KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦNT CƠ KHÍ
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2022n Thơ, ngày … tháng … năm 2022, ngày … tháng … năm 2022m 2022

NHẬT - CÔNG NGHỆ CẦNN XÉT

ĐIỂMM

NHẬT - CÔNG NGHỆ CẦNN XÉT CỦA GIẢNG VIÊNA GIẢNG VIÊNNG VIÊN

2


MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU
ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

I. KHÁI NIỆM VÀ CẤU TẠO.........................................4
1.Khái niệm...........................................................5
2.Cấu tạo...............................................................5

2.1 SATOR ( Phần tĩnh ).....................................5
2.1.1 Vỏ máy.................................................5
2.1.2 Lõi thép................................................6
2.1.3 Dây quấn.............................................6
2.2 ROTOR ( Phần quay )..................................7
2.2.1 Lõi thép................................................7
2.2.2 Dây quấn.............................................7
a) Rotor dây quấn.....................................7
b)Rotor lồng sóc.......................................7
II. NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHƠNG
ĐỒNG BỘ 3 PHA........................................................9
III. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA......................................10
1. Khởi động trực tiếp.........................................10
2. PP Đổi đầu dây quấn( đấu mạch khởi động sao
tam giác).............................................................10
3. Sử dụng biến tần.............................................10
IV. ỨNG DỤNG........................................................11
1. Ưu điểm:.........................................................12
2. Nhược điểm....................................................12
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................13

3


LỜI NĨI ĐẦU
Trong nền cơng nghiệp ngày nay, tất cả các nước trên thế
giới nói chung và nước ta nước riêng đều sử dụng động cơ điện.
Trong cơng nghiệp thì động cơ không đồng bộ được sử dụng
nhiều hơn và chúng đang thay thế ngày một nhiều cho các động

cơ một chiều . đến nay phần lớn các phần trục được trang bị
động cơ không đồng bộ, nhiều cơ cấu của máy cắt kim loại,
truyền động phụ của máy cán và nhiều cơ cấu khác trong lĩnh
vực công nghiệp cũng đang sử dụng động cơ không đồng bộ. Đặt
biệt là động cơ không đồng bộ 3 pha.
Với những kiến thức được học trên lớp và thơng qua việc
tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu của các bạn thành viên trong
nhóm cúng em xin trình bày những kiến thức đã biết về động cơ
không đồng bộ 3 pha. Mong được sự góp y của cơ và các bạn.

I. KHÁI NIỆM VÀ CẤU TẠO
4


1.Khái niệm
Động cơ không đồng bộ 3 pha là loại động cơ điện xoay
chiều ba pha. Có tốc độ quay của roto (n) nhỏ hơn tốc độ quay
của từ trường (n1).

2.Cấu tạo
2.1 SATOR ( Phần tĩnh )
Gồm có 3 bộ phận chính: vỏ máy, lõi thép và dây quấn
2.1.1 Vỏ máy
Vỏ máy các tác dụng cố định lõi thép và dây quấn.
Thường được làm bằng nhôm hoặc gang. Hai đầu vỏ có nắp máy,
ổ đỡ trục. Ngồi ra gắn trên nắp máy cịn có cầu nối dây và quạt
gió tản nhiệt
2.1.2 Lõi thép

5

Lõi thép sator hình trụ được làm bằng những lá thép
kỹ thuật điện được dập rãnh bênh trong ghép lại với nhau tạo
thành các rãnh theo hướng trục.
Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện
trên bề mặt để giảm hoa tổn do dịng điện xốy gây nên. Nếu lõi
thép thì có thể ghép thành một khối, nếu lõi thép quá dày thì
ghép thành những tấm ngắn đặt cách nhau để thơng gió cho tốt

2.1.3 Dây quấn
Dây quấn stator được làm bằng dây dẫn bọc cách
điện ( dây điện từ) được đặt trong các rãnh của lõi thép. Dây
quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp
tham gia vào q trình biến đổi từ điện năng thành cơ năng.
Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm
tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy
- Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm :
+ Sinh ra đƣợc một sức điện động cần thiết có thể cho
một dịng điện nhất định chạy qua mà khơng bị nóng quá một
nhiệt độ nhất định để sinh ra một moment cần thiết đồng thời
đảm bảo đổi chiều tốt .
+ Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản làm việc
chắc chắn, an toàn
+ Dây quấn phấn ứng có thể phân ra nhiều loại:
1. Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp
6


2. Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp

- Trong một số máy cở lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự
kết hợp giữa dây quấn xếp và dây quấn song song
2.2 ROTOR ( Phần quay )
Gồm hai bộ phận chính : lõi thép và dây quấn
2.2.1 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
2.2.2 Dây quấn
a) Rotor dây quấn
Loại rotor dây quấn, trong rãnh lõi thép rotor đặt
dây quấn 3 pha. Dây quấn rotor thường nối sao, ba đầu ra nối với
ba vòng tiếp theo bằng đồng, được cố định trên trục rotor và
được cách điện với trục.

b)Rotor lồng sóc
Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhơm đătj trong
rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu. Với
động cơ nhỏ, dây quấn rotor được đút nguyên khói gồm thanh
dẫn vành ngắn mạch, cách tản nhiệt và cách quạt làm mát. Các

7


động cơ công suất trên 100kW thanh dẫn làm bằng đồng được
đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn mạch.

8

II. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
Khi có dịng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì
trong khe hở khơng khí suất hiện từ trường quay với tốc độ
n1 = 60f/p
(f1 là tần số lưới điện ; p là số cặp cực )
Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch
nên trong dây quấn rotor có dịng điện chạy qua . Từ thơng do
dịng điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ
thông tổng ở khe hở . Dòng điện trong dây quấn rotor tác dụng
với từ thơng khe hở sinh ra moment . Tác dụng đó có quan hệ
mật thiết với tốc độ quay n của rotor . Trong những phạm vi tốc
độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau . Sau
đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ
.
Hệ số trượt s của máy :
s = (n1-n)/n1
* Chú ý:






Khi xác định chiều suất điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay
phải ta phải 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 chiều từ trường.
Tốc độ n của máy luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường quay n 1, vì nếu
tốc độ bằng nhau thì khơng có sự chuyển động tương đối, trong

dây quấn stator khơng có suất điện động và dịng điện cảm
ứng, lực điện từ bằng 0.

9


III. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA
1. Khởi động trực tiếp
- khởi động trực tiếp sẽ chỉ phù hợp với động cơ roto dây
cuốn.
- Ở phương pháp này stato của động cơ sẽ được nối trực
tiếp với nguồn 3 pha. Động cơ sẽ khởi động với dòng điện từ 5 –
7 lần dòng điện định mức trong thời gian ngắn.
- Dòng điện khởi động phụ thuộc vào thiết kế và kích
thước, cơng suất của động cơ. Dịng điện này hầu như khơng ảnh
hưởng đến động cơ, nhưng có khả năng làm sụt áp trên áp
nguồn và ảnh hưởng đến các thiết bị khác.

2. PP Đổi đầu dây quấn( đấu mạch khởi động sao tam
giác)
- Phương pháp này được thiết kế cho động cơ chạy mặc
định ở chế độ sao. Khi khởi động mạch sẽ điều khiển động cơ
chạy với đấu nối tam giác, lúc này dòng điện của động cơ giảm đi
3 lần so với dòng định mức. Khi động cơ chạy đến 75% tốc độ
định mức thì chuyển sang chế độ tam giác, động cơ làm việc
đúng với thông số định mức.
- Ưu điểm của mạch khởi động sao tam giác là đơn giản dễ
thực hiện, tuy nhiên hạn chế là moment khởi động cũng giảm đi
3 lần.

3. Sử dụng biến tần
- Biến tần là thiết bị chuyên dùng để điều khiển tốc độ động
cơ 3 pha bằng cách thay đổi tần số dòng điện. Chức năng khác
của biến tần là dùng để khởi động mềm, dừng mềm, đảo chiều
10


động cơ. Ngồi ra cịn nhiều chức năng bảo vệ như bảo vệ quá
áp, thấp áp, bảo vệ đảo pha, mất pha, bảo vệ quá dòng…
- Biến tần hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển điện áp
một chiều thành điện áp xoay chiều có thể thay đổi được tần số
nên được gọi là Inverter. Điện áp nguồn xoay chiều được chỉnh
lưu thành điện áp một chiều, sau khi được lọc làm phẳng thì
được nghịch lưu thành điện xoay chiều.
- Ngày nay với sự phát triển của lĩnh vực điện tử cơng suất
thì biến tần ngày càng được phát triển với kích thước nhỏ và giá
thành giảm.

IV. ỨNG DỤNG
- Động cơ điện 3 pha được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong
sản xuất cơng nghiệp. Nhờ nó sử dụng bằng điện áp 3 pha ở tần
số 50Hz mà động cơ có thể hoạt động ổn định.Động cơ 3 pha có
các ứng dụng chủ yếu ở dưới đây:








Máy bơm nước 3 pha: Chuyên cung cấp nước cho dây chuyền
sản xuất, dùng cho nồi hơi, các loại tháp tản nhiệt, đặc biệt là hệ
thống PCCC,…
Motor giảm tốc 3 pha: Dùng trong dây chuyền sản xuất phân
bón, cơng nghệ sản xuất sắt thép, motor 3 pha của máy tời dùng
trong xây dựng,…
Motor kéo 3 pha: động cơ 3 pha được sử dụng cho động cơ của
các loại máy bơm nước do nó có tốc độ cao,…
Máy phát điện xoay chiều 3 pha
- Ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp:




Được ứng dụng trong các phương tiện vận chuyển: đầu xe
lửa.
Được sử dụng trong việc chế tạo robot.
11




Được ứng dụng vào hệ thống thang máy, hệ thống thơng
gió.

- Dùng chế tạo máy nghiền đá, máy cắt sắt, , các máy tời,
kéo vật nặng......v.v còn rất nhiều loại máy khác.

1.

Ưu điểm:

 Dùng rộng rãi trong công nghiệp
 Cấu trúc đơn giản, an toàn , làm việc tin cậy
 Giá thành rẻ
 Vận hành dễ dàng, bảo quản thuận tiện
2. Nhược điểm
 Hệ số công suất thấp gây tổn thất nhiều công suất phản
kháng
 Không sử dụng được lúc non tải hoặc khơng tải
 Khó điều chỉnh tốc độ
 Đặc tính mở máy khơng tốt, dịng mở máy lớn
 Mômen mở máy nhỏ

12


V. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Giáo trình kỹ thuật điện, NXB. Khoa học và kỹ thuật Hà Nội,2004
hocthatlamthat.edu.vn. 2019. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
động cơ không đồng bộ - Real Group. [ONLINE] Available at:
/>chamhocbai.com. 2020. Lý thuyết cần biết về Động Cơ Không
đồng bộ 3 pha. [ONLINE] Available at:
/>
13