Giáo trình Máy điện đặc biệt - CHƯƠNG 3: CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ CÁC DẠNG KHÁC CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ĐẶC BIỆT pot

GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |37
CHƯƠNG3:
CÁCCHẾĐỘLÀMVIỆCVÀCÁCDẠNGKHÁCCỦA
MÁYĐIỆNKHÔNGĐỒNGBỘĐẶCBIỆT
1.ĐạiCương
Máyđiệnkhôngđồngbộngoàichếđộlàmviệcchủyếulàđộngcơđiệncòncó
thểlàmviệcởchếđộmáyphátvàtrạngtháihãm.
Máyđiệnkhôngđồngbộrôtodâyquấnkhiđứngyêncòndùnglàmmáyđiều
chỉnhcảmứng,máydịchphav.v…Ngàynayngườitacòndùngnhiềumáyđiệnnhỏ
theonguyênlýcủamáyđiệnkhôngđồngbộtrongcácngànhtựđộng.Nhữngmáynày
muônhìnhmuônvẻvàcôngdụngcủanórấtrộngrãi.Vìvậytrongchươngnàysẽnói
quanguyênlýlàmviệccủamộtvàiloạithôngdụng.
2.CácChếĐộLàmViệcĐặcBiệtCủaMáyĐiệnKhôngĐồngBộ
2.1.Máyphátđiệnkhôngđồngbộlàmviệcđộclậpvớilướiđiện
Nhưtađãbiếtkhimáyđiệnkhôngđồngbộlàmviệcởhệsốtrượt ¥<s<0thì
:
tgy
2
=
2
2
2
2
r
xs
s
r
x
'
'

'
'
=
<0 (3.1)
dođó90
0
< y
2
<180
0
:
2
gócgiữaE
2
vàI
2
.
Từđồthịvectơcủamáyphátđiệnkhôngđồngbộtathấy j
1
>90
0
,dođó:
P
1
=m
1
U
1
I
1

coj
1
<0,tứclàmáyphátcôngsuấtđiệntácdụngvàolưới.
Hình3.1.Đồthịvectơcủamáyđiệnkhôngđồngbộởchếđộmáyphát.
Nhưvậynếudùngmộtđộngcơsơcấpkéorôtoquaynhanhhơntốcđộđồngbộ
thìmáysẽphátracôngsuấtđiệntácdụngvàolưới.Tuyvậy,côngsuấtphảnkhángQ,
Q=m
1
U
1
I
1
sinj
1
>0nênmáyvẫnnhậncôngsuấtphảnkhángtừlướivàomộtmặtđể
cungcấpcôngsuấtphảnkhángdotừthôngtảntrênstatovàrôtogâynên.Mặtkhácđể
tạotừthôngtrongkhehởkhôngkhícủamáy.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |38
Khuyếtđiểmchínhcủamáyphátkhôngđồngbộlàmviệcvớilướilàtiêuthụnhiều
côngsuấtphảnkhánglàmcosưcủalướikém.
Tuynhiênmáyphátkhôngđồngbộlàmviệcvớilướicũngcóưuđiểmnhư:
Vấnđềmởmáyvàhoàvớilướidễdàng,hiệusuấtvậnhànhcaovìvậynócóthểlàm
nguồnđiệnhỗtrợnhỏ.
Máyphátđiệnkhôngđồngbộcòncóthểlàmviệcđộclậpvớilưới,quátrìnhtự
kíchđểthànhlậpđiệnáptươngtựnhưtrongmáyđiện1chiềukíchthíchsongsong.
TừđồthịvectơHình3.1,nếubỏquatổnhaothéptathấy
.
I
0

vượttrước
.
E
1
1góc
90
0
nghĩalàmáyphảiphátradòngđiệnđiệndungmớicóthểtựkíchđược.Vìvậykhi
làmviệcđộclậpvớilướitaphảinốiởđầucựcmáymộtlượngđiệndungCthíchhợp.
Ngoàiramáycầncótừdư,nhờsđđdotừdưsinhramàtrongđiệndungCcó
dòngđiệnđiệndunglàmchotừthôngđượctăngcường.Điềukiệncuốicùngđểthành
lậpđượcđiệnáplàcóđủđiệndungđểchođườngđặctínhđiệndungvàđườngcong
từhoácủamáyphátgiaonhauởđiểmlàmviệcđịnhmức.
Hình3.2.Máyphátđiệnkhôngđồngbộtựkích.
Đườngthẳngtiếptuyếnvớiđoạnkhôngbãohoàcủađườngcongtừhoágọilà
đườngđặctínhđiệndunggiớihạn:Hệsốgóccủađườngthẳnglúcđóbằng:
tga
gh
=
w
=
gh0
c
C
1
I
U
(3.2)
Dođókhikhôngtảimuốnthànhlậpđượcđiệnápthìphảicó:
a < a

gh
hay: C>C
gh
(3.3)
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |39
Trịsốđiệndungbaphacầnthiếtđểkíchtừchomáyđạtđếnđiệnápđịnhmức
lúckhôngtảicóthểtínhtheocôngthức:
C
0
=
6
2
11
10
Uf2
I3
p
m
( mF) (3.4)
Þ U
1
=
3
C
1
I3 =
w
m
I

m
x
c
(3.5)
TrongđóI:Dòng điệntừhoácóthểcoilàdòngđiệnkhôngtảiI
0.
U
1
:Điệnápdâycủamáy.
f
1
:Tầnsốdòng điệnphátra.
f
1
=
60
pn
1
»
60
pn
Đểtiếtkiệmđiệndungthườngđấuchúngtheocáchđấu DnhưHình3.2a.Khi
cótảiphảiluôngiữtốcđộlênbằngn
đm,
nếutốcđộgiảmthìf
1
giảm.Đườngcongtừ
hoáthấpxuống,tg º1/ntănglênkhiếnchođiệnápgiảmhoặcmấtổnđịnh.
Khicótảithìdođiệnkhángcủatảivàđiệnkhángtảntừcủastatonênphảităng
thêmđiệndungCđểgiữU=const.Điệndungđểbùvàođiệnkhángtảntừcủadòng

statovàokhoảng25%C
0.
Điệndungbùvàođiệnkhángcủatảicóthểtínhtheocông
thứcsau:
C
1
=
6
2
11
10
Uf2
Q
p
( mF) (3.6)
trongđóQlàcôngsuấtphảnkhángcủatải.
Từđótathấy,trừkhicóthiếtbịđiềuchỉnhtựđộng,nếukhôngthìkhitảithay
đổirấtkhógiữUvàf
1
khôngđổi.Ởtảithuầntrởthìảnhhưởngđốivớiđiệnápvàtần
sốcònít.NếutảicótínhcảmthìảnhhưởngđếnUvàf
1
rấtnhiều.
Dođiệndungtươngđốiđắtnênthườnghạnchếcôngsuấtcủamáyphátkhông
đồngbộthườngnhỏhơn20KW.Máyphátđiệnkhôngđồngbộtựkíchthườnglàloại
rôtolồng sócvàsửdụngở những nơi yêu cầu chấtlượngđiệnkhông caolắmnhư
trongquátrìnhđiệnkhíhoánôngthônhoặclàmnguồnđiệntạmthờivớicôngsuất
nhỏ.
2.2.Trạngtháihãmcủamáyđiệnkhôngđồngbộ
Trongthựctếmuốnđộngcơngừngquaymộtcáchnhanhchóngvàbằngphẳng

khicắtđiệnvàođộngcơhoặccầngiảmbớttốcđộ(ởcầntrụckhiđưahàngxuống)
ngườitadùngphươngpháphãmcơhayđiện.Ởđâychỉgiớithiệucácphươngpháp
hãmbằngđiện.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |40
a. Phươngpháphãmngược(Đổithứtựpha)
Hình3.3.Hãmđổithứtựphađộngcơđiệnkhôngđồngbộ.
Tabiếtkhis>1,rôtoquayngượcvớichiềutừtrườngquaythìđộngcơđiện
làmviệcởchếđộhãm.Ta ứngdụngnguyênlý đónhưsau:
Khiđộngcơđanglàmviệc,rôtoquaycùngchiềuvớitừtrườngquay.Saukhi
cắtmạchđiện,muốnrôtongừngquaynhanhchóngtađóngcầudaovềphíakhácđể
đổithứtựphađặtvàostatoHình3.3.Doquántính,rôtovẫnquaytheochiềucũtrong
lúcđótừtrườngđãquayngượcnênđộngcơlàmviệcởchếđộhãm.Mômenđiệntừ
sinhrangượcchiềuvớirôtovàcótácdụnghãmnhanhchóngvàbằngphẳngtốcđộ
quaycủamáy.
Đểgiảmdòngđiệntrongquátrìnhhãmcóthểđổinốidâyquấnstatotừ D ®Y,
haycóthểđặtthêmđiệntrởtrongdâyquấnrôtođểgiảmdòngđiệnvàtăngmômen
hãm.Khirôtongừngquay,phảicắtngaymạchđiện.Nếukhôngđộngcơsẽquaytheo
chiềungượclại(đặctínhcơkhihãmngượcnhư Hình3.4).
Hình3.4.Đặctínhcơcủađộngcơkhôngđồngbộkhihãmngược
bằngcáchđảochiềutừtrườngquay.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |41
b. Phươngpháphãmtáisinh(đổithànhmayphát)
Muốnthựchiệnphươngpháphãmnàycầnđổiđộngcơđiệnsanglàmviệcở
chếđộmáyphátđiện,tứclàđổitốcđộtừtrườngquayn
1
< nnhưngvẫncùngchiều
vớirôto.Khilàmviệcởchếđộđộngcơmuốnhãmcầnphảităngsốđôicựcpcủa
máylên,lúcđón>n

1
độngcơsẽtrởthànhmáypháttrảnănglượngvềlướiđồngthời
cómômenhãmđộngcơlại.Cótrườnghợpkhôngcầnđổisốđôicựcnhưkhixeđiện
xuốngdốctốcđộcủarôtotănglênquátốcđộđồngbộnhưvậyđộngcơcũnglàmviệc
ởtrạngtháihãm.
Đểtăngmômenhãm,đôikhingườitachophéptăngđiệnápđặtvàodâyquấn
statobằngcáchđổinốitừY ® D.Khihãmtáisinhdòngđiệntácdụngtrongmạch
rôtoâmnênmômenđiệntừcủađộngcơcũngâm:
I’
2s
=
sxjR
sE
22
2
' '
'
+
=
2
2
2
2
22
sxR
sRE
) ' ( '
' '
+


2
2
2
2
2
22
sxR
sxE
j
) ' ( '
' '
+
(3.7)
với: s=
1
1
n
nn -
Hình3.5.Đặctínhcơcủađộngcơkhôngđồngbộkhihãmtáisinh
bằngcáchthayđổisốđôicực.
c. Phươngpháphãmđộngnăng
Saukhicắtđiệnđưavàođộngcơthìlậptứcđưađiệnmộtchiềuvàodâyquấn
stato.Dòngđiệndòngchiềuvàodâyquấnstatotạothànhtừtrườngmộtchiềutrong
máy.Docònquántínhdâyquấnrôtocảmứngnênsđđvàdòngđiệntácdụngvớitừ
trườngtrêntạothànhM
đt
chốnglạichiềuquaycủamáy.Ởloạiđộngcơrôtodâyquấn
ngườitathườngchothêmđiệntrởphụvàophíarôtođểtăngthêmmômenhãm.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |42

Điềuchỉnhmômenhãmbằngcáchđiềuchỉnhđiệnápmộtchiềuvàodâyquấn
stato. Trên thực tếquá trình hãm theo phương pháp này thường được tiến hành tự
động.
Hình1.6. Hãmđộngnăngđộngcơđiệnkhôngđốngbộ.
3.CácDạngKhácCủaMáyĐiệnKhôngĐồngBộ
3.1.Máyđiềuchỉnhpha(máydịchpha)
Máy dịchphalàloạimáyđiệncóthểtạonênmộtsđđE
2
ởphíathứcấpvớimột
góclệchphatùyýsovớiđiệnápsơcấpU
1
.
Máycócấutạogiốngnhưmáyđiệnkhôngđồngbộrôtodâyquấnnhưngrôto
bịgiữchặtbởimộthệthốngvisvôtậnlàmrôtokhôngthểquaytựdođượcmàchỉcó
thểquaymộtgócnhấtđịnhtheosựđiềukhiểntừbênngoài.Máythườnglàloạiba
pha.TheoHình 3.7atacódâyquấnstatonốivớilướiđiệnsinhratừtrườngquay.
Dâyquấnrôtothôngquavànhtrượtnốivớitải.
TừtrườngquaytrongkhehởsinhrasđđtrongdâyquấnstatolàE
1
vàE
2
cótrị
sốtỷlệvớisốvòngdâytácdụngcủacácdâyquấncòngócphaphụthuộcvàovịtrí
tươngđốicủachúng.Vìbaphađốixứngtacóthểnghiêncứutrênmộtpha.
GiảsửgócgiữaphaAcủadâyquấnstatovớiphaacủadâyquấnrôtolà0
0
.Sau
đóquayphaađimộtgóc btheochiềutừtrườngquay.Căncứvàomạchđiệnthaythế
vàbỏquađiệnáprơitrêntổngtrởtacó:
1

.
1
.
E U - »
2
.
2
.
E U »
=
b -j
1
e
k
E
=
) sin cos ( b - b j
k
E
1
(3.8)
trongđó:klàtỷsốbiếnđổiđiệnáp.
CăncứvàophântíchtrêntathấyE
2
=Const.Chỉthayđổivềgócpha
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |43
Máydịchphađượcdùngtrongcácthiếtbịthínghiệm.
Hình3.7.Sơđồnguyênlývàđồthịvectơcủamáydịchpha.
3.2.Máyđiềuchỉnhcảmứng :

Máyđiềuchỉnhcảmứnglàloạimáybiếnđiệnápdựatrênnguyênlýcủamáy
điệnkhôngđồngbộbapharôtodâyquấnvớirôtođứngyên.
Kếtcấucủamáyđiềuchỉnhcảmứnggiốngnhưmáydịchpha,chỉkháclàdây
quấnstatovàrôtongoàisựliênhệvềtừcònliênhệvềđiệnnhưtrongmáybiếnáptự
ngẫuhaidâyquấn.Máyđiềuchỉnhcảmứngcóhailoại:Đơnvàkép.
a. Máyđiềuchỉnhcảmứngđơn:
Hình3.8.Sơđồnguyênlývàđồthịvectơcủamáyđiềuchỉnhcảmứngđơn.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |44
Nghiêncứutrênmộtphadâyquấntacó:
α j
1
1
.
2
.
1
.
2
.
e
k
U
U E U U
-
- » + =
2
.
U =U
1

(1
a -j
e
k
1
) (3.9)
a làgóclệchgiữaE
2
vàE
1
Khi a =0thìU
2
=U
2min
=U
1
(1
k
1
)
Khi a =180
0
thìU
2
=U
2max
=U
1
(1+
k

1
)
CầnchúýlàkhiđiềuchỉnhtrịsốcủaU
2
thìgócphacủanóđốivớiU
1
cũng
thayđổimộtít.Ngoàirakhimáylàmviệctrênrôtocómômenđiệntừlớnkéovềvịtrí
haidây quấn stato vàrôto trùng trụcnênphải cóbộ phậnhãm giữ không cho rôto
quay.Đểkhắcphụckhuyếtđiểmnàytadùngmáyđiềuchỉnhcảmứngkép.
b. Máyđiềuchỉnhcảmứngkép
Gồmhaimáyđiềuchỉnhcảmứngđơnghéplại,hairôtođượcnốichặtvớinhau
vềcơkhí.DâyquấnđượcnốitheosơđồnguyênlýnhưHình3.9a.
Theohìnhvẽtathấythứtựphacủahaimáyngượcnhautừtrườngquayngược
nhaunêngócphagiữaE
2
vớiE
1
tronghaimáybaogiờcũngngượcnhaudùrôtoquay
theochiềunào.
TheođồthịvectơởHình3.9btacóđiệnápđầurabằng:
II 2
.
I 2
.
1
.
2
.
' ' E ' E U U + + =

=
1
.
U

aj
1
e
k
U
+
a - j
1
e
k
U
=
1
.
U
[1
a - a
+
jj
ee
k
1
(
)} (3.10)
Khi a =0tacó:U

2
=U
2min
=U
1
(1
k
2
)
Khi a =180
0
tacó:U
2
=U
2max
=U
1
(1+
k
2
)
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |45
GócphaU
2
luônluôntrùngphavớiU
1
,cònM
đt
sinhraởhaimáyđiềuchỉnh

cảmứngđơnbằngnhauvàngượcchiềunêntrêntrụcmáykhôngchịumômennàocả.
Hình3.9.Sơđồnguyênlývàđồthịvectơcủamáyđiềuchỉnhcảmứngkép.
3.3.Máybiếnđổitầnsố
Máyđiệnkhôngđồngbộrôtodâyquấncóthểdùnglàmmáybiếnđổitầnsốtừ
f
1
sangtầnsốf
2
.Vídụtanghiêncứutrườnghợpf
2
>f
1
.SơđồnguyênlýởHình3.10.
Hình3.10.Sơđồmáybiếnđổitầnsố.
Dâyquấnstatođượcnốivớilướiđiệncótầnsốf
1
,rôtođượcmộtđộngcơsơ
cấpĐKkéoquay ngượcvớichiềutừtrườngquay.Dođótầnsốcủasđđcảmứngởdây
quấnrôtobằng:
f
2
=sf
1
với s=
1
1
n
nn +
>1
n

1
=
p
f60
1
làtốcđộđồngbộcủatừtrườngquay.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |46
Ơmáybiếnđổitầnsốdâyquấnrôtonhậnnănglượngtừ2phía.Mộtphầntừ
phíastatochuyểnquanhờtừtrườngquay,mộtphầntừđộngcơsơcấpĐKtruyềnqua
theotrụccủarôto.
P
2
=m
2
sE
2
I
2
cos y
2
Trongđóm
2
vàE
2
làsốphavàSđđcủarôtokhiđứngyên.
CSđiệntừchuyểntừstatosangrotobằng:
P
đt
=m

2
E
2
I
2
cos y
2
(3.11)
Khis>1thìP
2
>P
đt
:MáylấycôngsuấttừtrụcđộngcơsơcấpĐKvàovà
côngsuấtcơđóbằng:
P
cơ
=P
2
– P
đt
.
=m
2
(s1)E
2
I
2
cos y
2
(3.12)

Máybiếnđổitầnsốthườngdùngđểcungcấpdòngđiệntầnsốf
2
từ100÷200Hz
dùngtrongcôngnghiệp.
Tacó:
s=
1
1
n
nn +
=
BT
1
1
BT
1
p
f
p
f
p
f
Ñ
+
=
Ñ
Ñ
p
pp
BT

+
(3.13)
Trongđó:p
BT
vàp
Đ
:Sốđôicựccủamáybiếntầnvàcủađộngcơ.
Vídụ: 3 s
2 p
1 p
BT
Ñ
=
þ
ý
ü
=
=
f
2
=3f
1
=150Hz
4 s
3 p
1 p
BT
Ñ
=
þ

ý
ü
=
=
f
2
=4f
1
=200Hz
3.4. Máy điện không đồng bộ là m việc trong hệ tự đ ồng bộ
(Selsyn)
Máyđiệnkhôngđồngbộlàmviệctronghệtựđồngbộgồmnhiềumáyđặtcách
nhauvàchỉnốivớinhaubằngđiện.Khi1trongnhữngmáyđóquayđimộtgóc(gọilà
máyphát)thìnhững máykhác (máythu)cũngquay1gócnhưvậy.Hệthốngnày
thườngdùngtrongkỹthuậtkhốngchếvàđolường.Nhữngmáyđiệnnàythườngthuộc
loạibaphavàmộtphavàcóthểlàmviệcởnhiềuchếđộ:Chỉthị,visai,biếnáp.
a.HệTự ĐồngBộ3Pha( Selsyn3pha)
Hệ tựđồng bộbaphađơn giảnnhất làgồm haimáyđiện khôngđồng bộ rôto dây
quấn.Dâyquấnstatocủachúngđượcnốivớilướiđiệncòndâyquấnrôtođượcnốivới
nhautheođúngthứtựph.Nhưvậynếuởhaimáyvịtrícủarôtođốivớistatogiống
nhauthìsđđE
2
trongmạchrôtocủachúngsẽngượcnhauvàdòng điệnI
2
sẽbằng0.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |47
GọiFlàmáypháttínhiệuvàTlàmáythutínhiệuthìkhicótínhiệutácđộng
vàomáyphátFlàmquayrotocủanóđi1gócthìcácSđđE
2F

vàE
2T
sẽcógóclệchvà
dođótrongmạchrôtosẽcódòng điệnI
2
.
T 2 F 2
j
T 2
F 2
.
2
.
Z Z
e . E E
I
-
-
=
q ±
(3.14)
(+)khirôtoFquaycùngchiềuvới Ư
F
(E
2T
vượttrướcE
2F
)
(–)KhirôtoFquayngượcchiềuvới Ư
F

Trongđó:Z
2F
vàZ
2T
:Tổngtrởrôtocủamáy phát(F)vàmáythu(T)
TừđồthịvectơHình3.11btathấythànhphầntácdụngcủaI
2
cùngchiềuvới
E
2T
dođóM
T
sẽlàmquayrôtocủamáyTđi1góc.Tráilạithànhphầntácdụngcủa
I
2
ngượcchiềuvớiE
2F
nênsẽcómômenM
F
kéorôtocủamáyFtrởvềvịtrí=0.
Hoặccóthểgiảithíchnhưsau:
góc y
2F
»180
0
,cos y
2
<0 ®M
F
<0(Mhãm):kéorôtomáyFtrởvềvịtrí0

góc y
2T
»0,cos y
2
>0 ®M
T
>0(Mquay):kéorôtocủamáyTđi1góc.
HệthốnghaimáytrênsẽlàmviệccânbằngkhigóclệchởhaimáyFvàT
bằngnhau.VìvậykhigiữrotocủamáyFởgócthìrotocủamáyTcũngsẽquaymột
gócđúngbằng.Sựliênlạcnhưthếcòngọilàsựliênlạckiểutrụcđiện.
Hình3.11.Sơđồnguyênlývàđồthịvectơcủaselsynbapha.
b.Hệtựđồngbộ1p ha( selsyn1pha)
Stato của hai máy F và T chỉ cómột pha nối với lưới điện chung, còn rôto
củahaimáyvẫnlàdâyquấnbaphavànốivớinhautheođúngthứtựpha.
Khi cho dòng điện một pha vào dây quấn stato thì trong khe hở sinh ra từ
trườngđậpmạchvàcóthểphânthànhhaitừtrườngquayngượcchiềunhaulàƯ
A
và
Ư
B
và ta coi như  có hai hệ thống đồng bộ ba pha hợp lại. Như vậy có thể dùng
nguyênlýlàmviệccủahệbaphatìmramômentừngphầnvàmômentổng.
Quay rôto của máyF theo chiều của Ư
AF
một góc . Đối với từ trường quay
thuậnƯ
AF
vàƯ
AT
thìgiốngnhưhệbaphaM

AF
vàM
AT
cókhuynhhướngkéohairôto
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |48
trởvềcùngmộtvịtrí.ĐốivớitừtrườngquayngượcƯ
BF
vàƯ
BT
cũngvậy.Vìvậy
mômendohaitừtrườngquaysinhratrênmỗimáycùngchiềunêntrịsốtuyệtđốicủa
chúnglàtổngcủahaimomencủatừngphânlượngtừtrườnglàmtrụcquay.Nhưvậy
nếuquayrotocủamáyFđimộtgócthìrotomáyTcũngquayđimộtgóc.
Thườngđặtdâyquấnsơcấpmộtphatrênrotocòndâyquấnthứcấpbaphalắp
trên stato như vậy giảm đi được một vành trượt. Để có đặc tính mômen tốt, dây
quấnmộtphathườngđặttrêncựclồi.
Ngàynayngườitađãchếtạonhữngselsynmộtphakhôngvànhtrượt.
Hệtựđồngbộngàynayđượcápdụngrộngrãitrongngànhtựđộnhoávàđiều
khiển.
Hình3.12.Sơđồnguyênlývàđồthịvectơcủaselsynmộtpha.
Hình3.13.Cấutạoselsynmộtpha.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |49
3.5.Độngcơchấphànhkhôngđồngbộ(ACServoMotor)
Đểđiềukhiểnmộtđốitượngnàođó,tínhiệuđiềukhiểnítkhidẫntrựctiếpđến
màthườngquakhâutrunggiannàođó.Thídụmuốnbiếntínhiệuđiệnápthànhtín
hiệucơhọctácđộngvàođốitượngđiềukhiểnthìngườitadùngkhâutrunggianlà
độngcơchấphành.Độngcơnày cầnthoảmãncácyêucầuchính:
Độnhạycao,quántínhbé,nghĩalàphảiquayhoặcdừngtứckhắckhicóhoặc

mấttínhiệuđiềukhiểnmàkhôngnhờmộtcơcấuhãm.
Mômenmởmáylớn,độngcơlàmviệcổnđịnh.
Đặctínhcơtuyếntính,phạmviđiềuchỉnhtốcđộrộng.
Côngsuấtđiềukhiểnnhỏ.
Độngcơchấphànhkhôngđồngbộlàloạiđộngcơkhôngđồngbộhaiphacông
suấtbé(0,1÷300W).Máycókếtcấunhưsau:Statoghépbằngláthépkĩthuậtđiệncó
haicuộndâyđặtlệchnhau90
0
TrongđómộtcuộnWktlàmnhiệmvụkíchthích,cuộnW
đk
làmnhiệmvụđiều
khiển,haicuộn nàyđượcđặtvàohaiđiệnáplệchnhau90
0
thờigian.Nguồnkích
thíchlấyởlướiđiệnxoaychiều,nguồnđiềukhiểnlấyởtínhiệuĐKcónhiềuloại
điềukhiển:Điềukhiểnbiênđộ,điềukhiểnpha,điềukhiểnhỗnhợp(cảbiênđộvà
pha).Tổngquáttừtrườngquaycóthểlàellipdotínhbấtđốixứngcủađiệnáphoặc
pha (pha nhỏhơn 90
0
). Khicó tínhiệu điều khiển trong khe hở sẽ hìnhthành từ
trường quay và động cơ làm việc với đặc tính mômen thuận (đặc tính cơ thông
thường).Khimấttínhiệuđiềukhiển,trongdâyquấnstatochỉcònnguồnđiệnmột
pha(U
kt
),từtrườngđậpmạchdodòngđiệnmộtphasinhrađượcphânthànhhaitừ
trườngquaythuậnvàngược,tươngứngtacóhaiđặctínhcơthuậnvàngược,đặctính
cơtổngM
å
sẽtạoramộtmômenngượcvớimômenthuận(làđặctínhcơthôngthường
củađộngcơkhôngđồngbộkhicócảhaiđiệnápkíchthíchvàđiềukhiên)làmrôto

đứnglại( Hình3.15b)
Hình3.14.Sơđồnguyênlývàcấutạođộngcơchấphànhhànhkhôngđồngbộ.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |50
Hình3.15Đặctínhcơcủađộngcơchấphànhkhôngđồngbộ.
Đểmáylàmviệcổnđịnhvàđặctínhcơtuyếntínhthìrôtophảiđượcchếtạo
vớiđiệntrởrấtlớnđểs
m
=3÷4,vớis
m
lớnnhưvậynómớichốngđượchiệntượngtự
quaynữa(cònđốivớiđộngcơmộtphathôngthườngvìđiệntrởrôtobénênđặctính
cơcódạngnhưHình3.15a,khirôtođãquaytangắtmạchkhởiđộngthìđộngcơvẫn
tiếptụcquay).
Độngcơ chấphành khôngđồngbộ có kết cấu tương tựnhư động cơ không
đồngbộthườngrôtolồngsócnhưngphảiđượcchếtạovớiđộchínhxáccao,quántính
bé.Thôngthườnghaylàmtheokiểurôtorỗng(hìnhcốc)cấutạonhư Hình3.14b.
Statogồmhaiphần:Ngoàivàtrong,statongoàigồmcácláthépkĩthuậtđiện
ghép lại với nhau, gồm có răng rãnh để đặt dâyquấn kích thích và dây quấn điều
khiển.Statotronggồmcácláthépghéplạikhôngcórăngrãnhchỉdùnglàmmạchdẫn
từ.Rôtorỗngthườnglàmbằngvậtkhôngdẫntừnhưnhôhayđuyrađượcbắtlêntrên
trụcbằngvànhđỡvàquay ởgiữakhehởstato.Ngoàirarôtocóthểlàmbằnghợpkim
đồngnhômcóđiệntrởsuấtcaohoặc làmbằngsắt,haybằngvảiép trênmặtngoài
trángvậtliệudẫnđiện.
Dokhehởkhôngkhílớn(d =0,3÷1,4mm)nênI
0
lớn,cosưthấp,hiệusuấtthấp,
trọnglượnglớn(vì dlớnnênmuốn FcaophảităngstđF=IW ®Wtăng)(hình114
b)
3.6.Máypháttốcđộkhôngđồngbộ

Làmnhiệmvụbiếnđổitínhiệucơsangtínhiệuđiện(thườnglàtốcđộquay
củatrụcbiếnđổithànhtínhiệuđiệnáp)đểđotốcđộcủađộngcơhoặcbiếnđổicác
tínhiệu(giatốc,ổnđịnh)trongcáccơcấutựđộng.Trongcácloạimáypháttốcđộ
xoaychiều,máypháttốcđộkhôngđồngbộcóưuđiểmlàtầnsốcủađiệnáprakhông
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |51
phụthuộcvàotốcđộ,điềunàyrấtthuậntiệnchoviệcsửdụngcácdụngcụđođiệnáp
ởđầura.
Máy phát tốcđộ khôngđồngbộcó cấutạogiốngđộng cơchấphànhkhông
đồngbộrôtorỗng.
Hình3.16.Nguyênlýlàmviệccủamáypháttốcđộ.
Hình3.17.QuanhệU
F
=f(n)
W
k
làcuộndâykíchthích,W
F
làcuộndâyphát.
Khichodòngđiệnxoaychiềumộtphatầnsốf
1
vàodâyquấnW
k
,trongmáy
xuấthiệnmộttừtrườngđậpmạch F
k
vớitầnsốf
1
cóphươngtrùngvớitrụcdâyquấn
W

k
tronghìnhtrụrôtorỗngđangđứngyênxuấthiệnsđđvàdòngđiệnxoaychiềuvới
tầnsốf
1
nhưmáybiếnáp,chiềucủatừtrườngƯ
1
dodòngđiệnđósinhrađượcvẽở
Hình3.6a.
Khin=0:DotrụccủadâyquấnW
F
thẳnggócvớitrụcW
k
tứclàthẳnggóc
vớiphươngƠ
k
và Ư
1
nênE
F
=0
Khirôtoquayn#0trongrôtosẽcảmứngthêmmộtsđđquaye
q
dotừtrường
Ơ
k
quétquarôto.e
q
ºn,dòng điệnIqdoe
q
sinhracóchiềunhưHình3.16b

VìƠ
k
vàƯ
1
đậpmạchvớitầnsốf
1
nêne
q
vàIqcũngbiếnđổivớitầnsốf
1
,
dòngđiệnIqtạoratừtrườngƠ
q
đậpmạchvớitầnsốf
1
quacuộndâyW
F
làmcảm
ứngtrongđómộtsđđxoaychiềue
F
cótầnsốf
1
,trịsốE
q
tỷlệvớitốcđộn.Quanhệ
U
F
=f(n)đượcvẽtrênHình3.17.
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |52

Trênthựctế,khimáypháttốcđộcótải,phảnứngcủadòngđiệntrongrôtogây
nênsựbiếndạngcủatừtrườngvàsựthayđổicácthôngsốcủamáy.Hiệntượngnày
gâynênsaisốvềtrịsốvàlàmmấttínhchấttuyếntínhcủaU
F
=f(n)nhấtlàởtốcđộ
cao.Vìvậymáythườngdùngđểđotốcđộtrongphạmvi8000÷10000v/phvới DU
F
=5÷10V.
3.7.Máybiếnápxoay
Máybiếnápxoaylàthiếtbịđiệnlàmviệctheonguyênlýcảmứngđiệntừ,có
thểchoramộtđiệnápthayđổitheogócxoaycủarôto.Cấutạogiốngđộngcơkhông
đồngbộrôtodâyquấndạngcôngsuấtnhỏ.Trênstatovàrôtocóđặtdâyquấnhaipha
đốixứnglệchnhautrongkhônggian90
0
điện.
Điệnápđầuratrênrôtomáybiếnápxoaycóthểtỷlệvớisin,cosinhoặcvới
bảnthângócxoaycủaroto,dođóngườitaphânlàmmáybiếnápxoaysincosinvà
máybiếnápxoaytuyếntính. SơđồnguyênlýnhưHình3.18.
Hình3.18.Sơđồnguyênlýmáybiếnápxoaysin–cosin
vàmáybiếnápxoaytuyếntính.
ĐặtđiệnápxoaychiềuU
1
vàodâyquấnstatoW
1
u
1
=U
1max
sint= 2 U
1

sint (3.15)
Khixoayrotođi1góc,điệnápđầuraởdạngdâyquấnthứcấpW’
2
vàW”
2
là:
u’
2
=
2
k
1
U
1
sinsint
= 2 U’
2
sint (3.16)
u’’
2
= 2 k
1
U
1
cossint
= 2 U’’
2
sint (3.17)
Trongđó: k
1

=
11dq
22dq
Wk
Wk
U’
2
=k
1
U
1
sin (3.18)
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng
T r a n g |53
U”
2
=k
1
U
1
cos (3.19)
TừđótathấytrịsốhiệudụngcủađiệnápđưaraU’
2
vàU”
2
tỷlệvớisinvàcos.
Khimbaxoaycótải,dòngđiệni’
2
vài”
2

tronghaidâyquấnW’
2
vàW”
2
tạo
nêntừtrườngƯ’
2
và Ơ”
2
cóthể chiacáctừthôngđóthànhhaithànhphầndọcvà
ngangtrụccủatừtrườngdâyquấnsơcấp F
1
là F’
2
cos, F’
2
sin, F’’
2
cos a, F’’
2
sin a .Từtrườngngangtrục F’’
2
cos a vàF’
2
sinlàmchotừtrườngtổngbịméođivà
quanhệhìnhsincủasđđđốivớigóc abịpháhủy.Đểtriệttiêuthànhphầnnàytrên
statotađặtdâyquấnngắnmạchW
n
vuônggócvớidâyquấnW
1

.Dòngđiệntrongdây
quấnW
n
sẽsinhratừtrườngbùthànhphầntừtrườngngangtrục F’’
2
cos avà F’’
2
sin a ,dođócóthểgiảmsaisốđếnmứctốithiểu.
Hình3.19.Nguyênlýlàmviệccủamáybiếnápsin–cosin.
Nếu đấu dây quấn của mba xoaytheo Hình 3.18c tacó máybiến áp xoay
tuyếntính.
Khigóctrongkhoảng0< a<65
0
điệnápởđầucuốihaidâyquấnnốitiếp
W’
2
vàW
n
tỷlệthuậnvớigócxoay a.CòndâyquấnW”
2
ởrôtonốikínmạchvới
tổngtrởZ
f
dùngđểbùtừtrườngngangtrục.
Máybiếnápxoayngàynaycósaisố<=5%,trongtrườnghợpđặcbiệtcó
thểlàmchosaisố<=0,05÷0,07%.Côngsuấtcủambaxoaythườngtrongkhoảng
vàivoltampevớiU=115Vvàf=50Hz÷400÷2500Hz.
MBA xoay đượcdùng trong cácmáytính, các hệtuỳ đông và cácsơđồhệ
thốngquaytrongtrạmrađa,v.v…
GiáotrìnhMáy điệnđặcbiệt–NguyễnTrọngThắng

T r a n g |54
CÂUHỎIÔNTẬP.
1) NêuưuđiểmvànhượcđiểmchínhcủaMĐKĐBkhilàmviệcởchếđộmáy
phát?
2) ĐiềukiệnđểMĐKĐBlàmviệcđộclậpvớilướiđiện?
3) Đườngđặctínhđiệndunggiớihạnđượcxácđịnhnhưthếnào?
4) Viếtbiểuthứcxácđịnhhệsốgóccủađườngđặctínhđiệndunggiớihạn?
5) NhữnghạnchếcủaMĐKĐBkhilàmviệcđộclậpvớilướiđiện?
6) Trị sốđiệndungcần thiết đểkích từchomáyphátKĐBđạtđếnđiệnáp
địnhmứclúckhôngtải?
7) Đểtiếtkiệmđiệndungthìcácbộtụđượcđấunhưthếnào?
8) KhimáyphátKĐBlàmviệccótảinếutốcđộmáygiảmthìđiệnáprasẽ
thayđổinhưthếnào?
9) KhicótảiđểgiữđiệnápracủamáyphátKĐBkhôngđổithìgiátrịđiện
dungCtănghaygiảmvàđượctínhnhưthếnào?
10)Đểgiảmdòngđiệntrongquátrìnhhãmngượctacóthểthựchiệnbằngcách
nào?
11)NêucácphươngpháphãmđiệnđốivớiđộngcơđiệnKĐB?
12)Đểtăngmômenhãmtrongtrườnghợphãmtáisinhtacóthểthựchiệnbằng
cáchnào?
13)Chứcnăngcủamáyđiềuchỉnhphahaymáydịchpha?
14)ĐiểmkhácnhauvềcấutạocủaĐCKĐBvớimáydịchpha?