Tài liệu hướng dẫn thí nghiệm : MÁY ĐIỆN part 5 doc

2

Hỗnh 10.2 Vở trờ soùng quay ngổồỹc (a) vaỡ quay thuỏỷn

0
2


2
3

2

t
=T/4
t
= 0
F
(b)
(-)

0
F
m
2




2

3


2
t=T/4
t= 0
F

(a)
(+)










Thỏỷt vỏỷy, giaớ sổớ ta xeùt mọỹt õióứm bỏỳt kyỡ cuớa soùng stõ coù trở sọỳ khọng õọứi:

cons
t
)tsin( = m

hay
cons
t
)t( = m

Lỏỳy vi phỏn theo thồỡi gian:

=

d
t
d
(10.3)
Ta thỏỳy, õaỷo haỡm theo t chờnh laỡ tọỳc õọỹ goùc quay:

0>

d
t
d
ổùng voùi soùng quay thuỏỷn, tổùc laỡ dỏỳu (-) trong (10.2).

0<

d
t
d
ổùng voùi soùng quay ngổồỹc, tổùc laỡ dỏỳu (+) trong (10.2).
Hỗnh 10.2a vaỡ b cho ta thỏỳy vở trờ cuớa caùc soùng quay thuỏỷn vaỡ quay ngổồỹc ồớ
caùc thồỡi õióứm khaùc nhau.
11.1.3. Quan hóỷ giổợa stõ õỏỷp maỷch vaỡ stõ quay:
óứ thỏỳy roợ quan hóỷ giổợa stõ õỏỷp maỷch vaỡ stõ quay, trổồùc hóỳt ta chuù yù rũng :

21mmm

FF)tsin(F
2
1
)tsin(F
2
1
cos.tsinF +=++=
(10.4)
nghộa laỡ stõ õỏỷp maỷch laỡ tọứng cuớa hai stõ quay : F
1
quay thuỏỷn vồùi tọỳc õọỹ goùc+
vaỡ F
2
quay ngổồỹc cuỡng tọỳc õọỹ goùc - vaỡ coù bión õọỹ cuớa caùc stõ quay õoù bũng mọỹt
nổớa bión õọỹ stõ dỏỷp maỷch.
Mỷt khaùc, ta coù bióứu thổùc lổồỹng giaùc:




=

si
n
.
t
cosFcos.
t
si
n

F)tsin(F
mmm
=
=
)cos().tsin(Fcos.tsinF
mm
22




(10.4a)
ta thỏỳy rũng stõ quay laỡ tọứng hồỹp cuớa hai stõ õỏỷp maỷch lóỷch pha nhau trong khọng
gian mọỹt goùc /2 vaỡ khaùc pha nhau vóử thồỡi gian mọỹt goùc laỡ /2.

3
11.2. ST CUA DY QUN MĩT PHA
11.2.2. Stõ cuớa mọỹt phỏửn tổớ.
Giaớ thióỳt:

Hỗnh 10.3. a. ổồỡn
g
sổùc tổỡ do doỡn
g
õióỷn i;
b. ổồỡng bióứu thở stõ doỹc khe hồớ cuớa maùy

/
2
/2

a
b
c
d
g
e
F
pt1
F
pt











- Dỏy quỏỳn õỷt ồớ stato
- Phỏửn tổớ coù W
pt
voỡng dỏy
- Dỏy quỏỳn bổồùc õuớ (y = ).
- Cho qua phỏửn tổớ dỏy quỏỳn doỡng õióỷn
t

si
n
Ii = 2 .
- Ta coù õổồỡng sổùc tổỡ sinh ra nhổ hỗnh 10.3a.
Theo õl toaỡn doỡng õióỷn, doỹc theo õổồỡng sổùc tổỡ kheùp kờn ta vióỳt :


=
pt
iWldH
r
r

trong õoù H - cổồỡng õọỹ tổỡ trổồỡng doỹc theo õổồỡng sổùc tổỡ.
Nóỳu giaớ thióỳt R

rỏỳt nhoớ (
Fe
= ) nón H
Fe
= 0, ta coù:
H2 = iW
pt
.
Nhổ vỏy stõ ổùng vồùi mọỹt khe hồớ khọng khờ bũng:

ptpt
iWF
2
1

=
(10.6)
Ta thỏỳy:
1) ổồỡng bióứu dióựn stõ khe hồớ dổồùi mọỹt bổồùc cổỷc coù thóứ bióứu thở bũng hỗnh chổợ
nhỏỷt abcd coù õọỹ cao bũng
pt
iW
2
1
vaỡ ồớ bổồùc cổỷc tióỳp theo bũng hỗnh chổợ nhỏỷt
dega vồùi qui ổồùc nóỳu õổồỡng sổùc tổỡ hổồùng lón F
pt
õổồỹc bióứu thở bũng tung õọỹ
dổồng (hỗnh10.3b).
2) Vỗ tsi
n
Ii = 2 nón stõ phỏn bọỳ doỹc khe hồớ daỷng hỗnh chổợ nhỏỷt, coù õọỹ cao
thay õọứi vóử trở sọỳ vaỡ dỏỳu theo doỡng õióỷn xoay chióửu i.
Stõ phỏn bọỳ hỗnh chổợ nhỏỷt trong khọng gian vaỡ bióỳn õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian
õoù coù thóứ phỏn tờch thaỡnh daợy Fourier coù caùc soùng õióửu hoỡa 1, 3, 5, 7 , ta coù:

4

cosF cosFcosFF
ptptptpt
+


+
+

+=

3
31



=

=
, ,,
pt
cosF
531

trong õoù:

2
42
2
2



=

=

sinFd.cosFF
ptptpt
.
Vaỡ
tsinIWiWF
ptptpt
==
2
2
2
1

Thay vaỡ ta õổồỹc:


=



=
, ,,
m.ptpt
t
si
n
.cosFF
531

trong õoù:


=

=



=

pt
ptptm.pt
IW
,IWsinIWF 90
22
2
22

Stõ cuớa mọỹt phỏửn tổớ coù doỡng õióỷn xoay chióửu laỡ tọứng cuớa soùng õỏỷp maỷch
phỏn bọỳ hỗnh sin trong khọng gian vaỡ bióỳn õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian.
11.2.3. Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ.
Xeùt stõ: (hỗnh.10.4)

F
0

F
q
1
F
p
t1
1 2 3
1 2 3
-

4
Hỗnh 10.4 Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ coù q=3
2
1
3
2
3
F
q
1
=q

Cọỹn
g
stõ cuớa 3 phỏửn tổớ

5

1) Dỏy quỏỳn mọỹt lồùp.
2) Coù q = 3 phỏửn tổớ.
3) Phỏửn tổớ coù W
pt
voỡng dỏy.
4) Goùc lóỷch pha cuớa hai phỏửn tổớ caỷnh nhau:
Z
p

=
2

Tỗm Stõ tọứng ? = Tọứng 3 stõ cuớa 3 phỏửn tổớ.

Stõ bỏỷc mọỹt cuớa mọỹt nhoùm coù q phỏửn tổớ : (giọỳng bióứu thổùc sõõ)
vồùi k
111 ptrq
FqkF =
r1
: hóỷ sọỳ quỏỳn raới
Soùng bỏỷc cuớa mọỹt nhoùm coù q phỏửn tổớ :
vồùi k

=
ptrq
FqkF
r

: hóỷ sọỳ quỏỳn raới bỏỷc .
Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ :

t
si
n
cos
k
qFF
,,
rptmq


=

=

531

11.2.4. Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt pha hai lồùp bổồùc ngừn.
Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt pha hai lồùp bổồùc ngừn coù thóứ dổồỹc xem nhổ tọứng stõ
cuớa hai dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ, mọỹt õỷt ồớ lồùp trón vaỡ mọỹt õỷt ồớ lồùp dổồùi nhổng
lóỷch pha nhau mọỹt goùc õọỹ õióỷn (hỗnh 10.5).



y
=



=(1-)
F
0

F
f1
F
q
1
-

F
q1
F
f1
0
Cọỹn
g
stõ cồ baớn cuớa hai
lồù
p
dỏ
y

q
uỏỳn mọỹt
p
ha
F
q2
(1-)

Hỗnh 10.5 Stõ cuớa dỏy quỏỳn mọỹt lồùp bổồùc õuớ coù q=3

ọỳi vồùi soùng cồ baớn = 1, goùc lóỷch :



=
)(1
vồùi
=

/
y
.

6
Ta coù, õọỳi vồùi soùng bỏỷc 1 :

111
2
2
12
nqqf
kF)cos(FF =

=

vồùi
22
1

1

=

= sin)cos(k
n

Tổồng tổỷ õọỳi vồùi soùng bỏỷc :


=

=
nqqf
kF)(cosFF 2
2
12

vồùi
22
1

=

=

sin)(cosk
n

vỏỷy, stõ cuớa dq mọỹt pha hai lồùp bổồùc ngừn :

t
si
n
cosF
k
k
qF
ptmnr
,,
f


=

=

531
2
Vióỳt laỷi stõ F
f
:

t
si
n
cosFF
,,
ff

=

=

531

Trong õoù :
I
p
W
k
,I
p
W
k
F
dqdq
f

=

ì

=


90
22

vồùi : laỡ sọỳ voỡng dỏy cuớa mọỹt pha.

pt
pqWW 2=
Vỏỷy, stõ cuớa mọỹt pha laỡ tọứng hồỹp cuớa mọỹt daợy stõ õỏỷp maỷch phỏn bọỳ hỗnh sin
trong khọng gian bióỳn õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian.
10.3. ST CUA DY QUN BA PHA
Giaớ thióỳt dỏy quỏỳn ba pha õỷt lóỷch nhau mọỹt goùc 120
o
õióỷn hay 2/3 vaỡ coù
doỡng õióỷn chaỷy qua:

tsinIi
A
= 2
)/tsin(Ii
B
322 =
)/tsin(Ii
C
342 =
Tổỡng pha sinh ra stõ :




=

=

cos
t

si
n
FF
,,
fA
531


)
/
(cos)
/
t
sin(FF
,,
fB
3232
531







=

=

)
/
(cos)
/
t
sin(FF
,,
fB
3434
531







=

=


óứ coù stõ cuớa dỏy quỏỳn ba pha ta lỏỳy tọứng ba stõ õỏỷp maỷch õoù. Muọỳn cho sổỷ
phỏn tờch õổồỹc dóự daỡng, ta phỏn stõ bỏỷc cuớa mọựi pha thaỡnh hai stõ quay thuỏỷn vaỡ

7
quay ngổồỹc nhổ vỏỷy stõ tọứng cuớa dỏy quỏỳn ba pha seợ laỡ tọứng cuớa tỏỳt caớ stõ quay
thuỏỷn vaỡ quay ngổồỹc õoù. Ta coù :
=

costsi
n
FF
fA

)tsin(
F
)tsin(
F
ff
++=

22

)
/
(cos)/tsin(FF
fB
3232




=



+

=

)]()tsin[(
F
f
3
2
3
2
2
)]()tsin[(
F
f
3
2
3
2
2

+




)
/
(cos)/tsin(FF
fC
3434

=



+



=

)]()tsin[(
F
f
3
4
3
4
2
)]()tsin[(
F
f
3
4
3
4
2

+




Trong õoù : = 1, 3, 5, . . coù thóứ chia thaỡnh ba nhoùm:
1) = mk = 3k (vồùi k = 1, 3, 5 thỗ = 3, 9, 15, )
3) = 2mk + 1 = 6k + 1 (vồùi k = 0, 1, 2, 3 thỗ = 1, 7, 13, )
4) = 2mk - 1 = 6k - 1 (vồùi k = 1, 2, 3 thỗ = 5, 11, 17 , )
Ta xeùt stõ quay thuỏỷn:
)tsin(
F
F
f
tA
=


2


])()tsin[(
F
f
3
2
10
2

+=


)]()tsin[(
F
F
f
tB
3
2
3
2
2



=




])()tsin[(
F
f
3
2
11
2

+=

)]()tsin[(
F
F
f
tC
3
4
3
4
2



=




])()tsin[(
F
f
3
2
12
2

+=

Tọứng cuớa chuùng laỡ tọứng caùc soùng quay hỗnh sin lóỷch pha nhau mọỹt goùc ( -
1)2/3.

Xeùt vồùi nhoùm = 3k, ta coù :

3
2
2
3
2
13
3
2
1

=

=

k)k()(

Thay vaỡo trón ta coù 3 stõ õoù lóỷch pha nhau 1 goùc 2/3 vaỡ quay cuỡng tọỳc õọỹ
nón tọứng cuớa chuùng bũng khọng.

Xeùt vồùi nhoùm 6k + 1, ta coù :

k])k[()( =

+=

4
3
2
116
3
2
1

Vỏỷy, chuùng truỡng pha nhau nón tọứng cuớa chuùng bũng:

8

)tsin(FF
k
fth
=

+=

16
2
3


Xeùt vồùi nhoùm 6k - 1, ta coù :

3
4
4

3
2
116
3
2
1

=

=

k])k[()(

Ta cuợng coù 3 stõ trón lóỷch pha nhau mọỹt goùc 4/3 vaỡ stõ tọứng cuớa chuùng bũng
khọng.
Tổồng tổỷ, ta xeùt stõ quay ngổồỹc, vồùi nhoùm = 3k vaỡ = 6k+ 1 coù stõ tọứng
bũng khọng. Rióng nhoùm = 6k - 1 chuùng truỡng pha nhau nón tọứng laỡ:

)tsin(FF
k
fng
+=

=

16
2
3

Vỏỷy stõ cuớa dỏy quỏỳn ba pha vióỳt gọỹp laỷi :

)tsin(FF
k
f)(
=

=

m
16
3
2
3

Trong õoù :

I
p
W
k
,I
p
W
k
F
dqqd
f

=

ì

=


351
23
2
3



F
b

t
F
c

t









Stõ cuớa dỏy quỏỳn ba pha laỡ tọứng caùc stõ bỏỷc = 6k+ 1 quay thuỏỷn vaỡ caùc stõ

bỏỷc = 6k - 1 quay ngổồỹc, coù :
Bióỷn õọỹ :
f
F
2
3

Tọỳc õọỹ :


=

hay

=

n
n
vồùi
p
f
n
60
= .
10.4 ST CUA DY QUN HAI PHA
Nóỳu dỏy quỏỳn 2 pha õỷt lóỷch pha nhau trong khọng gian mọỹt goùc 90
o
õióỷn vaỡ
doỡng õióỷn hai pha lóỷch pha nhau mọỹt goùc 90
o

.
F
c

t
120
0
F
a

t
F
b

t
240
0
F
a

t
F
a

t
F
c

t
F

b

t
(
b
)
(
c
)

(
a
)

Hỗnh 10.6 Cọỹn
g
caùc stõ quay thuỏỷn bỏỷc cuớa caùc pha


9
Phỏn tờch nhổ trổồỡng hồỹp dỏy quỏỳn 3 pha, ta coù:

)
t
sin(FF
k
f)(

=

=

m
14
2

Trong õoù :

I
p
W
k
,F
dq
f

=


90

Stõ cuớa dq hai pha laỡ tọứng cuớa caùc stõ bỏỷc =2mk+1= 4k+ 1 quay thuỏỷn vaỡ
caùc stõ bỏỷc = 2mk-1= 4k - 1 quay ngổồỹc. Bión õọỹ thỗ bũng bión õọỹ cuớa stõ mọỹt
pha bỏỷc , vaỡ tọỳc õọỹ quay cuớa stõ bỏỷc laỡ n

= n/.
10.5 PHN TấCH ST DY QUN BềNG PHặNG PHAẽP ệ THậ
Xeùt stõ sinh ra bồới doỡng õióỷn ba pha i
A
, i

B
, i
C
chaỷy trong dỏy quỏỳn ba pha AX,
BY, CZ õỷt lóỷch pha nhau trong khọng gian mọỹt goùc laỡ 120
o
; maùy õióỷn coù q = 1 vaỡ
p = 1 (hỗnh 10.7).


A
I
&
B
I
&

C
I
&

t= 0







C

I
&

A
I
&

Hỗnh 10.7 Stõ cuớa dỏy quỏỳn ba pha q=1, 2p=2 ồớ t=0 vaỡ t=T/3
B
I
&

t= T/3








thồỡi õióứm t = 0, cho doỡng õióỷn pha A õaỷt cổỷc õaỷi.
i
A
= I
m
; i
B
= i
C

= -I
m
/2
Gốa thióỳt chióửu doỡng õióỷn pha A chaỷy tổỡ X A ta suy ra chióửu doỡng trong
pha B, C nhổ hỗnh veợ (hỗnh 10.7b). Vaỡ ta veợ õổồỹc stõ F
A
, F
B
, F
C
tỗm õổồỹc stõ F
tọứng (õ4).
thồỡi õióứm t = T/3, doỡng õióỷn pha B õaỷt cổỷc õaỷi.

10
I
B
= I
m
; i
A
= i
C
= -I
m
/2
Chióửu doỡng õióỷn pha B chaỷy tổỡ Y B ta suy ra chióửu doỡng trong pha A, C
nhổ hỗnh veợ (hỗnh 10.7b). Vaỡ ta veợ õổồỹc stõ F
A
, F

B
, F
C
tỗm õổồỹc stõ F tọứng (õ4).
Vỏỷy stõ do doỡng õióỷn ba pha chaỷy trong dỏy quỏỳn ba pha laỡ stõ quay coù chióửu
quay trong khọng gian vaỡ coù tọỳc õọỹ :

p
f
n
60
1
= (voỡng/phuùt) hay
p
f
n =
1
(voỡng/gy)
Truỷc stõ tọứng truỡng vồùi truỷc pha coù doỡng õióỷn cổỷc õaỷi.



]R R^


1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi

Pháưn III MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ



Chỉång 12

ÂẢI CỈÅNG VÃƯ MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ


12.1. KHẠI NIÃÛM CHUNG
Mạy âiãûn khäng âäưng bäü l mạy âiãûn xoay chiãưu, lm viãûc theo ngun l
cm ỉïng âiãûn tỉì, cọ täúc âäü ca rotor n khạc våïi täúc âäü tỉì trỉåìng quay trong mạy
n
1
. Mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ thãø lm viãûc åí hai chãú âäü : Âäüng cå v mạy phạt.
Mạy phạt âiãûn khäng âäưng bäü êt dng vç cọ âàûc tênh lm viãûc khäng täút, nãn
trong chỉång náưy ta ch úu l xẹt âäüng cå khäng âäưng bäü. Âäüng cå khäng âäưng
bäü âỉåüc sỉí dủng nhiãưu trong sn xút v trong sinh hoảt vç chãú tảo âån gin, giạ
thnh r, âäü tin cáûy cao, váûn hnh âån gin, hiãûu sút cao v gáưn nhỉ khäng bo
trç. Gáưn âáy do k thût âiãûn tỉí phạt triãùn, nãn âäüng cå khäng âäưng bäü â âạp ỉïng
âỉåüc u cáưu âiãưu chènh täúc âäü vç váûy âäüng cå cng sỉí dủng räüng ri hån. Dy
cäng sút ca nọ ráút räüng tỉì vi watt âãún hng ngn kilowatt. Háưu hãút l âäüng cå
ba pha, cọ mäüt säú âäüng cå cäng sút nh l mäüt pha.
12.2. CÁÚU TẢO MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
Cáúu tảo ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü âỉåüc trçnh by trãn hçnh 7.1, gäưm hai bäü
pháûn ch úu l stator v rotor, ngoi ra cn cọ v mạy, nàõp mạy v trủc mạy.
Trủc lm bàòng thẹp, trãn âọ gàõn rotor, äø bi v phêa cúi trủc cọ gàõn mäüt quảt giọ
âãø lm mạt mạy dc trủc.

2
12.2.1. Stator (phỏửn tẫnh)
Stator gọửm hai bọỹ phỏỷn chờnh laỡ loợi theùp vaỡ dỏy quỏỳn, ngoaỡi ra coỡn coù voớ maùy
vaỡ nừp maùy.


















Hỗnh 13.1 Cỏỳu taỷo cuớa õọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ
1. Loợi theùp stato;2. Dỏy quỏỳn stato; 7. Nừp maùy; ; 4. ỉ bi; 5. Truỷc maùy; 6.Họỹp dỏửu
cổỷc; 7. Loợi theùp rọto; 8. Thỏn maùy; 9. Quaỷt gioù laỡm maùt; 10. Họỹp quaỷt
1
7

2
8
3
4
9
5
6
10






1. Loợi theùp
Loợi theùp stator coù daỷng hỗnh truỷ (hỗnh 13.2b), laỡm bũng caùc laù theùp kyợ thuỏỷt
õióỷn, õổồỹc dỏỷp raợnh bón trong (hỗnh 13.2a) rọửi gheùp laỷi vồùi nhau taỷo thaỡnh caùc raợnh
theo hổồùng truỷc. Loợi theùp õổồỹc eùp vaỡo trong voớ maùy.
2. Dỏy quỏỳn stator
Dỏy quỏỳn stator thổồỡng õổồỹc laỡm bũng dỏy õọửng coù boỹc caùch õióỷn vaỡ õỷt trong caùc
raợnh cuớa loợi theùp (xem laỷi chổồng 9). Doỡng õióỷn xoay chióửu ba pha chaỷy trong dỏy
quỏỳn ba pha stator seợ taỷo nón tổỡ trổồỡng quay (xem laỷi chổồng 12).


3
3. Voợ maùy
Voớ maùy gọửm coù thỏn vaỡ nừp, thổồỡng laỡm bũng gang (hỗnh 13.1).


Hỗnh 13.2 Kóỳt cỏỳu stator maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ

a) Laù theùp stator; b) Loợi theùp stator
i
A
i
A
(
b
)

(
a
)










12.2.2. Rotor (phỏửn quay)
Rotor laỡ phỏửn quay gọửm loợi theùp, dỏy quỏỳn vaỡ truỷc maùy.

Hỗnh 13.3 Cỏỳu taỷo rotor õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ.
a) Dỏy quỏỳn rotor lọửng soùc c) Loợi theùp rotor d) Kyù hióỷu õọỹng cồ trón sồ õọử
C
(d)
(a) (b)

1. Loợi theùp
Loợi theùp rotor gọửm caùc laù theùp kyợ thuỏỷt õióỷn õổồỹc lỏỳy tổỡ phỏửn bón trong cuớa loợi
theùp stator gheùp laỷi, mỷt ngoaỡi dỏỷp raợnh (hỗnh 13.2a) õóứ õỷt dỏy quỏỳn, ồớ giổợa coù
dỏỷp lọự õóứ lừp truỷc.

2. Truỷc
Truỷc cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ laỡm bũng theùp, trón õoù gừn loợi theùp rọto.


4
3. Dáy qún rotor
Dáy qún rotor ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ hai kiãøu : rotor ngàõn mảch cn
gi l rotor läưng sọc v rotor dáy qún.
Rotor läưng sọc (hçnh 13.3a) gäưm cạc thanh âäưng hồûc thanh nhäm âàût trong
rnh v bë ngàõn mảch båíi hai vnh ngàõn mảch åí hai âáưu. Våïi âäưng cå nh, dáy
qún rotor âỉåüc âục ngun khäúi gäưm thanh dáùn, vnh ngàõn mảch, cạnh tn nhiãût
v cạnh quảt lm mạt (hçnh 3.3b). Cạc âäüng cå cäng sút trãn 100kW thanh dáùn
lm bàòng âäưng âỉåüc âàût vo cạc rnh rotor v gàõn chàût vo vnh ngàõn mảch.
Rotor dáy qún (hçnh 13.4) cng qún giäúng nhỉ dáy qún ba pha stator v cọ
cng säú cỉûc tỉì nhỉ dáy qún stator. Dáy qún kiãøu náưy ln ln âáúu sao (Y) v
cọ ba âáưu ra âáúu vo ba vnh trỉåüt, gàõn vo trủc quay ca rotor v cạch âiãûn våïi
trủc. Ba chäøi than cäú âënh v ln t trãn vnh trỉåüt náưy âãø dáùn âiãûn vo mäüt biãún
tråí cng näúi sao nàòm ngoi âäüng cå âãø khåíi âäüng hồûc âiãưu chènh täúc âäü.

Dáy qún stato Dáy qún räto Li thẹp stato Häüp Giạ Vnh trỉåüt
Läù måỵ
Âãún ngưn
cung cáúp
Hçnh 13.4 Cáúu tảo mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún


5
12.3. NGUN L LM VIÃÛC MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
Khi cọ dng âiãûn ba pha chảy trong dáy qún stato thç trong khe håí khäng
khê xút hiãûn tỉì trỉåìng quay våïi täúc âäü n
1
= 60f
1
/p (f
1

l táưn säú lỉåïi âiãûn; p l säú
âäi cỉûc tỉì ca mạy; n
1
l täúc âäü tỉì trỉåìng quay báûc mäüt) Tỉì trỉåìng náưy quẹt qua
dáy qún nhiãưu pha tỉû ngàõn mảch âàût trãn li sàõt räto, lm cm ỉïng trong dáy qún
räto cạc sââ E
2
. Do räto kên mảch nãn trong dáy qún räto cọ dng âiãûn I
2
chảy
qua. Tỉì thäng do dng âiãûn náưy sinh ra håüp våïi tỉì thäng ca stato tảo thnh tỉì
thäng täøng åí khe håí. Dng âiãûn trong dáy qún räto tạc dủng våïi tỉì thäng khe håí
sinh ra mämen. Tạc dủng âọ cọ quan hãû máût thiãút våïi täúc âäü quay n ca räto.
Trong nhỉỵng phảm vi täúc âäü khạc nhau thç chãú âäü lm viãûc ca mạy cng khạc
nhau. Sau âáy ta s nghiãn cỉïu tạc dủng ca chụng trong ba phảm vi täúc âäü.
Hãû säú trỉåüt s ca mạy :

1
1
1
1
n
nn
s
Ω
Ω
−
Ω
=
−

=

Nhỉ váûy khi n = n
1
thç s = 0, cn n = 0 thç s = 1; khi n > n
1
, s < 0 v khi räto
quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay n < 0 thç s > 1.
1. Roto quay cng chiãưu tỉì trỉåìng quay nhỉng cọ täúc âäü n < n
1
(0 < s < 1)










Gèa thiãút vãư chiãưu quay n
1
ca tỉì trỉåìng khe håí
Φ
v ca räto n nhỉ hçnh 13.
5a. Theo qui tàõc bn tay phi, xạc âënh âỉåüc chiãưu sââ E
2
v I
2

; theo qui tàõc bn
tay trại, xạc âënh âỉåüc lỉûc F v mämen M. Ta tháúy F cng chiãưu quay ca räto,
Hçnh 13.5 Quạ trçnh tảo moment ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü
B

N

F
ât
n
1
→
B
F
ât
S
n

(a)

B

N

F
ât
n
1
→
B

F
ât
S
n

(c)

B
N
F
ât
n
1
→
B
F
ât
S
n

(b)



6
nghéa l âiãûn nàng âỉa tåïi stato, thäng qua tỉì trỉåìng â biãún âäøi thnh cå nàng trãn
trủc lm quay räto theo chiãưu tỉì trỉåìng quay n
1
, nhỉ váûy mạy lm viãûc åí chãú âäü
âäüng cå âiãûn.

2. Roto quay cng chiãưu tỉì trỉåìng quay nhỉng cọ täúc âäü n > n
1
(s < 0)
Dng âäüng cå så cáúp quay räto ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü vỉåüt täúc âäü
âäưng bäü n > n
1
. Lục âọ chiãưu ca tỉì trỉåìng quay quẹt qua dáy qún räto s ngỉåüc
lải, sââ v dng âiãûn trong dáy qún räto cng âäøi chiãưu nãn chiãưu ca mämen M
cng ngỉåüc chiãưu ca n
1
, nghéa l ngỉåüc chiãưu ca räto, nãn âọ l mämen hm
(hçnh 13.5b). Nhỉ váûy mạy â biãún cå nàng tạc dủng lãn trủc âäüng cå âiãûn, do
âäüng cå så cáúp kẹo thnh âiãûn nàng cung cáúp cho lỉåïi âiãûn, nghéa l mạy âiãûn lm
viãûc åí chãú âäü mạy phạt âiãûn.
3. Roto quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay tỉïc täúc âäü n < 0 (s > 1)
Vç ngun nhán no âọ m räto ca mạy âiãûn quay ngỉåüc chiãưu tỉì trỉåìng quay
(hçnh 13. 5c), lục náưy chiãưu sââ, dng âiãûn v mämen giäúng nhỉ åí chãú âäü âäüng cå
âiãûn. Vç mämen sinh ra ngỉåüc chiãưu quay våïi räto nãn cọ tạc dủng hm räto lải.
Trong trỉåìng håüp náưy, mạy vỉìa láúy âiãûn nàng åí lỉåïi âiãûn vo, vỉìa láúy cå nàng tỉì
âäüng cå så cáúp. Chãú âäü lm viãûc nhỉ váûy gi l chãú âäü hm âiãûn tỉì.
12.4. PHÁN LOẢI MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
1. Phán theo kãút cáúu v mạy.
+ Kiãøu kên
+ Kiãøu bo vãû
+ kiãøu håí
2. Phán theo säú pha.
Ta cọ mạy âiãûn khäng âäưng bäü
+ Mäüt pha
+ Hai pha

+ Ba pha
3. Phán theo kiãøu dáy qún räto.
+ Mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto läưng sọc.
+ Mạy âiãûn khäng âäưng bäü räto dáy qún.


7
12.5. CẠC ÂẢI LỈÅÜNG ÂËNH MỈÏC MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
Cng nhỉ táút c cạc loải mạy âiãûn khạc, mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ cạc trë säú
âënh mỉïc âàûc trỉng cho âiãưu kiãûn k thût ca mạy. Cạc trë säú náưy do nh mạy
thiãút kãú, chãú tảo qui âënh v âỉåüc ghi trãn nhn mạy. Vç mạy âiãûn khäng âäưng bäü
ch úu dng lm âäüng cå âiãûn nãn trãn nhn mạy ghi cạc trë säú âënh mỉïc ca
âäüng cå nhỉ sau :
1. Cäng sút âënh mỉïc P
âm
(kW,W)
2. Âiãûn ạp âënh mỉïc U
âm
(V).
3. Dng âiãûn âënh mỉïc I
âm
(A).
4. Täúc âäü quay âënh mỉïc n
âm
(vng/phụt).
5. Hiãûu sút âënh mỉïc η
âm
%.
6. Hãû säú cäng sút âënh mỉïc cos
âm

.
Âäúi våïi âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü, cäng sút âënh mỉïc l cäng sút trãn âáưu
trủc âäüng cå. Cn âäüng cå ba pha, âiãûn ạp v dng âiãûn ghi trãn nhn mạy l âiãûn
ạp v dng âiãûn dáy tỉång ỉïng våïi cạch âáúu hçnh sao (Y) hay âáúu hçnh tam giạc
(Δ).
Tỉì cạc trë säú âënh mỉïc ghi trãn nhn, ta cọ thãø tênh âỉåüc:
Cäng sút âënh mỉïc m âäüng cå tiãu thủ tỉì lỉåïi âiãûn :

âmâmâm
âm
âm
âm1
cosIU.3
P
P ϕ=
η
=

Mämen quay âënh mỉïc åí âáưu trủc :

âm
âm
âm
âm
âm
n
)kW(P
9550
)W(P
M =

Ω
=
N.m
våïi
60/
n
2
âmâm
π=Ω (rad/s) l täúc âäü gọc ca räto.

] R  R ^



1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi



Chỉång 13 QUAN HÃÛ ÂIÃÛN TỈÌ TRONG
MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ


13.1. ÂẢI CỈÅNG
Trãn stato ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü (MK) cọ dáy qún m
1
pha, cn trãn

dáy qún roto cọ dáy qún m
2
pha. Nhỉ váûy trong mạy âiãûn khäng âäưng bäü cọ hai
mảch âiãûn khäng näúi våïi nhau v giỉỵa chụng cọ liãn hãû våïi nhau vãư tỉì. Khi mạy
âiãûn lm viãûc bçnh thỉåìng trãn dáy qún stato v räto cọ tỉì thäng tn v tỉång ỉïng
cọ âiãûn khạng tn v giỉỵa hai dáy qún cọ sỉû häù cm. Vç váûy ta cọ thãø coi mạy
âiãûn khäng âäưng bäü nhỉ mäüt mba m dáy qún stato l dáy qún så cáúp, dáy qún
räto l dáy qún thỉï cáúp v sỉû liãn hãû giỉỵa hai mảch så cáúp v thỉï cáúp thäng qua tỉì
trỉåìng quay. Do âọ ta cọ thãø dng cạch phán têch mba âãø nghiãn cỉïu ngun l
lm viãûc cå bn ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü.
Khi nghiãn cỉïu ngun l lm viãûc cå bn ca mạy âiãûn khäng âäưng bäü ta chè
xẹt tạc dủng ca sọng cå bn m khäng xẹt sọng báûc cao.
13.2. MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ LM VIÃÛC KHI RÄTO ÂỈÏNG N
Âàût mäüt âiãûn ạp U
1
cọ táưn säú f
1
vo dáy qún stato, trong dáy qún stato s cọ
dng âiãûn I
1
, táưn säú f
1
; trong dáy qún räto s cọ dng âiãûn I
2
, táưn säú f
1
; dng I
1
v
I

2
sinh ra stâ quay F
1
v F
2
cọ trë säú l:

1
1dq1
1
1
I
p
k
N
2m
F
&&
×
π
=
(13.1a)
2
2dq2
2
2
I
p
k
N

2m
F
&&
×
π
=
(13.1b)
trong âọ : m
1
,m
2
l säú pha ca dáy qún stato v räto; p l säú âäi cỉûc tỉì; N
1
,N
2
l
säú vng dáy mäüt pha ca dáy qún stato v räto; k
dq1
,k
qd2
l hãû säú dáy qún ca dáy
qún stato v räto.
Hai stâ náưy quay cng täúc âäü n
1
= 60f
1
/p v tạc dủng våïi nhau âãø sinh ra stâ
täøng trong khe håí F
0
. Vç váûy phỉång trçnh cán bàòng stâ âỉåüc viãút l:

2
(13.2a)
021
FFF
&&&
=+
(13.2b)
)F(FF
201
&&&
+=
õỏy ta xem doỡng õióỷn I
1
gọửm hai thaỡnh phỏửn:
Mọỹt thaỡnh phỏửn laỡ doỡng õióỷn taỷo nón stõ
0
I
&
0
1dq1
1
0
I
p
k
N
2m
F
&&

ì

=
.
Vaỡ mọỹt thaỡnh phỏửn laỡ taỷo nón stõ
)I(
'
2
&

'
2
1dq1
1
'
2
I
p
k
N
2m
)F(
&&
ì

=
buỡ laỷi
stõ F
2
cuớa doỡng õióỷn thổù cỏỳp .

2
I
&
Nhổ vỏỷy ta coù:
)I(II
'
201
&&&
+=
(13.3a)
hay (13.3b)
0
'
21
III
&&&
=+
So saùnh stõ F
2
do doỡng õióỷn I
2
cuớa rọto taỷo ra vaỡ stõ F
2
do thaỡnh phỏửn cuớa
doỡng õióỷn stato sinh ra, ta coù:
'
2
I
&

'
2
1dq1
1
2
2dq2
2
I
p
k
N
2m
I
p
k
N
2m
&&
ì

=ì


Tổỡ õoù ta coù õổồỹc hóỷ sọỳ qui õọứi doỡng õióỷn:

2dq22
1dq11
i
kNm
kNm

k =
(13.4)
Stõ F
0
sinh ra tổỡ thọng chờnh trong khe hồớ, tổỡ thọng nỏửy caớm ổùng trong
dỏy quỏỳn stato vaỡ rọto caùc sõõ:

2
jkNf
2
2
jE
m1
1m1dq111

=

=
&
&&
(13.5a)
2
jkNf
2
2
jE
m2
2m2dq222

=

=
&
&&
(13.5b)
Khi rọto õổùng yón f
2
= f
1
nón tố sọỳ bióỳn õọứi õióỷn aùp cuớa maùy õióỷn khọng õọửng
bọỹ bũng:
2dq2
1dq1
2
1
e
kN
kN
E
E
k ==
(13.6)
Tổồng tổỷ nhổ mba ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng sõõ trong maỷch õióỷn stato:

1111111111t11
ZIE)
jx
r
(IE
r

IEEU
&&&&&&&&
+=++=+=
(13.7)
trong õoù:
+ Z
1
= r
1
+ jx
1
: tọứng trồớ cuớa dỏy quỏỳn stator.
* r
1
laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn stato.
* x
1
laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn stator.
+
111
x
I
j
E
t
&&
=
sõõ taớn do tổỡ thọng taớn stato
t1
sinh ra.

3
Phổồng trỗnh cỏn bũng sõõ trong maỷch õióỷn rọto:
(13.8)
2222222
ZIE)jxr(IE0
&&&&
=+=
trong õoù: Z
2
= r
2
+ jx
2
: tọứng trồớ cuớa dỏy quỏỳn rọto.
* r
2
laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn rọto.
* x
2
= 2f
1
L
t2
laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn rọtoluùc õổùng yón.
Cuợng giọỳng nhổ ồớ mba, ta coù thóứ vióỳt:

)
jx
r

(IZIE
mmm
+==
001
&&&
(13.9)
trong õoù: I
0
- doỡng õióỷn tổỡ hoùa sinh ra stõ F
0
.
Z
m
= r
m
+ jx
m
: tọứng trồớ cuớa nhaùnh tổỡ hoùa.
* r
m
laỡ õióỷn trồớ tổỡ hoùa õỷt trổng cho sổỷ tọứn hao sừt tổỡ.
* x
m
laỡ õióỷn khaùng tổỡ hoùa bióứu thở sổỷ họự caớm giổợa stato vaỡ rọto.
Qui õọứi phờa rọto vóử phờa stato theo nguyón từc tọứn hao khọng õọứi:
Qui õọứi sõõ rọto E
2
sang bón stato ta õổồỹc laỡ:
E
2

= E
1
= k
e
E
2
.

Qui õọứi õióỷn trồớ rọto r
2
vóử stato :
2
2
222
2
21
rImrIm
''
=
Vỏỷy :
222
2
2
222
111
1
2
2
2
2

2
2
1
2
2
r.krkkr
r
Wkm
Wkm
m
m
r
I
I
m
m
r
ie
'
dq
dq
'
'
'
==

=








=
(13.10)
trong õoù, k = k
e
k
i
laỡ hóỷ sọỳ qui õọứi tọứng trồớ.

Tổồng tổỷ qui õọứi õióỷn khaùng rọto x
2
vóử stato :
22
kxx
'
= (13.11)
Toùm laỷi, caùc phổồng trỗnh õỷc trổng cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ qui õọứi vóử
stato laỡ:

1111
ZIEU
&&&
+=

'
2
'
2
'
2
ZIE0
&&
=
(13.12)
1
'
2
EE
&&
=

)I(II
'
201
&&&
+=
m01
ZIE
&&

=

Khi rọto õổùng yón maỡ dỏy quỏỳn rọto ngừn maỷch, thỗ doỡng õióỷn trong 2 dỏy
quỏỳn rỏỳt lồùn. óứ haỷn chóỳ doỡng õióỷn I
1
vaỡ I
2
trong 2 dỏy quỏỳn ồớ trở sọù õởnh mổùc cuớa
chuùng thỗ cỏửn phaới giaớm thỏỳp õióỷn aùp xuọỳng coỡn khoaớng (15-25)%U
õm
. Luùc nỏửy
sõõ E
1
trong maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ nhoớ õi rỏỳt nhióửu vaỡ tổồng ổùng tổỡ thọng
m

cuợng nhoớ, nghộa laỡ stõ tổỡ hoùa F
0
rỏỳt nhoớ so vồùi F
1
vaỡ F
2
, do õoù ta coi F
0
= 0 vaỡ ta
coù:

4
(13.13)

0
021
==+ FFF
&&&
vaỡ
0
021
==+ III
'
&&&










Hỗnh 13.1 ọử thở vectồ cuớa MK khi rọto õổùng yón
1
U
&

1
I
&
0
I

&
'
2
I
&

11
Ijx
&

11
Ir
&

1
E
&

'
2
'
2
Ijx
&

'
2
'
2
Ir

&


Hỗnh 13.2 Maỷch õióỷn thay thóỳ cuớa
MK khi ngừn maỷch
r
1
x
1
r
2
x
2
'
21
II
&&
=
1
U
&

Ta coù thóứ tờnh doỡng õióỷn stato I
1
:

n
1
'
21

1
1
Z
U
ZZ
U
I
&&
&
=
+
=

trong õoù: Z
n
= Z
1
+ Z
2
= r
n
+jx
n
:tọứng trồớ ngừn maỷch cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ.
Vồùi r
n
= r
1
+ r
2

vaỡ x
n
= x
1
+ x
2

Khi U
1
= U
õm
thỗ I
1
= I
k
õỏy laỡ doỡng õióỷn khồới õọỹng cuớa maùy.
13.3. MAẽY IN KHNG ệNG Bĩ LAèM VIC KHI ROTOR QUAY
Khi rọto quay thỗ tỏửn sọỳ cuớa trở sọỳ sõõ vaỡ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn roto thay
õọứi. ióửu õoù aớnh hổồớng rỏỳt lồùn õóỳn sổỷ laỡm vióỷc cuớa maùy õióỷn, nhổng noù khọng laỡm
thay õọứi nhổợng qui luỏỷt vaỡ quan hóỷ õióỷn tổỡ khi rọto õổùng yón.
13.3.1. Caùc phổồng trỗnh cồ baớn.
1. Phổồng trỗnh cỏn bũng sõõ ồớ dỏy quỏỳn stato:
Maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ khi laỡm vióỷc thỗ dỏy quỏỳn rọto nhỏỳt õởnh phaới kờn
maỷch vaỡ thổồỡng laỡ nhừn maỷch. Khi nọỳi dỏy quỏỳn stato vồùi nguọửn ba pha, ta coù
phổồng trỗnh cỏn bũng sõõ ồớ dỏy quỏỳn stato khi rọto quay giọỳng nhổ khi õổùng yón :

1111
ZIEU
&&&
+=

(13.14)
2. Phổồng trỗnh cỏn bũng sõõ ồớ dỏy quỏỳn rọto:
Tổỡ trổồỡng khe hồớ do stõ F
0
sinh ra quay vồùi tọỳc õọỹ n
1
. Nóỳu rọto quay vồùi tọỳc õọỹ
n theo chióửu tổỡ trổồỡng quay thỗ giổợa dỏy quỏỳn rọto vaỡ tổỡ trổồỡng quay coù tọỳc õọỹ
trổồỹt
n
2
= n
1
- n, vỏỷy tỏửn sọỳ sõõ vaỡ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto seợ laỡ :

1
1
1
12
2
sf
60
p
n
n
nn
60
pn
f =
ì

ì

==
(13.15)