Giáo trình môn điện kỹ thuật trình độ cao đẳng nghề

2
Trờng Cao đẳng nghề công nghệ và nông lâm đông bắc
Khoa chế biến gỗ
môn học điện kỹ thuật
(Trình độ Cao đẳng nghề)
Chủ biên: Trần Minh Tới
Tham gia: Nguyễn Hồng Nhiên
Lạng sơn, tháng 3 năm 2010
Môn học: điện kỹ thuật
Tổng số: 30 giờ (LT: 20 giờ, TH: 10 giờ)
I - Vị trí, tính chất môn học
Môn điện kỹ thuật là môn học cơ sở của nghề Mộc dân dụng, nó đợc dạy trớc
các môn học chuyên môn
II - Mục tiêu môn học
- Nêu đợc tính năng, tác dụng của dòng điện.
- Nêu đợc các đại lợng đặc trng cho dòng điện.
- Mắc đợc mạch điện ba pha hình sao hoặc tam giác.
- Sử dụng đợc các thiết bị điện đúng cách.
- Cẩn thận, tỷ mỉ chấp hành an toàn về điện.
III - Nội dung
1. Phân phối ch ơng trình
Số
TT
Tên chơng mục
Thời gian
Tổng
số
Lý
thuyết
Thực
hành

Kiểm tra*
(LT hoặc TH)
1 Bài mở đầu 1 1 0
2 Dòng điện xoay chiều 10 7 3
3 Máy điện 11 6 5
4 Thiết bị bảo vệ và điều khiển 8 6 2
Tổng số 30 20 10 2
2. Nội dung ch ơng trình
3
Lêi nãi ®Çu
Kỹ thuật điện là ngành kỹ thuật ứng dụng các hiện tượng điện từ để biến đổi
năng lượng, đo lường, điều khiển, xử lý tín hiệu. Năng lượng điện ngày nay trở nên
rất cần thiết và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống và sản xuất của con
người.
Môn học Điện kỹ thuật được biên soạn dành cho học sinh, sinh viên chuyên
ngành chế biến gỗ.
Nội dung tài liệu gồm ba chương:
Chương I: Dòng điện xoay chiều
Gồm 02 bài: Dòng điện xoay chiều một pha và dòng điện xoay chiều ba pha
Chương II: Máy điện
Gồm 03 bài: Động cơ không đồng bộ ba pha, Động cơ không đồng bộ một pha và
Máy biến áp
Chương III: Thiết bị bảo vệ và điều khiển
Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót rất mong sự
đóng góp ý kiến của độc giả để lần tái bản sau được hoàn thiện hơn. Mọi thông tin
xin liên hệ Khoa Chế biến gỗ trường Cao đẳng nghề Công nghệ và Nông Lâm Đông
Bắc, xã Minh Sơn - Hữu Lũng - Lạng Sơn.
4
Bài mở đầu
Giáo trình kỹ thuật điện nhằm trang bị cho ngời học những kiến thức cơ bản

về ứng dụng năng lợng điện trong sản xuất và đời sống. So với các dạng năng lợng
khác năng lợng điện có những u điểm hết sức to lớn sau đây:
- Điện năng đợc sản xuất tập trung với nguồn công suất rất lớn
- Dễ dàng biến đổi và truyền tải đi xa nhờ máy biến thế
- Dễ dàng biến đổi sang các dạng năng lợng khác.
- Nhờ điện năng có thể tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất cũng nh các dịch vụ
kỹ thuật khác.
Việt Nam có tiềm năng hết sức to lớn về các nguồn năng lợng, nhng do hậu
quả chiến tranh kéo dài, ảnh hởng cơ chế quan liêu bao cấp làm cho nền sản xuất còn
khá lạc hậu. Sản lợng điện năm 1975 cả nớc chỉ có 1,5 tỷ kWh. Sau giải phóng
chúng ta đã củng cố và xây dựng thêm nhiều nhà máy điện lớn, Thủy điện Hòa Bình
với công suất 1.920MW, thủy điện Trị an (440MW), Nhiệt điện Phả lại I (440MW),
Nhiệt điện Phả Lại II (600MW), thủy điện Ialy (720MW), Hiện nay đang triển
khai xây dựng nhà máy Thủy điện Sơn la, dự án nhà máy điện nguyên tử ở Bình
Thuận. Năm 2003 sản lợng điện cả nớc đã đạt 41 tỷ kWh bình quân 500kW/ đầu ng-
ời năm. Theo lộ trình phát triển tới năm 2010 sẽ đạt 70 tỷkWh, năm 2020 đạt 170 tỷ
kWh. Để đáp ứng nhu cầu phụ tải điện đến năm 2015 Việt nam sẽ xây dựng 61 nhà
máy điện với tổng công suất 21.658 MW, trong đó có 32 nhà máy thủy điện với tổng
công suất 7.975MW, 17 nhà máy điện tuabin khí với tổng công suất 9.783 MW và
12 nhà máy nhiệt điện than với tổng công suất 3.900 MW. Hiện nay đờng truyền tải
điện siêu cao áp 500 kV Bắc Nam đợc xem là huyết mạch chính của năng lợng điện
Quốc gia. Tuyến 500 kV thứ hai đang đợc xây dựng. Tốc độ tăng trởng điện năng
giai đoạn 2003-2010 là 15%. Vốn đầu t trung bình 2,16 tỷ USD mỗi năm.
Ngành sản xuất thiết bị điện đang đợc đầu t phát triển. Các máy biến áp 110
kV, 25MVA và 63 MVA đã và đang đợc sản xuất hàng loạt. Máy biến áp 220 kV,
125 MVA đầu tiên đi vào sản xuất từ năm 2004 tại công ty thiết bị điện Đông Anh.
Các động cơ điện công suất tới 1000 kW đã đợc chế tạo tại công ty chế tạo Việt
Hung, công ty chế tạo điện cơ Hà Nội, Thủ Đức,
Giáo trình kỹ thuật điện đợc biên soạn theo chơng trình khung đào tạo
Cao đẳng nghề gia công và thiết kế sản phẩm mộc bắt đầu thực hiện từ năm 2010.

Giáo trình đợc chia làm 03 phần, trong đó phần 1 cung cấp các kiến thức
về dòng điện xoay chiều. Phần thứ 2 cung cấp các kiến thức về máy điện. Phần 3
cung cấp các kiến thức về Thiết bị bảo vệ và điều khiển.
5
Chơng 1: Dòng điện xoay chiều
(Thời gian: 10 giờ; lý thuyết: 07; thực hành: 03)
Bài 1: Dòng điện xoay chiều hình sin
I. Mục tiêu
Học xong bài này học sinh sẽ:
- Trình bày đợc những khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều hình sin.
- Phân biệt đợc dòng điện xoay chiều hình sin và mạch điện một chiều.
- Có tinh thần học tập tốt, hăng hái phát biểu xây dựng bài.
II. Nội dung
1. Khái niệm về mạch dòng điện hình sin
Dòng điện hình sin hay còn gọi là dòng điện xoay chiều đợc quan niệm là
dòng điện có chiều và trị số biến đổi theo thời gian và theo quy luật của hàm số sin.
Tơng tự nh dòng điện hình sin, điện áp hình sin hay điện áp xoay chiều cũng biến đổi
theo quy luật hàm số sin, nó đợc biểu diễn dới dạng toán học nh sau:
Hình 2.1 Đồ thị hình sin
6
i = I
max
sin(t +
i
)
u = U
max
sin(t +
u
)

Trong đó i, u : trị số tức thời của dòng điện, điện áp.
I
max
, U
max
: trị số cực đại (biên độ) của dòng điện, điện áp.

i
,

u
: pha ban đầu của dòng điện, điện áp.
Góc lệch pha giữa các đại lợng là hiệu số pha đầu của chúng. Góc lệch pha giữa
điện áp
và dòng điện thờng kí hiệu là

:

=
u
-
i
< 0 điện áp chậm pha so với dòng điện
> 0 điện áp sớm pha so với dòng điện
= 0 điện áp trùng pha với dòng điện
2. Các đại lợng đặc trng cho dòng điện hình Sin
- Biên độ: Là trị số lớn nhất mà hàm số có thể đạt đợc trong quá trình vận động:
I
max
; U

max
; E
max

- Pha ban đầu: là góc xác định vị trí khởi đầu của hàm số trong mối tơng quan với
gốc toạ độ 0;
i
;
u
;
e
- Tần số: là số dao động mà hàm số có thể thực hiện đợc trong một đơn vị thời
gian. KH: f (Hz)
- Chu kỳ: là khoảng thời gian ngắn nhất để hàm số có thể lặp lại đợc trị số, phơng
và chiều biến thiên T = 1/f.
- Tần số góc: là tốc độ biến thiên của hàm số tính bằng radian (số đo của góc) trên
một đơn vị thời gian (s)
= 2f = 2/T
3. Trị số hiệu dụng của dòng điện hình Sin.
Trị số tức thời của dòng điện xoay chiều hình sin biến đổi theo thời gian, vì
vậy không dùng để tính toán, đo độ lớn của điện áp và cờng độ dòng điện xoay
chiều. Trị số hiệu dụng của dòng điện xoay chiều đợc xác định bằng hiệu ứng nhiệt
của nó.
7
2
1
2
1
2
1

Giả sử ta lần lợt cho 1 dòng điện xoay chiều i và dòng điện 1 chiều I đi qua 2
điện trở R có trị số điện trở bằng nhau, nếu trong thời gian bằng 1 chu kỳ, chúng đều
sản sinh ra trên điện trở 1 nhiệt lợng bằng nhau thì trị số của dòng điện 1 chiều đó là
trị số hiệu dụng của dòng điện xoay chiều.
Căn cứ vào thực nghiệm và tính toán, ngời ta đã tính đợc trị số hiệu dụng của
dòng điện, điện áp và sức điện động (I,U,E) của điện xoay chiều hình sin bằng
(tức 0,707) lần trị số cực đại (Im; Um; Em) của chúng:
I = I
m
. = 0,707I
m

U = U
m
. = 0,707U
m
E = E
m
. = 0,707 E
m
Trong mạch điện xoay chiều, đều dùng trị số hiệu dụng để tính toán. Ví dụ
điện áp và dòng điện định mức của các máy điện và khí cụ điện, nh vôn - mét,
ampemét xoay chiều v,v. . . đều biểu thị bằng trị sồ hiệu dụng.
Trị số hiệu dụng của dòng điện hình sin là dòng một chiều I sao cho khi chạy qua
cùng một điện trở R thì sẽ tạo ra cùng công suất.
Dòng điện hình sin chạy qua điện trở R, lợng điện năng W tiêu thụ trong một chu
kỳT:
Công suất trung bình trong một chu kỳ:
Với dòng điện một chiều ta có công suất P = I
2

R
Trong thực tế, giá trị đọc trên các cơ cấu đo dòng điện I, đo điện áp U, đo công
suất P của dòng điện hình sin là trị số hiệu dụng của chúng.
Các giá trị U, I, P ghi nhãn mác của dụng cụ và thiết bị điện là trị số hiệu dụng.
8

=
T
dttRiW
0
2
)(
dttRi
T
p
T

=
0
2
)(
1
4. Pha của mạch điện xoay chiều
Mối quan hệ giữa các pha nh trên đã trình bày, trong 1 từ trờng đều nếu không
phải chỉ có 1 cuộn dây mà có nhiều cuộn dây cùng quay đồng thời, thì do vị trí của
các cuộn dây khác nhau, nên sự biến đổi của sức điện động cảm ứng cũng xảy ra
sớm muộn khác nhau. Điều đó có thể dùng độ lệch pha để biểu thị.
Trong (hình: 2.2) ta cho cuộn dây II ở vị trí nh (hình: 02a) và lấy đó làm điểm
gốc của đờng cong, lúc này cuộn dây II không cắt đờng sức, sức điện động cảm ứng
(e

2
) bằng không, trong hình 2.2b ta có: t = 0, e
2
= 0.
Còn cuộn dây I thì đang ở vị trí cắt đờng sức nhiều nhất, lúc này sức điện động
cảm ứng (e1) lớn nhất, trong (hình: 2.2b) ta có: t= 0, e
1
cực đại.

Hình 2.2: Sức điện động xoay chiều sản sinh ra trong
2 cuộn dây vuông góc với nhau
Sau khi quay 2 cuộn dây 1 góc 90
0
thì e
1
= 0, e
2
cực đại, nh vậy e
2
luôn luôn
muộn hơn e
1
1 góc90
0
, do đó ta nói 2 sức điện động đó lệch pha nhau 90
0
,
và e
1
sớm pha hơn e

2
1góc 90
0
.
Dòng điện xoay chiều có thể biểu thị bằng véc tơ: Chẳng hạn e
1
và e
2
là 2 véc
tơ. Trong (hình 2.2) hai véc tơ đó vuông góc với nhau, và E
1
sớm pha hơn E
2
90
0
.
Khi hai cuộn dây có vị trí ở trong không gian nh nhau, thì sức điện động cảm
ứng sẽ đồng thời đạt đến 0 hoặc cực đại, cũng có nghĩa là pha của 2 sức điện động
đó nh nhau và ta gọi là chúng đồng pha. Ví dụ: trong (hình 2.3), giữa các sức điện
động đồng pha không có sự lệch pha.
9
e
e
1
e
2
t
0
N
S

E
1
E
2
0
Hình 2.3: Sức điện động đồng pha
5. Dòng điện hình Sin trong nhánh thuần điện trở R
Khi có dòng điện i = I
max
sint qua điện trở R , điện áp trên điện trở:
u
R
= R.i =U
Rmax
sint, trongđó: U
Rmax
= R.I
max
Ta có: U
R
=R.I hoặc I = U
R
/ R
Hình 2.4 Nhánh thuần điện trở R
Trong mạch điện thuần điện trở có trị số điện trở không đổi, khi điện áp bằng
0 thì cờng độ dòng điện cũng bằng 0, khi điện áp cực đại thì dòng điện cũng cực đại,
dòng điện và điện áp biến đổi nh nhau, ta nói chúng đồng pha với nhau (hình 2.5).
Hình 2.5: Dòng điện và điện áp trùng pha
6. Dòng điện hình Sin trong nhánh thuần điện cảm L
Trong mạch điện thuần điện cảm L dòng điện chậm pha so với điện áp một góc

90
o
, hay nói cách khác điện áp sớm pha hơn so với dòng điện một góc 90
o
.
10
E
1
E
2
I
U
0

U
2 t
i,u,e
I
R
U
Đồ thị biến thiên u và i của cuộn dây và đồ thị véc tơ của mạch điện thể hiện
qua hình sau:
a)
b)
c)
Hình 2.6 Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện cảm L
a) Nhánh thuần điện cảm L b) Đồ thị biến thiên của U và I
c) U sớm pha hơn I một góc 90
o
7. Dòng điện hình Sin trong nhánh thuần điện dung C

11
L
U
U
L
I
L
Trong mạch điện thuần điện dung C điện áp chậm pha so với dòng điện một góc
90
o
, hay nói cách khác dòng điện sớm pha hơn so với điện áp một góc 90
o
.
Đồ thị biến thiên u và i của tụ điện và đồ thị véc tơ của mạch điện thể hiện qua
hình sau:
a)
b)
c)
Hình 2.7 Dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện dung C
a) Nhánh thuần điện dung C b) Đồ thị biến thiên của U và I
c) U muộn pha hơn I một góc 90
o
12
C
U
I
C
U
C
8. Công suất của dòng điện hình Sin

Trong mạch điện R L C mắc nối tiếp công suất gồm ba thành phần sau:
8.1. Công suất tác dụng P
P = U.I.Cos (W)
8.2. Công suất phản kháng Q
Q = U.I.Sin (Var)
8.3. Công suất biểu kiến S
S = U.I (VA)
III. Câu hỏi ôn tập
1. Trình bày khái niệm về dòng điện hình sin?
2. Nêu các đại lợng đặc trng của dòng điện hình sin?
3. Trình bày dòng điện hình sin trong nhánh thuần điện trở R, điện cảm L và điện
dung C?
4. Trình bày công suất của dòng điện hình sin?
13
Bài 2: dòng điện xoay chiều ba pha
I. Mục tiêu
Học xong bài này học sinh sẽ:
- Trình bày đợc những khái niệm cơ bản về dòng điện xoay chiều ba pha.
- Phân biệt đợc dòng điện xoay chiều ba pha và dòng điện xoay chiều một pha.
- Có tinh thần học tập tốt, hăng hái phát biểu xây dựng bài.
II. Nội dung
1. Sự sinh ra sức điện động ba pha
Máy phát điện xoay chiều ba pha gồm hai phần chính: roto và stato
Hình 2.8 Máy phát điện xoay chiều ba pha
- Roto ( phần quay) là một nam châm điện N S
- Stato (phần tĩnh) gồm 6 rãnh trên mỗi cặp rãnh đặt các dây quấn AX, BY, CZ cách
nhau 120
o
(2/3) trong không gian.
Khi roto quay trong các dây quấn cảm ứng ra những sức điện động hình sin cùng

biên độ và tần số nhng lệch nhau 2/3.
Nếu chọn thời điểm tính toán ban đầu ứng với sức điện động trong cuộn AX = 0 thì:
e
A
= E
m
.sint
e
B
= E
m
.sin(t-2/3)
e
C
= E
m
.sin(t-4/3) = E
m
.sin(t+2/3)
14
ở máy điện ba pha mỗi dây quấn là một pha dây quấn AX gọi là pha A; BY
gọi là pha B; CZ gọi là pha C. Mỗi pha có hai đầu ra (điểm đầu và điểm cuối) điểm
đầu ký hiệu là A, B, C điểm cuối ký hiệu X, Y, Z.
Theo quy ớc chiều dơng của sức điện động đi từ điểm cuối đến điểm đầu.
2. Cách nối các dây quấn của máy phát điện theo hình sao và hình tam
giác
2.1. Cách nối hình sao (Y)
Hình 2.9 Cách nối dây quấn của máy phát điện theo hình sao
Đem nối ba điểm cuối X, Y, Z lại với nhau điểm nối này gọi là điểm trung
tính

Ba dây nối với ba điểm A, B, C gọi là ba dây pha
Điện áp giữa điểm đầu và điểm cuối của một pha hay điện áp giữa dây pha và
dây trung tính gọi là điện áp pha ký hiệu: U
A
, U
B
, U
C
ký hiệu chung là U
P

Điện áp giữa hai điểm đầu của hai pha hay điện áp giữa hai dây pha gọi là
điện áp dây ký hiệu U
AB
, U
BC
, U
CA
ký hiệu chung là U
d

2.2. Cách nối tam giác ()
Đem nối điểm cuối của pha này với điểm đầu của pha kia ví dụ X nối với B, Y
nối với C và Z nối với A.
Cách nối này không có dây trung tính
15
Hình 2.10 Cách nối dây quấn của máy phát điện theo hình tam giác
ở máy phát điện ba pha rất ít khi nối tam giác vì cách nối tam giác tạo thành
một mạch kín có tổng trở rất nhỏ nên cách noói này chỉ có thể thực hiện khi các sức
điện động của ba pha hoàn toàn là hình sin (e

A
+ e
B
+ e
C
= 0 hoặc E
A
+ E
B
+ E
C
= 0).
Nhng trong thực tế e
A
+ e
B
+ e
C
0 hoặc E
A
+ E
B
+ E
C
0 do đó khi mạch ngoài
không có phụ tải trong máy phát có dòng điện chạy vòng tơng đối lớn làm máy phát
bị quá nóng.
3. Quan hệ giữa điện áp pha và điện áp dây của máy phát điện 3 pha
3.1. Khi máy phát nối hình sao
Hình 2.11 Dây quấn máy phát điện nối hình sao

Giả thiết điện thế tại điểm 0 bằng không thì điện thế tại các điểm A, B, C sẽ
bằng điện áp pha U
A
, U
B
, U
C
và điện áp dây sẽ là hiệu số của các điện áp pha
U
AB
= U
A
U
B
= U
A
+ (- U
B
)
U
BC
= U
B
U
C
= U
B
+ (- U
C
)

U
CA
= U
C
U
A
= U
C
+ (- U
A
)
16
Các véc tơ (-U
B
); (- U
C
); (- U
A
) là các véc tơ song song dài bằng nhau và ngợc
chiều với U
A
, U
B
, U
C
.
Hình 2.12 Sơ đồ véc tơ
Từ hình 2.12 trên ta có:
0H = 0M. cos30
0

2
1

BC
U
=
B
U
.
2
3

pd
UU
2
3
2
1
=



pd
UU 3=
3.2. Khi máy nối hình tam giác
Hình 2.13 Dây quấn máy phát điện nối hình tam giác
Từ hình vẽ trên ta thấy
ABA
UU =

,
BCB
UU =
,
CAC
UU =
Tổng quát U
d
=
p
U
Đồ thị véc tơ giữa U
d
và
p
U
17
Hình 2.14 Sơ đồ véc tơ
4. Quan hệ giữa dòng điện pha và dòng điện dây của máy phat điện ba pha
4.1. Khi máy phát và phụ tải đều nối hình sao (Y)
Hình 2.15 máy phát và phụ tải đều nối hình sao
- Dòng điện chạy trên các dây nối từ nguồn đến phụ tải gọi là dòng điện dây
ký hiệu I
d
- Dòng điện chạy trên các dây pha của phụ tải gọi là dòng điện pha ký hiệu I
p
- Dòng điện chạy trên dây trung tính ký hiệu I
o
Từ hình vẽ trên ta thấy

dpphutaipmayphat
III ==
Tổng quát
pd
II =
3
p
d
p
p
pd
Z
U
Z
U
II ===
Zp là tổng trở
L
p
ZRZ
22
+=
Z
L
- là cảm kháng
4.2. Khi máy nối hình sao phụ tải nối tam giác
18
Hình 2.16 máy nối hình sao phụ tải nối tam giác
Vì phụ tải nối tam giác nên có: U
d

= U
p
Từ đồ thị véc tơ ta thấy:
dA
I
=
pA
I
-
pc
I
dB
I
=
pB
I
-
pA
I
dC
I
=
pC
I
-
pB
I
Ta có: OH = OM.cos30
0
2

3
2
1
pAdA
II =



pAdA
II 3=
Tổng quát:
pd
II .3=
5. Công suất của mạch điện ba pha (KH: P)
5.1. khi phụ tải trên ba pha không đối xứng
Công suất của mạch điện 3 pha khi phụ tải không đối xứng ta tính công suất
của từng pha rồi cộng lại:
P = P
A
+ P
B
+ P
C

P
A
= U
A
. I
A

. cos
A
với cos
A
=
A
A
Z
R
Vậy P = U
A
I
A
cos
A
+ U
B
. I
B
. cos
B
+ U
C
. I
C
. cos
C
Trong đó: U
A
, U

B
, U
C
, là điện áp của các pha
I
A
, I
B
, I
C
là dòng điện của các pha

A
,
B
,
C
là góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện của các pha
5.2. Khi phụ tải trên 3 pha đối xứng
19
Khi phụ tải trên 3 pha đối xứng ta có:
P
A
= P
B
= P
C
= P
P
Vậy công suất của mạch điện ba pha là:

P= P
A
+ P
B
+ P
C
= 3P
P
= 3U
P
. I
P
. cos
P
P =
3
U
d
. I
d
. cos
P
với cos
P
=
P
P
Z
R

III. Câu hỏi ôn tập
1. Trình bày sự sinh ra sức điện động ba pha?
2. Nêu cách nối dây quấn của máy phát điện theo hình sao và hình tam giác?
3. Trình bày mối quan hệ giữa điện áp dây và điện áp pha? Giữa cờng độ dòng điện
dây và cờng độ dòng điện pha?
4. Trình bày công suất của mạch điện ba pha?
20
Chơng 2: Máy điện
(Thời gian: 11 giờ; lý thuyết: 06; thực hành: 05)
Bài 1: Động cơ không đồng bộ ba pha
i. Mục tiêu
Học xong bài này học sinh sẽ:
- Trình bày đợc những khái niệm cơ bản về động cơ không đồng bộ ba pha.
- Phân biệt đợc động cơ không đồng bộ ba pha.
- Có tinh thần học tập tốt, hăng hái phát biểu xây dựng bài.
ii. Nội dung
1. Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha
1.1. Cấu tạo:
Gồm hai phần chính: Phần tĩnh là phần đứng yên gọi là Stato và phần động là
phần quay gọi là Rôto.
Hình 3.1 Cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha
1.1.1. Phần tĩnh (stato)
Phần tĩnh (stato) gồm có lõi thép, dây quấn và vỏ máy.
1.1.1.1. Lõi thép
lõi thép gồm những lá thép kỹ thuật (thép silic) hình vành khăn đợc ghép cách
điện với nhau thành hình trụ rỗng, các là thép có chiều dày từ 0,35 ữ 0,5 mm phía
trong lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn.
21
Hình 3.2 Lõi thép
1.1.1.2. Dây quấn

Dây quấn 3 pha đặt trong các rãnh của lõi thép. Xung quanh dây dẫn có bọc
các lớp cách điện để cách điện với nhau và cách điện với lõi thép. Các pha của dây
quấn đặt lệch nhau 120
0
.
Hình 3.3 Dây quấn
1.1.1.3. Vỏ máy
Vỏ máy để bảo vệ và giữ chặt lõi thép stato đợc làm bằng nhôm, gang, hoặc
thép đúc, vỏ máy có chân máy để cố định trên bệ, hai đầu có nắp máy để đỡ trục rôto
và bảo vệ dây quấn bên thành vỏ có hộp đầu dây để thay đổi cách nối các cuộn dây
stato và đa điện và cuộn dây.
22
Hình 3.4 Vỏ máy
1.1.2. Phần động (rôto)
1.1.2.1. Lõi thép
Lõi thép của rôto cấu tạo bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép cách điện với
nhau thành hình trụ đặc ở giữa có lỗ để lắp trục động cơ. Mặt ngoài của lõi thép có
sẻ rãnh để đặt các thanh dẫn rôto hoặc dây quấn rôto. Trục đợc gắn với lõi thép rôto
hai đầu trục đợc đỡ trên hai nắp máy nhờ ổ bi hay ổ trợt.
1.1.2.2. Dây quấn
+ Dây quấn của rôto lồng sóc: là những thanh bằng đồng hoặc bằng nhôm đợc
đặt vào các rãnh của lõi thép rôto hai đầu các thanh này đợc hàn với hai vành đồng
hoặc nhôm gọi là vành ngắn mạch. Nh vậy dây quấn rôto hình thành một cái lồng
mà ngời ta gọi là lồng sóc.
Hình 3.5 Dây quấn rô to lồng sóc
+ Dây quấn rôto của động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto quấn dây: ở loại
này trên các rãnh của lõi thép rôto đặt dây quấn 3 pha thờng nối 3 điểm cuối của 3
23
cuộn dây lại với nhau, 3 điểm đầu đợc nối với 3 vành trợt gắn trên trục của rôto. Ba
vành trợt này cách điện với nhau và cách điện với trục. Tỳ lên ba vành trợt là ba chổi

than để nối mạch điện với biến trở ba pha bên ngoài.
a) Rôto dây quấn
b) Sơ đồ Rôto nối với vành trợt và biến trở
c) Kí hiệu
Hình 3.6 Dây quấn rô to dây quấn
2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện không đồng bộ
Khi đa dòng điện xoay chiều 3 pha vào 3 cuộn dây của stato của động cơ điện
nó sẽ tạo ra một từ trờng quay đều với tốc độ vận tốc n
1
. từ trờng quay quét các thanh
dẫn roto cảm ứng trong thanh dẫn roto sức điện động E
2
vì dây quấn roto khép kín
nên E
2
sẽ sinh ra dòng điện I
2
. Dòng điện I
2
nằm trong từ trờng quay sẽ chịu tác dụng
của lực từ. Nh vậy roto của động cơ chịu tác dụng một ngẫu lực điện từ làm cho nó
quay theo chiều của từ trờng với tốc độ n nhỏ hơn tốc độ từ trờng quay một ít.
3. Cách bố trí các đầu dây của 3 cuộn dây stato trong hộp đầu dây
Để thuận tiện cho việc đa điện vào động cơ điện khi động cơ điện nối hình sao
hay hình tam giác cho phù hợp với điện áp của mạng điện. Ngời ta bố trí 6 đầu dây
của 3 cuôn dây stato trong hộp đầu dây nh sau:
+) Đầu vào của pha thứ nhất thẳng đứng với đầu cuối của pha thứ ba.
+) Đầu vào của pha thứ hai thẳng đứng với đầu cuối của pha thứ nhất.
+) Đầu vào của pha thứ ba thẳng đứng với đầu cuối của pha thứ hai.
24

Hình 3.7 Cách bố trí 6 đầu dây của 3 cuôn dây stato trong hộp đầu dây
3.1. Đấu dây hình sao
- Khi thiết kế ngời ta đã quy định điện áp cho mỗi dây quấn, lúc cho động cơ
làm việc phải đúng với quy định ấy.
Ví dụ:
- Một động cơ ba pha điện áp quy định cho mỗi dây quấn là 220V(U
f
= 220V).
Nếu động cơ làm việc ở mạng điện có điện áp dây là U
d
= 380V, thì ta phải nối 3 dây
quấn của động cơ thành hình sao ( Hình 3-8) và đấu ở giá bắt dây. Vì nối hình sao
nên điện áp đặt vào mỗi dây quấn của động cơ là:

U
f
= (U
d
/
3
) = (380/
3
) = 220

Đúng với điện áp đã quy định của mỗi dây quấn.Ta không thể nối các dây
quấn động cơ thành hình tam giác vì nối thành hình tam giác thì điện áp đặt vào mỗi
dây quấn bằng điện áp dây và bằng 380V, lớn hơn điện áp quy định cho mỗi dây
quấn làm cho động cơ bị cháy nhanh chóng.
Hình: 3.8 Đấu dây hình sao
25

Hình 3.8 Đấu dây hình sao
3.2. Đấu hình tam giác.
- Cũng động cơ ấy nếu làm việc ở mạng điện có điện áp Ud= 220V, thì ta phải
nối hình tam giác, vì nh thế thì điện áp đặt vào mỗi dây quấn bằng điện áp dây và
bằng 220V, đúng với điện áp quy định (Hình 3.9a). Cách đấu ở giá bắt dây đợc thể
hiện ở (Hình:3.9b). Vì thế trên nhãn động cơ ngời ta ghi: 380/220V- Y/ nghĩa là
mạng điện có U
d
= 380V thì nối sao, nếu U
d
= 220V thì ta nối tam giác.


a) Sơ đồ đấu dây hình tam giác b) Đấu ở giá bắt dây.
Hình: 3.9 Đấu dây hình Tam giác
4. Các phơng pháp mở máy động cơ không đồng bộ 3 pha
4.1. Đặc điểm mở máy của động cơ.
- Quá trình mở máy động cơ là quá trình kể từ lúc đóng điện vào động cơ khi
roto còn đứng yên tới khi động cơ đạt đợc tốc độ làm việc n. Khi mới đóng điện,
dòng điện mở máy I
mm
là dòng ngắn mạch có trị số rất lớn.
- Nếu lới điện không đủ công suất sẽ dẫn tới sụt áp lớn, ảnh hởng tới sự làm
việc của lới điện và kéo dài sự mở máy do mô men mở máy nhỏ.
4.2. Các phơng pháp mở máy
-Động cơ lồng sóc có thể mở máy trực tiếp hoặc mở máy giảm điện áp để hạn
chế dòng mổ máy.
4.2.1. Mở máy trực tiếp.
- Là cách đóng trực tiếp động cơ vào lới điện ( Hình: 3.10a). ở thời điểm đóng
cầu dao: n = 0, độ trợt S =1, dòng điện qua động cơ tăng từ 4 - 7 lần dòng điện định

26