Nghiên cứu ảnh hưởng phụ tải động cơ điện không đồng bộ ba pha 1,5KW đến dòng điện truyền tải và máy phát điện biện pháp bù tĩnh điện

Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
---------------

PHẠM THỊ NHUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG PHỤ TẢI ĐỘNG
CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1,5KW
ĐẾN DÒNG ĐIỆN CHUYỂN TẢI VÀ MÁY
PHÁT ĐIỆN – BIỆN PHÁP BÙ TĨNH ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sư phạm Kỹ thuật

Người hướng dẫn khoa học
GV. NGÔ TUẤN ĐỨC

HÀ NỘI – 2011

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

1


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Lời cảm ơn
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Ngô Tuấn Đức.
Người đã hướng dẫn tận tình và hiệu quả giúp tôi hoàn thành khóa luận.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy các cô trong khoa vật lý,
các thầy cô trong trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Những người đã giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành
tốt khóa luận.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên trong khoa, bạn
bè trong nhóm và bạn bè, người thân đã cổ vũ động viên tôi trong suốt thời
gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày tháng 05 năm 2011
Sinh viên

Phạm Thị Nhung

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

2


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng chúng tôi. Trong khi

nghiên cứu chúng tôi đã kế thừa thành quả khoa học của các nhà khoa học,
nhà nghiên cứu với sự trân trọng và biết ơn.
Trong quá trình thực hiện, tôi và bạn Nguyễn Thị Nhẹ đã có sự kết hợp
để hoàn thành khóa luận này. Do vậy, chúng tôi có một số phần nội dung có
sự thống nhất với nhau.
Các kết quả nêu trong khóa luận này là trung thực và chưa được ai công
bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.

Hà nội, ngày tháng 05 năm 2011
Sinh viên

Phạm Thị Nhung

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

3


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nước ta là nước nông nghiệp đang tiến lên chủ nghĩa xã hội. Thực hiện
đường lối đổi mới của Đảng cộng sản Việt Nam, với chính sách mở cửa và
hội nhập quốc tế. Nước ta đã trở thành thành viên của tổ chức thương mại
WTO, có quan hệ đối tác trao đổi thương mại trên 100 nước trên thế giới.
Với mục tiêu đến năm 2020 xây dựng nước ta thành nước công nghiệp
phát triển. Trong những năm qua nền công nghiệp đã có những bước phát

triển mạnh tạo tiền đề đẩy mạnh các lĩnh vực kinh tế xã hội từng bước đi lên.
Điện năng là nguồn năng lượng chủ yếu không thể thiếu của các ngành
sản xuất và nhu cầu đời sống nhân dân. Ngành điện phải đi trước một bước
xây dựng các nhà máy điện cho phù hợp với vị trí địa lý, yêu cầu phát triển
sản xuất, mới phát huy tốt năng lực của ngành sản xuất điện.
Ta có thể sử dụng tài nguyên thiên nhiên để sản xuất ra điện như: thủy
điện, năng lượng mặt trời, sức gió, thủy triều hay than, khí, dầu để sản xuất
nhiệt điện. Ta còn phải xây dựng nhà máy điện hạt nhân mới đáp ứng được
nhu cầu cho Đất nước phát triển ở mức độ cao.
Điện phục vụ cho các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thông
tin liên lạc, giao thông vận tải, xây dựng…
Điện phục vụ sản xuất nông nghiệp: tưới tiêu, kích thích cây ra hoa trái,
diệt côn trùng gây hại, gây đột biến gen…
Điện phục vụ cho đời sống: thắp sáng, sưởi ấm, làm mát, nấu chín
lương thực thực phẩm…
Điện dùng cho y học: nội soi, tia xạ, chiếu chụp…
Bằng cách biến nguồn điện năng thành cơ năng, nhiệt năng, quang
năng, nguồn điện đã phục vụ nhiều mặt của sản xuất và đời sống xã hội.
Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

4


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Nhưng để sản xuất ra điện cũng không dễ dàng xây dựng các nhà máy
thủy điện, nhiệt điện, các lò phản ứng hạt nhân đầu tư chi phí là rất lớn đòi hỏi
các cấp các ngành và có khi cả quốc gia mới làm được.

Đồng thời khi có nguồn điện thì việc truyền tải đi xa cũng rất khó khăn
có khi hàng ngàn km. Hao tổn lớn ngoài ra còn phải đảm bảo an toàn tuyệt
đối thì điện mới đến được các phụ tải, của các ngành sản xuất.
Để sử dụng có hiệu quả nguồn điện năng khi đã làm ra là một mục tiêu
của các cấp các ngành và của toàn xã hội. Phải làm cho mọi người ý thức
được giá trị của nguồn năng lượng điện. Để cùng nhau góp phần bảo vệ gìn
giữ và sử dụng.
Trong sản xuất công nghiệp các động cơ điện sử dụng dòng điện biến
điện năng thành cơ năng, thành các chuyển động của các loại máy để làm ra
sản phẩm hàng hóa cho xã hội đã sử dụng một lượng điện rất lớn. Bằng mọi
biện pháp kỹ thuật những động cơ này sử dụng lượng điện ít nhất phải sinh ra
công nhiều nhất từ đó mà còn làm ra nhiều sản phẩm cho xã hội.
Trong điều kiện hiện nay tốc độ xây dựng của nhà máy điện còn chưa
kịp với tốc độ phát triển của nền sản xuất. Thiếu điện sản xuất phải mua của
nước ngoài thì tiết kiệm điện trong tất cả các lĩnh vực nhất là nền sản xuất
công nghiệp là tiêu tốn nhiều điện nhất thì tiết kiệm điện còn có ý nghĩa lớn
góp phần xây dựng Đất nước giàu mạnh.
Chính vì lí do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng phụ tải
động cơ điện không đồng bộ ba pha 1,5 kw đến dòng điện truyền tải và máy
phát điện - biện pháp bù tĩnh điện” với hi vọng sẽ giúp cho nguồn điện năng
chúng ta đang sử dụng đáp ứng nhu cầu.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

5


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

2. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ tải động cơ điện không đồng bộ ba pha
đến dòng điện truyền tải và máy phát điện – biện pháp bù tĩnh điện.
3. Phạm vi nghiên cứu
Kiến thức đã học trong chương trình kỹ thuật điện về động cơ không
đồng bộ ba pha và máy phát điện đồng bộ ba pha.
Các giáo trình có liên quan.
4. Mục đích nghiên cứu
Động cơ điện không đồng bộ ba pha 1,5 kw.
Biện pháp bù tĩnh điện.
Tiết kiệm điện trong quá trình sử dụng các thiết bị điện.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của động cơ không đồng bộ ba pha công suất
1,5 kw đến dòng điện truyền tải và máy phát điện.
Nghiên cứu biện pháp giảm tổn thất điện khi sử dụng động cơ không
đồng bộ ba pha công suất 1,5 kw.
6. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực hành.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

6


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

NỘI DUNG

Chương 1: ẢNH HƯỞNG CỦA CẢM KHÁNG VÀ DUNG KHÁNG
ĐẾN MẠCH ĐIỆN
1.1. Mạch điện thuần trở
Khi có dòng điện i = Imaxsint qua điện trở R hình 1.1a, điện áp trên
điện trở sẽ là:
uR = Ri = RImax sint = URmaxsint
Trong đó:

URmax = RImax
UR =

URmax
= RI
2

Từ đó rút ra:
Quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là:
UR = RI hoặc I =

UR
R

Dòng điện và điện áp có cùng tần số và trùng pha nhau. Đồ thị véctơ
dòng điện và điện áp vẽ trên hình 1.1b.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

7

Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Công suất tức thời của điện trở là:
pR(t) = uRI = UmaxImaxsin2t = URI (1 - cos2t)
Trên hình 1.1c vẽ đường cong uR, i và pR. Ta thấy pR(t)  0, nghĩa là
điện trở R liên tục tiêu thụ điện năng của nguồn và biến đổi sang dạng năng
lượng khác.
Vì công suất tức thời không có ý nghĩa thực tiễn, nên ta đưa ra khái
niệm công suất tác dụng P, là trị số trung bình của công suất tức thời pR trong
một chu kì.
T

T

1 
1
P =  pR(t)dt =  URI(1 - cos2t)dt.
T
T
0

0

Sau khi lấy tích phân ta có:
P = URI = RI2
Đơn vị của công suất tác dụng là W (oát) hoặc kW (kilôoát) = 103W.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

8


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

1.2. Mạch điện thuần cảm
Khi có dòng điện i = Imaxsint qua điện cảm L hình 1.2a điện áp trên
điện cảm sẽ là:
uL(t) = L

di
d(Imax sint)

=L
= LImax sin (t + )
dt
dt
2

= ULmax sin (t + )
2

Trong đó:

ULmax = LImax = XLImax
UL =

ULmax
= XLI.
2

XL = L có thứ nguyên của điện trở, đo bằng  gọi là cảm kháng.
Từ đó rút ra quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng và áp là:
UL = XLI hoặc I =

UL
XL


Dòng điện và điện áp có cùng tần số song lệch pha nhau một góc .
2

Dòng điện chậm sau điện áp một góc . Đồ thị véctơ dòng điện và điện áp
2

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

9


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

hình1.2b.

Công suất tức thời của mạch điện:

pL(t) = uLi = ULmaxImaxsin(t +
=


) sint =
2

ULmaxImax
sin2t = ULIsin2t
2

Trên hình 1.2c vẽ đường cong uL, i, pL. Ta thấy có hiện tượng trao đổi
năng lượng. Trong khoảng t = 0 đến t =


, công suất pL(t) > 0, điện cảm
2

nhận năng lượng và tích lũy trong từ trường. Trong khoảng tiếp theo t =


2

đến t = , công suất pL(t) < 0, năng lượng tích lũy trả lại cho nguồn và mạch
ngoài. Quá trình cứ tích lũy tương tự, vì thế trị số trung bình của công suất
pL(t) trong một chu kì sẽ bằng không.
Công suất tác dụng của mạch điện thuần cảm bằng không.
Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

10

Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

T

PL =

1 
 p (t) dt = 0
T L
0

Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện cảm ta đưa
ra khái niệm công suất phản kháng QL của điện cảm.
QL = ULI = XLI2
Đơn vị công suất phản kháng var hoặc kvar = 103 var.
1.3. Mạch điện thuần điện dung
Khi có dòng điện i = Imaxsint qua điện dung hình 1.3a điện áp trên
điện dung là:

uC(t) =

1
1
1

 idt =  Imaxsintdt =

Imaxsin(t - )
C
C
2
C

= UCmaxsin(t Trong đó: UCmax =
UC =
XC =


)
2

1
I = XCImax
C max

UCmax
= XCI
2

1
có thứ nguyên của điện trở, đo bằng  được gọi là dung
C

kháng.
Từ đó suy ra:
Quan hệ giữa trị số hiệu dụng của dòng điện và điện áp là:
UC = XCI hoặc I =

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

UC
XC

11


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp


Dòng điện và điện áp cùng tần số song lệch pha nhau một góc .
2

Dòng điện vượt trước một góc . Đồ thị dòng điện và điện áp vẽ trên hình
2
1.3b.

Công suất tức thời của mạch điện thuần điện dung:
pC(t) = uCI = UCmax. Imaxsint. sin(t -


) = - UCI sin2t
2

Trên hình 1.3c vẽ đường cong uC, i, pC. Ta nhận thấy có hiện tượng
trao đổi năng lượng giữa điện dung với phần mạch còn lại. Công suất tác

dụng điện dung tiêu thụ:
T

1 
PC =  pC(t)dt = 0
T
0

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

12


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Để biểu thị cường độ quá trình trao đổi năng lượng của điện dung, ta
đưa ra khái niệm công suất phản kháng QC của điện dung.
QC = - UCI = - XCI2
Đơn vị công suất phản kháng là var hoặc kvar = 103 var.
1.4. Mạch R - L nối tiếp
Khi có dòng điện có i = Imaxsint qua nhánh R - L nối tiếp sẽ gây ra
những điện áp uR, uL trên các phần tử R, L. Các đại lượng dòng điện và điện
áp đều biến thiên hình sin với cùng tần số, do đó có thể biểu diễn trên cùng
một đồ thị véctơ. Dòng điện i chung cho các phần tử (vì thế trước hết ta vẽ

véctơ dòng điện I sau đó dựa vào kết luận về góc lệch pha vẽ điện áp trên



điện trở UR , điện áp trên điện cảm UL).

Điện áp nguồn U bằng:
  
U = UR + UL
Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

13


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Từ đồ thị véctơ ta tính được trị số hiệu dụng của điện áp:
U = U2R + U2L = (IR)2 + (IXL)2 = I R2 + X2L = Iz1
z1 = R2 + X2L

Trong đó:

z1 có thứ nguyên là , gọi là tổng trở của nhánh R - L nối tiếp.
Quan hệ giữa trị số hiệu dụng dòng và áp trên nhánh R - L nối tiếp là:
U = Iz1 hoặc I =

U
=
z1

U
R2 + X2L

Điện áp lệch pha với dòng điện một góc  được tính như sau:
tg =

UL
X
X
= L   = arctg L
UR
R
R

Trong mạch R - L nối tiếp thì dòng điện chậm sau điện áp một góc .
Vậy có biểu thức điện áp:
u = Umaxsin(t +)
1.5. Mạch R - C nối tiếp
Tương tự 1.4 ta có:
Khi có dòng điện có i = Imaxsint qua nhánh R - C nối tiếp.

Điện áp nguồn U bằng:
Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

14


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp
  
U = UR + UC

Từ đồ thị véctơ ta tính được trị số hiệu dụng của điện áp:
U = U2R + (- UC)2 = (IR)2 + (- IXC)2 = I R2 + XC2 = Iz2
Trong đó:

z2 =

R2 + X2C

z2 có thứ nguyên là , gọi là tổng trở của nhánh R - C nối tiếp.
Quan hệ giữa trị số hiệu dụng dòng và áp trên nhánh R - C nối tiếp là:
U = Iz2 hoặc I =

U
U
=
2
z2
R + XC2

Điện áp lệch pha với dòng điện một góc  được tính như sau:
tg = -

UC
X
=- C
UR
R

Trong mạch R - C nối tiếp dòng điện vượt trước điện áp một góc .

Vậy ta có biểu thức điện áp:
u = Umax sin(t -)
Kết luận:
Đối với mạch điện thuần trở, dòng điện và điện áp có cùng tần số và
trùng pha nhau.
Đối với mạch điện thuần cảm, dòng điện chậm sau điện áp một góc


.
2


Đối với mạch điện thuần dung, dòng điện vượt trước điện áp một góc .
2
Đối với mạch R – L nối tiếp dòng điện chậm sau điện áp một góc .
Đối với mạch R –C nối tiếp dòng điện vượt trước điện áp một góc .

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

15


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Chương 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY
PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ BA PHA
2.1. Cấu tạo máy phát điện đồng bộ
Cấu tạo của máy phát điện đồng bộ gồm hai bộ phận chính là xtato và

rôto trên hình 2.1 vẽ mặt cắt ngang trục máy trong đó 1: lá thép xtato; 2: dây
quấn xtato; 3: lá thép rôto; 4: dây quấn rôto.

Hình 2.1
2.1.1. Xtato
Xtato của máy phát điện đồng bộ vẽ trên hình 2.2a gồm hai bộ phận
chính lá lõi thép xtato và dây quấn ba pha xtato. Dây quấn xtato gọi là dây
quấn phần ứng. Lõi thép xtato gồm những lá thép kỹ thuật điện ghép lại với
nhau.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

16


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

2.1.2. Rôto
Rôto máy phát điện đồng bộ có các cực từ và dây quấn kích từ. Có hai
loại: rôto cực ẩn và rôto cực lồi. Hình 2.2b vẽ rôto cực ẩn, hình 2.2c vẽ rôto
cực lồi.

Hình 2.2
Rôto cực lồi dùng ở các máy có tốc độ chậm, có nhiều đôi cực.
Rôto cực ẩn thường dùng ở máy có tốc độ cao 3000 vòng/phút có một
đôi cực.
Để có suất điện động hình sin, từ trường của cực từ rôto phải phân bố
hình sin dọc theo khe hở không khí giữa xtato và rôto, ở đỉnh các cực từ có từ

cảm cực đại.
Hai đầu của dây quấn kích từ đi luồn trong trục và nối với hai vòng
trượt đặt ở đầu trục, thông qua hai chổi điện để nối với nguồn kích từ (hình
2.2d).

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

17


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Hình 2.2c

Hình 2.2d

2.2. Nguyên lý hoạt động máy phát điện đồng bộ
Cho dòng điện kích từ (dòng điện không đổi) vào dây quấn kích từ sẽ
tạo nên từ trường rôto. Khi quay rôto bằng động cơ sơ cấp, từ trường của rôto
sẽ cắt dây quấn phần ứng xtato và cảm ứng suất điện động xoay chiều hình
sin, có trị số hiệu dụng là:
E0 = 4,44fW1 kgq 0
Trong đó:

E0: Sức điện động pha
W1: Số vòng dây một pha
kgq: Hệ số dây quấn
0: Từ thông cực từ rôto

Nếu rôto có p đôi cực, khi rôto quay được một vòng, sức điện động
phần ứng sẽ biến thiên p chu kỳ. Do đó nếu tốc độ quay của rôto là n (v/s), tần
số f của sức điện động sẽ là:
f = pn
Nếu tốc độ của rôto tính bằng v/ph thì:
f=

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

pn
60

18


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Dây quấn ba pha xtato có trục lệch nhau trong không gian một góc
1200 điện, cho nên sức điện động các pha lệch nhau một góc 1200.
Khi dây quấn xtato nối với tải, trong các dây quấn sẽ có dòng điện ba
pha. Dòng điện ba pha trong ba dây quấn sẽ tạo nên từ trường quay, với tốc
độ là n1 = 60f/p, đúng bằng tốc độ n của rôto. Do đó kiểu máy phát điện này
được gọi là máy phát điện đồng bộ.
2.3. Ảnh hưởng của từ trường phản ứng lên từ trường chính của máy
phát
Khi máy phát điện làm việc, từ trường của cực từ rôto 0 cắt dây quấn
xtato cảm ứng ra sức điện động E0 chậm pha so với từ thông 0 góc 900 (hình

2.3a). Dây quấn xtato nối với tải sẽ tạo nên dòng điện I cung cấp cho tải.
Dòng điện I trong dây quấn xtato tạo nên từ trường quay gọi là từ trường phần
ứng  quay đồng bộ với từ trường của cực từ 0. Góc lệch pha giữa E0 và I do
tính chất của tải quyết định.
2.3.1. Trường hợp tải thuần trở (hình 2.3a)
Trường hợp tải thuần trở góc lệch pha ψ = 0, E0, I cùng pha.
Dòng điện I sinh ra từ trường phần ứng  cùng pha với dòng điện. Tác
dụng của từ trường phần ứng  lên từ trường cực từ 0 theo hướng ngang trục,
làm méo từ trường cực từ, ta gọi là phản ứng phần ứng ngang trục.

Hình 2.3a
Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

19


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

2.3.2. Trường hợp tải thuần cảm (hình 2.3b)
Trường hợp tải thuần cảm góc lệch pha ψ = 900, dòng điện I sinh ra từ
trường phần ứng  ngược chiều với 0 ta gọi là phản ứng phần ứng dọc trục
khử từ, có tác dụng làm giảm từ trường tổng.

Hình 2.3b
2.3.3. Trường hợp tải thuần dung ψ = - 900 (hình 2.3c)
Trường hợp tải thuần dung dòng điện sinh ra từ trường phần ứng ,
cùng chiều với 0, ta gọi là phản ứng phần ứng dọc trục trợ từ, có tác dụng
làm tăng từ trường tổng.

Hình 2.3c

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

20


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

2.3.4. Trường hợp tải mang tính điện cảm
Trường hợp tải mang tính điện cảm ta phân tích dòng điện I làm hai
thành phần: Thành phần dọc trục Id = I sinψ và thành phần ngang trục
Iq = I cosψ, dòng điện I sinh ra từ trường phần ứng vừa có tính chất ngang
trục vừa có tính chất dọc trục trợ từ hoặc khử từ tùy theo tính chất của tải có
tính chất điện dung hoặc có tính chất điện cảm.

Hình 2.3d

Kết luận:
Phụ tải mang tính cảm kháng thì từ trường phần ứng sẽ quay ngược pha
với từ trường phần cảm và có tác dụng khử từ.
Phụ tải mang tính chất dung kháng thì từ trường phần ứng cùng pha
với từ trường phần cảm có tác dụng trợ từ.
Phụ tải là động cơ không đồng bộ ba pha 1,5 KW sẽ tạo ra một phần từ
trường phần ứng ngược chiều với từ trường chính của máy phát có tác dụng
khử từ (làm giảm).

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

21


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Chương 3: CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG
BỘ BA PHA
3.1. Phần tĩnh của động cơ (Xtato)
Phần tĩnh của động cơ gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn,
ngoài ra có vỏ máy và nắp máy.
3.1.1. Lõi thép
Lõi thép xtato hình trụ (hình 3.1a) do các lá thép kỹ thuật điện được
dập rãnh bên trong (hình 3.1b), ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo
hướng trục lõi thép được ép vào trong vỏ máy.
3.1.2. Dây quấn
Dây quấn xtato làm bằng dây dẫn bọc cách điện (dây điện từ) được đặt
trong các rãnh của lõi thép (hình 3.1a). Trên hình 3.1c vẽ sơ đồ khai triển dây
quấn ba pha đặt trong 12 rãnh, dây quấn pha A trong các rãnh 1, 4, 7, 10, pha
B trong các rãnh 3, 6, 9, 12, pha C trong các rãnh 5, 8, 11, 2.

Hình 3.1 a

Hình 3.1 c

Dòng điện xoay chiều ba pha chạy trong ba dây quấn xtato sẽ tạo ra từ
trường quay.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

22


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

3.1.3. Vỏ máy
Vỏ máy làm bằng nhôm hoặc bằng gang, dùng để giữ chặt lõi thép và
cố định máy trên bệ. Hai đầu vỏ có nắp máy, ổ đỡ trục. Vỏ máy và nắp máy
còn dùng để bảo vệ máy.
3.2. Phần quay của động cơ (Rôto)
Phần quay gồm lõi thép, dây quấn và trục máy.
3.2.1. Lõi thép
Lõi thép rôto gồm các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh mặt ngoài
(hình 3.1b, 3.2a) ghép lại, tạo thành các rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ để
nắp trục.
3.2.2. Dây quấn
Dây quấn rôto của máy điện không đồng bộ có hai kiểu: rôto ngắn
mạch (còn gọi là rôto lồng sóc) và roto dây quấn. Loại rôto lồng sóc công suất
trên 100 kw, trong các rãnh của lõi thép rôto đặt các thanh đồng, hai đầu nối
ngắn mạch bằng hai vòng đồng, tạo thành lồng sóc (hình 3.2b).
Động cơ công suất nhỏ, lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào
các rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và
cánh quạt làm mát (hình 3.2c). Động cơ điện có rôto lồng sóc gọi là động cơ
không đồng bộ lồng sóc được kí hiệu như hình 3.2d.

Hình 3.2

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

23


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Loại rôto dây quấn, trong rãnh lõi thép rôto, đặt dây quấn ba pha. Dây
quấn rôto thường nối sao, ba đầu ra nối với ba vòng tiếp xúc bằng đồng, cố
định trên trục rôto và được cách điện với trục (hình 3.3a).
Nhờ ba chổi than tì sát vào ba vòng tiếp xúc, dây quấn rôto được nối
với ba biến trở bên ngoài, để mở máy hay điều chỉnh tốc độ (hình 3.3b). Loại
động cơ này gọi là động cơ không đồng bộ rôto dây quấn, trên các sơ đồ điện
được kí hiệu như hình 3.3c.

Hình 3.3
Động cơ lồng sóc là loại rất phổ biến, động cơ rôto 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 dùng khi động cơ lồng sóc không đáp ứng
được yêu cầu về truyền động.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

24


Đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

Kết luận:
Động cơ Không đồng bộ ba pha là loại phụ tải mang tính điện cảm do
trong cấu tạo của nó là các cuộn dây quấn quanh các lõi sắt từ.
Trong quá trình làm việc nó gây ra dòng điện tiêu thụ trên đường dây
dẫn từ máy phát đến chỗ đặt động cơ, dòng điện này sẽ tỏa nhiệt trên đường
dây; lượng nhiệt lớn hay bé tùy thuộc vào dòng điện này lớn hay bé.
Trong quá trình làm việc, dòng điện do nó tiêu thụ (dòng điện phần ứng
đối với máy phát điện) sẽ sinh ra từ trường có thành phần ngược chiều với từ
trường chính của máy phát điện, làm suy giảm năng lượng điện do máy phát
ra.

Phạm Thị Nhung - K33D - SPKT

25