Tài liệu về máy điện không đồng bộ

1

Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp

Giạo trçnh

K thût Âiãûn

Biãn soản: Nguùn Häưng Anh, Bi Táún Låüi, Nguùn Vàn Táún, V Quang Sån

Chỉång 7

MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
7.1. 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 räto n khạc våïi täúc âäü tỉì trỉåìng quay trong mạy n1. 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 chè 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. 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.
Cạc säú liãûu âënh mỉïc ca âäüng cå khäng âäưng bäü pha l:
Cäng sút cå cọ êch trãn trủc:

Pâm (kW).

Âiãûn ạp dáy stato:

m (V).

Dng âiãûn dáy stato:

Iâm (A).

Täúc âäü quay räto:

nâm(vng/phụt).

Hãû säú cäng sút:

cosϕâm.

Hiãûu sút:

ηâm.

Táưn säú :

fâm(Hz).

7.2. CÁÚU TẢO CA ÂÄÜNG CÅ 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 räto, ngoi ra cn cọ v mạy, nàõp mạy v trủc mạy. Trủc
lm bàòng thẹp, trãn âọ gàõn räto, äø bi v phêa cúi trủc cọ gàõn mäüt quảt giọ âãø lm
mạt mạy dc trủc.


2

7.2.1. Stato (sồ cỏỳp hay phỏửn ổùng)

Stato gọửm hai bọỹ phỏỷn chờnh laỡ loợi theùp vaỡ dỏy quỏỳn, ngoaỡi ra coỡn coù voớ maùy
vaỡ nừp maùy (hỗnh 7.1). Coỡn hỗnh 7.3c laỡ kyù hióỷu õọỹng cồ trón sồ õọử õióửu khióứn.

10
9

1

8

2
3

7

4

5
6

Hỗnh 7.1 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. Loợi theùp :
Loợi theùp stator coù daỷng hỗnh truỷ (hỗnh 7.2b), laỡm bũng caùc laù theùp kyợ thuỏỷt
õióỷn, õổồỹc dỏỷp raợnh bón trong (hỗnh 7.2a) rọửi gheùp laỷi vồùi nhau taỷo thaỡnh caùc raợnh

theo hổồùng truỷc. Loợi theùp õổồỹc eùp vaỡo trong voớ maùy.
2. Dỏy quỏỳn stato :

Dỏy quỏỳn stato thổồỡng õổồỹc laỡm bũng dỏy õọửng coù boỹc caùch õióỷn vaỡ õỷt trong
caùc raợnh cuớa loợi theùp (hỗnh 7.2a). Trón hỗnh 7.2b veợ sồ õọử khai trióựn dỏy quỏỳn ba
pha õỷt trong 12 raợnh cuớa mọỹt maùy õióỷn, dỏy quỏỳn pha A õỷt trong caùc raợnh 1, 4, 7,
10; pha B õỷt trong caùc raợnh 3, 6, 9, 12; pha C õỷt trong caùc raợnh 5, 8, 11, 2.
Doỡng õióỷn xoay chióửu ba pha chaỷy trong dỏy quỏỳn ba pha stator seợ taỷo nón tổỡ
trổồỡng quay.


3

iA

iA
(a)

(b)
1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

Hçnh 7.2 Kãút cáúu stator mạy âiãûn

A Z B

C

(c)

X

Y

khäng âäưng bäü
a) Lạ thẹp stator; b) Li thẹp stator;
c) Dáy qún stato

3. V mạy :
V mạy gäưm cọ thán v nàõp, thỉåìng lm bàòng gang.
7.2.2. Rotor (thỉï cáúp hay pháưn quay)

Rotor l pháưn quay gäưm li thẹp, dáy qún v trủc mạy.
1. Li thẹp : Li thẹp rotor gäưm cạc lạ thẹp k thût âiãûn âỉåüc láúy tỉì pháưn
bãn trong ca li thẹp stator ghẹp lải, màût ngoi dáûp rnh (hçnh 7.2a) âãø âàût dáy

qún, åí giỉỵa cọ dáûp läù âãø làõp trủc.
2. Dáy qún : 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.

ÂC
(a)

(b)

(c)

Hçnh 7.3 Cáúu tảo rotor âäüng cå khäng âäưng bäü.
a) Dáy qún rotor läưng sọc c) Li thẹp rotor d) K hiãûu âäüng cå trãn så âäư

• Rotor läưng sọc (hçnh 7.3a) gäưm cạc thanh âäưng hồûc thanh nhäm âàût trong
rnh v bë ngàõn mảch båíi hai vnh ngàõn mảch åí hai âáưu. Våïi âäüng cå cåí nh, dáy


4

qún rotor âỉåüc âục bàòng nhäm ngun khäúi gäưm thanh dáùn, vnh ngàõn mảch,
cạnh tn nhiãût v cạnh quảt lm mạt (hçnh 7.3b). 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.
Dng âiãûn xoay chiãưu ba pha chảy trong dáy qún ba pha stato s tảo nãn tỉì
trỉåìng quay.
• Räto dáy qún (hçnh 7.4) cng qún giäúng nhỉ dáy qún ba pha stato v

cọ cng säú cỉûc tỉì nhỉ dáy qún stato. Dáy qún kiãøu náưy ln ln âáúu sao (Y) v
cọ ba âáưu ra âáúu vo ba vnh trỉåüt, gàõn vo trủc quay ca räto 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.
A
B
C

Vnh trỉåüt
Chäøi than

Dáy qún stato
(âáúu Y hồûc Δ)

Dáy qún räto
(âáúu Y)

Biãún tråí
khåíi
âäng

Hçnh 7.4 Cáúu tảo ca âäüng cå khäng âäưng bäü ba pha räto dáy qún

7.3. TỈÌ TRỈÅÌNG CA MẠY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
7.3.1. Tỉì trỉåìng âáûp mảch ca dáy qún mäüt pha

Tỉì trỉåìng ca dáy
qún mäüt pha l tỉì
trỉåìng cọ phỉång
khäng âäøi, song trë säú
v chiãưu biãún âäøi theo
thåìi gian, âỉåüc gi l

tỉì trỉåìng âáûp mảch

N

A

+

+

1

2

4

3

X

1

2

3

4

S

A X
(b)

(a)
Xẹt dáy qún mäüt
pha AX âàût trong 4 Hçnh 7.5 Tỉì trỉåìng âáûp mảch 2 cỉûc ca dáy qún mäüt pha
rnh ca stato (hçnh
7.5a,b). Cho dng âiãûn hçnh sin iA = Imsinωt chảy qua dáy qún. Gi thiãút chiãưu
dng âiãûn trong cạc dáy dáùn âỉåüc v trãn hçnh 7.5a,b. Càn cỉï vo chiãưu dng âiãûn,
v chiãưu tỉì trỉåìng theo qui tàõc vàûn nụt chai. Dáy qún hçnh 7.5a tảo thnh tỉì
trỉåìng mäüt âäi cỉûc.


5

A
1N
1
10

X

4

7

10

4

7S
A
(a)

X
(b)

Hçnh 7.6 Tỉì trỉåìng âáûp mảch 4 cỉûc ca dáy qún mäüt pha

Trỉåìng håüp âáúu dáy qún nhỉ trãn hçnh 7.6, ta s âỉåüc mäüt tỉì trỉåìng âáûp
mảch 4 cỉûc. Chụ ràòng trãn hçnh 7.5 dáy qún âỉåüc chia lm hai nhọm näúi song
song, cn trãn hçnh 7.6 dáy qún âỉåüc màõc näúi tiãúp.
7.3.2. Tỉì trỉåìng quay ca dáy qún ba pha

1. Sỉû hçnh thnh tỉì trỉåìng quay
Xẹt mạy âiãûn ba pha âån gin, trãn stato cọ 6 rnh (hçnh 7.7). Trong âọ
ngỉåìi ta âàût dáy qún ba pha âäúi xỉïng AX, BY, CZ. Trủc ca cạc dáy qún ba pha
lãûch nhau trong khäng gian mäüt gọc 1200 âiãûn.
Gi thiãút ràòng trong ba dáy qún cọ hãû thäúng dng âiãûn ba pha âäúi xỉïng thỉï
tỉû thûn chảy qua:
iA = Imsinωt
iB = Imsin(ωt - 1200)

(7.1)

B

iC = Imsin(ωt - 2400)
Lục âọ tỉì cm B& A , B& B , B& C do cạc dng âiãûn i A , i B , i C tảo ra riãng r l cạc tỉì

cm âáûp mảch cọ phỉång láưn lỉåüc trng våïi trủc cạc pha A, B, C cn chiãưu cho
båíi qui tàõc vàûn nụt chai v âäü låïn tè lãû láưn lỉåüc våïi i A , i B , i C . Tỉì cm do c ba dng
âiãûn tảo ra l täøng vectå:
B = B A + BB + BC

(7.2)

→

Ta xẹt B tải cạc thåìi âiãøm khạc nhau:

α) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 (Hçnh 7.7a)

r

ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng âiãûn pha A cỉûc âải v dỉång (iA = Im), nãn B A cng cỉûc âải
v hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha A (BA = Bm). Âäưng thåìi cạc dng âiãûn pha
r
r
B v C ám (iB = iC = -Im/2) nãn B B v B C hỉåïng theo chiãưu ám ca trủc pha B v
r

C, v cọ âäü di Bm/2. Tỉì cm täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha A v
cọ âäü di (3/2)Bm.


6

β) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 + 1200 (Hçnh 7.7b)
Lục náưy l thåìi âiãøm sau thåìi âiãøm â xẹt åí trãn mäüt pháưn ba chu k. ÅÍ thåìi âiãøm

náưy, dng âiãûn pha B cỉûc âải v dỉång, cạc dng âiãûn pha A v C ám. L lûn
→

tỉång tỉû, ta tháúy tỉì trỉåìng täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha B, cọ âäü
di (3/2)Bm v â quay âi mäüt gọc 1200 so våïi thåìi âiãøm ωt = 900.

γ) Xẹt thåìi âiãøm ωt = 900 + 2400 (Hçnh 7.7c)
Lục náưy l thåìi âiãøm sau thåìi âiãøm âáưu hai pháưn ba chu k. ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng
âiãûn pha C cỉûc âải v dỉång, cạc dng âiãûn pha A v B ám. L lûn tỉång tỉû, ta
→

tháúy tỉì trỉåìng täøng B hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha C, cọ âäü di (3/2)Bm
v â quay âi mäüt gọc 2400 so våïi thåìi âiãøm ωt = 900.

i

iC

iB

iA

ωt

0

ωt = 900

ωt = 900+1200
A

A
Y

Z

C

B

r
r
B täøng B

A 600

A

Y

Z
B

C

X
r
BC

r

B täøng

X

Y

Z
B

C
X

r
BB

r
BC
600

r
BB
(a)

ωt = 900+2400

(b)

r
BA

r
BA
600

r
BB
(c)

Hçnh 7.7 Tỉì trỉåìng quay hai cỉûc ca dáy qún ba pha

r
B täøng

r
BC


7

Qua phán têch trãn ta tháúy, tỉì trỉåìng täøng ca hãû thäúng dng âiãûn hçnh sin ba
pha âäúi xỉïng chảy qua dáy qún ba pha l tỉì trỉåìng quay trn. Tỉì trỉåìng quay
mọc vng våïi c hai dáy qún stato v räto l tỉì trỉåìng chênh ca mạy âiãûn, nọ
tham gia vo quạ trçnh biãún âäøi nàng lỉåüng.
Våïi cạch cáúu tảo dáy qún nhỉ hçnh (7.7), ta cọ tỉì trỉåìng quay mäüt âäi cỉûc.
Nãúu thay âäøi cạch cáúu tảo dáy qún, ta cọ tỉì trỉåìng quay 2, 3, ... âäi cỉûc.

2. Âàûc âiãøm tỉì trỉåìng quay
α) Täúc âäü tỉì trỉåìng quay
Täúc âäü tỉì trỉåìng quay phủ thüc vo táưn säú dng âiãûn stato f v säú âäi cỉûc tỉì
p. Tháût váûy, våïi dáy qún hçnh 7.5, mạy cọ mäüt âäi cỉûc p = 1, khi dng âiãûn biãún

thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay mäüt vng. Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu k
trong mäüt giáy, tỉì trỉåìng quay f vng/giáy. Våïi dáy qún hçnh 7.6, mạy cọ hai âäi
cỉûc p = 2, khi dng âiãûn biãún thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay 1/2 vng (tỉì cỉûc N
qua S âãún N l 1/2 vng). Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu k trong mäüt giáy, tỉì
trỉåìng quay f/2 vng/giáy. Mäüt cạch täøng quạt, khi mạy cọ p âäi cỉûc tỉì, dng âiãûn
biãún thiãn mäüt chu k, tỉì trỉåìng quay 1/p vng. Do âọ dng âiãûn biãún thiãn f chu
k trong mäüt giáy, tỉì trỉåìng quay f/p vng/giáy. Váûy täúc âäü tỉì trỉåìng quay (hay
cn gi l täúc âäü âäưng bäü) trong mäüt giáy l:

hồûc

n1 =

f
(vng/giáy)
p

(7.3a)

n1 =

60f
(vng/phụt)
p

(7.3b)

β) Chiãưu tỉì trỉåìng quay
Chiãưu ca tỉì trỉåìng quay phủ thüc vo thỉï tỉû pha ca dng âiãûn. Mún âäøi
chiãưu quay ca tỉì trỉåìng ta thay âäøi thỉï tỉû hai trong ba pha cho nhau. Gi sỉí âi

dc theo chu vi stato ta láưn lỉåüc gàûp trủc cạc pha A, B, C theo chiãưu kim âäưng häư
r
(hçnh 7.7). Nãúu thỉï tỉû pha thûn, tỉì trỉåìng B s láưn lỉåüc quẹt qua cạc trủc pha A,
B, C ... theo chiãưu kim âäưng häư (nam chám gi SN quay theo chiãưu kim âäưng häư).
Nãúu thỉï tỉû pha ngỉåüc, cỉûc âải dng cạc pha iA, iB, iC láưn lỉåüc xy ra theo thỉï tỉû A,
r
C, B ... v tỉì trỉåìng B s láưn lỉåüc quẹt qua cạc trủc pha theo thỉï tỉû A, C, B ...
nghéa l ngỉåüc chiãưu kim âäưng häư.

γ) Biãn âäü ca tỉì trỉåìng quay
Vç tỉì thäng tè lãû våïi dng âiãûn nãn tỉì thäng tỉïc thåìi do dng âiãûn iA, iB, iC tảo
ra v láưn lỉåüc xun qua cạc pha A, B, C l:


8

A = pm sin(t )

B = pm sin(t 120 0 )

(7.4)

C = pm sin(t 240 0 )

trong õoù pm laỡ tổỡ thọng cổỷc õaỷi xuyón qua mọỹt pha.
Vỗ truỷc cuớa pha A taỷo vồùi truỷc caùc pha B vaỡ C caùc goùc lỏửn lổồỹc bũng 1200 vaỡ
2400 nón tổỡ thọng tọứng xuyón qua pha A do caớ ba doỡng õióỷn iA, iB, iC taỷo ra laỡ:
= A + B cos1200 + C cos 2400
1
2

= A ( B + C )
Trong hóỷ thọỳng doỡng õióỷn ba pha õọỳi xổùng A + B + C = 0 hay:
B + C = - A
do õoù:

= A +

1
3
A = A
2
2

Cuọỳi cuỡng ta coù:
=

vồùi

m

3
pm sin t = m sin t
2
3
= pm
2

(7.5)
(7.6)

Vỏỷy tổỡ thọng tổùc thồỡi xuyón qua dỏy quỏỳn mọỹt pha bióỳn thión hỗnh sin theo
thồỡi gian t vaỡ coù bión õọỹ bũng 3/2 tổỡ thọng cổỷc õaỷi mọỹt pha.
7.3.3. Tổỡ thọng taớn

Tổỡ thọng xeùt ồớ trón laỡ tổỡ thọng chờnh, moùc voỡng vồùi caớ hai dỏy quỏỳn stato vaỡ
rọto. Ngoaỡi ra, coù bọỹ phỏỷn tổỡ thọng chố moùc voỡng rióng reợ vồùi mọựi dỏy quỏỳn, goỹi laỡ
tổỡ thọng taớn. Ta coù tổỡ thọng taớn stato, chố moùc voỡng vồùi dỏy quỏỳn stato vaỡ tổỡ thọng
taớn rọto, chố moùc voỡng vồùi dỏy quỏỳn rọto. Tổỡ thọng taớn õổồỹc õỷc trổng bồới õióỷn
khaùng taớn Xt nhổ õaợ xeùt trong maùy bióỳn aùp.
7.4. NGUYN LYẽ LAèM VIC CUA ĩNG C KHNG ệNG Bĩ
Khi õỷt õióỷn aùp xoay chióửu ba pha coù tỏửn sọỳ f1 vaỡo dỏy quỏỳn stato, trong dỏy
quỏỳn stato seợ coù hóỷ thọỳng doỡng ba pha chaỷy qua, doỡng õióỷn nỏửy seợ taỷo ra tổỡ trổồỡng
quay p õọi cổỷc, quay vồùi tọỳc õọỹ n1 = 60f1/p. Tổỡ trổồỡng quay cừt caùc thanh dỏựn cuớa
dỏy quỏỳn rọto vaỡ caớm ổùng trong õoù caùc sõõ E2. Vỗ dỏy quỏỳn rọto nọỳi ngừn maỷch,
nón sõõ caớn ổùng seợ sinh ra doỡng õióỷn I2 trong caùc thanh dỏựn rọto. Lổỷc taùc duỷng
tổồng họứ giổợa tổỡ trổồỡng quay cuớa maùy vồùi thanh dỏựn mang doỡng õióỷn rọto I2, keùo
rọto quay theo chióửu cuớa tổỡ trổồỡng quay vồùi tọỳc õọỹ n.


9

Âãø minh ha, ta xẹt tỉì trỉåìng

S

→

quay B ca stato âang quay theo chiãưu
kim âäưng häư våïi täúc âäü n1 (hçnh 7.8).

Lục âọ, thanh dáùn a ca räto âang
→

chuøn âäüng trong tỉì cm B våïi täúc
r
âäü (tỉång âäúi) v nãn trong thanh dáùn
a ca räto cm ỉïng sââ e2 cọ chiãưu
cho båíi:
e2 = l × v× B
(7.7)

n1
Fât
→

BB

Fât
N

Hçnh 7.8 Quạ trçnh tảo momen
quay ca âäüng cå khäng âäưng bäü

tỉïc l e2 hỉåïng tỉì trỉåïc ra sau. Vç räto
ngàõn mảch nãn E2 tảo ra dng âiãûn I2 cng chiãưu E2.
→

Dng âiãûn i2 âàût trong tỉì cm B s chëu tạc dủng lỉûc âiãûn tỉì cọ chiãưu cho båíi:

F2 = l × i 2 × B

(7.8)

tỉïc l cng chiãưu tỉì trỉåìng quay stato.
Täúc âäü räto ca mạy n ln nh hån täúc âäü tỉì trỉåìng quay n1, vç nãúu täúc âäü
bàòng nhau thç khäng cọ sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi, trong dáy qún räto khäng cọ
sââ v dng âiãûn cm ỉïng, nãn lỉûc âiãûn tỉì bàòng khäng.
Âäü chãnh lãûch giỉỵa täúc âäü tỉì trỉåìng quay v täúc âäü räto gi l täúc âäü trỉåüt n2:
n2 = n1 - n
Hãû säú trỉåüt ca täúc âäü l:
s=

n 2 n 1 − n Ω1 − Ω
=
=
n1
n1
Ω1

(7.9)

trong Ω1 = 2πn1 v Ω = 2πn. l täúc âäü gọc ca tỉì trỉåìng quay v ca räto.
Khi räto âỉïng n, täúc âäü n = 0, hãû säú trỉåüt s = 1; khi räto quay âënh mỉïc s =
0,02 ÷ 0,06. Täúc âäü âäüng cå l:
n = n1(1-s) =

60f1
(1-s) vg/ph.
p

(7.10)

7.5. PHỈÅNG TRÇNH CÁN BÀỊNG CA ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
7.5.1. Phỉång trçnh âiãûn ạp åí dáy qún stato.

Dáy qún stato ca âäüng cå tỉång tỉû nhỉ dáy qún så cáúp mạy biãún ạp, ta cọ
phỉång trçnh âiãûn ạp l:
& 1 = E& 1 + &I1 ( R 1 + jX 1 ) = E& 1 + &I1Z1
(7.11)
U
trong âọ: Z1 = R1 + jX1: täøng tråí ca dáy qún stato.
* R1 l âiãûn tråí ca dáy qún stato.


10

* X1 laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn stato.
E1 laỡ sõõ pha stato do tổỡ thọng cuớa tổỡ trổồỡng quay sinh ra coù trở sọỳ laỡ:
E1 = 4,44f1N1kõq1m
(7.12)
Vồùi W1, kõq1 lỏửn lổồỹc laỡ sọỳ voỡng dỏy vaỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa mọỹt pha stato. Hóỷ
sọỳ dỏy quỏỳn kõq1 < 1, noùi lón sổỷ giaớm sõõ cuớa dỏy quỏỳn do quỏỳn raợi trón caùc raợnh vaỡ
ruùt ngừn bổồùc dỏy quỏỳn so vồùi quỏỳn tỏỷp trung nhổ maùy bióỳn aùp.
m laỡ bión õọỹ tổỡ thọng cuớa tổỡ trổồỡng quay.
f1 laỡ tỏửn sọỳ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn stato.
7.5.2. Phổồng trỗnh õióỷn aùp ồớ dỏy quỏỳn rọto.

Tổỡ trổồỡng chờnh quay vồùi tọỳc õọỹ n1, rọto quay vồùi tọỳc õọỹ n theo chióửu tổỡ trổồỡng
quay. Vỏỷy giổợa tổỡ trổồỡng quay vaỡ dỏy quỏỳn rọto coù tọỳc õọỹ trổồỹt:
n2 = n1 - n

Tỏửn sọỳ sõõ vaỡ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto:
f2 =

n 2 p n 1 n n 1p
=
ì
= sf1
60
n1
n1

(7.13)

trong õoù, s - laỡ hóỷ sọỳ trổồỹt cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ. luùc laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ taới
õởnh mổùc, thổồỡng sõm = 0,02 ữ 0,06. Nóỳu tỏửn sọỳ f1 = 50Hz thỗ f2 = 1ữ3Hz.
Sõõ pha caớm ổùng trong dỏy quỏỳn rọto luùc quay laỡ:
E2s = 4,44f2N2kõq2m
E2s = 4,44sf1N2kõq2m

(7.14a)
(7.14b)

Trong õoù: N2, kõq2 lỏửn lổồỹc laỡ sọỳ voỡng dỏy vaỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa dỏy quỏỳn rọto. Hóỷ
sọỳ dỏy quỏỳn kõq2 < 1, noùi lón sổỷ giaớm sõõ cuớa dỏy quỏỳn do quỏỳn raợi trón caùc raợnh vaỡ
ruùt ngừn bổồùc dỏy quỏỳn.
Khi rọto õổùng yón s = 1, tỏửn sọỳ f2 = f1. Sõõ dỏy quỏỳn rọto luùc õổùng yón laỡ:
E2 = 4,44f1N2kõq2m

(7.15)

So saùnh (7.15) vaỡ (7.14b), ta thỏỳy:
E& 2s = sE& 2

ióỷn khaùng cuớa dỏy quỏỳn rọto:
+ luùc õổùng yón:
X2 = 2f1L2
+ luùc quay:
X2s = 2f2L2 = 2sf1L2 = sX2
trong õoù: L2 laỡ õióỷn caớm taớn cuớa dỏy quỏỳn rọto.
Tổỡ (7.12) vaỡ (7.15), ta coù tố sọỳ sõõ pha stato vaỡ rọto laỡ:
N1k dq1
E
ae = 1 =
E 2 N 2 k dq 2

(7.16)

(7.17)
(7.18)

(7.19)


11

vồùi: ae goỹi laỡ hóỷ sọỳ qui õọứi sõõ rọto vóử stato.
Phổồng trỗnh õióỷn aùp cuớa maỷch õióỷn rọto luùc quay laỡ:
0 = E& 2s &I 2 ( R 2 + jX 2s )
hay:
0 = sE& 2 &I 2 ( R 2 + jsX 2 )

(7.20a)
(7.20b)

Vấ DU 7.1

ióỷn aùp vaỡ tỏửn sọỳ cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ ba pha rọto dỏy quỏỳn nọỳi Y coù 6 cổỷc
tổỡ khi dỏy quỏỳn rọto hồớ maỷch laỡ 100V, f = 50Hz. Xaùc õởnh õióỷn aùp vaỡ tỏửn sọỳ trong
dỏy quỏỳn rọto khi quay ồớ tọỳc õọỹ 950 voỡng/phuùt.

Giaới
1. Tọỳc õọỹ õọửng bọỹ :
Hóỷ sọỳ trổồỹt :

60f 60 ì 50
=
= 1000 voỡng/phuùt
p
3
n n 1000 950
s= 1
=
= 0,05
n1
1000
n1 =

2. ióỷn aùp trong dỏy quỏỳn rọto luùc quay :
E2s = sE2 = 0,05.100 = 5V
3. Tỏửn sọỳ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto :

f2 = sf1 = 0,05.50 = 2,5 Hz
7.5.3. Phổồng trỗnh stõ cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ.

Khi õọỹng cồ laỡm vióỷc, tổỡ trổồỡng quay trong maùy do doỡng õióỷn cuớa caớ hai dỏy
quỏỳn sinh ra. Doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn stato sinh ra tổỡ trổồỡng quay stato quay vồùi
tọỳc õọỹ n1 so vồùi stato. Doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto sinh ra tổỡ trổồỡng quay rọto
quay vồùi tọỳc õọỹ n2 so vồùi rọto bũng:
n2 =

60f 2 60f1s
=
= s n1
p
p

Vỗ rọto quay õọỳi vồùi stato coù tọỳc õọỹ n, nón tổỡ trổồỡng rọto seợ quay õọỳi vồùi stato
coù tọỳc õọỹ laỡ:
n2 + n = sn1 + n = sn1 + n1(1-s) = n1
Vỏỷy tổỡ trổồỡng quay stato vaỡ tổỡ trổồỡng quay rọto quay cuỡng tọỳc õọỹ n1, nón tổỡ
trổồỡng tọứng hồỹp laỡ tổỡ trổồỡng quay vồùi tọỳc õọỹ n1.
Cuợng lyù luỏỷn tổồng tổỷ nhổ maùy bióỳn aùp, tổỡ thọng m coù trở sọỳ hỏửu nhổ khọng
õọứi ổùng vồùi chóỳ õọỹ khọng taới vaỡ coù taới. Do õoù ta coù thóứ vióỳt phổồng trỗnh sổùc tổỡ
õọỹng cuớa õọỹng cồ:
m1N1kdq1 &I1 - m2N2kdq2 &I 2 = m1N1kdq1 &I 0


12

trong õoù: I0 laỡ doỡng õióỷn stato luùc khọng taới;
I1, I2 laỡ doỡng õióỷn stato vaỡ rọto khi coù taới;

m1, m2 laỡ sọỳ pha cuớa dỏy quỏỳn stato vaỡ rọto;
kdq1, kdq2 laỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa dỏy quỏỳn stato vaỡ rọto.
Chia hai vóỳ cho m1N1kdq1 vaỡ õỷt:
&I 2
&I
= 2 = &I '2 ,
m 1 N 1k dq1
ai
m 2 N 2 k dq 2

ta coù:

&I1 = &I 0 + &I '2

(7.21)

Trong õoù, &I '2 laỡ doỡng õióỷn rọto qui õọứi vóử stato, coỡn hóỷ sọỳ qui õọứi doỡng õióỷn laỡ:
ai =

m 1 N1k dq1
m 2 N 2 k dq 2

(7.22)

7.6. MACH IN THAY TH CUA ĩNG C KHNG ệNG Bĩ

óứ thuỏỷn tióỷn cho vióỷc nghión cổùu vaỡ tờnh toaùn, tổỡ hóỷ phổồng trỗnh cỏn bũng
õióỷn aùp vaỡ sổùc tổỡ õọỹng cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ, ta thaỡnh lỏỷp sồ õọử maỷch õióỷn
tổồng õổồng goỹi laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ.
Tổỡ (7.11), ta vióỳt laỷi phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp stator cuớa maùy õióỷn laỡ:

& 1 = E& 1 + &I1 ( R 1 + jX 1 ) = E& 1 + &I1Z1
U

(7.23)

Maỷch õióỷn tổồng õổồng phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp phờa stator 7.23, trỗnh
baỡy trón hỗnh 7.9a, giọỳng dỏy quỏỳn sồ cỏỳp mba
Vióỳt laỷi phổồng trỗnh (7.20b) laỡ phổồng trỗnh maỷch õióỷn rotor luùc quay, trong
õoù doỡng õióỷn I2 vaỡ sõõ E2s coù tỏửn sọỳ f2 = sf1.
(7.24)
0 = sE& 2 &I 2 ( R 2 + jsX 2 )
Maỷch õióỷn tổồng õổồng phổồng trỗnh cỏn bũng õióỷn aùp ồớ dỏy quỏỳn rotor theo
phổồng trỗnh 7.24, trỗnh baỡy trón hỗnh 7.9b.
Chia hai vóỳ (7.24) cho s, ta coù:
R
1 s
0 = E& 2 &I 2 ( 2 + jX 2 ) = E& 2 &I 2 ( R 2
+ R 2 + jX 2 )
s
s

(7.25)

Maỷch õióỷn tổồng õổồng phổồng trỗnh (7.25), trỗnh baỡy trón hỗnh 7.9c,d.
Phổồng trỗnh (7.25) laỡ phổồng trỗnh õióỷn aùp rotor luùc quay õaợ õổồỹc qui õọứi vóử rotor
õổùng yón. Coù thóứ goỹi laỡ phổồng trỗnh õióỷn aùp rotor qui õọứi vóử tỏửn sọỳ stator.
Nhỏn phổồng trỗnh (7.25) vồùi ae, chia vaỡ nhỏn vồùi ai, ta coù:


13

0 = a e E& 2

&I 2 R 2
(
a e a i + jX 2 a e a i )
ai s

(7.26a)

R '2
+ jX '2 )
s
1 s
0 = E& '2 &I '2 ( R '2
+ R '2 + jX '2 )
s

0 = E& '2 &I '2 (

R1
+

(7.26c)

&I '2

X1

&I

1

&1
U

(7.26b)

&I oR

&I
o
Rm

&I oX
Xm

+

(b)

&I 2

X2

+

+

&1
U

&I
1

R2

E& 2

(c)
R1

X2

+

R2
s

E& 2

R2

sE& 2

E& 1

(a)

&I 2

sX2

1 s
R2
s

R2
s

(d)

&I '2 = &I 2 / a i X
2

X1

&I oR

&I
o
Rm

&I oX
E& 1 = a e E& 2 = E& '2
Xm

R2

1 s
R '2

s

R '2
s

(e)
Hỗnh 7.9 Maỷch õióỷn thay thóỳ cuớa maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ. a) Maỷch õióỷn thay thóỳ phờa stator;
b, c, d) Maỷch õióỷn thay thóỳ phờa rotor; e) Maỷch õióỷn thay thóỳ õỏửy õuớ maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ.

trong õoù: E2 = aeE2 =E1 laỡ sõõ pha rotor qui õọứi vóử stator; I2= I2/aI laỡ doỡng õióỷn
rotor qui õọứi vóử stator; R2= R2aiae = a2R2 laỡ õióỷn trồớ dỏy quỏỳn rotor qui õọứi vóử
stator; X2= X2aiae = a2X2 laỡ õióỷn khaùng dỏy quỏỳn rotor qui õọứi vóử stator; a2 laỡ hóỷ
sọỳ qui õọứi tọứng trồớ; coỡn R2/s = R2+ R2(1-s)/s = R2 + Rcồ vaỡ Rcồ = R2(1-s)/s goỹi laỡ


14

âiãûn tråí cå gi tỉåíng, nàng lỉåüng tiãu tạn trãn âiãûn tråí ny tỉång âỉång nàng
lỉåüng âiãûn tỉì biãún thnh cå nàng trãn trủc âäüng cå khi nọ quay (hçnh 7.9e).
Cúi cng ta cọ phỉång trçnh cå bn lục rotor quay l:

& 1 = E& 1 + &I1Z1
U
(1 − s )
0 = E& '2 − &I '2 ( R '2
+ R '2 + jX '2 )
s
&E '2 = E& 1
&I1 = &I 0 + &I '2

(7.27)

Dỉûa vo cạc phỉång trçnh cå bn sau khi qui âäøi (7.27), v hai mảch âiãûn
hçnh 7.9a v d, ta thnh láûp mảch âiãûn thay thãú hçnh 7.9e cho âäüng cå âiãûn khäng
âäưng bäü khi rotor quay giäúng nhỉ mạy biãún ạp, åí âáy dáy qún så cáúp mạy biãún ạp
l dáy qún stator, dáy qún thỉï cáúp mạy biãún ạp l dáy qún rotor v phủ ti mạy
biãún ạp l âiãûn tråí cå gi tỉåíng R’cå =R’2(1-s)/s, âáy l âiãûn tråí âàûc trỉng cho cäng
sút cå Pcå ca âäüng cå.
7.7. CẠC DẢNG KHẠC CA MẢCH ÂIÃÛN THAY THÃÚ

Âãø thûn tiãûn cho viãûc tênh toạn, så âäư hçnh 7.9e âỉåüc xem gáưn âụng tỉång
âỉång våïi så âäư hçnh 7.10a, khi chuøn nhạnh tỉì họa vãư näúi trỉûc tiãúp våïi âiãûn ạp
U1 âỉåüc sỉí dủng nhiãưu trong tênh toạn âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü.
R1

&I
1

+

&1
U
_

&I
o

&I or
Rm

jX1

+

&I '2

&I ox

R1

&I
1

jX’2

R '2

&1
U

s

jXm

jX1

&I
o

jX’2

&I '2

jXm

R '2
s

_

(a)

(b)
Rn

&I
1

+

&1
U

&I
o

jXn

&I '2

jXm

R '2

1− s
s

_
(c)
Hçnh 7.10 Så âäư thay thãú gáưn âụng mạy âiãûn khäng âäưng bäü

Trong mạy âiãûn khäng âäưng bäü thỉåìng Rm >> Xm, nãn ta b qua âiãûn tråí âàûc
trỉng cho täøn hao trong li thẹp, hçnh 7-10b.


15

Ngoi ra, nãúu lm mäüt vi phẹp biãún âäøi âån gin, ta cọ så âäư thay thãú nhỉ
hçnh 7-10c, trong âọ:
R n = R 1 + R '2

(7.28)

X n = X 1 + X '2

(7.29)

Tỉì så âäư thay thãú cọ thãø tênh dng âiãûn stator, dng âiãûn rotor, moment, cäng
sút cå... v nhỉỵng tham säú khạc. Nhỉ váûy ta â chuøn viãûc tênh toạn mäüt hãû
Âiãûn - Cå vãưì viãûc tênh toạn mảch âiãûn âån gin.

R1
+

&1
U

&I '2 jX’
2

jX
&I
1

+

E& 1

_

R’2

&I
o
jXm

R '2

1− s
s

_

Hçnh 7.11 Mảch âiãûn thay thãú IEEE

Trong mạy âiãûn khäng âäưng bäü, do cọ khe håí khäng khê låïn nãn täưn tải dng
âiãûn tỉì họa låïn, khong (30-50)%Iâm. Âiãûn khạng tn X1 cng låïn. Trong trỉåìng
håüp nhỉ váûy âiãûn khạng tỉì họa Xm khäng nãn dëch chuøn vãư âáưu ngưn (hçnh 710c) m giỉỵ nguûn vë trê nhỉ hçnh 7-9e. B qua âiãûn tråí Rm cn täøn hao sàõt ta gäüp
vo täøn hao cå v täøn hao phủ gi chung l täø hao quay. Tỉì âọ ta cọ mảch âiãûn
thay thãú hçnh 7-11 do IEEE (âc I ba E) âãư xỉåïng, åí âáy sââ E1 khạc so våïi U1.
7.8. QUẠ TRÇNH NÀNG LỈÅÜNG TRONG ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ

Âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü nháûn âiãûn nàng tỉì lỉåïi âiãûn, nhåì tỉì trỉåìng quay
âiãûn nàng â âỉåüc biãún âäøi thnh cå nàng trãn trủc âäüng cå.
Cäng sút tạc dủng âäüng cå âiãûn nháûn tỉì lỉåïi âiãûn :
P1 = m1U1I1cosϕ1

(7.30)

Trong âọ: U1, I1 l âiãûn ạp pha v dng âiãûn pha, cn ϕ1 l gọc lãûch pha ca dng
âiãûn v âiãûn ạp pha.
Cäng sút ny mäüt pháưn b vo täøn hao âäưng trãn dáy qún stator: pCu1 =
2
m1I 1R1 v täøn hao sàõt thẹp trong li thẹp: pFe = m1I20RRm. Cäng sút cn lải gi l
cäng sút âiãûn tỉì truưn qua rotor:
R'
Pât = P1 - (pCu1+ pFe) = m 1I '22 2 .
(7.31)
s

16

Cäng sút âiãûn tỉì truưn qua rotor, sau khi máút mäüt pháưn vç täøn hao âäưng
trãn dáy qún rotor: pCu2 = m1I’22R’2. Cn lải l cäng sút cå trãn trủc:
R'
1− s
(7.32)
Pcå = Pât - pCu2 = m 1I '22 2 - m2I’22R’2 = m 1I '22 R '2
s
s
Tỉì cäng thỉïc (7.31) v (7.32), ta cọ cäng sút cå trãn trủcv Pât :
R '2 p Cu 2
Pcå = (1 − s )Pât
=
.
(7.33)
s
s
Cäng sút cå trãn trủc sau khi trỉì âi täøn hao quay pq (ma sạt, quảt giọ v phủ),
cn lải l cäng sút cọ êch trãn âáưu trủc hay cäng sút ra ca âäüng cå âiãûn:
P2 = Pcå - pq
Täøng täøn hao ca âäüng cå âiãûn:
pCu1 p
Fe
Σp = pCu1+ pFe + pCu2 + pq
pq
pCu2
Pât = m 1I '22

Gin âäư nàng lỉåüng ca âäüng
cå khäng âäưng bäü trçnh by trãn
hçnh 7.12.

P1

Pât

Pcå

P2

Hiãûu sút ca âäüng cå âiãûn :
η=

P2
∑p
= 1−
P1
P1

(7.34)

Hçnh 7.12 Gin âäư nàng lỉåüng âäüng cå
khäng âäưng bäü

VÊ DỦ 7.2

Âäüng cå khäng âäưng bäü ba pha näúi Y cọ cäng sút Pâm = 11kW, m = 380V, fâm =
50Hz, 4 cỉûc tỉì, nâm = 1440 vng/phụt. Täøn hao quay (quảt giọ, ma sạt v phủ) l

750W. Xạc âënh :
1. Cäng sút cå ?
2. Cäng sút âiãûn tỉì ?
3. Täøn hao âäưng trong dáy qún rotor ?

Gii
1. Cäng sút cå ca âäüng cå :
Cäng sút cå = Cäng sút trãn âáưu trủc + Täøn hao quay
= 11000 + 750 = 11750W
2. Cäng sút âiãûn tỉì :
60f 60 × 50
=
= 1500 vng/phụt
Täúc âäü âäưng bäü : n 1 =
p
2
n − n 1500 − 1440
s= 1
=
= 0,04
Hãû säú trỉåüc :
n1
1500


17

Pcồ
11750
=

= 12240 W
1 s 1 0,04
3. Tọứn hao õọửng trong dỏy quỏỳn rotor :
Cọng suỏỳt õióỷn tổỡ : Põt =

pCu2 = sPõt = 0,04 x 1224 = 489,6 W
7.9. MMEN CUA ĩNG C KHNG ệNG Bĩ

Thổồỡng lồỹi duỷng maỷch õióỷn thay thóỳ õóứ tờnh mọmen õióỷn tổỡ theo hóỷ sọỳ trổồỹt.
Mọmen õióỷn tổỡ cuớa õọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ:
M=

Pcồ


(7.35)

Vióỳt laỷi bióứu thổùc (7.32):

1 s
s
Coỡn
= (1-s)1 = (1-s)1 / p
Tổỡ sồ õọử thay thóỳ IEEE (hỗnh 7.11) , khi boớ qua Xm, ta coù:
U1
I '2 =
(R 1 + R '2 / s ) 2 + (X 1 + X '2 ) 2
Pcồ = m 1I '22 R '2

(7.36)

(7.37)

Thóỳ (7.36) rọửi (7.37) vaỡo (7.35), ta coù mọmen õióỷn tổỡ cuớa õọỹng cồ õióỷn
khọng õọửng bọỹ :
m
U12 ì R '2 / s
M= 1ì
(7.38)
1 (R 1 + R '2 / s ) 2 + ( X 1 + X '2 ) 2

Nhỏỷn xeùt vóử moment :
+ M tố lóỷ U21.
+ M tố lóỷ nghởch Z2 = (R1 + R2/s)2 + (X1 + X2)2 khi tỏửn sọỳ cho trổồùc.
+ M = f(s).
Veợ quan hóỷ mọmen theo hóỷ sọỳ trổồỹt M = f(s). óứ veợ hỗnh 7.13, ta tờnh:
7.9.1. Tỗm mọmen cổỷc õaỷi

Giaớ thióỳt caùc tham sọỳ khaùc laỡ khọng õọứi.
ỷt y = 1/s.
Vióỳt laỷi bióứu thổùc mọmen õióỷn tổỡ (7.38):
M=

trong õoù:

Ay
B + Cy + Dy 2

m 1 U12 R '2
A=

1

C = 2R 1R '2

B = R 12 + (X 1 + X '2 ) 2

D = R '22

Lỏỳy õaỷo haỡm vaỡ tỗm hóỷ sọỳ trổồỹt tồùi haỷn sth ổùng vồùi mọmen cổỷc õaỷi Mmax .


18

dM
dy

=
y = y th

A(B Dy 2th )
(B + Cy th + Dy 2th ) 2

=0

y th = B / D
s th = D / B

R '2

s th =

R 12

+ (X 1 +

(7.39)

X '2 ) 2

Dỏỳu: (+) ổùng vồùi chóỳ õọỹ õọỹng cồ.
() ổùng vồùi chóỳ õọỹ maùy phaùt.
Sau khi thóỳ (7.39) vaỡo (7.38), ta coù mọmen cổỷc õaỷi :
M max

m1
U12
=
ì
21 R + R 2 + (X + X ' ) 2
1
1
1
2

(7.40)

Thổồỡng R1 << X1 + X2, nón xem R1 = 0, ta coù:
s th =

R '2

(7.41)

X 1 + X '2

M max =

m1
U12
21 X 1 + X '2

(7.42)

Ta nhỏỷn xeùt vóử Mmax :
+ Mmax tố lóỷ vồùi U12
+ Mmax khọng phuỷ thuọỹc R2
+ Mmax ồớ chóỳ õọỹ maùy phaùt lồùn hồn mọỹt ờt so vồùi chóỳ õọỹ õọỹng cồ.
+ R2 caỡng lồùn thỗ sth caỡng lồùn vaỡ sth khọng phuỷ thuọỹc õióỷn aùp.
+ R2 tng thỗ Mmax khọng õọứi maỡ dởch sang phaới.

Mmax
n

MK

n1
-sth

-1

nth
0

0

sth

1

-Mmax
M. Faùt

.Cồ
Hỗnh 7.13 Quan hóỷ M = f(s)

s

Haợm


19

7.9.2. Mọmen khồới õọỹng

ióứm s = 1 (n = 0) ổùng vồùi chóỳ õọỹ khồới õọỹng cuớa õọỹng cồ:
m1
U12 R '2
MK =
ì
1 (R 1 + R '2 ) 2 + (X 1 + X '2 ) 2

(7.43)

Ta nhỏỷn xeùt vóử MK :
+ MK tố lóỷ vồùi U12
+ MK tố lóỷ nghởch vồùi Zn2 = Rn2 + Xn2
+ Tỗm MK = Mmax thỗ hóỷ sọỳ trổồỹc sth = 1 (hỗnh 7.14a). Ta coù:
R '2
s th =
=1
X 1 + X '2

(7.44)

R '2 = X 1 + X '2 : õỏy laỡ õióỷn trồớ rọto õóứ MK = Mmax .
7.9.3. ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cồ õióỷn

ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cồ õióỷn laỡ quan hóỷ n = f(M2) hoỷc M2 = f(n). Maỡ ta coù M
= M0 + M2 , ồớ õỏy ta xem M0 = 0 hoỷc chuyóứn M0 vóử momen caớn tộnh MC, vỗ vỏỷy
M2 = M = f(n).
Tổỡ hỗnh 7.13, ta xeùt chóỳ õọỹ õọỹng cồ nghộa laỡ s = 0 ữ1 (hỗnh 7.14a). Nóỳu thay s
= (n1 - n)/n1 ta seợ coù quan hóỷ n = f(M2) chờnh laỡ õỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cồ khọng
õọửng bọỹ (hỗnh 7.14b). Tổỡ hỗnh 7.14a, ta coù :
+ oaỷn oa (0 < s < sth): ọỹng cồ laỡm vióỷc ọứn õởnh. ỷc tờnh cồ cổùng.
+ oaỷn ab ( sth < s < 1): ọỹng cồ laỡm vióỷc khọng ọứn õởnh.
M
Mmax

R2

R2+ Rp2

U1 < U2

n1

R2+ Rp1

nth

a

MC
MC

b
s

0
sth

1
(a)

M

0
Mmax
(b)

Hỗnh 7.14 ỷc tờnh õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ
a) Quan hóỷ momen theo hóỷ sọỳ trổồỹc. b) ỷc tờnh cồ õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ

ọỳi vồùi õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ rọto lọửng soùc, ta coù ba thọng sọỳ quan troỹng ghi
trong lyù lởch maùy laỡ nng lổỷc quaù taới mM, bọỹi sọỳ momen khồới õọỹng mK vaỡ bọỹi sọỳ
doỡng õióỷn khồới õọỹng mI :


20

mM =

M max
(=1,7ữ3) ;
M õm

mK =

MK
(=1,1ữ 1,7);
M õm

mI =

IK
(=1,1ữ 1,7)
I õm

7.10. KHI ĩNG ĩNG C KHNG ệNG Bĩ

Doỡng õióỷn khồới õọỹng : Khi khồới õọỹng = 0 , s = 1 nón:
IK =

U1
(R 1 +

R '2 ) 2

+ (X 1 +

=

X '2 ) 2

U1
(R 2n

+

(7.45)

X 2n )

Thổồỡng thỗ : IK = (4ữ7)Iõm ổùng vồùi Uõm .
Yóu cỏửu khi ồớ maùy:

MK phaới lồùn õóứ thờch ổùng vồùi õỷc tờnh taới.
IK caỡng nhoớ caỡng tọỳt õóứ khọng aớnh hổồớng õóỳn caùc phuỷ taới khaùc.
Thồỡi gian khồới õọỹng tK cỏửn nhoớ õóứ maùy coù thóứ laỡm vióỷc õổồỹc ngay.
Thióỳt bở khồới õọỹng õồn giaớn, reớ tióửn, tin cỏỷy vaỡ ờt tọỳn nng lổồỹng.

Nhổợng yóu cỏửu trón laỡ traùi ngổồỹc nhau, vỗ thóỳ tuỡy theo yóu cỏửu sổớ duỷng, cọng
suỏỳt õọỹng cồ vaỡ cọng suỏỳt cuớa lổồùi õióỷn maỡ ta choỹn phổồng phaùp khồới õọỹng thờch
hồỹp.
7.10.1. Khồới õọỹng õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn

Khi khồới õọỹng dỏy quỏỳn rọto õổồỹc nọỳi vồùi caùc õióỷn trồớ phuỷ RpK (hỗnh 7.15a).
ỏửu tión K1 vaỡ K2 mồớ, õọỹng cồ khồới õọỹng qua õióỷn trồớ phuỷ lồùn nhỏỳt, sau õoù õoùng
K1 rọửi K2 giaớm dỏửn õióỷn trồớ phuỷ vóử khọng. ổồỡng õỷc tờnh mọmen ổùng vồùi caùc
õióỷn trồớ phuỷ khồới õọỹng Rp1 vaỡ Rp2 ồớ hỗnh 7.15b.
U1
M
CD1
Mmax
C

(a)

R2

R2+ Rp2

R2+ Rp2+Rp1

(b)

K2
Rp2

s
0

s

K1
Rp1

Hỗnh 7.15 Khồới õọỹng õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn

a) Sồ õọử maỷch lổỷc ; b) ỷc tờnh mọmen


21

Luùc khồới õọỹng n = 0 thỗ s = 1, muọỳn mọmen khồới õọỹng MK = Mmax thỗ sth = 1:
s th =

R '2 + R 'pK
X 1 + X '2

=1

(7.46)

Tổỡ õoù xaùc õởnh õổồỹc õióỷn trồớ khồới õọỹng ổùng vồùi mọmen khồới õọỹng MK= Mmax.
Khi coù RpK doỡng õióỷn khồới õọỹng laỡ:

I Kp =

U1
(R 1 +

R '2

+ R pK ) + (X 1 +
2

(7.47)

X '2 ) 2

Nhồỡ coù õióỷn trồớ rm doỡng õióỷn khồới õọỹng giaớm xuọỳng, mọmen khồới õọỹng tng,
õoù laỡ ổu õióứm lồùn cuớa õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn.
7.10.2. Khồới õọỹng õọỹng cồ rọto lọửng soùc

a. Khồới õọỹng trổỷc tióỳp:

oùng cỏửu dao CD nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn stato
vaỡo lổồùi õióỷn (hỗnh 7.16). ặu õióứm cuớa phổồng
phaùp nỏửy laỡ thióỳt bở khồới õọỹng õồn giaớn; mọmen
khồới õọỹng MK lồùn ; thồỡi gian khồới õọỹng tK nhoớ.
Coỡn khuyóỳt õióứm laỡ doỡng õióỷn khồới õọỹng IK lồùn
laỡm aớnh hổồớng õóỳn caùc phuỷ taới khaùc. Vỗ vỏỷy noù chố
õổồỹc duỡng cho nhổợng õọỹng cồ cọng suỏỳt nhoớ vaỡ
cọng suỏỳt cuớa nguọửn Snguọửn lồùn hồn nhióửu lỏửn cọng
suỏỳt õọỹng cồ Sõ.cồ.

U1
CD

C
Hỗnh 7.16 Khồới õọỹng trổỷc tióỳp

2. Khồới õọỹng bũng caùch giaớm õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn stato:

Caùc phổồng phaùp sau õỏy nhũm muỷc õờch giaớm doỡng õióỷn khồới õọỹng IK.
Nhổng khi giaớm õióỷn aùp khồới õọỹng thỗ momen khồới õọỹng cuợng giaớm theo.

a. Khồới õọỹng duỡng cuọỹn khaùng mừc nọỳi tióỳp vaỡo maỷch stato:
Khi khồới õọỹng: CD2 cừt, õoùng CD1 õóứ nọỳi dỏy quỏỳn stator vaỡo lổồùi õióỷn thọng
qua õióỷn khaùng K, õọỹng cồ quay ọứn õởnh, õoỳng CD2 õóứ ngừn maỷch cuọỹn khaùng
K, nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn stato vaỡo lổồùi (hỗnh 7.17).
ióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn stato khồới õọỹng laỡ:
UK= kU1
(k < 1)
oỡng õióỷn khồới õọỹng:
IK= kIK
vồùi IK: doỡng khồới õọỹng trổỷc tióỳp.
Mọmen khồới õọỹng:
MK = k2MK.


22

U1
CD1

U1
CD1

K

CD2

CD2
TN

C

C
CD3

Hỗnh 7.17 Khồới õọỹng duỡng õióỷn khaùng

Hỗnh 7.18 Khồới õọỹng duỡng BA TN

b. Khồới õọỹng duỡng mba tổỡ ngỏựu:
Trổồùc khi khồới õọỹng: cừt CD2, õoùng CD3, MBA TN õóứ ồớ vở trờ õióỷn aùp õỷt vaỡo
õọỹng cồ khoaớng 0.6Uõm, õoùng CD1 õóứ nọỳi dỏy quỏỳn stato vaỡo lổồùi õióỷn thọng qua
MBA TN, õọỹng cồ quay ọứn õởnh, cừt CD3, õoỳng CD2 õóứ nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn
stato vaỡo lổồùi (hỗnh 7.18).
Khi khồới õọỹng, õọỹng cồ õổồỹc cỏỳp õióỷn:
UK= kT U1 (k < 1)
Luùc õoù doỡng õióỷn mm:
IK= kIK
vồùi IK: doỡng khồới õọỹng trổỷc tióỳp.

Doỡng õióỷn mba TN nhỏỷn tổỡ lổồùi õióỷn:
I1 = kTIK = k2TIK
U1
Mọmen khồới õọỹng:
MK= k2MK.

c. Khồới õọỹng bũng caùch õọứi nọỳi Y :
Luùc maùy laỡm vióỷc bỗnh thổồỡng õọỹng cồ
nọỳi tam giaùc , khi khồới õọỹng nọỳi hỗnh sao Y,
sau khi tọỳc õọỹ quay gỏửn ọứn õởnh chuyóứn vóử nọỳi
õóứ laỡm vióỷc (hỗnh 7.19).
ióỷn aùp pha khi khồới õọỹng:
1
U 'Kf =
UK
3

CD1

CD2

C

CD

Hỗnh 7.19 Khồới õọỹng õọứi nọỳi Y


23

ióỷn aùp pha khi khồới õọỹng:
1
I KY = I 'Kf =
I Kf
3
ióỷn aùp pha khi khồới õọỹng trổỷc tióỳp:

I K = 3I Kf
Ta coù:

I K
3I Kf
=
=3
I Kf
I KY
3
Coỡn mọmen khồới õọỹng cuớa õọỹng cồ MK giaớm õi 3 lỏửn.

7.11. IệU CHẩNH TC ĩ ĩNG C KHNG ệNG Bĩ

Tọỳc õọỹ cuớa õọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ õổồỹc cho bồới:
n = n1 (1 s ) =

60f1
(1 s ) vg/ph
p

Nhỗn vaỡo bióứu thổùc trón ta thỏỳy: õọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ rọto lọửng soùc coù
thóứ õióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cồ bũng caùch thay õọứi tỏửn sọỳ doỡng õióỷn stato, õọứi nọỳi

dỏy quỏỳn stato õóứ thay õọứi sọỳ õọi cổỷc tổỡ p cuớa tổỡ trổồỡng hoỷc thay õọứi õióỷn aùp õỷt
vaỡo dỏy quỏỳn stato õóứ thay õọứi hóỷ sọỳ trổồỹc s. Tỏỳt caớ caùc phổồng phaùp õióửu chốnh õoù
õóửu thổỷc hióỷn ồớ phờa stato. ọỳi vồùi õọỹng cồ õióỷn khọng õọửng bọỹ rọto dỏy quỏỳn
thổồỡng õióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi õióỷn trồớ maỷch rọto õóứ thay õọứi hóỷ sọỳ
trổồỹc s, vióỷc õióửu chốnh õổồỹc thổỷc hióỷn ồớ phờa rọto.
7.11.1. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi sọỳ õọi cổỷc tổỡ:

n
n11

p=1

p=2

n12

M
0

M1max

M2max

Hỗnh 7.20. ỷc tờnh cồ K coù hai cổỷc
õỏỳu nọỳi dỏy quỏỳn thaỡnh bọỳn cổỷc

Sọỳ cổỷc cuớa tổỡ trổồỡng quay stato tuỡy
thuọỹc vaỡo caùch õỏỳu dỏy quỏỳn stato. Bũng
caùch õỏỳu laỷi dỏy quỏỳn, mọỹt õọỹng cồ hai cổỷc
(p = 1) coù thóứ thaỡnh bọỳn cổỷc (p = 2). ọỹng

cồ khọng õọửng bọỹ coù cỏỳu taỷo dỏy quỏỳn õóứ
thay õọứi sọỳ õọi cổỷc tổỡ õổồỹc goỹi laỡ õọỹng cồ
nhióửu cỏỳp tọỳc õọỹ. Phổồng phaùp nỏửy chố
duỡng cho loaỷi õọỹng cồ rọto lọửng soùc.
Trón hỗnh 7.20 trỗnh baỡy hai õỷc tờnh
M1(n) vaỡ M2(n) ổùng vồùi hai tọỳc õọửng bọỹ
n11 vaỡ n12.
Theo cọng thổùc (7.3b) vaỡ (7.42), ta coù:
n11 = 2n12 vaỡ M2max = 2M1max.


24

7.11.2. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi tỏửn sọỳ

Tổỡ cọng thổùc (7.12), nóỳu boớ qua õióỷn aùp rồi trón dỏy quỏỳn, ta coù :
U1
= 4,44 N1k dq1 m
f1
n
MC
f giaớm

M
0
Hỗnh 7.21. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi tỏửn sọỳ

Nhổ vỏỷy tổỡ thọng m tố lóỷ vồùi tố sọỳ U1/f. Muọỳn giổợ m khọng õọứi khi giaớm f,
ta phaới õọửng thồỡi giaớm U1 sao cho tố sọỳ U1/f khọng õọứi (hỗnh 7.21).
Caùch õióửu chốnh U1/f khọng õọứi thỗ mọnen cổỷc õaỷi cuợng khọng õọứi vaỡ caùch

õióửu chốnh naỡy coù caùc õỷc tờnh thờch hồỹp vồùi loaỷi taới cỏửn mọmen khọng õọứi khi vỏỷn
tọỳc thay õọứi.
7.11.3. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi õióỷn aùp nguọửn õióỷn

hỗnh 7.22 laỡm cho tọỳc õọỹ thay õọứi theo.
Phổồng phaùp nỏửy chố thổỷc hióỷn khi maùy
mang taới, coỡn khi maùy khọng taới giaớm
õióỷn aùp nguọửn, tọỳc õọỹ õọỹng cồ gỏửn nhổ
khọng õọứi.

n

MC

n1
U1
<

nth

U2

<

Ta õaợ bióỳt, hóỷ sọỳ trổồỹt tồùi haỷn sth
khọng phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn aùp. Theo
(7.50) vaỡ (7.55), nóỳu r2 khọng õọứi thỗ
khi giaớm õióỷn aùp nguọửn U1, hóỷ sọỳ trổồỹt
tồùi haỷn sth seợ khọng õọứi coỡn Mmax giaớm tố
lóỷ vồùi U12 . Vỏỷy hoỹ õỷc tờnh thay õọứi nhổ

U3
0

M

Hỗnh 7.22 ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng
caùch thay õọứi õióỷn aùp nguọửn õióỷn


25

7.11.4. Thay õọứi õióỷn trồớ rọto cuớa õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn

Thay õọứi õióỷn trồớ dỏy quỏỳn rọto, bũng caùch mừc thóm bióỳn trồớ ba pha vaỡo
maỷch rọto cuớa õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn nhổ hỗnh 7.15a.
Do bióỳn trồớ õióửu chốnh phaới laỡm vióỷc lỏu daỡi nón coù kờch thổồùc lồùn hồn bióỳn
trồớ khồới õọỹng. Hoỹ õỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ rọto dỏy quỏỳn khi duỡng
bióỳn trồớ õióửu chốnh tọỳc õọỹ trỗnh baỡy trón hỗnh 7.15b. Ta thỏỳy rũng khi tng õióỷn trồớ,
tọỳc õọỹ quay cuớa õọỹng cồ giaớm.
Phổồng phaùp nỏửy gỏy tọứn hao trong bióỳn trồớ nón laỡm hióỷu suỏỳt õọỹng cồ giaớm.
Tuy vỏỷy, õỏy laỡ phổồng phaùp khaù õồn giaớn, tọỳc õọỹ õổồỹc õióửu chốnh lión tuỷc trong
phaỷm vi tổồng õọỳi rọỹng nón õổồỹc duỡng nhióửu trong caùc õọỹng cồ cọng suỏỳt cồớ trung
bỗnh.
7.12. CAẽC C TấNH ĩNG C KHNG ệNG Bĩ

où laỡ õọử thở cho bióỳt sổỷ thay õọứi cuớa doỡng õióỷn stato I1, tọỳc õọỹ rọto n, momen
quay M, hóỷ sọỳ cọng suỏỳt cos vaỡ hióỷu suỏỳt theo cọng suỏỳt hổợu ờch trón truỷc P2,
khi õióỷn aùp U1 vaỡ tỏửn sọỳ f cuớa nguọửn khọng õọứi (hỗnh 7.23).
7.12.1. ỷc tờnh doỡng õióỷn stato I1 = f(P2)

Theo (7.22), doỡng õióỷn &I1 laỡ tọứng vectồ cuớa doỡng õióỷn khọng taới &I 0 vaỡ doỡng
õióỷn laỡm vióỷc ( &I '2 ). Khi U1 khọng õọứi, I0 cuợng gỏửn nhổ khọng õọứi vaỡ bũng khoaớng
(20 ữ40)%Iõm. Khi P2 tng, doỡng I2 tng nón I1 tng theo.
7.12.2. ỷc tờnh tọỳc õọỹ n = f(P2).

Theo cọng thổùc hóỷ sọỳ trổồỹt, ta coù:
n = n1(1-s)
trong õoù : s = pCu2/Põt . Khi khọng taới
pCu2 << Põt nón s 0 õọỹng cồ õióỷn
quay gỏửn tọỳc õọỹ õọửng bọỹ n n1 Khi
mang taới thỗ tọứn hao õọửng cuợng tng
lón n giaớm mọỹt ờt, nón õổồỡng õỷc tờnh
tọỳc õọỹ laỡ õổồỡng dọỳc xuọỳng.
7.12.3. ỷc tờnh mọmen M = f(P2).

Ta coù M = f(s) thay õọứi rỏỳt nhióửu.
Nhổng trong phaỷm vi 0 < s < sth thỗ
õổồỡng M = f(s) gỏửn giọỳng õổồỡng
thúng, nón M2 = f(P2) laỡ õổồỡng thúng.

1



n

cos .8
.6

M

.4

M2

.2
0

.5

s

1

Hỗnh 7.23 ỷc tờnh laỡm vióỷc cuớa
õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ.