Động cơ điện không đồng bộ một pha

ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA

Về cấu tạo, stato một pha chỉ có dây quấn một pha, rôto thường là
lồng sóc . Dây quấn stato không tạo ra từ trường quay. Do sự biến thiên
của dòng điện, chiều và trị số từ trường thay đổi, nhưng phương của từ
trường cố định trong không gian. Từ trường này được gọi là từ trường đập
mạch.
Vì không phải là từ trường quay, nên khi ta cho điện vào dây quấn
stato, động cơ không tự quay được. Để cho động cơ làm việc được, trước
hết ta phai quay động cơ rôto của động cơ điện theo chiều nào đó, rôto sẽ
tiếp tục quay theo chiều ấy và động cơ làm việc.
Để giải thích rõ hiện tượng xảy ra trong động cơ điện một pha, ta
phân tích từ trường đập mạch thành hai từ trường quay, quay ngược
chiều nhau cùng tần số quay n1 , và biên độ bằng một nữa biên độ từ trường
đập mạch.


B

BII

BI

n1

Hçnh 2-29

n2

Hçnh 2-30
→

Trong đó từ trường quay B I có chiều quay trùng với chiều quay rôto
→

được gọi là từ trường quay thuận, còn từ trường quay B II có chiều quay
→

ngược chiều rôto gọi là từ trưòng quay ngược. Trên hình 2-30, B là từ
→

→

trường đập mạnh, còn B I và B II quay với tốc độ n1 và bao giờ ta cũng có:
B = BI + BII
Gọi n là tốc độ rôto
Hệ số trượt s1 ứng với từ trường quay thuận là :
s1 =

n1 − n
=s
n1

Hệ số trượt sII ứng với từ trường quay ngược là :

n1 + n n1 + (1 − s1 )
=
= 2 − s1 = 2 − s1 = 2 − s
n1
n1

sII =
Do đó ta có bảng sau về quan hệ giữa các hệ số trượt.
s = s1
0
1
2
sII

2

1

0

Trên hình 3.31 vẽ mômen quay MI do từ trường thuận sinh ra có trị số
dương và MII do từ trường ngược gây ra có số âm.
Mômen quay của động cơ là tổng đại số mômen MI và MII :
M = MI - MII


T ng c tớnh mụmen, chỳng ta
thy rng, lỳc m mỏy, s = sI = sII = 1,
MI=MII v mụmen m mỏy Mm = 0, ng
c in khụng t m mỏy c. Nhng nu
ta tỏc ng lm cho ng c quay, h s
trt s < 1, lỳc ú ng c cú mụmen M, s
tip tc quay. Vỡ th ta phi cú bin phỏp
m mỏy, ngha l phi to cho ng c mt
pha mụmen m mỏy. Ta thng dựng cỏc
bin phỏp dõy qun ph, vũng ngn

mch cc t.

M

M
MI
2

1

0
MII

MII

Hỗnh 2-31. ổồỡ
ng õỷc tờnh mọmen

1. Dựng dõy qun ph m mỏy
loi ng c ny, ngoi dõy qun chớnh, cũn cú
dõy qun ph. Dõy qun ph cú th thit k lm vic
khi m mỏy , hoc lm vic lõu di (ng c hai pha) .
k
Dõy qun ph t trong mt s rónh stato, sao cho sinh
C
0
ra mt t thụng lch vi t thụng chớnh mt gúc 90
khụng gian, v dũng in trong dõy qun ph lch pha
vi dũng in trong dõy qun chớnh mt gúc 900 . Dũng
in dõy qun ph v dõy qun chớnh sinh ra trong t Hỗnh 2-32. Mồớmaùy

bũ
ng dỏy quỏỳ
n phuỷ
trng quay to ra mụmen m mỏy.
dũng in trong dõy qun ph lch pha vi dõy qun chớnh mt
gúc 900 , ta thng ni tip vi dõy qun ph in dung C (hỡnh 2-32).
Loi ng c t in cú c tớnh m mỏy tt.
2. ng c in mt pha cú vũng ngn mch cc t
Trờn hỡnh 2-23 v cu to loi ng c ny. Ngi ta ch cc t ra,
cho vo ú mt vũng ng ngn mch. Vũng ngn mch c coi nh dõy
qun ph, trong ú cú dũng in cm ng, s nguyờn lớ trờn hỡnh 2-34.
Tng hp hai t trng ca dõy qun chớnh v ph s sinh ra t trng quay
to ra mụmen m mỏy.
Cỏc loi ng c ny ch to vi cụng sut nh t 0,5 ữ 30 W dựng
vo cỏc c cu truyn ng t ng, v thng gp nht l qut bn nh.

s


Hỗnh 2-33. Cỏỳ
u taỷ
o õọỹ
ng cồ mọỹ
t
pha coùvoỡ
ng ngừ
n maỷ
ch ồớcổỷ
c tổỡ

Hỗnh 2-34. Sồ õọửnguyón lờõọỹ
ng cồ
mọỹ
t pha coùvoỡ
ng ngừ
n maỷ
ch ồớcổỷ
c tổỡ

ng c in nt pha cú nhng nhc im l cos thp vỡ tn hao
rụto ln, mụmen nh nờn lm vic kộm n nh, kh nng quỏ ti kộm. Tuy
nhiờn, nú cú u im l cu to gn, s dng li in mt pha, nờn c s
dng nhiu trong cỏc h t ng v dõn dng ( qut in, mỏy git, mỏy bm
nc cụng sut nh v.v.......)
Trong vn hnh ng c ba pha, khi s c xy ra t mt pha ( vớ d
chỏy cu chỡ pha A) hai pha B v C cũn li s to thnh dõy qun mt pha.
Lỳc y ng c ba pha s chuyn sang mt pha. Nu cụng sut ti ca ng
c thay i thỡ cụng sut in vo ng c hai ch mt pha v ba pha
nh nhau:

P3p P1p

3 UdI3 UdI1

C

C

a)

b)

Hỡnh 2-35a,b : ụng c ba pha cú th ni dõy qun stato ni vo li in mt pha

Trong ú : I3 dũng in sta to ch ba pha
I1 dũng in stato ch mt pha, ngha l I1 3 I3
Dũng in ch mt pha tng lờn 3 ln tn hao tng lờn 3 ln nu


khụng ct ng c khi li in, ng c s b h hng do nhit quỏ cao.
Ngoi ra trong thc t, khi khụng cú ngun in ba pha cú th ni dõy
qun stato nh hỡnh 2.35a,b ni vo li in mt pha. Nu chn tr s
in dung C thớch hp, cú th t cụng sut n 70ữ80% cụng sut nh
mc.
Phn II : CCH TNH TON DY QUN NG C 1 PHA
Bc 1: Xỏc nh s rónh Z, o cỏc thụng s c bn:
Z : tng s rónh.
bg: b dy gụng.
br : b dy rng.
L: b dy mch t.
Dt : ng kớnh trong ca lừi th ộp.
Dt

d1

bg
br

pha
coù

voỡng
ngừ
n
maỷch
ồớ
cổỷc
tổỡ

Dt

L

h

Hỗnh 234. Sồ

d2
Dt

bg
br

pha

bg
coù
voỡng
br
d + d ngừ
.d22

1
2
pha
coù


n
Din tớchvoỡng
rónhngừn
Sr =
.h +

maỷch8
2


maỷch ồớ
cổỷc tổỡ

ồớ
cổỷc
tổỡ

Bc 2 : Xỏc nh s ụi cc nh nht:
2.Pmin = (0.4 ữ 0.5 ). Dt / bg
Xỏc nh tc quay ca ng c:
S ụi cc
2
4
6

8 v 10

n (vũng / phỳt)
3000
1500
1000
750 v 600


Bước 3: X ác đ ịnh Bδ , Bg, Br
Bδ : Mật độ từ thông khe hở không khí δ
Bg : Mật độ từ thông qua gông.
Br : Mật độ thừ thông qua răng.
α s : Hệ số hiệu chỉnh. α s = 0.7 ÷ 0.75
Kc : Hệ số ép chặt Kc = 0.93 ÷ 0.95
Bg =

π .α s Dt Bδ
. .
(T )
2.Kc bg 2 p

π .Dt
Br =
.B (T )
Z .br δ
Tính toán chọn Bδ theo điều kiện

1,2 ≤ Bg ≤ 1.4(T )

Br ≤ 1.4(T )
Bước 4: Xác định từ thông Φ qua 1 cực từ:

φ = α s.

π .Dt
.L.B ( Wb) ;
δ
2p

D t (m); L(m)

π .D

t
Bước cực τ = 2 p
(cm2)
Bước 5: Xác định số vòng dây pha chạy và pha đề:
Xác định tỉ số điện áp KE:
τ .L
15 - 50
50 - 100
100 - 150
KE
0.7 – 0.86
0.86 - 0.9
0.9 - 0.93
Số vòng dây pha chạy:
•

K E .U
dm
Wc =
4,4. f .φ.K
dq

Trong đó Kdq = 0.8 – 0.82

Số vòng dây cho nhóm cuộn / cực pha chạy:
Wnh/C = Wc / số nhóm.
Số vòng dây pha đề: Wd = 0,65 Wc
Số vòng dây cho nhóm cuộn / cực pha đề:
Wnh/d = Wd / số nhóm.
- Nếu đấu theo cách 1: Kdq = 0.82
Pha chạy
Pha đề
Y11 = Wnh/C . 0.304
Y11 = Wnh/d . 0.521
•

> 150
0.93 - 0.95


Y9 = Wnh/C . 0.277
Y9 = Wnh/d . 0.478
Y7 = Wnh/C . 0.235
Y5 = Wnh/C . 0.18
- Nếu đấu theo cách 2: Kdq = 0.806
Pha chạy

Pha đề
Y11 = Wnh/C . 0.288
Y11 = Wnh/d . 0.268
Y9 = Wnh/C . 0.255
Y9 = Wnh/d . 0.25
Y7 = Wnh/C . 0.218
Y7 = Wnh/d . 0.214
Y5 = Wnh/C . 0.143
Y5 = Wnh/d . 0.165
Y3 = Wnh/C . 0.082
Y3 = Wnh/d .0.103
Bước 6: Tính chọn đường kính dây chạy và dây đề:
Sau khi ta tính Sr xong sẽ tính tiết diện của dây dẫn cho cuộn chạy:
0,37.Sr
Sc =
Nr
Trong đó Nr : số vòng dây lớn nhất có trong 1 rãnh ở pha chạy.
4.Sc
Đường kính của dây pha chạy: dc =
π
Đường kính của pha đề : dđề = 0,7.dc
Bước 7 : Tính toán công suất:
P = U .I .η.cosϕ
dm
dm dm
trong đó : J = (5,5 – 5,6) A/mm2
= U .J .Sc .0.8.0.77
dm

Bài tập: Tính toán số liệu cho dây quấn cho động cơ 1 pha khởi động với tụ
hoá vận hành điện áp nguồn 100/220V cho số liệu sau:



Hỗnh 2-33. Cỏỳu taỷo õọỹng cồ mọỹt

d1
Dt

bg
br

Hỗnh 2-34. Sồ õọử nguyón lờ õọỹng cồ

pha coù voỡng ngừn maỷch ồớ cổỷc tổỡ


GIẪN ĐỒ ĐI DÂY CHO ĐỘNG CƠ KĐB 1 PHA CÓ Z = 24, 2P =2
ĐẤU THEO CÁCH 1

1
2
24

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

14

15

16

17

18

19

20

21 22

mass

23