ĐỒ AN TRUYỀN ĐỘNG điện tự ĐỘNG rar

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
-------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
TÊN ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO
CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC

GVHD: ThS.Huỳnh Thị Ngọc Thường
SVTH: Nguyễn Đức Chung
Lớp:
16542SP3
MSSV: 16542276
Nhóm: 01

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng hạ cầu trục dùng động cơ AC
không đồng bộ 3 pha có các số liệu sau đây:
MỤC
LỤC
P đm (w)

công suất
động
cơ
50
U1đm (V)
điện áp định mức
400
2p
số cực từ
10 LỚP 16542SP3
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG Tp.Hồ Chí Minh – 05/2019
N1
số vòng mỗi pha dây quấn
60
stator
N2
số vòng mỗi pha dây quấn rotor
30


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

LỜI MỞ ĐẦU
PHẦN I: TÍNH TOÁN VÀ THẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC
DÙNG ĐCĐ KĐB XOAY CHIỀU BA PHA ROTOR DÂY QUẤN
CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
I)ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

1) Khái niệm
2) Cấu tạo
3 )Ưu điểm
4 )Nhược điểm
II)PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ
III)PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ
IV)ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ
1.Ảnh hưởng của điện áp :
2. Ảnh hưởng của điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp trên mạch
Stator :
3. Ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor :
4. Anh hưởng của số đôi cực từ P :
V)CÁC DẠNG KHỞI ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ
1)Khởi động động cơ không đồng bộ
2)Khởi động trực tiếp
3)Khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu
4)Khởi động bằng điện trở phụ mạch rotor:
5)Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
6)Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ vào mạch rotor :
7)Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch stator :
8)Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cung cấp :
VI)MỞ MÁY VÀ TÍNH ĐIỆN TRỞ MỞ MÁY
VII)HÃM MÁY
1. Hãm tái sinh
2. Hãm ngược
3. Hãm động năng
4. Hãm động năng tự kích từ
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

LỚP 16542SP3

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

PHẦN II:...........TÍNH TOÁN NÂNG CẦN TRỤCBẰNG ĐỘNG CƠ KHÔNG
ĐỒNG BỘ BA PHA
CHƯƠNG II:

YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ

I)SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ AC KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR
DÂY QUẤN:
1)Dòng điện định mức của stator
2)Dòng điện rotor ở chế độ định mức
3)Tính toán phần trở kháng ngắn mạch
4)Tính toán dòng điện mở máy
5)Bội số dòng điện mở máy KI
6)Tốc độ trượt định mức Sđm
7)Tốc độ định mức của động cơ nđm
8)Khả năng quá tải của động cơ
9)Moment định mức
II)TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ MỞ MÁY, ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP
ĐIỆN TRỞ PHỤ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ
CHƯƠNG III: .................................................................... YÊU CẦU NÂNG TẢI
I) TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐÓNG VÀO VẠCH ROTOR ĐỂ
ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG 1/2 TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

LỜI MỞ ĐẦU
Trong khoảng thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Sư Phạm
Kỹ Thuật, được sự dạy bảo tận tình của tập thể Thầy Cô của trường. Em đã
tiếp thu,mở mang được phần nào kiến thức và chuyên ngành mà em đam mê
theo học.
Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô, những người đã tận tâm
truyền đạt những kiến thức cơ bản cũng như những kiến thức chuyên nghành
cho em. Đặc biệt em xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Điện - Điện Tử, khoa mà
em hiện đang theo học.
Em xin gửi lời cảm ơn đến Cô HUỲNH THỊ NGỌC HƯỜNG, giảng
viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, đã tận tình hướng
dẫn em thực hiện đồ án môn học Truyền Động Điện,lời chúc sức khỏe và
ngày càng thành công trên bục giảng.

Xin cảm ơn các bạn sinh viên đã động viên, góp ý để mình hoàn thành
tốt đồ án này.
-LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Trong bối cảnh Việt Nam hội nhập,hợp tác ngày càng sâu rộng với các
quốc gia trên thế giới trên nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực khoa học kỹ
thuật. Các dây chuyền sản xuất mới có kỹ thuật hiện đại đã dần thay thế
những dây chuyền lạc hậu, lỗi thời.
Trong một dây chuyền sản xuất hiện đại thì khâu truyền động giữ một vai
trò quan trọng. Tùy theo yêu cầu và mục đích của dây chuyền mà truyền động
thực hiện các công đoạn khác nhau trong một quy trình sản xuất. Do đó nó
ảnh hưởng tới việc nâng cao chất lượng sản phẩm và năng suất sản xuất.
Để hiểu rõ hơn về truyền động điện và có kiến thức nhất định về vấn đề
này.Em đã được hướng dẫn làm đồ án : “Đặc Tính Cơ Của Động Cơ Không
Đồng Bộ Ba Pha và Ứng Dụng Tính Toán Cụ Thể”. Đồ án được chia làm 4
chương:
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

1

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

Chương 1: Đặc tính cơ của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha
rotor dây quấn.
Nội dung chương trình này giới thiệu đặc tính cơ, đặc tính tốc độ, các
thông số ảnh hưởng tới dạng đặc tính cơ, tính toán điện trở phụ mở máy và

vấn đề hãm máy của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha rotor dây
quấn.
Chương 2 : Tính toán và thiết kế cơ cấu dùng động cơ xoay chiều không
đồng bộ 3 pha rotor dây quấn.
Nội dung của chương trình này là tính toán điện trở mở máy qua 3 cấp
điện trở, và thiết kế sơ đồ nguyên lý cho cơ cấu bằng cách dùng động cơ điện
xoay chiều không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn.
Kho tàng kiến thức là vô hạn, dù đã được trang bị một lượng kiến thức
chưa sâu, kinh nghiêm thực tế chưa nhiều nên trong quá trình làm đồ án
không tránh khỏi những sai lầm thiếu sót. Rất mong sự đóng góp của quý thầy
cô và bạn bè.
Chương 3: Yêu cầu nâng tải
Chương 4: Yêu cầu hạ tải

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

2

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
TP Hồ Chí Minh, ngày….tháng…. năm….
Giáo viên hướng dẫn

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

3

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC DÙNG
ĐỘNG CƠ KĐB BA PHA:
1. YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ :
Đặc tính cơ tự nhiên
 Xác định dòng điện định mức Stator I1đm

 Tính toán dòng điện rotor ở chế độ định mức I2đm
 Tính toán các thành phần trở kháng ngắn mạch
 Tính dòng điện mở máy Imm
 Xác định bội số dòng điện mở máy KI
 Tính tốc độ trượt định mức Sđm
 Tính tốc độ định mức của động cơ nđm
 Khả năng quá tải của động cơ
 Tính toán moment định mức Mđm
 Động cơ mở máy có tải được hay không?
 Vẽ đặc tính cơ tự nhiên
Chọn giá trị moment lớn nhất và nhỏ nhất trong quá trình mở máy
1.3. Đồ thị đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ba pha mở
máy qua ba cấp điện trở
1.4.

Xác định điện trở mở máy bằng phương pháp đồ thị

2. YÊU CẦU NÂNG TẢI :
2.1.

Động cơ nâng tải với tốc độ bằng 1/2 tốc độ định mức:

2.2.

Động cơ nâng tải với tốc độ bằng 1/4 tốc độ định mức:

3. YÊU CẦU HẠ TẢI
3.1.

Động cơ hạ tải với tốc độ bằng 1/4 tốc độ định mức

3.2.

Động cơ hạ tải với tốc độ bằng 1/2 tốc độ định mức

3.4.

Động cơ hạ tải với tốc độ bằng 2 lần tốc độ định mức

Chương 1: DTC của DC dien XC KDB 3 pha rotor dây quấn.
Chương 2: Tính toán và thiết kế cơ cấu dùng DC XC KBD 3 pha rotor dây
quấn.
Chương 3: Yêu cầu nâng tải
Chương 4: Yêu cầu hạ tải
CHƯƠNG I
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀUKHÔNG ĐỒNG BỘ BA
PHA

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

4

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

I. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

1.khái niệm:
-Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy điện xoay chiều , làm việc theo nguyên
lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ từ trường trong máy
-Động cơ không đồng bộ 3 pha được dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt
vì chế tạo đơn giản ,giá rẻ ,độ tin cậy cao , vận hành đơn giản , hiệu suất cao ,
và gần như không cần bảo trì. Dải công suất rất rộng từ vài Watt đến 10000hp,
Các động cơ từ 5hp trở lên hầu hết là 3 pha còn động cơ nhỏ hơn 1hp thường
là 1 pha
2. Cấu tạo:
-Động cơ không đồng bộgồm hai loại : Động cơ Rotor dây quấn và động cơ
Rotor lồng sóc (động cơ Rotor ngắn mạch).
Động cơ điện không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế.
-Giống như các loại máy điện quay khác, động cơ không đồng bộ 3 pha gồm
có các bộ phậnchính sau
- Phần tỉnh hay còn gọi la stator
- Phần quay hay còn gọi la rotor
a)Stator
-Trên stator có vỏ , lõi thép và dây quấn
-Võ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn
- Lõi sắt là phần dẫn từ được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày
0,5mm ghép lại
-Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với
lõi sắt
b)Rotor
- Phần này có 2 bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn
-Nói chung người ta sử dụng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator
-Dây quấn rotor có 2 loại chính là rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lồng sóc
c)Khe hở
-Vì rotor là 1 khối tròn nên khe hở đều.Khe hở trong mày điện không đồng
bộ rất nhò (từ 0,2 đến 1mm trong máy điện nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện

từ hóa lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy
cao hơn.
3.Ưu điểm:
-Ưu điểm nổi bật của loại động cơ này là: Cấu tạo đơn giản, đặc biệt là động
cơ Rotor lồng sóc. So với động cơ một chiều,động cơ không đồng bộ giá thành
hạ,vận hành tin cậy, chắc chắn. Ngoài ra động cơ không đồng bộ dùng trực
tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm các thiết bị biến
đổi kèm theo.
4.Nhược điểm:

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

5

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

-Nhược điểm của động cơ không đồng bộ là điều chỉnh tốc độ và khống chế
các quá trình khó khăn, riêng với các động cơ Rotor lồng sóc có các chỉ tiêu
khởi động kém hơn.
II. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ:
L1

L2

L3

ĐC

Sơ đồ nguyên lý

U 1P

I2

R1

Ii

R0

X2
I0

X0
R
S

Sơ đồ tương đương
Trong đó:
R0, X0, I0 lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch từ
hoá.
R1, X1, I1 lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch
Stator.
R’ ,X’2 ,I’2: điện trở, điện kháng và dòng điện Rotor đã qui đổi về
Stator.

U1đm:Điện áp định mức đặt vào ba pha.
U1p là điện áp pha đặt vào Stator.

s

0   n 0  n

0
n0 : là độ trượt (Hệ số trượt của động cơ).

0 : tốc độ góc của từ trường quay (rad/s).

 : tốc độ góc của từ trường (rad/s).

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

6

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

n0 

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

60 f
p : Tốc độ của từ trường quay( vòng /phút).

f : tần số của điện áp nguồn đặt vào Stator (Hz).
p : số đôi cực từ của động cơ.
n : tốc độ quay của Rotor (vòng /phút).
I'2=KqđI.I2 : Dòng điện qui đổi.
K qñ I 

1
K qñE

: Hệ số qui đổi dòng điện.

N1K dq1
U
K qñE  1ñm 
E 2ñm N 2K dq 2

: Hệ số qui đổi sức từ động.
N1,N2:số vòng mỗi pha dây quấn stator,rotor.
E2đm: sức từ động định mức xuất hiện trên 2 vòng trượt rotor khi
Rotor hở mạch
Đặt điện áp vào stator là Uđm
Phương trình đặc tính tốc độ :

U 1p

'

I2 

2


R' 
 R1    X N 2
S


Trong đó :

X N  X 1  X '2
'

'

R R 2  R

'

: điện kháng ngắn mạch

p

: điện trở qui đổi
Khi mở máy tốc độ n = 0 nên hệ số trượt s=1

I ' 2 mm 


U1 p

R  R 

' 2

1

 XN

2

I

'



2mm

 dòng điện khi mở máy :

với :

Zmm  (R1  R ' )  X N

U 1p
Zmm

2

I ' 2 mm ( 4 7) I nm

Thông thường :
III. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ :

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

7

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

Giản đồ công suất:

Hình a
Hình b
Để tìm phương trình đặc tính cơ của động cơ ta dựa vào điều kiện cân
bằng công suất động cơ.
Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor

Pñt M ñt 1
Trong đó :
Mđt :moment điện từ động cơ

Pñt Pcô  ΔPphuï ΔPcu2
Nếu tổn hao phụ không đáng kể


Pphuï0

thì Mđt = Mcơ =M

Pñt Pcô  ΔPcu2



2
M ñm. 0 M cô.  3P.I 2



2
M  0    3P .I 2

S
Mà:

3R.I 2
0  
M
 0S
 

Thay I 2 vào ta được :

M

3R .U 21p
2

n0S 
R
2
 R1    X nm 
9,55
S


(2)
(2) là phương trình đặc tính cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

8

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

Đường biểu diễn của phương trình đặc tính cơ có dạng đường cong nên

dM
0
ds
toạ độ điểm cực trị được xác định bằng cách giải phương trình

ta
được :
Độ trượt tới hạn :
R
S max 
2
2
R1  X N
(3)
Thay phương trình (3) vào phương trình đặc tính cơ ta được moment tới hạn :
M max 

3U 1 p

2

2n 0 
2
2
R1  X N R1 

9,55 

(4)
Trong đó : (+) : ứng với trạng thái động cơ
(-) : ứng với trạng thái máy phát
Hệ số quá tải về moment :

M 

M max
M ñm

Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết R 1,X1,R2,,X2 chỉ biết các tham số định
mức của đông cơ trên nhãn máy và cần thực hiện các bước sau:

Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không bộ ba pha
Bươc 1:Xác định toạ độ 3 điểm đặt biệt.

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

9

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

 Điểm đồng bộ của từ trường: A(M=0,n=n0)
n0 

60 f
p

với
 Điểm tới hạn :

M 

B(Mmax , Smax )

60 f
M max
n0 
M ñm
p

Mặt khác:

M max
1  S ñm
S max
 

M ñm
2
S ñm
 Smax
n  nñm
S ñm  0
n0

M 






S ñm
S
 max 2M
S max
S ñm
S 2 max  2M S ñmS max  S 2 ñm 0
Giải phương trình ta được:



S max 1, 2 S ñm M  2 M  1



 Điểm mở máy : C(M=Mmm ,n=0)
Thay S = 1 vào phương trình (2) ta được :

M mm 

2
3R .U 1 p

n0
 R1  R  2  X N 2
9,55





Bước 2: Lấy nhiều giá trị S trong khoảng 0  1 thay vào biểu thức

M mm 

2 M max
S
1
 max
S max
1

Ta sẽ được moment tương ứng.
S 0
S1
M M0 M1

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

S2 . . . . . . . 1
M2 . . . . . . . Mmm

10

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

Bước 3:Từ toạ độ (S , M) với 3 điểm đặc biệt nối lại ta sẽ được đường đặc
tính cơ của động cơ.
Các dạng khác của đặc tính cơ :
Lập tỉ số và lấy dấu dương (+) ta được :

M 

2M th 1  aS th 
S
S
 th  2aS th
S th
S
(5)

a
Trong đó :

aS max 

R1
R2

R1
2

R1  X nm

2

aS max 
Đối với động cơ có công xuất lớn :R1<< Xnm thì
Lúc này(5) có dạng gần đúng :
2 M max
M 
S
S
 max
S max
S
(6)

S max 

R2
X nm

R1
0
X nm

(7)

3U 1P
2n 0
X nm
9,55
(8)
Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết các thông số R 1 , X1 ,R2 , X2 mà chỉ

biết  M :
Xác định toạ độ 3 điểm đặc biệt :
M max 

n0 

60f
p

Toạ độ điểm tới hạn :
Thay toạ độ điểm làm việc định mức vào phương trình đặc tính cơ (6)

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

11

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

M ñm 

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

2 M max
S ñm S max

S max S ñm



S max S ñm 2M max


2M
S ñm S max
M ñm



S max  2M Sñm S max  Sñm 0 giải phương trình bậc 2 theo S
max

2

2

Ta được toạ độ điểm tới hạn B( Mmax , Smax)

M mm 

2M max
S
1
 max
S max
1

Thay S = 1 vào phương trình (6) ta được :

Lấy tuỳ ý nhiều giá trị của S thay vào phương trình (6) ta tìm được M
S S1 S2 S3…….Smax
M M1 M2 M3…….M
Hệ số moment mở máy :
M
K M 9,55 mm  1
M ñm
 K M : 1 2
Hệ số dòng điện mở máy :

KI 

I mm
I ñm

( K I : 4  7)

Nhận xét:
2n0>n>n0
-1M<0

Đoạn đặc tính hãm tái sinh(hãm máy phát)

n0>n>0
0M>0

Đoạn đặc tính động cơ quay thuận.

-n01M<0

Đoạn đặc tính động cơ quay ngược.

M max Ñc  M max MF
IV.ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

12

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

1) Ảnh hưởng của điện áp :
-Khi điện áp đặt vào động cơ giảm :

M max 

3U1 p

2

2n0 
2

2
R1  X N R1 

9,55 

-Từ phương trình :
-Ta thấy moment tới hạn sẽ giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của
điện áp.
2n
n0 
60
- Trong khi tốc độ đồng bộ:
không thay đổi
S max 

R2

'

2

R1  X nm

2

- Và độ trượt tới hạn
cũng không thay đổi.
- Mmax nói lên khả năng quá tải của động cơ.
- Moment mở máy (M mm = K2U1P2 ) giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy
giảm của điện áp.

n (v/ph)
n0
smax

U2

U1

TN(Uđm)

U21

M(N.m)
Mc

Đặc tính cơ của ĐC không đồng bộ 3 pha khi thay đổi điện áp.
2) Ảnh hưởng của điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp trên mạch
Stator :
-Khi thêm điện trở phụ Rp vào Stator thì tốc độ đồng bộ n0 không đổi, trượt tới
hạn Smax giảm, moment tới hạn Mmax giảm và moment mở máy M mm cũng
giảm.

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

13

LỚP 16542SP3

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

ĐC không đồng bộ 3 pha khi thêm điện trở phụ.
-Khi thêm điện kháng phụ Xp (giả sử Xp = Rp) vào mạch Stator ta thấy tốc độ
đồng bộ n0 không đổi, độ trượt tới hạn giảm (nhưng vẫn còn lớn hơn khi thêm
Rp), moment mở máy Mmm giảm(bằng với khi thêm Rp).

ĐC không đồng bộ khi thêm điện kháng và điện trở phụ.
-Ta thấy khi thêm Xp ta tăng được khả năng quá tải của động cơ (M th nói lên
khả năng quá tải của động cơ).
-Đặc tính cơ khi thêm Rp và Xp có dạng:
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

14

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

n(v/ph)

n0
Smax

0

M(N.m)
Mmax

s
Đặc tính cơ khi thêm Rp và Xp
3) Anh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor :
L1

L2

L3

M
Rp

ĐC KĐB 3 pha khi thêm điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor.
-Động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc (hay rotor ngắn mạch) không thể
thay đổi được điện trở mạch rotor .Việc thay đổi chỉ sử dụng đối với động cơ
không đồng bộ rotor dây quấn vì mạch rotor có thể nối với điện trở ngoài qua
hệ vòng trượt -chổi than.(như hình vẽ)

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

15

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

- Dễ thấy,điện trở mạch rotor R2 do đó điện trở quy đổi R2'chỉ có thể thay đổi
về phía tăng.Khi R2'tăng thì độ trượt tới hạn tăng,còn tốc độ đồng bộ và
monment tới hạn giữ nguyên.
Rp2>Rp1

n

n0
Smax

0

TN

Smax1

Rp1

Smax2

Rp2

0

Mmax

M

S

Đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor.
4)Anh hưởng của số đôi cực từ P :
60f
1 S
n n0 1 S 
P
Ta có :
-Khi tăng(giảm) số đôi cực từ p thì tốc độ đồng bộ n 0 giảm(tăng) nên tốc độ
quay của Rotor giảm(tăng) còn Smax không phụ thuộc vào p nên không thay
đổi, nghĩa là độ cứng của đặc tính cơ vẫn giữ nguyên.Nhưng khi thay đổi số
đôi cực từ sẽ phải thay đổi cách đấu dây ở Stator động cơ nên một số thông
số như R1, X1 có thể thay đổi và do đó tuỳ trường hợp sẽ ảnh hưởng khác
nhau đến moment tới hạn Mmax của động cơ.
Dạng của đặc tính cơ khi thay đổi số đôi cực từ p còn phụ thuộc vào yêu
cầu của việc đổi tốc :
-Đổi tốc độ đảm bảo moment không đổi(  Δ / YY 

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

16

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

n
n02
P=2
n01

P=1

0
S

-Đổi tốc đảm bảo công suất không đổi. (YY/  )
n
n01
p=1
n02
p=2
0

M

- Đổi tốc độ đảm bảo moment và công suất không đổi

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

17

 YY / Y 

LỚP 16542SP3

ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

n
n01

p=1

n02
p=2

0

M

5) Ảnh hưởng của tần số :

n0 
Từ biểu thức :
cơ thay đổi.

60f
p

S max 

ta thấy khi thay đổi tần số sẽ làm tốc độ động

R
R

X nm 2f1 Lnm

Từ biểu thức (7)
Trong đó : f1 là tần số điện áp đặt vào Stator
 Khi thay giảm f1 thì smax và Mmax tăng , nhưng Mmax tăng mạnh hơn.
 Do vậy độ cứng đặc tính cơ tăng khi f1 giảm
 Khi f1 giảm xuống dưới fđm.thì tổng trở các cuộn dây giản nên nếu giữ
nguyên điện áp cấp Uđm thì dòng điện động cơ sẽ tăng ,đốt nóng động
cơ quá mức
2

M max

2

3U1P p
3 pU1P


2 60
2 60
2
2f1 Lnm
2 Lnm f1
9,55
9,55

 Từ biểu thức (8)
Khi thay đổi tần số sẽ làm thay đổi Mmax
Khi tăng tốc độ thì khả năng quá tải của động cơ sẽ giảm đi. Muốn giữ cho
khả năng quá tải không thay đổi thì ta phải kết hợp điều chỉnh tần số và điện

U 1P
const
f
áp sao cho tỷ số :
.
Như vậy Mmaxsẽ giữ không đổi ở vùng f1<f(như hình) . Ở vùng f 1>f1đm thì
không thể tăng điện áp nguốn cấp mà giữ U 1=U1đm nên ở vùng này Mmax sẽ
giảm tỉ lệ nghịch với bình phương tần số .
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

18

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

S max 
M max

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

1
f1

1
 2
f1

Đặc tính cơ khi thay đổi tần số

V. MỞ MÁY VÀ TÍNH ĐIỆN TRỞ MỞ MÁY :
-Đối với động cơ Rotor dây quấn để hạn chế dòng khởi động, tăng moment
khởi động người ta đưa điện trở phụ vào mạch Rotor trong quá trình khởi
động sau đó loại dần các điện trở phụ này theo từng cấp.
-Khi đóng điện trực tiếp vào stator động cơ không đồng bộ thì thoạt đầu do
rotor chưa quay ,độ trượt lớn (s=1) nên sức điện động cảm ứng và dòng điện
cảm ứng lớn:
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

19

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

-Dòng điện này có giá trị đặc biệt lớn ở các loại động cơ công suất trung bình
và công suất lớn .
-Sơ đồ nguyên lý và đặc tính khởi động được biểu diễn trên hình vẽ.

Sơ đồ nguyên lý và đặc tính khởi động

-Để xác định trị số các cấp điện trở khởi động ta có thể sử dụng sơ đồ các đặc
tính đã được tuyến tính hoá trong đoạn khởi động.
Quá trình tính toán khởi động như sau :
Bước 1 : Dựa vào các thông số định mức của động cơ tiến hành vẽ đường
đặc tính cơ tự nhiên.
Bước 2: Chọn giá lớn nhất và nhỏ nhất cho phép trong quá trình mở máy :
Chọn

M 1 0,85M max
M 2 1,11,3 M C nếu M > M
C
đm

M 2 1,11,3 M ñm

nếu MC< Mđm
-Đặt 2 giá trị M1, M2 lên trục hoành từ đó kẻ 2 đường thẳng I , II song song
với trục tung nó sẽ cắt đường đặc tính cơ tự nhiên tại g ,h. Kẻ đường thẳng g
h kéo dài cắt đường thẳng song song với trục hoành xuất phát từ n 0 tại t (t là
điểm xuất phát của tia mở máy).
SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

20

LỚP 16542SP3


ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

GVHD:HUỲNH THỊ NGỌC THƯỜNG

-Từ g dựng đường thẳng song song với trục hoành cắt II tại f ,nối t và f kéo
dài cắt I tại e(đường số 1).
-Từ e dựng đường thẳng song song trục hoành ,cắt II tại d,nối d và t kéo dài
cắt I tại c(đường số 2).
-Từ c dựng đường thẳng song song trục hoành ,cắt II tại b ,nối b và t kéo dài
cắt I tại a (đường số 3).
-Tia cuối cùng phải đi qua điểm a là giao điểm của trục hoành và đường thẳng
song song với trục tung xuất phát từ M1. Nếu không phải tiến hành chọn lại
M1, M2 hoặc cả hai.
Bước 3 : Tính điện trở phụ bằng phương pháp đồ thị .

S max 
Từ phương trình (7) :

S max TN 
ta có :

S max NT 

Lập tỉ số:

R
X nm

R2
X nm

R2  Rp
X nm

S max TN
S
R2
R2

 TN 
S max NT R2  Rp S NT R2  R p

 S  SNT
R p R 2  TN
 STN






 je  jg 
 eg 
 R2  
R pI R2 
 jg 
 jg 
- Trên đường số (1) ta có :
- Trên đường số 2 ta có :

 jc  jg 
 cg 
 R2  

R pII R2 
 jg 
 jg 

 ja  jg 
 ag 
 R2  
R pIII R2 
 jg 
 jg 
-Tương tự trên đường số 3:

Vậy:

RP1 RPI
RP 2  RPII  RPI
RP 3  RPIII  RPII

SVTH: NGUYỄN ĐỨC CHUNG

21

LỚP 16542SP3