TRÌNH BÀY ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay trong thời đại khoa học kỹ thật ngày càng phát triển, đặc biệt là thế giới
đang đi vào giai đoạn công nghệ 4.0 thì nhu cầu về việc sử dụng các trang thiết bị động cơ
ngày càng nhiều.Không những trong sản xuất mà còn trong đời sống sinh hoạt.
Từ những yêu cầu thực tiễn trong đời sống và trong sản xuất, chúng em nhận thấy
được tầm quan trọng và sự cấn thiết của việc ứng dụng động cơ không đồng bộ ba pha trong
hoạt động sản xuất công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực truyền động điện tự động. Chính vì vậy
nhóm chúng em quyết định chọn đề tài này làm nội dung của bài báo cáo. Qua đó sẽ giúp
chúng em hiểu rõ hơn về các quá trình làm việc, các đặc tính cơ của động cơ.
Từ đó chúng em có thể áp dụng vào thực tiễn công việc mà chúng em đang làm.
Đồng thời cũng là điều kiện để chúng em tìm hiểu và học hỏi thêm kinh nghiệm từ các thầy,
cô.


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

MỤC TIÊU CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu, tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ứng dụng của động cơ không
đồng bộ ba pha và các đặc tính cơ của chúng. Qua đó nghiên cứu các đặc tính cơ và các đặc
tính liên quan xung quanh việc ứng dụng động cơ điện ba pha trong truyền động điện sản
xuất công nghiệp. Đồng thời qua các công thức tính toán và các đặc tính cho ví dụ tính toán
cụ thể một giải pháp ứng dụng trong truyền động của động cơ điện ba pha liên quan trực tiếp
đến đặc tính cơ.

Trang 2


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

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

Trang 3


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1.1.

Khái niệm và cấu tạo.

1.1.1. 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 dung 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.
1.1.2. Cấu tạo.

Hình 1.1: Cấu tạo động cơ KĐB ba pha
Giống như các loại máy điện quay khác, động cơ không đồng bộ 3 pha gồm có các bộ
phận chính 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
Trang 4


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

- 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 không khí
Vì rotorlà 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.

 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.

 Nhược điểm
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.
1.1.3. Nguyên lý hoạt động
Như đã biết trong vât lý, khi dòng điện xoay chiều 3 pha vào ba cuộn dây đặt lệch
nhau 1200
trong không gian thì từ trường tổng đi qua 3 cuộn dây là từ trường quay. Nếu trong từ trường
quay có đặt các thanh dẫn điện thì từ trường quay sẽ quét qua các thanh dẫn này và làm xuất
hiện 1 sức điện điện cảm ứng trong các thanh dẫn. Trong động cơ KĐB thì phía roto ( phần
cảm ứng sức điện động ) được nối ngắn mạch làm xuất hiện dòng điện (ngắn mạch)

trên dây quấn roto, dòng điện có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải. Từ trường quay
lại tác dụng vào chính dòng cảm ứng này 1 lực từ có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái
và tạo ra 1 momen làm quay roto theo chiều quay của từ trường quay.
Trang 5


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Tốc độ quay của roto luôn luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từtrường. Nếu roto quay với
tốc độ bằng tốc độ của từ trường quay thì từ trường sẽ không quét qua các thanh dẫn nữa nên
sẽ không có dòng điện cảm ứng nên momen quay cũng không còn. Khi đó, do momen
cản roto sẽ quay chậm hơn từ trường quay và các thanh dẫn lại bị từ trường quét qua,
dòng điện cảm ứng lại xuất hiện và do đó lại có momen quay làm roto tiếp tục quay nhưng
với tốc độ luôn nhỏ hơn của từ trường quay. Động cơ hoạt động với nguyên tắc này nên
được gọi là động cơ không đồng bộ.
Tố độ từ trường quay phụ thuộc vào số đôi cực của động cơ và tần số dòng điện
60 f1
: Tốc độ của từ trường quay (vòng /phút)
p

 n0 



 

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)
2 .n0 2 . f1
p



(rad / s )

p

(1.1)

n0, ω0: là tốc độ từ trường quay
Tốc độ không đồng bộ của rotor n2 nhỏ hơn tốc độ đồng bộ n0 và sự sai lệch này được
đánh giá qua 1 đại lượng gọi là hệ số trượt s:
 0   n0  n
(1.2)

0
n0
  0 : tốc độ góc của từ trường quay (rad/s)
  : tốc độ góc của từ trường (rad/s)
ở chế độ động cơ, hệ số trượt s có giá trị 0  s  1 .
Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây rotor cũng là dòng xoay chiều với tần số xác định

 s

qua tốc độ tương đối của rotor khi từ trường quay:
f2 

p ( n0  n 2 )
 s. f1
60

(1.3)

( Hz )

Phương trình đặc tính tốc độ :
I2 
'

U1p

(1.4)

2


R 
 R1    X N 2
S 

'

Trong đó :
 X N  X 1  X ' 2 : điện kháng ngắn mạch
 R '  R ' 2  R ' p : điện trở qui đổi
Trang 6

ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Khi mở máy tốc độ n = 0 nên hệ số trượt s =1
 I ' 2 mm 

U1p

R

1

R



' 2

 XN

(1.5)
2

 dòng điện khi mở máy : I ' 2 mm 
Z mm  ( R1  R ' )  X N

với :

U1p
Z mm



U1p
( R1  R '  X N2

(1.6)

2

Thông thường : I ' 2 mm  (4  7) I đm
1.1.4. Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha

Giản đồ công suất

Giản đồ Moment

Hình 1.2: Giản đồ đặc tính cơ của động cơ điện KĐB ba pha
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
Pdt  M dt  1

(1.7)

Trong đó :
Trang 7

ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

 Mđt: moment điện từ động cơ
Pdt  Pco  Pphuï  Pcu 2

(1.8)

Nếu tổn hao phụ không đáng kể Pphuï  0 thì Mđt = Mcơ = M
 Pdt  Pco  Pcu 2

(1.9)

 M dm .0  M co .  3P.I 2 2

(1.10)

2
 M  0     3P .I 2

Mà: s 

0  
3R.I 2
3I ' R '
M 
 2 2
s


0 s
n1
9,55

(1.11)

Thay I 2 vào ta được :
M

3R.U 21 p

(1.12)

2

n0 s 
R 
2
R

  X nm 
 1
9,55 
s 


Phương trình trên là phương trình đặc tính cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha.
- Đường biểu diễn của phương trình đặc tính cơ có dạng đường cong nên toạ độ điểm
cực trị được xác định bằng cách giải phương trình

- Độ trượt tới hạn : smax  

dM
 0 ta được :
ds

R
R1  X N
2

2

(1.13)

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 

(1.14)

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

M th
M ñm

(1.15)

Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết R1, X1, R2, X2 chỉ biết các tham số định mức của
đông cơ trên nhãn máy và cần thực hiện các bước sau:
Trang 8


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

n (vòng/phút)
n0
b
Smax

Mmm

0

Mmax

MC

1

(N.m)
M

S

Hình 1.3: Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ KĐB ba pha
- Bước 1: xác định toạ độ 3 điểm đặt biệt.
 Điểm đồng bộ của từ trường : A(M = 0,n = n0)
 với n0 
 Điểm tới hạn :
n0 

60 f
p

(1.16)

B(Mmax , Smax )

60 f
p

Mặt khác:
M max
1  S dm
S



 max

M ñm
2  Sm ax
S dm
n  ndm
 0
n0

M 
S dm






(1.17)

S dm
S
 max  2M
S max
S dm
S 2 max  2M S dm S max  S 2 dm  0

Giải phương trình ta được:



S max 1, 2  S dm  M  2 M  1



(1.18)

 Điểm mở máy : C(M = Mmm, n = 0)
Trang 9


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Thay S = 1 vào phương trình (2) ta được :
M mm 

-



3R .U 1 p

2

n0
R1  R 2  X N 2
9,55

(1.19)



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

M mm 

2M max
S
1
 max
S max
1

(1.20)

Ta sẽ được moment tương ứng.

-

S

0

S1

S2

...........1

M

M0

M1

M2

...........Mmm

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  aSth 
S
S
 th  2aSth
S th
S
a

Trong đó :
aS max 

(1.21)

R1
R2

R1
R1  X nm
2

(1.22)

2

Đối với động cơ có công xuất lớn :R1 << Xnm
thì aS max 

R1
0 .
X nm

Lúc này (5) có dạng gần đúng :
M

2M max
S
S
 max
S max
S

S th  

(1.23)

R2
X nm

(1.24)
Trang 10


ĐAMH: TĐĐTĐ
M max  

GVHD: Trần Quang Thọ

3U 1P
2n 0
X nm
9,55

(1.25)

Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết các thông số R1 , X1 ,R2 , X2 mà chỉ biết M :
Xác định toạ độ 3 điểm đặc biệt :
60 f
p

n0 

Toạ độ điểm tới hạn:
Thay toạ độ điểm làm việc định mức vào phương trình đặc tính cơ (1.23)
M dm 

2M max
S dm S max

S max S dm

(1.26)

 S th  S ñm  2M th  2
M
S ñm

S th

M ñm

 S max 2  2 M S dm S max  S dm 2  0 giải phương trình bậc 2 theo Smax

Ta được toạ độ điểm tới hạn B( Mmax , Smax)
Thay S = 1 vào phương trình (1.23) ta được : M mm 

2M th
1
 Sth
Sth

(1.27)

Lấy tuỳ ý nhiều giá trị của S thay vào phương trình (6) ta tìm được M
S

0

S1

S2

S3

...........Smax

M

M0

M1

M2

M3

...........M

Hệ số moment mở máy:
K M  9,55

M mm

 1 K M : 1  2
M dm

(1.28)

Hệ số dòng điện mở máy :
KI 

I mm
( K I : 4  7)
I dm

(1.29)

Trang 11


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

 Nhận xét:
2n0 > n > n0
-1 < s < 0

Đoạn đặc tính hãm tái sinh(hãm máy phát)

M<0
n0 > n > 0
0

Đoạn đặc tính động cơ quay thuận.

M>0
- n0 < n < 0
1
Đoạn đặc tính động cơ quay ngược.

M<0

M max Ñc  M max MF
1.2.

(1.30)

Ảnh hưởng của các tham số đến đặc tính cơ của động cơ KĐB.
Qua chương trình đặc tính cơ bản của hoạt động cơ, ta thấy các thông số có ảnh

hưởng đến đặc tính cơ như: R1, R2, X1, X2, UL, fL,… Sau đây, ta xét ảnh hưởnh của một số
thông số:
1.2.1. Ảnh hưởng của điện áp lưới.
Khi điện áp đặt vào động cơ giảm :
- Từ phương trình : M th 

3U1 p

2

(1.31)

2n0 
2
2
R1  X N  R1 


9,55 

Ta thấy moment tới hạn sẽ giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của điện áp.
- Trong khi tốc độ đồng bộ:

- Và độ trượt tới hạn M th 

M th 

3U 1 p

2

2n 0 
2
2
R1  X N  R1 

9,55 

3U 1 p

không thay đổi

2

2n 0 
2
2
R1  X N  R1 


9,55 

cũng không thay đổi.

- Mmax nói lên khả năng quá tải của động cơ.
- Moment mở máy (Mmm = K2U1P2 ) giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của
điện áp.
Trang 12


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Hình 1.4: Biểu đồ ảnh hưởng của điện áp lưới
1.2.2. 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 n 0 không đổi, trượt tới hạn
Smax giảm, moment tới hạn Mmax giảm và moment mở máy Mmm cũng giảm.
L1

L2

L3

R1

Ñ

Hình 1.5: Động cơ KĐB 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).

Trang 13


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Ñ

Rp

Hình 1.6: Động cơ KĐB khi thêm điện kháng và điện trở phụ.
- Ta thấy khi thêm Xp ta tăng được khả năng quá tải của động cơ (Mth nói lên khả
năng quá tải của động cơ).
- Đặc tính cơ khi thêm Rp (R1f); Xp (X1f) có dạng:

Hình 1.7: Biểu đồ ảnh hưởng của điện kháng và điện trở phụ.
1.2.3. Ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor.

Trang 14


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Rp
Hình 1.8: Động cơ 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)
- Dễ thấy ,điện trở mạch rotor R2 (R2f1), do đó điện trở quy đổi R2' (R2f1’), chỉ có thể
thay đổi về phía tăng .Khi R 2' (R2f2) tăng thì độ trượt tới hạn tăng, còn tốc độ đồng bộ và
môment tới hạn giữ nguyên.

Hình 1.9: Biểu đồ ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor
1.2.4. Ảnh hưởng của tần số lưới
- Từ biểu thức : n0 

60 f
ta thấy khi thay đổi tần số sẽ làm tốc độ động cơ thay đổi.
p

- Từ biểu thức Smax 

R
R


X nm 2f1Lnm

(1.32)

Trong đó : f1: tần số điện áp đặt vào Stator
Trang 15


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Khi thay giảm f1 thì smax và Mmax tăng , nhưng Mmax tăng mạnh hơn.
Do vậy độ cứng đặc tính cơ tăng khi f 1 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 .
- Từ biểu thức M th 

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

2

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 áp sao cho tỷ số:
U 1P
 const .
f

Như vậy Mmax sẽ giữ không đổi ở vùng f1 < f (như hình) . Ở vùng f1 > 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 .
U 1P
 const
f
n(voø
ng/phuù
t)
n0

f>f1ñm
f=f1ñm

f
0

M(N.m)

Hình 1.10: Đặc tính cơ khi thay đổi tần số.

Trang 16


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

CHƯƠNG II
ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
2.1.

Các dạng khởi động của động cơ KĐB.
Có rất nhiều phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ: khởi động trực tiếp,

khởi động bằng điện trở phụ, khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu, khởi động mềm, khởi
động bằng cuộn kháng, khởi động part-winding...
Trong phần này chúng ta chỉ đề cập đến một vài phương pháp cơ bản.
2.1.1. Khởi động trực tiếp

Hình 2.1: Mạch khởi động trực tiếp động cơ
Đặc điểm của khởi động trực tiếp:
- Điều khiển đơn giản, đóng các pha của động cơ trực tiếp vào nguồn ba pha bằng
công tắt cơ khí hay dùng contactor.
- Dòng khởi động lớn có thể gây sụt áp trên lưới điện quá mức cho phép, đặc biệt
khi động cơ có công suất lớn.
- Moment khởi động chứa thành phần xung khá lớn, do đó có thể gây sốc động cơ,

động cơ khởi động không êm.
2.1.2. Khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu
Trang 17


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Hình 2.2: là sơ đồ nguyên lý của hai phương pháp khởi động trực tiếp (dùng tiếp điểm K1)
và khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu (dùng tiếp điểm K2, K3)
Gọi : I mmTT ,I mmTN lần lượt là dòng điện qua lưới khi khởi động trực tiếp và khi khởi
động bằng máy biến áp tự ngẫu
M mmTT ,M mmTN lần lượt là moment khởi động khi khởi động trực tiếp và khi khởi động

bằng máy biến áp tự ngẫu
Nếu không khởi động trực tiếp thì dòng điện qua lưới nguồn và moment động cơ được
xác định theo biểu thức: khi mở máy thì: n = 0 & s = 1

I mmTT 

M mmTT 

U1p

(1.33)

(R1  R )  (X 1  X )
' 2
2

' 2
2

2
3R'2U1p

nñb
(R1  R'2 )2  (X 1  X '2 )2
9,55



(1.34)

Nếu sử dụng máy biến áp tự ngẫu, điện áp khởi động giảm xuống còn
U1p  UmmTN  kU1p với k  1.Ta có dòng điện khởi động và moment khởi động theo biểu

thức :

I mmTN 

U mmTN
(R1  R'2 )2  (X1  X '2 )2

U mmTN  kU  I mmTN  kI mmTN

Trang 18

(1.35)

ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

M mmTN 

3R'2 (kU 2mmTN )
nñb
(R1  R'2 )2  (X 1  X '2 )2
9,55

(1.36)

2.1.3. Khởi động bằng điện trở phụ mạch rotor

Hình 2.3: là sơ đồ nguyên lý mạch khởi động bằng điện trở phụ mạch Stator
Khi bắt đầu khởi động các contactor K1, K2, K3 ở trạng thái đóng. Lần lượt thực hiện
mở K3, K2, K1 để loại bỏ dần điện trở phụ ra khỏi mạch rotor.
Dòng điện qua stator lúc khởi động

I mmR 
p

U1p
(R1  R'2  Rp )2  (X 1  X '2 )2

(1.37)

Moment khởi động :
M mmR 
p

2
3U1p
(R'2  Rp )

nñb
(R  R'2  Rp )2  (X 1  X '2 )2
9,55 1

(1.38)

2.1.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
Trong phần điều chỉnh tốc độ, chúng ta sẽ xem xét sơ lược các phương pháp điều
chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ. Chủ yếu trong phần này chúng ta sẽ tập trung vào
phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rotor.
2.1.5. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ vào mạch rotor
Trang 19


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Mạch điện tương đương của động cơ không đồng bộ khi gắn điện trở phụ Rp vào
mạch rotor

U1p

M
Rp

Hình 2.4: sơ đồ nguyên lý, tương đương mạch khởi động bằng điện trở phụ mạch Rotor
Đặt R'  R'2  R'p , với R'p là điện trở phụ mạch rotor Rp qui đổi về stator.
Dòng điện rotor qui đổi về stator:

U1p

I '2 

2

(1.39)


R
'
 R1    X 1  X 2
s

'





2

Momment của động cơ :

M

2
3U1p
(R' )
2

nñb 
R' 
s R1    X N 2 
9,55 
s




(1.40)

Độ trượt tới hạn:

smax 

R'

(1.41)

R12  X 2N

Momment tới hạn :
M max 



2
3U1p

n
2 ñb R1  R12  X 2N
9,55



Khi thêm Rp vào mạch rotor thì :
Trang 20

(1.42)


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

+ Smax tăng lên do R tăng
+ Mmax =const
+ Mmm luôn luôn biến đổi chưa kết luận được khi s = 1
Họ các đường đặc tính cơ là :

Hình 2.5: Biểu đồ mạch chỉnh tốc độ bằng điện trở phụ mạch Rotor

2.1.6. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch stator
Mạch điện tương đương của động cơ không đồng bộ khi gắn điện trở phụ R1 p vào mạch
rotor

U1p
R1p

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý, tương đương mạch bằng điện trở phụ vào mạch Stator
Đặt R  R1  Rp1
Dòng điện rotor qui đổi về stator:

Trang 21


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ
U1p

I '2 

2


R
 R 
s


(1.43)


'
  X 1  X 2


'
2





2

Momment của động cơ :

M

2
3U1p
(R'2 )

(1.44)

2

nñb 
R' 
s R    X N 2 

9,55 
s




Độ trượt tới hạn:

smax 

R'2
R X
2

(1.45)

2
n

Momment tới hạn :
M max 



2
3U1p

n
2 ñb R  R2  X 2N
9,55

(1.46)



Khi thêm Rp vào mạch stator thì :
+ Smax giảm do R tăng
+ Mmax = giảm
+ Mmm giảm khi s = 1

Hình 2.7: Biểu đồ mạch chỉnh tốc độ bằng điện trở phụ vào mạch Stator
Trang 22


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

2.1.7. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cung cấp
Moment của động cơ

M

2
3.U1p
.R'2

(1.47)

2


nñb 
R'2 
2 

s R 
  XN
9,55  1 s 




Độ trượt tới hạn:

smax 

R'2
R12  X 2n

Momment tới hạn :
M max 
2



2
3U1p

nñb
R1  R12  X 2n

9,55



Momment mở máy:
M mm 

2
3.U1p
.R'2



nñb 
R1  R'2

9,55 



2

 X 2n 


(1.48)

Khi thay đổi điện vào mạch stator thì :
+ Smax không thay đổi
+ Mmax =giảm

+ Mmm giảm khi s = 1

Trang 23


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

Hình 2.8: Biểu đồ mạch hiệu chỉnh tốc độ bằng thay đổi nguồn cung cấp
2.2. Hãm máy
2.2.1. Hãm tái sinh
Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ n > n0. Lúc này động cơ máy phát điện trả điện năng về
lưới điện và tạo ra moment hãm ngược chiều với chiều mà dòng điện đang quay .Vì tốc độ
hãm lớn nên hãm tái sinh không dùng để hãm dừng mà chỉ dùng trong trường hợp hãm
ghìm.
 Hãm tái sinh có thể thực hiện một trong hai cách sau :
- Cách 1: giảm tốc độ bằng phương pháp tăng số đôi từ cực đảm bảo moment
không đổi.
+ Lúc này hãm tái sinh xảy ra ở góc phần tư thứ hai.

Hình 2.9: Đồ thị hãm tái sinh góc phần tư thứ hai
Trang 24


ĐAMH: TĐĐTĐ

GVHD: Trần Quang Thọ

+ Ở góc phần tư thứ hai :

 Đoạn Bn02 : ta có : n > n0  S 
M



n02  n
 0 thay vào phương trình
n02

3R .U 21 p
2

n0 S 
R 
2
 R1    X N 
9,55 
S 


MĐ <0

 đoạn Bn02 là đoạn hãm tái sinh

 Đoạn n02C : vì n < n02  S > 0 nên khi thay vào phương trình đặc tính cơ
MĐ > 0
 Đoạn n02C là đoạn đặc tính động cơ giảm tốc.

Đến điểm C thì MĐ=MC và động cơ quay ổn định với tốc độ nhỏ  C
- Cách 2: Ta tiến hành hạ tải thế năng bằng phương pháp đảo cực tính 2 trong 3

pha nguồn đưa vào động cơ
Thì hãm tái sinh sẽ xảy ra ở góc phần tư thứ tư.

Động cơ quay ngược
Hình 2.10: Đồ thị hãm tái sinh góc phần tư thứ tư

Trang 25