CHƯƠNG 25: ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BÙ ĐỒNG BỘ

CHƯƠNG 25
ĐỘNG CƠ VÀ MÁY BÙ ĐỒNG BỘ

25-1. ĐỘNG CƠ ĐIỆN ĐỒNG BỘ
So với động cơ điện không đồng bộ, động cơ điện đồng bộ có những
ưu nhược điểm sau:
Ưu điểm:

Do được kích thích bằng dòng điện một chiều nên có thể làm việc với
cosφ = 1 và không cần lấy công suất phản kháng từ lưới điện, kết quả
là nâng cao được cosφ của lưới, giảm được tổn hao công suất và tổn
hao điện áp trên đường dây.

Ít chịu ảnh hưởng đối với sự thay đổi điện áp của lưới điện vì M tỷ lệ
với U, trong khi đó động cơ không đồng bộ thì M tỷ lệ với U
2
.

Khi điện áp lưới sụt thấp do sự cố thì khả năng giữ tải ổn định của
động cơ đồng bộ tốt hơn, trong trường hợp đó nếu tăng kích thích
động cơ điện đồng bộ có thể làm việc an toàn và cải thiện được điều
kiện làm việc của cả lưới điện.

Hiệu suất của động cơ điện đồng bộ thường cao hơn động cơ không
đồng bộ vì tổn hao sắt phụ nhỏ hơn do khe hở tương đối lớn.

Nhược điểm:

Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy kích thích hoặc nguồn một
chiều để cung cấp dòng kích thích nên giá thành cao.


Việc mở máy động cơ đồng bộ phức tạp hơn,

Việc điều chỉnh tốc độ chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi tần số
nguồn cung cấp.
25.1.1. Các phương pháp mở máy động cơ điện đồng bộ.
1. Mở máy bằng phương pháp không đồng bộ
Quá trình mở máy được chia thành hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Đóng động cơ vào lưới với dòng kích từ i
t
= 0, dây
quấn kích thích được nối tắt qua điện trở diệt từ R
T
(hình 25-1a), động
cơ mở máy như một động cơ không đồng bộ thông thường, rôto tăng
tốc đến tốc độ xấp xỉ tốc độ từ trường quay: n ≈ n
1
.
Giai đoạn 2: Khi n ≈ n
1
, đóng kích thích cho động cơ, lúc đó ngoài
mômen không đồng bộ và mômen gia tốc tỉ lệ với dω/dt còn có mômen
đồng bộ cùng tác dụng, rôto được lôi vào đồng bộ sau một quá trình
dao động.

Kinh nghim cho bit, m bo rụto c a vo ng b mt
cỏch thun li, h s trt cui giai on 1 lỳc cha úng kớch thớch
cn phự hp vi iu kin sau:
Hình 25-1. Sơ đồ mạch kích thích của động cơ điện đồng bộ lúc mở máy với dây
quấn kích thích qua điện trở R

T
(a) và nối thẳng vào máy kích thích (b).
1
2
3
4
U
i
t
b)
1
2
R
T
3
4
U
i
t
a)
tdm
tdb
dm
dmm
i
i
n
P
GD
k

s ...04,0
22
<
(25-1)
trong ú: k
m
nng lc quỏ ti ch ng c vi dũng kớch t nh mc i
t m
.
P
m
cụng sut nh mc ca ng c, kW,
i
tm
dũng in kớch t khi ng b hoỏ,
GD
2
mụmen ng lng ca ng c v mỏy cụng tỏc ni vi nú, kGm
2
.

Trong giai đoạn 1, dây quấn kích từ được nối với điện trở R
T
có trị
số bằng 10 ÷ 12 lần điện trở bản thân cuộn kích thích.
Nếu để dây quấn kích thích hở mạch, nó có thể bị hỏng cách điện
do điện áp cao vì ngay lúc đầu mở máy từ trường quay của stato quét
qua nó với tốc độ đồng bộ.
Nếu nối ngắn mạch dây quấn kích thích thì sẽ tạo thành mạch một
pha có điện trở nhỏ ở rôto, nó sẽ sinh ra mômen cản lớn làm cho tốc

độ rôto không thể vượt quá n
1
/2. Điều này được giải thích như sau:
- Dòng điện rôto có tần số f
2
= sf
1
sẽ sinh ra từ trường đập mạch, từ
trường này phân tích thành hai từ trường quay thuận và quay ngược
với chiều quay rôto, tốc độ tương đối so với rôto là n
1
- n, trong đó n
1
là
tốc độ từ trường quay của stato, n là tốc độ quay của rôto.
Từ trường quay thuận có tốc độ so với phần tĩnh là:
n
th
= n + (n
1
- n) = n
1
nghĩa là quay đồng bộ với từ trường quay của stato. Tác dụng của nó
với từ trường quay của stato sinh ra mômen không đồng bộ và hỗ trợ
với mômen không đồng bộ do dây quấn mở máy sinh ra, có dạng như
đường số 1 trên hình 25-2.