Chương 7: Máy điện không đồng bộ

117
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Bäü 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 n
1
. 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 ba pha l:
Cäng sút cå cọ êch trãn trủc: P
âm
(kW).

Âiãûn ạp dáy stato: U
âm
(V).
Dng âiãûn dáy stato: I
âm
(A).
Täúc âäü quay räto: n
âm
(vng/phụt).
Hãû säú cäng sút: cosϕ
âm
.
Hiãûu sút: η
âm
.
Táưn säú : f
âm
(Hz).
Nãúu gi P
1âm
l cäng sút tạc dủng âäüng cå khäng âäưng bäü ba pha nháûn tỉì lỉåïi
âiãûn khi lm viãûc våïi ti âënh mỉïc, ta cọ:
âmâmâm
âm
âm
âm
cosIU
P
P ϕ=
η

= 3
1

118
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.

7.2.1. Stato (så cáúp hay pháưn ỉïng)
Stato gäưm hai bäü pháûn chênh l li thẹp v dáy qún, ngoi ra cn cọ v mạy
v nàõp mạy (hçnh 7.1). Cn hçnh 7.3c l k hiãûu âäüng cå trãn så âäư âiãưu khiãøn.

Hçnh 7.1
Cáúu tảo ca âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü
1. Li thẹp stato; 2. Dáy qún stato; 7. Nàõp mạy; ; 4. ÄØ bi; 5. Trủc mạy; 6.Häüp dáưu
cỉûc; 7. Li thẹp räto; 8. Thán mạy; 9. Quảt giọ lm mạt; 10. Häüp quảt
1
7
2
8
3
4
9
5
6
10

1.

Li thẹp stato:
Li thẹp stator cọ dảng hçnh trủ (hçnh 7.2b), lm bàòng cạc lạ thẹp k thût
âiãûn, âỉåüc dáûp rnh bãn trong (hçnh 7.2a) räưi ghẹp lải våïi nhau tảo thnh cạc rnh
theo hỉåïng trủc. Li thẹp âỉåüc ẹp vo trong v mạy.
119
2.

Dáy qún stato:
Dáy qún stato thỉåìng âỉåüc lm bàòng dáy âäưng cọ bc cạch âiãûn v âàût trong
cạc rnh ca li thẹp (hçnh 7.2a). Trãn hçnh 7.2c v så âäư khai triãùn dáy qún ba

pha âàût trong 12 rnh ca mäüt mạy âiãûn, dáy qún pha A âàût trong cạc rnh 1, 4, 7,
10; pha B âàût trong cạc rnh 3, 6, 9, 12; pha C âàût trong cạc rnh 5, 8, 11, 2.
Dng âiãûn xoay chiãưu ba pha chảy trong dáy qún ba pha stator s tảo nãn tỉì
trỉåìng quay
.
i
A
i
A
(b)








A B
C
X
Z
Y
(c)
1
2
11
12
10

3 4
9
8

7

6
5


(a)




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

Dáy qún stato

Hçnh 7.2
Kãút cáúu stator mạy âiãûn

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.
•

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
120
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.
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
ÂC
(c)
(a) (b)

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
Dáy qún stato
(âáúu Y hồûc Δ)
Dáy qún räto
(âáúu Y)
Vnh trỉåüt
Chäøi than
Biãún tråí
khåíi
âäüng
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.

121
(a)
Hçnh 7.5
Tỉì trỉåìng âáûp mảch 2 cỉûc ca dáy qún mäüt pha

A
X
1 2 3 4
(b)
+
+
A
N
S
X
1
2
3

4
Xẹt dáy qún mäüt pha AX âàût trong 4 rnh ca stato (hçnh 7.5a,b). Cho dng
âiãûn hçnh sin i
A
= I
m
sinωt 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.











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.

A
X
1 4 7 10
(b)
Hçnh 7.6

Tỉì trỉåìng âáûp mảch 4 cỉûc ca dáy qún mäüt pha

(a)
N
S
X
A
1
4
7
10
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 120
0
âiãûn.
Gi thiãút ràòng trong ba dáy qún cọ hãû thäúng dng âiãûn ba pha âäúi xỉïng thỉï

tỉû thûn chảy qua:
122
i
A
= I
m
sinωt
i
B
= I
B
m
sin(ωt - 120 )
(7.1)

0
i
C
= I
m
sin(ωt - 240
0
)
Lục âọ tỉì cm do cạc dng âiãûn 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 . Tỉì cm do c ba dng
âiãûn tảo ra l täøng vectå:
CBA
B,B,B
&&&

CBA
i,i,i
CBA
i,i,i

CBA
BBBB ++=
(7.2)

Ta xẹt tải cạc thåìi âiãøm khạc nhau:
→
B
α
) Xẹt thåìi âiãøm
ω
t = 90
0
(hçnh 7.7a)


A
X
B
ZY
C
A
B
X
Y
Z

C
C
Z
A
X
Y
B
täøng
B
r

täøng
B
r

A
B
r

A
B
r

B
B
r
B
B
r
C

B
r

C
B
r

60
0
60
0
C
B
r
täøng
B
r
A
B
r
B
B
r
60
0
Hçnh 7.7
Tỉì trỉåìng quay hai cỉûc ca dáy qún ba pha
(a) (b) (c)
ωt = 90
0

ωt = 90
0
+120
0
ωt = 90
0
+240
0
ωt
0
i
A
i
B
i
C
i

123
ÅÍ thåìi âiãøm náưy, dng âiãûn pha A cỉûc âải v dỉång (i
A
= I
m
), nãn
A
B
r
cng
cỉûc âải v hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha A (B
A
= B
m
). Âäưng thåìi cạc dng
âiãûn pha B v C ám (i
B
= i
C
= -I
m
/2) nãn

B
B
r
v
C
B
r
hỉåïng theo chiãưu ám ca trủc
pha B v C, v cọ âäü di B
m
/2. Tỉì cm täøng
B
r
hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc
pha A v cọ âäü di (3/2)B
m
.
β
) Xẹt thåìi âiãøm
ω
t = 90
0
+ 120
0
(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 hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha B, cọ
âäü di (3/2)B
→

B
m
v â quay âi mäüt gọc 120
0
so våïi thåìi âiãøm ωt = 90
0
.
γ
) Xẹt thåìi âiãøm
ω
t = 90
0
+ 240
0
(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 hỉåïng theo chiãưu dỉång ca trủc pha C, cọ âäü di
(3/2)B
→
B
m
v â quay âi mäüt gọc 240
0
so våïi thåìi âiãøm ωt = 90
0
.
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 cọ biãn âäü bàòng 3/2 tỉì trỉåìng cỉûc
âải ca mäüt pha. 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:

p
f
n
1
=
(vng/giáy) hồûc
p
f60
n
1
=

(vng/phụt) (7.3b)
124
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 lỉåüt gàûp trủc cạc pha A, B, C theo chiãưu kim âäưng häư
(hçnh 7.7). Nãúu thỉï tỉû pha thûn, tỉì trỉåìng
B
r
s láưn lỉåüt 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 i
A
, i
B
, i
C
láưn lỉåüc xy ra theo thỉï tỉû A,
C, B ... v tỉì trỉåìng s láưn lỉåüc quẹt qua cạc trủc pha theo thỉï tỉû A, C, B ...
nghéa l ngỉåüc chiãưu kim âäưng häư.
B
r
7.4.
NGUN
L LM VIÃÛC CA ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ
Khi âàût âiãûn ạp xoay chiãưu ba pha cọ táưn säú f
1
vo dáy qún stato, trong dáy
qún stato s cọ hãû thäúng dng ba pha chảy qua, dng âiãûn náưy s tảo ra tỉì trỉåìng

quay p âäi cỉûc, quay våïi täúc âäü n
1
= 60f
1
/p. Tỉì trỉåìng quay càõt cạc thanh dáùn ca
dáy qún räto v cm ỉïng trong âọ cạc sââ E
2
. Vç dáy qún räto näúi ngàõn mảch,
nãn sââ cn ỉïng s sinh ra dng âiãûn I
2
trong cạc thanh dáùn räto. Lỉûc tạc dủng
tỉång häø giỉỵa tỉì trỉåìng quay ca mạy våïi thanh dáùn mang dng âiãûn räto I
2
, kẹo
räto quay theo chiãưu ca tỉì trỉåìng quay våïi täúc âäü n.
Âãø minh ha, ta xẹt tỉì trỉåìng
quay ca stato âang quay theo chiãưu
kim âäưng häư våïi täúc âäü n
→
B
1
(hçnh 7.8).
Lục âọ, thanh dáùn
a
ca räto âang
chuøn âäüng trong tỉì cm våïi täúc
âäü (tỉång âäúi)
→
B
v

r
nãn trong thanh dáùn
a
ca räto cm ỉïng sââ e
2
cọ chiãưu
cho båíi :

Bvle ××=
2
(7.7)
tỉïc l e
2
hỉåïng tỉì trỉåïc ra sau. Vç räto
ngàõn mảch nãn E
2
tảo ra dng âiãûn I
2
cng chiãưu E
2
.
B

N
F
ât
n
1
Hçnh 7.8
Quạ trçnh tảo momen

quay ca âäüng cå khäng âäưng bäü

→
B
F
ât
S
Dng âiãûn i
2
âàût trong tỉì cm s chëu tạc dủng lỉûc âiãûn tỉì cọ chiãưu cho båíi:
→
B

BilF ××=
22
(7.8)
tỉïc l cng chiãưu tỉì trỉåìng quay stato.
Täúc âäü räto ca mạy n ln nh hån täúc âäü tỉì trỉåìng quay n
1
, 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 n
2
:
125
n
2
= n
1

- n
Hóỷ sọỳ trổồỹt cuớa tọỳc õọỹ laỡ:

1
1
1
1
1
2
n
nn
n
n
s


=

==
(7.9)
trong
1
= 2n
1
vaỡ = 2n. laỡ tọỳc õọỹ goùc cuớa tổỡ trổồỡng quay vaỡ cuớa rọto.
Khi rọto õổùng yón, tọỳc õọỹ n = 0, hóỷ sọỳ trổồỹt s = 1; khi rọto quay õởnh mổùc s =
0,02 ữ 0,06. Tọỳc õọỹ õọỹng cồ laỡ:
n = n
1
(1-s) =

p
f60
1
(1-s) vg/ph. (7.10)
7.5. PHặNG TRầNH CN BềNG CUA ĩNG C KHNG ệNG Bĩ
7.5.1. Phổồng trỗnh õióỷn aùp ồớ dỏy quỏỳn stato.
Dỏy quỏỳn stato cuớa õọỹng cồ tổồng tổỷ nhổ dỏy quỏỳn sồ cỏỳp maùy bióỳn aùp, ta coù
phổồng trỗnh õióỷn aùp laỡ:

11111111
ZIE)jXR(IEU
&&&&&
+=++=
(7.11)
trong õoù: Z
1
= R
1
+ jX
1
: tọứng trồớ cuớa dỏy quỏỳn stato.
* R
1
laỡ õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn stato.
* X
1
laỡ õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn stato.
E
1
laỡ sõõ pha stato do tổỡ thọng cuớa tổỡ trổồỡng quay sinh ra coù trở sọỳ laỡ:

E
1
= 4,44f
1
N
1
k
õq1

m
(7.12)
Vồùi N
1
, k
õq1
lỏửn lổồỹc laỡ sọỳ voỡng dỏy vaỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa mọỹt pha stato. Hóỷ
sọỳ dỏy quỏỳn k
õq1
< 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.
f
1
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 n
1

, rọto quay vồùi tọỳc õọỹ n theo chióửu tổỡ trổồỡng
quay. Vỏỷy giổợa tổỡ trổồỡng quay vaỡ dỏy quỏỳn rọto coù tọỳc õọỹ trổồỹt:
n
2
= n
1
- n
Tỏửn sọỳ sõõ vaỡ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto:

1
1
1
12
2
6060
sf
pn
n
nnpn
f =ì

==
(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 s
õm
= 0,02 ữ 0,08. Nóỳu tỏửn sọỳ f
1
= 50Hz thỗ f
2

= 1ữ4Hz.
Sõõ pha caớm ổùng trong dỏy quỏỳn rọto luùc quay laỡ:
E
2s
= 4,44f
2
N
2
k
õq2

m
(7.14a)
126
E
2s
= 4,44sf
1
N
2
k
âq2
Φ
m
(7.14b)
Trong âọ: N
2
, k
âq2
láưn lỉåüc l säú vng dáy v hãû säú dáy qún ca dáy qún räto. Hãû

säú dáy qún k
âq2
< 1, nọi lãn sỉû gim sââ ca dáy qún do qún ri trãn cạc rnh v
rụt ngàõn bỉåïc dáy qún.
Khi räto âỉïng n s = 1, táưn säú f
2
= f
1
. Sââ dáy qún räto lục âỉïng n l:
E
2
= 4,44f
1
N
2
k
âq2
Φ
m
(7.15)
So sạnh (7.15) v (7.14b), ta tháúy:
(7.16)
22
EsE
s
&&
=
Âiãûn khạng tn ca dáy qún räto:
+ lục räto âỉïng n:
X

2
= 2πf
1
L
2
(7.17)
+ lục räto quay:
X
2s
= 2πf
2
L
2
= 2πsf
1
L
2
= sX
2
(7.18)
trong âọ: L
2
l âiãûn cm tn ca dáy qún räto.
Tỉì (7.12) v (7.15), ta cọ tè säú sââ pha stato v räto l:

r
s
dq
dq
e

N
N
kN
kN
E
E
a ===
22
11
2
1
(7.19)
våïi: a
e
gi l hãû säú qui âäøi sââ räto vãư stato;
N
s
= N
1
k
dq1
l säú vng dáy hiãûu dủng ca dáy qún stato;
N
r
= N
2
k
dq2
l säú vng dáy hiãûu dủng ca dáy qún räto.
Phỉång trçnh âiãûn ạp ca mảch âiãûn räto lục quay l:

)jXR(IE0
s222s2
+−=
&&
(7.20a)
hay:
)jsXR(IEs0
2222
+−=
&&
(7.20b)
VÊ DỦ 7.1
Âiãûn ạp v táưn säú ca âäüng cå khäng âäưng bäü ba pha räto dáy qún näúi Y cọ 6 cỉûc
tỉì khi dáy qún räto håí mảch l 100V, f = 50Hz. Xạc âënh âiãûn ạp v táưn säú trong
dáy qún räto khi quay åí täúc âäü 950 vng/phụt.
Bi gii
1.

Täúc âäü âäưng bäü:
1000
3
5060
p
f60
n
1
=
×
==

vng/phụt
Hãû säú trỉåüt:
05,0
1000
9501000
n
nn
s
1
1
=
−
=
−
=

2.

SÂÂ cm ỉïng trong dáy qún räto lục quay:
E
2s
= sE
2
= 0,05.100 = 5V
127
3.

Tỏửn sọỳ doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto: f
2
= sf

1
= 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 n
1
so vồùi stato. Doỡng õióỷn trong dỏy quỏỳn rọto sinh ra tổỡ trổồỡng quay rọto
quay vồùi tọỳc õọỹ n
2
so vồùi rọto bũng:
n
2
=
1
12
ns
p
sf60
p
f60
==

Vỗ rọto quay õọỳi vồùi stato coù tọỳc õọỹ n, nón tổỡ trổồỡng rọto seợ quay õọỳi vồùi stato
coù tọỳc õọỹ laỡ:
n
2
+ n = sn
1
+ n = sn

1
+ n
1
(1-s) = n
1

Vỏỷy tổỡ trổồỡng quay stato vaỡ tổỡ trổồỡng quay rọto quay cuỡng tọỳc õọỹ n
1
, nón tổỡ
trổồỡng tọứng hồỹp laỡ tổỡ trổồỡng quay vồùi tọỳc õọỹ n
1
.
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:
m
1
N
1
k
dq1
1
I
&
- m
2
N
2

k
dq2
2
I
&
= m
1
N
1
k
dq1
0
I
&

trong õoù: I
0
laỡ doỡng õióỷn stato luùc khọng taới;
I
1
, I
2
laỡ doỡng õióỷn stato vaỡ rọto khi coù taới;
m
1
, m
2
laỡ sọỳ pha cuớa dỏy quỏỳn stato vaỡ rọto;
k
dq1

, k
dq2
laỡ hóỷ sọỳ dỏy quỏỳn cuớa dỏy quỏỳn stato vaỡ rọto.
Chia hai vóỳ cho m
1
N
1
k
dq1
vaỡ õỷt:

'
2
i
2
2dq22
1dq11
2
I
a
I
kNm
kNm
I
&
&&
==
,
ta coù: (7.21)
'

201
III
&&&
+=
Trong õoù, laỡ doỡng õióỷn rọto qui õọứi vóử stato, coỡn hóỷ sọỳ a
'
2
I
&
i
laỡ hóỷ sọỳ qui õọứi doỡng
õióỷn, ta coù :

2dq22
1dq11
i
kNm
kNm
a =
(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:
128

11111111
ZIE)jXR(IEU
&&&&&

+=++=
(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 I
2
vaỡ sõõ E
2s
coù tỏửn sọỳ f
2
= sf
1
.

)jsXR(IEs0
2222
+=
&&
(7.24)
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 vaỡ phỏn tờch R
2
/s thaỡnh hai thaỡnh phỏửn, ta coù:

)jXR
s
s1
R(IE)jX

s
R
(IE0
222222
2
22
++

=+=
&&&&
(7.25)

R
1
X
1
1
U
&

R
fe
X
m
1
I
&
o
I
&

(a)
1
E
&

oR
I
&

oX
I
&
X
2
2
I
&

s
R
2

(c)
2
E
&

'
2
I
&

(b)
2
Es

&
R
2
sX
2
2
I
&
s
s1
R
2


(d)
2
E
&
R
2
X
2
s
R
2
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.
1
U

&

R
fe
X
m
1
I
&
o
I
&

(e)
1
E
&
oR
I
&
oX
I
&
i2
'
2
a/II
&&
=
s

s1
R
'
2

'
22e
EEa
&&
==
R
2
X
2
s
R
'
2
X
1
R
1
+
+
+ +
+
129
Mảch âiãûn tỉång âỉång phỉång trçnh (7.25), trçnh by trãn hçnh 7.9c, cn khi
biãún âäøi R
2

/s = R
2
+ R
2
(1-s)/s ta cọ hçnh 7.9d. Phỉång trçnh (7.25) l phỉång trçnh
âiãûn ạp rotor lục quay â âỉåüc qui âäøi vãư rotor âỉïng n. Cọ thãø gi l phỉång
trçnh âiãûn ạp rotor qui âäøi vãư táưn säú stator.
Nhán phỉång trçnh (7.25) våïi a
e
, chia v nhán våïi a
i
, ta cọ:

)aajXaa
s
R
(
a
I
Ea0
ie2ie
2
i
2
2e
+−=
&
&
(7.26a)

)jX
s
R
(IE0
'
2
'
2
'
2
'
2
+−=
&&
(7.26b)

)jXR
s
s1
R(IE0
'
2
'
2
'
2
'
2
'
2

++
−
−=
&&
(7.26c)


trong âọ: E’
2
= a
e
E
2
=E
1
l sââ pha rotor qui âäøi vãư stator; I
2
’= I
2
/a
I
l dng âiãûn
rotor qui âäøi vãư stator; R
2
’= R
2
a
i
a
e

= a
2
R
2
l âiãûn tråí dáy qún rotor qui âäøi vãư
stator; X
2
’= X
2
a
i
a
e
= a
2
X
2
l âiãûn khạng dáy qún rotor qui âäøi vãư stator; a
2
l hãû
säú qui âäøi täøng tråí; cn R
2
’/s = R
2
’+ R’
2
(1-s)/s = R
2
’ + R
cå

v R
cå
= R’
2
(1-s)/s gi l
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:
1111
ZIEU
&&&
+=


)jXR
s
)s1(
R(IE0
'
2
'
2
'
2
'
2
'
2
++

−
−=
&&


1
'
2
EE
&&
=
(7.27)

'
201
III
&&&
+=

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 P
cå

ca âäüng cå.
7.7. CẠC DẢNG KHẠC CA MẢCH ÂIÃÛN THAY THÃÚ
Âãø thûn tiãûn cho viãûc tênh toạn, mảch âiãûn 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 U
1
âỉåüc sỉí dủng nhiãưu trong tênh toạn âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü.
Trong mạy âiãûn khäng âäưng bäü thỉåìng R
c
>> X
m
, nãn ta b qua âiãûn tråí âàûc
trỉng cho täøn hao trong li thẹp, hçnh 7-10b.

130

s
R
'
2
1
U
&

jX
m
1
I
&

(a)
R
fe
o
I
&

or
I
&

ox
I
&
'

2
I
&

jX
2
jX
1
R
1
(b)
1
U
&
1
I
&
jX
2
jX
1
R
1
jX
m
o
I
&
'
2

I
&

s
R
'
2
Hỗnh 7.10 Sồ õọử thay thóỳ gỏửn õuùng maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ
(c)
1
U
&

1
I
&

jX
n
R
n
jX
m
o
I
&
'
2
I
&

s
s1
R
'
2


+

_

+

_

+

_


Ngoaỡi ra, nóỳu laỡm mọỹt vaỡi pheùp bióỳn õọứi õồn giaớn, ta coù maỷch õióỷn thay thóỳ
nhổ hỗnh 7-10c, trong õoù:

'
21n
RRR +=
(7.28)
'
21n
XXX +=

(7.29)
Tổỡ sồ õọử thay thóỳ coù thóứ tờnh doỡng õióỷn stator, doỡng õióỷn rotor, moment, cọng
suỏỳt cồ... vaỡ nhổợng tham sọỳ khaùc. Nhổ vỏỷy ta õaợ chuyóứn vióỷc tờnh toaùn mọỹt hóỷ
ióỷn - Cồ vóửỡ vióỷc tờnh toaùn maỷch õióỷn õồn giaớn.


1
U
&

jX
m
1
I
&

o
I
&
'
2
I
&
s
s1
R
'
2

R
2
jX
2
jX
R
1
Hỗnh 7.11 Maỷch õióỷn thay thóỳ IEEE
+
_
+
_
1
E
&








Trong maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ, do coù khe hồớ khọng khờ lồùn nón tọửn taỷi doỡng
õióỷn tổỡ hoùa lồùn, khoaớng (20-50)%I
õm
. ióỷn khaùng taớn X
1
cuợng lồùn. Trong trổồỡng
hồỹp nhổ vỏỷy õióỷn khaùng tổỡ hoùa X

m
khọng nón dởch chuyóứn vóử õỏỳu trổỷc tióỳp vồùi
131
ngưn (hçnh 7.10c) m giỉỵ nguûn vë trê nhỉ

hçnh 7.9e. B qua âiãûn tråí R
fe
cn täøn
hao sàõt ta gäüp vo täøn hao cå v täøn hao phủ cng gi chung l täøn hao quay. Tỉì
âọ ta cọ mảch âiãûn thay thãú hçnh 7.11 do IEEE (âc I ba E) âãư xỉåïng, åí âáy sââ E
1

khạc so våïi âiãûn ạp U
1
.

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 :
P
1
= m
1
U
1
I
1
cosϕ
1

(7.30)
Trong âọ: U
1
, I
1
l âiãûn ạp pha v dng âiãûn pha, cn ϕ
1
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 : p
Cu1
=
m
1
I
2
1
R
1
v täøn hao sàõt thẹp trong li thẹp: p
Fe
= m
1
I
2
0R
R
fe
. Cäng sút cn lải gi l
cäng sút âiãûn tỉì truưn qua rotor:

P
ât
= P
1
- (p
Cu1
+ p
Fe
) =
s
R
Im
'
2
2'
21
. (7.31)
Cäng sút âiãûn tỉì truưn qua rotor, sau khi máút mäüt pháưn vç täøn hao âäưng
trãn dáy qún rotor: p
Cu2
= m
1
I’
2
2
R’
2
. Cn lải l cäng sút cå trãn trủc:
P
cå

= P
ât
- p
Cu2
=
s
R
Im
'
2
2'
21
- m
2
I’
2
2
R’
2
=
s
s1
RIm
'
2
2'
21
−
(7.32)
Tỉì cäng thỉïc (7.31) v (7.32), ta cọ cäng sút cå trãn trủcv P

ât
:
P
âtcå
P)s1(P −=
ât
=
s
p
s
R
Im
2Cu
'
2
2'
21
=
. (7.33)
Cäng sút cå trãn trủc sau khi trỉì âi täøn hao quay p
q
(ma sạt, quảt giọ v phủ),
cn lải l cäng sút cọ êch trãn âáưu trủc hay cäng sút ra P
2
ca âäüng cå âiãûn:
P
2
= P
cå
- p

q

Täøng täøn hao ca âäüng cå âiãûn:
Σp = p
Cu1
+ p
Fe
+ p
Cu2
+ p
q

Hçnh 7.12
Gin âäư nàng lỉåüng âäüng cå
khäng âäưng bäü

P
1
P
ât
P
2
P
cå
p
Cu1
p
q
p
Cu2

p
Fe
Gin âäư nàng lỉåüng ca âäüng cå
khäng âäưng bäü trçnh by trãn hçnh
7.12.
Hiãûu sút ca âäüng cå âiãûn l tè
säú ca cäng sút ra v cäng sút vo:

11
2
P
p
1
P
P
∑
−==η
(7.34)