Tài liệu Điện công nghiệp - Máy điện 1 (phần 15) docx

1
Âải Hc  Nàơng - Trỉåìng Âải hc Bạch Khoa
Khoa Âiãûn - Nhọm Chun män Âiãûn Cäng Nghiãûp
Giạo trçnh MẠY ÂIÃÛN 1
Biãn soản: Bi Táún Låüi



Chỉång 16

ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄƯNG BÄÜ MÄÜT PHA

16.1 PHẢM VI ẠP DỦNG, CÁÚU TẢO & NGUN L LM VIÃÛC
16.1.1. Phảm vê ap dủng
Âäüng cå âiãûn khäng âäưng bäü mäüt pha âỉåüc sỉí dủng ráút räüng ri trong dán
dủng v cäng nghiãûp nhỉ mạy giàût, t lảnh, mạy lau nh, mạy båm nỉåïc, quảt, cạc
dủng củ cáưm tay,... Nọi chung l cạc âäüng cå cäng sút nh. Củm tỉì “âäüng cå
cäng sút nh” chè cạc âäüng cå cọ cäng sút nh hån 750W. Pháưn låïn âäüng cå mäüt
pha thüc loải náưy, màût d chụng cn âỉåüc chãú tảo våïi cäng sút âãún 7,5kW v åí
hai cáúp diãûn ạp 110V v 220V.
16.1.2. Cáúu tảo
+ Stato : giäúng âäüng cå ba pha, nhỉng âàût trãn âọ dáy qún mäüt pha.
+ Räto : räto läưng sọc giäúng âäüng cå ba pha
16.1.3. Ngun l lm viãûc

p
1
ω

Tỉì thäng
räto
Tỉì thäng
stato
U
∼

Chiãưu lỉûc âiãûn tỉì
(b)
1
I
&

m12

F
&
m
F
11
&

p
1
ω

Ω
(a)

Hçnh 16.1
Âäüng cå khäng âäưng bäü mäüt pha mäüt dáy qún
a) Tỉì trỉåìng âáûp mảch phán thnh hai tỉì trỉåìng quay thûn v quay ngỉåüc

b) Tỉì thäng v lỉûc âiãûn tỉì tạc dủng lãn räto.

2

Khi nọỳi dỏy quỏỳn mọỹt pha stato vaỡo lổồùi õióỷn coù õióỷn aùp u
1
thỗ trong dỏy quỏỳn
coù doỡng õióỷn xoay chióửu hỗnh sin chaỷy qua :

tsinIi =
11
2

Doỡng õióỷn naỡy sinh ra tổỡ trổồỡng stato coù phổồng khọng õọứi nhổng coù õọỹ lồùn
thay õọứi hỗnh sin theo thồỡi gian, goỹi laỡ tổỡ trổồng õỏỷp maỷch:

= costsinFF
m
(16.1)
Ta phỏn stõ õỏỷp maỷch naỡy thaỡnh hai stõ quay :
Stõ quay thuỏỷn :
tj
m
eF
1
11

&

Stõ quay ngổồỹc :
tj
m
eF
1
12

&

Hai stõ quay naỡy coù :
Bión õọỹ tổỡ trổồỡng õỏỷp quay:
I
p
kW
FF
F

dq
mm
m
11
1211
1
2
2
===

Tọỳc õọỹ quay :
+ Soùng quay thuỏỷn :
p
1
1

=
cuỡng chióửu quay rọto.
+ Soùng quay ngổồỹc :
12
=
ngổồỹc chióửu quay rọto.
So vồùi rọto coù hóỷ sọỳ trổồỹt :
+ Thuỏỷn :
ss =


=
1
1

1

+ Ngổồỹc :
)s(
)(
)(
s =


= 2
1
1
2

Phổồng trỗnh cỏn bũng stõ tọứng :
+ Thuỏỷn : sinh ra tổỡ caớm
mmm
FFF
211101
&&&
+=
)t(j
m
eB
11
1
+

+ Ngổồỹc : sinh ra tổỡ caớm
mmm

FFF
221202
&&&
+=
)t(j
m
eB
21
2

+

Tổỡ caớm tọứng :
s
M
0
1
2
M
1
M
2
M
Hỗnh 16.2
Mọmen cuớa õọỹng cồ khọng
õọửng bọỹ mọỹt pha

)t(j
m
eBB

~
11
1
+

=
+
)t(j
m
eB
21
2
+

hỗnh thaỡnh tổỡ trổồỡng quay Ellip
Tổỡ trổồỡng quay thuỏỷn
1
B
r
taùc duỷng vồùi
doỡng õióỷn rọto seợ taỷo ra mọmen quay
thuỏỷn M
1
(hỗnh 16.2); Coỡn tổỡ trổồỡng
quay ngổồỹc
2
B
r
taùc duỷng vồùi doỡng õióỷn
rọto seợ taỷo ra mọmen quay ngổồỹc M

2

(hỗnh16.2). Tọứng õaỷi sọỳ hai mọmen

3
náưy cho ta âàûc tuún M=f(s) :
M = M
1
+ M
2
= f(s)
Tỉì âàûc tênh ta tháúy ràòng lục måí mạy (n = 0, s = 1), M
1
= M
2
v ngỉåüc chiãưu
nhau nãn M = 0, vç váûy âäüng cå khäng thãø tỉû quay âỉåüc. Nãúu ta quay âäüng cå theo
mäüt chiãưu no âo,ï s ≠ 1 tỉïc M ≠ 0 âäüng cå s tiãúp tủc quay theo chiãưu âọ. Vç váûy
âãø âäüng cå mäüt pha lm viãûc âỉåüc, ta phi cọ biãûn phạp måí mạy, nghéa l tçm cạch
tảo ra cho âäüng cå mäüt mämen lục räto âỉïng n (M = M
k
khi s =1).
16.2 PHỈÅNG TRÇNH CÅ BN & SÅ ÂÄƯ THAY THÃÚ
16.2.1. Cạc phỉång trçnh cå bn

U
1
A
B
B

II
&&
=
1
1
I
&
1A
I
&
2A
I
&

111
II
B
&&
=
122
II
B
&&
=

A
I
&

Hçnh 16.2

Så âäư âäüng cå mäüt pha tảo nãn bàòng cạch tạch ra mäüt trong hai pha











Xẹt âäüng cå khäng âäưng bäü mäüt pha nhỉ chãú âäü khäng âäúi xỉïng ca âäüng cå
hai pha m =2, cọ hai cün dáy âàût lãûch nhau mäüt gọc 90
0
âiãûn, trong âọ pha A tạch
ra nãn dng I
A
= 0 v pha B cn lải cọ , mạy näúi vo lỉåïi âiãûn cọ âiãûn ạp
. Ta cọ :
B
II
&&
=
1
1
U
&
(16.2a)
21 AAA

III
&&&
+=
(16.2b)
21 BBB
III
&&&
+=
Våïi v l dng thỉï tỉû thûn v ngỉåüc, cn :
11 BA
I;I
&&
22 BA
I;I
&&

11 BA
IjI
&&
=
v
11 BA
IjI
&&
−=

Gii hãû phỉång trçnh (16.2a,b) ta tçm âỉåüc :

22
111

/I/)IjI(II
BABB
&&&&&
=−=
vç
0=
A
I
&
22
212
/I/)IjI(II
BABB
&&&&&
=+=
vç
0=
A
I
&
Âiãûn ạp ca mäüt pha :

1211211
UUUUUU
BBB
&&&&&&
+=+==
Biãøu diãùn âiãûn ạp thỉï tỉû thûn v ngỉåüc theo dng I v Z tỉång ỉïng :

4

2
1111111111
2
1111111111
/ZIZIUU
B
&&&&
===
(16.3a)

2
1211212122
/ZIZIUU
B
&&&&
===
(16.3b)
Trong õoù : laỡ doỡng õióỷn thổù tổỷ thuỏỷn vaỡ ngổồỹc. Coỡn Z
11
; Z
12
laỡ tọứng trồớ thổù
tổỷ thuỏỷn vaỡ ngổồỹc.
1211
I;I
&&
Vaỡ vồùi
11
21

1
111

++= )'ZZ(ZZ
m
2
2
21
'jx
s
r
'Z
'
+=
(16.4a)
vồùi
11
22
1
112

++= )'ZZ(ZZ
m
2
2
22
2
'jx
s
'

r
'Z +

=
(16.4b)
16.2.2. Maỷch õióỷn thay thóỳ
Tổỡ caùc phổồng trỗnh cỏn bũng ta veợ maỷch õióỷn thay thóỳ õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ
nhổ hỗnh 16.4a. ỏy laỡ maỷch õióỷn thay thóỳ chờnh xaùc cuớa õọỹng cồ mọỹt pha.


r
1
/2
'
I
21
&
1
I
&

jx
1
/2

Hỗnh 16.4 Maỷch õióỷn thay thóỳ gỏửn õuùng cuớa õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ mọỹt pha
s
r5,0
'
2

1
U
&

1
I
&

0,5x
2
x
1
r
1
2
x
m

0,5X
2
s2
r5,0
'
2

2
x
m

(b)

Trong õoù :
r
1
/2 jx
1
/2

jx
m
/2
jx
m
/2
r
m
/2
r
m
/2
jx
2
/2
jx
2
/2
s.2
r
'
2
)s2(2
r
'
2

'
I
22

&
01
I
&

02
I
&

1
U
&

11
U
&

12
U
&

Chuù yù : r
2
= kr
2

x
2
= kx
2

k = k
e
k
I

m
1
= 2
(a)
1
U
&
1
I
&
R
T
X
T
r x
1 1
Z
T
R
N
X
N
Z
N

(c)


5
r
1
= õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn stator.
x
1
= õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn stator.
x
m
= õióỷn khaùng tổỡ hoùa.
r
2
= õióỷn trồớ cuớa dỏy quỏỳn rotor qui vóử dỏy quỏỳn stator.
x
2
= õióỷn khaùng taớn cuớa dỏy quỏỳn rotor qui vóử dỏy quỏỳn stator.
U
1
= õióỷn aùp cuớa nguọửn.
Giaớ thióỳt rũng rotor quay vồùi tọỳc õọỹ naỡo õoù trong tổỡ trổồỡng quay thuỏỷn, ổùng hóỷ
sọỳ trổồỹt s. Luùc naỡy doỡng õióỷn caớm ổùng trong dỏy quỏỳn rotor coù tỏửn sọỳ sf, f tỏửn sọỳ
lổồùi õióỷn nọỳi vaỡo dỏy quỏỳn stator. Cho rũng tọứn hao sừt khọng õaùng kóứ hoỷc gọỹp
vaỡo tọứn hao quay. Nhổ vỏỷy giọỳng maùy õióỷn khọng õọửng bọỹ ba pha, tọứng trồớ cuớa
dỏy quỏỳn rotor ổùng vồùi tổỡ trổồỡng quay thuỏỷn qui vóử dỏy quỏỳn stator laỡ 0,5r
2
/s +
j0,5x

2
.(hỗnh 16.4b). Cuợng tổồng tổỷ nhổ vỏỷy õọỳi vồùi tổỡ trổồỡng quay ngổồỹc, ta coù
tọứng trồớ cuớa dỏy quỏỳn rotor ổùng vồùi tổỡ trổồỡng quay ngổồỹc qui vóử dỏy quỏỳn stator laỡ
0,5r
2
/(2-s) + j0,5x
2
.(hỗnh 16.4b). Maỷch õióỷn tổồng õổồng trỗnh baỡy trón hỗnh
16.4c, coù tọứng trồớ thổù tổỷ thuỏỷn Z
T
vaỡ thổù tổỷ ngổồỹc Z
T
nhổ sau :

)XX(5,0js/R5,0
)s/R5,0X5,0j(X5,0j
jXRZ
'
2m
'
2
'
2
'
2m
TTT
++
+
=+=
(16.5)

)XX(5,0j)s2/(R5,0
)]s2/(R5,0X5,0j[X5,0j
jXRZ
'
2m
'
2
'
2
'
2m
NNN
++
+
=+=
(16.6)
Cọng suỏỳt õióỷn tổỡ (khe hồớ khọng khờ) cuớa tổỡ trổồỡng thổù tổỷ thuỏỷn vaỡ ngổồỹc :
(16.7)
2
1TõtT
IRP =
(16.8)
2
1NõtN
IRP =
Moment tổồng ổùng :

1
õtT
T

P
M

=
(16.9)

1
õtN
N
P
M

=
(16.10)
Moment tọứng laỡ :
)RR(
I
MMM
NT
1
2
1
NT


==
(16.11)
Cọng suỏỳt cồ :

= MP

Cồ
(16.12)

)s1(MP
1Cồ
=
(16.13)