KHOI DONG DONG CO KHONG DONG BO 3 PHA

Mở đầu
Như chúng ta đã biết máy điện ngày nay đươc sử dụng rất phổ biến,nó có
tầm quan trọng trong đời sống và sản xuất.máy điện có thể làm việc ở hai chế
độ: động cơ và máy phát.đối với máy điện khơng đồng bộ thì ở chế độ máy phát
người ta ít dùng do đặc tính làm việc kém,thay vì đó ở chế độ động cơ đặc tính
làm viêc tốt,độ tin cậy cao,chế tạo đơn giản,hiệu suất cao… nên được sử dụng
nhiều,vận hành với công suất vài chục đến vài nghìn kw.trong cơng nghiệp dùng
máy điện khơng đồng bộ làm truyền động lựccho máy cán thép loại vừa và
nhỏ…,trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quat thơng gió.trong nơng nghiệp
dùng làm máy bơm,máy gia công sản phẩm.trong đời sống hàng ngày máy điện
không đồng bộ dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió,máy quay đĩa,động cơ
trong tủ lạnh.so với tất cả các động cơ điện dùng trong công nghiệp thì động cơ
khơng đồng bộ đươc dùng nhiêu hơn cả.chính vì tầm quan trọng như vậy nên
khi sử dụng động cơ không đồng bộ ta phải chú ý đến vấn đề khởi động cơ.khi
mở máy do momen khởi động lớn nên dịng điện mở tăng mạnh có thể bằng:
5÷7 lần giá trị định mức.khi đó có thể sẽ gây ra những vấn đề xấu cho động
cơ.vậy thì vấn đề đặt ra cho khởi động là gì?đó là làm thế nào để giảm dòng
điện khởi động và đấy là lý do tại sao chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu la: “ khởi
động cơ không đồng bộ ba pha”.
Trong bài viết này chúng tôi sẽ tập trung nghiên cứu giải pháp để giảm
dòn điện mở máy.để làm sáng tỏ vấn đề nàychungs tôi sẽ dùng các phương pháp
như: khái quát,phân tích,tổng hợp các thơng tin khác nhau từ các nguồn tài liệu
khác nhau,thơng tin tìm kiếm ở trên mạng.
Thưc hiện đề tài nghiên cứu nà,chúng tơi mong muốn đóng góp phần nào
khơng chỉ cho bản thân mà cịn muốn giúp các bạn có những hiểu biết sâu hơn
về động cơ không đồng bộ ba pha mà đặc biệt là vấn đề khởi động nó như thế
nào cho hiệu quả.tìm dược cái ưu ,cái nhược trong các phương pháp khởi động

1

từ đó làm thế nào để khởi động cho tốt đảm bảo cho quá trình vận hành và tăng
tuổi thọ làm việc của đông cơ.
Để giải quyết những vấn đề đăt ra trên đây.bài viết có nội dung như sau:
Ngồi phần mở đầu và phần kết luận thì bài viết còn chia làm 2 chương:
Chương1: tổng quan về máy điện khơng đồng bộ ba pha
(chủ yếu trình bày về động cơ không động bộ 3 pha)
1.1 khái niệm máy điện không đồng bộ ba pha
1.2 cấu tạo của máy điện không đồng bộ ba pha
1.3 nguyên lý hoạt động của động cơ khơng đồng bộ ba pha
1.4 mơ hình tốn và mơ hình mạch của động cơ khơng đồng
bộ 3 pha
1.5 các đặc tính của động cơ khơng đồng bộ 3 pha
chương 2: khởi động cơ không đồng bộ ba pha
2.1 vấn đề khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha
2.1.1 vấn đề đặt ra khi khởi động động cơ không đồng bộ 3
pha.
2.1.2 những yêu cầu khi khởi động cơ không đồng bộ 3 pha.
2.2 các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ 3
pha
Sau đây chúng tôi sẽ đi vào nội dung cụ thể của từng chương như sau:

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA

Trong chương này chúng tôi muốn giới thiệu sơ lược về máy điện không
đồng bộ ba pha,mà chủ yếu tập trung xoay động cơ không đồng bộ 3 pha.đây là
nền tảng, cơ sở để nghiên cứu vấn đề trọng tâm:
“khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha” ở chương 2.

1.1 khái niệm chung về động cơ không đồng bộ 3 pha.
Máy điện không đồng bộ 3 pha là loại máyddieenj xoay chiều làm việc
theo nguyên lý cảm ứng điện từ có tốc độ quay của rotor n (tốc độ máy) khác
với tốc độ quay của từ trường n1.
Máy điện có tính thuận nghịch tức là nó có thể làm việc ở 2 chế độ:động
cơ và máy phát.khi rôtoquay nhờ tác dụng của ngoại lực thì máy điện làm việc ở
chế độ máy phát điện,còn nếu nguyên nhân làm quay rotor là từ trường quay gây
bởi dòng điện đưa vào cuộn stator thì máy điện làm việc ở chế độ động cơ.
1.2 cấu tạo của máy đi không đồng bộ 3 pha
Máy điện không đồng bộ 3 pha gồm 2 bộ phận chính đó là: phần
tĩnh(phần đứng n) và phần động(phần quay) rotor.
*phần tĩnh stator : gồm lỏi thép và dây quấn
+Lõi thép: có dạng hình trụ do các lá thép kỷ thuật điện được đập rãnh bên trong
ghép sát với nhau tạo rãnh theo hướng trục,lõi thép được ép vào vỏ máy.
+dây quấn:được làm bằng dây dẫn cách điệm đặt trong các rãnh của lõi théptaoj
từ trường quay khi có dịng điện 3 pha chạy qua.
*phần quay rotor: cũng gồm 2 bộ phận chính ;lõi thép và dây quấn.
+lõi thép:gồm các lá thép kỷ thuật điện đập rãnh mặt ngoài ghép lại với nhau tạo
thành rãnh theo hướng trục, ở giữa có lỗ lắp trục.
+dây quấn: gồm 2 kiểu đó là: rotor dây quấn và rotor lồng sóc(ngắn mạch)

3


1.3 nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ 3 pha
Khi cho dòng điện 3 pha tần số f vào 3 dây quấn của stator sẽ tạo ra từ
trường quay, p đôi cực với tốc độ:

n1=60f/p

Từ trường quay cắt các thanh dẫn của rotor cảm ứng các đường sức điện động .
Vì dây quấn rotor được nối ngắn mạch nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra
dòng điện trong thanh dẫn rotor.Lực từ tác dụng tương hỗ giữa từ trường quay
của máy với thanh dẫn mang dòng điện rotor, kéo rotor quay cùng chiều với
chiều quay của từ trường với tốc độ n. Trên hình 1.a và 1.b minh họa từ trường
quay với tốc độ n1,chiều sức từ động và dòng điện cảm ứng trong rotor,lực từ :
Fđt.

Hình 1.a

hình 1.b

Tốc độ n của máy nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường n1 vì nếu bằng nhau
thì khơng có sự chuyển động tương đối,trong dây quấn rotor khơng có suất điện
động và dịng điện cảm ứng,lực điện từ bằng không.
Tốc độ trượt n2 là độ chênh lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy
: n2 = n 1 – n
n2

Hệ số trượt của tốc độ là : s = n =
1

n1  n
n1

(1.1)

Khi rotor đứng yên(n = 0) : s = 1.Khi rotor quay định mức : s = 0.02 ÷ 0.06 Tốc
độ quay của động cơ là :
4

n = n1( 1 – s ) =

60 f (1  s )
(vòng/phút)
p

(1.2)

f : tần số của dòng điện stator
p: số cặp cực
1.4 mơ hình tốn và mơ hình mạch của động cơ khơng đồng bộ 3 pha.
1.4.1 mơ hình tốn của động cơ khơng đồng bộ 3 pha
Từ hiện tượng vật lý xảy ra trong động cơ,ta có thể thiết lập đươc mơ hình
tốn.mơ hình tốn là phương trình toán học biểu diễn sự làm việc của động
cơ.gồm 3 phương trình như sau:
a) phương trình điện áp dây quấn rotor:
.

U 1 = İ Z 1 - Ė1 = İ1(R1+jX1) - Ė1

(1.3)

Trong đó: Z1 = R1+jX1 là tổng trở của cuộn stator.
R1: điện trở cuộn dây stator
X1 = 2лfL1 : điện kháng tản dây quấn stator
E1 =4,44fw1kdq1Φmax : sức điện động dây quấn stator do từ thông
của từ trường sinh ra
b) phương trình điện áp dây quấn rotor:

.

U 2 = – Ė2 – İ2(R2 + jX2).
.

Khi: U 2 = 0 thì: Ė2 + İ2(R2 + jX2) = 0

với: E2=4,44f2w2kdq2Φmax
f2 =

n2 p
spn1
=
= sf
60
60

Khi rotor đứng yên: s = 1  f2 = f  E2s = 4,44fw2kdq2Φmax
Suy ra: sĖ2 + İ2(R2 + jX2) = 0

(1.4)

5


c)phương trình sức từ động của động cơ khơng đồng bộ 3 pha:
Ta có:

m1w1kdq1İ1 – m2w2kdq2İ2 = m1w1kdq1İo
 İ1 =

m2 w2 k dq 2
m1 w1 k dq1

İ2 + İo

m2 w2 k dq 2

Đặt: ki = m w k
1 1 dq1

.

Suy ra: İ1 – I 2 = İo  İ1 – İ2′ = İo  İ1 = İ2′ + İo (1.5)
ki
Trong đó:

İ2′: dịng điện rotor quy đổi về stator
İ1 : dịng điện stator khi động cơ kéo tải
İ2 : dòng điện rotor khi động cơ kéo tải
İo : dòng điện stator lúc khơng tải

1.4.2 mơ hình mạch của động cơ khơng đồng bộ 3 pha
mơ hình mạch(hay sơ đồ thay thế) là mạch điện thay thế của máy động cơ
điện.từ phương trình (1.3),(1.4) và (1.5) ta có sơ đồ mạch điện như sau:
R1

R2
s

X1

I1

X′2

I2
I0

U1

Rth
Xth
(sơ đồ chính xác)

I1

R1

R2
s

X1

6

X′2


I0

R0

I′2

U1
X0

(sơ đồ gần đúng)
Từ sơ đồ gần đúng ta có phương trình dịng điện:
U1

I2′ =

( R1 

R2
)  ( X 1  X 2 )
s

(1.6)

1.5. Đặc tính làm việc của động cơ khơng đồng bộ 3 pha
Đường đặc tính cho biết chế độ và khả năng giới hạn làm việc của động
cơ đó là biểu thức nói lên sự phụ thuộc các đại lượng vào cơng suất hữu ích trên
trục động cơ :
1.5.1. Tốc độ quay: n = f(p2)
Theo công thức (1.2): n =

60 f
(1-s)

p

Ta thấy: khi tải tăng, công suất p2 trên trục động cơ tăng, mômen cản tăng lên,
suy ra: hệ số trượt tăng lên, tốc độ quay của động cơ sẽ giảm xuống.
1.5.2. Hiệu suất: η = f(p2)
p2

p2

η = p = p  p
1
1
trong đó:

p = p 2  p1

p1: là công suất điện động cơ tiêu thụ của lưỡi điện.
p2: là cơng suất hữu ích trên trục động cơ

7


1.5.3. Hệ số cơng suất: cosφ = f(P2)
Ta có: cosφ =

P1
=
S

p1

2

p1  Q1

2

P1: là công suất tác dụng (điện) động cơ tiêu thụ để biến đổi sang công
suất cơ p2.
Q1: là công suất phản kháng mà động cơ tiêu thụ để tạo từ trường cho
máy.
Như vậy, trong chương này chúng tôi đã hệ thống những nét cơ bản của
động cơ không đồng bộ 3 pha. Sau đây chúng tôi sẽ bước vào nghiên cứu vấn đề
trọng tâm của đề tài “khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha”

CHƯƠNG II: KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA
2.1. Vấn đề khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha.
2.1.1. Vấn đề đặt ra khi khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha.
Khởi động động cơ là chuyển rotor từ trạng thái đứng yên sang trạng thái
chuyển động.
n2

Từ công thức (1.1) ta có hệ số trượt: s = n =
1

n1  n
n1
n

1
Khi bắt đầu khởi động rotor đứng yên, tức n = 0  s = n = 1

1

U1

Từ công thức (1.6): I2′ =

( R1 

R2
)  ( X 1  X 2 )
s

8


U1

Khi mở máy: s = 1 nên ta có: Imở =



  R1  R2   ( X 1  X 2)  (2.1)


Ở động cơ: 0 < s < 1  Z =   R1 



R2 
  ( X 1  X 2 

s 


giảm xuống khi s tăng,hơn nữa: U1 = const = 220 V
Suy ra: Dòng điện mở máy: I mở tăng lên và đạt giá trị rất lớn so với giá trị định
mức: I mở = 5÷7 Iđm
Ví dụ:
Một động cơ điện khơng đồng bộ ba pha,rotor dây quấn,R1=0,46  ,
X1=2,24  , kdq1=0,932, w1=192 vòng, R2=0,02  , X2=0,08  ;kdq2=0,955; w2=36
vòng.dây quấn rotor dấu tamgiacs vào mạng điện 220v; f=50 Hz; số pha
m1=m2=3.khi động cơ hoạt động ở chế độ định mức s = 0,02. ta sẽ tính dịng
điện mở máy khi động cơ làm việc ở chế độ định mức và khi khởi động để thấy
được dòng khởi động lớn so với dòng định mức như thế nào?
Giải:
w1 k dq1

192.0,932

Hệ số qui đổi sức điện động: ke = w k = 36.0,955 = 5,2
2 dq 2
m1 w1 k dq1

3.192.0,392

Hệ số qui đổi dòng điện: ki = m w k = 3.36.0,955 = 5,2
2 2 dq 2
Hệ số qui đổi tổng trở: k =ki.ke = 5,2.5,2 = 27,04
Điện trở rotor qui đổi về stator : R′2 = k.R2 =27,04.0,02 = 0,54 
Điện kháng rotor qui đổi về stator: X′2 = k.X2 = 27,04.0,08 = 2,136 

9


U1

ở chế dộ định mức: s = 0,02  Ikđ = I2′(s=0,02) =

( R1 

R2
=
)  ( X 1  X 2 )
s

220
(0,46 

0,54
)  (2,24  2,136) =7,9 (A)
0,02

khi khởi động(s = 1):
220

Imở = I2′(s=1) =

(0,46 

0,54
= 48,73

)  (2,24  2,136)
1

(A)

48,73

ta thấy: Imở = 7,9 Ikđ = 6,2 Ikđ dòng khởi động là rất lớn so với dòng định mức.
Vì vậy, vấn đề đặt ra cho khởi động động cơ ở đây là gì? Đấy chính là
Làm sao giảm được dịng điện mở để khi khởi động khơng làm ảnh hưởng đến
quá trình làm việc của động cơ.để giảm dịng điện mở chúng tơi sẽ trình bày một
số pương pháp ở mục 2.2,cịn sau đây chúng tơi sẽ nói đến một số yêu cầu của
việc khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha:
2.1.2. Yêu cầu khi khởi động động cơ khơng đồng bộ 3 pha.
Trong q trình mở máy động cơ, mơmen mở máy sẽ được tính chủ yếu
nhất trong những đặc tính mở máy. Muốn máy quay được thì mơmen mở máy
phải lớn hơn mơmen tải tĩnh và mơmen qn tính.
M – Mc = Mj = J
Trong đó:

dw
.
dt

M: mơmen điện từ
Mc: mơmen cảm

10

Mj: mơmen qn tính của động cơ
J = GD²/4g :hằng số quán tính
g = 9,8 m²/s ; w: tốc độ góc của rotor.
Nếu mơmen khởi khởi động lớn hơn mơmen cản thì động cơ khơng khởi
động được; nếu khởi động được sẽ làm tăng Ikđ >Iđm làm cho máy nóng, hư hại
thiết bị…
Đồng thời mômen động cơ khởi động phải đủ lớn để thời gian mở máy
trong phạm vi cho phép.
Khi mở máy, rotor đang đứng yên, s = 1 nên dòng mở:
Imở =

U1

  R1  R2   ( X 1  X 2) 

Dòng khởi động lớn hơn Iđm 5÷7 lần nên làm nóng máy, điện áp lưới giảm sút.
Xung dây lớn làm cho dây giản và thanh cái nóng chảy.
*Ảnh hưởng của các thơng số:
+ Điện áp không định mức:
Trường hợp gặp nhiều tronhg thực tế: U < Uđm .ta biết: M ≈ U² nên
mômen sẽ giảm xuống bình phương lần so với điện áp.đồng thời

U≈

E ≈ Φ nên khi đó : nếu U giảm thì E và Φ cũng giảm với mức độ như vậy.nếu
mômen tải khơng đổi thì dịng điện khởi động phải tăng lên,làm máy phát
nóng .về mặt tổn hao điện áp có ảnh hưởng.tổn hao trong lõi théo giảm đi ≈ tỉ
lệ với bình phương điện áp tổn hao dịng trong rotor tăng lên tỉ lệ với bình
phương dịng điện.
11

+tần số không định mức:
Xết tổng hợp khi tăng tần số: f1 > fđm
Mth =

3P 2U 2
8Lf 1

2

Khi f tăng  M ↓(U không đổi)  Uth = 1/f1²
Trường hợp: f1< fđm (U khơng đổi) dịng điện động cơ sẽ tăng lớn.vì vậy khi
giản f thì cũng cần giảm U sao cho động cơ sinh ra mômen như trong chế độ
định mức.
+ảnh hưởng mạch điện trở rotor:
Đối với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn người ta dùng thêm điện
trở phụ R2f vào mạch rotor thẳng nhằm hạn chế dịng khởi động. khi đua R2f
vào rotor thì w1=const; Mth =const.
Suy ra: Rth =

Ta có: I2′ =

R2  R2 f
X1  X 2

 R2f tăng thì Rth tăng.

2

Uf

 R  R   R 
1

2

2f

2

 ( X 1  X 2 ) 2



Khi R2f tăng thì dịng điện Ikđ giảm .trong 1 phạn vi nhất định Sth = 1 thì
mơmen mở máy cực đại.vì vậy căn cứ vào điều kiện khởi động và đặc điểm
của phụ tải mà chọn điện trở cho phù hợp.
Nói chung do tính chất tải ,tình hình lưới điện và yêu cầu mở máy đối với
động cơ cũng khác nhau.có khi u cầu mơmen lớn,có khi u cầu hạn chế
dịng điện mở,có khi là cả hai.cho nên để tránh tổn hao,hư hỏng cho động cơ,
nền móng nhà máy…chúng ta cần chú ý những yêu cầu khởi động động cơ
không đồng bộ như sau:
12


+mômen mở máy phải lớn để thắng mômen của tải lúc mở máy.
+dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt để điện áp lưới điện không bị sụt

áp

và ảnh hưởng tới các thiết bị khác.
+mômen động cơ phải đủ lớn để thời gian mở máy trong phạm vi cho phép.
+tổn hao cơng suất trong q trình mở máy càng nhỏ càng tốt.
+Phương pháp và thiết bị dùng đơn giản, rẻ tiền…
Đó là những yêu cầu đặt ra khi khởi động cơ khơng đồng bộ ba pha.sau
đây chúng tơi sẽ trình bày một số phương pháp mở máy như sau:
2.2 các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha.
Phương pháp đơn giản nhất là mở máy trực tiếp tức là đóng trực tiếp động
cơ điện vào lưới điện.đối với phương pháp này dòng điện mở máy lớn làm tụt
điện áp mạng điện rất nhiều nếu quán tính của máy lớn, thời gian mở máy sẽ rất
lâu,có thể làm cháy cầu chì bảo vệ,vì thế phương pháp này chỉ dùng với động cơ
có cơng suất nhỏ,cịn đối với động cơ có cơng suất lớn thì phải dùng 1 số
phương pháp sau đây
2.2.1 phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu.
Máy biến áp tự ngẫu là máy biến áp có khả năng tự thay đổi được biến áp
đầu ra.ở đây bên điện áp cao đươc nối với lưới điện,bên hạ áp đươc nối với động
cơ điên.

13


Hình 2

Khi khởi động đóng D1;D2 và D3 mở. khởi động xong đóng D2,D3. gọi tỉ số
biến đổi điện áp của máy biến áp tự ngẫu T là: kt (kt ‹1) thì:
U k

= kt.U1 trong đó: Uk′ :điện áp nối với động cơ.
U1 :điện áp nối với lưới điện.

Do đó,dịng mở máy và mômen mở máy là: Ik′ = kt.Ik
Mk′ = kt².Mk
14


Gọi dòng điện lấy vào từ lưới điện là I1 thì : I1 = kt.Ik' =kt².Ik
+ưu điểm: dịng điện khởi động giảm được kt² lần, nên phương pháp này
được sử dụng nhiều trong các động cơ có cơng suất lớn. phương pháp khởi động
này có nhiều ưu điểm so với phương pháp khác trong cùng nguyên tắc khống
chế điện áp đưa vào động cơ và hạn chế dòng điện, dùng biến áp tự ngẫu đảm
bảo momen mở máy lớn nhất ở một giới hạn dịng điện đã cho do đó quy trình
mở máy diễn ra nhanh
hơn. Phương pháp này rất ít hao phí điện năng và có hiệu suất đạt cao hơn.
+nhược điểm: mômen giảm xuống kt² lần.thiết bị phức tạp,giá thành cao
mức độ an tồn điện thấp,khơng kinh tế và thang cơng suất để điều chỉnh cịn bị
giới hạn.

2.2.2 phương pháp dùng cuộn kháng

15


Khi mở máy mạch điện stator đặt nối tiếp với một cuộn kháng.

Hình 3
Khi mở máy đóng D1,mở D2.sau khi khởi động xong đóng D2 thì điện
kháng này được nối ngắn mạch.điều chỉnh chỉ số của điện kháng thì có thể có
16

dịng điện mở máy cần thiết.do đó điện áp giáng trên điện kháng nên đienj áp
mở máy trên đầu cực động cơ điện Uk′ sẽ nhỏ hơn điện áp lưới U1.
Gọi dịng điện mở máy và mơmen mở máy trực tiếp là: Ik và Mk .sau khi
mở điện kháng vào thì dịng mở này cịn lại là:
Ik′ = k.Ik (k ‹ 1)
Nếu cho rằng khi hạ điện áp mở máy tham số của máy điện khơng đổi thì
khi dịng điện mở nhỏ đi,điện áp đầu vào tải sẽ là:
Uk′ = k.U1
Vì mơmen mở máy tỉ lệ với bình phương điện áp nên lúc đó ta có:
Mk′ =k².Mk
+ưu điểm: giảm được dòng điện mở máy xuống k lần ;thiết bị nở máy đơn
giản, dùng để khởi động những động cơ công suất trung bình và lớn vì cuộn
kháng có độ bền cao chịu được tác động của môi trường. Hơn nữa, việc chế tạo
cuộn kháng đơn giản hơn, kinh tế hơn vì ít tốn kém thiết bị, giá thành hạ.
+nhược điểm: khi giảm được dịng điện mở này thì mơmen mở máy ũng
giảm xuống bình phương lần.
2.2.3 phương pháp mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào rotor
Đặc tính mơmen khi thêm điện trở vào rotor để mở máy:

17


Phương pháp này chỉ áp dụng với những động cơ điện rotor dây quấn vì đặc
điểm của loại động cơ này là có thể thêm điện trở vào cuộn dây rotor. khi điện
trở rotor thích đáng thì sẽ được trạng thái mở máy thích đáng lý tưởng.
Sau khi máy đã quay để duy trì mơmen điện từ nhất định. Trong quá trình
mở máy ta cắt đầu điện trở thêm vào rotor làm cho quá trình tăng tốc của động
cơ thay đổi từ đường: M = f(s) này sang đường M = F(s) khác (từ đường
4→3→2) và sau khi cắt trục bộ điện trở thì sẽ theo đường 1 tăng trước đến điểm

làm việc.
+ Ưu điểm: Dùng phương pháp này sẽ có được mơmen mở máy lớn, đồng
thời có được dịng điện mở máy nhỏ.
+Nhược điểm: Chế tạo phức tạp, giá thành cao, bảo quản khó khăn, hiệu
suất máy thấp.
2.2.4. Phương pháp đấu Y − ∆

18


Những máy làm việc bình thường đấu ∆ khi mở máy ta đổi thành Y. Như
vậy, đưa vào hai đầu mỗi pha chỉ còn U1/ 3 . Sau khi máy đã chạy ổn định đổi
lại đấu ∆

Hình 4
Khi mở máy đóng D1 và D2 (đóng về phía dưới) động cơ sẽ được đấu hình Y.
Khi máy đã chạy ổn định đóng D2 (đóng lên phía trên) động cơ được đấu hình ∆.
Phương trình khi đấu kiểu hình Y:
Ukt =

1
3

.U1

19


Ikt′ =

Mk′ =

1
3

.Ik

1
3

.Mk

Khi đấu kiểu hình ∆: I1 = 3 . Ik

suy ra: Ikt′ = Ik/3.

+Ưu điểm: dòng điện và mơmen mở máy giảm 3 lần dịng điện và
mơmen mở máy trực tiếp, phương pháp đơn giản.
+Nhược điểm: phương pháp này chỉ thích ứng với những máy làm việc
bình thường khi đấu hình ∆.mơmen giảm 3 lần nên khơng thích hợp cho các
máy yêu cầu momen khởi động lớn. Sự thay đổi dòng điện đột ngột khi chuyển
từ mạch Y sang ∆ có thể làm bộ bảo vệ tác động. Khi đổi nối,có khoảng thời
gian dịng điện bị gián đoạn.
2.2.5 phương pháp nối thêm tụ điện song song với động cơ
Khi nối tụ điện có điện dung C song song với cuộn dây có hệ số tự cảm là L.
1
jC
Zl.Zc
Z=
=

1
Zl  Zc
jL 
jC
jL

Khi đó,tổng trở của mạch là:

Độ lớn(mơđun) cả tổng trở là: Z =

L
 LC  1
2

(2)

theo (2) thì tổng trở tăng khi C tăng và tăng cho tới khi xảy ra hiện tượng cộng
hưởng.
Do động cơ tải có tính chất cảm nên nếu ta nối thêm 1 tụ điện song song
với động cơ thì tụ điện sẽ được nâng cao,do đó dịng điện khởi động sẽ giảm
đi.
20


+ưu điểm: giảm đươc dịng khởi động,đơng thời làm điện áp ổn định
hơn.măt kác tụ điện mở máy không tiêu thụ công suất tác dụng nên hiệu quả sử
dụng năng lượng được cải thiện.phương pháp này đơn giản.
+nhược điểm: nối thêm tụ làm mạch trở nên phức tạp hơn.
2.2.6 Mở máy bằng bộ biến đổi Thyristor.
+Nguyên lý: dựa trên việc thay đổi (tăng dần) điện áp đặt vào động cơ trong q

trình mở máy bằng cách điều khiển góc mở của trirstor. lắp đặt bộ điều chỉnh 3
pha của Triristor được bố trí như hình vẽ 5 là một sơ đồ phổ biến nhất. Mỗi pha
gồm 2 Triristor mắc song song và ngược nhau:

Hình 5
21


Tại pha a: triristor T1 đấu song song và ngược T4. Tại pha b và c cũng mắc tương
tự như với pha a. Khi mở máy, sau khi đóng mạch điều khiển thì điện áp đặt vào
động cơ một điện áp Ud < Udm các Triristor thông và mở, mỗi Triristor dẫn dịng
trong ½ chu kì của điện áp. Điều khiển và thay đổi góc mở α của Triristor bằng
(bộ tạo xung) có thể điều khiển điện áp từ 0 đến điện áp định mức tương ứng với
góc mở từ 0 đến 1800, nghĩa là góc mở α của Triristor tăng lên thì điện áp đặt
vào động cơ giảm, tiếp tục điều
chỉnh điện áp điều khiển để tốc độ của động cơ đạt đến tốc độ định mức.
+Ưu điểm: dòng mở máy khi dùng bộ khởi động mềm nhỏ hơn dòng mở máy
trực tiếp, tổn thất trong bộ biến đổi không đáng kể. Bộ điều khiển mềm đặt điện
áp vào động cơ có khả năng tự động hố cao. Kích thước, trọng lượng gọn.
+Nhược điểm: dòng điện cũng bị giảm đi tương tự như biến áp tự ngẫu. Điện áp
không sin, sóng hài bậc cao lớn. Độ tin cậy của thiết bị điện tử, phần tử điều
khiển bị ảnh hưởng của môi trường, đặc biệt đây là trạm bơm thủy nơng có mơi
trường ẩm, bụi. Thao tác về điều khiển phức tạp, địi hỏi người vận hành có trình
độ.

22


2.2.7 Mở máy bằng bộ biến tần
So với các phương pháp đã nêu trên thì phương pháp biến tần là phương

pháp mới nhất và đươc sử dụng phổ biến trong các động cơ ngày nay.
+Nguyên lý: thay đổi tần số của điện áp đặt vào stato của động cơ để điều chỉnh
tốc độ cũng như momen của động cơ.
Từ phương trình điện áp: e1 = k.Φf1 = U1- I1.Z1 nếu bỏ qua sụt áp trên các cuộn
dây stato thì có: . Khi giảm tần số f1 thì điện áp U1 cũng giảm theo.
+Ưu điểm: phương pháp này hiệu suất rất cao, điện áp ra gần hình sin. Đây là
phương pháp điều khiển tối ưu.
+Nhược điểm: giá thành thiết bị cao và điều khiển phức tạp, yêu cầu người vận
hành có trình độ. Chịu ảnh hưởng của mơi trường: ẩm, bụi, nhiệt…

Như vậy,chúng ta thấy mỗi phương pháp khởi động thì đều có cái ưu và
nhược điểm của nó nên khi khởi động người ta có thể kết hợp các phương pháp
này với phương pháp kia để làm sao khởi động cơ một cách tốt nhất.

23


Kết luận

Như vậy,trong giới hạn đề tài này chúng tôi đã giới thiệu đã giới thiệu cho
các bạn biết về động cơ không đồng bộ 3 pha.những vấn đề đặt ra cho khởi
động,các yêu cầu và phương pháp để vận hành động cơ không đồng bộ 3 pha.ta
cũng biết mỗi phương pháp như vậy đều tồn tại hai mặt đó là ưu và nhược
điểm,do đó trong thưc tế người ta có thể kết hợp các phương pháp đó với nhau
để có được cái ưu nhiều hơn và hạn chế những nhược điểm nhằm có được
phương pháp mở máy có hiệu quả nhất và đồng thời trong thưc tế khởi động
người ta có một bảng điều khiển gồm các nút mà khi khởi dộng có thể bấm nút
này,khởi động xong bấm nút khác để đóng dịng khởi động khi đó động cơ làm
việc ở chế độ định mức.bảng điều khiển này có thể được chế tạo tự động làm
việc.

Vì lần đầu tiếp xúc với vấn đề nghiên cứu,mặt khác do khả năng và thời
gian có hạn nên bài viết khơng thể tránh khỏi những thiếu sót,sai lầm.do đó
chúng tơi mong muốn bạn đọc đóng góp ý kiến để bài viết đươc hoàn thiện hơn.

Xin cảm ơn!

24


MỤC LỤC
Trang
Mở đầu………………………………………………………………..1
chươngI: Tổng quan về máy điện không đồng bộ 3 pha…………………..3
1.1 khái niệm chung về máy điện không đồng bộ 3 pha…....................3
1.2 cấu tạo của máy điện không đồng bộ 3 pha……………………….3
1.3 nguyên lý hoạt động của động cơ điện khơng đồng bộ 3 pha……..4
1.4 mơ hình tốn và mơ hình mạch của động cơ khơng đồng bộ 3
pha…………………………………………………………………….5
1.5đặc tính làm việc của động cơ khơng đồng bộ 3 pha……...............7
chương II: khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha……………………...8
2.1 vấn đề khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha…………………8
2.1.1 vấn đề đặt ra khi khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha…….8
2.1.2 những yêu cầu khi khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha…10
2.2 các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha…….13
2.2.1 phương pháp dùng máy biến áp tự ngẫu……………………....13
2.2.2 phương pháp dùng cuộn cảm………………………………….16
2.2.3 phương pháp mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào
rotor……………………………………………………………...…..17
2.2.4. Phương pháp đấu Y − ∆……………………………...……….18
2.2.5 phương pháp nối thêm tụ điện song song với động cơ………..20

2.2.6 Mở máy bằng bộ biến đổi Thyristor…………………..………21
25