Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử - Chương 05: Động cơ không đồng bộ 3 pha

Nội dung text: Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử - Chương 05: Động cơ không đồng bộ 3 pha

1. 166 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 5.3.3 ĐẶC ĐIỂM CỦA TỪ TRƯỜNG QUAY : 5.3.3.1. VẬN TỐC CỦA TỪ TRƯỜNG QUAY : Vận tốc của từ trường quay được ký hiệu là n1 hay ndb, còn đươc gọi là vận tốc đồng bộ. Vận tốc này phụ thuộc :  Tần số f của nguồn điện cấp vào dây quấn stator.  Số đôi cực (p) của động cơ. Với các phương pháp trình bày trong các mục 5.3.1 và 5.3.2 về phương thức hình thành từ trường quay chúng ta rút ra các nhận xét như sau đối với máy điện chỉ có 2p = 2 cực: Với các dòng sin 3 pha cấp vào các bộ dây quấn theo (5.4), giá trị  trong các biểu thức của các dòng điện là tần số góc. Giá trị này quan hệ với tần số nguồn điện theo quan hệ:  2 .f (5.14) Với biểu thức (5.13) cho thấy từ cảm tổng hợp B là hàm điều hòa theo thời gian t, như vậy vector đặc trưng cho từ cảm tổng hợp là vector phase quay nhận giá trị  làm vận tốc góc. Như vậy giá trị này có quan hệ với vận tốc từ từ trường n1 theo quan hệ sau:  2 .n1 (5.15) Từ (5.14) và (5.15) ta suy ra với máy điện có 2p = 2 cực quan hệ giữa tần số nguồn điện cung cấp với số cực 2p thỏa quan hệ sau: fn 1 (5.16) Nói theo cách khác, khi dòng điện sin hoàn tất một chu kỳ thì từ trường quay đã quét qua đúng một khoảng bằng 2 cực từ của máy điện. Từ đó suy ra với máy có 2p = 4 cực, muốn từ trường quay quét qua trọn vẹn không gian tương ứng với 4 cực ta cần 2 chu kỳ của dòng điện hình sin cấp từ nguồn. Một cách tổng quát với máy điện có 2p cực quan hệ giữa tần số nguồn điện với vận tốc từ trường quay thỏa quan hệ sau: fp.n 1 (5.17) voøng Trong đó, p là số đôi cực từ; và . Nếu đổi đơn vị đo của vận tốc fHz n1 s voøng ta ghi lại như sau: n1 phuùt p.n f 1 (5.18) 60 5.3.3.2. CHIỀU QUAY CỦA TỪ TRƯỜNG : Chiều quay của từ trường phụ thuộc vào thứ tự pha của dòng điện cấp vào dây quấn stator. Khảo sát trên hình 5.18 và 5.19 ta rút ra nhận xét sau: Hướng của vector từ trường tổng B luôn luôn cùng hướng với vector từ trường tạo bởi bộ dây quấn nào đang cho dòng điện có giá trị cực đại (+ Im) hay giá trị cực tiểu ( Im) qua nó . Trong hình 5.18 đi dọc theo chu vi của stator ; các dòng điện qua các bộ dây có biên độ cực đại (+ Im) lần lượt theo thứ tự A,B,C ; chiều của từ trường quay hình thành quét qua các bộ dây theo thứ tự tương ứng A, B, C. Khi hóan vị hai trong ba pha nguồn cấp vào dây quấn stator, thứ tự của hệ thống thay đổi, nên chiều quay của từ trường sẽ đảo hướng ngược lại. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
2. 168 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 5.4.1.2. ĐỊNH LUẬT VỀ LỰC ĐIỆN TỪ : I Trong hình 5.22 trình bày một thanh dẫn thẳng mang I dòng điện i và được đặt trong từ trường B; theo định luật B Laplace thanh dẫn chịu tác dụng của lực điện từ F. Trong trường hợp tổng quát, phương của dòng điện i F và phương của B hợp nhau một góc có giá trị là , lực điện từ F F được xác định theo quan hệ sau: F B.I.L. sin (5.21) B Trong đó L là bề dài của thanh dẫn đang mang dòng HÌNH 5.22: Qui tắc bàn tay trái điện I . Khi phương của dòng điện I và phương của vector từ định hướng lực điện từ. cảm B hợp nhau góc 900 ; lực điện từ xác định theo quan hệ sau: F B.I.L (5.22) Hướng của lực điện từ F được xác định theo qui tắc bàn tay trái (hình 5.22) 5.4.2. NGUYÊN TẮC HỌAT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ CẢM ỨNG : Trong hình 5.23, trình bày mô Chieàu quay cuûa Töø tröôøng hình đơn giản của động cơ không töø tröôøng ñöùng yeân đồng bộ. Giả sử dây quấn trên stator B B tạo ra từ trường quay tròn (vector từ cảm tổng B quay tròn trong không gian với vận tốc n1). Dây quấn rotor nối tắt được mô tả đơn giản như là khung dây kín, trong hình 5.22 khung ROTOR ROTOR dây được biểu diễn bằng các mặt cắt ñöng yeân quay của hai thanh dẫn tạo thành khung dây.Từ trường quay tạo bởi dây quấn stator chuyển động và quét lên các thanh dẫn của rotor ; áp dụng chuyển động tương đối trong cơ học HÌNH 5.23: Áp dụng chuyển động tương đối giải thích ta có thể xem: trạng thái thanh dẫn nguyên lý họat động của động cơ không đồng bộ. rotor đứng yên và từ trường quay tròn (giả sử theo chiều kim đồng hồ); tương đương với trạng thái từ B trường đứng yên và thanh dẫn rotor TÖØ TRÖÔØNG B quay tương đối theo chiều ngược lại ÑÖÙNG YEÂN v e2 (chiều quay tương đối của thanh dẫn F rotor là chiều ngược kim đồng hồ). + Tóm lại khi khảo sát theo B chuyển động tương đối, thanh dẫn ROTOR rotor quay tròn và cắt đường sức QUAY từ trường, trên thanh dẫn hình thành e2 v sức điện động cảm ứng e2. Tốc độ quay tương đối của thanh dẫn bằng F tốc độ của từ trường quay là n1. Vì rotor ngắn mạch nên sức điện động e2 sẽ tạo ra dòng cảm ứng i2 trong các thanh dẫn. HÌNH 5.24: Sức điện động sinh ra trong thanh dẫn rotor. Giả sử trên rotor chỉ có hai thanh dẫn, hướng của dòng cảm ứng sinh ra trên mỗi thanh dẫn trình bày trong hình 5.24 . Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
3. 170 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 Tương tự như máy biến áp, dây quấn stator xem là dây quấn sơ cấp, khi cấp dòng hình sin qua dây quấn stator mỗi pha dây quấn tạo thành từ thông đập mạch với biên độ là m . Từ thông này biến thiên theo thời gian nên hình thành các sức điện động cảm ứng trên mỗi pha dây quấn . Sức điện động cảm ứng hiệu dụng trên mỗi pha dây quấn xác định theo quan hệ sau: E,.f.N.K.1111 444 dq m (5.25) Trong đó : N 1 : tổng số vòng một pha dây quấn stator. Kdq1 : hệ số dây quấn một pha stator, tính đến sự phân bố dây quấn trên một cặp cực từ Trên dây quấn stator , Töø thoâng chính Töø thoâng taûn raõnh stator Töø thoâng taûn taïp stator chúng ta cần để ý đến các thành phần : Điện trở nội R1 của mỗi pha dây quấn . STATOR Thành phần điện kháng tản từ đặc trưng cho từ thông tản ( thành phần từ thông ROTOR tạo nên do dây quấn stator, khép kín mạch trên dây quấn stator nhưng không móc vòng qua rotor) . Các thành phần từ thông tản trong máy điện quay Töø thoâng taûn taïp rotor gồm có từ thông tản trong rãnh Töø thoâng taûn raõnh rotor và từ thông tản tạp (hình 5.25). HÌNH 5.25: Phân bố từ thông tản trong rãnh stator và rotor Gọi xt1 là thành phần điện kháng tản từ mỗi pha dây quấn stator. Phương trình cân bằng áp viết cho một pha dây quấn phía stator được viết như sau: VE11 (Rj.X).I11 t 1 (5.26) Phương trình này đúng cho trường hợp động cơ vận hành ở chế độ không tải cũng như khi động cơ mang tải . Khi tải trên trục động cơ thay đổi, dòng điện I1 thay đổi giá trị tương ứng. 5.5.2. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ÁP Ở ROTOR: Khi khảo sát phương trình cân bằng áp phía rotor, ta chia ra các trường hợp sau :  Trường hợp rotor đứng yên không quay.  Trường hợp rotor quay. Trong mỗi trường hợp điều quan trọng cần chú ý: sự thay đổi f2: tần số dòng điện rotor và các thông số mạch phía rotor. 5.5.2.1. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG ÁP ROTOR (LÚC ROTOR ĐỨNG YÊN): Khi rotor đứng yên, từ trường quay quét qua dây quấn rotor hình thành sức điện động cảm ứng E2 trên mỗi pha dây quấn rotor. Sức điện động rotor này cùng tần số với sức điện động phía stator: E2222 444 , .f .N .Kdq . m (Rotor ñöùng yeân) (5.27) f21 f (Rotor ñöùng yeân) (5.28) N2 : tổng số vòng một pha dây quấn rotor. Kdq2 : hệ số dây quấn của một pha rotor. . Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
4. 172 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 Phương trình cân bằng áp phía rotor (khi rotor đang quay): E22s (R22 j.Xts ).I (Rotor ñang quay, taàn soá f 2 ) (5.33) THÍ DỤ 5.2: Với động cơ trong thí dụ 5.1, xác định tần số phía rotor khi động cơ đang tải định mức. GIẢI Với hệ số trượt của động cơ tại lúc mang tải định mức là s = 0,05 ; áp dụng quan hệ (5.30) suy ra tần số phía rotor lúc tải định mức là f21 s.f (Khi rotor ñang quay) f,2 005 50 25 ,Hz 5.5.3. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG DÒNG ĐIỆN : 5.5.3.1.TỐC ĐỘ TỪ TRƯỜNG QUAY STATOR VÀ TỪ TRƯỜNG QUAY ROTOR KHI ĐỘNG CƠ QUAY: Khi bố trí trên stator dây quấn ba pha và cấp dòng điện 3 pha có tần số f1 vào dây quấn, 60f từ trường quay có tốc độ quay là n 1 . Dưới tác dụng của từ trường quay, rotor quay 1 p theo cùng chiều với từ trường quay, tốc độ quay của rotor là n2 = n1(1 s ) ; tần số dòng điện trong rotor là fs.f21 . Với động cơ rotor lồng sóc (dạng rotor có dây quấn nhiều pha) ; khi có dòng cảm ứng qua dây quấn rotor, trên rotor cũng hình thành từ trường quay tròn với vận tốc quay là nr . Vận tốc của từ trường quay tạo bởi rotor tỉ lệ thuận với tần số rotor và tỉ lệ nghịch với số đôi cực tạo bởi dây quấn trên rotor. Áp dụng quan hệ (3.15) ta suy ra tốc độ quay của từ trường quay hình thành trên rotor. 60.f 60 .s.f 60 f ns 211 . r pp p (5.34) ns.nr 1 Khi rotor đang quay vói vận tốc là n2 và mang theo từ trường quay tạo bởi rotor có vận tốc là nr này , suy ra vận tốc của từ trường quay tạo bởi dây quấn rotor so tương đối với tốc độ từ trường quay tạo bởi dây quấn stator là (n2 + nr). Suy ra: nnn.(s)s.n 1 21r 1 (5.35) nnn21 r Tóm lại : Vận tốc của từ trường quay (tạo bởi dây quấn stator) và tốc độ của từ trường quay (tạo bởi dây quấn rotor) bằng nhau 5.5.3.2.PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG DÒNG (KHI ĐỘNG CƠ ĐANG QUAY): Lý luận tương tự như khi khảo sát nguyên lý của máy biến áp; từ trường (hay từ thông) quay stator được tạo bởi sức từ động stator khi có dòng 3 pha qua các pha dây quấn stator .Khi rotor mang tải, dòng điện qua dây quấn rotor hình thành sức từ động rotor có tínhchất đối kháng với sức từ động stator. Hiện tượng đối kháng này sẽ cân bằng và đảm bảo sức từ động tổng luôn luôn không đổi và bằng với sức từ động hình thành do dây quấn stator lúc không tải. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
5. 174 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 Chia hai vế quan hệ (5.37) cho s, ta được: R2 E(22 j.X).I (5.38) s t2 j.X R1 j.X t1 TÖØ TRÖÔØNG QUAY t2 Từ quan hệ  (5.38) cho thấy các + R I10 + 2 I1 - thông số mạch rotor S I2 đã được qui đổi về IC Im ROTOR QUAY tần số f1, mạch điện V1 E2 tương đương của E1 R j.X n 0 C m 2 động cơ lúc này s 1 được trình bày trong - + - hình 5.28. MAÏCH STATOR TAÀN SOÁ f1 MAÏCH ROTOR TAÀN SOÁ f1 HÌNH 5.28: Mạch tương đương 1 pha lúc rotor quay và tần số rotor qui về f1 5.6.2. QUI ĐỔI MẠCH ROTOR VỀ STATOR : Sau khi qui đổi mạch rotor từ tần số f2 sang tần số f1 , muốn qui đổi mạch rotor về phía stator, ta căn cứ vào các phương trình cân bằng áp và dòng (5.25), (5.27) và (5.38). Phương pháp và cơ sở qui đổi thực hiện tương tự như đã trình bày trong bài máy biến áp. Căn cứ vào các biểu thức sức điện động hiệu dụng của mỗi pha dây quấn phía stator và rotor suy ra tỉ số biến đổi Kbd như sau : 444, .f.N.K . N.K E1 11dq 1 m 1 dq 1 Kbd (5.39) E2444 , .f 122 .N .Kdq . m N 22 .K dq Từ (5.36) suy ra : N.K22dq I.II1210 N.K 11dq Đặt : N.K22dq I 2 I' . I 2 (5.40) 2 N.K K 11dq bd Đặt : E'22 Kbd .E (5.41) Từ quan hệ (5.38), nhân 2 vế cho Kbd suy ra : R2 K.E22 K.( j.X).I ba ba s t2 2 RI'22 K.Eba2 K ba .( j.X).t2 (5.42) sKba Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
6. 176 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 5.7. GIAN̉ ĐỒ PHÂN BỐ NĂNG LƯƠNG̣ – HIÊỤ SUÂT́ CUẢ ĐÔNG̣ CƠ: STATOR ROTOR P1 COÂNG SUAÁT CÔ RA Pmq COÂNG SUAÁT CÔ COÂNG SUAÁT ÑIEÄN TÖØ P2 Pcô COÂNG SUAÁT ÑIEÄN Pñt (ÑAÕ TRÖØ MA SAÙT CÔ) P1 CAÁP VAØO STATOR TOÅN HAO MA SAÙT CÔ TOÅN HAO ÑOÀNG ROTOR Pmq TOÅN HAO ÑOÀNG STATOR Pj2 TOÅN HAO THEÙP Pj1 P2 Pth HÌNH 5.31: Giản đồ phân bố năng lượng trong động cơ không đồng bộ. Từ mạch điện tương đương trong hình 5.30 suy ra các thành phần công suất từ dòng năng lượng cấp vào động cơ như sau: CÔNG SUẤT ĐIỆN CUNG CẤP VÀO ĐỘNG CƠ (THÔNG QUA DÂY QUẤN STATOR): P.V.I.cos1111 3 (5.56) Trong đó : V1 : điện áp pha cấp vào mỗi pha dây quấn stator. I1 : dòng qua mỗi pha dây quấn stator. cos 1 : hệ số công suất mỗi pha dây quấn stator. TỔN HAO THÉP 2 P.R.Ith 3 C C (5.57) TỔN HAO TRÊN DÂY QUẤN STATOR (TỔN HAO ĐỒNG STATOR): 2 P.R.Ij111 3 (5.58) CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CHUYỂN TỪ STATOR SANG ROTOR: PP(PP)ñieän töø 11th j rr' (5.59) P 33 . 22 .I '22 . .I ñieän töø ss22 TỔN HAO TRÊN DÂY QUẤN ROTOR (TỔN HAO ĐỒNG ROTOR): 22 P.R'.I'.R.Ij22222 33 (5.60) CÔNG SUẤT CƠ TRÊN TRỤC CỦA ĐỘNG CƠ (CHƯA TRỪ ĐI TỔN HAO MA SÁT CƠ QUẠT GIÓ) 11 ss22 P.R' I'.R Icô 332222 (5.61) ss CÔNG SUẤT CƠ RA TRÊN TRỤC ĐỘNG CƠ (ĐÃTRỪ TỔN HAO MA SÁT CƠ QUẠT GIÓ) Trong trường hợp có tính đến tổn hao ma sát cơ khí do ổ bi, quạt gió công suất ra thực sự trên trục của động cơ là P2 , ta có: PPP2 cô ma saùt cô (5.62) Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
7. 178 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 5.8. ĐĂC̣ TINH́ CƠ CUẢ ĐÔNG̣ CƠ KHÔNG ĐÔNG̀ BÔ:̣ 5.8.1. BIỂU THỨC TỔNG QUÁT CỦA MOMEN: Momen có thể hiểu là năng lượng cấp cho một vật để vật thực hiện chuyển động quay quanh một trục một góc bằng 1 rad. Với động cơ điện, gọi P2 là công suất cơ cấp đến trục của động cơ đang quay với vận tốc là n2 ; M là momen cơ trên trục của động cơ và 2 là vận tốc quay góc; ta có định nghĩa của momen như sau: PP M 22 (5.67)  222 .n Trong đó đơn vị của các đại lượng là: PW ; n voøng ; MNm . 2 2 s Trong trường hợp đơn vị đo của n voøng quan hệ (5.67) được viết lại như sau: 2 phuùt 60.P P M,. 22955 (5.68) 2 .n22 n THÍ DỤ 5.4: Với động cơ không đồng bộ ba pha: 100HP có tốc độ định mức 1445 vòng/phút và 1 HP = 746W ; tại lúc tải định mức momen định mức trên trục động cơ là: 100 746 M,. 955 493Nm 1445 5.8.2. MOMEN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ : Khi xem như tổn hao ma sát cơ không đáng kể, Momen cơ ra trên trục động cơ được xác định theo quan hệ sau đây : 1 s 2 3R'22 . .I' Pcô s M,.,.2 955 955 (5.69) nn22 Ta viết lại như sau: P R' 1 s M,.,. 955cô 9553 2 .I'.2 (5.70) 22 nsn22 Theo định nghĩa của hệ số trượt ta có: n 11 s 2 1 s Hay: (5.71) n1 nn21 Thế quan hệ (5.71) vào (5.70), suy ra: R' 3 2 .I '2 s 2 P Pcô ñieän töø M,.,.2 955 955 955 ,. (5.71) nn21 n 1 Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
8. 180 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 Từ mạch tương đương hình 5.31, suy ra : V1 I'2 (5.77) 2 R' RX 2 2 1 n s Biểu thức xác định momen điện từ xác định như sau : R' 2 2 9553, V s M. 1 (5.78) ñieän tö n 2 1 R' RX 2 2 1 n s 5.8.4. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ : Đặc tính cơ của động cơ là đồ thị hay đường biểu diễn trình bày quan hệ giữa momen theo tốc độ quay. Đối với động cơ không đồng bộ vì độ trượt s phụ thuộc vào tốc độ quay n2 của rotor, nên có thể xem đặc tính cơ là quan hệ giữa hàm momen quay theo biến số độ trượt s . Khi xem các thông số của các phần tử trong mạch tương đương của động cơ là hằng số; áp pha nguồn V1 cấp vào stator không thay đổi giá trị ; ta khào sát hàm momen điện từ theo độ trượt s từ đó suy ra đồ thị của đặc tính cơ. MIỀN XÁC ĐỊNH  Khi rotor đứng yên , tại thời điểm động cơ bắt đầu khởi động , ta có n2 = 0 , suy ra s = 1 .  Khi rotor quay không tải, tốc độ quay xấp xỉ tốc độ từ trường quay n2  n1 , giá trị của s 0.  Miền xác định của s (0,1] . ĐẠO HÀM 2 u R' R' Hàm momen điện từ theo độ trượt s có dạng , với u 2 ; vR 2 X2 1 n v s s dM vu' uv ' Suy ra : dt  . Ta chỉ cần quan tâm đến tử số của đạo hàm, ta có: ds v2 2 R'22 R' 2 R' 2 R' 22 R' vu' uv ' R11 Xn 2 R. ss22 sss 2 R'22 R' 2 R' 22 R' vu' uv ' R11 Xn 2 .R s2 sss 2 R'22 22R' vu' uv ' R1 Xn s2 s Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
9. 182 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 1./ Tần số của rotor . 2./ Dòng điện định mức cấp vào stator động cơ . 3./ Công suất điện từ khi biết tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% tổng tổn hao của động cơ ; tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao. 4./ Tổn hao đồng rotor và stator suy ra điện trở mỗi pha dây quấn stator. GỈAI: 1. TẦN SỐ CỦA ROTOR KHI TẢI ĐỊNH MỨC: Đông cơ có tốc độ định mức nđm = 980 vòng/phút ; khi vận hành tại tần số f = 50Hz ; suy ra số cực động cơ là 2p = 6 cực và tốc độ đồng bộ là n1 = 1000 vòng/phút. Hệ số trượt định mức của động cơ là : Idaây nn 1000 980 s, 1 ñm 002 Ipha n1 1000 Tần số dòng điện rotor lúc tải định mức là : fs.f,.21 00250 1 Hz Vdaây = 380 V 2. DÒNG ĐIỆN ĐỊNH MỨC ĐỘNG CƠ: Dòng định mức từ nguồn cấp vào động cơ lúc tải định mức được xác định theo quan hệ sau (khi cấp nguồn áp 3 pha với áp dây là 380V vào dây quấn stator đang đấu theo sơ đồ ). Pñm 55000 I,Añmdaây 103 92 3V.ñm ñm .cos ñm 3 380 0 , 935 0 , 86 Dòng pha định mức qua mỗi bộ dây quấn lúc tải định mức là: I 103, 92 ñm I,Añmpha 59 99  60 33 3. CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CHUYỂN TỪ STATOR SANG ROTOR: Tổng tổn hao của động cơ: Pñm 1 Toånhao P P P P 1  ñieän ñm ñm ñm 1  Toånhao 55000 1 3823,W 53 0, 935 Từ điều kiện, tổng tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% giá trị tổng tổn hao, suy ra: P 15 % Toånhao 0 , 15 3823 , 53 573 , 53 W mq  Công suất cơ (khi chưa trừ đi ma sát cơ): PPPcô ñm mq 55000 573, 53 55573 ,W 53 Tại tải định mức, ta có hệ số trượt s = 0,02 ; từ đó suy ra công suất điện từ cấp vào rotor: P 55573, 53 P,W cô 56707 68  56708 dt 11002 s, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
10. 184 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 BÀI TẬP CHƯƠNG 5 BÀI TẬP 5.1 Cho động cơ không đồng bộ 3 pha : 25 hp, 6 cực, 60 Hz có rotor dây quấn; điện trở và điện kháng tương đương 1 pha là : R2 = 0,1 Ω/pha ; Xt2 = 0,54 Ω/pha. Điện áp đo trên mỗi pha rotor khi rotor bị chận là E2 = 150 V. Khi động cơ vận hành, nếu rotor quay với tốc độ là 1164 vòng/phút, xác định: a./ Tốc độ đồng bộ (tốc độ n1 của từ trường quay). b./ Hệ số trượt. c./ Tổng trở phía rotor lúc đang quay. d./ Dòng điện rotor. e./ Dòng điện qua dây quấn rotor khi thay đổi tải trên trục để có hệ số trượt s = 1,24 % f./ Tốc độ động cơ khi đạt điều kiện theo câu e. ĐÁP SỐ: a./ 1200 vòng/phút b./ s = 0,03 R2 o c./ Zj.X,R 338 920  d./ IR = I2 = 44,42 A s t2 o e./ IIR 2 18 , 6  3 83 A f./ 1185 vòng/phút BÀI TẬP 5.2 Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 25 hp, 4 cực, 60 Hz; 460 V (áp dây) có công suất điện từ cấp vào rotor là 14,58 kW. Tổn hao đồng là 263 W, tổn hao ma sát cơ quạt gió là 197 W. Xác định: a./ Tốc độ động cơ. b./ Công suất cơ cấp đến tải. c./ Momen cơ trên trục động cơ. ĐÁP SỐ: a./ 1767,6 vòng/phút b./ 14317 W c./ 77,35 Nm BÀI TẬP 5.3 Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 100 hp; 6 cực ; 60 Hz ; 230 V (áp dây) có hiệu suất là 91 % khi được cấp dòng dây hiệu dụng là 218 A . Cho tổn hao lỏi thép, tổn hao đổng stator và tổn hao đổng rotor lần lượt là : 1697 W ; 2803 W và 1549 W . Xác định: a./ Công suất điện cấp vào động cơ. b./ Tổng tổn hao của động cơ. c./ Công suất điện từ. d./ Tốc độ độngcơ. e./ Hệ số công suất của động cơ. f./ Tổn hao ma sát cơ + quạt gió. g./ Momen cơ ra trên trục . ĐÁP SỐ: a./ 81978 W b./ 7378 W c./ 77478 W d./ 1176 vòng/phút e./ HSCS = 0,83 f./ 1329 W g./ 605,8 Nm BÀI TẬP 5.4 Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 40 hp; 8 cực, 60 Hz, 2300 V (áp dây) vận hành 80 % tải định mức tại điện áp thấp hơn định mức 6 %. Hiệu suất và hệ số công suất của động cơ trong trạng thái này lần lượt là 85% và 90%. Tổn hao ma sát cơ và quạt gió là 1011 W , tổn hao đồng rotor là 969 W, tổn hao đồng stator là 1559 W. Xác định: a./ Công suất cơ trên trục. b./ Tốc độ động cơ. c./ Momen cơ ra d. Hệ số trượt. e./ Dòng dây từ nguồn cấp vào động cơ. f./ Tổn hao thép. Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009
11. 186 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009