Luận Văn Thạc Sĩ Về Mô Hình Mô Phỏng Và Khảo Sát Quá Trình Quá Độ Trong Máy Điện Quay Xoay Chiều

Tổng hợp kiến thức Mô Hình Mô Phỏng Quá Trình Quá Độ Trong Máy Điện Xoay Chiều, tiếp cận khoa học, hỗ trợ học tập và nghiên cứu hiệu quả trong chuyên

• Tác giả: Trần Thị Hồng
• Người hướng dẫn: TS. Lê Quang Cường
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Mô Hình Mô Phỏng Quá Trình Quá Độ Trong Máy Điện Xoay Chiều
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Ninh Thuận

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG MÁY ĐIỆN QUAY XOAY CHIỀU
• 1.1. Máy điện không đồng bộ
• 1.2. Máy điện đồng bộ
• 2. CHƯƠNG 2: CÔNG CỤ MÔ PHỎNG
• 2.1. Giới thiệu về Matlab, Simulink
• 2.1.1. Giới thiệu về Matlab
• 2.1.2. Giới thiệu về Simulink
• 2.2. Lập trình trong Matlab
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG
• 3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng máy điện không đồng bộ
• 3.1.1. Biểu diễn A, B, C, D bằng Simulink
• 3.1.2. Mô hình hóa các đạo hàm bằng Simulink theo thứ tự
• 3.1.3. Biến đổi các hệ tọa độ
• 3.2. Xây dựng mô hình mô phỏng máy điện đồng bộ
• 3.3. Các chỉ tiêu động trong máy điện
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG
• 4.1. Khảo sát quá trình quá độ trong máy điện không đồng bộ
• 4.1.1. Khảo sát quá trình quá độ khi khởi động
• 4.1.2. Khảo sát quá trình quá độ khi có tải
• 4.1.3. Các chỉ tiêu công suất khi khởi động
• 4.2. Khảo sát quá trình quá độ trong máy điện đồng bộ
• DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mô hình mô phỏng

Mô hình mô phỏng trong nghiên cứu quá trình quá độ trong máy điện xoay chiều là một công cụ quan trọng giúp hiểu rõ hơn về hành vi của hệ thống điện. Việc sử dụng công nghệ mô phỏng như Matlab và Simulink cho phép xây dựng các mô hình mô phỏng chi tiết, từ đó khảo sát các hiện tượng diễn ra trong quá trình quá độ. Mô hình hóa không chỉ giúp người nghiên cứu nắm bắt các đặc tính của máy điện không đồng bộ và máy điện đồng bộ, mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các thí nghiệm ảo, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Đặc biệt, mô hình hóa còn hỗ trợ trong việc phân tích động học và điện của hệ thống, từ đó đưa ra những giải pháp tối ưu cho các vấn đề kỹ thuật trong thực tế.

1.1. Tầm quan trọng của mô phỏng

Mô phỏng là một phần không thể thiếu trong nghiên cứu và phát triển công nghệ điện. Thông qua việc xây dựng các mô hình, các nhà nghiên cứu có thể khảo sát và phân tích các quá trình điện phức tạp mà không cần phải thực hiện các thí nghiệm thực tế. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu rủi ro trong việc thử nghiệm các thiết bị mới. Hơn nữa, mô phỏng cho phép người dùng thay đổi các thông số và điều kiện làm việc của máy điện một cách linh hoạt, từ đó thu thập được nhiều dữ liệu quý giá cho việc phân tích và cải tiến thiết kế.

II. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của máy điện

Máy điện xoay chiều bao gồm hai loại chính: máy điện không đồng bộ và máy điện đồng bộ. Mỗi loại máy có cấu trúc và nguyên lý làm việc riêng biệt. Đối với máy điện không đồng bộ, rotor quay với tốc độ khác so với từ trường quay, tạo ra hiện tượng trượt. Nguyên lý làm việc của máy này dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, nơi dòng điện trong dây quấn rotor được sinh ra nhờ từ trường quay của stato. Ngược lại, máy điện đồng bộ hoạt động với rotor quay cùng tốc độ với từ trường, do đó không có hiện tượng trượt. Sự khác biệt này ảnh hưởng đến hiệu suất và ứng dụng của từng loại máy trong thực tế.

2.1. Máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp do tính linh hoạt và chi phí thấp. Cấu tạo của máy bao gồm stato và rotor, trong đó stato là phần cố định, còn rotor là phần quay. Khi dòng điện ba pha được cấp vào stato, nó tạo ra từ trường quay, từ đó sinh ra dòng điện cảm ứng trong rotor. Tốc độ quay của rotor luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường, dẫn đến hiện tượng trượt. Điều này giúp máy hoạt động hiệu quả trong nhiều chế độ làm việc khác nhau, từ động cơ đến máy phát điện.

2.2. Máy điện đồng bộ

Máy điện đồng bộ hoạt động theo nguyên lý khác biệt, trong đó rotor quay cùng tốc độ với từ trường. Điều này cho phép máy duy trì sự đồng bộ trong hoạt động, mang lại hiệu suất cao hơn trong nhiều ứng dụng. Cấu tạo của máy bao gồm stato và rotor, trong đó rotor thường được kích từ bằng nam châm vĩnh cửu hoặc bằng dòng điện. Máy điện đồng bộ thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và ổn định như trong các nhà máy điện và hệ thống truyền tải điện.

III. Phương pháp mô phỏng và khảo sát quá trình quá độ

Việc khảo sát quá trình quá độ trong máy điện xoay chiều là một thách thức lớn trong nghiên cứu kỹ thuật. Để thực hiện điều này, các nhà nghiên cứu thường sử dụng các phần mềm mô phỏng như Matlab và Simulink. Những công cụ này cho phép xây dựng các mô hình mô phỏng chi tiết về các quá trình điện, từ đó giúp phân tích và đánh giá hiệu suất của máy điện trong các điều kiện làm việc khác nhau. Quá trình mô phỏng không chỉ giúp nhận diện các vấn đề tiềm ẩn mà còn hỗ trợ trong việc tối ưu hóa thiết kế và vận hành của máy điện.

3.1. Xây dựng mô hình mô phỏng

Xây dựng mô hình mô phỏng là bước quan trọng trong nghiên cứu quá trình quá độ. Các nhà nghiên cứu cần xác định các thông số đầu vào và điều kiện làm việc của máy điện để tạo ra mô hình chính xác. Việc sử dụng các công cụ như Simulink giúp dễ dàng thiết lập các mô hình động lực học và điện của máy điện. Các mô hình này cho phép khảo sát các hiện tượng như quá trình khởi động, quá trình quá độ khi có tải và không tải, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến hiệu suất cho máy điện.

3.2. Thực nghiệm và phân tích kết quả

Sau khi xây dựng mô hình, bước tiếp theo là thực hiện các thí nghiệm mô phỏng để thu thập dữ liệu. Các kết quả thu được sẽ được phân tích để đánh giá hiệu suất và tính ổn định của máy điện trong các tình huống khác nhau. Việc phân tích này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hành vi của máy điện mà còn cung cấp cơ sở để đưa ra các khuyến nghị về thiết kế và vận hành. Các kết quả này có thể được so sánh với các thí nghiệm thực tế để xác nhận tính chính xác của mô hình mô phỏng.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn

Mô hình mô phỏng quá trình quá độ trong máy điện xoay chiều mang lại nhiều lợi ích cho cả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn. Các mô hình này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về hành vi của máy điện mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực điện. Hơn nữa, việc ứng dụng các công cụ mô phỏng trong giáo dục giúp sinh viên có thể tiếp cận và nắm bắt kiến thức một cách hiệu quả hơn. Từ đó, có thể nâng cao chất lượng đào tạo và nghiên cứu trong ngành kỹ thuật điện.

4.1. Tầm quan trọng trong giáo dục

Việc áp dụng mô hình mô phỏng trong giáo dục không chỉ giúp sinh viên nắm bắt kiến thức lý thuyết mà còn thực hành các kỹ năng cần thiết trong lĩnh vực kỹ thuật điện. Các thí nghiệm mô phỏng giúp sinh viên có cơ hội trải nghiệm thực tế mà không cần phải đầu tư vào thiết bị đắt tiền. Điều này tạo ra một môi trường học tập tích cực và khuyến khích sự sáng tạo trong nghiên cứu và phát triển công nghệ mới.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp

Trong ngành công nghiệp, mô hình mô phỏng được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế và vận hành của máy điện. Các công ty có thể sử dụng mô phỏng để thử nghiệm các giải pháp mới trước khi triển khai thực tế, từ đó giảm thiểu rủi ro và chi phí. Hơn nữa, mô hình mô phỏng cũng hỗ trợ trong việc bảo trì và nâng cấp các thiết bị hiện có, đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất cho hệ thống điện.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Máy điện quay xoay chiều là một trong những thiết bị quan trọng trong ngành kỹ thuật điện, đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày. Theo báo cáo của ngành, máy điện không đồng bộ chiếm tỷ lệ sử dụng lớn do cấu tạo đơn giản, giá thành thấp và độ tin cậy cao, trong khi máy điện đồng bộ được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống yêu cầu hiệu suất cao và điều chỉnh hệ số công suất. Quá trình quá độ trong máy điện quay xoay chiều là một hiện tượng phức tạp, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của thiết bị. Nghiên cứu này tập trung xây dựng mô hình mô phỏng và khảo sát quá trình quá độ trong máy điện quay xoay chiều, bao gồm cả máy điện không đồng bộ và đồng bộ, nhằm cung cấp công cụ hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy tại trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là phát triển mô hình mô phỏng trên nền tảng Matlab-Simulink, thực hiện các thí nghiệm mô phỏng để khảo sát các đặc tính quá độ như dòng điện, mô men điện từ, và tần số góc trong quá trình khởi động và vận hành. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các loại máy điện quay xoay chiều phổ biến, với dữ liệu thực nghiệm và mô phỏng được thu thập trong năm 2017 tại Ninh Thuận. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp mô hình chính xác, giúp sinh viên và kỹ sư hiểu rõ hơn về quá trình quá độ, từ đó nâng cao chất lượng đào tạo và ứng dụng thực tế trong công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết máy điện quay xoay chiều và mô hình toán học của quá trình quá độ. Lý thuyết máy điện không đồng bộ được xây dựng trên nguyên lý cảm ứng điện từ, trong đó tốc độ quay rotor khác với tốc độ từ trường quay, được đặc trưng bởi hệ số trượt $s$. Các phương trình cân bằng điện áp và mô men được thiết lập dựa trên định luật Kirchhoff và các phương trình vi phân mô tả trạng thái động của máy. Đối với máy điện đồng bộ, lý thuyết tập trung vào cấu tạo rotor cực ẩn, nguyên lý làm việc với dòng điện kích từ một chiều, và các phương pháp mở máy không đồng bộ nhằm đưa rotor vào tốc độ đồng bộ.

Mô hình nghiên cứu sử dụng các khái niệm chính như: hệ số trượt, mô men điện từ, tần số góc, và các đặc tính công suất (công suất tác dụng, công suất phản kháng). Ngoài ra, mô hình toán học được xây dựng trên hệ trục tọa độ (a, b, c) và chuyển đổi sang hệ trục (d, q) để thuận tiện cho việc mô phỏng và phân tích.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm thông số kỹ thuật của các loại máy điện không đồng bộ 3 kW và máy điện đồng bộ, cùng với các kết quả thực nghiệm mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink. Cỡ mẫu nghiên cứu là các mô hình máy điện được xây dựng và mô phỏng chi tiết, với các tham số được lấy từ bảng thông số kỹ thuật và các thí nghiệm thực tế tại trường Cao đẳng nghề Ninh Thuận.

Phương pháp phân tích sử dụng mô phỏng số dựa trên các hệ phương trình vi phân mô tả quá trình quá độ, kết hợp với các công cụ lập trình Matlab và Simulink để xây dựng mô hình khối, biểu diễn các đại lượng điện áp, dòng điện, mô men và tần số góc. Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm 2017, bao gồm các giai đoạn: thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, thực hiện mô phỏng, phân tích kết quả và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mô hình mô phỏng máy điện không đồng bộ được xây dựng thành công trên Matlab-Simulink, thể hiện rõ các đặc tính quá độ khi khởi động và khi có tải. Dòng điện khởi động đạt giá trị cao gấp khoảng 5 lần dòng định mức, phù hợp với các đặc tính thực tế của động cơ không đồng bộ 3 kW.

2. Quá trình quá độ trong máy điện đồng bộ cho thấy mô men điện từ và tần số góc biến đổi phức tạp trong giai đoạn mở máy không đồng bộ. Mô men mở máy đạt giá trị tối đa khoảng 1,2 lần mô men định mức, giúp rotor nhanh chóng đạt tốc độ đồng bộ.

3. Đặc tính công suất trong quá trình quá độ được mô phỏng chi tiết, với công suất tác dụng và công suất phản kháng biến đổi theo thời gian, trong đó công suất phản kháng có thể âm hoặc dương tùy thuộc vào trạng thái kích từ của máy đồng bộ. Ví dụ, khi quá kích thích, máy đồng bộ phát công suất điện dung vào lưới, cải thiện hệ số công suất.

4. So sánh giữa máy điện không đồng bộ và đồng bộ cho thấy máy đồng bộ có khả năng làm việc với hệ số công suất cao hơn và ít chịu ảnh hưởng bởi biến động điện áp lưới, trong khi máy không đồng bộ có ưu điểm về cấu tạo đơn giản và chi phí thấp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các hiện tượng quá độ phức tạp là do sự tương tác giữa từ trường quay và dòng điện cảm ứng trong rotor, đặc biệt là sự thay đổi hệ số trượt và dòng điện kích từ trong máy đồng bộ. Kết quả mô phỏng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về đặc tính quá độ của máy điện quay xoay chiều, đồng thời cung cấp thêm dữ liệu thực nghiệm hỗ trợ cho việc giảng dạy và nghiên cứu.

Việc mô phỏng chi tiết các đại lượng điện áp, dòng điện và mô men qua các biểu đồ và bảng số liệu giúp minh họa rõ ràng quá trình quá độ, từ đó có thể áp dụng để tối ưu hóa thiết kế và vận hành máy điện trong thực tế. Kết quả cũng cho thấy tầm quan trọng của việc lựa chọn phương pháp mở máy phù hợp đối với máy đồng bộ để tránh hiện tượng quá dòng và mô men hãm không mong muốn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển bộ công cụ mô phỏng tích hợp cho phép sinh viên và kỹ sư dễ dàng thực hiện các thí nghiệm ảo về quá trình quá độ trong máy điện quay xoay chiều, nhằm nâng cao hiệu quả đào tạo và nghiên cứu.

2. Áp dụng mô hình mô phỏng vào thiết kế và vận hành thực tế để dự báo các hiện tượng quá độ, từ đó điều chỉnh các thông số vận hành như điện áp, dòng kích từ và tải nhằm giảm thiểu tổn hao và tăng tuổi thọ thiết bị.

3. Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về mô phỏng máy điện sử dụng Matlab-Simulink cho cán bộ kỹ thuật và sinh viên, giúp nâng cao kỹ năng phân tích và xử lý các vấn đề kỹ thuật liên quan đến máy điện quay xoay chiều.

4. Khuyến khích nghiên cứu mở rộng về quá trình quá độ trong các loại máy điện công suất lớn và trong các điều kiện vận hành phức tạp như tải biến đổi nhanh, nhằm hoàn thiện mô hình và nâng cao độ chính xác của mô phỏng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Sinh viên ngành kỹ thuật điện: Nghiên cứu giúp hiểu sâu về nguyên lý và đặc tính quá độ của máy điện quay xoay chiều, hỗ trợ học tập và thực hành mô phỏng.

2. Giảng viên và nhà nghiên cứu: Cung cấp tài liệu tham khảo về mô hình toán học và phương pháp mô phỏng, phục vụ giảng dạy và phát triển đề tài nghiên cứu mới.

3. Kỹ sư vận hành và bảo trì thiết bị điện: Hỗ trợ trong việc phân tích và dự báo hiện tượng quá độ, từ đó đưa ra các biện pháp vận hành an toàn và hiệu quả.

4. Nhà thiết kế và chế tạo máy điện: Tham khảo để tối ưu hóa thiết kế máy điện, đặc biệt trong việc lựa chọn phương pháp mở máy và điều chỉnh các thông số kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu suất và độ bền.

Câu hỏi thường gặp

1. Quá trình quá độ trong máy điện quay xoay chiều là gì?
   Quá trình quá độ là giai đoạn chuyển tiếp khi máy điện thay đổi trạng thái vận hành, ví dụ như khởi động hoặc thay đổi tải, trong đó các đại lượng điện áp, dòng điện và mô men biến đổi theo thời gian. Ví dụ, dòng điện khởi động của động cơ không đồng bộ có thể gấp 5 lần dòng định mức.

2. Tại sao cần mô phỏng quá trình quá độ?
   Mô phỏng giúp dự báo và phân tích các hiện tượng phức tạp trong quá trình quá độ mà khó quan sát trực tiếp, từ đó hỗ trợ thiết kế, vận hành và đào tạo hiệu quả hơn. Ví dụ, mô phỏng trên Matlab-Simulink cho phép quan sát biến đổi dòng điện và mô men theo thời gian.

3. Phương pháp mở máy không đồng bộ trong máy đồng bộ có ưu điểm gì?
   Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện và giúp rotor đạt tốc độ đồng bộ nhanh chóng, giảm hiện tượng quá dòng và mô men hãm. Tuy nhiên, cần thiết kế dây quấn mở máy phù hợp để tránh nóng cục bộ.

4. Máy điện đồng bộ có thể làm việc với hệ số công suất như thế nào?
   Máy điện đồng bộ có thể làm việc với hệ số công suất bằng 1 hoặc điều chỉnh từ 0 đến 1 nhờ dòng điện kích từ, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng điện năng và giảm tổn hao trên lưới điện.

5. Làm thế nào để sử dụng mô hình mô phỏng trong đào tạo?
   Sinh viên và kỹ sư có thể sử dụng mô hình mô phỏng để thực hiện các thí nghiệm ảo, quan sát các đặc tính quá độ và hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của máy điện, từ đó nâng cao kỹ năng thực hành và phân tích.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng quá trình quá độ trong máy điện quay xoay chiều trên nền tảng Matlab-Simulink, bao gồm cả máy điện không đồng bộ và đồng bộ.
• Mô hình cho phép khảo sát chi tiết các đặc tính dòng điện, mô men và tần số góc trong các giai đoạn khởi động và vận hành.
• Kết quả mô phỏng phù hợp với các đặc tính thực tế và các nghiên cứu trước đây, góp phần nâng cao hiểu biết về quá trình quá độ.
• Đề xuất áp dụng mô hình vào đào tạo và vận hành thực tế, đồng thời phát triển các công cụ hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy.
• Tiếp tục nghiên cứu mở rộng về quá trình quá độ trong các điều kiện vận hành phức tạp và công suất lớn để hoàn thiện mô hình và nâng cao độ chính xác.

Hãy áp dụng mô hình mô phỏng này để nâng cao hiệu quả nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực kỹ thuật điện, đồng thời góp phần phát triển công nghệ máy điện quay xoay chiều hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Đại cương vé máy điện quay xoay chi "hương 2: Công cụ mô phỏng; Chương 3: Xây dựng mô hình mô phỏng; Chương 4: Thực nghiệm mô phỏng. CHUONG1 ĐẠI CƯƠNG MAY ĐIỆN QUAY XOAY CHIEU 1-1 Máy điện không đồng bộ Lhd Khái niệm chưng: Máy điện không đồng bộ là máy điện xoay chiều, kim việc theo nguyên lý cảm ứng, điện từ, ó tốc độ quay rotor n (ốc độ quay của my) khác với tốc độ quay của từ trường nị May điện không đồng bộ có hai dây quản stator (sơ cắp) nồi với lưới điện tân số = const, diy quấn rotor (thứ cắp) được nổi tit lại hoặc khép kin qua điện trở, Dang điện trong dây quấn roto được sinh ra nhờ sức điện động cảm ứng cổ tin số fp phụ thuộc vio tốc độ r6t0 nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy. Máy diện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là làm việc ở 2 chế độ động cơ và máy phát May điện không đồng bộ có đặc tinh làm việc không tốt kim so với máy phát điện đồng bộ, nên it được dùng Động cơ điện không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và vận hình không phúc tp, giá thành rẻ, làm việc tn cậy nên được ding nhiễu trong sản xuất và sinh hoạt. Động cơ điện không đồng bộ có các loại: động cơ 3 pha, 2 pha va | pha.

Chu tạo máy điện không đồng bộ 4 Phin tĩnh (Stator): Gian có võ mây, li sit và đây quin Hình 1.1 Stator của máy điện không đồng bộ ~ Vỏ máy: Để cỗ định lõi sắt và dây quấn không dùng làm mạch dẫn từ. Thường kim bằng gang hay thép tắm hân lạ. ~ Lõi sắt: La phan dẫn từ, làm bằng thép lá kỹ thuật điện day 0,35 mm hay 0,Smm ép. Khi đường kinh ngoài lõi thép Dạ 990 mm thi dũng những tim trò ép lại.

Khi Dạ> 990 mm thì ding những tắm hình rẻ quạt ghép li thành khổi tròn. Mặt trong của thép có xẻ rãnh để đặt day quấn - Dây quấn: Dây quấn của stator được đặt vào các rãnh của lõi thép và cách điện tốt đối với ảnh Hình 1.2 Dây quan của Stato , Phần quay (Ro to): gồm lai sắt và diy quấn + Lõi sắt Dũng thép kỹ thuật điện như stator, lồi sắt được p lên trục quay, phía ngoài có xẻ rãnh đễ đặt dây quin ~ Dây quấn: thường được chế tạo bằng dây đồng hoặc dây nhôm có hình dạng và kích thước khác nhau dé sử dung cho từng loại máy điện ~ Roto có hai loại: + Loại rotor kiểu dây qi Là rotor có dây quấn giống như đây quản của sator. Dây quấn 3 pha của rotor thường. được đấu hình sao, còn ba đầu kia nối vối ba vành trượt đặt cố định ở một dau trục vi thông qua chỗi than đầu với mạch điện bên ngoài.

Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor được nổi ngắn mạch sợ. + Loại rotor kiểu ling sóc: Hình 1.3 Roto dây quan “Cấu tạo của loại dây quấn này khác với đây quin stator. Trong mỗi rãnh của stator đặt vào thanh din bằng đồng hoặc bằng nhôm dai ra khỏi lõi sắt va được nỗi tắt ở hai đầu. bằng hai vành ngin mạch bing đồng hoặc bằng nhôm mà người ta thường quen gọi là lồng sóc.

Day quấn lồng sóc không cin cách điện với lõi sắt (vi số vòng it nên điện áp cai thiện tinh năng mở may, với mấy công suất lớn có th lâm rãnh sân, hay bai rãnh lông sóc. “Trong máy công suất nhỏ rãnh ro to thường lam chéo di một góc sơ với tâm trực nhằm, mục đích là giảm sóng hai bậc cao cải thiện dạng sức điện động của máy.4 Roto lồng sóc s- Khe hố: Khe hở mong mây điện không đồng bộ rắt nhỏ (tr 0.2 đến Ì mm trong may điện cỡ nhỏ và vừa), cảng nhỏ càng tốt để hạn chế dng từ hóa lấy từ lưới điện vào 1. Nguyên lý làm cơ bản của máy di không đồng Miy điện không đồng bộ là loại máy điện làm việc theo nguyên lý cảm ứng điệ từ. Khi cho hệ thing dòng điện ba pha đổi xứng vào dây quấn ba pha stato của máy điện không đồng bộ, trong máy sẽ xuất hiện một từ rường quay v độ đồng bộ ny n, = ẾĐ'ˆ trong đó: £ là tin số đồng điện lưới đưa vào f= 50 Hz; p là số đôi cực „ của máy.

"Từ trường này quết qua dây quấn nhiều pha tự ngế mach đặt trên lõi sắt rotor và cảm. ứng trong đó in động và dòng điện. Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ trường tổng ở khe hở. Dòng điện trong đây quấn của rotor tác dụng với từ thông này sinh ra mômen.

Tác, dụng của nó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor, với những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau. Để chỉ phạm vi tốc độ của mỗi máy, người ta dùng hệ số trượt s, Theo định nghĩa hệ số trượt bằng: 100 Như vậy thì n=0= non s<0; n0 => s> 1 (rotor quay ngược chiều từ trường quay) Động cơ KDB 3 pha lim việc đựa trên nguyên lý cảm ứng điện tử. Để minh họa trên. hình Lố, vẽ từ trường quay tốc độ nị,chiễu sức điện động và đồng diện cảm ứng trong thanh din roto, chiều các lực điện tử F Hình LSChé độ động co Cho dong điện xoay chiều 3 pha đi vào day quấn 3 pha đặt trong lõi sắt Stato của động cơ, đồng điện xoay chiều 3 pha này sẽ sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ: 607 trường nảy quét qua dây quấn nhiều pha bị nối ngắn mach đặt trên lồi sắt rồto và cảm ứng trong day quấn đỏ sức điện động và dòng điện cảm ứng.

Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng, ta căn cứ vào chi chuyển động tương đối ci tanh dẫn đối với từ trường, Nếu coi từ trường là đứng yên, thì chiều chuyển động tương đối của thánh dẫn roto ngược với chiều n, [Ap dung qui tắc bản tay phải xác định được chiều sdd cảm ứng và dòng điện cảm ứng như hình vẽ. Dấu (+) chỉ chiều đồng điện từ ngoài vào trong: dấu () chỉ chiều đồng điện từ trong ra ngoài Đồng điện cảm ứng tác dụng với từ trường sinh ra lự điện từ E ác dụng lên đây dẫn, có chiều xác định theo qui tắc ban tay trái. Lực này sẽ tạo ra mô men làm cho roto quay với tốc độ n theo chiều của từ trường và nhỏ hơn nụ, Do tốc độ quay của rôto khác tốc độ quay của từ trường nên gọi là động cơ không đồng bộ. Độ chênh lệch giữa tốc độ của từ trường quay n; và tốc độ quay của rôto được đặc trưng bởi hệ số trượt s; Khi roto quay với tốc độ định mức s = (0,02 + 0,06).

Tốc độ động cơ là: tị (1s) vong/ phút a, Trường hợp rotor quay thuận với từ trường quay nhưng n < mị (0 < s <1). Gia sử chiều quay ny của khe ha và chiều quay n của rotor như hình vẽ, Do n < nên chiều chuyển động của thanh dẫn suy ra chiều E, ly được xác định bằng qui tắc bin tay phải 1, tác dang với khe hỗ sinh ra F, M có chiều xác định bằng qui tắc bản tay ái, M lâm rotor quay theo chiều của từ ttong với nem, Máy làm việc ở chế độ động cơ điện (ôinđiện năng thinh cơ ning).Trường hợp rotor quay thuận với từ trường quay nhưng n<n, hay s<0 Ding một động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ đồng bộ n> my, Chiều của từ trường quay quét qua thanh dẫn ngược li, chiều Ey, đồi chiều nên chiều của M ngược với chiều quay của rotor nên nó là momen him, Máy biến cơ năng thành điệ năng. Máy lim việc ở chế độ máy phát ©, Trường hợp rotor quay ngược chigu từ trường quay (n<0 hay s<1) ‘Vi một lý do nào đó rotor quay ngược chiều với từ trường quay thì lúc đó chiều của máy giống như ở chế độ động cơ điện Vì M sinh ra ngược với n nên có tác dụng ham rotor lại. Trong trường hợp này, máy vừa lấy điện năng ở lưới điện vừa lấy cơ năng ở động cơ sơ cấp.

Chế độ là việc như vậy gọi là chế độ ham điện từ. Phương trình sức điện động và ding điện của rotor Nếu mạch của rotor kin th trong đổ sẽ cổ 1, chạy và I, sẽ tạo nén và đi qua r, tương ứng với điều đó sẽ có sức điện động E,s =E,.s tạo nên bởi ‹b,„ và sức điện động tin Ee =-jlaxas=-jlax2s Theo định luật kirkhoff2: Z,, + , Hy, 2 =l,Z,, =0 + x3) Zy =f,+.j3;5: Tổng tở của tre rotor Do đó, ip = Eee. Eee Zoe TÍa ca hay: I= dete Nếu dang rotor quy đổi về stator: E, với Z, $1 4/08: Tổng mở quy đổi của rotor hay ch Vee ĐỂ thiết lập phương trình mới có ý nghĩa, ta có thé biến đổi như sau; ". thức của i, có một ý nghĩa vật ly mới: Ở mach thứ cấp bay giờ thay cho sức điện động khi rotor quay Es ¥ là sức điện động E, khi rotor đứng yên với tin số f,.

Điện kháng khi rotor quay x,.s ở mạch thir cấp sẽ là điện kháng khi rotor đứng vyén x, Muốn rong mạch thứ cấp vẫn chỉ có dòng điện ding điện 1, có cũng tị số và pha đối vớ |, chỉ cần thiết thay r, thực bằng điện tro mới bằng: tuLan en tttes Nhe vậy, nếu rotor quay muốn trong dé vẫn là dòng điện ấy, cần đưa vào mạch thứ cấp 1 điện trở giá tưởng ILS. Tắc độ quay của sud rotor “Trong dây quấn rotor, I, tao nên F, quay so với rotor tốc độ n, tương ứng với tn số Ngoài ra, bản thân rotor quay với tốc độ n. Do đó, F, quay tương đổi so với stator tốc độ: nơ, Nhung: m= 9h = Sle =n š on, =n, 405 _ ais Như vậy: m,#n=m ~n+n=n, Nghĩa là s L8 của rotor quay trong không gian luôn luôn với tốc độ và chiều như std của stator (không phụ thuộc vào tỉnh trang làm việc). Bởi vi E, và F, quay cùng tốc độ và chiều trong không gian nên có thể xem rằng nd chuyển động tương đối với nhau và tạo thành sóng s.tđ tổng F, Như vậy, hình sin s.td F, cần phải lệch về không gian tương đối với E một góc dé F, đủ tạo nên © theo điều kiện côn bằng si.

eR Rohe Tôm a, hệ phương trình cơ bản lúc rotor quay là `.