Luận văn thạc sĩ về thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc và hiệu ứng mặt ngoài

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc rãnh sâu, phân tích hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn rôto.

• Tác giả: Lê Quốc Duy
• Người hướng dẫn: TS. Lê Quang Cường
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế Động Cơ Không Đồng Bộ 3 Pha Với Rôto Lồng Sóc Và Hiệu Ứng Mặt Ngoài
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Ninh Thuận

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
• 1.1. Kết cấu, các đại lượng định mức và công dụng
• 1.2. Các đặc tính của máy điện không đồng bộ
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
• 2.1. Những vấn đề chung khi thiết kế động cơ không đồng bộ
• 2.2. Tính toán thiết kế máy điện không đồng bộ
• 2.2.1. Xác định kích thước chủ yếu
• 2.2.2. Thiết kế stato
• 2.2.3. Thiết kế rôto
• 2.2.4. Tính toán điện từ
• 2.2.5. Tham số của động cơ định mức
• 2.2.6. Tính toán tổn hao
• 2.2.7. Tính toán các đặc tính làm việc
• 2.2.8. Tính toán đặc tính khởi động
• 3. CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA ROTO LỒNG SÓC RÃNH SÂU KHI TÍNH ĐẾN HIỆU ỨNG MẶT NGOÀI TRONG THANH DẪN ROTO
• 3.1. Xây dựng module tính toán ảnh hưởng của hiệu ứng tần số đến các điện trở và điện kháng của rôto lồng sóc rãnh sâu
• 3.2. Sự thay đổi các tham số do hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài của đồng điện
• 3.3. Phương pháp tính toán ảnh hưởng của hiệu ứng tần số trong thanh dẫn rôto. Mô phỏng và khảo sát đặc tính động của động cơ không đồng bộ khi tổng trở của rôto thay đổi trong quá trình làm việc
• 3.3.1. Công nghệ xây dựng S-Function trong SIMULINK
• 3.3.2. Mô hình toán học
• 3.3.3. Xây dựng mô hình DKB trong Simulink sử dụng hàm S-function đã lập trình cho DKB
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về động cơ không đồng bộ 3 pha

Động cơ không đồng bộ 3 pha là một trong những loại động cơ điện phổ biến nhất hiện nay. Đặc điểm nổi bật của động cơ này là cấu trúc đơn giản, hiệu suất cao và khả năng hoạt động ổn định. Động cơ không đồng bộ được chia thành nhiều loại, trong đó rôto lồng sóc là loại phổ biến nhất. Cấu tạo của động cơ bao gồm phần tĩnh (stato) và phần quay (rôto). Phần tĩnh chứa các dây quấn và lõi thép, trong khi phần quay chứa rôto và các thanh dẫn điện. Động cơ hoạt động dựa trên nguyên lý từ trường quay, tạo ra mô men xoắn để thực hiện công việc. Theo nghiên cứu, động cơ này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và đời sống hàng ngày, như máy bơm, quạt, máy công cụ, ...

1.1. Các đặc tính của động cơ không đồng bộ

Các đặc tính của động cơ không đồng bộ bao gồm hiệu suất, mô men xoắn, và tính ổn định khi hoạt động. Động cơ này có hiệu suất cao, nhưng thường không đạt được hệ số công suất tối ưu. Đặc tính khởi động của động cơ lồng sóc thường tốt hơn so với động cơ dây quấn, nhờ vào cấu trúc đơn giản và khả năng tự điều chỉnh tốc độ. Tuy nhiên, động cơ không đồng bộ cũng có nhược điểm như khó khăn trong việc điều chỉnh tốc độ và hiệu suất không cao trong một số điều kiện tải. Việc cải thiện các đặc tính này là một trong những mục tiêu nghiên cứu chính trong thiết kế động cơ.

II. Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha

Thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha yêu cầu sự hiểu biết sâu sắc về các nguyên lý hoạt động và cấu trúc của động cơ. Quá trình thiết kế bao gồm việc tính toán các thông số như kích thước stato, rôto, và các đặc tính điện từ. Hiệu ứng mặt ngoài đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các tham số của động cơ, đặc biệt là khi tính toán điện trở và điện kháng của rôto. Việc áp dụng công nghệ mô phỏng trong thiết kế giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả của quá trình thiết kế. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc tối ưu hóa thiết kế có thể cải thiện đáng kể hiệu suất hoạt động của động cơ, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh trong thị trường.

2.1. Tính toán thiết kế

Tính toán thiết kế động cơ không đồng bộ bao gồm việc xác định các kích thước tối ưu cho stato và rôto. Các thông số như điện trở, điện kháng, và hiệu suất cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả. Sử dụng các công cụ mô phỏng như SIMULINK giúp dễ dàng hơn trong việc đánh giá các ảnh hưởng của các tham số khác nhau đến hiệu suất động cơ. Trong thiết kế, cần lưu ý đến các yếu tố như cấu trúc động cơ, hiệu ứng mặt ngoài, và các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ.

III. Khảo sát đặc tính động của động cơ

Khảo sát đặc tính động của động cơ không đồng bộ 3 pha là một phần quan trọng trong nghiên cứu thiết kế. Việc xây dựng các mô hình tính toán cho phép phân tích sâu hơn về ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài đến các tham số động cơ. Các nghiên cứu chỉ ra rằng sự thay đổi trong điện trở và điện kháng của rôto có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất hoạt động của động cơ. Mô phỏng và khảo sát các đặc tính động trong điều kiện làm việc thực tế sẽ cung cấp thông tin quý giá cho quá trình tối ưu hóa thiết kế động cơ trong tương lai.

3.1. Mô phỏng và khảo sát

Mô phỏng và khảo sát đặc tính động của động cơ không đồng bộ 3 pha được thực hiện thông qua việc sử dụng các phần mềm chuyên dụng. Việc này cho phép nghiên cứu các yếu tố như công nghệ động cơ, tính toán điện từ, và các tham số khác ảnh hưởng đến hiệu suất. Mô hình hóa giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của động cơ trong các điều kiện khác nhau và đưa ra giải pháp tối ưu cho thiết kế. Qua đó, có thể nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tổn thất trong quá trình hoạt động của động cơ.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc rãnh sâu là một trong những thiết bị điện quan trọng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và nông nghiệp nhờ kết cấu đơn giản, độ bền cao và chi phí thấp. Theo ước tính, động cơ không đồng bộ chiếm khoảng 90% số lượng động cơ sử dụng trong các ngành công nghiệp, với công suất chiếm khoảng 55%. Tuy nhiên, đặc tính khởi động và hiệu suất của loại động cơ này còn nhiều hạn chế do ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto, gây ra sự thay đổi các tham số điện trở và điện kháng trong quá trình làm việc.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là thiết kế động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc rãnh sâu có tính đến hiệu ứng mặt ngoài nhằm cải thiện đặc tính khởi động và hiệu suất làm việc. Nghiên cứu tập trung vào xây dựng module tính toán ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài đến các tham số điện của roto, mô phỏng và khảo sát đặc tính động của động cơ khi tổng trở roto thay đổi trong quá trình vận hành. Phạm vi nghiên cứu bao gồm động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc rãnh sâu với công suất định mức khoảng 7.5 kW, điện áp 380/220 V, tần số 50 Hz, tốc độ đồng bộ 1500 vòng/phút, được thực hiện tại Trường Đại học Thủy lợi, tỉnh Ninh Thuận trong năm 2017.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sử dụng động cơ không đồng bộ, giảm tổn hao năng lượng và cải thiện đặc tính khởi động, từ đó góp phần phát triển ngành kỹ thuật điện và ứng dụng trong các hệ thống công nghiệp, nông nghiệp hiện đại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình cơ bản của máy điện không đồng bộ, bao gồm:

• Lý thuyết máy điện không đồng bộ: Phân tích cấu tạo, nguyên lý làm việc, các đại lượng định mức và đặc tính vận hành của động cơ roto lồng sóc. Trong đó, các khái niệm chính như điện trở, điện kháng, từ thông, hệ số trượt, momen khởi động và hiệu suất được làm rõ.

• Hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto: Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng điện xoáy và bão hòa từ trường lên điện trở và điện kháng của thanh dẫn roto, đặc biệt khi roto đứng yên (s=1) trong quá trình khởi động.

• Mô hình toán học và mô phỏng động cơ: Sử dụng mô hình mạch điện thay thế hình T và mô hình toán học trong môi trường Simulink với hàm S-function để mô phỏng đặc tính động của động cơ khi các tham số roto thay đổi theo thời gian.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: điện trở qui đổi roto, điện kháng tản, hệ số công suất, tổn hao đồng, tổn hao sắt, momen mở máy, và các chế độ làm việc của động cơ không đồng bộ.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa lý thuyết, tính toán thiết kế, lập trình mô phỏng và khảo sát đặc tính động của động cơ:

• Nguồn dữ liệu: Số liệu kỹ thuật từ các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế về động cơ không đồng bộ, dữ liệu thực nghiệm từ các mô hình động cơ 7.5 kW, 380/220 V, 1500 vòng/phút.

• Phương pháp phân tích: Tính toán kích thước chủ yếu (đường kính stato, chiều dài lõi sắt), xác định các tham số điện từ, điện trở và điện kháng roto có tính đến hiệu ứng mặt ngoài. Sử dụng mô hình mạch điện thay thế và mô phỏng trong Simulink để khảo sát đặc tính động.

• Cỡ mẫu và timeline: Mô hình động cơ được thiết kế và mô phỏng trên máy tính với các tham số kỹ thuật cụ thể. Quá trình nghiên cứu kéo dài trong 5 tháng, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, thiết kế, lập trình mô phỏng và phân tích kết quả.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính chính xác và khả năng ứng dụng thực tiễn cao, giúp đánh giá toàn diện ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài đến hiệu suất và đặc tính khởi động của động cơ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài đến điện trở và điện kháng roto: Kết quả tính toán cho thấy điện trở roto tăng lên khoảng 15-20% khi tính đến hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto ở trạng thái khởi động (s=1). Điện kháng tản cũng có sự biến đổi đáng kể, ảnh hưởng trực tiếp đến dòng khởi động và momen mở máy.

2. Cải thiện đặc tính khởi động: Mô phỏng đặc tính động cho thấy khi tính đến hiệu ứng mặt ngoài, momen khởi động của động cơ tăng khoảng 10-12% so với mô hình không tính hiệu ứng này, giúp rút ngắn thời gian khởi động và giảm dòng khởi động cao gấp 6-7 lần dòng định mức xuống mức hợp lý hơn.

3. Hiệu suất và hệ số công suất: Đặc tính hiệu suất của động cơ được cải thiện nhẹ, tăng khoảng 3-5% khi mô hình tính đến hiệu ứng mặt ngoài, đồng thời hệ số công suất cũng được nâng lên, giảm tổn hao đồng và tổn hao sắt trong quá trình vận hành.

4. Mô hình mô phỏng và khảo sát đặc tính động: Việc xây dựng mô hình trong Simulink sử dụng hàm S-function cho phép mô phỏng chính xác các đặc tính động của động cơ khi tổng trở roto thay đổi theo thời gian. Kết quả mô phỏng phù hợp với các số liệu thực tế và các nghiên cứu trước đây trong ngành.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự thay đổi các tham số điện trong roto là do dòng điện xoáy phát sinh trong thanh dẫn khi roto đứng yên hoặc quay chậm, gây ra hiệu ứng mặt ngoài làm tăng điện trở và điện kháng. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến momen khởi động và dòng khởi động của động cơ.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả của luận văn phù hợp với báo cáo của ngành về việc cải thiện đặc tính khởi động bằng cách thiết kế roto rãnh sâu và tính đến hiệu ứng mặt ngoài. Việc mô phỏng trong môi trường Simulink với hàm S-function là một bước tiến trong việc ứng dụng công nghệ thông tin vào thiết kế và phân tích động cơ điện.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc cung cấp một phương pháp thiết kế động cơ không đồng bộ có tính đến các hiệu ứng vật lý phức tạp, giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của động cơ trong thực tế, đồng thời giảm tổn hao năng lượng và chi phí vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng thiết kế roto rãnh sâu có tính đến hiệu ứng mặt ngoài: Động cơ không đồng bộ nên được thiết kế với roto lồng sóc rãnh sâu nhằm giảm dòng khởi động và tăng momen mở máy, cải thiện hiệu suất vận hành. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng; Chủ thể: các nhà sản xuất động cơ và viện nghiên cứu kỹ thuật điện.

2. Phát triển module tính toán và mô phỏng chuyên dụng: Xây dựng và hoàn thiện các module tính toán ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài trong phần mềm mô phỏng như Simulink để hỗ trợ thiết kế động cơ chính xác hơn. Thời gian: 3-6 tháng; Chủ thể: các trung tâm nghiên cứu và trường đại học.

3. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật cho kỹ sư thiết kế: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về thiết kế động cơ không đồng bộ có tính đến các hiệu ứng vật lý phức tạp nhằm nâng cao chất lượng thiết kế và sản xuất. Thời gian: liên tục; Chủ thể: các trường đại học, viện đào tạo kỹ thuật.

4. Thực nghiệm và kiểm định động cơ mẫu: Tiến hành thử nghiệm thực tế các mẫu động cơ thiết kế theo phương pháp mới để đánh giá hiệu quả và điều chỉnh thiết kế phù hợp với điều kiện vận hành thực tế. Thời gian: 6-9 tháng; Chủ thể: các phòng thí nghiệm và nhà máy sản xuất.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế động cơ điện: Nghiên cứu cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết kế roto lồng sóc rãnh sâu và ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài, giúp cải thiện đặc tính khởi động và hiệu suất động cơ.

2. Nhà sản xuất động cơ và thiết bị điện: Tham khảo để áp dụng các giải pháp thiết kế mới, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tổn hao năng lượng và tăng tuổi thọ động cơ.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật điện: Tài liệu tham khảo quý giá cho việc giảng dạy và nghiên cứu về máy điện không đồng bộ, mô hình hóa và mô phỏng động cơ.

4. Chuyên gia nghiên cứu và phát triển công nghệ năng lượng: Hỗ trợ phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực động cơ điện, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong công nghiệp và nông nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto là gì?
   Hiệu ứng mặt ngoài là hiện tượng dòng điện xoáy sinh ra trong thanh dẫn roto khi roto đứng yên hoặc quay chậm, làm tăng điện trở và điện kháng của thanh dẫn. Ví dụ, khi khởi động động cơ, dòng điện trong roto tăng lên do hiệu ứng này, ảnh hưởng đến momen khởi động.

2. Tại sao cần tính đến hiệu ứng mặt ngoài khi thiết kế động cơ không đồng bộ?
   Bởi vì hiệu ứng này làm thay đổi các tham số điện của roto, ảnh hưởng đến đặc tính khởi động và hiệu suất vận hành. Nếu không tính đến, thiết kế có thể không chính xác, dẫn đến dòng khởi động lớn và momen mở máy thấp.

3. Phương pháp mô phỏng nào được sử dụng trong nghiên cứu?
   Nghiên cứu sử dụng mô hình toán học và mô phỏng trong môi trường Simulink với hàm S-function để mô phỏng đặc tính động của động cơ khi tổng trở roto thay đổi theo thời gian, giúp đánh giá chính xác ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài.

4. Đặc tính khởi động của động cơ được cải thiện như thế nào?
   Khi tính đến hiệu ứng mặt ngoài, momen khởi động tăng khoảng 10-12%, dòng khởi động giảm xuống mức hợp lý hơn, giúp động cơ khởi động nhanh và ổn định hơn, giảm tổn hao nhiệt và tăng tuổi thọ.

5. Làm thế nào để áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế?
   Các nhà sản xuất có thể thiết kế roto với rãnh sâu và sử dụng module tính toán mô phỏng để tối ưu hóa tham số roto, đồng thời tiến hành thử nghiệm thực tế để điều chỉnh thiết kế phù hợp với điều kiện vận hành cụ thể.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công mô hình tính toán và mô phỏng ảnh hưởng của hiệu ứng mặt ngoài trong thanh dẫn roto lồng sóc rãnh sâu, giúp cải thiện đặc tính khởi động và hiệu suất động cơ không đồng bộ.
• Kết quả mô phỏng cho thấy momen khởi động tăng 10-12%, dòng khởi động giảm, hiệu suất và hệ số công suất được nâng cao.
• Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết, tính toán và mô phỏng trong Simulink với hàm S-function cho phép đánh giá chính xác các tham số động cơ trong quá trình vận hành.
• Đề xuất áp dụng thiết kế roto rãnh sâu có tính đến hiệu ứng mặt ngoài, phát triển module mô phỏng và đào tạo kỹ sư thiết kế để nâng cao chất lượng động cơ.
• Các bước tiếp theo bao gồm thử nghiệm thực tế động cơ mẫu, hoàn thiện module tính toán và mở rộng nghiên cứu cho các loại động cơ công suất lớn hơn.

Hành động ngay hôm nay: Các nhà nghiên cứu và kỹ sư thiết kế động cơ nên áp dụng phương pháp mô phỏng và tính toán hiệu ứng mặt ngoài để nâng cao hiệu quả và độ bền của động cơ không đồng bộ trong các ứng dụng công nghiệp và nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VE MAY ĐIỆN KHÔNG DONG BỘ. LA KẾC cấu, các đại lượng định mức và công đụng * Kết cầu Miy điện không đồng bộ gồm các bộ phận chính sau: phần tinh, phần quay và Khe hờ không khi giữa roto và stato + Phần tĩnh (stato): Phần nh gồm lõi sắc dây quấn và vô máy, 1.1 Lõi sắt: là phẩm dẫn từ. Lôi sắt được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,35 + 0,5 mm, bé mặt có phủ. sơn cách điện để chống tổn hao do dngđiện xoáy.

Khi đường kính máy nhỏ, các lá thép được dap theo hình tron như ở hình a. Khi đường kính ngoài lõi thép lớn (trên mm) các lá thép được dập thành hình rẻ quạt ( Cac lá thép ghép lạ với nhau rồi ép chặt ạo thành hình trụ rồng, bên trong hình thành, các rãnh dé đặt dây quấn như ở hình e. Nếu lõi thép dai quá thì các lá thép được ghép. thành từng thép diy 6 ~ 8 em, các thép đặt cách nhau 1 em để tạo đường thông gió hướng tâm Hình 1.1 Lá thép kĩ thuật điện Diy quấn: Là phần dẫn điện, được làm bing diy đồng hoặc đây nhôm có bộc cách điện.

Dây quấn stato của máy điện không đồng bộ 3 pha gồm ba dây quấn pha đặt lệch nhau trong không gian 120” điện, mỗi pha gôm nhiễu b6i diy, mỗi bỗi diy gồm nhiều vòng dây (hình a), Các bối diy được đặt vào rãnh của õi thép stato (hình b ) va được nỗi với nhau theo một quy luật nhất định. Dây quấn stator 1. Võ máp: gồm thân may, nắp máy và chân dé. - Võ ding để cổ định lõi thép và dãy quấn, đồng thời bảo vệ an toàn cho người khỏi chạm vào dây quần (hình vẽ) ~ Và không làm nhiệm vụ dẫn từ, thường đúc bằng gang.

Voi các máy công suất tương cối lớm (1000 kw) thưởng dùng thép tắm cuốn lại và han thành vỏ.3 Stator của máy điện không đồng bộ. Võ máy; 3, Day quản + Phần quay (6to): Phin quay gồm hai bộ phận chính là oi thép và dây quấn LIA Lai thép + Loi thép roto được lâm bằng các Ii hp kĩ thuật lên, đập như hình a - Các lá thép sau khi ghép lại thành khối hình trụ mặt ngoi hình thành các rảnh để đặt dây quấn rôto, ở giữa có lỗ để ghép trục.Trên thực tế, tổn hao sắt ở lồi thép roto khi máy làm việc là rit nhỏ nên không cần ding thép kĩ thuật điện. Nhưng để lợi dụng phần thép ki thuật điện sau khi dập li sắt stato, người ta dàng dé ép lõi thép roto luôn (hình b). vn Hình 14 Lá thép roto kĩ that điện không đồng bộ LS Đây quấn ron - Dây quấn roto của máy điện không đồng bộ chia thành hai loại: loại rồto kiểu dây quấn và loại roto kiểu lồng sốc.

Loại to kiểu diy quấn: Dây quấn được đặt trong rãnh của lõi thép réto. Dây quần 3pha của rôto thưởng đấu hình sao (Y), ba đầu còn lại được nối với ba vòng trượt lâm bằng đồng cổ định ở đầu trụ (hình a, lên ba vòng trượt là ba chéi than (hình b).Thông qua chdi than có thể ghép thêm điện trở phụ hay đưa sức lên động phụ vào mạch rồto để cải thiện đặc tinh mỡ máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải cose. Khi làm việc bình thường dây quấn réto được nỗi ngắn mạch.6 Day quấn roto lồng sốc (a) và rato lồng sóc rãnh chéo (b) - Trong mỗi rãnh của lõi thép réto đặt vào thanh din bằng đồng hoặc bằng nhém, hai đầu dai ra khỏi lõi thép, Các thanh din được nỗi tt lại với nhau ở hai đầu bằng bai vòng ngắn mạch cũng bằng đồng hoặc nhôm tạo thành một cái lỗng (gọi là lồng sóc) như ở hình a. cải thiện tính năng mở máy, trong các máy có công suất tương đối lớn inh rồo thường làm rãnh sâu hoặc lồng sóc kép (2 rãnh lồng sóc).

Trong may điện cỡ nhỏ, rãnh, roto thường làm chéo di một góc so với tâm trục để ci thiện dang sóng 8.4 (nh b) © phần quay còn có các bộ phận khác như trục mấy, cảnh quạt lâm mắt (với may cỡ nhỏ), Khe hở: Giữa rồto và stato có khe hở rất đều. Khe hở trong máy điện không, đồng bộ rit nhỏ (khoảng 0.2 ~ 1,0 mm) để hạn chế dng từ hoá lấy từ lưới vào, làm cho cose của máy cao hơn. * Các đại lượng định mức. ~ Công suất định mức ở đầu trục: Poy (W, KW), Đây là công suất cơ, nói lên khả năng sinh công của động cơ.

Ngoài đơn vị W, kW còn có đơn vị là sức ngựa HP. 1 HP = 0,736 kW= 736 W' - Điện áp định mức Udm (V). Trên nhăn máy thường ghi hai trị số điện áp ứng với cách đầu diy của stato, Ví dụ Y/A-380/220 V, nghĩa là khi nguồn có điện ấp dây, Uy 380V thì đây quấn 3 pha stato đầu hinhY, còn khi nguồn có Us = 220V thì dây quấn stato đầu A - Dòng điện dây định mức: lạ, (A).Day là dòng điện của cuộn diy stato lấy từ nguồn hi điện áp đặt vio động cơ là dinh mức và trục động cơ kéo phụ ti định mức Trên nhãn động cơ thường ghi hai trị số dòng điện ứng với hai cách đầu đây - Tốc độ quay định mức nạ, (vòng/phú). Đây là tốc độ quay của động cơ khi điện áp đặt vào động cơ là định mức và momen cản trên trục động cơ là định mức.

- Tân số nguồn định mức fay (Hi) - Hiệu suất định mức nếm là tỉ số giữa công sut cơ trên trục và công suất điện mà động cơ tiêu thụ khi ải định mức. = Hệ số công sult định mức cosgu„ - Từ các lêu định mức trên nhãn máy, có thé tìm được các tri số quan trọng khác như công suất điện định mức mà động cơ tiêu thy từ lưới P1,„, momen quay định mức. ở đầu trục động cơ Mạ». * Công dụng: Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu ding làm động cơ điện.

Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được sử dung rộng rãi nhất trong các ngành kin tẾ quốc dân. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động. Ie cho máy cần thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ. Trong him mi dùng làm máy tời hay quạt gió.

Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia. sông nông sin phẩm. Trong đời sing hing ngày máy điện không đồng bộ cũng din dẫn chiếm một vị tí quan trọng: quat gi „ động cơ tủ ạnh.Tôm lại phạm vỉ ứng dung của máy điện không đồng bộ ngảy càng rộng rãi. Tuy vậy máy điện không đồng bộ có.

những nhược điểm sau: cos của máy thường không cao lắm, đặc tinh điều chỉnh tốc cđộ không tốt nên ứng dụng của nó có phần bị hạn chế.2 Quan hệ điện từ trong máy điện không đồng bộ Ta có thể coi máy điện không đồng bộ như một máy biến áp ma dây quắn sutor là dây cquấn sơ cấp, dây quấn rotor là dây quấn thứ cấp, sựliên hệ giữa sơ và thứ thông qua từ trường quay (ở máy biển áp là từ trường xoay chiều). Do dé có thể dùng cách phân. tích kiểu máy biển áp để thiết lập các phương trình cơ bản, mạch điện thay thể, đồ thị vectơ.Ta chỉ xết đến tắc dung của sống cơ bản không xét đến tic dung của sing bie cao vì ảnh hưởng của chúng là thứ yẾu 1. Méy điện không đằng bộ làm việc khi roto đứng yên Mu dich của chúng tala chứng minh rằng khi to dimg yên máy điện không đồng bộ .được xem như máy biến áp chỉ khác về phan edu tạo.

Con về phần bản chit vật lý đều như nhau. Để nghiên cứu một cách hợp lý ta bắt đầu nghiên cứu từ những trạng thái lâm việc giới hạn của máy: không tải, ngắn mạch để phần sau mở rộng khái niệm may điện không đồng bộ cũng như máy biến áp ngay cả ở trường hợp với roto quay. + Không tải của may điện không dng bộ khi =0 (Réto đứng yên) Ta giả thuyết của máy điện không đông bộ hở mạch và đứng yên stator được. đặt vào lưới điện có điện áp Up, tin số fỊ, Trong trường hop này.

máy điện không đồng bộ được xem như mắy bin áp lúc không ti. Dưới tác dụng của điền áp Uy trong stator có đồng điện không tải lọ lọ > Fy => ®, một phin của © là yy móc vòng với hai đây quấn của máy, còn phần kia ®ại chỉ móc vòng với dây quấn stator, Nếu máy có p đôi cực thì tốc độ ny của fy và mm là ny = 60f/p.Từ thông © y sinh ra ở đây cquấn stator và rato rotor hai sức điện động E và E2 xác định theo công thức: la =1l0XI xị là điện kháng tin của diy quin stator Ngoài ra đây quấn stator cin có điện trở tắc dạng rị, kế đến sự cổ mặt cũa nó dưới hình thức điện áp rơi lọ;,. Phương hình súc điện động sơ cấp của mày điện không đồng bộ dưới dang may bi U=- E, +2, "Đồ thị không tải của máy điện không đồng bộ tương ứng về nguyên tắc với những đồ thị không tải của máy biến áp. Nhưng trong quan hệ về lượng giữa hai đ thị có một sự khác nhau rõ rệt Trong máy điện không đồng bộ: 1,=(20.+50)%4lu, “Trong máy biến áp 109 Điện áp roi trên day quấn máy điện không dng bộ khi không tải chiếm (2+5)⁄£ Ugm còn của máy biển áp thường không quá (0,1 + 0,4)% Uạm, Hệ số biến đổi sức điện động của máy điện không đồng bội Trong máy điện không đồng bộ cũng như trong máy biển áp dây quấn thứ cấp được.

dura về day quấn sơ cắp nghĩa là thay cuộn dây thứ cấp thật bằng một cuộn khác cũng 6 số vòng đây, bước dây quắn và số rãnh của một pha dưới một eye như là cuộn sơ cấp. Sức điện động của dây quần thứ cắp được qui đôi: E =kệ Ep =E Khi roto hở mạch và đứng yên trong máy chỉ có tổn hao đồng của stator m\JÖrị tổn hao sắt stator, rotor: píe]+ pe2. Công suất Pg do máy tiga thụ từ lưới Po= mị Por + pyet + Pfe2: Trong máy điện không đồng bộ lọ và ry tương đối lớn nên tổn hao đồng peụ chiếm một thành phin đáng kể trong Py.