0.3 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ

Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ (đk)

Các giả thiết, sơ đồ thay thế, đặc tính cơ của động cơ đk:

Các giả thiết:

ĐKlsHình 2-21:Động cơ không đồng bộ lồng sóc (ĐKls) và dây quấn (ĐKdq)Động cơ không đồng bộ (ĐK) như hình 2-21, được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ưu điểm nỗi bật của nó là: cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, vốn đầu tư ít, giá thành hạ, trọng lượng, kích thước nhỏ hơn khi cùng công suất định mức so với động cơ một chiều. Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều 3 pha ...~ĐKdq~R2f

Tuy nhiên, việc điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn hơn, các động cơ ĐK lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động xấu (dòng khởi động lớn, mômen khởi động nhỏ).

Để đơn giản cho việc khảo sát, nghiên cứu, ta giả thiết:

+ Ba pha của động cơ là đối xứng.

+ Các thông số của mạch không thay đổi nghĩa là không phụ thuộc nhiệt độ, tần số, mạch từ không bảo hoà nên điện trở, điện kháng, ... không thay đổi.

+ Tổng dẫn của mạch vòng từ hoá không thay đổi, dòng từ hoá không phụ thuộc tải mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato.

+ Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép.

+ Điện áp lưới hoàn toàn sin và đối xứng.

Sơ đồ thay thế:

U1fI1X1X’2R’2/sR’2f/sII’2XRHình 2-23: Sơ đồ thay thế ĐKdqR1Với các giả thiết trên ta có sơ đồ thay thế 1 pha của động cơ như hình 2-23.

Trong đó:

U1f là trị số hiệu dụng của

điện áp pha stato (V).

I1, I, I’2 là các dòng stato,

mạch từ hóa, rôto đã

quy đổi về stato (A).

X1, X, X’2 là điện kháng stato, mạch từ, rôto đã quy đổi về stato ().

R1, R, R’2 là điện trở stato, mạch từ, rôto đã quy đổi về stato ().

R’2f là điện trở phụ (nếu có) ở mỗi pha rôto đã quy đổi về stato ().

s là hệ số trượt của động cơ:

$s=\frac{{\omega }_1-\omega }{{\omega }_1}=\frac{{\omega }_0-\omega }{{\omega }_0}$ (2-58)

Trong đó:

1 = 0 là tốc độ của từ trường quay ở stato động cơ, còn gọi là tốc độ đồng bộ (rad/s):

${\omega }_1={\omega }_0=\frac{{\mathrm{2\pi f}}_1}{p}$ (2-59)

 là tốc độ góc của rôto động cơ (rad/s).

Trong đó: f1 là tần số của điện áp nguồn đặt vào stato (Hz),

p là số đôi cực của động cơ,

Biểu đồ năng lượng của đk:

Với các giả thiết ở trên, ta có biểu đồ năng lượng của động cơ ĐK 3 pha như hình 2-24:

Trong biểu đồ năng lựong:

P1 là công suất điện từ đưa vào 3 pha stato động cơ ĐK

ÄP1 = ÄPCu1 là tổn thất công suất trong các cuộn dây đồng stato

P12 là công suất điện từ truyền giữa stato và rôto động cơ ĐK

ÄP2 = ÄPCu2 là tổn thất công suất trong các cuộn dây đồng rôto

P2 là công suất trên trục động cơ, hay là công suất cơ của ĐK truyền động cho máy sản xuất.

P1 = 3U1fI1cosửP1 2Hình 2-24: Biểu đồ năng lượng của động cơ ĐKdqP2 = Ptrục = Pcơ ÄP1 = ÄPCu1ÄP2 = ÄPCu2

Phương trình và đặc tính cơ đk:

Từ sơ đồ thay thế hình 2-23, ta tính được dòng stato:

$I_1=U_{\mathrm{1f}}\left[\frac{1}{\sqrt{R_{\mu }^2+X_{\mu }^2}}+\frac{1}{\sqrt{{R_1+\frac{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}}{s}}^2+X_{\text{nm}}^2}}\right]$ (2-60)

Trong đó: R’2 = R’2 + R’2f là điện trở tổng mạch rôto.

Xnm = X1 + X’2 là điện kháng ngắn mạch.

Từ phương trình đặc tính dòng stato (2-60) ta thấy:

Khi  = 0, s = 1, ta có: I1 = I1nm - dòng ngắn mạch của stato.

Khi  = 0, s = 0, ta có: $I_1=U_{\mathrm{1f}}\left[\frac{1}{\sqrt{R_{\mu }^2+X_{\mu }^2}}\right]=I_{\mu }$

Nghĩa là ở tốc độ đồng bộ, động cơ vẫn tiêu thụ dòng điện từ hoá để tạo ta từ trường quay.