giao trinh may dien-hedh

8/6/2019 Giao Trinh May Dien-heDH

http://slidepdf.com/reader/full/giao-trinh-may-dien-hedh 1/245

1

Âaûi Hoüc ÂaìNàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch KhoaKhoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng Nghiãûp

Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi

Chæång 3QUAN HÃÛÂIÃÛN TÆÌTRONG MBA

Trong chæång naìy chuïng ta seînghiãn cæïu sæûlaìm viãûc cuía mba luïc taíi âäúixæïng vaìmoüi váún âãöcoïliãn quan âãöu âæåüc xeït trãn mäüt pha cuía mba ba pha haytrãn mba mäüt pha.

3.1. CAÏC PHÆÅNG TRÇNH CÁN BÀÒNG CUÍA MAÏY BIÃÚN AÏPÂãøtháúy roîquaïtrçnh nàng læåüng trong mba, ta haîy xeït caïc quan hãûâiãûn tæì

trong træåìng håüp naìy.3.1.1. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp (sââ)

Trãn hçnh 3.1 trçnh baìy mba mäüt pha hai dáy quáún, trong âoïdáy quáún så cáúpnäúi våïi nguäön, coïsäúvoìng N1, dáy quáún thæïcáúp näúi våïi taíi coïtäøng tråíZt, coïsäú voìng N2. Khi näúi âiãûn aïp u1 vaìo dáy quáún så cáúp, trong dáy quáún så cáúp coïdoìngâiãûn i1 chaûy qua. Nãúu phêa thæïcáúp coïtaíi thç trong dáy quáún thæïcáúp seîcoïdoìngâiãûn i2 chaûy qua. Caïc doìng âiãûn i1 vaìi2 seîtaûo nãn stâ så cáúp i1 N1 vaìstâ thæïcáúpi2 N2. Pháön låïn tæìthäng do hai stâ i1 N1 vaìi2 N2 sinh ra âæåüc kheïp maûch qua loîi theïpmoïc voìng våïi caídáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp âæåüc goüi laìtæìthäng chênhΦ. Tæì

thäng chênhΦ gáy nãn trong caïc dáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp nhæîng sââ e1 vaìe2 nhæ âaîbiãút åíchæång 2 nhæ sau :

Hçnh 3.1Tæìthäng mba mäü t pha hai dáy quáú n

u2u1

i1+ _

_

Φ

Zt

+∼

Φt2

Φt1

i2



2

dtd

dtd Ne 1

11Ψ−=Φ−= ; (3.1a)

dtd

dtd Ne 2

22Ψ−=Φ−= . (3.1b)

trong âoï Ψ1 = N1Φ vaì Ψ2 = N2Φ laìtæìthäng moïc voìng våïi dáy quáún så cáúp vaìthæï cáúp æïng våïi tæìthäng chênhΦ.

Ngoaìi tæìthäng chênhΦ chaûy trong loîi theïp, trong mba caïc stâ i1 N1 vaìi2 N2 coìnsinh ra tæìthäng taín Φt1 vaì Φt2. Tæìthäng taín khäng chaûy trong loîi theïp maìmoïcvoìng våïi khäng gian khäng phaíi váût liãûu sàõt tæìnhæ dáöu biãún aïp, váût liãûu caïch âiãûn... Váût liãûu náöy coïâäütæìtháøm beï, do âoïtæìthäng taín nhoíhån ráút nhiãöu so våïi tæì thäng chênh vaìtæìthäng taín moïc voìng våïi dáy quáún sinh ra noï. Tæìthäng taín Φt1 do doìng âiãûn så cáúp i1 gáy ra vaìtæìthäng taín Φt2 do doìng âiãûn thæïcáúp i2 gáy ra.Caïc tæìthäng taín Φt1 vaì Φt2 biãún thiãn theo thåìi gian nãn cuîng caím æïng trong dáyquáún så cáúp sââ taín et1 vaìthæïcáúp sââ taín et2, maìtrë säútæïc thåìi laì:

dtd

dtd Ne 1t1t

11tΨ−=Φ−= ; (3.2a)

dtd

dtd Ne 2t2t

22tΨ−=Φ−= . (3.2b)

Trong âoï: laìtæìthäng taín moïc voìng våïi dáy quáún så cáúp;

laìtæìthäng taín moïc voìng våïi dáy quáún thæïcáúp.

1t11t NΦ=Ψ

2t22t N Φ=ΨDo tæìthäng taín moïc voìng våïi khäng gian khäng phaíi váût liãûu sàõt tæìnãn tè lãû

våïi doìng âiãûn sinh ra noï:; (3.3a)11t1t iL=Ψ

22t2t iL=Ψ (3.3b)Trong âoï: Lt1 vaìLt2 laìâiãûn caím taín cuía dáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp.

Thãú(3.3) vaìo (3.2a,b), ta coï:

dtdiLe tt

111 −= (3.4a)

dtdiLe tt

222 −= (3.4b)

Biãùu diãùn (3.4) dæåïi daûng phæïc säú:1111t1t I jxIL jE &&& −=ω−= ; (3.5a)

2222t2t I jxIL jE &&& −=ω−= (3.5b)

trong âoï: x1 =ωLt1 laìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún så cáúp,x2 =ωLt2 laìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún thæïcáúp.



3

1. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp dáy quáún så cáúp :Xeït maûch âiãûn så cáúp gäöm nguäön âiãûn aïp u1, sæïc âiãûn âäüng e1, sââ taín cuía dáy

quáún så cáúp et1, âiãûn tråídáy quáún så cáúp r1. AÏp duûng âënh luáût Kirchhoff 2 ta coï phæång trçnh âiãûn aïp så cáúp viãút dæåïi daûng trë säútæïc thåìi laì:

u1= - e1 - et1 + r1i1 (3.6a)Biãøu diãùn (3.6) dæåïi daûng säúphæïc:

111t11 IrEEU &&&& +−−= (3.6b)Thay (3.5a) vaìo (3.6b), ta coï:

111111 IrI jxEU &&&& ++−= 11111111 IZEI) jxr(EU &&&&& +−=++−= (3.7)

trong âoï: Z1 = r1 + jx1 laìtäøng tråíphæïc cuía dáy quáún så cáúp.Coìn laì âiãûn aïp råi trãn dáy quáún så cáúp.

11IZ &

2. Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp dáy quáún thæïcáúpMaûch âiãûn thæïcáúp gäöm sæïc âiãûn âäüng e2, sæïc âiãûn âäüng taín dáy quáún thæïcáúp

et2, âiãûn tråídáy quáún thæïcáúp r2, âiãûn aïp åíhai âáöu cuía dáy quáún thæïcáúp laìu2. AÏpduûng âënh luáût Kirchhoff 2 ta coïphæång trçnh âiãûn aïp thæïcáúp viãút dæåïi daûng trë säú tæïc thåìi laì:

u2= e2 + et2 - r2i2 (3.8a)Biãøu diãùn (3.8) dæåïi daûng säúphæïc:

222t22 IrEEU &&&& −+= (3.8b)Thay (3.5b) vaìo (3.8b), ta coï:

222222 IrI jxEU &&&& −−= (3.9)22222222 IZEI) jxr(EU &&&&& −=+−= (3.10)

trong âoïZ2 = r2 + jx2 laìtäøng tråíphæïc cuía dáy quáún thæïcáúp.Coìn laì âiãûn aïp råi trãn dáy quáún thæïcáúp.22IZ &

Màût khaïc ta coï: (3.11)2t2 IZU && =

3.1.2. Phæång trçnh cán bàòng doìng âiãûnÂënh luáût Ohm tæì(0.6), aïp duûng vaìo maûch tæì(hçnh 3.1) cho ta:

N1i1 - N2i2 = R μ Φ (3.12)Trong biãøu thæïc (3.7), thæåìng nãn E111 EIZ && << 1 ≈ U1. Váûy theo cäng thæïc

(2.6) tæìthäng cæûc âaûi trong loîi theïp:

1

1m fN44,4

U=Φ (3.13)

ÅÍâáy U1 = U1âm, tæïc laìU1 khäng âäøi, theo (3.13) tæìthängΦm cuîng khäng âäøi.Do âoïvãúphaíi cuía (3.12) khäng phuûthuäüc doìng i1 vaìi2, nghéa laìkhäng phuûthuäüc



4

chãúâäülaìm viãûc cuía mba. Âàûc biãût trong chãúâäükhäng taíi doìng i2 = 0 vaìi1 = i0 laì doìng âiãûn khäng taíi så cáúp. Ta suy ra:

N1i1 + N2i2 = N1i0 (3.14)

Hay: (3.15)012211 I NI NI N&&&

=+Chia hai vãúcho N1 vaìchuyãøn vãú, ta coï:

)I(I) N NI(II '

201

2201

&&&&& −+=−+= (3.16)

trong âoï: kII 2'

2&& = laìdoìng âiãûn thæïcáúp qui âäøi vãöphêa så cáúp, coìn k =

2

1 N N .

Tæì(3.16) ta tháúy ràòng: doìng âiãûn så cáúp gäöm hai thaình pháön, thaình pháön

doìng âiãûn khäng âäøi duìng âãøtaûo ra tæìthäng chênhΦ trong loîi theïp mba, thaìnhpháön doìng âiãûn duìng âãøbuìlaûi doìng âiãûn thæïcáúp , tæïc laìcung cáúp cho taíi.Khi taíi tàng thç doìng âiãûn tàng, nãn tàng vaìdoìng âiãûn cuîng tàng lãn.

1I&

0I&

2'I& 2I&

2I& 2'I& 1I&

Toïm laûi, mä hçnh toaïn cuía mba nhæ sau:(3.17a)1111 IZEU &&& +−=

(3.17b)2222 IZEU &&& −='201 III &&& += (3.17c)

3.2. MAÛCH ÂIÃÛN THAY THÃÚCUÍA MAÏY BIÃÚN AÏP Âãøâàûc træng vaìtênh toaïn caïc quaïtrçnh nàng læåüng xaíy ra trong mba, ngæåìi ta

thay maûch âiãûn vaìmaûch tæìcuía mba bàòng mäüt maûch âiãûn tæång âæång gäöm caïcâiãûn tråívaìâiãûn khaïng âàûc træng cho mba goüi laìmaûch âiãûn thay thãúmba.

Trãn hçnh 3.2a trçnh baìy MBA maìtäøn hao trong dáy quáún vaìtæìthäng taín

âæåüc âàûc træng bàòng âiãûn tråíR vaìâiãûn caím L màõc näúi tiãúp våïi dáy quáún så vaìthæï cáúp. Âãøcoïthãønäúi træûc tiãúp maûch så cáúp vaìthæïcáúp våïi nhau thaình mäüt maûch âiãûn,

L1t i2 r2Φ

u2u1

i1r1

(a)

L2t

Zte1 e2+ + +

− − −

Hçnh 3-2. MBA khäng tæìthäng taí n vaì täøn hao trong dáy quáú n



5

caïc dáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp phaíi coïcuìng mäüt cáúp âiãûn aïp. Trãn thæûc tãú, âiãûn aïpcuía caïc dáy quáún âoïlaûi khaïc nhau. Vç váûy phaíi qui âäøi mäüt trong hai dáy quáún vãö dáy quáún kia âãøcho chuïng coïcuìng mäüt cáúp âiãûn aïp. Muäún váûy hai dáy quáún phaíicoïsäúvoìng dáy nhæ nhau. Thæåìng ngæåìi ta qui âäøi dáy quáún thæïcáúp vãödáy quáúnså cáúp, nghéa laìcoi dáy quáún thæïcáúp coïsäúvoìng dáy bàòng säúvoìng dáy cuía dáyquáún så cáúp. Viãûc qui âäøi chè âãøthuáûn tiãûn cho viãûc nghiãn cæïu vaìtênh toaïn mba,vç váûy yãu cáöu cuía viãûc qui âäøi laìquaïtrçnh váût lyïvaìnàng læåüng xaíy ra trong maïymba træåïc vaìsau khi qui âäøi laìkhäng âäøi.

3.2.1. Qui âäøi caïc âaûi læåüng thæïcáúp vãöså cáúp. Nhán phæång trçnh (3.15b) våïi k, ta coï:

k

I)Zk(k

I)Zk(EkUk 2t

222

222

&&&& =−= (3.18)

Âàût : (3.19)2'2 EkE && =

(3.20)2'2 UkU && =

(3.21)k/II 2'2

&& =

; ; (3.22)22'

2 ZkZ = 22'

2 rkr = 22'

2 xkx =

; ; (3.23)t2'

t ZkZ = t2'

t rkr = t2'

t xkx =

Phæång trçnh (3.12b) viãút laûi thaình:(3.24)'

2't

'2

'2

'2

'2 IZIZEU &&&& =−=

Trong âoï: , , , , tæång æïng laìsââ, âiãûn aïp, doìng âiãûn, täøng tråí dáy quáún vaìtäøng tråítaíi thæïcáúp qui âäøi vãöså cáúp.

'2E& '

2U& '2I& '

2Z 'tZ

Toïm laûi mä hçnh toaïn mba sau khi qui âäøi laì:(3.25a)1111 IZEU &&& +=

(3.25b)2't

'2

'2

'2

'2 IZIZEU &&&& =−=

)I(II '201

&&& −+= (3.25c)

3.2.2. Maûch âiãûn thay thãúchênh xaïc cuía MBA.Dæûa vaìo hãûphæång trçnh qui âäøi (3.25a,b,c) ta suy ra mäüt maûch âiãûn tæång

æïng goüi laìmaûch âiãûn thay thãúcuía MBA nhæ trçnh baìy trãn hçnh 3.3.Xeït phæång trçnh (3.23a), vãúphaíi phæång trçnh coïZ1 1I&laìâiãûn aïp råi trãn täøng tråí dáy quáún så cáúp Z1 vaì laìâiãûn aïp råi trãn täøng tråíZ1E&− m, âàûc træng cho tæìthäng

chênh vaìtäøn hao sàõt tæì. Tæìthäng chênh do doìng âiãûn khäng taíi sinh ra, do âoïta coï thãøviãút :



6

001 IZI) jxr(E mmm&&& =+=− (3.26)

trong âoï: Zm = rm + jxm laìtäøng tråítæìhoïa âàûc træng cho maûch tæì.• rm laì âiãûn tråítæìhoïa âàûc træng cho täøn hao sàõt tæì.

pFe= rm20I (3.27)• xm laìâiãûn khaïng tæìhoïa âàûc træng cho tæìthäng chênhΦ.

Hçnh 3-3. Maûch âiãûn thay thãú cuía MBA mäüt pha hai dáy quáú n

2'U&1U&

1I& x1r1 )I( '2

&− x’2r’2

Z’t

+

−+

−

oI&

rm

xm

1E&+

−

3.2.3. Maûch âiãûn thay thãúgáön âuïng cuía MBA.Trãn thæûc tãúthæåìng täøng tråínhaïnh tæìhoïa ráút låïn (Zm >> Z1 vaìZ’2), do âoï

trong nhiãöu træåìng håüp coïthãøboíqua nhaïnh tæìhoïa (Zm =∞ ) vaìthaình láûp laûi så âäö thay thãúgáön âuïng trçnh baìy trãn hçnh 3.3a.

Khi boíqua täøng tråínhaïnh tæìhoïa, ta coï:Zn = Z1 + Z’2 = rn + jxn (3.28)

Trong âoïZn = rn + jxn laìtäøng tråíngàõn maûch cuía mba; rn = r1 + r’2 laì âiãûn tråíngàõnmaûch cuía mba; xn = x1 + x’2 laìâiãûn khaïng ngàõn maûch cuía mba.

Trong MBA thæåìng rn << xn, nãn coïthãøboíqua âiãûn tråíngàõn maûch (rn = 0).Trong træåìng håüp naìy maûch âiãûn thay thãúMBA trçnh baìy trãn hçnh 3.3b.

Hçnh 3-3.Maûch âiãûn tæång âæång gáö n âuïng cuía MBA mäüt pha hai dáy quáú n

1U&

1I&

(a)

jxnrn

'2U&−

'2I&

Z’t 1U&

1I&

(b)

jxn

'2U&−

'2I&

Z’t



7

3.3. ÂÄÖTHË VECTÅ CUÍA MAÏY BIÃÚN AÏP Veîâäöthë vectå cuía mba nhàòm muûc âêch tháúy roîquan hãûvãötrë säúvaìgoïc lãûch

pha giæîa caïc âaûi læåüng váût lyï , , , ... trong MBA, âäöng thåìi âãøtháúy roîâæåücsæûthay âäøi caïc âaûi læåüng váût lyïâoïåícaïc chãúâäülaìm viãûc khaïc nhau.

Φ& U& I&

Hçnh 3-4Âäöthë vector cuía maïy biãún aïpa, Taíi tênh caím; b. Taíi tênh dung

1E&

1E&−

1U& 11Ir&

φ& 0I&

1I&

'2I&

'2I&−

11I jx&

Ψ2

ϕ1

'2

'2I jx &−

'2

'2Ir &−

'2U&

11IZ &

α

1E&

1E&− 1U& 11Ir&

φ& 0I&

1I&

'2I&

'2I&−

11I jx&

Ψ2

ϕ1

'2

'2I jx &−

'2

'2Ir &−

'2U&

11IZ &

α '2

'2IZ&

−

Hçnh 3-4a laìâäöthë vectå mba trong træåìng håüp phuûtaíi coïtênh cháút âiãûn caím.Âäöthë vectå âæåüc veîdæûa vaìo caïc phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp vaìstâ cuía MBA.Caïch veîâäöthë vectå nhæ sau :

+ Âàût vectå tæìthäng theo chiãöu dæång truûc hoaình truûc hoaình.mΦ&

+ Veîvectå doìng âiãûn khäng taíi ,væåüt træåïc mäüt goïcα.0I& mΦ&

+ Veîcaïc vectå sââ vaì do sinh ra, cháûm sau noïmäüt goïc 901E& 1'2 EE && = mΦ& o.

+ Do taíi coïtênh âiãûn caím nãn doìng âiãûn cháûm sau mäüt goïcψ'2I& '2E& 2.

't

'2

't

'2

2 rrxxarctg

++=Ψ (3.29)

+ Theo phæång trçnh (3.25c), ta veîvectå doìng âiãûn bàòng vectå doìng âiãûncäüng våïi vectå doìng âiãûn .

1I&

0I& )I( '2

&−+ Veîcaïc vectå khaïc dæûa vaìo caïc phæång trçnh cán bàòng (3.25a,b).

Âäöthë vectå mba khi phuûtaíi coïtênh dung veîtæång tæû, nhæng doìng âiãûnvæåüt træåïc mäüt goïcψ

'2I&

'2E& 2(hçnh 3-4b).



8

Âäö thë vectå âån giaí n mba

Hçnh 3-5 Âäöthë vectå âån giaí n mba

1U&

1nIr &

'21 II && −=

1nI jx &

ϕ2

)U('2&−

3-5o

1nIZ &

x’2

1U&

r1 r’2

rm

x1

xm

01 II && = 0I&

Hçnh 3-6. Så âäöthay thãúmba khi khäng taí i

0I2 =&

'−=

&&& +−=

Trong så âäöthay thãúgáön âuïng (hçnh 3-3a), ta cho laìdoìng âiãûn & , nãn :& .0Io = 21 II &

Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp :U (3.30)n1

'21 ZIU

Ta veîâæåüc âäöthë vector tæång æïng khiphuûtaíi coïtênh caím nhæ hçnh 3.5.

3.4. XAÏC ÂËNH CAÏC THAM SÄÚCUÍA MAÏY BIÃÚN AÏP

Caïc tham säúcuía MBA coïthãøxaïc âënh bàòng thê nghiãûm hoàûc bàòng tênh toaïn.3.4.1. Xaïc âënh caïc tham säúbàòng thê nghiãûmHai thê nghiãûm duìng âãøxaïc âënh caïc tham säúlaìthê nghiãûm khäng taíi vaìthê

nghiãûm ngàõn maûch.1. Thê nghiãûm khäng taíi mba.

Chãúâäükhäng taíi mba laìchãúâäümaìthæïcáúp håímaûch (I2 = 0), coìn så cáúp âæåüccung cáúp båíi mäüt âiãûn aïp U1. Trãn hçnh 3.6 laìmaûch âiãûn thay thãúmaïy biãún aïp khikhäng taíi.

1E&− VW A

Hçnh 3-7. Så âäöthê nghiãûm khäng taí i

V

Khi khäng taíi (hinh 3.6) doìng âiãûn thæïcáúp I2 = 0, ta coïphæång trçnh laì:(3.31a)1011 ZIEU &&& +−=

hoàûc (3.31b)00101 ZI)ZZ(IU m&&& =+=

trong âoï: Z0 = Z1 + Zm = ro + jxo laìtäøng tråíkhäng cuía taíi mba;ro = r1 + rm laìâiãûn tråíkhäng cuía taíi mba;

xo = x1 + xm laìâiãûn khaïng khäng cuía taíi mba;



9

Âãøxaïc âënh hãûsäúbiãún aïp k, täøn hao sàõt tæìtrong loîi theïp pFe, vaìcaïc thäng säú cuía mba åíchãúâäükhäng taíi, ta thê nghiãûm khäng taíi. Så âäönäúi dáy âãøthê nghiãûmkhäng taíi nhæ trãn hçnh 3.7. Âàût âiãûn aïp U1 = U1âmvaìo dáy quáún så cáúp, thæïcáúphåímaûch, caïc duûng cuûâo cho ta caïc säúliãûu sau: oaït kãúW âo âæåüc P0 laìcäng suáútkhäng taíi; Ampe kãúâo I0 laìdoìng âiãûn khäng taíi; coìn vän kãúnäúi phêa så cáúp vaìthæï cáúp láön læåüc âo U1âm vaìU20laìâiãûn aïp så cáúp vaìthæïcáúp.

Tæìcaïc säúliãûu âo âæåüc, ta tênh :a) Tè säúbiãún aï p k:

'21 EE && =

1E&−

1U&o1Ir &

φ& 0I&

o1I jx &

ϕo

o1IZ &

α

Hçnh 3.8Âäöthë vectå cuía

MBA khäng taíi

20

âm1

2

1

2

1UU

EE

N Nk ≈== (3.32)

b) Doìng âiãûn khäng taíi pháön tràm

%10%1100II%idm1

00 ÷== (3.33)

c) Täøng tråínhaïnh tæìhoaï

+ Âiãûn tråíkhäng taíi :ro = 2

o

om1 I

Prr =+ (3.34)

Âiãûn tråítæìhoïa rm >> r1 nãn láúy gáön âuïng bàòng:rm = r0 (3.35)+ Täøng tråíkhäng taíi :

0

dm10 I

UZ = (3.36)

+ Âiãûn khaïng khäng taíi :20

20m10 rZxxx −=+= (3.37)

Âiãûn khaïng tæìhoïa xm >> x1 nãn láúy gáön âuïng bàòng:xm = x0 (3.38)

d) Täøn hao khäng taíiTæìmaûch âiãûn thay thãúhçnh 3.6, ta tháúy täøn hao khäng taíi laìtäøn hao âäöng trãn

dáy quáún så vaìtäøn hao sàõt trong loîi theïp. Nhæ váûy täøn hao khäng taíi :P0 = rmIo

2 + r1I02 ≈ pFe (3. 39)

Do âiãûn tråícuía dáy quáún så vaìdoìng âiãûn khäng taíi nhoínãn ta boíqua täøn haoâäöng trãn dáy quáún så luïc khäng taíi. Nhæ váûy täøhao khäng taíi Po thæûc tãú coïthãø xem laìtäøn hao sàõt pFedo tæìtrãùvaìdoìng âiãûn xoaïy trong loîi theïp gáy nãn.



11

Tiãú n haì nh thê nghiãûm NM nhæ sau: Dáy quáún thæïcáúp näúi ngàõn maûch, dáyquáún så cáúp näúi våïi nguäön qua bäüâiãöu chènh âiãûn aïp. Ta âiãöu chènh âiãûn aïp vaìodáy quáún så cáúp sao cho doìng âiãûn trong caïc dáy quáún bàòng âënh mæïc. Âiãûn aïp âoï goüi laìâiãûn aïp ngàõn maûch Un. Luïc âoïcaïc duûng cuûâo cho ta caïc säúliãûu sau: Vän kãú chè Un laìâiãûn aïp ngàõn maûch; oaït kãúchè Pn laìtäøn hao ngàõn maûch; Ampe kãúchè I1âm vaìI2âmlaì doìng âiãûn så cáúp vaìthæïcáúp âënh mæïc. Tæìcaïc säúliãûu âo âæåüc, ta tênh :

a) Täøn hao ngàõn maûchLuïc thê nghiãûm ngàõn maûch, âiãûn aïp ngàõn maûch Un nhoí(un = 4-15%Uâm) nãn tæì

thängΦ nhoí, coïthãøboíqua täøn hao sàõt tæì. Cäng suáút âo âæåüc trong thê nghiãûmngàõn maûch Pn laì:

Pn = rnIn2 = r1I2

1âm+ r2I22âm (3.44)

Nhæ váûy täøn hao ngàõn maûch chênh laìtäøn hao âäöng trãn hai dáy quáún så cáúp vaì dáy quáún thæïcáúp khi taíi âënh mæïc.b) Täøng tråí , âiãûn tråívaìâiãûn khaïng ngàõn maûch.

+ Täøng tråíngàõn maûch:

Zn =âm1

n

I

U (3.45)

+ Âiãûn tråíngàõn maûch:

rn = r1 + r’2 = 21âm

n

IP

(3.46)+ Âiãûn khaïng ngàõn maûch:

xn = x1 + x’2 = 2n

2n rZ − (3.47)

Trong m.b.a thæåìng r1 = r’2 vaìx1 = x’2. Váûy âiãûn tråívaìâiãûn khaïng taín cuía dáyquáún så cáúp:

r1 = r’2 = 2rn (3.48)

x1 = x’2 = 2x

n vaìâiãûn tråívaìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún thæïcáúp:

r2 = 2

'2

kr ; x2 = 2

'2

kx (3.49)

c) Hãûsäúcäng suáút ngàõn maûch

n

n

âm1âm

nn Z

rIU

Pcos ==ϕ (3.50)

d) Âiãûn aï p ngàõn maûch



12

Âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm:

Un% = %100U

U%100

U

IZ

1

n

1

1n

âmâm

âm = (3.51)

Âiãûn aïp ngàõn maûch Ungäöm hai thaình pháön: Thaình pháön trãn âiãûn tråír

n, goüi laì

âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng , Thaình pháön trãn âiãûn khaïng xnrU n, goüi laìâiãûn aïpngàõn maûch phaín khaïng .nxU

+ Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng pháön tràm:

unr% = nnâm1

nr

âm1

âm1n cos%u%100UU%100U

Irϕ=×=× (3.52)

+ Âiãûn aïp ngàõn maûch phaín khaïng pháön tràm:

unx% = nnxâm1

nx

âm1

âm1n

sin%u%100UU

%100UIx

ϕ=×=× (3.53)Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng cuîng coïthãøtênh :

)kVA(S.10)W(P100I

IU

rI100UU%u

âm

n

âm

âm

âm

nâm

âm

nrnr =×== (3.54)

3.4.2. Xaïc âënh caïc tham säúbàòng tênh toaïn1. Täøng tråínhaïnh tæìhoïa

Âiãûn tråínhaïnh tæìhoïa :20

Fem I

Pr = (3.55)

våïi W;50f )GBGB(pp

3,1

g2gt

2t50/1Fe ⎟

⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ += vaì 2

ox2oro III += (3.56)

Âiãûn khaïng nhaïnh tæìhoïa :

x0

1m

I

Ex = (3.57)

våïi1

gg.ttt.t

1

0x0 mU

SnqGqGqmUQI δ++

== (3.58)

2. Täøng tråíngàõn maûch Âiãûn tråíngàõn maûch

Ωρ= ,Sl Nkr1

1.tb175r1 0 ; Ωρ= ,S

l Nkr2

2.tb275r2 0 (3.59)



13

22

2

11n r) N

N(rr += (3.60)

kr : hãûsäúlaìm tàng täøn hao do tæìtræåìng taín

ρ75: âiãûn tråísuáút cuía dáy dáùn laìm dáy quáún. Âiãûn khaïng ngàõn maûchViãûc xaïc âënh x1 vaìx2 liãn quan âãún viãûc xaïc âënh sæûpháún bäútæìtræåìng taín

cuía tæìng dáy quáún. ÅÍdáy ta xaïc âënh x1 vaìx2 gáön âuïng våïi giaíthiãút âån giaín.Xeït cho træåìng håüp dáy quáún hçnh truû(hçnh 3-8). Chiãöu daìi tênh toaïn cuía dáyquáún lσ låïn hån chiãöu daìi thæûc l cuía dáy quáún mäüt êt :

R kll =σ (3.61)

i2 N2i1 N1

i2 N2

i1 N1

a1

a12

a2

Hx3Hx1

Hx2

Hx

x

Hçnh 3-10Tæìthäng taí n

kR = 0,93-0,98 : hãûsäúqui âäøi tæìtræåìng taín lyï tæåíng vãötæìtræåìng taín thæûc tãú(hãûsäúRogovski)

Theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn :∫ ∑= iHdl

Âäúi våïi theïp ∞=μFe , nãn HFe= 0, vç váûy :Trong phaûm vi a1 (0≤ x≤ a1) :

,axi NilH1111x ∑

==σ

do âoï ,ax

li NH

1

111x ×=

σ

Trong phaûm vi a12(a1 ≤ x≤ a1+a12) :,i N NilH 112x ∑ ==σ

do âoï ,li NH 11

2xσ

=

Trong phaûm vi a2 ( a1+ a12≤ x≤ a1 + a12+ a2 ) :,a

)aa(xi Ni NilH2

12122113x ∑ +−+==σ

,i Naaaxi N 11

2

12111

−−−= våïi (i1 N1 = -i2 N2)

do âoï ,axaaa

li NH

2

2121113x

−++×=σ

Xaïc âënh biãn giåïi tæìthäng taín cuía hai dáy quáún seîráút khoïkhàn, do âoïviãûctênh toaïn riãng reîcaïc tham säúx1 vaìx2 khäng thãøthæûc hiãûn âæåüc. Ta coïthãøxaïc



14

âënh x1+ x2 våïi qui æåïc biãn giåïi phán chia tæìtræåìng taín cuía hai äúng dáy så cáúp vaì thæïcáúp laìâæåìng åígiæîa khe håía12 .

Goüi Dtb laìâæåìng kênh trung bçnh cuía caíhai dáy quáún vaìboíqua sæûthay âäøiâæåìng kênh theo chiãöu x thç vi phán tæìthäng caïch x mäüt khoaíng trong phaûm vi a1 :

dxDHd tb1xo1 πμ=Φ moïc voìng våïi säúvoìng dáy :

11

x NaX N =

Váûy trong phaûm vi a12tæìthäng moïc voìng våïi mäüt säúvoìng dáy laìN1 voìng :dxDHd tb2xo2 πμ=Φ

Tæìthäng moïc voìng våïi toaìn bäüdáy quáún 1 laì:

dxDli N NdxDa

xl

i N Nax

tb2

aa

a

11o1tb

1

a

0

11o1

11

121

1

1

πμ+πμ=Ψ ∫ ∫ +

σσ

)2a

3a(l

Di N 121tb121o +πμ=

σ

Tênh tæång tæû, ta coïtæìthäng moïc voìng våïi toaìn bäüdáy quáún 2 laì:

)2

a

3

a(l

Di N 122tb121o'

2 +πμ=Ψσ

Âiãûn khaïng ngàõn maûch :

1

'21

21n if 2'xxx Ψ+Ψπ=+=

xn )3aaa(l

kDi Nf 2 2112

R tb121o ++πμπ= (3.62)

Ta tháúy xn phuûthuäüc vaìo kêch thæåïc hçnh hoüc cuía caïc dáy quáún a1, a2 , a12vaìl.

Kêch thæåïc naìy âæåüc choün sao cho giaïthaình cuía maïy laìtháúp nháút.



1



Chæång 4M.B.A LAÌM VIÃÛC ÅÍTAÍI ÂÄÚI XÆÏNG

Trong âiãöu kiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng cuía læåïi âiãûn, ta coïthãøphán phäúi âãöu

phuûtaíi cho ba pha, luïc âoïm.b.a laìm viãûc våïi âiãûn aïp âäúi xæïng vaìdoìng âiãûn trongcaïc pha cuîng âäúi xæïng. Ta xeït sæûcán bàòng nàng læåüng vaìsæûlaìm viãûc cuía mbatrong âiãöu kiãûn âiãûn aïp så cáúp U1 = const, vaìtáön säúf = const.

4.1. GÈAN ÂÄÖNÀNG LÆÅÜNG CUÍA M.B.A

Trong quaïtrçnh truyãön taíi nàng læåüng qua MBA, mäüt pháön cäng suáút taïcduûng vaìphaín khaïng bë tiãu hao trong maïy. Xeït mba laìm viãûc åítaíi âäúi xæïng, sæû cán bàòng nàng læåüng dæûa trãn så âäöthay thãúchênh xaïc hçnh 4.1.

x’2r1 r’

2x1

P1 ± jQ1P2 ± jQ2Pât ± jQât

pcu1± jq1pFe ± jqm

pcu2 ± jq2

Hçnh 4-2 Giaín âäönàng læåüng mba

1U& rm0I&1I& 'I&2−

xm'2U&−1E&− Z’

t

Hçnh 4-1 Så âäöthay thãúmaïy biãún aïp

Goüi P1 laìcäng suáút taïc duûng âæa vaìo dáy quáún så cáúp mba:P1= m1U1I1cosϕ1 (4.1)

Mäüt pháön cäng suáút naìy buìvaìo :• Täøn hao âäöng trãn âiãûn tråícuía dáy quáún så: pcu1= m1r1I2

1 • Täøn hao sàõt trong loîi theïp mba : pFe= m1rmIo

2 Cäng suáút coìn laûi goüi laìcäng suáút âiãûn tæìchuyãøn sang dáy quáún thæïcáúp:

Pât = P1 - (pcu1+ pFe) = m2E2I2cosΨ2 (4.2)



2

Cäng suáút åíâáöu ra P2 cuaímba seînhoíhån cäng suáút âiãûn tæìmäüt læåüng chênhbàòng täøn hao âäöng trãn âiãûn tråícuía dáy quáún thæï: pcu2= m2r2I2

2 =m1r’2I’2

2:P2 = Pât - pcu2= m2U2I2cosϕ2 (4.3)

Cuîng tæång tæûnhæ váûy, ta coïcäng suáút phaín khaïng nháûn vaìo dáy quáún så cáúp:Q1= m1U1I1sinϕ1 (4.4)Cäng suáút naìy træìâi cäng suáút âãøtaûo ra tæìtræåìng taín åídáy quáún så cáúp q1=

m1x1I21 vaìtæìtræåìng trong loîi theïp qm = m1xmIo

2, pháön coìn laûi laìcäng suáút phaínkhaïng chuyãøn sang dáy quáún thæïcáúp:

Qât = Q1 - (q1 + qm ) = m2E2I2sinΨ2 (4.5)Cäng suáút phaín khaïng âæa âãún phuûtaíi:

Q2 = Qât - q2 = m2U2I2sinϕ2 (4.6)

Trong âoïq2= m2x2I22 âãøtaûo ra tæìtræåìng taín åídáy quáún thæï.

Taíi coïtênh cháút âiãûn caím (ϕ2 > 0) thç Q2 > 0, luïc âoïQ1 > 0 vaìcäng suáút phaínkhaïng truyãön tæìdáy quáún så cáúp sang dáy quáún thæïcáúp.

Taíi coïtênh cháút âiãûn dung (ϕ2 < 0) thç Q2 < 0, nãúu Q1 < 0, cäng suáút phaínkhaïng truyãön tæìdáy quáún thæïsang dáy quáún så hoàûc Q1 > 0, toaìn bäücäng suáútphaín khaïng tæìphêa thæïcáúp vaìså cáúp âãöu duìng âãøtæìhoaïMBA.

Sæûcán bàòng cäng suáút taïc duûng vaìphaín khaïng trçnh baìy trãn hçnh 4.2

4.2 ÂÄÜTHAY ÂÄØI ÂIÃÛN AÏP THÆÏCÁÚP MBA Âäüthay âäøi âiãûn aïp thæïcáúp mbaΔU laì

hiãûu säúsäúhoüc giæîa trë säúâiãûn aïp thæïcáúp luïckhäng taíi U20(âiãöu kiãûn U1ì= U1âm) vaìluïc coïtaíiU2 .

A

0

I2U2*

βUrn*

βUnx*

U1dm=1 P H

K

ϕ2

Hçnh 4-3Xaïc âënh ΔU cuía mba

'20

'2

'20

20

220U

UUU

UUU −=−=Δ

'*2

âm1

'2

âm1

' ;2âm1 U1UU1U

UUU −=−=−=Δ (4.7)

Xaïc âënhΔU bàòng phæång phaïp giaíi têch.

Goüi 'âm2

'2

âm2

2II

II ==β : hãûsäútaíi cuía mba.

cosϕ2: hãûsäúcäng suáút cuía mba.

Ta coï:*nr' âm2

'2

âm1

'âm2n

' âm1

'2n U

II

UIr

UIrBC β===



3

*nx'âm2

'2

âm1

'âm2n

âm1

'2n U

II

UIx

UIx AB β===

TæìA haûâæåìng thàóng goïc AP xuäúng 0U’2*vaìgoüi AP = n vaìCP = m, ta coï:

mn1U 2' *2 −−=

m2n1U

2'*2 −−≈

2nmU1U

2'*2* +=−=Δ (4.7)

Tênh m vaìn, ta âæåüc :m = CK+KB =β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2)n = AH-HP =β(Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2)

Váûy ΔU*=β(Unr*cosϕ2+Unx*sinϕ2) +β2 (Unx*cosϕ2-Unr*sinϕ2)2/2Säúhaûng sau ráút nhoícoïthãøboíqua nãn:

ΔU*=β(Unr*cosϕ2+ Unx*sinϕ2) (4.8)TênhΔU* theo %, ta viãút laûi biãøu thæïc trãn:

ΔU*% =β(unr%cosϕ2 + unx%sinϕ2) (4.9)hoàûc ΔU*% =βun%(cosϕn.cosϕ2 + sinϕn.sinϕ2) (4.10)

β=1ΔU%

1 00

cosϕ2

unx%unr%

-unx%

ϕ2> 0cosϕ2=0.8

cosϕ2=0.8β

ΔU%

0ϕ2< 0

cosϕ2=1

(b)

Hçnh 4-4 a.Quan hãû ΔU=f(β) ⎢cosϕ2 = const

b. Quan hãû ΔU=f(cosϕ2) ⎢β = const

(a)

Hçnh 4.4 cho biãút caïc quan hãû ΔU = f(β) khi cosϕ2 = Cte

vaì ΔU = f(cosϕ2)khiβ = Cte.



4

4.3 CAÏC PHÆÅNG PHAÏP ÂIÃÖU CHÈNH ÂIÃÛN AÏP CUÍA M.B.A.

Ta tháúyΔU=f(β,cosϕ2) nhæ váûy U2 phuûthuäüc vaìo β vaìcosϕ2, âãøgiæîcho U2 =const khi tàng taíi thç tè säúbiãún aïp k phaíi thay âäøi, nghéa laìta phaíi thay âäøi säúvoìng

dáy N.Mäüt cuäün dáy coïhai âáöu ra, åígiæîa hoàûc cuäúi cuäün dáy ta âæa ra mäüt säúâáöudáy æïng våïi caïc voìng dáy khaïc nhau âãøthay âäøi âiãûn aïp.

4.3.1. Thay âäøi säúvoìng dáy khi maïy ngæìng laìm viãûc:Duìng cho caïc maïy biãún aïp haûaïp khi âiãûn aïp thæïcáúp thay âäøi hoàûc khi âiãöu

chènh âiãûn aïp theo âäöthë phuûtaíi haìng nàm.Âäúi våïi mba cäng suáút nhoí: mäüt pha coï3 âáöu phán nhaïnh :±5%Uâm.

Âäúi våïi mba cäng suáút låïn : mäüt pha coï5 âáöu phán nhaïnh:±2x 2.5%Uâm Viãûc thæûc hiãûn âäøi näúi khi maïy ngæìng laìm viãûc, nãn thiãút bë âäøi näúi âån giaín,

reítiãön, âàût trong thuìng dáöu vaìtay quay âàût trãn nàõp thuìng.Caïc âáöu phán aïp âæa ra cuäúi cuäün dáy thç viãûc caïch âiãûn chuïng dãùdaìng hån

(hçnh 4.5a).Caïc âáöu phán aïp âæa ra giæîa cuäün dáy thç læûc âiãûn tæìâäúi xæïng vaìtæìtræåìng

taín phán bäúseîâãöu (hçnh 4.5b).

Hçnh 4-5Caïc kiãøu âiãöu chènh âiãûn aïp cuía mba

(a) (b)

4.4.1. Thay âäøi säúvoìng dáy khi maïy âang laìm viãûc (âiãöu aïp dæåïi taíi)Trong hãûthäúng âiãûn læûc cäng suáút låïn, nhiãöu khi cáön phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp

khi maïy biãún aïp âang laìm viãûc âãøphán phäúi laûi cäng suáút taïc duûng vaìphaín khaïnggiæîa caïc phán âoaûn cuía hãûthäúng. Caïc MBA naìy coïtãn goüi laìMBA âiãöu chènhdæåïi taíi. Âiãûn aïp thæåìng âæåüc âiãöu chènh tæìng 1% trong phaûm vi±10%Uâm.



5

K K KX1 X1

X2

X1

X2 X2

C2 C2 C2

C1 C1 C1 T1 T1

T1 T2 T2

T2

(b)(a) (c)

Hçnh 4-6Thiãút bë âäøi näúi vaì quaïtrçnh âiãöu chènh âiãûn aïp cuía mba âiãö u chènh dæåïi taíi

Viãûc âäøi näúi caïc âáöu phán aïp trong MBA âiãöu chènh dæåïi taíi phæïc taûp hån vaì phaíi coïcuäün khaïng K (hçnh 4.6) âãøhaûn chãúdoìng âiãûn ngàõn maûch cuía bäüpháûn dáy

quáún bë näúi ngàõn maûch khi thao taïc âäøi näúi. Hçnh 4.6 cuîng trçnh baìy quaïtrçnh thaotaïc âäøi näúi tæìâáöu nhaïnh X1 sang âáöu nhaïnh X2, trong âoïT1, T2 laìcaïc tiãúp xuïctræåüc; C, C2 laìcäng-tàõc-tå. ÅÍvë trê (a vaìc) doìng qua cuäün khaïng K theo hai chiãöungæåüc nhau, nãn tæìthäng trong loîi theïp gáön bàòng khäng, âiãûn khaïng X cuía cuäünkhaïng ráút beï. Trong vë trê trung gian (b) doìng ngàõn maûch chaûy qua K cuìng chiãöunãn coïtæìthängφvaìX låïn, laìm giaím doìng ngàõn maûch In.

Cäng-tàõc-tå C1, C2 âàût riãng trong thuìng dáöu phuûgàõn vaìo vaïch thuìng dáöu, vçquaïtrçnh âoïng càõt cäng-tàõc-tå laìm báøn âáöu.

Trãn hçnh 4.7 trçnh baìy så âäönguyãn lyïcuía bäüâiãöu aïp dæåïi taíi duìng âiãûn tråí R. Âiãûn tråíR laìm chæïc nàng haûn chãúdoìng âiãûn ngàõn maûch. Coìn hinh 4.8 cho tatháúy viãûc bäútrê bäüâiãöu aïp dæåïi taíi trong thuìng mba.

Hçnh 4-7Nguyãn lyïâiãöu aïp dæåïi taíi duìng âiãûn tråíR

R A

X

4.4. HIÃÛU SUÁÚT CUÍA M.B.A

Hiãûu suáút cuía mba laìtè säúgiæîa cäng suáút âáöu ra P2 vaìcäng suáút âáöu vaìo P1:100

P

P%1

2=η (4.11)



6

Hçnh 4-8Vëtrê bäüâiãöu aïp dæåïi taíi trong thuìng MBA

Hiãûu suáút mba nhoíhån 1 vç quaïtrçnh truyãön taíi cäng suáút qua mba coïtäøn haoâäöng vaìtäøn hao sàõt. Ngoaìi ra coìn kãøâãún täøn hao do doìng âiãûn xoaïy trãn vaïchthuìng dáöu vaìbu läng làõp gheïp.

Nhæ váûy biãøu thæïc (4.11), coïthãøviãút laûi :

100)pPp

1(% 2 ∑∑+−=η (4.12)

våïi ∑p = pcu1+ pcu2+ pFe Ta âaîcoïpháön træåïc:

pFe= P0 pcu1+ pcu2= 2

n2

'dm2

'22'

dm2n2'2n

2'2

'2

211 P)

I

I(IrIrIrIr β===+

P2 = U2I2 cosϕ2 2âm2âm2

2âm2âm2 cosScos

I

IIU ϕβ=ϕ≈

Thãúvaìo (4.12), ta coï:



7

100)PPcosS

PP1(%n

202âm

n2

0β++ϕβ

β+−=η (4.13)

Thæåìng thç caïc täøn hao ráút nhoíso våïi cäng suáút truyãön taíi nãn hiãûu suáút η mbaráút cao. Âäúi våïi mba dung læåüng låïn, hiãûu suáút âaût tåïi trãn 99%.

Ta tháúyη = f(β,cosϕ2), cho cosϕ2 =const, ta tçm hiãûu suáút cæûc âaûi ηmax: η

.95

0.5 0 1

1cosϕ2=0.8

cosϕ2=1

Hçnh 4-9Quan hãû η=f(β) cosϕ2=const

.9

0n2max PP0

d

d =β→=βη

n

0max P

P=β→ (4.14)

Hiãûu suáút m.b.a âaût giaïtrë cæûc âaûikhi täøn hao khäng âäøi bàòng täøn hao biãúnâäøi hay täøn hao sàõt bàòng täøn hao âäöng.

25.02,0PP

n

0 →=

50450 ..max →=β⇒

Trãn hçnh 4.9 trçnh baìy quan hãûhiãûu suáút η = f(β) khi cosϕ2 = const.

4.5 MAÏY BIÃÚN AÏP LAÌM VIÃÛC SONG SONG• Lyïdo näúi mba laìm viãûc song song:

1. Cung cáúp âiãûn liãn tuûc cho caïc phuûtaíi2. Váûn haình caïc mba mäüt caïch kinh tãúnháút.3. Maïy quaïlåïn thç viãûc chãútaûo vaìváûn chuyãøn seîkhoïkhàn.

• Thãúnaìo laìlaìm viãûc song song ?Dáy quáún så cáúp caïc mba näúi chung vaìo mäüt læåïi âiãûn vaìdáy quáún thæïcáúp

cuìng cung cáúp cho mäüt phuûtaíi.• Âiãöu kiãûn âãønäúi mba laìm viãûc song song:

1. Cuìng tè säúbiãún aïp.2. Cuìng täønäúi dáy.3. Cuìng âiãûn aïp ngàõn maûch.

4.5.1. Âiãöu kiãûn cuìng täønäúi dáy :

Cuìng täønäúi dáy âiãûn aïp thæïcáúp seîtruìng pha nhau. Khaïc täønäúi dáy â/aïp thæï cáúp seîlãûch pha nhau, vaìsæûlãûch pha náöy phuûthuäüc vaìo täønäúi dáy.



8

VÊDUÛ4.1 Näúi hai mba: Maïy thæïnháút I näúi Y/Δ-11 vaìmaïy thæïhai II näúi Y/Y-12 laìm

viãûc song song. Váûy âiãûn aïp thæïcáúp hai maïy seîlãûc pha nhau mäüt goïc 300, trongmaûch näúi liãön dáy quáún thæïseîxuáút hiãûn mäüt sââ:

ΔE = 2Esin150 = 0.518EKhi maïy khäng taíi, trong âáy quáún seîcoïdoìng âiãûn cán bàòng :

nIInIcb ZZ

EI +Δ= (4.15)

GiaíthæíZnI=ZnII=0.05, 18.505.005.0

518.0I cb =+= láön Iâm

Nhæ váûy âoìng âiãûn Icb= 5,18Iâmseîlaìm hoíng maïy biãún aïp.

IcbI

IcbII

E2IIE2I

ΔE

ΔE

Hçnh 4-11. Âäöthë vectå âiãûn aïp vaì doìng âiãûn cuía caï c mba coï täønäúi dáykhaïc nhau laì m viãûc song song

Hçnh 4-10. Så âäögheïp song song mba

I

II

A

A

X

X

a

a

x

x

U1

U2

4.5.2. Âiãöu kiãûn cuìng tè säúbiãún âäøi âiãûn aïp:

Nãúu tè säúbiãún âäøi âiãûn aïp cuía hai maïy khaïc nhau maìhai âiãöu kiãûn coìn laûi thoíamaîn thç khi mba laìm viãûc song song, âiãûn aïp thæïcáúp khäng taíi seîbàòng nhau (E2I =E2II), trong maûch näúi liãön dáy quáún thæïcuía mba seîkhäng coïdoìng âiãûn chaûy qua.

GiaíthæíkI ≠kII thç E2I ≠E2IIvaìkhi khäng taíi, trong maûch näúi liãön quáún thæïcuíamba seîcoïdoìng âiãûn Icb chaûy qua âæåüc sinh ra båíi âiãûn aïp :

(4.16)II2I1 EEE −=Δ

nIInIcb ZZEI

+Δ=⇒ (4.17)



9

Doìng âiãûn náöy seîchaûy trong dáy quáún mba theo hai chiãöu ngæåüc nhau vaìcháûmpha mäüt goïc 900 vç r << x. Luïc náöy âiãûn aïp råi trãn dáy quáún seîbuìtræìvåïi sââ, kãútquaílaìtrãn maûch thæïcoïâiãûn aïp thäúng nháút U2.

Kãút quaíkhi mba mang taíi, doìng âiãûn taíi It seîcäüng våïi doìng cán bàòng laìm choâiãöu kiãûn laìm viãûc cuía maïy seîxáúu âi, nghéa laìdoìng trong maïy khäng tè lãûvåïicäng suáút cuía chuïng, aính hæåíng tåïi sæûlåüi duûng cäng suáút cuía chuïng.

Chuï yï : Cho pheïp K≤khaïc nhau 0.5% so våïi trë säútrung bçnh cuía noï.4.5.3. Âiãöu kiãûn âiãûn aïp ngàõn maûch bàòng nhau:

Trë säúngàõn maûch cuía caïc maïy bàòngnhau thç phuûtaíi seîphán bäútè lãûvåïi cängsuáút cuía chuïng. Tháût váûy, xeït ba mba laìmviãûc song song coïâiãûn aïp ngàõn maûch unI,unII, unIII.Nãúu boíqua doìng âiãûn tæìhoaïthçmaûch âiãûn coïdaûng nhæ hçnh 4- 12.

Täøng tråítæång âæång maûch âiãûn :

∑=

++=

ninIIInIInI ZZZZ1

1111

1Z

Âiãûn aïp råi trãn maûch tæång âæång:(4.18)I.ZUUU ' &&&& =−=Δ 21

trong âoï doìng âiãûn täøng caïc mba, do âoïdoìng âiãûn taíi cuía mäùi mba :'

III 21

&&&

==

U2

E U22I

ItI I2I

ItII

I2IIE2II IcbI

IcbI

IcbII

IcbII Hçnh 4-11. Âäöthë vectå vaì sæûphán phäúi taíi cuía caï c mba laì mviãûc song song våï i K khaïc nhau. a/ Khi khäng taí i. b/ Khi coïtaíi

Hçnh 4-12Maûch âiãûn thay thãú cuía mba laì m viãûc song song

1U & -

'

2U &

Zn1II&

ZnIIIII

ZnIIIIIII

1I& 'I2&−

'II&−

ΔU



10

∑

==

ninInI

I

ZZI

ZI.ZI

12

&&& (4.19a)

∑==ni

nIInIIIIZZ

IZ

I.ZI 12

&&&; (4.19b)

∑==

ninIIInIII

III

ZZI

ZI.ZI

12

&&& (4.19c)

Thæåìng thçϕnI ≈ ϕnII ≈ ϕnIInãn chuyãøn tênh tæìsäúphæïc sang tênh mäâun:Ta coï:

âm

âmnn

I

Uuz =

Tæìdoìng mba I, ta coï:

∑=

niâmi

âmInI

I

uI

Iu

II2 , (4.20)

nhán hai vãúchoâmâm

âmâmâm

IUU

SU = , ta coïhãûsäútaíi cuía caïc maïy :

∑=β

niâminI

I

uSu

S (4.21a)

∑=β

niâmi

nIIII

uSu

S (4.21b)

∑=β

niâmi

nIIIIII

uSu

S (4.21c)

Nhæ váûy, tæì(4.21a,b vaìc) ta tháúy hãûsäútaíi cuía caïc MBA laìm viãûc song song tè lãû nghëch våïi âiãûn aïp ngàõn maûch cuía chuïng :βI : βII : βIII=

nIu1 :

nIIu1 :

nIIIu1 (4.22)

Nhæ váûy, caïc mba laìm viãûc song song, coïâiãûn aïp ngàõn maûch un bàòng nhau,taíi seîphán bäútè lãûvåïi cäng suáút cuía maïy. Nãúu un khaïc nhau MBA naìo coïun låïn,β nhoícoìn un nhoí, β låïn. Khi maïy coïun nhoílaìm viãûc åíâënh mæïc thç MBA coïun låïnseîhuût taíi, kãút quaílaìkhäng táûn duûng hãút cäng suáút thiãút kãúcuía mäùi maïy.

Chuï yï : Cho pheïp un khaïc nhau 10% vaìcäng suáút MBA coïtè lãû: 3:1



11

VÊ DUÛ4.2Cho ba MBA coïcuìng täønäúi dáy quáún vaìtè säúbiãún âäøi våïi caïc säúliãûu sau : SâmI=180kVA, SâmII= 240kVA, SâmIII= 320kVA; unI% = 5,4, unII% = 6,0, unIII% = 6,6.Haîy xaïc âënh taíi cuía mäùi MBA khi taíi chung cuía caïc MBA bàòng täøng cäng suáútcuía chuïng vaìtênh xem taíi täúi âa cuía caïc MBA âãøkhäng MBA naìo bë quaïtaíi ?

Giaíi

Täøng cäng suáút cuía ba maïy :S = 180 + 240 + 320 = 740 kVA

Hãûsäútaíi cuía caïc maïy :125,1

)6,6320

6240

4,5180

(4,5

740

uS

u

S

ni

âminI

I =

++

==β

∑∑

01,1)6,6

3206

2404,5

180(6740

uSu

S

ni

âminII

II =++

==β∑∑

92,0)6,6

3206

2404,5

180(6,6740

uSu

S

ni

âminIII

III =++×

==β∑∑

Cäng suáút taíi cuía caïc maïy :SI =βI.SâmI= 1,125 x 180 = 202,5 kVASII =βII.SâmII= 1,01 x 240 = 243 kVASIII=βIII.SâmIII= 0,92 x 320 = 294,5 kVA

Ta tháúy MBA I coïun nhoínháút bë quaïtaíi nhiãöu, trong khi âoïMBA III coïun låïn bëhuût taíi. Taíi täøng täúi âa âãøkhäng MBA naìo bë quaïtaíi æïngβI = 1. Luïc âoïta coï:

1)6,6

3206

2404,5

180(4,5S

uSu

S

ni

âminI

I =++×

==β∑∑

⇒ S = 657,72 kVARoîraìng laìpháön cäng suáút âàût cuía caïc MBA khäng âæåüc låüi duûng seîbàòng :740 - 658 = 82 kVA.



1


Giaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1

Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi

Chæång 5M.B.A LAÌM VIÃÛC ÅÍTAÍI KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG

5.1. ÂAÛI CÆÅNGTaíi khäng âäúi xæïng cuía mba laìtaíi khäng phán phäúi âãöu cho caíba pha, laìm

cho doìng âiãûn trong ba pha khäng bàòng nhau, gáy aính hæåíng xáúu âãún tçnh traûnglaìm viãûc bçnh thæåìng trong mba nhæ:

+ Âiãûn aïp dáy vaìpha seîkhäng âäúi xæïng.+ Täøn hao phuûtrong dáy quáún vaìloîi theïp tàng lãn.+ Âäüchãnh nhiãût cuía mba væåüt quaïqui âënh.

Âãønghiãn cæïu tçnh traûng laìm viãûc khäng âäúi xæïng cuía mba ta duìng phæångphaïp phaïp phán læåüng âäúi xæïng. Hãûthäúng doìng âiãûn khäng âäúi xæïng cuía mba

, , âæåüc phán têch thaình ba hãûthäúng doìng âiãûn âäúi xæïng:aI& bI& cI&

+ Thæïtæûthuáûn: , ,a1I& b1I& c1I&

+ Thæïtæûngæåüc: , ,a2I& b2I& c2I&

+ Thæïtæûkhäng: , ,a0I& b0I& c0I&

vaìquan hãûgiæîa chuïng ta âaîhoüc åípháön “lyïthuyãút maûch âiãûn” nhæ sau :021 aaaa IIII &&&& ++=

0212

021 aaabbbb IIaIaIIII &&&&&&& ++=++=

0221021 aaacccc IIaIaIIII &&&&&&& ++=++=

Viãút laûi åídaûng ma tráûn:

2

1

0

2

2

1

1

111

a

a

a

c

b

a

III

aaaa

III

&&&

&&&

= (5.1)

vaì cb

a

aa

a

III

aaaa

III

&&&

&&&

2

2

21

0

1

1

111

3

1= (5.2)



2

Trong âoï: , vaì1 + a + a0120 jea =

0240 j2 ea = 2 = 0.Chuïyï:

• Khi taíi mba khäng âäúi xæïng, bao gåìi cuîng phán têch thaình caïc thaình pháön:TT thuáûn, TT ngæåüc vaìTT khäng. Riãng thaình pháön TT khäng trong mbado coïtrë säúbàòng nhau vaìtruìng pha vãöthåìi gian nãn chè täön taûi khi mba näúiY0 vaì Δ ..

• Phæång phaïp phán læåüng âäúi xæïng dæûa trãn cå såínguyãn lyïxãúp chäöng, nãnkhi aïp duûng nguyãn lyïâoïta giaíthiãút maûch tæìmba khäng baîo hoìa.

• Khi phán têch ta xem nhæ âaîqui âäøi tæìphêa thæïcáúp vãöphêa så cáúp vaìâãø âån giaín ta boíqua dáúu pháøy.

5.2. MAÛCH ÂIÃÛN THAY THÃÚVAÌTÄØNG TRÅÍCUÍA MBAÂÄÚI VÅÏI CAÏC THAÌNH PHÁÖN ÂÄÚI XÆÏNG.

+ Âäú i våï i hãûthäú ng doì ng âiãûn thæï tæûthuáûn : Hãûthäúng doìng âiãûn náöy âäúi xæïngnãn maûch âiãûn thay thãúvaìcaïc tham säúcuía mba nhæ âaîxeït åíchæång 3.

Ia0 I A0

IB0

IC0

3I A0

I A0 Ia0

IB0

IC0

3I A0

Ib0

Ic0

3I A0

Ib0

Ic0

A

C

B

0

A

C

B

0

a

b

c

0

a

b

c

Z1 Z2

Zm0U A0 -U A0

I A0 Ia0

Im0

Z1 Z2

Zm0U A0

I A0 Ia0

Im0

U& A0

Zn Zn

I A0 = -Ia0I A0 = -Ia0- U& A0 U& A0

Hçnh 5.1 Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp âäúi våïi thaình pháön thæïtæûkhänga. Näúi Y

o/Y

o; b. Näúi Y

o/ Δ

(a) (b)



3

+ Âäú i våï i hãûthäú ng doì ng âiãûn thæï tæûngæåüc : doìng náöy coïtaïc duûng hoaìn toaìngiäúng doìng âiãûn thæïtæûthuáûn vç nãúu âäøi 2 trong ba pha phêa så vaìphêa thæïthç hiãûntæåüng trong mba khäng coïgç thay âäøi nãn maûch âiãûn thay thãúvaìcaïc tham säúcuíamba khäng khaïc gç so våïi doìng âiãûn thæïtæûthuáûn.

+ Âäú i våï i hãûthäú ng doì ng âiãûn thæï tæûkhäng : hãûthäúng doìng âiãûn thæïtæûkhäng 3pha sinh ra trong mba tæìthäng thæïtæûkhängΦ t 0truìng pha vãöthåìi gian.

• Täømba 3 pha: TæìthängΦ t 0 kheïp maûch qua loîi theïp nãn doìng Ia0 = Ib0 =Ic0 duìnhoícuîng âuísinh raΦ t 0 låïn vç tæìtråítheïp nhoí.

• Mba 3 pha ba truû: Φ t 0 kheïp maûch qua váût liãûu khäng phaíi sàõt tæìnãnΦ to nhoíhån trãn.

Tæìthäng Φ t0 sinh ra trong dáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp caïc sââ tæûcaím vaìhäù caím vaìta thaình láûp så âäöthay thãúhçnh T tæång tæûnhæ âäúi våïi træåìng håüp doìngâiãûn thæïtæûthuáûn. Xeït træåìng håüp coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng nhæ sau :

- Khi mba näúi Y 0 /Y 0 hoàûc Y 0 / Δ :Doìng thæïtæûkhäng täön taûi åícaídáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp nãn maûch âiãûn thay

thãúâäúi våïi phán læåüng thæïtæûkhäng khäng coïgç khaïc daûng maûch âiãûn thay thãúcuíaphán læåüng thæïtæûthuáûn.

- Khi mba näúi Y/Y 0 :

A

C

B

Ia0

Ib0

Ic0

a

b

c

3I A0 0Z1 Z2

Zm0U A0 -U A0

I A0 Ia0Im0 -U A0

Zm0

+Z2

Ia0

Hçnh 5.2 Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp näúi Y/Yo âäúi våïithaình pháön thæïtæûkhäng

Så cáúp khäng coïdáy trung tênh nãnI& A0 = 0 vaìphêa náöy xem nhæ håímaûch.

* Ta tháúy åícaïc maûch âiãûn thay thãútrãn:+ Z1 = r1+ jx 1 vaìZ2 = r2+ jx 2 : nhæ täøng tråíthæïtæûthuáûn vaìngæåüc.+ Zm0 : täøng tråítæìhoïa thæïtæûkhäng phuûthuäüc vaìo cáúu taûo maûch tæì:

_ Maûch tæìtäømba 3 pha: Zm0 = Zm . _ Maûch tæìmba 3 pha ba truû: Zm0 nhoí(thæåìng Zm0 = (7-15)Zn)

+ Sââ thæïtæûkhäng do tæìthängΦ t0 sinh ra nhæ sau :

000 mmt IZE && −= (5.3)



4

+ Khi mba näúi Y0/Y0 hoàûc Y0/Δ : caíså cáúp vaìthæïcáúp âãöu coïdoìng TT K

nãn doìng 00 a A II && −≈ váûy 0mI& âãøsinh raΦ t0 ráút nhoí. Trong træåìng håüpnáöy Zm0= 0 vaìZn = Z1 + Z2 .

Xaï c âënh täø ng trå thæï tæûkhängZ t0 bàò ng thê nghiãûm : It0

V

A

U

WT

Hçnh 5.3 Så âäönäúi dáy xaïc âënh täøng tråí thæïtæû khäng maï y biãún aïp

T: måí, nãúu phêa thæïcáúp khäng coïdoìng thæïtæûkhäng.T: âoïng, nãúu phêa thæïcáúp coïdoìng thæïtæûkhäng.

Theo säúliãûu âo âæåüc ta tênh:

I3

UZ 0t = ; (5.4)

20t I3Pr = (5.5)

20t

2to0t rZx −= . (5.6)

5.3. TAÍI KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG CUÍA MBA5.3.1. Khi coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng:1. Træåìng håü p dáy quáún näúi Y/Y 0:Khi taíi khäng âäúi xæïng ta coï:

Så: 0III CBA =++ &&& (5.7)Thæï: dcba IIII &&&& =++ (5.8)

Phán têch doìng âiãûn phêa så cáúp vaìthæïcáúp thaình caïc thaình pháön, ta coï:+ Caïc doìng âiãûn tæìhoïa TT thuáûn vaìngæåüc

1mI& ,

2mI& cuía caïc pha seîsinh ra

caïc sââ .CBA E,E,E &&&

+ Coìn doìng âiãûn tæìhoïa TT khäng Ia0 = Ib0 = Ic0= Id/3 täön taûi åíphêa thæïcáúpkhäng âæåüc cán bàòng vç Ia0=Ib0=Ic0= 0 seîsinh raΦ t 0 vaìsââ tæång âäúi låïn.0mE

Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aï p phêa så cáú p laì:

0mA1AA EEZIU &&&& −−=

(5.9)0mB1BB EEZIU &&&& −−=

0mC1CC EEZIU &&&& −−=

do vaì nãn:0EEE CBA =++ &&& 0III CBA =++ &&&



5

(5.10)0m0m0mCB A ZI3E3UUU &&&&& =−=++

Khi dáy quáún näúi Y, ta coï:BAAB UUU &&& −=

CBBC UUU &&& −= (5.11)ACCA UUU &&& −=

Tênh:)UU()UU(UU BAACABCA

&&&&&& −−−=− ACBA U3UUU &&&& −++=

A

BC

' AU&

'BU&

moaoZI&

'CU&

AU& BU&

CU&

Hçnh 5-4 Âiãûn aïp khäng âäú i xæïngdo âiãøm trung tênh bë xã dëch

)UZI(3U3ZI3 A0m0 A A0m0m&&&& −=−=

Váûy:

0m0a'A0m0a

CAABA ZIUZI

3

UUU &&&

&&& +=+

−=

0m0b'B0m0b

ABBCB ZIUZI

3

UUU &&&

&&& +=+

−= (5.12)

moco'Cmoco

BCCAC ZIUZI

3

UUU &&&

&&& +=+

−=

Tæìâäöthë vectå hçnh 5.4 ta tháúy : Aính hæåíng cuía doìng âiãûn thæïtæûkhäng laìmcho âiãøm trung tênh cuía âiãûn aïp så cáúp bë lãûch âi mäüt khoaíng bàòng moao ZI

Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aï p phêa thæïcáú p laì:

2a1 A Aa ZIZIUU &&&& +−=− 2ao2a1a12 A1 A Aomo

' A Z)III(Z)II(IZU &&&&&&& ++++−+=

Vç ; vaìZ11 a A II && −= 22 a A II && −= mo + Zo = Zto , cho nãn :

toaon A' Aa ZIZIUU &&&& +−=− (5.13a)

Cuîng tæång tæû, ta coï:tobonB

'Bb ZIZIUU &&&& +−=− (5.13b)

toconC'Cc ZIZIUU &&&& +−=− (5.13c)

Ta tháúy, tæìcaïc phæång trçnh trãn chæïng toíràòng, do coïdoìng âiãûn thæïtæûkhängnãn âiãøm trung tênh thæïcáúp mba bë lãûch mäüt khoaíng låïn hån khoaíng lãûchså cáúp . Thæûc tãú, sæûkhaïc nhau khäng âaïng kãø, vi

toaoZI&

moaoZI& tomo ZZ ≈ .

Nhæ váûy : sæûxã dëch âiãøm trung tênh laìm :• Âiãûn aïp pha khäng âäúi xæïng → báút låüi cho taíi duìng âiãûn aïp pha.Âãøhaûn chãúxã dëch âiãøm trung tênh, qui âënh :• Doìng trong dáy trung têng Id < 0,25Iâm.• Våïi täømba ba pha khäng näúi Y/Yo vç Zmo quaïlåïn.• Coìn mba ba pha ba truûnäúi Y/Y våïi Sâm < 6000kVA.



6

2. Træåìng håü p dáy quáún näúi Y 0 /Y 0 vaì Y 0 / Δ : Trong træåìng håüp náöy doìng âiãûnh thæïtæûkhäng täön taûi caíhai phêa så vaìthæïvaì

cán bàòng nhau nãn khäng sinh ra tæìthäng toΦ vaì nhæ váûy phæång trçnh âiãûn

aïp thæïcáúp seînhæ sau:

toE

n A' Aa ZIUU &&& −=−

nB'Bb ZIUU &&& −=− (5.14)

nC'Cc ZIUU &&& −=−

Vç : dCB A IIII &&&& =++

Nãn tæì(5.14) ta suy ra âæåüc :

(5.15)dncba IZUUU &&&& =++

Âiãøm trung tênh seîbë lãûch mäüt khoaíng ndnao ZIZI31= . Sæûxã dëch naìy laì

khäng âaïng kãøvç Zn ráút nhoí.

5.3.2. Khi khäng coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng:Træåìng håüp naìy æïng våïi caïc täønäúi dáy : Y/Y ;Δ /Y ; Y/Δ ; Δ /Δ . Vç khäng

coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng, hån næîa caïc doìng âiãûn thæïtæûthuáûn vaìngæåüc phêa såcáúp vaìthæïcáúp cán bàòng nhau nãn khäng cáön thiãút phaíi phán têch thaình phán læåüng

âäúi xæïng maìchè cáön duìng phæång phaïp thäng thæåìng âãøphán têch âiãûn aïp tæìngpha.

Chuïyï: Khi taíi khäng âäúi xæïng, âiãûn aïp Δ U åípha khäng bàòng nhau, nhæng vçZn nhoínãn sæûkhäng cán bàòng vãöâiãûn aïp pha vaìdáy laìkhäng nghiãm troüng. Trãnthæûc tãú, nãúu taíi khäng âäúi xæïng våïi mæïc phán læåüng thæïtæûngæåüc vaìthæïtæûthuáûnkhäng quaï5% thç âiãûn aïp âæåüc xem nhæ âäúi xæïng.

5.4. NGÀÕN MAÛCH KHÄNG ÂÄÚI XÆÏNG CUÍA MBA

Ngàõn maûch khäng âäúi xæïng xaíy ra khi do sæûcäúåíphêa thæïcáúp mäüt pha bë näúitàõt våïi dáy trung tênh, hai pha näúi tàõt nhau hoàûc hai pha näúi våïi dáy trung tênh. Nhæîng træåìng håüp kãøtrãn coïthãøxem nhæ laìnhæîng træåìng håüp giåïi haûn cuía taíikhäng âäúi xæïng. Âãøphán têch caïc træåìng håüp ngàõn maûch khäng âäúi xæïng, ta cuîngaïp duûng phæång phaïp phán læåüng âäúi xæïng noïi åítrãn.

Hçnh 5.5 trçnh baìy kãút quaíphán têch vãösæûphán phäúi doìng âiãûn giæîa caïc phacuía mäüt säútræåìng håüp ngàõn maûch khi khäng coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng (hçnh5.5a,b,c) vaìkhi coïdoìng âiãûn thæïtæûkhäng (hçnh 5.5d,e).



7

67%A

B

C

33%

33%

A

B

C

100%

100%

100%

100%

A

C

B

100%

100%

100%

a

b

c

100%

100%

A

C

o

B

67%A

B

C

T

33%

33%

67%

33%

33%

a

c

100%

100%

a

c

b

100%o

a100%

b

c

100%

100%100%

100%

a

b

c

Hçnh 5.5 Sæûphán bäú doìng âiãûn giæîa caï c pha khi ngàõn maûch



1



Chæång 6 QUAÏTRÇNH QUAÏÂÄÜTRONG M.B.A

6.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNGQuaïtrçnh quaïâäütrong mba laìquaïtrçnh mba chuyãøn tæìchãúâäüxaïc láûp náöy

sang chãúâäüxaïc láûp khaïc khi coïsæûthay âäøi mäüt trong caïc âaûi læåüng xaïc âënh chãú âäülaìm viãûc cuía mba nhæ : táön säú, âiãûn aïp, phuûtaíi..

Theo yãúu täúdoìng âiãûn ngæåìi ta phán ra : quaïdoìng âiãûn vaìquaïâiãûn aïp.

6.2. QUÏA DOÌNG ÂIÃÛNXeït quaïdoìng âiãûn xaíy ra trong hai træåìng håüp :

1. Âoïng mba vaìo læåïi khi khäng taíi.2. Ngàõn maûch âäüt nhiãn.

6.2.1. Âoïng mba vaìo læåïi khi khäng taíi.Ta tháúy :• Luïc laìm viãûc bçnh thæåìng doìng âiãûn khäng taíi : I0 ≤10 % Iâm .• Luïc âoïng mba vaìo læåïi âiãûn : I0 >> Iâm . Vç sao ?.

Giaíthæíâiãûn aïp âàût vaìo dáy quáún så cáúp (hçnh 6.1) luïc âoïng K laì:u1 = U1msin(ωt +Ψ0).

Ψ0: laìgoïc pha cuía âiãûn aïp luïc âoïng mba vaìo læåïi.Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía dáy quáún så laì:

u1 = U1msin(ωt +Ψ0) = dtdWir 101 φ+ . (6.1)Ta tháúy quan hãû φ = f(i0) laìquan hãûphi

tuyãún. Âãøtênh toaïn âån giaín, ta giaíthiãút φ tèlãûvåïi i0 , nghéa laì:

1

10

L

Wi

φ= .

Hçnh 6.1Så âäö âoïng mba

vaìo læåïi âiãûn luïc khäng taí i

K

u1

φ

W1 W2

Våïi L1: hãûsäútæûcaím cuía dáy quáún så.Viãút laûi phæång trçnh (6.1), ta coï:

dtd

Lr

)tsin(WU m φ

+φ=Ψ+ω 1

1

01

1

.



2

Giaíi phæång trçnh trãn, ta coïnghiãûm laì:φ=φ’+φ’’.

Thaình pháön xaïc láûp cuía tæìthäng:φ’=φ

msin(ωt +Ψ

0-

2

π ).

= -φmcos(ωt +Ψ0).Våïi :

21

211

11

)L(rWUL m

mω+

=φ .

Thaình pháön tæìthäng tæûdo:tL

r'' Ce 1

1−=φ .

Xaïc âënh hàòng säúC våïi âiãöu kiãûn t = 0 trong loîi theïp coïtæìthäng dæ±φdæ, nãn:

φ⎮t=0= (φ’+φ”)⎮t=0= -φmcosΨ0 + C =± φdæ.⇒ C =φmcosΨ0 ± φdæ.

Váûy : φ” = (φmcosΨ0 ± φdæ)tL

r

e 1

1−.

Ta coï, sau khi giaíi phæång trçnh :

φ= -φmcos(ωt +Ψ0) + (φmcosΨ0 ± φdæ)tL

r

e 1

1−.

Tæìphæång trçnh trãn ta tháúy :

1.

Âiãö u kiãûn thuáûn låüi nháú t khi âoï ng mba vaì o læåï i âiãûn laì : Ψ0 =

2

π tæïc âiãûn aïp u1 = U1mvaìtæìthängφdæ= 0, luïc âoï:

φ= -φmcos(ωt +Ψ0) =φmsinωt .tæïc laìxaïc láûp ngay khi âoïng mba vaìo læåïi, khäng xaíy ra quaïtrçnh quaïâäü.

2. Âiãö u kiãûn báú t låüi nháú t khi âoï ng mba vaì o læåï i âiãûn laì : Ψ0 = 0 tæïc âiãûn aïp u1 = 0 vaìtæìthängφdæ> 0, luïc âoï:

φ= -φmcosωt + (φm +φdæ)tL

r

e 1

1−.

φmax

ωt

φ

φdæ

φ”

φ’

Hçnh 6.2 Sæûbiãún thiãn tæì thängφ(t) luïc doïng maûch báút låüi nháút

π0

Khiωt =π thçφ=φmaxvç r <<ωL1.

Nãn :tL

r

e 1

1−= 11

1

≈ωπ− Lr

e .Tæìthäng luïc náöy :

φmax ≈2φm +φdæ Váûy, tæìthängφmax > 2φm luïc laìm

viãûc bçnh thæåìng, nãn luïc náöy loîi theïpm.b.a ráút baío hoìa vaìdoìng tæìhoïa I0

trong quaïtrçnh quaïâäüseîráút låïn, cåî 100 láön doìng I0



3

VÊ DUÛ1 : Luïc bçnh thæåìng : I0 = 5%Iâm .Luïc qtrçnh quïa âäü: I0 = 5Iâm . Mba bë càõt khoíi læåïi khi âoïng khäng taíi.

6.2.2. Quaïdoìng âiãûn khi ngàõn maûch

ÅÍâáy chè xeït quïa trçnh quïa âäütæìluïc bàõt âáöu xaíy ra ngàõn maûch âãún khi thaìnhláûp chãúâäüngàõn maûch xaïc láûp.

Tênh doìng âiãûn In åíquïa trçnh quïa âäü.xnrn

u1u1

in

Hçnh 6.3 Så âäöluïc mba bë ngàõn maûch

Våïi rn = r1 + r’2xn= x1 + x’2 =ωLn

Viãút phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp :u1 = U1msin(ωt +Ψn) =

dt

diLir n

nnn + .

Trong âoï Ψn: laìgoïc pha cuía âiãûn aïp luïc mba xaíy ra ngàõn maûch.Giaíi phæång trçnh trãn våïi âiãöu kiãûn ban âáöu t = 0 thç in = 0, ta âæåüc :

in = i’ + i’’

=t

Lr

nnnn n

n

ecosI)tcos(I−

Ψ+Ψ+ω− 22

våïi :22

1

)L(rUI

nnn

ω+= .

Ngàõn maûch xaíy ra báút låüi nháút khiΨn = 0, våïi rn <<ωLn .t

Lr

nnn n

n

eItcosIi−

+ω−= 22 Doìng âaût giaïtrë cæûc âaûi khiωt =π, luïc âoï:

xgnLr

nxg KI)e(Ii n

n

212 =+= ωπ−

Trong âoï, Kxg phuûthuäüc vaìo dung læåüng mba, mba caìng låïn thç Kxg caìng låïn.Thæåìng Kxg= 1.2÷1.8.

VÊ DUÛ2 :Mba cäng suáút 1000kVA, un % = 6.5, unr % = 1.5, unx% = 6.32.

Kxg= 1 + nx

nr

n

n

uu

Lr

eeπ−

ωπ−

+=1 = 1.475Doìng âiãûn xung bàòng :

7224751100

22

..%uKIi nxgnxg === nghéa laìixg= 22.7Iâm .



5

6.3.2. Maûch âiãûn thay thãúvaìphæång trçnh vi phánTáön säúsoïng quaïâiãûn aïp (xung kêch) laì:

Hz.,.,.tTf

dx

xx

5

610082

10214

1

4

11

2====

πω= −

Thaình láûp så âäöthay thãú:Goüi : C’d laìâiãûn dung giæîa caïc pháön tæícuía dáy quáún våïi nhau.

C’q laìâiãûn dung giæîa caïc pháön tæícuía dáy quáún våïi âáút.Khi quaïâiãûn aïp dung khaïng xc << r, xL nãn boíqua r, xL vç f x ráút låïn.

Hçnh 6.6 Så âäö thay thãú cuíadáy quáún mba khi coï quaï âiãûn aïp

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxC’q

C’d

r, xl A X

Ta tháúy âiãûn dung coïthäng säúraîi gäöm n voìng dáy:

Âiãûn dung doüc toaìn pháön : nC

C/C 'd

dd == ∑1

1 .

Âiãûn dung ngang toaìn pháön : 'q

'qq nCCC ==∑

Khi láúy âäüdaìi cuía dq laìmäüt âån vë, âäúi våïi mäüt nguyãn täúnhoícuía dq coïâäü daìi dx coïthãøtçm âæåüc âiãûn dung ngang Cqdx vaìtham säúvi phán ngang Kdx, trongâoïK=1/Cd .

Âäúi våïi âiãûn têch ngang åínguyãn täúKdx : KdxduQ x

x = (6.1)

Âiãûn aïp trãn âiãûn dung : dxCdQu

q

xx = (6.2)

Thay (6.1) vaìo (6.2), ta coï: 02

2

=− xd

qx uCC

dxud

Giaíi pt trãn ta âæåüc nghiãûm daûng: xxx eDeDu α−α += 21

våïi α laìnghiãûm cuía pt âàûc træng :d

q

d

qCC

CC

±=α→=−α 02 .

Duìng âiãöu kiãûn biãn våïi dáy quáún näúi âáút :

X A C’d

C’q



6

1. khi x =1mxx

x UeDeDu =+= α−α21

2. khi x = 0021 =+= α−α xxx eDeDu

Ta tçm âæåüc :αα= sh

xshUu mx (6.3)

Træåìng håüp dáy quáún khäng näúi âáút, ta cuîng coï:

αα= ch

xchUu mx . (6.4)

6.3.3. Sæûphán bäúâiãûn aïp ban âáöu doüc dáy quáún:Veîcaïc quan hãû(6.3) vaì(6.4), ta âæåüc sæûphán bäúâiãûn aïp ban âáöu :

Hçnh 6.6Sæûphán bäú âiãûn aïp ban âáö u doüc dáy quáú n.a/. Khi näúi âáút. b/. Khi khäng näú i âáút.

α=5

α=10

Um

1

1

.4

.2

.2 .4 .6

.6

.8

Ta tháúy :α = 0 sæûphán bäúâiãûn aïp ban âáöu doüc theo dáy quáún âãöu : ux = xUm.α caìng låïn sæûphán bäúâiãûn aïp ban âáöu doüc theo dáy quáún khäng âãöu, maì

táûp trung chuíyãúu vaìo âáöu dáy quáún.α > 5 sæûphán bäúâiãûn aïp khäng phuûthuäüc vaìo sæûnäúi âáút hay khäng.Vç ràòng giaín âäöthay thãúmba gäöm r, L, C hçnh thaình, nãn mäüt loaût nhæîng

maûch voìng dao âäüng vaìqtqâ tæìâiãûn aïp ban âáöu âãún âiãûn aïp cuäúi cuìng åímäùi âiãømcuía dáy quáún âãöu mang âàûc tênh dao âäüng. Do täøn hao trãn âiãûn tråícaïc dao âängseîtàõt dáön. Biãn âäüdao âäüng vaìquaïâiãûn aïp xuáút hiãûn khi âoïtàng lãn våïi sæûtàngvãöâäükhaïc nhau giæîa phán bäúâiãûn aïp âáöu vaìcuäúi.

Âãøgiaím nguy hiãøm do dao âäüng âoïcáön giaímα âãún mæïc coïthãø. Giaím α seî tàng kêch thæåïc mba nhæ váûy seîtàng giaïthaình, nghéa laìkhäng thæûc hiãûn âæåüc.

.8 0 A X

(a)

α=0

Um

α=1α=0

α=5

α=101

1

.2

.8

.6

.2

.4

.8 .6 .4 0 X A

(b)



7

Baío vãûmba khoíi quaïâiãûn aïp :1. Tàng cæåìng caïch âiãûn åíâáöu vaìcuäúi dáy quáún.2. Taûo ra âiãûn dung maìn chàõn ténh âiãûn, dæåïi daûng nhæîng voìng kim loaûi håí

coïboüc caïch âiãûn.



1



Chæång 7MAÏY BIÃÚN AÏP ÂÀÛC BIÃÛT

7.1. MBA BA DÁY QUÁÚNMba ba dáy quáún laìmba coïmäüt dáy quáún så vaìhai dáy quáún thæï, duìng âãøcung

cáúp âiãûn cho caïc læåïi âiãûn coïâiãûn aïp khaïc nhau, æïng våïi caïc tè säúbiãún âäøi :

2

1

2

112 W

WUUk == ;

3

1

3

113 W

WUUk == (7.1)

3 1 2 2

1 3

2U& 1U& 3U&

2I&

1I& 3I&

Hçnh 7.1Mba ba dáy quáú n

T

Æu âiãøm cuía mba ba dáy quáún so våïi mba hai dáy quáún :1. Giaïthaình saín xuáút reíhån mba hai dáy quáún.2. Màût bàòng chiãúm chäùbeïhån.3. Liãn tuûc truyãön taíi nàng læåüng tæìdáy quáún så sang hai dáy quáún thæïhoàûc

truyãön tæìdáy quáún thæïnáöy sang dáy quáún thæïkhaïc.4. Täøn tháút nàng læåüng beïhån mba 2 dáy quáún khoaíng chæìng hai láön.

Khuyãút âiãøm cuía mba ba dáy quáún so våïi mba hai dáy quáún :1. Âäütin cáûy cuía mba 3 dáy quáún beïhån mba 2 dáy quáún vç ...2. Viãûc bäútrê âáöu ra cuía mba 3 dáy quáún phæïc taûp hån mba 2 dáy quáún.

Cuîng nhæ maïy biãún aïp hia dáy quáún, ngæåìi ta chãútaûo maït biãún aïp ba dáyquáún theo kiãøu täømaïy biãún aïp ba pha hoàûc maïy biãún aïp ba pha ba truû, åímäùi pha âàût



2

ba dáy quáún nhæ hçnh 7.1. Tiãu chuáøn täønäúi dáy mba 3 dáy quáún Y0/Y0/Δ-12-11 vaì täømba 3pha hay mba 3pha ba truûY0/Δ/Δ-11-11.

Theo qui âënh tiãu chuáøn vãöcäng suáút chãútaûo mba 3 dáy quáún:S

1âm/S

1âmS

2âm/S

1âmS

3âm/S

1âm.

1 1 11 1 2/31 2/3 2/3(1 2/3 1)

7.1.1. Phæång trçnh cå baín, så âäöthay thãú, âäö thë vectå cuía mba 3 dáy quáún.Quaïtrçnh âiãûn tæìtrong mba 3 dáy quáún âæåüc mä taímhæ mba 2 dáy quáún, táút caí

caïc âaûi læåüng cuía hai dáy quáún thæï2, 3 quy âäøi vãösäúvoìng cuía dáy quáún så:

1

222 W

WII' = ;1

333 W

WII' = ;2

122 W

WUU' = ;3

133 W

WUU' =

Cuîng nhæ mba 2dáy quáún, doìng tæìhoïa mba3dáy quáún ráút nhoíâæåüc xaïc âënh :

(7.2)00321 ≈=++ IIII '' &&&&

Sââ häøcaím : våïi Z021 IZEE m' &&& =−=− m = rm + jx m .

Sââ taín trong mäùi dáy quáún: ; ; .'I jx E 111&& −=σ

''' I jx E 222&& −=σ

''' I jx E 333&& −=σ

Våïi doìng cán bàòng häøcaím : 1011 IIII' &&&& ≈−=Âiãûn khaïng : x 1, x 2’, x’3 laìâiãûn khaïng taín tæång âæång cuía dáy quáún, âæåüc tçm

tháúy khi coïtênh âãún aính hæåíng cuía caïc dáy quáún khaïc. (Ngáùu håüp tæìthäng taín).Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía mba ba dáy quáún :

11111111 IZEIrEEU &&&&&& +−=+−−= σ . (7.3)'''''''' IZEIrEEU 22222222

&&&&&& −=−+= σ

.'''''''' IZEIrEEU 33333333&&&&&& −=−+= σ

Hçnh 7.2 Så âäö thay thãú mba 3 dáy quáú n

1U& 2U& 3U&

Z1 Z2’

Zm

Z3’

1I& 0I&

'I2& 'I3

&



3

Täøng tråínhaïnh tæìhoaïZm tçm âæåüc bàòng tênh toaïn hoàûc thê nghiãûm.Caïc täøng tråíZ1,Z’2,Z’3, âæåüc xaïc âënh tæìthê nghiãûm ngàõn maûch (hçnh 7.3) nhæ:

Zn12 = Z1 + Z’2 = rn12 + jx n12 Z

n13= Z

1+ Z’

3= r

n13+ jx

n13(7.4)

Zn23 = Z’2 + Z’3 = rn23 + jx n23 .

Giaíi hãûphæång trçnh ta tçm âæåüc :Z1 , Z’2 , Z’3.

Z1=2

1(Zn12 + Zn13- Zn23);

Z’2=2

1(Zn12+ Zn23- Zn13); (7.5)

Z’3=2

1(Zn13+ Zn23- Zn12).

Un

Z1

Z3’

Z2’

Un

Z1

Z3’

Z2’

Un

Z1

Z3’

Z2’

UnUn

Un

11

2

3

2

3

1

2

3

Hçnh 7.3Så âäö vaì maûch âiãûn thay thãú khi thê nghiãûm

Tæìâäöthë vectå cuía mba ba dáyquáún (hçnh 7.4), ta tháúy U’2 khängnhæîng phuûthuäüc vaìo I’2 maìcoìn phuû thuäüc vaìo I’3. VaìU’3 khäng nhæîng phuû thuäüc vaìo I’3 maìcoìn phuûthuäüc vaìo I’2.

Âãøgiaím aính hæåíng náöy ta cáöngiaím täøng tråíZ1 bàòng caïch âàût cuäündáy 1 vaìo giæîa 2 dáy quáún 2 vaì3, luïc

âoïx 1 coïthãøcoïgiaïtrë ám.

ngàõn maûch mba ba dáy quáú n

Hçnh 7-4 Âäöthë vectå mba 3 dáy quáú n

jx 1I1

jx’2I’2

-E’2

r’ 2 I’ 2

U’ 2

-I’ 3

-I’2 I 1

I 0

U’ 3

φ



4

7.1.2. Âäüthay âäøi âiãûn aïp thæïcáúp mba ba dáy quáún.Dáy quáú n 1 vaì 2 :

dm

'dm

* UUUU

1

2112

−=Δ .

= unr*12cosϕ2 + unx*12sinϕ2 + unr*(3)cosϕ3 + unx*(3)sinϕ3 (7.6)Trong âoï:

dm

'n

*nr UIru

1

21212 = ;

dm

'n

*nx UIx u

1

21212 = ;

dm

'

)(*nr UIru

1

313 = ;

dm

'

)(*nx UIx u

1

313 = ;

Dáy quáú n 2 vaì 3 :

dm

'dm

* UUUU

1

3113

−=Δ .

= unr*13cosϕ3 + unx*13sinϕ3 + unr*(2)cosϕ2 + unx*(2)sinϕ2 .(7.7)Trong âoï:

dm

'n

*nr UIru

1

31313 = ;

dm

'n

*nx UIx u

1

31313 = ;

dm

'

)(*nr UIru

1

212 = ;

dm

'

)(*nx UIx u

1

212 = ;

I2 , I3 : doìng âiãûn taíi.cosϕ2 ,cosϕ3 : hãûsäúcäng suáút.

7.2. MAÏY BIÃÚN AÏP TÆÛNGÁÙU. Mba tæûngáùu laìloaûi mba maìåíâoïngoaìi sæûliãn hãûvãötæìcoìn coïsæûliãn hãûtræûc

tiãúp våïi nhau vãöâiãûn giæîa dáy quáún så cáúp vaìdáy quáún thæïcáúp .

Hçnh 7.5 Så âäö cuía mba tæû ngáùu mäüt pha

UCA

E2 I2

E1 I1UHA

ICA

UCA

E2 I2

E1 I1UHA

ICAIHA

AX

ax IHA x a

AX

ICA

Näúi ngæåüc (b)

UCAUHA

IHA

ICA

x

a

A

X

E1 I1

E2 I2

U1

U2

a

Näúi thuáûn (a)

UCAUHA

E2 I2 U2IHA x A

E1 I1 U1

X



5

Hçnh 7.4 trçnh baìy hai kiãøu näúi dáy cuía mba tæûngáùu : Näúi thuáûn hçnh 7.5a vaì ngæåüc 7.5b

Ta tháúy cäng suáút truyãön taíi cuía mba tæûngáùu gäöm hai thaình pháön :1. Truyãön qua nhåìtæìtræåìng trong loîi theïp.2. Truyãön dáùn træûc tiãúp.

Dung læåüng thiãút kãúmba tæûngáùu laìdung læåüng truyãön dáùn nhåìtæìtræåìng:Stkãú= E1I1 = E2I2 (7.8)

Dung læåüng mba tæûngáùu truyãön qua luïc váûn haình thæûc tãú:Sttaíi = UCAICA = UHAIHA (7.9)

Tè säúbiãún âäøi âëãn aïp cuía mba TN:

KII

EE

UU

===1

2

2

1

2

1 (7.10)

Tè säúbiãún âäøi âëãn aïp cuía læåïi âiãûn :K

II

UU

CA

HA

HA

CA == thæåìng K< 2.5. (7.11)

Xeït træåìng håüp näúi thuáûn (hçnh a):

KIUI)UU(

IUIE

SS

CACA

CAHACA

CACAaíitt

ãútk 1122 −=

−== (7.12)

Xeït træåìng håüp näúi ngæåüc (hçnh b):

11

122

−=−=

−

== KK)K(IUI)UU(

IUIE

S

SCACA

HAHACA

CACAaíitt

ãútk

(7.13) Nhæ váûy kiãøu näúi thuáûn coïlåüi hån nãn âæåüc duìng trong thæûc tãú.

Cäng duûng cuía mba TN :1. Mba tæûngáùu duìng âãøliãn laûc giæîa caïc hãûthäúng âiãûn coïcaïc cáúp âiãûn aïp

khaïc nhau trong hãûthäúng âiãûn nhæ : 110-220; 220-500; 330-750 kV.2. Mba tæûngáùu duìng âãømåímaïy caïc âäüng cå khäng âäöng bäücäng suáút låïn.3. Mba tæûngáùu duìng räüng raîi laìm nguäön cho caïc thiãút bë âiãûn sinh hoaût.

4. Mba tæûngáùu duìng åícaïc phoìng thê nghiãûm âãøthay âäøi âiãûn aïp liãn tuûc.Æu nhæåüc âiãøm cuía mba tæûngáùu :

• Æu âiãøm :1. Mba tæûngáùu chãútaûo reîhån mba 2 dáy quáún cuìng cäng suáút.2. Luïc váûn haình täøn hao trong mba tæûngáùu cuîng nhoíhån:

)k

(S

pS

ptkettai

11 −= ∑∑ nghéa laìtäøn hao chè coìn (

k11− ) so våïi mba 2 dáy

quáún.



7

Cáú p chênh xaïc vaìsai säúcuía mbâa :

Cáúp chênh xaïc 0.5 1 3Sai säú ΔU ± 0.5% ± 1% ± 3%

Sai säú δu ± 20’ ± 40’ K0 qui âënhChuïyï: Khi sæíduûng mbâa khäng âæåüc näúi tàõt maûch thæïcáúp vç näúi tàõt maûch thæï

cáúp tæång âæång näúi tàõt maûch så cáúp nghéa laìgáy sæûcoïngàõn maûch åílæåïi âiãûn.

7.3.2. Maïy biãún doìng âiãûn :

Maïy biãún doìng âiãûn duìng âãøbiãún doìng âiãûn låïn thaình doìng âiãûn nhoíâãøâolæåìng bàòng caïc duûng cuûâo tiãu chuáøn vaìâiãöu khiãøn.

Cäng suáút Maïy biãún doìng âiãûn : 5÷100VA.Maïy biãún doìng âiãûn (hçnh 7.7a) coïdáy quáún så gäöm êt voìng dáy màõc näúi tiãúp

våïi maûch cáön âo doìng vaìdáy quáún thæïgäöm nhiãöu voìng dáy näúi våïi ampe meït, cuäündáy doìng cuía Watt meït, cuäün dáy cuía caïc råle baío vãû, hoàûc caïc thiãúc bë âiãöu khiãønkhaïc (hçnh 7.7b). Caïc loaûi duûng cuûnáöy coïtäøng tråíZ ráút beïnãn maïy biãún doìng âiãûnlaìm viãûc åítraûng thaïi ngàõn maûch, khi âoïloîi theïp maïy biãún doìng âiãûn khäng baîo hoìavaì Φ = (0.8÷1)Wb, do âoïsai säúâo læåìng vãötrë säúnhoívaìbàòng :

1001

11

22

I

IWWI

%i

−

=Δ (7.15)Goïc δi giæîa I1 vaìI’2 (hçnh 7.7c) cuîng nhoí.

δi I1

I’2

Hçnh 7.7 Maïy biãún doìng âiãûn

(a)

I1 I2

A W

(b) (c)



8

Cáú p chênh xaïc vaìsai säúcuía maï y biãún doìng âiãûn :Cc xaïc 0.2 0.5 1 3 10Ssäú ΔI ± 0.2% ± 0.5% ± 1% ± 3% ±10%

S.säú δi ± 10’ ± 40’ ± 80 K qui âënhChuï yï : Khi sæíduûng maïy biãún doìng âiãûn khäng âæåüc dãødáy quáún thæïhåímaûch

vç nhæ váûy doìng tæìhoïa I0 = I1 ráút låïn vaìloîi theïp baîo hoìa nghiãm troüng seînoïng lãnlaìm chaïy dáy quáún, hån næîa tæìthäng bàòng âáöu seîsinh ra sââ nhoün âáöu åídáy quáúnthæïcoïthãøxuáút hiãûn âiãûn aïp cao haìng nghçn vän laìm cho dáy quáún thæïvaìngæåìi sæí duûng khäng an toaìn.

7.4. MAÏY BIÃÚN AÏP HAÌN HÄÖQUANG

Khe håíkhäng khê

Hçnh 7.8Så âäö maïy biãún aïp haìn häöquang

U1

K

Laìloaûi maïy biãún aïp âàûc biãût duìng âãøhaìn bàòng phæång phaïp häöquang âiãûn.Maïy âæåüc chãútaûo coïâiãûn khaïng taín låïn vaìcuäün dáy thæïcáúp näúi våïi âiãûn khaïngngoaìi K âãøhaûn chãúdoìng âiãûn haìn. Vç thãúâæåìng âàûc tênh haìn ráút däúc, phuìhåüp våïiyãu cáöu haìn âiãûn (hçnh 7.8).

Cuäün dáy så cáúp näúi våïi nguäön âiãûn, cuäün dáy thæïcáúp mäüt âáöu näúi våïi cuäünâiãûn khaïng K räöi näúi tåïi que haìn, coìn âáöu kia näúi våïi táúm kim loaûi cáön haìn.

Maïy biãún aïp laìm viãûc åí chãúâäüngàõn maûch ngàõn haûndáy quáún thæïcáúp. Âiãûn aïpthæïcáúp âënh mæïc cuía maïybiãún aïp haìn thæåìng laì60÷70V. Khi dê que haìn vaìotáúm kim loaûi, seîcoï doìngâiãûn låïn chaûy qua laìm noïngchäùtiãúp xuïc. Khi nháúc quehaìn caïch táúm kim loüai mäüt khoaíng nhoí, vç cæåìng âäüâiãûn træåìng låïn laìm ion hoïa

cháút khê, sinh häöquang vaìtoía nhiãût læåüng låïn laìm noïng chaíy chäùhaìn.Âãøâiãöu chènh doìng âiãûn haìn, coïthãøthay âäøi säúvoìng dáy cuía dáy quáún thæïcáúp

maïy biãún aïp haìn hoàûc thay âäøi âiãûn khaïng ngoaìi bàòng caïch thay âäøi khe håíkhängkhê cuía loîi theïp K.



1



Pháön II NHÆÎNG VÁÚN ÂÃÖCHUNGCUÍA MAÏ Y ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

Chæång 8MAÛCH TÆÌLUÏC KHÄNG TAÍI

8.1. ÂAÛI CÆÅNG.Tæìtræåìng trong maïy âiãûn laìâãøsinh ra sââ vaìmämen âiãûn tæì. Trong háöu hãút

maïy âiãûn hiãûn nay, tæìtræåìng luïc khäng taíi âãöu do doìng âiãûn mäüt chiãöu chaûy quadáy quáún kêch thêch âàût trãn cæûc tæìsinh ra.

Muûc âêch cuía viãûc nghiãn cæïu maûch tæìluïc khäng taíi cuía maïy âiãûn mäüt chiãöuhay caïc maïy âiãûn khaïc nhæ maïy âiãûn khäng âäöng bäü, maïy âiãûn âäöng bäü... laìxaïcâënh stâ cáön thiãút âãøtaûo ra tæìthäng åíkhe håíâuíâãøsinh ra trong dáy quáún pháönæïng mäüt sââ vaìmämen âiãûn tæìtheo yãu cáöu thiãút kãú. Trong chæång náöy seîtrçnhbaìy caïch tênh toaïn cuûthãømaûch tæìmaïy âiãûn mäüt chiãöu. Phæång phaïp náöy coïtênhtäøng quaït nãn cuîng coïthãøæïng duûng âãøtênh toaïn maûch tæìcuía caïc loaûi maïy âiãûnquay khaïc.

11.1.1. Tæìtræåìng chênh vaìtæìtræåìng taín.

Hçnh 8.1Xaïc âënh tæì træåìng maï y âiãûn mäüt chiãöu

Trong maïy âiãûn, caïc cæûc tæìcoï cæûc tênh khaïc nhau âæåüc bäútrê xenkeínhau. Tæìthäng âi tæìcæûc bàõc Nqua khe håívaìvaìo pháön æïng räöi tråí vãöhai cæûc nam N nàòm kãöbãn. Tæì hçnh 8.1 ta tháúy, âaûi bäüpháûn tæì thäng dæåïi mäùi cæûc tæìâi qua khe håí vaìo pháön æïng, coïmäüt pháön ráút nhoí



2

tæìthäng khäng qua pháön æïng maìtræûc tiãúp qua caïc cæûc tæìbãn caûnh, gäng tæì, nàõpmaïy ... Pháön tæìthäng âi vaìo pháön æïng goüi laìtæìthäng chênh hay tæìthäng khe håí Φ0. Tæìthäng náöy caím æïng sââ trong dáy quáún khi pháön æïng quay vaìtaïc duûng våïidoìng âiãûn trong dáy quáún âãøsinh ra momen. Âáy laìpháön chuíyãúu cuía tæìthäng cæûctæì ΦC.

Pháön tæìthäng khäng âi qua pháön æïng goüi laì tæìthäng taín Φσ. Noïkhäng caímæïng sââ vaìsinh ra mämen trong pháön æïng song noïváùn täön taûi laìm cho âäübaío hoìatæìcuía cæûc tæìvaìgäng tæìtàng lãn.

Váûy tæìthäng cuía cæûc tæìbàòng:

00

00c )1( Φσ=ΦΦ+Φ=Φ+Φ=Φ σ

σ (8.1)

trong âoï 0

1 ΦΦ+=σ σ hãûsäútaín tæìcuía cæûc tæìchênh. Thæåìngσ = 1,15÷ 1,28.

11.1.2. Stâ cáön thiãút âãøsinh ra tæìthäng.Cáön phaíi coïstâ F0 âãøsinh ra tæìthäng chênhΦ0. Stâ náöy do säúampe voìng trãn

âäi cæûc tæìcuía maïy âiãûn sinh ra. Theo âënh luáût toaìn doìng âiãûn, ta coï:

∫ ∑=L

WiHdl

Aïp duûng âënh luáût náöy vaìo mäüt âäi cæûc tæìcuía maïy (hçnh 8.1), ta coï:∑ ∑== l.HWiF0 = 2Hδδ + 2Hr.hr + Hæ.læ+ 2Hc.lc + Hglg.= Fδ + Fr + Fæ + Fc + Fg (8.2)

trong âoï, caïc chæînhoí δ, r, æ, c, g chè khe håí, ràng, pháön æïng, cæûc tæìvaìgäng tæì; h -chè chiãöu cao vaìl - chè chiãöu daìi.

Cæåìng âäütæìtræåìng âæåüc tênh theo cäng thæïc:

μ

= BH (8.3)

trong âoï:

SB Φ= tæìcaím trãn caïc âoaûn

maûch tæì. Coìn Φ, S vaì μ láön læåüc laì tæìthäng, tiãút diãûn vaìhãûsäútæìtháømcuía caïc âoaûn maûch tæì. Trong khängkhêμ = 4π.10-7H/m, coìn trong loîitheïp thçμ khäng phaíi laìhàòng säú, vçváûy tçm træûc tiãúp H theo âæåìng cong tæìhoïa cuía váût liãûu B = f(H).

Hçnh 8.2 Xaïc âënh stâ trong maï y âiãûn mäüt chiãöu



3

8.2. TÊNH STÂ KHE HÅÍFδ Stâ åíkhe håíbàòng:

δμ

= δδδ k B2

F0

(8.4)

trong âoï:μo = 4π.10-7H/m hãûsäútæìtháøm cuía khäng khê;Bδ tæìcaím khe håíkhäng khê æïng våïi tæìthäng chênhΦ0 naìo âoï: (theo

baíng).

δδδ τα

Φ=l

B 0 (8.5)

våïi: αδ laìhãûsäútênh toaïn cuía cunh cæûc tæì; αδ = bc/τ = 0,62-0,72.τ laìbæåïc cæûc tæì.lδ laìchiãöu daìi tênh toaïn cuía pháön æïng.

)(, ll50l t −=δ (8.6)• lt - chiãöu daìi cæûc tæìtheo truûc.• l - chiãöu daìi loîi sàõt pháön æïng khäng tênh raînh thäng gioï.

l = l1 - ng.bg (8.7)Coìn l1 chiãöu daìi thæûc loîi sàõt; ng,bg säúraînh vaìbãöräüng raînh thäng gioï

kδ hãûsäú khe håíliãn quan âãún ràng raînh, coïthãøtênh theo cäng thæïc sau:

δ+

δ+=δ10b

10tk

1r

1 (8.8)

våïi t1 vaìbr1 laìbæåïc ràng vaìbãöräüng cuía âènh ràng.

8.3. TÊNH STÂ RÀNG FZ • Tênh chênh xaïc:• Tênh gáön âuïng:Tæìcaím tênh toaïn cuía ràng Brx åíâäücao x cuía ràng coïthãøtênh nhæ sau:

c1rx

1

rx

trx k lb

tlBSB

δδ

=Φ

= (8.9)t1

x

bZx

bZ2

brx

br2

1

2

3

h Z

Hçnh 8.3Xaïc âënh stâ ràng

trong âoï:Φt = Bδlδt1 tæìthäng âi qua mäüt bæåïc ràng t1.lδ , l1 - chiãöu daìi tênh toaïn vaìchiãöu daìi thæûc

cuía loîi sàõt.brx - chiãöu räüng cuía ràng åíâäücao x.kc - hãûsäúeïp chàût.t1 - bæåïc ràng cuía pháön æïng.

Trong thæûc tãútênh toaïn stâ ràng, chè cáön



5

Stâ trãn cæûc tæìvaìgäng tæì:Fc = 2Hchc vaì Fg = Hglg (8.18)

Trong âoï: hc chiãöu cao cæûc tæì; lg chiãöu daìi trung bçnh cuía gäng tæì.

8.6. ÂÆÅÌNG CONG TÆÌHOÏA Muäún coïtæìthängΦ0 cáön coïstâ kêch tæìF0. Quan hãû Φ0 = f(F0) laìquan hãûcuía

âæåìng cong tæìhoïa cuía maïy âiãûn (hçnh 8.4).

Do sââ luïc khäng taíi E0 tè lãûthuáûn våïi tæìthängΦ0 vaìdoìng âiãûn kêch tæìIt tè lãû thuáûn våïi stâ F0 , nãn daûng cuía âæåìng cong tæìhoïa Φ0 = f(F0) cuîng chênh laìdaûngcuía âàûc tênh khäng taíi.

Khi tæìthäng tàng lãn loîi sàõt baîo hoìa, nãn âæåìng cong tæìhoïa nghiãng vãöbãnphaíi. Keïo daìi pháön âæåìng thàóngcuía âæåìng cong tæìhoïa ta âæåücquan hãû Φ0 = f(Fδ). KhiΦ0 = Φ0 âënh mæïc thç stâ khe håíbàòngâoaûn ab coìn âoaûn bc laìs.t.âråi trãn caïc pháön sàõt cuía maûchtæì.

a b c

0

Fδ Φ0

F0

F

Hçnh 8.4Âæåìng tæìhoïa cuí a maï y âiãûn mäüt chiãöu

Láûp tè säú:

abac

FF

ko

== δμ (8.19)kμ - hãûsäúbaîo hoìa cuía maûch tæì,thæåìng bàòng tæì1,1÷1,35.



1




Chæång 9DÁY QUÁÚN MAÏY ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

9.1. KHAÏI NIÃÛM CHUNGDáy quáún cuía maïy âiãûn quay âæåüc bäútrê åíhai bãn khe håítrãn loîi theïp cuía

pháön ténh hoàûc cuía pháön quay. Noïlaìbäüpháûn chênh âãøthæûc hiãûn sæûbiãún âäøi nànglæåüng cå âiãûn trong maïy. Mäüt caïch täøng quaït coïthãøchia dáy quáún maïy âiãûn quayra laìm hai loaûi : dáy quáún pháön caím (dáy quáún kêch tæì); dáy quáún pháön æïng.

Dáy quáún pháön caím coïnhiãûm vuûsinh ra tæìtræåìng åíkhe håíluïc khäng taíi. Tæì træåìng naìy trong caïc maïy âiãûn quay thæåìng coïcæûc tênh thay âäøi (hinh 9.1 vaì9.2),

nghéa laìbäútrê cæûc N vaìS xen keínhau.

Dáy quáún pháön æïng coïnhiãûm vuûcaím æïng âæåüc mäüt sââ nháút âënh khi coï chuyãøn âäüng tæång âäúi trong tæìtræåìng khe håívaìtaûo ra stâ cáön thiãút cho sæûbiãúnâäøi nàng læåüng cå âiãûn. Roîraìng ràòng nãúu tæìtræåìng khe håícoïcæûc tênh thay âäøi thçsââ caím æïng laìsââ xoay chiãöu.

N

N

S S

Stator

Rotor S N S N

Hçnh 9.1 Dáy quáún kêch tæìquáún táûp trung cuía maïy âiãûn âäöng bäü



2

Nãúu caïc cæûc tæìN vaìS xen keínhau quanh khe håí, dáy quáún pháön æïng âæåüchçnh thaình tæìtäøhåüp caïcbäúi dáy (pháön tæí) våïinhau. Mäùi bäúi dáy cuíadáy quáún xãúp (hçnh9.3a) hoàûc dáy quáúnsoïng (hçnh 9.3b) gäömcoïN voìng dáy. Caïcpháön ab, cd âæåüc âàûttrong raînh cuía loîi theïpgoüi laì caïc caûnh taïcduûng, coìn ad, bc nàòmngoaìi raînh goüi laìpháönâáöu näúi.

Yãu cáöu cuía dáy quáún:

N S

Hçnh 9.2 Dáy quáún kêch tæìquáún raîi cuía maïy âiãûn âäöng bäü

N

S

Stator

Rotor

y

b

a

c

d

(a)

y

b

a

c

d

(b)

Hçnh 9.3. Bäúi dáy. a) Dáy quáú n xãúp; b) Dáy quáún soïng

• Âäúi våïi dáy kêch tæìthç taûo ra tæìtræåìng hçnh sin åíkhe håí, coìn dáy quáúnpháön æïng âaím baío coïsââ vaìdoìng âiãûn tæång æïng våïi cäng suáút âiãûn tæì cuía maïy.

• Kãút cáúu dáy quáún phaíi âån giaín.• Êt täún nguyãn váût liãûu.• Bãövãöcå, âiãûn, nhiãût, hoïa.• Làõp raïp vaìsæía chæîa dãùdaìng.



3

9.1.1. Caïc âaûi læåüng dàûc træng cuía dáy quáún maïy âiãûn xoay chiãöu1. Bæåïc cæûc:

Bæåïc cæûc laìkhoaíng caïch giæîa hai cæûc tæìliãn tiãút nhau.

p2 Z = /säúraînh/.

Trong âoï, Z laìsäúraînh, 2p säúcæûc tæì.

2. Bæåïc dáy quáún y :

Bæåïc dáy quáún y1 laìkhoaíng caïch giæîa hai caûnh taïc duûng cuía mäüt pháön tæí.ε±= p2

Zy /säúraînh/.

Váûy y1 phaíi laìsäúnguyãn. Coïcaïc træåìng håüp:• τ=→=ε y0 dáy quáún bæåïc âuí.• τ>→>ε y0 dáy quáún bæåïc daìi.• τ<→<ε y0 dáy quáún bæåïc ngàõn.

Muäún coïsââ caím æïng trong pháön tæídáy quáún låïn nháút ept.maxthç y =τ

3. Bæåïc tæång âäúi β :Bæåïc tæång âäúi β laìtè säúgiæîa y vaì τ .

τ=β y

Trong âoï, β = 1 dáy quáún bæåïc âuí.β > 1 dáy quáún bæåïc daìi.β < 1 dáy quáún bæåïc ngàõn.

4. Säúraînh cuía mäüt pha dæåïi mäüt cæûc tæì:

pm

Zq2

= /säúraînh/.

Trong âoï, m laìsäúpha; coìn q coïthãølaìsäúnguyãn, cuîng coïthãølaìphán säú.

5. Goïc âäüâiãûn giæîa hai raînh caûnh nhau :

Z.p

p/Z360360

==α /âäüâiãûn/

6. Vuìng pha cuía dáy quáún:

/âäüâiãûn/.α= γ q



5

Âãøhiãøu roîcaïch näúi caïc pháön tæídáy quáún ta duìng så âäökhai triãøn. Så âäökhaitriãøn laìså âäönháûn âæåüc bàòng caïch càõt pháön æïng bàòng mäüt âæåìng thàóng song songvåïi truûc maïy räöi traíi noïra trãn mäüt màût phàóng.

9.2. DÁY QUÁÚN BA PHA COÏq LAÌSÄÚNGUYÃN.9.2.1. Dáy quáún mäüt låïp:Xeït så âäökhai triãøn dáy quáún mäüt låïp cuía maïy âiãûn xoay chiãöu coïsäúliãûu sau:

Z = 24; 2p = 4; m =3.• Veî hçnh sao sââ cuí a caï c raî nh vaì pháö n tæí :

+ Tênh caïc âaûi læåüng âàûc træng cuía dáy quáún:0

00

3024360.2

Z360p

===α (âäüâiãûn)22.3.2

24mp2Zq ===

6424

p2Z

===τ

6y =τ= (âäüâiãûn)00 602.30q. ==α= γ

(a) (b)

+ Ta tháú y:Caûnh taïc duûng thæï1÷12 hçnh thaình hçnh sao sââ, caïc tia lãûch pha nhau 300, åí

âäi cæûc tæìthæïnháút (hçnh 9.6a).Caûnh taïc duûng thæï13÷24 hçnh thaình hçnh sao sââ, åíâäi cæûc tæìthæïhai, do coï

vë trê giäúng nhau trong tæìtræåìng, nãn hoaìn toaìn truìng våïi hçnh sao cuía âäi cæûc tæì thæïnháút.

Hçnh 9.6Hçnh sao sââ raînh (a) vaì pháön tæí(b)



6

Âàûc mäüt cung γ = 600 xaïc âënh âæåüc vuìng pha, tæìâoïta biãút âæåüc caûnh taïcduûng cuía tæìng pha.

+ Caïch näúi dáy quáún: y = 6, vaìnäúi nhæ sau:

Pha A: (1-7), (2-8); (13-19), (14-20).Pha B: (5-11), (6-12); (17-23), (18-24).Pha C: (9-15), (10-16); (21-3), (22-4).

• Så âäö khai triãø n dáy quáú n:

Tæìså âäökhai triãøn ta tháúy:+ Mäùi pha coïhai nhoïm pháön tæídáy quáún.+ Mäùi nhoïm coïq pháön tæídáy quáún.+ Caïc pháön tæícuía mäüt nhoïm phaíi màõc näúi tiãúp nhau.(Khäng song song ?)+ Caïc nhoïm coïthãømàõc näúi tiãúp hoàûc màõc song song phuûthuäüc vaìo âiãûn

aïp.+ Dáy quáún gäöm caïc pháön tæícoïkêch thæåïc giäúng nhau goüi laìdáy quáún

âäöng khuän (hçnh 8.6).

A1 X1 A2 X2B1 C1

ττ τ τ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

Hçnh 9.7 Dáy quáún âäöng khuän

• Xaï c âënh sââ cuí a mäüt pha: Cäüng caïc vectå thuäüc pha âoïlaûi.Ta nháûn tháúy ràòng trë säúsââ cuía mäüt pha khäng phuûthuäüc thæïtæûnäúi caïc

caûnh taïc duûng thuäüc pha âoï. Vê duûpha A coïthãønäúi caïc caûnh taïc duûng theo thæïtæû (1-8), (2-7) åídæåïi âäi cæûc tæìthæïnháút vaì(13-20), (14-19) åídæåïi âäi cæûc tæìthæïhai. Nhæ váûy ta coïthãønäúi caïc caûnh taïc duûng cuía caïc pháön tæíåícaïc pha theo thæïtæûsau:

Pha A: (1-8), (2-7); (13-20), (14-19).

Pha B: (5-12), (6-11); (17-24), (18-23).Pha C: (9-16), (10-15); (21-4), (22-3).



7

Våïi caïch näúi dáy quáún nhæ trãn, ta coïså âäökhai triãùn dáy quáún hçnh 9.8

Tæìhçnh 9.8, ta tháúy:

A1 X1 A2 X2B1

C1

ττ τ τ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

Hçnh 9.8Dáy quáún âäöng tám

• Caïc bäúi dáy giäúng nhæ nhæîng voìng troìn âäöng tám goüi laìdáy quáún âäöngtám.

• Âáy laìdáy quáún dãùtæûâäüng hoïa trong quaïtrçnh âàût dáy quáún vaìo raînh.• Khi thæûc hiãûn dáy quáún âäöng tám phaíi beípháön âáöu näúi mäùi nhoïm lãn âãø

chuïng khäng chäöng cheïo nhau.Caïc kiãøu dáy quáún âäöng tám, âäöng khuän goüi laìdáy quáún táûp trung vç caïcnhoïm pháön tæítáûp trung dæåïi caïc cæûc tæìnháút âënh.

Coïthãønäúi caïc caûnh taïc duûng cuía caïc pháön tæítheo thæïtæûkhaïc laì (2-7), (8-13)vaì(14-19), (20-1). Nhæ váûy ta coïthãønäúi caïc caûnh taïc duûng cuía caïc pháön tæíåícaïcpha theo thæïtæûsau :

A X B

ττ τ τ

Hçnh 9.9Dáy quáún phán taï n

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3



8

Pha A: (2-7), (8-13); (14-19), (20-1).Pha B: (6-11), (12-17); (18-23), (24-5).Pha C: (10-15), (16-21); (22-3), (4-9).

Våïi caïch näúi trãn ta âæåüc så âäökhai triãùn hinh 9.9 goüi laìdáy quáún phán taïn.

9.2.2. Dáy quáún hai låïpCoïhai loaûi : dáy quáún xãúp vaìdáy quáún soïng.Æu âiãøm : Laìm bæåïc ngàõn âãøcaíi thiãûn daûng soïng sââ. Nhæåüc âiãøm: Läöng dáy vaìsæía chæîa khoïkhàn. a/ Dáy quáú n xãú p:

Xeït dq xãúp hai låïp coï: Z=24; 2p=4; m=3.


00

3024

3602360===α

.Z

p âiãûn

Hçnh 9.10 Hçnh sao sââ raînh

2232

24

2=== ..mp

Zq

64

24

2===τ p

Z

6

55 1

1 =τ

=β=y;y

âiãûn00 602.30q. ==α= γ

+ Veîhçnh sao sââ caïc pháön tæí.Tæìhçnh sao sââ, ta tháúy:

Caïc pháön tæílãûch pha nhau mäüt goïc 300. Tæìhçnh 9.10, ta tháúy :+ Pha a coïcaïc pháön tæí: 1,2,7,8; 13,14,19,20.+ Pha a coïcaïc pháön tæí: 5,6,11,12; 17,18,23,24.+ Pha a coïcaïc pháön tæí: 9,10,15,16; 21,22,3,4.

Caïch näúi caïc pha: y1 = 5Pha A: låïp trãn: 1 2 7 8 13 14 19 20Låïp dæåïi: 6 7 12 13 18 19 24 1

Pha B: låïp trãn: 5 6 11 12 17 18 23 24Låïp dæåïi: 10 11 15 17 22 23 4 5

Pha C: låïp trãn: 9 10 15 16 21 22 3 4Låïp dæåïi: 14 15 20 21 2 3 8 9

Veîså âäökhai triãùn: Veîcho pha a coìn pha b vaìc veîtæång tæû Ta tháúy:

+ Do q = 2 nãn mäùi cæûc tæìcoïhai pháön tæí.



10

+ Nhoïm coïêt pháön tæígoüi laìnhoïm nhoí: bpháön tæí.+ Dæåïi d cæûc tæìcoï cnhoïm låïn vaì (d-c)nhoïm nhoí.Xeït vê duû: Veîgiaín âäökhai triãøn dáy quáún coïZ = 18; 2p = 4 ; m = 3.


00

4018

3602360===α

.Z

p âiãûn

21

123

23218

mp2 Z

q +..

00 602

340 ==α= γ .q. âiãûn

544

18

2.p

Z===τ ; 4y=

Váûy a = 3; d = 2; b = c = 1. Nhoïm låïn coïb+1 = 2 pháön tæí. Nhoïm nhoícoïb = 1 pháön tæí.

Phán vuìng pha:Pha a: 1,2,6, 10,11,15; Pha b: 4,5,9, 13,14,18; Pha c: 7,8,3, 16,17,12.

Så âäönäúi dáy caïc pha: y = 4.Pha a: låïp trãn:1 2 6 10 11 15

Låïp dæåïi: 5 6 10 14 15 1Pha b: låïp trãn: 4 5 9 13 14 18

Låïp dæåïi: 8 9 13 17 18 4Pha c: låïp trãn: 7 8 3 16 17 12

Låïp dæåïi: 11 12 7 2 3 16Veîså âäökhai triãøn dáy quáún: (hçnh 9.13)

1

A B

ττ ττ

C X

Hçnh 9.13 Dáy quáún xãúp hai låïp våïi q laìphán säú

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1



11

9.4 DÁY QUÁÚN NGÀÕN MAÛCH KIÃØU LÄÖNG SOÏC:

Âáy quáún ngàõn maûch kiãøu läöng soïc âæåüc taûo thaình båíi caïc thanh dáùn bàòngâäöng âàût trong caïc raînh cuía räto, hai âáöu cuía chuïng haìn våïi hai vaình ngàõn maûch

cuîng bàòng âäöng. Caïc thanh dáùn vaìvaình ngàõn maûch noïi trãn cuîng coïthãøâuïc bàòngnhäm.Sââ cuía caïc thanh dáùn lãûch pha nhau mäüt goïc: α = 2πp/Z. Trong tênh toaïn

thæûc tãú, thæåìng xem mäùi thanh dáùn laìmäüt pha: m2 = Z2, vaìsäúvoìng dáy cuía mäütpha: N = 1/2, caïc hãûsäúknν

= krν = 1.Så âäömaûch âiãûn cuía dáy quáún läöng soïc:

Hçnh 9.15 Så âäömaûch âiãûn thæûc (a) vaì tæång âæång (b) cuí a dáy quáú n kiãøu läöng soïc

1 2 3

rt

rv

12

vI& 23

vI& 34

vI&

1tI& 2tI& 3tI&

12vI& 23vI& 34vI&21vI&

21vI& 1 2 3

r

12

vI& 23

vI& 34

vI&

1tI& 2tI& 3tI&

12vI& 23vI& 34vI& 21vI&

21vI&

a b

Så âäömaûch âiãûn cuía dáy quáún läöng soïc nhæ trãn hçnh 8.14a, trong âoï: rt - âiãûntråíthanh dáùn; rv - âiãûn tråícuía tæìng âoaûn giæîa hai thanh dáùn cuía vaình ngàõn maûch;Ta thay thãúmaûch âiãûn thæûc noïi trãn bàòng maûch âiãûn tæång âæång dæûa trãn cå såí täøn hao cuía hai maûch âiãûn âoïbàòng nhau (hçnh 8.14b).

Âäúi våïi mäüt nuït báút kyì, thê duûnuït hai ta coï:it2 = iv23- iv12

α

2t I &

12v I & 23v I &

Hçnh 9.15 Quan hãû giæîadoìng âiãûn trong thanh dáù nvaì doìng trong vaì nh ngàõnmaûch

Do doìng âiãûn trong caïc âoaûn cuía voìngngàõn maûch cuîng lãûch pha nhau mäüt goïc α , ta coï:

ZpsinIsinII vvt

π=

α= 2

22

vaì

Zpsin

II tv π

=2

Vç täøn hao trãn âiãûn tråícuía maûch âiãûn thæûcvaìmaûch âiãûn thay thãúphaíi bàòng nhau, nghéa laì:

rZIrZIrZI tvvtt222 2 =+



12

Kãút håüp våïi phæång trçnh trãn, ta tçm âæåüc âiãûn tråípha cuía dáy quáún kiãøu läöngsoïc:

Zpsin

rrr vt π

+=22

9.5. CAÏCH THÆÛC HIÃÛN DÁY QUÁÚN MAÏY ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU:Dáy quáún maïy âiãûn xoay chiãöu âæåüc âàût trong caïc raînh trãn stato hay roto.

Caïc raînh náöy coïcaïc daûng nhæ sau:

Hçnh 9.16 Caïc daûng raînh cuía dáy quáú n maïy âiãûn

a) Raînh kên b) Raînh næîa kên c) Raînh næîa håí d) Raînh håí

Raînh næîa kên duìng cho dáy quáún stato maïy âiãûn cäng suáút P< 100 kW, âiãûnaïp U<1000V. Loaûi raînh náöy chè duìng dáy dáùn tiãút diãûn troìn dæåìng kênh < 2,5mm.

Raînh næîa håíduìng cho dáy quáún stato cuía caïc maïy âiãûn coïcäng suáút låïn P =300-400 kW, âiãûn aïp U<1000V

Raînh håíduìng cho dáy quáún stato maïy âiãûn cäng suáút låïn, âiãûn aïp cao. Dáyquáún loaûi náöy thæåìng duìng tiãút diãûn chæînháût, laìm thaình nhæîng bäúi dáy træåïc räöisau âoïâàût vaìo raînh.

ÅÍnhæîng maïy âiãûn cäng suáút låïn, âãøtraïnh læûc âiãûn tæìráút maûnh luïc xaíy ra ngàõnmaûch taïc duûng lãn pháön âáöu näúi, laìm hoíng pháön âáöu näúi dáy quáún stato, bäüpháûnnáöy buäüc chàût vaìo caïc voìng theïp coïbouläng bàõt vaìo thán maïy./.



1




Chæång 10SÆÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG CUÍA DÁY QUÁÚNMAÏY ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

10.1. NHÁÛN XEÏT BAN ÂÁÖU

Khi tæìthäng cuía pháön caím xuyãn qua dáy quáún pháön æïng biãún thãn thç trongdáy quáún pháön æïng seîsinh ra sæïc âiãûn âäüng (sââ). Trong maïy âiãûn quay coïhaicaïch âãøtaûo ra sæûbiãún thiãn cuía tæìthäng xuyãn qua dáy quáún pháön æïng. Caïch thæï nháút laìcho dáy quáún pháön æïng chuyãøn âäüng tæång âäúi trong tæìtræång pháön caím.Caïch thæïhai laìcho xuyãn qua dáy quáún pháön æïng âæïng yãn, mäüt tæìtræång pháöncaím âáûp maûch hoàûc mäüt tæìtræåìng khäng âäøi nhæng tæìdáùn maûch tæìhay âäøi.

Âãømaïy laìm viãûc âæåüc täút,yãu cáöu tæìtræåìng phán bäúdoüc khe håícuía maïy hçnhsin âãøsââ caím æïng trong dáy quáún coïdaûng hçnh sin.

Thæûc tãú: khäng thãøcoï, vç cáúu taûomaïy, tæìtræåìng cuía cæûc tæìvaìcuía dáyquáún âãöu khaïc sin. Ta phán têch chuïngthaình soïng cå baín (báûc 1) vaìsoïng báûccaoν (báûc 3,5,...).

Hçnh 10.1 Sæûphán bäú tæìcaím cuíatæìtræåìng cæûc tæìcuía maï y âiãûnâäöng bäü cæûc läöi doüc bãö màût stato

Ta phán tæìcaím B thaình caïc soïnghçnh sin B1, B3, B5, B7, .. Våïi tæìtræåìngB1 coïbæåïc cæûc τ coìn Bν coïbæåïc cæûcτν=τ/ ν.

Khi räto chuyãøn âäüng, tæìtræåìng B1,B3, B5, B7, .. caím æïng trong dáy quáúnsââ e1, e3, e5, e7, .. Do táön säúf khaïc nhaunãn sââ täøng trong dáy quáún seîcoïdaûngkhäng sin.



2

10.2. SÆÏC ÂIÃÛN ÂÄÜNG CAÍM ÆÏNG TRONG DÁY QUÁÚNXeït sââ caím æïng trong dáy quáún do B1, B3, B5, B7, .. tçm sââ täøng.

10.2.1. Sââ cuía dáy quáún do tæìtræåìng soïng cå baín.1. Sââ cuía mäüt thanh dáùn:

Thanh dáùn coïchiãöu daìi l chuyãøn âäøngvåïi váûn täúc v trong tæìtræåìng cå baín phánbäúhçnh sin doüc khe håí:

B

xBm1

Bx

l τ

v0

Hçnh 10.2Chuyãøn âäüng tæång âäúi cuíathanh dáøn trong tæìtræåìng hçnh sin

x

πτ

= xsinBB mx

Trong thanh dáùn caím æïng sââ:xsinvlBvlBe

mxtd τ

π==

trong âoï:f Tt

xv τ=τ== 22

do ω = 2πf : täúc âäügoïc

vaì τπ

=Φ lBm2 : tæìthäng æïng våïi mäüt bæåïc cæûc tæì.

Nãn: etd =πf Φsinωt

Trë säúhiãûu duûng sââ âoïbàòng:

Φπ=Φπ= f f Etd22

2

2. Sââ cuía mäüt voìng dáy. Sââ cuía mäüt bäúi dáy (pháön tæí ):Sââ cuía mäüt voìng dáy gäöm hai thanh dáùn âàût trong hai raînh caïch nhau mäüt

khoaíng y laìhiãûu säúhçnh hoüc caïc sââ lãûch nhau mäüt goïc (y/τ)π cuía hai thanh dáùnâoï. Tæìhçnh 10.3, ta coï:

ntd''td

'tdV kf ysinEEEE Φπ=π

τ=−= 2

22 (10.5)

trong âoï:22πβ=π

τ= sinysinkn (10.6)

Thæåìng hãûsäú τ

=β y < 1, nãn kn âæåüc goüi laìhãûsäúbæåïc ngàõn.

Nãúu trong hai raînh noïi trãn coïâàût mäüt bäúi dáy (pháön tæí) gäöm Npt voìng dáy thçsââ cuía bäúi dáy âoïbàòng:

Φπ= ptn1p fNk 2E (10.7)



3

αα

α/2

Eq

A

K

Hçnh 10.4 Nhoïm coïq=3 bäúi dáy trong tæìtræåìng Hçnh 10.5 Sââ nhoïm coïq=3 bäúi

γ = qα

0

B

βπ

βπ'tdE&

''tdE&

''tdE&−vE&

Hçnh 10.3Sââ cuí a mäüt voìng dáy

3. Sââ cuía mäüt nhoïm bäúi dáy :3. Sââ cuía mäüt nhoïm bäúi dáy :Giaíthiãút ta coïq bäúi dáy màõc näúi tiãúp vaìâæåüc âàût raíi trong caïc raînh liãn tiãúp

nhau. Goïc lãûch pha trong tæìtræåìng giæîa hai raînh caûnh nhau:Giaíthiãút ta coïq bäúi dáy màõc näúi tiãúp vaìâæåüc âàût raíi trong caïc raînh liãn tiãúp

nhau. Goïc lãûch pha trong tæìtræåìng giæîa hai raînh caûnh nhau:

Zp

p/Zπ=π=α 22 (10.8)

trong âo ï: Z/p säúraînh dæåïi mäüt âäi cæûc tæì.Caïc vectå Ept lãûch pha nhau mäüt goïcα Goïcγ = qα vuìng pha.

α

Ept2

Ept3

Ept1

Ept1Ept2

Ept3

τν=1Bm1

π

βπ

y=βτ 'tdE& ''

tdE&

τ

βπ

y=βτ

Bm1 ν=1

α



5

f ν =νf Sââ caím æïng cuía soïng báûcν :

νννν Φπ= Wf kE dq2 (10.16)

Våïi: τνπ=τπ=Φ νννν lBlB mm 22

Tæìnhæîng phán têch trãn ta tháúy ràòng, khi tæìtræåìng cæûc tæìphán bäúkhänghçnh sin, sââ caím æïng trong dáy quáún mäüt pha laìtäøng cuía mäüt daîy caïc sââ âiãöuhoìa coïtáön säúkhaïc nhau. Trë hiãûu duûng sââ âoïcoïtrë säú:

...E...EEEE 225

23

21 ν++++= (10.17)

10.3. CAÍI THIÃÛN DAÛNG SOÏNG SÂÂ.

Nguyãn nhán laìm cho sââ caím æïng khäng sin laìtæìcaím B khäng sin. Sau âáylaìcaïc biãûn phaïp âãølaìm cho sââ caím æïng coïdaûng sin.

10.3.1. Taûo âäücong màût cæûc âãøB sinVåïi δ laìkhe håínhoínháút giæîa màût cæûc.δ tàng dáön vãö2 phêa moîm cæûc tæì, âãø

B hçnh sin thçδx caïch giæîa màût cæûc bàòng:

xcosx τπ

δ≈δ (10.18)

Nãúu goüi b laìbãöräüng màût cæûc thç b =(0,65-0,76)τ vaì δmax= (1,5-2,5)δ.

10.3.2. Ruït ngàõn bæåïc dáy quáúnKhi y =τ thç táút caícaïc sââ báûc cao âãöu täön taûi vç: 12 ±=νβ= π

ν sinkn Khi y <τ thç sââ báûc cao tuìy yïseîbë triãût tiãu, nhæ:

• 54=

τ=β y váûy ruït ngàõn dáy quáún τ

51

0025

45 55 =→=π= Esinkn

• Tæång tæûmuäún E7 = 0 thç ruït ngàõn τ71

Chuï yï : • Bæåïc ngàõn khäng âäöng thåìi triãût tiãu táút caísââ báûc cao vç váûy phaíi choün

bæåïc ngàõn thêch håüp.• Ruït ngàõn bæåïc dáy quáún sââ báûc mäüt cuîng giaím âi mäüt êt nhæng khäng

âaïng kãø.



1




Chæång 11

SÆÏC TÆÌÂÄÜNG CUÍA DÁY QUÁÚNMAÏ Y ÂIÃÛN XOAY CHIÃÖU

11.1. STÂ ÂÁÛP MAÛCH VAÌSTÂ QUAY

-π/2π/2

3π/2

F

α

t =T/6

t =T/4

t =3T/4

Hçnh 10.1 Stâ dáûp maûch åícaïcthåìi âiãøm khaïc nhau

Giaíthiãút âãøviãûc khaío saït âæåüc âån giaín:• δ âãöu.• R μ theïp≈ 0, nghéa laì μFe=∞ .

11.1.1. Stâ âáûp maûch.Biãøu thæïc toaïn hoüc cuía stâ âáûp maûch:

αω= cos.tsinFF m (10.1)trong âoï α laìgoïc khäng gian.

Trong biãøu thæïc trãn, nãúu t = const thç:)(f cosFF m α=α= 1

trong âoï tsinFF mm ω=1 laìbiãn âäütæïc thåìi stâ âáûp maûch vaìluïc âoïsæûphán bäúcuíaF laìhçnh sin trong khäng gian.

Coìn khiα = const åívë trê cäúâënh báút kyì:tsinFF m ω= 2 trong âoï vaìF åívë trê âoïbiãún âäøi tuáön hoaìn theo thåìi gian.α= cosFF mm2

Stâ âáûp maûch laìmäüt soïng âæïng, noïphán bäúhçnh sin trong khäng gian vaìbiãúnâäøi hçnh sin theo thåìi gian (hçnh 10.1).

11.1.2. Stâ quay troìn.Biãøu thæïc toaïn hoüc stâ quay troìn:

)tsin(FF m αω= m (10.2)



2

Hçnh 10.2Vë trê soïng quay ngæåü c (a) vaì quay thuáû n

α

02

π π2

3π π2

t=T/4 t= 0

F

(b)

(-α)

α

0

Fm

2

π π 2

3π

π2

t=T/4t= 0

F

(a)

(+α)

Tháût váûy, giaísæíta xeït mäüt âiãøm báút kyìcuía soïng stâ coïtrë säúkhäng âäøi:

const)tsin( =αω m hay const)t( =αω m Láúy vi phán theo thåìi gian:

ω±=αdtd (10.3)

Ta tháúy, âaûo haìmα theo t chênh laìtäúc âäügoïc quay:• 0>α

dtd æïng voïi soïng quay thuáûn, tæïc laìdáúu (-) trong (10.2).

• 0<α

dtd

æïng voïi soïng quay ngæåüc, tæïc laìdáúu (+) trong (10.2).Hçnh 10.2a vaìb cho ta tháúy vë trê cuía caïc soïng quay thuáûn vaìquay ngæåüc åí

caïc thåìi âiãøm khaïc nhau.

11.1.3. Quan hãûgiæîa stâ âáûp maûch vaìstâ quay:

Âãøtháúy roîquan hãûgiæîa stâ âáûp maûch vaìstâ quay, træåïc hãút ta chuïyïràòng :

21mmm FF)tsin(F2

1)tsin(F

2

1cos.tsinF +=α+ω+α−ω=αω (10.4)

nghéa laìstâ âáûp maûch laìtäøng cuía hai stâ quay : F1 quay thuáûn våïi täúc âäügoïc+ω vaìF2 quay ngæåüc cuìng täúc âäügoïc -ω vaìcoïbiãn âäücuía caïc stâ quay âoïbàòng mäütnæía biãn âäüstâ dáûp maûch.

Màût khaïc, ta coïbiãøu thæïc læåüng giaïc:αω±αω=α±ω sin.tcosFcos.tsinF)tsin(F mmm =

= )cos().tsin(Fcos.tsinF mm 22

π−απ−ω±αω (10.4a)

ta tháúy ràòng stâ quay laìtäøng håüp cuía hai stâ âáûp maûch lãûch pha nhau trong khänggian mäüt goïcπ/2 vaìkhaïc pha nhau vãöthåìi gian mäüt goïc laì π/2.



3

11.2. STÂ CUÍA DÁY QUÁÚN MÄÜT PHA11.2.2. Stâ cuía mäüt pháön tæí.

Giaíthiãút:

Hçnh 10.3. a. Âæåìng sæïc tæìdo doìng âiãûn i;b. Âæåìng biãøu thë stâ doüc khe håícuía maïy

τ/2 τ/2τ

a

b c

dg e

Fpt1Fpt

δ

- Dáy quáún âàût åístato- Pháön tæícoïWpt voìng dáy- Dáy quáún bæåïc âuí(y =τ ).- Cho qua pháön tæídáy quáún doìng âiãûn tsinIi ω= 2 .- Ta coïâæåìng sæïc tæìsinh ra nhæ hçnh 10.3a.

Theo âl toaìn doìng âiãûn, doüc theo âæåìng sæïc tæìkheïp kên ta viãút :

∫ = ptiWldHrr

trong âoïH - cæåìng âäütæìtræåìng doüc theo âæåìng sæïc tæì.

Nãúu giaíthiãút R μ ráút nhoí(μFe=∞) nãn HFe= 0, ta coï:H2δ = iWpt.

Nhæ váy stâ æïng våïi mäüt khe håíkhäng khê bàòng:

ptpt iWF2

1= (10.6)

Ta tháúy:

1) Âæåìng biãøu diãùn stâ khe håídæåïi mäüt bæåïc cæûc coïthãøbiãøu thë bàòng hçnh chæî nháût abcd coïâäücao bàòng ptiW

2

1 vaìåíbæåïc cæûc tiãúp theo bàòng hçnh chæînháût

dega våïi qui æåïc nãúu âæåìng sæïc tæìhæåïng lãn Fpt âæåüc biãøu thë bàòng tung âäü dæång (hçnh10.3b).

2) Vç tsinIi ω= 2 nãn stâ phán bäúdoüc khe håídaûng hçnh chæînháût, coïâäücaothay âäøi vãötrë säúvaìdáúu theo doìng âiãûn xoay chiãöu i.

Stâ phán bäúhçnh chæînháût trong khäng gian vaìbiãún âäøi hçnh sin theo thåìi gian

âoïcoïthãøphán têch thaình daîy Fourier coïcaïc soïng âiãöu hoìa 1, 3, 5, 7... , ta coï:



6

Ta coï, âäúi våïi soïng báûc 1 :

111 22

12 nqqf kF)cos(FF =πβ−=

våïi22

11πβ=πβ−= sin)cos(kn

Tæång tæûâäúi våïi soïng báûcν :

νννν =πβ−ν= nqqf kF)(cosFF 22

12

våïi22

1πνβ=πβ−ν=ν sin)(coskn

váûy, stâ cuía dq mäüt pha hai låïp bæåïc ngàõn :tsincosFkkqF ptmnr

..,,f ωνα= ννν

=ν∑

531

2

Viãút laûi stâ Ff :tsincosFF

..,,f f ωνα= ∑

=νν

531

Trong âoï: IpWk,Ip

WkF dqdqf ν

=ν

×π

= ννν 90

22

våïi : laìsäúvoìng dáy cuía mäüt pha.ptpqWW 2=Váûy, stâ cuía mäüt pha laìtäøng håüp cuía mäüt daîy stâ âáûp maûch phán bäúhçnh sin

trong khäng gian biãún âäøi hçnh sin theo thåìi gian.

10.3. STÂ CUÍA DÁY QUÁÚN BA PHAGiaíthiãút dáy quáún ba pha âàût lãûch nhau mäüt goïc 120o âiãûn hay 2π/3 vaìcoï

doìng âiãûn chaûy qua:tsinIi A ω= 2

)/tsin(IiB 322 π−ω= )/tsin(IiC 342 π−ω=

Tæìng pha sinh ra stâ :ναω= ∑

=νν costsinFF

..,,f A

531

)/(cos)/tsin(FF..,,f B 3232

531

π−ανπ−ω= ∑=ν

ν

)/(cos)/tsin(FF..,,f B 3434

531

π−ανπ−ω= ∑=ν

ν

Âãøcoïstâ cuía dáy quáún ba pha ta láúy täøng ba stâ âáûp maûch âoï. Muäún cho sæû phán têch âæåüc dãùdaìng, ta phán stâ báûcν cuía mäùi pha thaình hai stâ quay thuáûn vaì



9

Phán têch nhæ træåìng håüp dáy quáún 3 pha, ta coï:)tsin(FF

kf )( ναω= ∑

±=νν m

142

Trong âoï:

IpWk,F dq

f ν= ν

ν 90

Stâ cuía dq hai pha laìtäøng cuía caïc stâ báûc ν =2mk+1= 4k+ 1 quay thuáûn vaì caïc stâ báûc ν = 2mk-1= 4k - 1 quay ngæåüc. Biãn âäüthç bàòng biãn âäücuía stâ mäütpha báûcν, vaìtäúc âäüquay cuía stâ báûcν laìnν = n/ν.

10.5 PHÁN TÊCH STÂ DÁY QUÁÚN BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP ÂÄÖTHË

Xeït stâ sinh ra båíi doìng âiãûn ba pha i A, i

B, i

Cchaûy trong dáy quáún ba pha AX,

BY, CZ âàût lãûch pha nhau trong khäng gian mäüt goïc laì120o; maïy âiãûn coïq = 1 vaì p = 1 (hçnh 10.7).

AI&

BI& CI&

t= 0

CI& AI&

Hçnh 10.7Stâ cuía dáy quáú n ba pha q=1, 2p=2 åí t=0 vaì t=T/3

BI& t= T/3

• ÅÍthåìi âiãøm t = 0, cho doìng âiãûn pha A âaût cæûc âaûi.i A = Im ; iB = iC = -Im/2

Gèa thiãút chiãöu doìng âiãûn pha A chaûy tæìX → A ta suy ra chiãöu doìng trongpha B, C nhæ hçnh veî(hçnh 10.7b). Vaìta veîâæåüc stâ F A, FB, FC tçm âæåüc stâ F

täøng (â4).• ÅÍthåìi âiãøm t = T/3, doìng âiãûn pha B âaût cæûc âaûi.



10

IB = Im ; i A = iC = -Im/2Chiãöu doìng âiãûn pha B chaûy tæìY→ B ta suy ra chiãöu doìng trong pha A, C

nhæ hçnh veî(hçnh 10.7b). Vaìta veîâæåüc stâ F A, FB, FC tçm âæåüc stâ F täøng (â4).Váûy stâ do doìng âiãûn ba pha chaûy trong dáy quáún ba pha laìstâ quay coïchiãöu

quay trong khäng gian vaìcoïtäúc âäü:

pf n 60

1 = (voìng/phuït) hay pf n =1 (voìng/gy)

Truûc stâ täøng truìng våïi truûc pha coïdoìng âiãûn cæûc âaûi.



2

12.2.1. Stator (pháön tÉnh)Stator gäöm hai bäüpháûn chênh laìloîi theïp vaìdáy quáún, ngoaìi ra coìn coïvoímaïy

vaìnàõp maïy.

Hçnh 13.1Cáúu taûo cuía âäüng cå âiãûn khäng âäöng bäü 1. Loîi theïp stato;2. Dáy quáún stato; 7. Nàõp maïy; ; 4. ÄØbi; 5. Truûc maïy; 6.Häüp dáöucæûc; 7. Loîi theïp räto; 8. Thán maïy; 9. Quaût gioïlaìm maït; 10. Häüp quaût

1

7

28

3

4

9

5

6

10

1. Loîi theïpLoîi theïp stator coïdaûng hçnh truû(hçnh 13.2b), laìm bàòng caïc laïtheïp kyîthuáût

âiãûn, âæåüc dáûp raînh bãn trong (hçnh 13.2a) räöi gheïp laûi våïi nhau taûo thaình caïc raînh

theo hæåïng truûc. Loîi theïp âæåüc eïp vaìo trong voímaïy.2. Dáy quáún stator

Dáy quáún stator thæåìng âæåüc laìm bàòng dáy âäöng coïboüc caïch âiãûn vaìâàût trong caïcraînh cuía loîi theïp (xem laûi chæång 9). Doìng âiãûn xoay chiãöu ba pha chaûy trong dáyquáún ba pha stator seîtaûo nãn tæìtræåìng quay (xem laûi chæång 12).



3

3. VoîmaïyVoímaïy gäöm coïthán vaìnàõp, thæåìng laìm bàòng gang (hçnh 13.1).

Hçnh 13.2 Kãút cáúu stator maïy âiãûn khäng âäöng bäü

a) Laï theï p stator ; b)Loîi theï p stator

i A

i A

(b)

(a)

12.2.2. Rotor (pháön quay)Rotor laìpháön quay gäöm loîi theïp, dáy quáún vaìtruûc maïy.

Hçnh 13.3Cáúu taûo rotor âäüng cå khäng âäöng bäü. a) Dáy quáún rotor läöng soïc c) Loîi theïp rotor d) Kyïhiãûu âäüng cå trãn så âäö

ÂC

(d)(a) (b)

1. Loîi theïp

Loîi theïp rotor gäöm caïc laïtheïp kyîthuáût âiãûn âæåüc láúy tæìpháön bãn trong cuía loîitheïp stator gheïp laûi, màût ngoaìi dáûp raînh (hçnh 13.2a) âãøâàût dáy quáún, åígiæîa coï dáûp läùâãølàõp truûc.

2. TruûcTruûc cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäülaìm bàòng theïp, trãn âoïgàõn loîi theïp räto.



4

3. Dáy quáún rotorDáy quáún rotor cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäücoïhai kiãøu : rotor ngàõn maûch coìn

goüi laìrotor läöng soïc vaìrotor dáy quáún.Rotor läöng soïc (hçnh 13.3a) gäöm caïc thanh âäöng hoàûc thanh nhäm âàût trong

raînh vaìbë ngàõn maûch båíi hai vaình ngàõn maûch åíhai âáöu. Våïi âäöng cå nhoí, dáyquáún rotor âæåüc âuïc nguyãn khäúi gäöm thanh dáùn, vaình ngàõn maûch, caïnh taín nhiãûtvaìcaïnh quaût laìm maït (hçnh 3.3b). Caïc âäüng cå cäng suáút trãn 100kW thanh dáùnlaìm bàòng âäöng âæåüc âàût vaìo caïc raînh rotor vaìgàõn chàût vaìo vaình ngàõn maûch.

Rotor dáy quáún (hçnh 13.4) cuîng quáún giäúng nhæ dáy quáún ba pha stator vaìcoï cuìng säúcæûc tæìnhæ dáy quáún stator. Dáy quáún kiãøu náöy luän luän âáúu sao (Y) vaì coïba âáöu ra âáúu vaìo ba vaình træåüt, gàõn vaìo truûc quay cuía rotor vaìcaïch âiãûn våïitruûc. Ba chäøi than cäúâënh vaìluän tyìtrãn vaình træåüt náöy âãødáùn âiãûn vaìo mäüt biãúntråícuîng näúi sao nàòm ngoaìi âäüng cå âãøkhåíi âäüng hoàûc âiãöu chènh täúc âäü.

Dáy quáún statoDáy quáún räto Loîi theïp statoHäüpGiaï Vaình træåüt

Läùmåî

Âãún nguäöncung cáúp

Hçnh 13.4 Cáúu taûo maïy âiãûn khäng âäöng bäüräto dáy quáún



5

12.3. NGUYÃN LYÏLAÌM VIÃÛC MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

Khi coïdoìng âiãûn ba pha chaûy trong dáy quáún stato thç trong khe håíkhängkhê xuáút hiãûn tæìtræåìng quay våïi täúc âäün1 = 60f 1/p (f 1 laìtáön säúlæåïi âiãûn; p laìsäú

âäi cæûc tæìcuía maïy; n1 laìtäúc âäütæìtræåìng quay báûc mäüt) Tæìtræåìng náöy queït quadáy quáún nhiãöu pha tæûngàõn maûch âàût trãn loîi sàõt räto, laìm caím æïng trong dáy quáúnräto caïc sââ E2. Do räto kên maûch nãn trong dáy quáún räto coïdoìng âiãûn I2 chaûyqua. Tæìthäng do doìng âiãûn náöy sinh ra håüp våïi tæìthäng cuía stato taûo thaình tæì thäng täøng åíkhe håí. Doìng âiãûn trong dáy quáún räto taïc duûng våïi tæìthäng khe håí sinh ra mämen. Taïc duûng âoïcoïquan hãûmáût thiãút våïi täúc âäüquay n cuía räto.Trong nhæîng phaûm vi täúc âäükhaïc nhau thç chãúâäülaìm viãûc cuía maïy cuîng khaïcnhau. Sau âáy ta seînghiãn cæïu taïc duûng cuía chuïng trong ba phaûm vi täúc âäü.

Hãûsäútræåüt s cuía maïy :

1

1

1

1

nnns

ΩΩ−Ω

=−

=

Nhæ váûy khi n = n1 thç s = 0, coìn n = 0 thç s = 1; khi n > n1, s < 0 vaìkhi rätoquay ngæåüc chiãöu tæìtræåìng quay n < 0 thç s > 1.1. Roto quay cuìng chiãöu tæìtræåìng quay nhæng coïtäúc âäün < n1 (0 < s < 1)

Gèa thiãút vãöchiãöu quay n1 cuía tæìtræåìng khe håí Φ vaìcuía räto n nhæ hçnh 13.5a. Theo qui tàõc baìn tay phaíi, xaïc âënh âæåüc chiãöu sââ E2 vaìI2; theo qui tàõc baìntay traïi, xaïc âënh âæåüc læûc F vaìmämen M. Ta tháúy F cuìng chiãöu quay cuía räto,

Hçnh 13.5Quaïtrçnh taûo moment cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü

B

N

Fât

n1

→B Fât

S

n

(a)

B

N

Fât

n1

→B Fât

S

n

(c)

B

N

Fât

n1

→B Fât

S

n

(b)



6

nghéa laìâiãûn nàng âæa tåïi stato, thäng qua tæìtræåìng âaîbiãún âäøi thaình cå nàng trãntruûc laìm quay räto theo chiãöu tæìtræåìng quay n1, nhæ váûy maïy laìm viãûc åíchãúâäü âäüng cå âiãûn. 2. Roto quay cuìng chiãöu tæìtræåìng quay nhæng coïtäúc âäün > n1 (s < 0)

Duìng âäüng cå så cáúp quay räto cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäüvæåüt täúc âäü âäöng bäün > n1. Luïc âoïchiãöu cuía tæìtræåìng quay queït qua dáy quáún räto seîngæåüclaûi, sââ vaìdoìng âiãûn trong dáy quáún räto cuîng âäøi chiãöu nãn chiãöu cuía mämen Mcuîng ngæåüc chiãöu cuía n1, nghéa laìngæåüc chiãöu cuía räto, nãn âoïlaìmämen haîm(hçnh 13.5b). Nhæ váûy maïy âaîbiãún cå nàng taïc duûng lãn truûc âäüng cå âiãûn, doâäüng cå så cáúp keïo thaình âiãûn nàng cung cáúp cho læåïi âiãûn, nghéa laìmaïy âiãûn laìmviãûc åíchãúâäümaïy phaït âiãûn.

3. Roto quay ngæåüc chiãöu tæìtræåìng quay tæïc täúc âäün < 0 (s > 1)Vç nguyãn nhán naìo âoïmaìräto cuía maïy âiãûn quay ngæåüc chiãöu tæìtræåìng quay

(hçnh 13. 5c), luïc náöy chiãöu sââ, doìng âiãûn vaìmämen giäúng nhæ åíchãúâäüâäüng cåâiãûn. Vç mämen sinh ra ngæåüc chiãöu quay våïi räto nãn coïtaïc duûng haîm räto laûi.Trong træåìng håüp náöy, maïy væìa láúy âiãûn nàng åílæåïi âiãûn vaìo, væìa láúy cå nàng tæì âäüng cå så cáúp. Chãúâäülaìm viãûc nhæ váûy goüi laìchãúâäühaîm âiãûn tæì.

12.4. PHÁN LOAÛI MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

1. Phán theo kãút cáúu voîmaïy.+ Kiãøu kên+ Kiãøu baío vãû + kiãøu håí

2. Phán theo säúpha.Ta coïmaïy âiãûn khäng âäöng bäü

+ Mäüt pha

+ Hai pha+ Ba pha3. Phán theo kiãøu dáy quáún räto.

+ Maïy âiãûn khäng âäöng bäüräto läöng soïc.+ Maïy âiãûn khäng âäöng bäüräto dáy quáún.



7

12.5. CAÏC ÂAÛI LÆÅÜNG ÂËNH MÆÏC MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

Cuîng nhæ táút caícaïc loaûi maïy âiãûn khaïc, maïy âiãûn khäng âäöng bäücoïcaïc trë säú âënh mæïc âàûc træng cho âiãöu kiãûn kyîthuáût cuía maïy. Caïc trë säúnáöy do nhaìmaïythiãút kãú, chãútaûo qui âënh vaìâæåüc ghi trãn nhaîn maïy. Vç maïy âiãûn khäng âäöng bäü chuíyãúu duìng laìm âäüng cå âiãûn nãn trãn nhaîn maïy ghi caïc trë säúâënh mæïc cuíaâäüng cå nhæ sau :

1. Cäng suáút âënh mæïc Pâm(kW,W)2. Âiãûn aïp âënh mæïc Uâm (V).3. Doìng âiãûn âënh mæïc Iâm (A).4. Täúc âäüquay âënh mæïc nâm (voìng/phuït).5. Hiãûu suáút âënh mæïc η âm %.6. Hãûsäúcäng suáút âënh mæïc cos

âm.

Âäúi våïi âäüng cå âiãûn khäng âäöng bäü, cäng suáút âënh mæïc laìcäng suáút trãn âáöutruûc âäüng cå. Coìn âäüng cå ba pha, âiãûn aïp vaìdoìng âiãûn ghi trãn nhaîn maïy laìâiãûnaïp vaìdoìng âiãûn dáy tæång æïng våïi caïch âáúu hçnh sao (Y) hay âáúu hçnh tam giaïc(Δ).

Tæìcaïc trë säúâënh mæïc ghi trãn nhaîn, ta coïthãøtênh âæåüc:Cäng suáút âënh mæïc maìâäüng cå tiãu thuûtæìlæåïi âiãûn :

âmâmâmâm

âmâm1 cosIU.3PP ϕ=

η=

Mämen quay âënh mæïc åíâáöu truûc :

âm

âm

âm

âmâm n

)kW(P9550)W(PM =Ω

= N.m

våïi 60/n2 âmâm π=Ω (rad/s) laìtäúc âäügoïc cuía räto.



1




Chæång 13 QUAN HÃÛÂIÃÛN TÆÌTRONGMAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

13.1. ÂAÛI CÆÅNG

Trãn stato cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü(MK) coïdáy quáún m1 pha, coìn trãndáy quáún roto coïdáy quáún m2 pha. Nhæ váûy trong maïy âiãûn khäng âäöng bäücoïhaimaûch âiãûn khäng näúi våïi nhau vaìgiæîa chuïng coïliãn hãûvåïi nhau vãötæì. Khi maïyâiãûn laìm viãûc bçnh thæåìng trãn dáy quáún stato vaìräto coïtæìthäng taín vaìtæång æïngcoïâiãûn khaïng taín vaìgiæîa hai dáy quáún coïsæûhäùcaím. Vç váûy ta coïthãøcoi maïyâiãûn khäng âäöng bäünhæ mäüt mba maìdáy quáún stato laì dáy quáún så cáúp, dáy quáúnräto laìdáy quáún thæïcáúp vaìsæûliãn hãûgiæîa hai maûch så cáúp vaìthæïcáúp thäng qua tæì træåìng quay. Do âoïta coïthãøduìng caïch phán têch mba âãønghiãn cæïu nguyãn lyï

laìm viãûc cå baín cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü.Khi nghiãn cæïu nguyãn lyïlaìm viãûc cå baín cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäüta chè

xeït taïc duûng cuía soïng cå baín maìkhäng xeït soïng báûc cao.

13.2. MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜLAÌM VIÃÛC KHI RÄTO ÂÆÏNG YÃN Âàût mäüt âiãûn aïp U1 coïtáön säúf 1 vaìo dáy quáún stato, trong dáy quáún stato seîcoï

doìng âiãûn I1, táön säúf 1; trong dáy quáún räto seîcoïdoìng âiãûn I2, táön säúf 1; doìng I1 vaì I2 sinh ra stâ quay F1 vaìF2 coïtrë säúlaì:

11dq11

1 Ipk N2mF && ×

π= (13.1a)

22dq22

2 Ipk N2mF && ×

π= (13.1b)

trong âoï: m1,m2 laìsäúpha cuía dáy quáún stato vaìräto; p laìsäúâäi cæûc tæì; N1,N2 laì säúvoìng dáy mäüt pha cuía dáy quáún stato vaìräto; kdq1,kqd2laìhãûsäúdáy quáún cuía dáyquáún stato vaìräto.

Hai stâ náöy quay cuìng täúc âäün1 = 60f 1/p vaìtaïc duûng våïi nhau âãøsinh ra stâtäøng trong khe håíF0. Vç váûy phæång trçnh cán bàòng stâ âæåüc viãút laì:



2

(13.2a)021 FFF &&& =+(13.2b))F(FF 201

&&& −+=ÅÍâáy ta xem doìng âiãûn I1 gäöm hai thaình pháön:

• Mäüt thaình pháön laìdoìng âiãûn taûo nãn stâ0I& 01dq110 Ipk N

2mF && ×π= .

• Vaìmäüt thaình pháön laì taûo nãn stâ)I( '2

&− '2

1dq11'2 Ip

k N2m)F( && ×π

−=− buìlaûi

stâ F2 cuía doìng âiãûn thæïcáúp .2I&

Nhæ váûy ta coï:)I(II '

201&&& −+= (13.3a)

hay (13.3b)0'21 III &&& =+

So saïnh stâ F2 do doìng âiãûn I2 cuía räto taûo ra vaìstâ F’2 do thaình pháön cuíadoìng âiãûn stato sinh ra, ta coï:

'2I&

'2

1dq112

2dq22 Ipk N2mIp

k N2m && ×π

=×π

Tæìâoïta coïâæåüc hãûsäúqui âäøi doìng âiãûn:

2dq22

1dq11i k Nm

k Nmk = (13.4)

Stâ F0 sinh ra tæìthäng chênhΦ trong khe håí, tæìthängΦ náöy caím æïng trongdáy quáún stato vaìräto caïc sââ:

2 jk Nf

22 jE m1

1m1dq111Ψω−=Φπ−=&

&& (13.5a)

2 jk Nf

22 jE m2

2m2dq222Ψω−=Φπ−=&

&& (13.5b)

Khi räto âæïng yãn f 2 = f 1 nãn tè säúbiãún âäøi âiãûn aïp cuía maïy âiãûn khäng âäöngbäübàòng:

2dq21dq1

21e k N k NEEk == (13.6)

Tæång tæûnhæ mba ta coïphæång trçnh cán bàòng sââ trong maûch âiãûn stato:

1111111111t11 ZIE) jxr(IErIEEU &&&&&&&& +−=++−=+−−= (13.7)trong âoï:

+ Z1 = r1 + jx1: täøng tråícuía dáy quáún stator.* r1 laìâiãûn tråícuía dáy quáún stato.* x1 laìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún stator.

+ 111 xI jEt && −= sââ taín do tæìthäng taín statoΦt1 sinh ra.



3

Phæång trçnh cán bàòng sââ trong maûch âiãûn räto:(13.8)2222222 ZIE) jxr (IE0 &&&& −=+−=

trong âoï: Z2 = r2 + jx2: täøng tråícuía dáy quáún räto.* r2 laìâiãûn tråícuía dáy quáún räto.* x2 = 2πf 1Lt2 laìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún rätoluïc âæïng yãn.

Cuîng giäúng nhæ åímba, ta coïthãøviãút:) jxr(IZIE mmm +==− 001

&&& (13.9)trong âoï: I0 - doìng âiãûn tæìhoïa sinh ra stâ F0.

Zm = rm + jxm: täøng tråícuía nhaïnh tæìhoïa.* rm laìâiãûn tråítæìhoïa âàût træng cho sæûtäøn hao sàõt tæì.* xm laìâiãûn khaïng tæìhoïa biãøu thë sæûhäùcaím giæîa stato vaìräto.

Qui âäøi phêa räto vãöphêa stato theo nguyãn tàõc täøn hao khäng âäøi:• Qui âäøi sââ räto E2 sang bãn stato ta âæåüc laì:

E’2 = E1 = keE2.• Qui âäøi âiãûn tråíräto r2 vãöstato :

22222

221 rImrIm '' =

Váûy :

222

2

2

222

111

1

22

2

22

2

1

22

r.krkkr

rWkmWkm

mmr

II

mmr

ie

'dq

dq'

''

==

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ =

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ = (13.10)

trong âoï, k = keki laìhãûsäúqui âäøi täøng tråí.• Tæång tæûqui âäøi âiãûn khaïng räto x2 vãöstato :

22 kxx' = (13.11)Toïm laûi, caïc phæång trçnh âàûc træng cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäüqui âäøi vãö

stato laì:1111 ZIEU &&& +−=

'2

'2

'2 ZIE0 && −=

(13.12)1'2 EE

&&= )I(II '

201&&& −+=m01 ZIE && =−

Khi räto âæïng yãn maìdáy quáún räto ngàõn maûch, thç doìng âiãûn trong 2 dáyquáún ráút låïn. Âãøhaûn chãúdoìng âiãûn I1 vaìI2 trong 2 dáy quáún åítrë säïâënh mæïc cuíachuïng thç cáön phaíi giaím tháúp âiãûn aïp xuäúng coìn khoaíng (15-25)%Uâm. Luïc náöysââ E1 trong maïy âiãûn khäng âäöng bäünhoíâi ráút nhiãöu vaìtæång æïng tæìthängΦm cuîng nhoí, nghéa laìstâ tæìhoïa F0 ráút nhoíso våïi F1 vaìF2, do âoïta coi F0 = 0 vaìta

coï:



4

(13.13)0021 ==+ FFF &&&

vaì 0021 ==+ III ' &&&

Hçnh 13.1 Âäöthë vectå cuí a MK khi räto âæïng yãn

1U& 1I&

0I&

'2I&−

11I jx&

11Ir & 1E&−

'2

'2 I jx &−

'2

'2Ir &−

Φ Hçnh 13.2 Maûch âiãûn thay thãú cuíaMK khi ngàõn maûch

r1 x1 r’2 x’2

'21 II && −=

1U&

Ta coïthãøtênh doìng âiãûn stato I1:

n

1'21

11 Z

UZZ

UI&&& =

+=

trong âoï: Zn = Z1 + Z’2 = rn +jxn :täøng tråíngàõn maûch cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü.Våïi rn = r1 + r’2 vaìxn = x1 + x’2

Khi U1 = Uâm thç I1 = Ik âáy laìdoìng âiãûn khåíi âäüng cuía maïy.

13.3. MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜLAÌM VIÃÛC KHI ROTOR QUAY Khi räto quay thç táön säúcuía trë säúsââ vaìdoìng âiãûn trong dáy quáún roto thay

âäøi. Âiãöu âoïaính hæåíng ráút låïn âãún sæûlaìm viãûc cuía maïy âiãûn, nhæng noïkhäng laìmthay âäøi nhæîng qui luáût vaìquan hãûâiãûn tæìkhi räto âæïng yãn.

13.3.1. Caïc phæång trçnh cå baín.1. Phæång trçnh cán bàòng sââ åídáy quáún stato:Maïy âiãûn khäng âäöng bäükhi laìm viãûc thç dáy quáún räto nháút âënh phaíi kên

maûch vaìthæåìng laìnhàõn maûch. Khi näúi dáy quáún stato våïi nguäön ba pha, ta coï phæång trçnh cán bàòng sââ åídáy quáún stato khi räto quay giäúng nhæ khi âæïng yãn :

1111 ZIEU &&& +−= (13.14)2. Phæång trçnh cán bàòng sââ åídáy quáún räto: Tæìtræåìng khe håído stâ F0 sinh ra quay våïi täúc âäün1. Nãúu räto quay våïi täúc âäü

n theo chiãöu tæìtræåìng quay thç giæîa dáy quáún räto vaìtæìtræåìng quay coïtäúc âäü træåüt n2 = n1 - n, váûy táön säúsââ vaìdoìng âiãûn trong dáy quáún räto seîlaì:

111

122 sf 60pn

nnn

60pn

f =×

×−

== (13.15)



6

Phæång trçnh cán bàòng stâ : (vç stâ stato F1 vaìräto F2 quay cuìngω1).

021 FFF &&& =+hay 021 III ' &&& =+

Váûy phæång trçnh cå baín cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäüluïc räto quay laì:1111 ZIEU &&& +−=

) jxsr(IE ''

''2

2220 +−= &&

(13.21)12 EE' && = )I(II '

201&&& −+=mZIE 01

&& =−

13.3.2. Maûch âiãûn thay thãúcuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü.

Dæûa vaìo caïc phæång trçnh cå baín, ta thaình láûp så âäöthay thãúhçnh T (hçnh13.3) cho maïy âiãûn khäng âäöng bäükhi räto quay giäúng nhæ mba, åíâáy dáy quáúnså cáúp mba laìdáy quáún stato, dáy quáún thæïcáúp mba laìdáy quáún räto vaìphuûtaíimba laìâiãûn tråígiaítæåíng r’2(1-s)/s .

Tæìså âäöthay thãúcoïthãøtênh doìng âiãûn stato, doìng âiãûn räto, mämen, cäng

suáút cå.. . vaìnhæîng tham säúkhaïc. Nhæ váûy ta âaîchuyãøn viãûc tênh toaïn mäüt hãû Âiãûn - Cå hay Cå -Âiãûn vãö ìviãûc tênh toaïn maûch âiãûn âån giaín.

Trong maïy âiãûn khäng âäöng bäü, do coïkhe håíkhäng khê låïn nãn täön taûi doìngâiãûn tæìhoïa låïn, khoaíng (20-50)%Iâm. Âiãûn khaïng taín x1 cuîng låïn. Trong træåìnghåüp nhæ váûy âiãûn khaïng tæìhoïa xm giæînguyãûn vaìboíqua âiãûn tråírm (rm = 0) coìntäøn hao sàõt ta gäüp vaìo täøn hao cå vaìtäøn hao phuû. Tæìâoïta coïmaûch âiãûn thay thãú hçnh 13.4 do IEEE âãöxæåïng. Âáy laìmaûch âiãûn thay thãúâæåüc sæíduûng nhiãöu trong

tênh toaïn vaìkhaío saït maïy âiãûn khäng âäöng bäü.

r1 x1 r’2 x’2

)I( '2

&−1U&

Hçnh 13.3 Maûch âiãûn thay thãú hçnh T cuía MK

rm

xm

1I&

0I& r’2(1-s)/s



8

Vaì:1

2

11221

12 C

IZCZC

UI'

's

''&&

&&&

& −=+

=− laìdoìng âiãûn thæïcáúp cuía maûch âiãûn hçnhΓ. Tæì

caïc phæång trçnh trãn ta thaình láûp âæåüc maûch âiãûn thay thãúhçnhΓ chênh xaïc cuíamaïy âiãûn khäng âäöng bäünhæ hçnh 13.5a

'2

21 ZC&

Z1

Z1 Z’211ZC&

)II( '2

''2

&& −=− 1U&

Zm

1I&

00I&r’2(1-s)/sZ1 )I( ''

2&−

1U&

Hçnh 13.5Maûch âiãûn thay thãú hçnh Γ cuía maï t âiãûn khäng âäö ng bäü

Zm

1I&

00I& ss1

r C '2

21

−&

(a) (b)

Thæûc tãúlaì chè låïn hån 1 mäüt êt, goïc phæïc laûi ráút nhoínãn coïthãøcoi = C1=1 + x/xm vaìnhæ váûy . Ta coïmaûch âiãûn âån giaín hån nhæ hçnh (13.4b).

1C& 1C&

''' II 22&& =

13.3.3. Hãûsäúqui âäøi cuía dáy quáún räto läöng soïc.Khi veîmaûch âiãûn thay thãúhay âäöthë vectå, caïc tham säúbãn räto âãöu qui âäøi

vãöbãn stato. Caïc hãûsäúqui âäøi tæìräto sang stato cuía MK:

22dq

11dqe Nk

Nkk = ;22dq2

11dq1i Nkm

Nkmk = ; k = keki

Âäúi våïi dáy quáún räto läöng soïc, âáy laìloaûi dáy quáún âàûc biãût, ta coï:m

2= Z

2; N

2= 1/2 ; k

dq2= 1.

Thãúvaìo trãn ta coï:

11dq11dq

22dq

11dqe Nk2

21.1

Nk Nk Nkk === ;

2

11dq1

22dq2

11dq1i Z

Nkm2 Nkm Nkmk == ;

.) Nk(Zm4kkk 211dq21ie ==



9

13.4. CAÏC CHÃÚÂÄÜLAÌM VIÃÛC,GIAÍN ÂÄÖNÀNG LÆÅÜNG VAÌÂÄÖTHËVEÏCTÅ MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

Ta âaîbiãút, maïy âiãûn khäng âäöng bäülaìm viãûc åíba chãúâäü: âäüng cå, maïy phaït

vaìhaîm.13.4.1. Maïy âiãûn khäng âäöng bäülaìm viãûc åíchãúâäüâäüng cå âiãûn (0 < s < 1)Cäng suáút taïc duûng âäüng cå âiãûn nháûn tæìlæåïi âiãûn:

P1 = m1U1I1cosϕ1.Mäüt pháön nhoícäng suáút naìy buìtäøn hao âäöng trãn dáy quáún stato pCu1= m1 r1

vaìtäøn hao sàõt theïp trong loîi theïp pFe= m1 rm, pháön låïn cäng suáút âæa vaìo coìn laûichuyãøn thaình cäng suáút âiãûn tæìPât truyãön qua räto. Nhæ váûy :

21I

2oI

Pât = P1 - (pCu1+ pFe) = sr

Im'

22'21 (13.23)Vç trong räto coïdoìng âiãûn nãn coïtäøn hao âäöng trãn dáy quáún räto: pCu2 =

m1I’22r’2. Do âoïcäng suáút cå cuía âäüng cå âiãûn :

Pcå = Pât - pCu2=sr

Im'22'

21 -m2I’22r’2 =s

s1r Im '2

2'21

− (13.24)

Cäng suáút åíâáöu truûc cuía âäüng cå âiãûn:P2 = Pcå - (pcå+pf ) (13.25)

+ täøn hao cå pcå (täøn hao ma saït vaìquaût gioï)+ täøn hao phuûpf (xeït åíchæång sau).

Hçnh 13.6Giaín âäö nàng læåüng maï y âiãûn khäng âäö ng bäü

(a) (b) ca)

Täøng täøn hao cuía âäüng cå âiãûnkhäng âäöng bäü :Σp = pCu1+ pFe+ pCu2+ pcå+ pf



11

1E&

1E&−

1U&11Ir &

φ&0I&

1I&

'2I&

'2I&−

11I jx&

ϕ1

Ψ2

1 E &

1 E &

1U & 11 I r &

0 I &

1 I &

'

2 I &

'

2 I &

11 I jx &

Ψ2

ϕ1

Hçnh 13.7 Âäöthë vectå cuí a maï y âiãûn khäng âäö ng bäü

1E&

1E&

−

1U&

11Ir &

φ&0I&

1I&

'I2&

'

I2&

−

11I jx&

Ψ2

ϕ1

90o

φ&

(a) (b) (c)

13.4.3. Maïy âiãûn khäng âäöng bäülaìm viãûc åíchãúâäühaîm (1< s < +∞ )

Khi s > 1 thç cäng suáút cå cuía maïy Pcå = ssrIm '' −1

2221 < 0, nãn Maïy nháûn

cäng suáút cå tæìngoaìi vaìo. Cäng suáút âiãûn tæìcuía maïy Pât= srIm '' 2221 > 0, nãn maïy

nháûn cäng suáút âiãûn tæìlæåïi. Táút caícäng suáút cå vaìâiãûn láúy åíngoaìi vaìo âãöu biãúnthaình täøn hao âäöng trãn maûch räto :

Pât + (-Pât) = srIm'

' 2221 - s

srIm '' −12

221 = = pCu2 '

22'21 r Im

Vç táút caínàng læåüng láúy vaìo âãöu tiãu thuûtrãn maïy nãn khi U1 = U1âmchè chopheïp maïy laìm viãûc trong thåìi gian ngàõn.

Giaín âäönàng læåüng vaíâäöthë vectå cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäülaìm viãûc åí chãúâäühaîm nhæ åíhçnh 13.6c vaìhçnh 13.7c.

13.5. MÄMEN ÂIÃÛN TÆÌCUÍA MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ Vç maïy âiãûn khäng âäöng bäüthæåìng âæåüc duìng laìm âäüng cå âiãûn, nãn khi phán

têch seîláúy âäüng cå âiãûn laìm vê duû. Cuîng giäúng nhæ caïc maïy âiãûn khaïc, âäüng cåâiãûn khäng âäöng luïc laìm viãûc phaíi kàõc phuûc mämen taíi bao gäöm mämen khäng taíiM0 vaìmämen cuía phuûtaíi M. Vç váûy phæång trçnh cán bàòng mämen cuía âäüng cå

âiãûn khäng âäöng bäüluïc laìm viãûc äøn âënh laì:M = M0 + M2 (13.31)



12

Trong âoï:M : Mämen âiãûn tæìcuía âäüng cå âiãûn.

Våïi:Ω+= f åc ppM0 vaì

Ω= 2

2PM

Trong âoï:60

2 nπ=Ω laìtäúc âäügoïc cuía räto;

n laìtäúc âäüquay cuía räto.Ta viãút laûi cäng thæïc (13.31) :

Ω=

Ω++= åcf åc PPppM 2 (13.32)

Ta cuîng coï:

1Ω

= dtPM (13.33)

Váûy:1Ω

=Ω

tâåc PP

tâtâtâåc P)s(PnnPP −==

ΩΩ= 1

11

(13.34)

Täøn hao âäöng trãn räto bàòng :pCu2= Pât - Pcå= sPât (13.35)

ta coï: Pât = m2E2I2cosψ2.

Nãn: Pcå = m2(1-s)E2I2cosψ2. (13.36)Ta âaîcoï: E2 = 2 πf 1 N2kdq2Φm

f 1 = pn1/60.Ω = (1-s)Ω1 = (1-s)2πn1/60.

Thãúvaìo trãn ta tçm âæåüc mämen âiãûn tæìcuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü:

2

1=Ω

= coPM m2pN2kdq2ΦmI2cosψ2. (13.37)

Thæåìng ta låüi duûng maûch âiãûn thay thãúâãøtênh mämen âiãûn tæìtheo s.Tæìså âäöthay thãúhçnhΓ (hçnh 13.4a), ta coï:

2211

2211

1212 )xCx()s/rCr(

UICI'''

'''

+++==

vaì Pcå = ssrIm '' −1

2221

Ω = (1-s)Ω1 maì Ω1 = 2πn1/60 = 2π(60f 1/p)/60 =ω1/p

Mämen âiãûn tæìcuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü:



13

2211

2211

221

1

1

)xCx()s/rCr(s/rUmPM ''

'åc

+++×

Ω=

Ω= (13.38)

Nháûn xeït:+ Mämen M tè lãûU2

1.

+ Mämen M tè lãûnghëch (x1 + c1x’2)2 khi táön säúcho træåïc.+ M = f(s).

Veîquan hãûM = f(s).

13.5.1. Tçm mämen cæûc âaûi Mmax Âãøveîquan hãûM = f(s), ta tçm mämen cæûc âaûi bàòng caïch giaíthiãút nhæ sau :

• Giaíthiãút caïc tham säúkhaïc laìkhäng âäøi.• Âàût y = 1/s.Viãút laûi biãøu thæïc mämen âiãûn tæì: (13.38) thaình :

2DyCyB AyM

++=

trong âoï:Ω

2211

'rUm A= '211 r r C2=C

B = D =2211

21 )xCx(r '++ 2'

221 r C

Láúy âaûo haìm vaìtçm sm æïng våïi mämen cæûc âaûi Mmax.

0-

22

2

=++== )DyCyB(

)DyB( AdydM m

yy m

D/Bym ±=

2211

21

21

)xCx(rrCB/Ds

'

'm

++±=±= (13.40)

2211

211

211

11Ω21

)xCx(rrUm

CM'max

+++±×±= (13.41)

Thæåìng r1 << x1+ C1x’2, nãn xem r1 = 0, ta coï:

'

'm xCx

rCs211

21

+±= (13.42)

'max xCxUm

CM211

211

11Ω21

+×±= (13.43)

Ta nháûn xeït vãöMmax:+ Mmaxtè lãûvåïi 2

1U

+ Mmaxkhäng phuûthuäüc r’2 + Mmaxåíchãúâäümaïy phaït låïn hån mäüt êt so våïi Mmaxåíchãúâäüâäüng cå.



14

+ r’2 caìng låïn thç sm caìng låïn.+ r’2 tàng thç Mmaxkhäng âäøi maìdëch sang phaíi.

M.Faït Â.cå Haîm

(-Mmax)

Mmax

ssm-sm-1 1

Hçnh 13.8 Quan hãû M = f(s)

Mk

M

13.5.2. Mämen khåíi âäüng :Âiãøm s = 1 (n = 0) æïng våïi chãúâäükhåíi âäüng (hçnh 13.8) cuía âäüng cå:

2211

2211

2211

1Ω

1)xCx()rCr(

rUmM ''

'k +++

×= (13.44)

Ta nháûn xeït vãömämen khåíi âäüng Mk :+ Mk tè lãûvåïi 21U

+ Mk tè lãûvåïi nghëch våïi Z2 = (r1 + C1r’2)2 + (x1 + C1x’2)2 . Nãúu C1 = 1 thç Z= Zn coìn (r1 + C1r’2) << (x1 + C1x’2) thç Mk tè lãûvåïi nghëch âiãûn khaïng (x1 + C1x’2)2.

+ Tçm Mk = Mmaxthç hãûsäútræåüc sm = 1, ta coï:

1211

21 =+

= '

'm xCx

rCs

''

xCx

r 21

12 += (13.45)

Âáy laìâiãûn tråícuía maûch räto âãøMk = Mmax.

13.5.3. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn

Âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn laìquan hãû: M2 = f(n) hoàûc n = f(M2). Maìta coï M = M0 + M2 , váûy åíâáy ta xem M0 = 0 hoàûc chuyãøn M0 vãömämen caín ténh, nãnxem ràòng M2 = M = f(n). Tæìhçnh 13.9, ta coï:

+ Âoaûn oa (0 < s < sm) Âäüng cå laìm viãûc äøn âënh. Âàûc tênh cå cæïng.+ Âoaûn oa ( sm < s < 1) Âäüng cå laìm viãûc khäng äøn âënh.



15

13.5.4. Tçm biãøu thæïc Klox (Âäüng cå)Láûp tè säúM/Mmax:

[ ]2211

2211

2211

211212

)xCx()rCr(s)xCx(rrrC

MM

''

''

max ++++++

= . (13.46)

Ta coï:m

''

srC)xCx(r 212

2112

1 =++ .

Thãúvaìo ta âæåüc:

mm

m

m

max asss

ss

asM

M++

+= 2 (13.47)

Våïi 'rCr

a 21

12= vaìtrong maïy âiãûn khäng âäöng bäüthæåìng âiãûn tråír1 = r’2 vaìsm=

0,1÷0,2, nãn: asm<< säúhaûng træåïc noï, nãn:

ss

ssM

Mm

mmax +

= 2 (13.48)

Âoïlaìbiãøu thæïc Kläx.

Hçnh 13.9Âàûc tênh cå âcå M = f(s)

Mmax

Mb

n

s0 1

c

r’2 r’2 r’2< <

sm

13.5.5. Nàng læûc quaïtaíi

mâ

maxm M

Mk = (=1,7÷3).

13.5.6. Bäüi säúmämen khåíi âäüng

mâ

kk M

Mk =

13.5.7. Bäüi säúdoìng âiãûn khåíi âäüng

mâ

kI

I

Ik = .

13.6. THÊ NGHIÃÛM XAÏC ÂËNH THÄNG SÄÚMAÛCH ÂIÃÛN THAY THÃÚ Mä hçnh maûch âiãûn cuía âäüng cå khäng âäöng bäütæång tæûnhæ mba, caïc thäng

säúcuîng âæåüc xaïc âënh bàòng thê nghiãûm khäng taíi (âáöu truûc âäüng cå khäng näúi våïitaíi) vaìngàõn maûch (giæîräto âæïng yãn) giäúng nhæ trong mba.

13.6.1. Thê nghiãûm khäng taíiThê nghiãûm khäng taíi laìdáy quáún stato ÂK näúi vaìo læåïi âiãûn coïâiãûn aïp vaì

táön säúâënh mæïc, coìn âáöu truûc âäüng cå khäng näúi våïi taíi. Så âäönäúi dáy thê nghiãûmâäüng cå khäng âäöng bäüâæåüc trçnh baìy trãn hçnh 13.10. Khi näúi nguäön âiãûn coïâiãûn



16

aïp âënh mæïc vaìo dáy quáún stato, luïc âoïta âo âæåüc caïc âaûi læåüng nhåìcaïc duûng cuû âo nhæ sau :

Cäng suáút khäng taíi Po (3-pha, täøng cäng suáút trãn hai Watt kãú)

Doìng âiãûn khäng taíi Io (tênh trung bçnh tæì3 ampe kãú)Âiãûn aïp khäng taíi Uo (tênh trung bçnh tæì3 vän kãú).

ÂKV

V

A

A

A

VW

W

*

*

*

*

K

Nguäön ACba pha

Hçnh 13.10Så âäö thê nghiãûm ÂK ba pha

Cäng suáút khäng taíi Po (täøn hao khäng taíi) laìcaïc täøn tháút khi cäng suáút trãnâáöu truûc laìzeïro, bao gäöm : täøn hao âäöng stato, täøn hao sàõt vaìtäøn hao quay (täønhao quaût gêo, ma saït vaìtäøn hao phuû).

Täøn hao sàõt trong loîi theïp chè xaíy ra åístato, coìn trong räto khäng âaïng kãø,

do hãûsäútræåüt ráút tháúp (so=0,001), nãn táön säúdoìng âiãûn trong dáy quáún räto tháúp,khoaíng 0,05Hz.Trë säúdoìng âiãûn khäng taíi ÂK khoaíng 20 - 40% doìng âiãûn âënh mæïc vç coï

khe håíkhäng khê. Täøn tháút âäöng stato khi khäng taíi cáön âæåüc tênh toaïn, bàòng caïchâo âiãûn tråímäüt chiãöu vaìhiãûu chènh theo doìng âiãûn xoay chiãöu (50Hz). Cäng suáútcå Pcå tæång æïng våïi âiãûn tråígiaítæåíng coïâäütræåüc so ráút tháúp. Vç váûy r’2/so + jx’2 >> Zm = rm + jxm nãn r’2/so + jx’2 coïthãøboíqua. Tæìmaûch âiãûn thay thãúhçnh 13.3khi khäng taíi âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 13.11a.

Hçnh 13.11 Maûch âiãûn thay thãú ÂK khäng taí i

r x

1U&ro

xo

0I&

(b)

1U&rm

xm

0I&

(c)

1 1

1U& r

0I& m

xm

(a)



17

Phäúi håüp hai nhaïnh näúi tiãúp Z1 vaìZm ta âæåüc maûch âiãûn hçnh 13.11b. Trong âoïZo = Z1 + Zm = ro + jxo,, våïi ro = r1 + rm vaìxo = x1 + xm. ÅÍâáy ta phaíi hiãøu ro âàûctræng cho täøn hao khäng taíi gäöm täøn hao sàõt, quaût gioï, ma saït vaìtäøn hao phuû.

Tæìcaïc thäng säúthê nghiãûm vaìmaûch âiãûn thay thãúhçnh 13.11b, ta coï:2o

om1o I

1×

3P

=r +r =r (13.49)

o

oo I

1

3

Uz ×= (13.50)

2o

2om1o r zxxx −=+= (13.51)

Hãûsäúcäng suáút khäng taíi :cosϕo = Po/(UoIo) (13.52)

Âiãûn khaïng taín stato x1 tçm âæåüc tæìthê ngàõn maûch. Ta coïthãøtaïch täøn haoquay tæìtäøn hao khäng taíi bàòng caïch træìtäøn hao âäöng trãn dáy quáún stato khikhäng taíi :

pq = Po - 3.r1Io2. (13.53)

Do täøng tråídáy quáún stato Z1 = r1 + jx1 << Zm = rm + jxm, nãn coïthãøboíquaZ1. Maûch âiãûn thay thãú gáön âuïngâäüng cå khäng âäöng bäükhi khäng taíi trçnh baìytrãn hçnh 13.11c. Maûch âiãûn tæång âæång naìy duìng âãøtênh täøng tråínhaïnh tæìhoaï ráút âån giaín, giäúng nhæ trong mba.

13.6.2. Thê nghiãûm ngàõn maûchThê nghiãûm naìy âæåüc duìng âãøxaïc âënh caïc thäng säúnäúi tiãúp trong mä hçnh

maûch âäüng cå khäng âäöng bäü. Så âäönäúi dáy thê nghiãûm giäúng nhæ khi khäng taíi(hçnh 13.10), nhæng giæîräto âæïng yãn, luïc naìy hãûsäútræåüt s = 1. Giaím âiãûn aïp âàûtvaìo dáy quáún stato, sao cho doìng âiãûn chaûy trong dáy quáún stato bàòng doìng âiãûnâënh mæïc. Luïc âoïta âo âæåüc caïc âaûi læåüng nhåìcaïc duûng cuûâo nhæ sau :

Cäng suáút ngàõn maûch Pn (3-pha, täøng cäng suáút trãn hai oaït kãú)Doìng âiãûn ngàõn maûch In (tênh trung bçnh tæì3 ampe kãú)Âiãûn aïp ngàõn maûch Un (tênh trung bçnh tæì3 vän kãú).

Trong thê nghiãûm naìy, boíqua täøn hao sàõt rm = 0, nhæng khäng thãøboíqua âiãûnkhaïng tæìhoaïXm vç noïnhoíhån nhiãöu so våïi mba. Tæìmaûch âiãûn thay thãúhçnh 13.4,khi thê nghiãûm ngàõn maûch âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 13.12a (chênh laìmaûch âiãûnthay thãúIEEE khi s = 1). Phäúi håüp hai nhaïnh song song thaình hçnh 13.12b. Nãúu boí

qua nhaïnh tæìhoaïsong song cuía maûch âiãûn trçnh baìy trãn hçnh 13.16a thç giäúngnhæ thê nghiãûm ngàõn maûch mba, viãûc tênh toaïn seîâån giaín hån vç x’’2 vaìr’’2 tæång



18

æïng bàòng x’2 vaìr’2. Tæìcaïc thäng säúthê nghiãûm vaìmä hçnh maûch hçnh 13.12b, tatênh âæåüc :

2n

n21t I

1×

3P

=r +r =r ''â (13.54)

n

nt I

1×

3U

=z â (13.55)

2t

2t21t r -z=x+x=x ââ

''â (13.56)

Hãûsäúcäng suáút khäng taíi :cosϕn = Pn/(UnIn) (13.57)

Trong træåìng håüp gáön âuïng coïthãøcho ràòng âiãûn khaïng taín stato vaìâiãûnkhaïng taín räto bàòng nhau vaìbàòng næía xtâ (xtâ ≈ xn :

x1 = x’2 = xtâ/2 (13.58)Tæìmaûch âiãûn thay thãúhçnh 13.16a vaìb, ta coï:

)()(

''

''''''

m22

m2222 x+x j+r

jx jx+r = jx+r (13.59)

Pháön thæûc cuía biãøu thæïc trãn laì:

2m222

2m2

2 x+x+r

xr =r

)()( ''

''' (13.60)

Do r’2 << (x’2 + xm), nãn boíqua r’2 :

2m2

2m2

2 x+xxr

=r )( '

''' (13.61)

Ta coïr’’2 = rtâ - r1, nãn : r’2 = ( rtâ - r1) 2m

2m2

xx+x )( '

. (13.62)

Khi xm >> x’2, ta coï: xtâ = x1 + x’2. (13.63)

(b)

r1 x1

r’’2

x’’21U&

1I&

r1 x1

r’2

x’2

)I( '2

&−1U& xm

1I&

0I&

(a)

Hçnh 13.12 Maûch âiãûn thay thãú ÂK ngàõn maûch



21

13.8.4. Âàûc tênh hãûsäúcäng suáút cosϕ = f(P2).Vç MK luän luän nháûn cäng suáút phaín khaïng tæìlæåïi. Luïc khäng taíi cosϕ ráút

tháúp thæåìng < 0,2. Khi coïtaíi doìng âiãûn I2 tàng lãn nãn cosϕcuîng tàng.

13.9. MAÏY ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜLAÌM VIÃÛC TRONG ÂIÃÖU KIÃÛNKHÄNG ÂËNH MÆÏC.

13.9.1. Âiãûn aïp khäng âënh mæïc.Giaíthiãút U1 < Uâm : thæåìng gàûp nháút, nhæ taíi cuäúi nguäön, luïc náöy M giaím vç M

≡ U2. Vaìta coïM = CΦI2cosψ2 , nãúu Mc khäng âäøi thç I2 seîtàng lãn tè lãûvåïi sæû giaímΦ, laìm maïy noïng lãn, vç U≈ E≡ Φ nãn U giaím thçΦ giaím.

Hãûsäúcäng suáút cosϕcoïxu hæåïng tàng vç I0 giaím khi U giaím.

Vãömàût täøn hao, âiãûn aïp giaím coïaính hæåíng nhæ sau :• täøn hao pFegiaím≡U2

• täøn hao pCu2tàng≡ I22

• täøn hao pCu1phuûthuäüc vaìo I0 vaìI2 vç I0 giaím coìn I2 tàng. Nãúu taíi < 40%, täøn hao coïgiaím nãn hiãûu suáút η tàng. Nhæng taíi > 50%, täøn hao tàng nãn hiãûu suáút η giaím.

P2/Pâm0

13.9.2. Táön säúkhäng âëng mæïc.Thæåìng thç táön säúf khäng âäøi hay thay âäøi ±5%f âmxem nhæ khäng âäøi.Giaíthiãút : f < f âmmaìU≈ E≡ f Φ cho ràòng U= Ct → Φ ≡1/ f .Váûy khi táön säúf giaím thç:

+Φ tàng thç I0 tàng laìm pFetàng vaìcosϕ1 giaím.

+ täúc âäün cuîng giaím.+ Nãúu MC = Ct thi I2 giaím vaìs giaím vç sPât = pCu2= m2I22r’2.

20

80

60

40

100 η

.2 .4 .6 .8

Δ

Y

1

P2/Pâm0

20

8060

40

100

.2 .4 .6 .8 1

η

Δ

Y

P2/Pâm0

20

8060

40

100

.2 .4 .6 .8 1

cosϕ Y

Δ

Hçnh 13.15Âàûc tênh cuía ÂK khi âäøi näúi tæì Δ sang Y



1Âaûi Hoüc ÂaìNàông - Træåìng Âaûi hoüc Baïch Khoa

Khoa Âiãûn - Nhoïm Chuyãn män Âiãûn Cäng NghiãûpGiaïo trçnh MAÏY ÂIÃÛN 1Biãn soaûn: Buìi Táún Låüi

Chæång 15KHÅÍI ÂÄÜNG VAÌÂIÃÖU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜ ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ

14.1. KHÅÍI ÂÄÜNG ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ Phæång trçnh cán bàòng mämen trong quaïtrçnh khåíi âäüng:

dt

dJMM c

Ω=−

trong âoï:M : Mämen âiãûn tæìcuía âäüng cå âiãûn: f 1(Ω).MC : Mämen caín cuía taíi: f 2(Ω).

J : Mämen quaïn tênh.Ta tháúy: + Tàng täúc âäüthuáûn låüi khi dΩ/dt > 0→ M > MC

+ (M - MC) caìng låïn thç täúc âäütàng caìng nhanh.+ Maïy coïquaïn tênh låïn thç thåìi gian khåíi âäüng tk láu.

Doìng âiãûn khåíi âäüng Ik : khi khåíi âäüngΩ = 0 , s = 1 nãn :

2211

2211

1

)x Cx ()rCr(UI

''k+++

=

Thæåìng thç : Ik = (4÷7)Iâm æïng våïi Uâm .Mämen khåíi âäüng Mk :

2211

2211

221

1

1

)x Cx ()rCr(rUmM ''

'

k+++

×Ω

=

Yãu cáöu khi khåíi âäüng âäüng cå :• Mämen Mk phaíi låïn âãøthêch æïng våïi âàûc tênh taíi.• Doìng Ik caìng nhoícaìng täút âãøkhäng aính hæåíng âãún caïc phuûtaíi khaïc.• Thåìi gian tk cáön nhanh âãømaïy coïthãølaìm viãûc âæåüc ngay.• Thiãút bë khåíi âäüng âån giaín, reítiãön, tin cáûy vaìêt täún nàng læåüng.

Nhæîng yãu cáöu trãn laìtraïi ngæåüc nhau, vç thãútuìy theo yãu cáöu sæíduûng vaìcängsuáút cuía læåïi âiãûn maìta choün phæång phaïp khåíi âäüng thêch håüp.



214.1.1. Khåíi âäüng træûc tiãúpTrãn hçnh 14.1 laìså âäönäúi dáy khåíi âäüng træûc tiãúp âäüng cå khäng âäöng bäü.

Âoïng cáöu dao CD näúi træûc tiãúp dáy quáún stato vaìo læåïi, âäüng cå quay.Æu âiãøm cuía phæång phaïp naìy:

+ Thiãút bë khåíi âäüng âån giaín.+ Mämen khåíi âäüng Mk låïn,

ÂC

CD

Hçnh 16-1 Khåíi âäüng træûc tiãúp

U1+ Thåìi gian khåíi âäüng tk nhoí.

Khuyãút âiãøm cuía phæång phaïp naìy laìdoìngâiãûn khåíi âäüng Ik låïn laìm aính hæåíng âãún caïcphuûtaíi khaïc. Do váûy phæång phaïp náöy duìngcho nhæîng âäüng cå cäng suáút nhoívaìcäng suáútcuía nguäön låïn hån nhiãöu láön cäng suáút âäüngcå.

14.1.2. Khåíi âäüng bàòng caïch giaím âiãûn aïp âàût vaìo dáy quáún statoCaïc phæång phaïp sau âáy nhàòm muûc âêch giaím doìng âiãûn khåíi âäüng Ik. Nhæng

khi giaím âiãûn aïp khåíi âäüng thç mämen khåíi âäüng cuîng giaím theo.1. Khåíi âäüng duìng cuäün khaïng màõc näúi tiãúp vaìo maûch stato:

Trãn hçnh 14.2 laìså âäönäúi dáy khåíiâäüng âäüng cå khäng âäöng bä duìng cuäün

khaïng CKü. Khi khåíi âäüng : CD2 càõt,âoïng CD1 âãønäúi dáy quáún stato vaìo læåïiâiãûn thäng qua CK, âäüng cå quay äønâënh, âoïng CD2 âãøngàõn maûch âiãûnkhaïng, näúi træûc tiãúp dáy quáún stato vaìolæåïi.

ÂC

CD1

CD2 CK

U1

Hçnh 14. 2Khåíi âäüng duìng âiãûn

Âiãûn aïp âàût vaìo dáy quáún stato kâ:U’k= kU1 (k < 1)

Âoìng âiãûn khåíi âäüng:I’k= kIk

Våïi Ik: doìng khåíi âäüng træûc tiãúp våïi U1.Mämen khåíi âäüng:

Mk= k2Mk. 2. Khåíi âäüng duìng mba tæûngáùu:

Trãn hçnh 14.3 laìså âäönäúi dáy khåíi âäüng âäüng cå khäng âäöng bäüduìng maïybiãún aïp tæûngáùu (MBA TN). Træåïc khi khåíi âäüng : càõt CD2, âoïng CD3, MBA TNâãøåívë trê âiãûn aïp âàût vaìo âäüng cå khoaíng (0.6÷0,8)Uâm, âoïng CD1 âãønäúi dáy



4âäøi thç âàûc tênh M = f(s) cuîng thay âäøi theo. Khi âiãöu chènh âiãûn tråímaûch rätothêch âaïng thç Mk = Mmax (âæåìng 3). Sau khi räto quay âãøgiæîmäüt mämen âiãûn tæì nháút âënh trong quaïtrçnh khåíi âäüng ta càõt dáön âiãûn tråínäúi thãm vaìo maûch räto laìmcho quaïtrçnh tàng täúc âäüng cå tæìâàûc tênh náöy sang âàûc tênh khaïc vaìsau khi càõttoaìn bäüâiãûn tråíthç seîtàng täúc âãún âiãøm laìm viãûc cuía âàûc tênh cå tæûnhiãn.

Hçnh 14. 5Khåíi âäüng âäüng cå räto dáy quáú n.a) Så âäökhåíi âäüng; b) Âàûc tênh khåíiâäüng

r2+ rp2+rp1r2+ rp2r2

M

s

10(b)

CD1U1

rp1

K2

K1

rp2

ÂC

(a)

3

Æu âiãømcuía phæång phaïp náöy laìMk låïn coìn doìng âiãûn khåíi âäüng IK nhoí. Nhæåüc âiãøm cuía phæång phaïp náöy laìâäüng cå räto dáy quáún chãútaûo phæïc taûp

hån räto läöng soïc nãn giaïthaình âàõt hån, baío quaín khoïkhàn hån vaìhiãûu suáút cuîng

tháúp hån.

14.2. ÂIÃÖU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ Træåïc âáy, nãúu coïyãu cáöu âiãöu chènh täúc âäücao thæåìng duìng âäüng cå âiãûn

mäüt chiãöu. Nhæng ngaìy nay nhåìkyîthuáût âiãûn tæíphaït triãùn nãn viãûc âiãöu chènh täúcâäüâäüng cå khäng âäöng bäükhäng gàûp khoïkhàn máúy våïi yãu cáöu phaûm vi âiãöuchènh, âäübàòng phàóng khi âiãöu chènh vaìnàng læåüng tiãu thuû.

Ta tháúy caïc phæång phaïp âiãöu chènh chuíyãúu coïthãøthæûc hiãûn :

+ Trãn stato: Thay âäøi âiãûn aïp U âæa vaìo dáy quáún stato, thay âäøi säúâäi cæûc tæì p dáy quáún stato vaìthay âäøi táön säúf nguäön âiãûn.

+ Trãn räto: Thay âäøi âiãûn tråíräto, näúi cáúp hoàûc âæa sââ phuûvaìo räto.

14.2.1. Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi âiãûn aïpTa âaîbiãút, hãûsäútræåüt tåïi haûn sm khäng phuûthuäüc vaìo âiãûn aïp. Theo (14.40) vaì

(14.43), nãúu r’2 khäng âäøi thç khi giaím âiãûn aïp nguäön U1, hãûsäútræåüt tåïi haûn sm seî khäng âäøi coìn Mmax giaím tè lãûvåïi . Váûy hoüâàûc tênh thay âäøi nhæ hçnh (14.7) laìm

cho täúc âäüthay âäøi theo. Phæång phaïp náöy chè thæûc hiãûn khi maïy mang taíi, coìn khimaïy khäng taíi giaím âiãûn aïp nguäön, täúc âäügáön nhæ khäng âäøi.

21U



6

M

M

M

M max max

''

=

hay2

121

21

21

'

'

max

max ''f U

f U

M

M

M

M==

Do âoïta coï:MM

f f

UU ''

'

1

1

1

1 =

Trong thæûc tãúæïng duûng, thæåìng yãu cáöu mämen khäng âäøi, nãn ta coï:

1

1

1

1

f

f

U

U ''=

hay constf

U=

1

1

Træåìng håüp yãu cáöu cäng suáút Pcå khäng âäøi, nghéa laìmämen tè lãûnghëch våïi táönsäú, ta coï:

'

'

1

1

1

1

f

f

M

M= ;

Thãúvaìo trãn ta âæåüc :

1

1

1

1

f

f

U

U ''=

Toïm laûi, khi thay âäøi táön säúf 1, ta phaíi âäöng thåìi thay âäøi U1 âæa vaìo âäüng cå.Træåìng håüp U1/f = Cte vaìtáön säúgiaím coïâàûc tênh cå nhæ hçnh 14.7b, caïch âiãöuchènh naìy coïcaïc âàûc tênh thêch håüp våïi loaûi taíi cáön MC = Cte khi váûn täúc thay âäøi.

14.2.3. Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch âiãöu chènh âiãûn tråíräto

Thay âäøi âiãûn tråídáy quáún räto, bàòng caïch màõc thãm biãún tråíba pha vaìo maûchräto cuía âäüng cå räto dáy quáún nhæ hçnh 14.15a.

Do biãún tråíâiãöu chènh phaíi laìm viãûc láu daìi nãn coïkêch thæåïc låïn hån biãún tråí

khåíi âäüng. Hoüâàûc tênh cå cuía ÂK räto dáy quáún khi duìng biãún tråíâiãöu chènh täúcâäütrãn hçnh 14.15b. Khi tàng âiãûn tråí, täúc âäüquay cuía âäüng cå giaím.Táön säúâoïng càõt vaìâiãûn tråítæång âæång cuía maûch BÂX :

T1

tt1f

21=

+= ; ρ==

+= 1

11

21

11C R

TtR

tttR R

Phæång phaïp náöy gáy täøn hao trong biãún tråínãn laìm hiãûu suáút âäüng cå giaím.Tuy váûy, âáy laìphæång phaïp khaïâån giaín, täúc âäüâæåüc âiãöu chènh liãn tuûc trongphaûm vi tæång âäúi räüng nãn âæåüc duìng nhiãöu trong caïc âäüng cå cäng suáút cåítrungbçnh.



8

CD1

U

Váûy, tæìcaïc cäng thæïc trãn ta coï:

α−= cosKKs

D

B

våïi 900

< α < 1800

nãn cosα < 0

BA

UCL

ÂC

U NL

Bä CL Bä NL

(a)

Hçnh 14.9 Âiãöu chènh täúc âäüÂC bàòng caïch traínàng læåüng vãönguäöna. Så âäömaûch håí; b. Så âäömaûch kên

IM UCL

Id

3φ

−

+Tach

n α

Id−n*

+ +Σ Σ

U NL

−

+

−

(b)



1



Chæång 15

ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜ ÆÏNG DUÛNG HIÃÛU ÆÏNG MÀÛT NGOAÌI

15.1. ÂAÛI CÆÅNG Ta mong muäún âäüng cå khäng âäöng bäü(ÂK) coï:

- Khi khåíi âäüng thç mämen khåíi âäüng MK låïn vaìdoìng khåíi âäüng IK nhoí.- Luïc laìm viãûc bçnh thæåìng thç hiãûu suáút cuía âäüng cåη cao.

Våïi caïc yãu cáöu trãn thç âäüng cå khäng âäöng räto dáy quáún vaìräto läöng soïc,loaûi naìo âaïp æïng âæåüc ?.

• ÂK räto dáy quáún : Thæûc hiãûn âæåüc caïc yãu cáöu trãn dãùdaìng.• ÂK räto läöng soïc : phaíi nháûn xeït thãm.

Nháûn xeït æu khuyãút âiãøm cuía âäüng cå khäng âäöng bäüräto läöng soïc raînhthæåìng :

+ Æu âiãøm :- Chãútaûo âån giaín

- Laìm viãûc chàõc chàõn- Âàûc tênh laìm viãûc täút

+ Khuyãút âiãøm :- Doìng khåíi âäüng IK låïn- Mämen khåíi âäüng MK nhoí

Nãúu duìng váût liãûu âãøchãútaûo R 2 låïn thç MK låïn vaì η giaím.

Âãøkhàõc phuûc :

• Chãútaûo âäüng cå khäng âäöng bäüräto läöng soïc raînh sáu vaì • Chãútaûo âäüng cå khäng âäöng bäüräto 2 läöng soïc.



2

15.2. ÂÄÜNG CÅ RÄTO RAÎNH SÁU Âäüng cå khäng âäöng bäüräto läöng soïc raînh sáu låüi duûng hiãûn tæåüng tæìthäng

taín trong raînh räto gáy nãn hiãûn tæåüng hiãûu æïng màût ngoaìi khi khåíi âäüng laìm âiãûntråíräto R

2tàng lãn âãøcaíi thiãûn âàûc tênh khåíi âäüng.

15.2.1. Cáúu taûo raînh räto

Hçnh 15.2 Âàûc tênh cå khi khåí i âäüng

b

h

Hçnh 15.1 Sæûphán bäú tæìthäng taí n vaì máût âäüdoìng âiãûn åí räto khi khåíi âäüng

x

Jsâm

s =1

M

s0

1 2 3

sâm 1

Thæåìng chiãöu cao cuía raînh räto (hçnh 15.1) h = 40÷60 mm vaìtè säúh/b =10÷ 12 láön thç âiãûn tråíräto tàng 3÷4 láön khi khåíi âäüng. Våïi R 2(1) laìâiãûn tråíkhi s = sâm,doìng âiãûn phán bäúâãöu (âæåìng 1); R 2(2) laì âiãûn tråíkhi s = 1, doìng táûp trung trãnmiãûng raînh (âæåìng 2). Coìn âæåìng 3 laìâæåìng biãøu diãùn âàûc tênh cå thæûc tãúcuíaâäüng cå räto raînh sáu khi hãûsäútræåüc s thay âäøi tæì1÷ sâm, khi âoïâiãûn tråí R 2(2) giaím âáön vãöR 2(1) .

15.2.2. Nguyãn lyïlaìm viãûc+ Khi khåíi âäüng : täúc âäüräto n = 0, hãûsäútræåüt s = 1 vaìf 2 = sf 1 = f 1, tæìthäng

taín taûi thåìi âiãøm náöy táûp trung åíâaïy raînh (hçnh 15.1), caìng lãn trãn miãûng raînh tæì thäng caìng êt âi do âoïâiãûn khaïng taín åíâaïy raînh låïn, vaìphêa miãûng raînh nhoívçváûy doìng âiãûn táûp trung lãn phêa trãn miãûng raînh. Kãút quaícuía viãûc táûp trung doìngâiãûn lãn phêa trãn miãûng raînh âæåüc coi nhæ tiãút diãûn cuía dáy dáùn bë nhoíâi âiãûn tråí räto tàng lãn laìm MK tàng lãn.

+ Khi täúc âäütàng lãn : luïc náöy f 2 giaím, hiãûu æïng màût ngoaìi giaím âi vaìdoìngâiãûn dáön dáön phán bäúâãöu laûi vaìR 2 âæåüc coi nhæ nhoílaûi vaìkhi maïy laìm viãûc bçnhthæåìng f 2 = (2÷ 3) Hz , hiãûu æïng màût ngoaìi luïc náöy háöu nhæ khäng coï, âàûc tênh laìmviãûc giäúng nhæ âäüng cå bçnh thæåìng.



3

15.2.3. Maûch âiãûn thay thãú + Âiãûn tråícuía räto :

Âiãûn tråívaìâiãûn khaïng cuía räto khi xeït hiãûu æïng màût ngoaìi :'''

vrr rrkr 222 +='''

vrx x x kx 222 += trong âoï:

r : kyïhiãûu nhoíchè raînh räto.v : kyïhiãûu nhoíchè vaình ngàõn maûch.

rk : hãûsäútàng âiãûn tråído hiãûu æïng màût ngoaìi.x k : hãûsäúgiaím âiãûn khaïng taín do hiãûu æïng màût ngoaìi.

Hãûsäúkrvaìk

x phuûthuäüc chiãöu cao qui âäøi ξ :

Cur sh

ρρ

=ξ

trong âoï: + s : hãûsäútræåüt.;+ hr : chiãöu cao raînh.+ ρ , ρCu : âiãûn tråísuáút váût liãûu laìm thanh dáùn vaìâäöng.

+Maûch âiãûn thay thãú : (hçnh 15.3)

x m

''vrx x x k 22 +x 1 ''

vrr rrk 22 +

rm

r1

1U&

1I& '2I&−

0I& )'( 'vrr rrk

s

s22

1+

−

Hçnh 15.3 Maûch âiãûn thay thãú âäüng cå räto raî nh sáu

Bäüi säúdoìng vaìbäüi säúmämen åíâiãûn aïp âënh mæïc :

65,4IIâm

k ÷= vaì 4,11MM

âm

max ÷=

Hiãûu suáút cuía âäüng cå raînh sáu khäng khaïc raînh thæåìng laìbao, chè coïcosϕ håitháúp vç âiãûn khaïng taín räto raînh sáu låïn hån loaûi raînh thæåìng. Cuîng vç lyïdo âoïnãn

Mmax cuîng nhoíhån. Phaûm vi cäng suáút loaûi âäüng cå naìy vaìo khoaíng 50÷200kW.



4

15.3. ÂÄÜNG CÅ RÄTO HAI LÄÖNG SOÏC

15.3.1. Cáúu taûo raînh rätoRaînh räto chãútaûo gäöm hai läöng soïc :

+ Läöng soïc ngoaìi : duìng âãømåímaïy, chãútaûo våïi tiãút diãûn S nhoí, váût liãûu coï âiãûn tråísuáút ρ låïn, âãøcoïâiãûn tråíkhåíi âäüng R 2kâ låïn.

+ Läöng soïc trong : goüi laìläöng soïc laìm viãûc, chãútaûo våïi tiãút diãûn S låïn, váûtliãûu coïâiãûn tråísuáút ρ nhoí, âãøcoïâiãûn tråílaìm viãûc R 2lv nhoí.

Hçnh 15.4 Âäüng cå khäng âäö ng bäü räto hai läöng soïca) Sæûphán bäú tæìthäng taí n; b) Phán bäú máût âäüdoìng khi khåíi âäüng

J

x

0

s =1

15.3.2. Nguyãn lyïlaìm viãûc

Khi måímaïy thç f 2 = f 1, do hiãûu æïng màût ngoaìi nãn doìng âiãûn táûp trung åíläöngsoïc ngoaìi, maìR 2 ngoaìi laûi låïn næîa nãn Mm låïn. Khi laìm viãûc bçnh thæåìng, táún säúf 2 nhoímaì R 2 trong cuîng nhoínæîa nãn doìng âiãûn låïn vaìmämen chuíyãúu do läöng soïcnáöy taûo ra.

15.3.3. Maûch âiãûn thay thãú(hçnh 15.5)

x m

x ’2kvx 1

x’2kâ x’2lv

rm

r1

1U&

1I& '2I&−

0I&'kâ2I& '

lv2I&

r’2kâ/s r’2lv/s

Hçnh 15.5 Maûch âiãûn thay thãú âäüng cå khäng âäö ng bäü räto hai läöng soïc



5

Doìng âiãûn : 'lv

'âk

' III 222&&& +=

Âiãûn khaïng taín:x ’2kâ do tæìthäng taín Φ tkâ æïng våïi doìng '

âkI2&

x ’2lv

do tæìthäng taín Φtlv

æïng våïi doìng '

lvI

2

&

x ’2kv do tæìthäng taín Φ tkv æïng våïi doìng 'vkI2

&

Bäüi säúdoìng âiãûn vaìmämen åíâäüng cå räto hai läöng soïc nàòm trong khoaíng:

64 ÷=âm

kII ; 221 ÷= ,

MM

âm

max

Âiãûn khaïng taín räto låïnnãn cosϕ tháúp. So våïi loaûiräto raînh sáu thç âäüng cåâiãûn loaûi naìy duìng nhiãöukim loaûi maìu hån, nhæng coï thãøthiãút kãúâàûc tênh måí maïy linh hoaût hån. Phaûm vicäng suáút loaûi âäüng cå naìyvaìo khoaíng 30÷1250kW

1.00.80.60.4.0.2

0

2.01.81.61.41.2

1.0 0.8 0.6 0.4. 0.2

1

32

Hçnh 15.6 Âàûc tênh M= f(s) cuía âäüng cåkhäng âäö ng bäü räto läöng

s

âmMM

Hçnh 15.6 trçnh baìy âàûctênh M = f(s) cuía caïc loaûiâäüng cå âiãûn thæåìng(âæåìng 1), âäüng cå âiãûnraînh sáu (âæåìng 2) vaìâäüngcå âiãûn räto läöng soïc keïp(âæåìng 3).



1



Chæång 16

ÂÄÜNG CÅ KHÄNG ÂÄÖNG BÄÜMÄÜT PHA

16.1 PHAÛM VI AÏP DUÛNG, CÁÚU TAÛO & NGUYÃN LYÏLAÌM VIÃÛC

16.1.1. Phaûm vê ap duûngÂäüng cå âiãûn khäng âäöng bäümäüt pha âæåüc sæíduûng ráút räüng raîi trong dán

duûng vaìcäng nghiãûp nhæ maïy giàût, tuílaûnh, maïy lau nhaì, maïy båm næåïc, quaût, caïcduûng cuûcáöm tay,... Noïi chung laìcaïc âäüng cå cäng suáút nhoí. Cuûm tæì“âäüng cåcäng suáút nhoí” chè caïc âäüng cå coïcäng suáút nhoíhån 750W. Pháön låïn âäüng cå mäütpha thuäüc loaûi náöy, màût duìchuïng coìn âæåüc chãútaûo våïi cäng suáút âãún 7,5kW vaìåí hai cáúp diãûn aïp 110V vaì220V.

16.1.2. Cáúu taûo+ Stato : giäúng âäüng cå ba pha, nhæng âàût trãn âoïdáy quáún mäüt pha.+ Räto : räto läöng soïc giäúng âäüng cå ba pha16.1.3. Nguyãn lyïlaìm viãûc

p1ω

Tæìthängräto

Tæìthängstato

U∼

Chiãöu læûc âiãûn tæì

(b)

1I& m12 F&

mF11&

p1ω

Ωa

Hçnh 16.1 Âäüng cå khäng âäö ng bäü mäüt pha mäü t dáy quáú na) Tæìtræåìng âáûp maûch phán thaì nh hai tæì træåìng quay thuáû n vaì quay ngæåüc

b) Tæìthäng vaì læûc âiãûn tæìtaïc duûng lãn räto.



2

Khi näúi dáy quáún mäüt pha stato vaìo læåïi âiãûn coïâiãûn aïp u1 thç trong dáy quáún

coïdoìng âiãûn xoay chiãöu hçnh sin chaûy qua :

tsinIi ω= 11 2 Doìng âiãûn naìy sinh ra tæìtræåìng stato coïphæång khäng âäøi nhæng coïâäülåïn

thay âäøi hçnh sin theo thåìi gian, goüi laìtæìtræång âáûp maûch:αω= costsinFF m (16.1)

Ta phán stâ âáûp maûch naìy thaình hai stâ quay :• Stâ quay thuáûn : t j

meF 1

11ω&

• Stâ quay ngæåüc : t jmeF 1

12ω−&

Hai stâ quay naìy coï:• Biãn âäütæìtræåìng âáûp quay: I

pkW

FFF dqmm

m 111211

1 22 π

===

• Täúc âäüquay :

+ Soïng quay thuáûn :p

11

ω=Ω cuìng chiãöu quay räto.

+ Soïng quay ngæåüc : 12 Ω−=Ω ngæåüc chiãöu quay räto.

So våïi räto coïhãûsäútræåüt :

+ Thuáûn : ss =Ω

Ω−Ω=1

11

+ Ngæåüc : )s()(

)(s −=Ω−

Ω−Ω−= 2

1

12

Phæång trçnh cán bàòng stâ täøng :+ Thuáûn : sinh ra tæìcaímmmm FFF 211101

&&& += )t( jmeB 11

1α+ω

+ Ngæåüc : sinh ra tæìcaímmmm FFF 221202&&& += )t( j

meB 21

2α+ω−

Tæìcaím täøng :

s

M

0 1 2

M1

M2

M

Hçnh 16.2 Mämen cuí a âäüng cå khängâäöng bäü mäüt pha

)t( jmeBB~ 11

1α+ω= + )t( j

meB 21

2ω +α−

hçnh thaình tæìtræåìng quay EllipTæìtræåìng quay thuáûn 1B

rtaïc duûng våïi

doìng âiãûn räto seîtaûo ra mämen quaythuáûn M1 (hçnh 16.2); Coìn tæìtræåìngquay ngæåüc 2B

rtaïc duûng våïi doìng âiãûn

räto seîtaûo ra mämen quay ngæåüc M2 (hçnh16.2). Täøng âaûi säúhai mämen



3

náöy cho ta âàûc tuyãún M=f(s) :M = M1 + M2 = f(s)

Tæìâàûc tênh ta tháúy ràòng luïc måímaïy (n = 0, s = 1), M1 = M2 vaìngæåüc chiãöu

nhau nãn M = 0, vç váûy âäüng cå khäng thãøtæûquay âæåüc. Nãúu ta quay âäüng cå theomäüt chiãöu naìo âo,ïs ≠ 1 tæïc M ≠ 0 âäüng cå seîtiãúp tuûc quay theo chiãöu âoï. Vç váûyâãøâäüng cå mäüt pha laìm viãûc âæåüc, ta phaíi coïbiãûn phaïp måímaïy, nghéa laìtçm caïchtaûo ra cho âäüng cå mäüt mämen luïc räto âæïng yãn (M = Mk khi s =1).

16.2 PHÆÅNG TRÇNH CÅ BAÍN & SÅ ÂÄÖTHAY THÃÚ 16.2.1. Caïc phæång trçnh cå baín

U1

A

B

BII && =1

1I&

1 AI& 2 AI&

111 IIB&& = 122 IIB

&& =

AI&

Hçnh 16.2 Så âäö âäüng cå mäü t pha taûo nãn bàò ng caïch taï ch ra mäüt trong hai pha

Xeït âäüng cå khäng âäöng bäümäüt pha nhæ chãúâäükhäng âäúi xæïng cuía âäüng cåhai pha m =2, coïhai cuäün dáy âàût lãûch nhau mäüt goïc 900 âiãûn, trong âoïpha A taïchra nãn doìng I A= 0 vaìpha B coìn laûi coï , maïy näúi vaìo læåïi âiãûn coïâiãûn aïp

. Ta coï:BII && =1

1U&

(16.2a)21 A A A III &&& +=

(16.2b)21 BBB

III &&& +=

Våïi vaì laìdoìng thæïtæûthuáûn vaìngæåüc, coìn :11 B A I;I &&22 B A I;I &&

11 B A I jI && = vaì 11 B A I jI && −= Giaíi hãûphæång trçnh (16.2a,b) ta tçm âæåüc :

22111 /I/)I jI(II B ABB&&&&& =−= vç 0= AI&

22212 /I/)I jI(II B ABB&&&&& =+= vç 0= AI&

Âiãûn aïp cuía mäüt pha :1211211 UUUUUU BBB

&&&&&& +=+==

Biãøu diãùn âiãûn aïp thæïtæûthuáûn vaìngæåüc theo doìng I vaìZ tæång æïng :



4

21111111111 21111111111 /ZIZIUUB&&&& === (16.3a)

21211212122 /ZIZIUUB&&&& === (16.3b)

Trong âoï: laìdoìng âiãûn thæïtæûthuáûn vaìngæåüc. Coìn Z11; Z12 laìtäøng tråíthæï

tæûthuáûn vaìngæåüc.

1211 I;I &&

Vaì våïi1121

1111

−−− ++= )'ZZ(ZZ m 22

21 ' jx sr'Z

'+= (16.4a)

våïi1122

1112

−−− ++= )'ZZ(ZZ m 22

22 2' jx

s'r'Z +−

= (16.4b)

16.2.2. Maûch âiãûn thay thãú Tæìcaïc phæång trçnh cán bàòng ta veîmaûch âiãûn thay thãúâäüng cå khäng âäöng bäü

nhæ hçnh 16.4a. Âáy laìmaûch âiãûn thay thãúchênh xaïc cuía âäüng cå mäüt pha.

r1/2 'I21&

1I& jx 1/2

Hçnh 16.4Maûch âiãûn thay thãú gáön âuïng cuía âäüng cå khäng âäö ng bäü mäüt pha

sr5,0 '2

1U&

1I& 0,5x’2x 1r1

2

x m

0,5X’2

s2r5,0 '2

−2x m

(b)

Trong âoï:

r1/2 jx 1/2

jx m/2

jx m/2

rm/2

rm/2

jx’2/2

jx’2/2

s.2r '2

)s2(2r '2−

'I22&

01I&

02I& 1U&

11U&

12U&

Chuïyï: r’2 = kr2 x’2 = kx 2 k = kekI m1= 2

(a)

1U&

1I&

R T

XT

r x 11

ZT

R N

X N

Z N

(c)



5

r1 = âiãûn tråícuía dáy quáún stator.x 1 = âiãûn khaïng taín cuía dáy quáún stator.x m = âiãûn khaïng tæìhoïa.

r’2 = âiãûn tråícuía dáy quáún rotor qui vãödáy quáún stator.x’2 = âiãûn khaïng taín cuía dáy quáún rotor qui vãödáy quáún stator.U1 = âiãûn aïp cuía nguäön.

Giaíthiãút ràòng rotor quay våïi täúc âäünaìo âoïtrong tæìtræåìng quay thuáûn, æïng hãû säútræåüt s. Luïc naìy doìng âiãûn caím æïng trong dáy quáún rotor coïtáön säúsf, f táön säú læåïi âiãûn näúi vaìo dáy quáún stator. Cho ràòng täøn hao sàõt khäng âaïng kãøhoàûc gäüpvaìo täøn hao quay. Nhæ váûy giäúng maïy âiãûn khäng âäöng bäüba pha, täøng tråícuíadáy quáún rotor æïng våïi tæìtræåìng quay thuáûn qui vãödáy quáún stator laì0,5r’2/s + j0,5x’2.(hçnh 16.4b). Cuîng tæång tæûnhæ váûy âäúi våïi tæìtræåìng quay ngæåüc, ta coï täøng tråícuía dáy quáún rotor æïng våïi tæìtræåìng quay ngæåüc qui vãödáy quáún stator laì 0,5r’2/(2-s) + j0,5x’2.(hçnh 16.4b). Maûch âiãûn tæång âæång trçnh baìy trãn hçnh16.4c, coïtäøng tråíthæïtæûthuáûn ZT vaìthæïtæûngæåüc ZT nhæ sau :

)XX(5,0 js/R 5,0)s/R 5,0X5,0 j(X5,0 j jXR Z '

2m'2

'2

'2m

TTT++

+=+= (16.5)

)XX(5,0 j)s2/(R 5,0

)]s2/(R 5,0X5,0 j[X5,0 j jXR Z'2m'2

'2

'2m

N N N++−

−+=+= (16.6)

Cäng suáút âiãûn tæì(khe håíkhäng khê) cuía tæìtræåìng thæïtæûthuáûn vaìngæåüc :(16.7)2

1TâtT IR P =

(16.8)21 NâtN IR P =

Moment tæång æïng :

1

âtTT

PMΩ

= (16.9)

1

âtN N

PMΩ

= (16.10)

Moment täøng laì:

)R R (IMMM NT1

21

NT −Ω

=−= (16.11)

Cäng suáút cå :Ω= MPCå (16.12)

)s1(MP 1Cå −Ω= (16.13)



6

(16.14))s1)(R R (IP NT21Cå −−=

)s1)(PP(P âtNâtTCå −−= (16.15)

Cäng suáút trãn âáöu truûc :

P2 = PCå - pq (16.16)pq laìtäøn hao quay, gäöm täøn hao cå vaìtäøn hao phuû, cuîng coïkhi gäüp caítäøn hao

sàõt vaìo täøn hao quay.Täøn hao âäöng trong dáy quáún rotor æïng våïi tæìtræåìng quay thuáûn vaìngæåüc :

pCu2T= sPâtT (16.17)pCu2N= (2-s)PâtN (16.18)

Täøn hao âäöng trong dáy quáún rotor :

pCu2 = sPâtT + (2-s)PâtN (16.19)

VÊ DUÛ16.1Mäüt âäüng cå khäng âäöng bäümäüt pha cäng suáút 1/4 maîlæûc, 230V, 60Hz vaì4

cæûc tæìcoïtham säúvaìtäøn tháút nhæ sau :R 1 = 10Ω; X1 = X’2 = 12,5Ω; R’2 = 11,5Ω; Xm = 250Ω;Täøn hao sàõt åí230V laì35W; Täøn hao ma saït vaìquaût gioïlaì10W;

Våïi hãûsäútræåüt laì0,05, xaïc âënh doìng âiãûn stato, cäng suáút cå, cäng suáút ra trãn

truûc, täúc âäüvaìhiãûu suáút khi âäüng cå laìm viãûc nhæ âäüng cå mäüt pha åíâiãûn aïp vaì táön säúâënh mæïc våïi dáy quáún khåíi âäüng càõt ra.

Giaíi

Tæìcaïc thäng säúâaîcho, ta tênh âæåüc täøng tråíthæïtæûthuáûn ZT vaìthæïtæûngæåüc ZT cuía âäüng cå mäüt pha nhæ sau :

)XX(5,0 js/R 5,0

)s/R 5,0X5,0 j(X5,0 j jXR Z'2m'2

'2

'2m

TTT ++

+=+=

j65,5759)5,12250(5,0 j05,0/5,115,0

)05,0/5,115,05,125,0 j(2505,0 j jXR Z TTT +=++×

×+××=+=

)XX(5,0 j)s2/(R 5,0)]s2/(R 5,0X5,0 j[X5,0 j jXR Z '

2m'2

'2

'2m

N N N++−

−+=+=

j01,667,2)5,12250(5,0 j)05,02/(5,115,0

)]05,02/(5,115,05,125,0 j[2505,0 j jXR Z N N N +=++−×

−×+××=+=

Täøng tråívaìo tæång âæång :Ztâ = Z1 + ZT + Z N = 10 + 12,5j +59 + 57,65j +2,67 + 6,01j



9

Ngoaìi ra, âãøcaíi thiãûn âàûc tênh laìm viãûc vaìmomen måímaïy ta duìng âäüng cåhai tuûâiãûn. Mäüt tuûâiãûn måímaïy khaïlåïn (khoaíng 10÷15 láön tuûâiãûn thæåìng træûc)âæåüc gheïp song song våïi tuûâiãûn thæåìng træûc. Khi måímaïy täúc âäüâäüng cå âaût âãún75÷85% täúc âäüâäüng bäü, tuûâiãûn måímaïy âæåüc càõt ra khoíi cuäün phuû, chè coìn tuû âiãûn thæåìng træûc näúi våïi cuäün dáy phuûkhi laìm viãûc bçnh thæåìng.

16.3.3. Âäüng cå duìng voìng ngàõn maûch (hçnh 16.7)Hçnh 16.7a cho tháúy cáúu taûo loaûi âäüng cå náöy. Trãn stato ta âàût dáy quáún mäüt

pha vaìcæûc tæìâæåüc chia laìm hai pháön, pháön coïvoìng ngàõn maûch K äm 1/3 cæûc tæìvaì räto läöng soïc. Doìng âiãûn chaûy trong dáy quáún stato taûo nãn tæìthäng qua pháöncæûc tæìkhäng voìng ngàõn maûch vaìtæìthäng qua pháön cæûc tæìcoïvoìng ngàõn maûch.Tæìthäng caím æïng trong voìng ngàõn maûch sââ , cháûm pha so våïi mäüt goïc

900 (hçnh 16.7b) . Voìng ngàõn maûch coïâiãûn tråívaìâiãûn khaïng nãn taûo ra doìng âiãûncháûm pha so våïi mäüt goïc ϕn < 900. Doìng âiãûn taûo ra tæìthäng vaìta coï

tæìthäng täøng qua pháön cæûc tæìcoïvoìng ngàõn maûch :

1I& 'φ&

''φ&

''φ& nE& ''φ&

nI& nE& nI& nφ&

nφ+φ=φ∑&&& ''

Hçnh 16.7Âäüng cå KÂ mäüt pha coï voìng ngàõn maûch åí cæûc tæì a) Cáúu taûo; b) Âäöthë vectå; c) Âàûc tênh mämen

φΣ

nE&

nφ&

nI&

'φ&

0

(b)

''φ&

ϕn

ϕ

M

1

Mmax

0s

s

cφ

(a)

φ” φ’

φΣ

φn

K

1I&

Tæìthäng náöy lãûch pha so våïi tæìthäng qua pháön cæûc tæìkhäng coïvoìng ngàõnmaûch mäüt goïc laì ϕ . Do tæìthäng vaì φ'φ& Σ lãûch nhau trong khäng gian nãn chuïngtaûo ra tæìtræåìng quay vaìlaìm quay räto. Loaûi âäüng cå náöy coïmomen måímaïy khaï nhoíMk= (0,2-0,5)Mâm, hiãûu suáút tháúp (tæì25 - 40%), thæåìng chãútaûo våïi cäng suáút20 - 30W, âäi khi cuîng coïchãútaûo cäng suáút âãún 300W vaìhay sæíduûng laìm quaûtbaìn, quaût tráön, maïy quay âéa ...



Thê nghiãûm Maï y âiãûn 2 Trang 9

BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ3

MAÏY PHAÏT ÂIÃÛN ÂÄÖNG BÄÜ

I. MUÛC ÂÊCH VAÌYÃU CÁÖU THÊ NGHIÃÛM:1.Muûc âêch:- Tçm hiãøu cáúu taûo vaìnguyãn lyïlaìm viãûc cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü ba pha.- Nàõm dæåüc caïc phæång phaïp hoìa âäöng bäübàòng caïc thiãút bë âån giaín.- Khaío saït vaìnghiãn cæïu mäüt säúâæåìng âàûc tênh cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäü.2.Yãu cáöu :- Xem kyîpháön phuûluûc âãøbiãút âæåüc caïc thiãút bë, caïch gheïp näúi, caïc tæìvaìthuáût ngæîmåïicáön thiãút cho baìi thê nghiãûm.- Xem laûi caïc âàûc âiãøm chênh cuía maûch âiãûn 3pha. Lyïthuyãút maïy phaït âäöng bäü.

- Tçm hiãøu cáúu taûo ghi caïc säúliãûu âënh mæïc cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäüthê nghiãûm.II. TOÏM TÀÕC LYÏTHUYÃÚT

1. Cáúu taûo vaìnguyãn lyïlaìm viãûcMaïy âiãûn âäöng bäülaìmaïy âiãûn xoay chiãöu coïtäúc âäürotor n bàòng täúc âäütæìtræåìng quay trong

maïy n1. ÅÍchãúâäüxaïc láûp maïy âiãûn âäöng bäücoïtäúc âäüquay cuía rotor luän khäng âäøi. Maïy âiãûnâäöng bäüâæåüc sæíduûng räüng raîi trong cäng nghiãûp.

Cáúu taûo cuía maïy âiãûn âäöng bäügäöm coïhai bäüpháûn chênh laìstator vaìrotor.

Stator cuía maïy âiãûn âäöng bäügiäúng nhæ stator cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü, gäöm hai bäüpháûnchênh laìloîi theïp stator vaìdáy quáún ba pha stator. Loîi theïp stator âæåüc laìm bàòng caïc laïtheïp kyîthuáûtâiãûn dáöy 0,5 mm, hai màût coïphuísån caïch âiãûn. Doüc chiãöu daìi loîi theïp stator cæïcaïch khoaíng 3 - 6cm coïmäüt raînh thäng gioïngang truûc räüng khoaíng 10mm. Loîi theïp stator âæåüc âàût cäúâënh trongthán maïy. Dáy quáún stator coìn goüi laìdáy quáún pháön æïng.

Rotor cuía maïy âiãûn âäöng bäülaìnam chám âiãûn gäöm coïloîi theïp vaìdáy quáún kêch thêch. Doìngâiãûn âæa vaìo dáy quáún kêch thêch laìdoìng âiãûn mäüt chiãöu. Rotor cuía maïy âiãûn âäöng bäücoïhai kiãøu laì rotor cæûc läöi vaìrotor cæûc áøn.

Vãönguyãn lyïlaìm viãûc, âäüng cå så cáúp quay räto maïy phaït âiãûn âäöng bäüâãún gáön täúc âäüâënhmæïc, maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu noïi cuìng truûc maïy phaït âiãûn âäöng bäüâæåüc thaình láûp âiãûn aïp vaìcungcáúp doìng âiãûn mäüt chiãöu cho dáy quáún kêch thêch maïy phaït âiãûn âäöng bäüthäng qua chäøi than vaì vaình goïp, räto cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäütråíthaình nam chám âiãûn. Do räto quay, tæìtræåìng rätoqueït qua dáy quáún stato vaìcaím æïng åídáy quáún stato sââ xoay chiãöu hçnh sin.

Nãúu räto coïsäúâäi cæûc tæìlaìp, quay våïi täúc âäün thç sââ caím æïng trong dáy quáún stato coïtáön säú laì:

60n.p

f = (3.1)

Vaìtrë säúhiãûu duûng sââcaím æïng trong dáy quáún stato laì:tdqo fWk2E Φπ= (3.2)




Khi dáy quáún stato näúi våïi taíi, trong dáy quáún seîcoïdoìng âiãûn ba pha chaûy qua. Hãûthängdoìng âiãûn náöy seîsinh ra tæìtræåìng quay, goüi laìtæìtræåìng pháön æïng, coïtäúc âä:

pf 60

n1 = (vg/ph) (3.3)

Tæì(3.1) vaì(3.3), ta tháúy täúc âäüräto n bàòng täúc âäütæìtræåìng quay trong maïy n1, nãn goüi laìmaïyâiãûn âäöng bäü.

2. Mä hçnh, caïc phæång trçnh cán bàòng vaìâäöthë vectå

Maïy âiãûn âäöng bäücæûc áønDoìng âiãûn It trong dáy quáún kêch thêch sinh ra tæìthängΦo trong khe håíkhäng khê. Doìng âiãûn

pháön æïng I trong dáy quáún stator sinh ra tæìthängΦs trong khe håíkhäng khê. Mäüt pháön nhoícuía tæì thäng naìy, Φæl, goüi laì tæì thäng taí n , chè moïc voìng våïi dáy quáún stator vaìkhäng moïc voìng qua dáyquáún kêch thêch. Pháön låïn cuía tæìthäng naìy, Φæ, goüi laì tæì thäng phaí n æï ng pháö n æï ng , âi qua khe håí khäng khê moïc voìng våïi dáy quáún kêch thêch. Kãút quaílaìtrong khe håíkhäng khê coïtæìthäng täøng laì

I&Φo

~ + _

~ + _

It

æΦ&

æE&I jXE

ææ

&& =−

δE&

+

_

I&

(a) (b)

æE&

oE&

~ + _

+

_

I&

(e)

oE&

jXâb

'Eδ&

R æ

U&

+

_

I&

(g)

'tI& jXâb

'Eδ&

R æ

U& mI&

~ + _ δE&

+

_

I&

(c)

oE&

jXæ

~

+ _ δE&

+

_

I&

(d)

oE& jXæ

'Eδ&

R æ

U&

jXæt

Hçnh 3.1Maûch âiãûn tæång âæång cuí a maïy âiãûn âäöng bäü




Âäöthë vector cho ta tháúy mäúi quan hãûvãödoìng âiãûn vaìâiãûn aïp cuía caímaïy phaït vaìâäüng cåâäöng bäü, trçnh baìy trãn hçnh 3.2. Âäöthë vector naìy dæûa trãn cå såícuía maûch âiãûn thay thãúmaïy âiãûnâäöng bäü. Láúy âiãûn aïp U trãn âáöu cæûc cuía maïy laìm vector gäúc trong viãûc veîâäöthë vector.

Maûch âiãûn thay thãúcuía maïy phaït âiãûn âäüng bäüâæåüc veîåíhçnh 3.2a. Âãøthuáûn tiãûn doìng âiãûnI coïchiãöu âi ra trong træåìng håüp maïy phaït âäöng bäü. Ta coïphæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maïyphaït âäöng bäülaì:

θ∠=++= oâbæo E jXIR IUE &&&& (3.7)

Vector cuía sââ kêch thêch Eo thu âæåüc bàòng caïch thãm âiãûn aïp råi R I& ævaì jXI& âb vaìo âiãûn aïp ra .Phuûtaíi maïy phaït âiãûn âäüng bäüthæåìng coïtênh caím, âáy laìtræåìng håüp thæåìng gàûp, ta chè xeït træåìnghåüp naìy.

U&

Trong træåìng håüp âäüng cå âäöng bä, doìng âiãûn I& coïchiãöu âi vaìo. Maûch âiãûn thay thãúâæåücveîåíhçnh 3.12c. Ta coïphæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía âäüng cå âäöng bäülaì:

âbæo jXIR IEU &&&& ++= (3.8)θ−∠=−−∠= oâbæo E jXIR I0UE &&& (3.9)

Vector sââ kêch thêch Eo thu âæåüc bàòng caïch træìbåït âiãûn aïp råi R I& ævaì jXI& âb tæìâiãûn aïp ra. Trãn hçnh 3.2d laìveîâäöthë vector cuía âäüng cå âiãûn âäüng bäücoïtênh caím.U&

Chuïyïràòng, goïc θ giæîa vaì dæång laìchãúâäümaïy phaït vaìám laìchãúâäüâäüng cå âiãûn.Goïcθ goüi laì goï c cäng suáú t .

U& oE&

Maïy âiãûn âäöng bäücæûc läöi

ÅÍmaïy cæûc läöi do khe håídoüc truûc vaìngang truûc khaïc nhau nãn ta phán têchΦæ thaình haithaình pháön: doüc truûc Φædvaìngang truûc Φæqvaìtæång æïng cuîng coïhai thaình pháön doìng âiãûn : doüctruûc Id vaìngang truûc Iq, nhæ váûy ta coï:

(3.10)æqædæ Φ+Φ=Φ &&&

qd III &&& += (3.11)

Tæìtræåìng pháön æïng ngang truûc Φæqtaûo nãn sââ ngang truûc æqqq XI jE && −= , våïi Xæqlaìâiãûn

khaïng phaín æïng pháön æïng ngang truûc vaìtæìtræåìng pháön æïng doüc truûc Φæd taûo nãn sââ doüc truûcæddd XI jE && −= , våïi Xædlaìâiãûn khaïng phaín æïng pháön æïng doüc truûc.

Ngoaìi ra doìng âiãûn taíi I coìn sinh ra tæìthäng taín Φætcuía dáy quáún stator, tæång æïng coïsââ taínEæt, âæåüc âàûc træng båíi âiãûn khaïng taín Xætkhäng phuûthuäüc hæåïng doüc truûc hoàûc ngang truûc:

ætqætdætæt XI jXI jXI jE &&&& −−=−= (3.12)Phæång trçnh âiãûn aïp cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäücæûc läöi :

æætqædæ0 R IEEEEU &&&&&& −+++=

æætqqæqætddæd0R I jXI jXI jXI jXIEU &&&&&&& −−−−−=

æætqæqætdæd0 R I)XX( jI)XX( jIEU &&&&& −+−+−= (3.13)




b. Âàûc tênh ngàõn maûch vaìtè säúngàõn maûch.+ Âàûc tênh ngàõn maûch laìquan hãû: In = f(it)⎮ U = 0, f = f âm.

Gèa thiãút luïc ngàõn maûch :+ Boíqua R æ(R æ= 0).+ Váûy maûch âiãûn luïc naìy laìthuáön caím (Ψ= 900).

Iq = IcosΨ= 0Id = IsinΨ= I

Hçnh 3.5bÂäöthë vectå luïc mn

jXædI&E&Ta coï: jXd I& ædætd XI jXI jXI jE &&&& +=+= (3.17)

Xæt

Veîâàûc tênh ngàõn maûch maïy phaït âiãûn âäöng bäü:

Tè säúngàõn maûch:

âmn

IIK 0= (3.18)

• In 0laìdoìng âiãûn ngàõn maûch æïng våïidoìng âiãûn kêch tæìit0 âãøsinh ra sââE=Eâmkhi khäng taíi.

• IâmDoìng âiãûn âënh mæïc cuía maïy phaït.Tæìhçnh 3.7, ta coï:

dâm

no xUI = (3.19)

xd laìtrë säúbaîo hoìa cuía âiãûn khaïng âäöngbäüdoüc truûc æïng våïi E = Eâm

Tæì(3.18) vaì(3.19) ta coï:

jXætI&I& E

& Xæd I&

Hçnh 3.5aMaûch âiãûn thay thãú

IÂàûc tênh ngàõn maûch laìâæåìng thàóng vç:

- Luïc ngàõn maûch fæfæ laìkhæítæì.- Maûch tæìluïc naìy khäng baío hoìa.I=f(i- Tæìthäng khe håí Φδ âãøsinh:

Eδ = E - jIxæd= jIxσ æ: ráút nhoí

t)

it

Hçnh 3.6Âàûc tênh ngàõn maûch

Hçnh 3.7Xaïc âënh trë säúngàõn maûch

E,IUâm

E=f(it)

I=f(it)

it

B’

B

A’

A

Iâm

i i

In0

to tn




*dâmd

âmxIx

UK 1== (3.20)

Thæåìng xd*> 1, váûy K < 1, nghéa laìIno < Iâmluïc ngàõn maûch xaïc láûp.Kãút luáûn: Doìng âiãûn ngàõn maûch cuía MFÂB khäng låïn vç luïc âoïtaïc duûng phaín æïng

pháön æïng khæítæìráút maûnh.- Xaïc âënh tè säúngàõn maûch nhåìâàûc tênh ngàõn maûch vaìkhäng taíi:TæìhaiΔ0AA’ vaì Δ0BB’, ta coï:

tnto

âmno

ii

IIK == (3.21)

ito laìdoìng âiãûn sinh ra U0 = Uâmkhi khäng taíi.itn laìdoìng âiãûn sinh ra I= Iâmkhi ngàõn maûch.

c. Âàûc tênh ngoaìi vaìâäüthay âäøi âiãûn aïp maïy phaït âäöng bäü.

Âàûc tênh ngoaì i Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït laìquan hãûgiæîa

âiãûn aïp U trãn cæûc maïy phaït vaìdoìng âiãûn taíi I khitênh cháút taíi khäng âäøi (cosϕ= const), cuîng nhætäúc âäüquay rotor n vaìdoìng âiãûn kêch tæìIt khängâäøi. Doìng âiãûn kêch thêch khäng âäøi thç âiãûn aïp Uthay âäøi nhæ thãúnaìo khi doìng âiãûn taíi I thay âäøi. Noïâæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3.8.

Hçnh 3.8 Âàûc tênh ngoaìi maïy phaït âäöng bäü

Uâm

U

I Iâm

Uâm

ΔUâm cosϕ=1 cosϕ=0,8 (dung)

cosϕ=0,8 (caím)

cosϕ=1

Tæìhçnh 3.8, ta tháúy ràòng âàûc tênh ngoaìi phuû thuäüc tênh cháút taíi. Taíi coïtênh caím khi I tàng, dofaín æïng fáön æïng khæítæìnãn âiãûn aïp giaím, âæåìngbiãøu diãùn âi xuäúng; coìn taíi coïtênh dung thç ngæåüclaûi.

Doìng âiãûn tæìhoïa âënh mæïc laìdoìng âiãûn kêch thêch æïng våïi chãúâäüU = Uâm I=Iâm , cosϕ=cosϕâm, f = f âm .

Âäüthay âäø i âiãûn aï p âënh mæï c Δ U âm cuí a MFÂB.Âäüthay âäøi âiãûn aïp âënh mæïc ΔUâm cuía MFÂB laìsæûthay âäøi âiãûn aïp khi taíi thay âäøi tæìâënh

mæïc âãún khäng taíi, trong âiãöu kiãûn cosϕ= cosϕâmvaìkhäng thay âäøi doìng âiãûn kêch tæì.âm

âmâm U

UE%U −=Δ 100% cåí(25-35)%

Hçnh 3.9 Âàûc tênh âiãöu chènh

cosϕ=0,8 (dung)

cosϕ=0,8 (caím)

cosϕ=1

Iâm

It0

It

0

d. Âàûc tênh âiãöu chènh.Âàûc tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït laìquan hãûgiæîa

doìng âiãûn kêch tæìIt theo doìng âiãûn taíi I khi âiãûn aïp Ukhäng âäøi vaìtäúc âäüquay rotor n, cosϕ cuîng khäng âäøi(hçnh 3.9). Âàûc tênh naìy cho biãút cáön phaíi âiãöu chènh doìngâiãûn kêch tæìnhæ thãúnaìo âãøgiæîâiãûn aïp U trãn âáöu cæûc maïyphaït khäng âäøi khi tàng taíi. Thæåìng trong caïc maïy phaïtâiãûn âäöng bäücoïbäütæûâäüng âiãöu chènh doìng kêch tæìâãøgiæî âiãûn aïp khäng âäøi.

I




Doìng âiãûn kêch thêch thay âäøi æïng våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau:- Taíi thuáön tråí: tàng taíi thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæìIt âãøbuìâiãûn aïp råi trãn dáy quáún pháön

æïng.- Taíi coïtênh caím :tàng taíi thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæìIt maûnh (1,7-2,2) It o, âãøkhàõc phuûc

phaín æïng pháön æïng khæítæì.- Taíi coïtênh dung : tàng taíi thç giaím It do phaín æïng pháön æïng tråütæì.4. Maïy âiãûn âäöng bäülaìm viãûc song song

Trong nhaìmaïy âiãûn caïc maïy phaït näúi chung vaìo mäüt thanh caïi, trong hãûthäúng âiãûn gäömnhiãöu nhaìmaïy näúi våïi nhau, taûo thaình læåïi âiãûn, nhæ váûy caïc maïy phaït âiãûn âäöng bäülaìm viãûc songsong. coïnhiãöu æu âiãøm nhæ giaím väún âáöu tæ âàût maïy phaït âiãûn dæûtræî, âaím baío an toaìn cung cáúpâiãûn vaìsæíduûng caïc nguäön nàng læåüng mäüt caïch kinh tãú. Khi näúi caïc maïy phaït laìm viãûc song songcäng suáút cuía læåïi âiãûn ráút låïn so våïi cäng suáút cuía tæìng maïy phaït, do âoïtáön säúvaìâiãûn aïp cuía læåïiâiãûn gáön nhæ khäng âäøi khi thay âäøi taíi.

Træåïc khi âæa mäüt maïy phaït vaìo laìm viãûc cuìng våïi læåïi âiãûn tæïc laìhoaìâäöng bäü(hçnh 3.10a),phaíi kiãøm tra caïc âiãöu kiãûn sau âáy:

1. Âiãûn aïp cuía maïy phaït phaíi bàòng âiãûn aïp cuía læåïi âiãûn.2. Táön säúcuía maïy phaït phaíi bàòng táön säúcuía læåïi âiãûn.3. Thæïtæûpha cuía maïy phaït phaíi giäúng thæïtæûpha cuía læåïi âiãûn.4. Âiãûn aïp cuía maïy phaït vaìâiãûn aïp cuía læåïi âiãûn phaíi truìng pha nhau.

Trãn så âäö, F1 laìmaïy phaït âang laìm viãûc våïi læåïi, F2 laìmaïy phaït chuáøn bë gheïp laìm viãûc songsong F1 tæïc laìnäúi vaìo læåïi, coìn bäüâäöng bäükiãøu aïnh saïng âæåüc hçnh thaình båíi ba âeìn 1, 2 vaì3.

Âãøgheïp F2 vaìo læåïi ta phaíi kiãøm tra caïc âiãöu kiãûn. Duìng vänmeït V âãøkiãøm tra UF = UL ?. Táönsäúvaìthæïtæûpha âæåüc kiãøm tra bàòng bäüâäöng bäüvåïi ba âeìn 1, 2 vaì3. Khi táön säúf F ≠ f L thç âiãûn aïp

Hçnh 3.10. Hoìa âäöng bäümaïy phaït âäöng bäüvaìo læåïi âiãûn

+

-it1

F1

+

-it2

F2

VMC1

MC2

1U&Δ AFU&

UF,f L

2 3

U&ΔU&Δ

BFU&

ALU&

BLU& CFU&

CLU&

ωL

ωF

UL,,f L

(b)(a)




UF - UL âàût vaìo caïc âeìn 1, 2, 3seîcoïtaìn säúf F - f L. Nãúu thæïtæû pha cuía maïy phaït vaìlæåïi giäúng nhauthç caíba âeìn cuìng täúi vaìcuìng saïng våïi táön säú. Âiãûn aïpΔU âàût trãn ba âeìn chênh laìhiãûu säúcaïc âiãûnaïp pha tæång æïng cuía hai hçnh sao âiãûn aïp maïy phaït F2 vaìcuía læåïi âiãûn (hçnh 3.10b).

Khi caïc âiãöu kiãûn trãn âæåüc thoía maîn tæïc laìâiãûn aïp åíhai âáöu maïy càõt bàòng khäng, ta âoïng maïycàõt 2 âãøhoìa âäöng bäü. Nãúu khäng âaím baío caïc âiãöu kiãûn trãn, seîcoïdoìng âiãûn låïn chaûy quáøn trongmaïy, phaïhoíng maïy vaìgáy räúi loaûn hãûthäúng âiãûn.

Sau khi hoìa âäöng bäü , cáön læu yï:+ Ta âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæìIt, âiãûn aïp cuía maïy phaït váùn khäng âäøi vç âoïlaìâiãûn aïp cuía

læåïi âiãûn. Viãûc thay âäøi doìng âiãûn kêch tæìIt chè laìm thaïy âäøi cäng suáút phaín khaïng cuía maïy phaït.+ Muäún maïy phaït mang taíi, ta tàng cäng suáút âäüng cå så cáúp: tàng læu læåüng næåïc trong maïy

thuíy âiãûn hoàûc tàng læu læåüng håi trong maïy nhiãût âiãûn.

III. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM :Xem baíng caïc duûng cuûåíphuûluûc C âãøbiãút caïc duûng cuûcáön thiãút cho baìi thê nghiãûm.

III. NÄÜI DUNG THÊ NGHIÃÛM :Thiãút láûp thiãút bë :

• Caìi caïc Module nguäön âiãûn, giao diãûn thu tháûp dæîliãûu vaìmaïy phaït âiãûn âäöng bäütronghãûthäúng EMS.

• DAI LOW POWER INPUTS âæåüc näúi våïi nguäön cung cáúp chênh, âàût cäng tàõc nguäön AC-24V åívë trê I (ON) vaìcaïp deût cuía maïy tênh âæåüc näúi våïi DAI.

• Hiãøn thë æïng duûng Metering, choün File cáúu hçnh ACMOTOR1.cfg.• Cäng tàõt MODE âãøåívë trê PRIME MOVER.• Cäng tàõt DISPLAY âãøåí vë trê SPEET .

1. Thê nghiãûm khäng taíi.Så âäönäúi dáy thê nghiãûm nhæhçnh 11:

Hçnh 11 : Så âäöthê nghiãûm khäng taíi maïy phaït âiãûn âäöng bäü

PrimeMover

MFÂB

+ +T

N

E1

I3

KT

it R âc+

78220V




Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau: + Quay biãún tråíR âc vãövë trê mim (nhoínháút). Cäng tàõt maûch kêch tæìâãøvë trê O, láúy . dæU

+ Báût nguäön vaìâiãöu chènh âãøtàng dáön âiãûn aïp U âàût vaìo âäüng cå så cáúp (PRIME MOVER)âãøâaût täúc âäün = nâmcuía phaït âiãûn âäöng bäü.

+ Giaím R âc âãøtàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc MFÂB bàòng 1.2Uâm.trong quaïtrçnh tàng doìng âiãûn kêch tæìit , âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghikãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu (data table) âo âæåüc ghi vaìo baíng 1 (hoàûcduìng maïy in âãøin baíng säúliãûu).

Baíng 1it = I3(A) 0U0 = E1(V) 380

2. Thê nghiãûm láúy âàûc tênh ngàõn maûch.

Så âäönäúi dáy thê nghiãûm nhæhçnh 12:

Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau:

+ Quay biãún tråíR âc vãövë trê mim (nhoínháút).+ Báût nguäön vaìâiãöu chènh âãøtàng dáön âiãûn aïp U âàût vaìo âäüng cå så cáúp (PRIME MOVER)âãøâaût täúc âäün = nâmcuía phaït âiãûn âäöng bäü.

+ Giaím R âc âãøtàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi doìng âiãûn cuía pháön æïng âaût 1.2Iâm.trong quaïtrçnh tàng doìng âiãûn kêch tæìit , âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghikãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu (data table) âo âæåüc ghi vaìo baíng 1 (hoàûcduìng maïy in âãøin baíng säúliãûu).

Baíng 1it = I3(A) 0I0 = I1(V) Iâm=

Hçnh 12 : Så âäöthê nghiãûm khäng taíi maïy phaït âiãûn âäöng bäü

PrimeMover

MFÂB

+

T N

I3

KT

it R âc+78

+ I2

+ I1




3. Thê nghiãûm láúy âàûc tênh ngoaìi.Så âäönäúi dáy thê nghiãûm nhæhçnh 13:

Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp maïy phaït, nhæng chè bàòng Uâm.+ Láön læåüc âoïng K âãøtàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc, âäöng thåìi cuîng tàng doìng âiãûn

kêch tæìâãøgiæîU khäng âäøi vaì nãúu täúc âäün giaímthç phaíi âiãöu chènh âãøn = nâm. Sau âoïgiaím dáöntaíi, räöi âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Sauâoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 2 (hoàûc duìng maïy in âãøin baíng säúliãûu).

+ Sau khi laìm xong taíi tråíR, thay taíi R-L, räöi taíi R-C. Cuîng laìm nhæ trãn âãøláúy kãút quaí.

Baíng 2Taíi R (it = mA; n = vg/phuït)

I = I1(A) 0U = E1(V)

Taíi R-L (it = mA; n = vg/phuït)I = I1(A) 0U = E1(V)

Taíi R-C (it = mA)I = I1(A) 0

U = E1(V)

3. Thê nghiãûm láúy âàûc tênh âiãöu chènh.Så âäöthê nghiãûm nhæhçnh 13:

Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm.

Hçnh 13 : Så âäöthê nghiãûm láúy âàûc tênh ngoaìi maïy phaït âiãûn âäöng bäü

PrimeMover

MFÂB

+ +T

N

E1

ModulTaíi

R,L,C

I1+

I3

KT

it R âc+78




IV. BAÏO CAÏO THÊ NGHIÃÛM1. Tæìsäúliãûu âo âæåüc åícaïc baíng, veîcaïc âàûc tênh. Nháûn xeït daûng âàûc tênh vaìso saïnh våïi lyï

thuyãút. YÏnghéa âàûc tênh âiãöu chènh våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau.2. Tæìsäúliãûu âo âæåüc tênh tè säúngàõn maûch :

ntot

âmno

iiIIK == vaìviãút nháûn xeït vãönoï.

3. Xaïc âënh âiãûn khaïng âäöng bäüdoüc truûc vaìâiãûn khaïng taín cuía maïy phaït âiãûn âäöng bäütæìâàûctênh khäng taíi vaìâàûc tênh ngàõn maûch ?

4. Tæìâàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït, xaïc âënh âäüthay âäøi âiãûn aïp khi taíi âënh mæïc maïy phaït våïicaïc tênh cháút taíi khaïc nhau:

100U

UEU

âm

âmâm% −=Δ

Nháûn xeït giaïtrëΔUâm

% qua caïc tênh cháút taíi khaïc nhau.

IV.CÁU HOÍI KIÃØM TRA1. Muûc âêch thê nghiãûm.2. Phán biãût caïc så âäöâáúu näúi3. Phán biãût thê nghiãûm ngàõn maûch vaìchãúâäüngàõn maûch.3. YÏnghéa cuía caïc âæåìng âàûc tênh.5. Caïch xaïc âënh caïc thäng säú.5. Caïch taûo File cáúu hçnh, baíng säúliãûu, læu säúliãûu vaìveîâäö ìthë trong pháön mãöm Lab - Volt.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 9 BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ1

MAÏ Y BIÃÚN AÏP BA PHA

I. MUÛC ÂÊCH VAÌYÃU CÁÖU THÊ NGHIÃÛM:1. Muûc âêch:- Tçm hiãøu cáúu taûo vaìnguyãn lyïlaìm viãûc cuía maïy biãún aïp 3 pha.(täømba 3 pha).- Xaïc âënh caïc thäng säúcuía maïy biãún aïp 3 pha.- Xaïc âënh mäüt vaìi âæåìng âàûc tênh cuía maïy biãún aïp.2. Yãu cáöu :- Xem kyîpháön phuûluûc âãøbiãút âæåüc caïc thiãút bë, caïch gheïp näúi, caïc tæìvaìthuáût ngæî måïi cáön thiãút cho baìi thê nghiãûm.- Xem laûi caïc âàûc âiãøm chênh cuía maûch âiãûn 3pha.

II. TOÏM TÀÕT LYÏTHUYÃÚT1. Nguyãn lyïlaìm viãûc cå baín MBA

Hçnh 1.1 veîså âäönguyãn lyïcuía mba mäüt pha hai dáy quáún. Dáy quáún 1 coïW1 voìngdáy âæåüc näúi våïi nguäön âiãûn aïp xoay chiãöu u1, goüi laìdáy quáún så cáúp. Dáy quáún 2 coïW2 voìngdáy cung cáúp âiãûn cho phuûtaíi Zt, goüi laìdáy quáún thæïcáúp.

Âàût âiãûn aïp xoay chiãöu u1 vaìo dáy quáún så, trong dáy quáún så seîcoïdoìng i1. Trong loîitheïp seîcoïtæìthängΦ moïc voìng våïi caíhai dáy quáún goüi laìtæìthäng chênh, tæìthäng chênh caímæïng trong dáy quáún så sââ e1 vaìtrong dáy quáún thæïsââ e2. Khi mba coïtaíi, trong dáy quáún

thæïseîcoïdoìng âiãûn i2 âæa ra taíi våïi âiãûn aïp laìu2.Giaíthæíâiãûn aïp u1 sin nãn tæìthängΦcuîng biãún thiãn sin vaìcoïdaûng:tsinm ωΦ=Φ

Sââ caím æïng e1, e2 sinh ra trong dáy quáún så cáúp vaìthæïcáúp mba laì:)90tsin(E2)90tsin(N

dtd

We 01

0m111 −ω=−ωΦω=Φ−=

)90tsin(E2)90tsin(Ndt

dWe 0

20

m222 −ω=−ωΦω=Φ−=

trong âoï, E1, E2 laìtrë säúhiãûu duûng cuía sââ så cáúp vaìthæïcáúp, cho båíi:

m1m1m1

1 fN44,4fN22

NE Φ=Φπ=Φω=

Hçnh 1-1.Så âäö nguyãn lyï cuíamba mäü t pha hai dáy quáú n

u2∼ u1

i1 i2

Zt

Φ

m2m2m2

2 fN44,4fN22

NE Φ=Φπ=Φω=

Tè säúbiãún aïp k cuía mba:2

1

2

1

NN

EE

k ==

Nãúu boíqua suût aïp gáy ra do âiãûn tråívaìtæì thäng taín cuía dáy quáún thç E1 ≈U1 vaìE2 ≈U2

k NN

EE

UU

2

1

2

1

2

1

==≈



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 12 ; ;2

2'2 Zk Z = 2

2'2 rk r = 2

2'2 xk x =

; ;t2'

t Zk Z = t2'

t rk r = t2'

t xk x =

Phæång trçnh (1.3b) viãút laûi thaình:'2

't

'2

'2

'2

'2 IZIZEU

&&&&=−=

Trong âoï: , , , , tæång æïng laìsââ, âiãûn aïp, doìng âiãûn, täøng tråídáy quáún vaì täøng tråítaíi thæïcáúp qui âäøi vãöså cáúp.

'2 E & '

2U & '2 I & '

2 Z 't Z

Toïm laûi mä hçnh toaïn mba sau khi qui âäøi laì:1111 IZEU &&& +−=

2't

'2

'2

'2

'2 IZIZEU &&&& =−=

)I(II '201

&&& −+=

Maûch âiãûn thay thãúcuía mba. Dæûa vaìo hãûphæång trçnh qui âäøi, ta suy ra mäüt maûch âiãûn tæång æïng goüi laìmaûch âiãûn

thay thãúcuía mba (hçnh 1-2).Sââ laìâiãûn aïp råi trãn

täøng tråíZ1E&−

m, âàûc træng cho tæìthängchênh vaìtäøn hao sàõt tæì. Tæìthängchênh do doìng âiãûn khäng taíi sinh ra,do âoïta coïthãøviãút :

0m0mm1 IZI) jxr(E &&& =+=−

x’2r1 r’

2x1

Z’t1U&

1E&rm

xm

'2I&−

'2U&−

1I& oI&

Hçnh 1-2Maûch âiãûn thay thãú maïy biãún aïp

trong âoï: Zm = rm + jxm laìtäøng tråítæìhoïa âàûc træng cho maûch tæì.• rm laìâiãûn tråítæìhoïa âàûc træng cho täøn hao sàõt tæì. pFe= rm 2

0I • xm laìâiãûn khaïng tæìhoïa âàûc træng cho tæìthäng chênhΦ.Maûch âiãûn thay thãúâån giaín cuía mba

Thäng thæåìng täøng tråínhaïnh tæìhoïa ráút låïn (Zm >> Z1 vaìZ’2), do âoïcoïthãøboíquanhaïnh tæìhoïa (Zm =∞) vaìthaình láûp laûi så âäöthay thãúgáön âuïng (Hçnh 1.3).

1U&

rn xn

'21 II && −= '

2U&− Z’t

Hçnh 1-3Maûch âiãûn thay thãú âån giaí n cuía mba

Khi boíqua täøng tråínhaïnh tæìhoïa, ta coï:Zn = Z1 + Z’2 = rn + jxn (1.4)

Trong âoï: Zn = rn + jxn laìtäøng tråíngàõn maûch cuía mba;rn = r1 + r’2 laìâiãûn tråíngàõn maûch cuía mba; xn = x1 + x’2 laìâiãûn khaïng ngàõn maûch cuía mba.

4. Chãúâäükhäng taíi MBAChãúâäükhäng taíi mba laìchãúâäümaìthæïcáúp håímaûch (I2 = 0), coìn så cáúp âæåüc cung cáúp

båíi mäüt âiãûn aïp U1.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 13 Phæång trçnh vaìmaûch âiãûn thay thãúMBA khi khäng taíi.

Khi khäng taíi (Hì ìçnh 1.4) doìng âiãûn thæïcáúp I2 = 0, ta coïphæång trçnh laì:

1011 ZIEU &&& +−=

hoàûc (1.5)00101 ZI)ZZ(IU m&&&

=+=trong âoï: Z0 = Z1 + Zm = r0 + jx0 laìtäøng tråíkhäng cuía taíi mba.

Thê nghiãûm khäng taíi MBA Thê nghiãûm khäng taíi laìâãøxaïc âënh hãûsäúbiãún aïp k, täøn hao sàõt tæìtrong loîi theïp pFe, vaì

caïc thäng säúcuía mba åíchãúâäükhäng taíi.

r1

Så âäönäúi dáy thê nghiãûm khäng taíi (hçnh 1.4). Âàût âiãûn aïp U1 = U1âmvaìo dáy quáún såcáúp, thæïcáúp håímaûch, caïc duûng cuûâo cho ta caïc säúliãûu sau: P0 laìcäng suáút täøn hao khäng taíi;I0 laìdoìng âiãûn khäng taíi; coìn U1âm vaìU20 laìâiãûn aïp så cáúp vaìthæïcáúp. Tæìâoïta tênh âæåüc:

a) Hãûsäúbiãún aï p k: 20

1

U

U=k âm

b) Doìng âiãûn khäng taíi pháön tràm: %10%1100II

%idm1

00 ÷==

c) Täøn hao trong loîi theï p : pFe= P0 - r1I02 ≈P0

d) Täøng tråíkhäng taíi

+ Âiãûn tråíkhäng taíi: r0 = r1 + rm = 20

0I

P

Do rm >> r1 nãn gáön âuïng láúy bàòng: rm = r0 - r1

+ Täøng tråíkhäng taíi :0

dm10 I

UZ =

+ Âiãûn khaïng khäng taíi. 20

20m10 rzxxx −=+=

Âiãûn khaïng tæìhoïa xm >> x1 nãn láúy gáön âuïng bàòng: xm = x0

e) Hãûsäúcäng suáút khäng taíi.:0dm1

0

0 IU

Pcos =ϕ

x’2r’

2x1

VW A

V

Hçnh 1.4Så âäöthay thãúmba khi khäng taíi vaì Så âäönäúi dáy thê nghiãûm khäng taíi

1U & 1 E &

rm

xm

01 I I &&

=

0I&



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 14 5. Chãúâäüngàõn maûch MBA

Chãúâäüngàõn maûch mba laìchãúâäümaìphêa thæïcáúp bë näúi tàõt, så cáúp âàût vaìo mäüt âiãûnaïp. Trong váûn haình, nhiãöu nguyãn nhán laìm maïy biãún aïp bë ngàõn maûch nhæ hai dáy dáùn phêathæïcáúp cháûp vaìo nhau, råi xuäúng âáút hoàûc näúi våïi nhau bàòng täøng tråíráút nhoí. Âáúy laìtçnhtraûng sæûcäú.

Phæång trçnh vaìmaûch âiãûn thay thãúmba khi ngàõn maûch Khi m.b.a ngàõn maûch U2 = 0, maûch âiãûn thay thãúm.b.a veîtrãn hçnh 1.5. Doìng âiãûn så

cáúp laìdoìng âiãûn ngàõn maûch In.Phæång trçnh âiãûn aïp cuía mba ngàõn maûch:

nnnnnn ZII) jxr(IU &&&& =+=1 (1.6)Thê nghiãûm ngàõn maûch. Thê nghiãûm ngàõn maûch laìâãøxaïc âënh âiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm Un%, täøn hao

âäöng âënh mæïc Pâ âm, hãûsäúcäng suáút cosϕn, âiãûn tråíngàõn maûch rn vaìâiãûn khaïng ngàõ ïn maûch xn cuía maûch âiãûn thay thãúmba. Så âäöthê nghiãûm ngàõn maûch veîtrãn hçnh 1.5.

Tiãún haình thê nghiãûm nhæ sau: Dáy quáún thæïcáúp näúi ngàõn maûch, dáy quáún så cáúp näúi våïinguäön qua bäüâiãöu chènh âiãûn aïp. Ta âiãöu chènh âiãûn aïp vaìo dáy quáún så cáúp bàòng Un sao chodoìng âiãûn trong caïc dáy quáún bàòng âënh mæïc. Âiãûn aïp Un goüi laìâiãûn aïp ngàõn maûch. Luïc âoï caïc duûng cuûâo cho ta caïc säúliãûu sau: Un laìâiãûn aïp ngàõn maûch; Pn laìtäøn hao ngàõn maûch; I1âm vaìI2âmlaìdoìng âiãûn så cáúp vaìthæïcáúp âënh mæïc.

a) Täøn hao ngàõn maûch

1U &

rn xn

n I I && =1

Hçnh 1.5Maûch âiãûn thay thãúm.b.a khi ngàõn maûch vaì Så âäöthê nghiãûm ngàõn maûch

AW A

V I2âm

I1âm

Un

PnBä

üâiãöuchènhâiãûnaïp

U1

Luïc thê nghiãûm ngàõn maûch, âiãûn aïp ngàõn maûch Un nhoínãn tæìthängΦ nhoí, coïthãøboíquatäøn hao sàõt tæì. Cäng suáút âo âæåüc trong thê nghiãûm ngàõn maûch Pn chênh laìtäøn hao trãn âiãûn tråí hai dáy quáún khi mba laìm viãûc åíchãúâäüâënh mæïc. Ta coï:

Pn = r1I21âm+ r2I2

2âm= rnIn2 (1.7)

b) Täøng tråí , âiãûn tråívaìâiãûn khaïng ngàõn maûch.

+ Täøng tråíngàõn maûch: Zn =âm1

n

IU (1.8)

+ Âiãûn tråíngàõn maûch: rn = r1+ r’2 =21âmI

Pn (1.9)

+ Âiãûn khaïng ngàõn maûch: xn = 22

nn rZ − (1.10)Trong m.b.a thæåìng r1 = r’2 vaìx1 = x’2. Váûy âiãûn tråívaìâiãûn khaïng taín cuía dáy quáún så cáúp:



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 15

r1 = r’2 = 2nr ; x1 = x’2 = 2

nx

c) Hãûsäúcäng suáút ngàõn maûch:âmâm 1

nn IU

Pcos =ϕ

d) Âiãûn aï p ngàõn maûchÂiãûn aïp ngàõn maûch pháön tràm:

un% = %100UU

%100U

IZ

1

n

1

1n

âmâm

âm = (1.11)

+ Âiãûn aïp ngàõn maûch taïc duûng pháön tràm: unr% = %100U

Ir

1

1n ×âm

âm

+ Âiãûn aïp ngàõn maûch phaín khaïng pháön tràm: unx% = %100U

Ix

1

1n ×âm

âm

6. Chãúâäücoïtaíi MBAChãúâäücoïtaíi mba laìchãúâäümaìdáy quáún så näúi våïi nguäön âiãûn aïp âënh mæïc, dáy quáún

thæïcáúp näúi våïi taíi. Âãøâaïnh giaïmæïc âäütaíi cuía maïy, ta so saïnh noïvåïi taíi âënh mæïc vaìâënhnghéa hãûsäútaíi β:

âmâmâmâm 2

2

2

2

1

1

2

2

S

S=

P

P=

I

I=

I

I=β (1.12)

Khiβ = 1: maïy coïtaíi âënh mæïc; β < 1: maïy non taíi; β > 1: maïy quaïtaíi.

Âäübiãún thiãn âiãûn aïp thæïcáúp mba vaìâàûc tênh ngoaìi.a) Âäübiãún thiãn âiãûn aï p thæïcáú p A

0

I1U’2

I1rn

I1xn

U1dm

P H

K

ϕt

H.1.6Xaïc âënhΔU cuía mba

B ( n

)

C

(m)Khi maïy biãún aïp mang taíi, sæûthay taíi dáùn âãún âiãûnaïp thæïcáúp U2 thay âäøi. Âäübiãún thiãn âiãûn aïp thæïcáúpmbaΔU2 laìhiãûu säúsäúhoüc giæîa trë säúâiãûn aïp thæïcáúp luïckhäng taíi U2âm(âiãöu kiãûn U1ì= U1âm) vaìluïc coïtaíi U2 .

(1.12)22 UUU âm −=ΔÂäübiãún âiãûn aïp thæïcáúp pháön tràm tênh nhæ sau:

100%UUU

%U mâ

mâ

×−

=Δ 2

222

Nhán tæívaìmáùu våïi hãûsäúbiãún aïp k, ta coï:

100%kUkUkU%U

mâ

mâ ×−=Δ2

222

100%UUU%U

âm

'âm ×−=Δ

1

212 (1.13)

Xaïc âënhΔU2% bàòng phæång phaïp giaíi têch.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 16 Âäöthë vectå cuía mba æïng våïi maûch âiãûn thay thãúgáön âån giaín veîtrãn hçnh 1.6. Trãn thæûc

tãúgoïc lãûch pha giæîa vaì ráút nhoí, âãøtênhΔUâmU1& )U( '

2&− 2 tæìA vaìC haûâæåìng thàóng vuäng

goïc xuäúng 0B, càõt 0B keïo daìi taûi P vaìK, coïthãøcoi gáön âuïng :U1âm= OA≈OPU1âm- U’2 ≈BP = BK + KP

Tênh: BK = I1rn cosϕ2 = I1âmrn ⎟⎟

⎠ ⎞

⎜⎜

⎝ ⎛

âm1

1

II cosϕ2 =βUnrcosϕ2 (1.14a)

KP = I1xn sinϕ2 = I1âmxn ⎟⎟

⎠ ⎞

⎜⎜

⎝ ⎛

âm1

1

II sinϕ2 =βUnxsinϕ2 (1.14b)

Láúy (1.14a) vaì(1.14b) thay vaìo (1.13), ta coï:

100%+=âm1

2nx2nr2 U

)sinUcosU(%U

ϕϕβΔ

%)100sin+×U

cosU(=%U 2

1

2nr2

1âmnx

âm UU100% ϕϕβΔ

ΔU2% =β(unr%cosϕ2 + unx%sinϕ2) (1.15)Tæìcäng thæïc (1.15) cho tháúy âäübiãún thiãn âiãûn aïp thæïcáúp ΔU2 phuûthuäüc vaìo hãûsäútaíi β

vaìhãûsäúcäng suáút cosϕ2. Giaíthiãút hãûsäúcäng suáút cosϕt khäng âäøi thçΔU2% = f(β). Trãnhçnh (1.7) veîquan hãû ΔU2% = f(β) våïi caïc cosϕ2 khaïc nhau.

a) Âàûc tênh ngoaìi cuía mbaÂæåìng âàûc tênh ngoaìi cuía maïy biãún aïp biãøu diãùn mäúi quan hãûU2 = f(I2), khi U1 = U1âmvaì

cosϕ2 = const âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 1.8.Âiãûn aïp thæïcáúp U2 laì:

⎟ ⎠ ⎞

⎜⎝ ⎛ Δ−=Δ−=

100%U

1UUUU 2222 âm2âm (1.16)

0 1

I2

Hçnh.1.8Âàûc tênh ngoaìi U2= f(I2)

cosϕ2=0,8 (t. dung)

U2

U2âm

cosϕ2=0,8 (t. caím)

cosϕ2=1

0,5

ϕ2>0

cosϕ2=0.8

cosϕ2=0.8

kt

ΔU2%

0

ϕ2<0

cosϕ2=1

Hçnh 1.7Quan hãû ΔU2 = f(β)⎮cosϕt=const

4

-4

2

-2

0,5 1



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 17 Dæûa vaìo cäng thæïc (1.16) ta veîâæåìng âàûc tênh ngoaìi våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau.

Tæìâäö ìthë ta tháúy, khi taíi dung I2 tàng thç U2 tàng coìn khi taíi caím hoàûc tråíI2 tàng thç U2 giaím.Taíi caím U2 giaím nhiãöu hån.

Khi cung cáúp âiãûn cáön phaíi âaím baío cháút læåüng âiãûn aïp, do âoïcáön phaíi âiãöu chènhâiãûn aïp thæïcáúp U2. Âãøâiãöu chènh U2 ta thay âäøi säúvoìng dáy trong cuäün dáy cao aïp khoaíng ± 2 x 2,5%. Thæåìng thay âäøi säúvoìng dáy cuía cuäün dáy cao aïp vç åíâoïdoìng âiãûn nhoí nãn viãûcthay âäøi säúvoìng dáy âæåüc dãùdaìng hån. Nhæîng mba coïcäng suáút nhoí, viãûc thay âäøi säúvoìngdáy bàòng tay thç phaíi càõt mba ra khoíi læåïi âiãûn, coìn nhæîng mba coïcäng suáút låïn, thæåìng viãûcthay âäøi säúvoìng dáy tæûâäüng khäng càõt mba ra khoíi læåïi âiãûn (duìng bäüâiãöu aïp dæåïi taíi)2. Hiãûu suáút maïy biãún aïp

Hiãûu suáút η cuía mba :

∑∑∑+−=

−==η pP

p

1P

pP

P

P

21

1

1

2

(1.17)våïi ∑p = pcu1+ pcu2+ pFe

Ta âaîcoïpháön træåïc:pFe= P0

2n

2'

m2

'22'

m2n2'2n

2'2

'2

2112Cu1Cu P=)

I

I(Ir=Ir=Ir+Ir=p+p β

ââ (1.18)

2m2

m2

2m2m22222 cosS=cos

I

IIU=cosIU=P ϕβϕϕ â

â

ââ (1.19)

Thãú(1.18) vaì(1.19) vaìo (1.17), ta coï:

n2

02m

n2

0

P+P+cosS

P+P-1=

βϕββη

â(1.20a)

hayn

202m

2

P+P+cosS

cosS=

βϕβϕβ

ηâ

âm (1.20b)

Ta tháúy hiãûu suáút mba laìmäüt haìm cuía hãûsäútaíi vaìhãûsäúcäng suáút η=f(β,cosϕ2). Khicosϕ2 = const, hiãûu suáút cuía mba âaût cæûc âaûi ηmaxbàòng caïch âaûo haìm cuía noïtheo hãûsäútaíi β vaìcho bàòng khäng, ta coï:

0dk d

t=η

Sau khi tênh âaûo haìm, tçm âæåüc:0n

2 P=Pβ Nhæ váûy hiãûu suáút MBA cæûc âaûi khi täøn hao âäöng bàòng täøn hao sàõt tæì.

n

0

P

P=β (1.21)

Âäúi våïi m.b.a coïcäng suáút trung bçnh vaìlåïn, thæåìng âæåüc thiãút kãúchãútaûo âaût hiãûu suáút cæûcâaûi khi:




25.02.0P

P

n

0 ÷= η

β

.9

0.5 0 1

1

cosϕ2=0.8

cosϕ2=1

H.1.9 Quan hãû η=f(β)cosϕ2= const

.8

Váûy 5.0÷45.0=β

III. CAÏC THIÃÚT BË THÊ NGHIÃÛM :Xem baíng caïc duûng cuûcáön duìng åíphuûluûcC âãøbiãút caïc duûng cuûcáön thiãút cho baìi thê nghiãûm.

IV. NÄÜI DUNG THÊ NGHIÃÛM :Thiãút láûp thiãút bë :

• Caìi caïc Module nguäön âiãûn, giao diãûnthu tháûp dæîliãûu vaìmaïy biãún aïp 3 pha trong hãûthäúng.

• DAI LOW POWER INPUTS dæåüc näúi våïinguäön cung cáúp chênh, âàût cäng tàõc nguäön AC-24V åívë trê I (ON) vaìcaïp deût cuía maïy tênhâæåüc näúi våïi DAI.

• Tçm hiãøu cáúu taûo ghi caïc säúliãûu âënh mæïc cuía maïy biãún aïp thê nghiãûm.• Hiãøn thë æïng duûng Metering.

1. Âo âiãûn tråímäüt chiãöu cuía caïc cuäün dáy så cáúp vaìthæïcáúp maïy biãún aïp.+ Sæíduûng nguäön cung cáúp laìnguäön âiãûn mäüt chiãöu (DC) âiãöu chènh âæåüc tæì0-220V. + Choün âàût File cáúu hçnh ES19-1.cfg. Trãn cæía säøMetering chuyãøn caïc cæía säøâo doìng

âiãûn vaìâiãûn aïp sang chãúâäüâo doìng âiãûn vaìâiãûn aïp DC.+ Duìng nguäön cung cáúp âiãûn mäüt chiãöu âáöu 7-N, VänkãúE1, E2, E3 vaìAmpekãúI1, I2, I3

âáúu näúi våïi caïc cuäün dáy cuía dáy quáún så cáúp nhæ hçnh 1.10 âãøâo R 1 va ì sau âoï chodáyquáún thæïcáúp maïy biãún aïp âãøâo R2.

+Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãövë trê min, thaïo gåîcaïc dáy näúi.

+ Báût nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáönâiãûn aïp âãødoìng âiãûn trong cuäün dáy så cáúp âaût0,7Iâm (khoaíng 12V), coìn âäúi våïi dáy quáúnthæïcáúp laì8V.ìTrong quaïtrçnh tàng ghi laûi caïctrë säúâo âæåüc trãn caïc cæía säøâo E vaìI vaìo maïytênh bàòng caïch âæa con troíchuäüt âãún nuïtrecord data, nhàõp chuäüt bãn traïi. Sau khi âohãút caïc cuäün dáy, måíbaíng säúliãûu âãøin hoàûcghi vaìo baíng 1. Tæìcaïc säúliãûu âo âæåüc tênh âiãûntråícuía caïc cuäün dáy theo cäng thæïc sau:

1I1E

R 1 =

+

E1

2

+E2 E3

I1 I2 I3

Hçnh 1-10 Näúi dáy quáún så cáúp 7

6 11

12

E

+ +

+ +

2. Xaïc âënh tè säúbiãún âäøi âiãûn aïp K vaìgoïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp dáy så vaìthæï. a) Maïy biãún aïp ba pha näúi Δ - YSå âäöthê nghiãûm nhæ hçnh veî(hçnh 1-11).



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 19 Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Hiãøn thë æïng duûng Metering, choün File cáúu hçnh ES19-2.cfg.+ Håímaûch dáy quáún thæïcáúp, báût nguäön vaìâiãöu chènh âiãûn aïp âãøâæåüc âiãûn aïp dáy,

våïi caïc cáúp : 120, 240, 380 V æïng våïi caïc láön âo. + Sæíduûng E1 âãøâo âiãûn aïp dáy cuía dáy quáún så cáúp U1-6vaìE2 âãøâo âiãûn aïp dáy trãn

dáy quáún thæïcáúp U4-9, tàng dáön âiãûn aïp åícaïc cáúp khoaíng 120, 240, 380V âæa con troíchuäütâãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo baíng säúliãûu trong maïy tênh. Sauâoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc âãøin hoàûc ghi säúliãûu vaìo baíng 2. Tæìâoïtênh âæåüc hãûsäúbiãún aïptheo cäng thæïc sau :

3K+K+K

=K;UU

=K 321

94

613,2,1

Chuïyï: Khi âo caï c âiãûn aï p, tàõ t nguäö n træåï c khi thay âäø i caï ch näú i DAI våï i maûch âiãûn.

• Khaí o saï t sæûlãûch pha giæî a caï c sââ dáy khi näú i Δ -Ytrãn Phasor Analyzer.

+ Âãønguyãn caïch näúi dáy nhæ xaïc âënh tè säúbiãún aïp. Måíphán têch pha Phasor Analyzervaìquan saït goïc lãûch pha giæîa âiãûn aïp dáy U1-6 vaìU4-9 trãn maìn hçnh Phasor Analyzer. Ghicaïc kãút quaíâo âæåüc vaìo baíng 3 hoàûc in kãút quaí.

+ Sau khi ghi laûi kãút quaíâo âæåüc, quay âiãöu chènh âiãûn aïp vãövë trê min, tàõt nguäön.

b) Maïy biãún aïp ba pha näúi Δ - Δ

Sau khi tàõt nguäön âäøi näúi Module maïy biãún aïp 3 pha thaình hçnh∆ -∆ ( hçnh 1-12).Chuï yï : Kiãø m tra caï ch näú i ∆ træåï c khi âoï ng nguäö n âiãûn.

+ Báût nguäön vaìâiãöu chènh âiãûn aïp âãøâæåüc âiãûn aïp dáy Es nhæ âaîcho åítrãn. Choün taûoFile cáúu hçnh ES19-4.cfg.

+ Sæíduûng E1 vaìE2 âãøâo âiãûn aïp dáy cuía caïc cuäün dáy trãn maûch så vaìthæïcáúp vaìtiãúnhaình thê nghiãûm nhæ näúi ∆ /Yvaìghi laûi kãút quaívaìo baíng 3 hoàûc in.

∼

21

76

1211

N

45

910

15 14

Hçnh 1-11 : Så âäöâáúu näúiΔ

- Y



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 21 Tæìkãút quaíâo âæåüc xaïc âënh âiãûn aïp, doìng âiãûn vaìcäng suáút khäng taíi theo nhæ sau :Âiãûn aïp khäng taíi :

3

UUUU 11111661

0−−− ++=

Doìng âiãûn khäng taíi :3

IIII 321

0++=

Cäng suáút khäng taíi : 310 PPP += vaì 00

00

IU3

Pcos =ϕ

Tæìkãút quaítrãn veîcaïc âæåìng âàûc tênh sau trãn cuìng mäüt hãûtruûc toüa âäü:)U(f I)U(f P)U(f cos 000000 ===ϕ

Cho nháûn xeït.Chuï yï : Xem caï ch láû p baí ng säú liãûu vaì veî âäö thë trong pháö n phuûluûc E.

Sau khi ghi laûi kãút quaí, tàõt nguäön xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãövë trê min, thaïo dáy näúi.

4. Thê nghiãûm ngàõn maûchChuïyïràòng âáy laìthê nghiãûm dãùxaíy ra sæûcäúnãúu så suáút. Vç váûy cáön læu yïcaïc trçnh tæû

tiãún haình vaìkháøn træång.Âãøthuáûn tiãûn cho viãûc thê nghiãûm thæåìng âiãûn aïp haûaïp âàût vaìo dáy quáún cao aïp vaìnäúi

ngàõn maûch dáy quáún haûaïp cuía maïy biãún aïp thê nghiãûm. Dáy näúi ngàõn maûch thæåìng duìng âuí låïn âãøchëu âæåüc doìng ngàõn maûch.

Trçnh tæûthê nghiãûm :

+ Âáúu näúi så âäöthê nghiãûm nhæ hçnh 1.14.+ Hiãøn thë maìn hçnh Metering vaìchoün âàût File cáúu hçnh ES19-7.cfg.+ Duìng E1, E2, E3 âãøâo âiãûn aïp dáy U1-6, U1-11, U11-6vaìI1, I2, I3 âãøâo doìng dáy

trãn caïc pha trãn maûch så cáúp. Coìn P1, P3 âãøâo cäng suáút P1, P3. Báût nguäön xoay nuïm âiãöuchènh tàng dáön âiãûn aïp, hãút sæïc tæìtæìsao cho doìng âiãûn trong maûch så cáúp âaût âãún 1,2Iâm. LuïcâoïUn (5 10)%Uâm. Trong quaïtrçnh tàng láúy êt nháút 5 giaïtrë vãödoìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút P

≈ ÷1, P3 trãn cæía säøâo Metering, ghi vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âãøin hoàûc

ghi vaìo baíng 5.Så âäöthê nghiãûm nhæ hçnh 1-14:

∼

2

76

1211

N

45

910

15 14

I1

I2

I3

Hçnh1.14 Så âäöthê nghiãûm ngàõn maûch.

1E2

+

+

+

+

+

E1

E3



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 23 + Báût nguäön xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp âãún Uâm. Báûc cäng tàõc cuía phuûtaíi,

âiãöu chènh phuûtaíi 3 pha âäúi xæïng, mäùi láön âiãöu chènh ghi laûi säúliãûu, trong quaïtrçnh âiãöuchènh luän giæîcho âiãûn aïp så cáúp åígiaïtrë Uâm. Ghi caïc giaïtrë âo âæåüc: doìng âiãûn, âiãûn aïp vaì cäng suáút vaìo baíng 6 (8-10 giaïtrë).

Trong baíng 7 : 3EEEU 414149942 −−− ++= ; 3

IIII 3212 ++= . Cäng suáút ra : 222312 cosIU3PPP ϕ=+= váûy 2222 IU3/Pcos =ϕ + Näúi Module taíi tråí song songvåïi Module taíi khaïng thaình taíi R-L vaìsau âoïvåïi

Module taíi dung thaình R-C. Thæûc hiãûn laûi thê nghiãûm våïi taíi coïtênh caím vaìcoïtênh dung nhænhæ âaîlaìm våïi taíi tråí, ghi caïc säúliãûu âo âæåüc vaìo baíng 6.

+ Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu khiãøn âiãûn aïp vãövë trê min. Thaïo gåîcaïc dáy näúi.+ Tæìcaïc säúliãûu âo âæåüc xaïc âënh hiãûu suáút cuía maïy biãún aïp :Hiãûu suáút lyïthuyãút : %100.

PPcosS.

cosS.%

n202m

2m

β++ϕβ

ϕβ=ηâ

â .

Trong âoï:m2â

2II=β laìhãûsäútaíi.

Tæìsäúliãûu âo âæåüc tênh baíng säúliãûu caïc mäúi quan hãû: U2, I2, S2, β, .. âãøveîâàûc tênh.+ Veîâæåìng âàûc tênh : )I(f =U 22 vaì )(f β=η våïi caïc tênh cháút taíi khaïc nhau trãn

cuìng âäöthë vaìnháûn xeït.

Baíng 1

Cuäün dáy så cáúpE1 E2 E3 I1 I2 I3 R1 R2 R3 R tb

Cuäün dáy thæïcáúpE1 E2 E3 I1 I2 I3 R1 R2 R3 R tb

Baíng 2. Es U1-6 U4-9 K1 K2 K3 K

120Goïc lãûch pha

240380



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 23Pháön æïng cuía maïy âiãûn mäüt chiãöu gäöm loîi theïp, dáy quáún pháön æïng, cäøgoïp vaìtruûc maïy.Loîi theïp pháön æïng duìng âãødáùn tæì. Noïlaìhçnh truûthæåìng âæåüc laìm bàòng caïc laïtheïp kyî

thuáût âiãûn daìy 0,5 mm, hai màût coïphuísån caïch âiãûn moíng räöi gheïp laûi. Caïc laïtheïp âæåüc dáûpcaïc läùâãøgàõn rätor våïi truûc vaìläùthäng gioï. Màût ngoaìi loîi theïp âæåüc dáûp caïc raînh âãøâàût dáyquáún pháön æïng (hçnh 4.2).

Hçnh 4.3Phiãún âäøi chiãöu vaì cäøgoïp Hçnh 4.2Laïtheïp rotor

Dáy quáún pháön æïng laìpháön sinh ra sââ vaìcoïdoìng âiãûn chaûy qua. Dáy quáún pháön æïngthæåìng laìm bàòng dáy âäöng coïboüc caïch âiãûn, gäöm nhiãöu pháön tæímàõc näúi tiãúp våïi nhau, âàûttrong caïc raînh cuía pháön æïng taûo thaình mäüt hoàûc nhiãöu voìng kên.

Cäøgoïp (vaình goïp hay coìn goüi laìvaình âäøi chiãöu) duìng âãøâäøi chiãöu doìng âiãûn xoaychiãöu thaình doìng âiãûn mäüt chiãöu (hçnh 4.3).gäöm nhiãöu phiãún âäöng hçnh âuäi nhaûn âæåüc gheïpthaình mäüt khäúi hçnh truû, caïch âiãûn våïi nhau vaìcaïch âiãûn våïi truûc maïy.

Caïc bäüpháûn khaïc nhæ truûc maïy, quaût laìm maït maïy...Så âäönguyãn lyïlaìm viãûc cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu nhæ hçnh 4.4. Maïy gäöm coïmäüt

khung dáy abcd coïâáöu näúi våïi hai phiãún goïp. Khung dáy vaìphiãún goïp quay quanh truûc cuíanoïvåïi täúc âäükhäng âäøi trong tæìtræåìng cuía hai cæûc nam chám N-S. Caïc chäøi âiãûn A, B âàût cäú âënh vaìluän luän tyìsaït vaìo phiãún goïp.

Hçnh 4.4 Så âäönguyãn lyïlaìm viãûc cuía maïy phaït mäüt chiãöua).Mä taínguyãn lyïmaïy phaït; b) Sââ maïy phaït coïmäüt pháön tæí;

c) Sââ maïy phaït coïnhiãöu pháön tæí.

t

e,i

t

e,i

a (b) (c)

Khi âäüng cå så cáúp quay pháön æïng (khung dáy abcd) maïy phaït trong tæìtræåìng âãöu cuíapháön caím (nam chám S-N), caïc thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng càõt tæìtræåìng pháön caím,



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 24theo âënh luáût caím æïng âiãûn tæì, trong khung dáy seîcaím æïng sââ xoay chiãöu maìtrë säútæïc thåìicuía noïâæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc :

e = Blv (4.1)Trong âoï:

B: (T) tæìcaím nåi thanh dáùn queït qua.l (m): chiãöu daìi dáy dáùn nàòm trong tæìtræåìng.V (m/s): täúc âäüdaìi cuía thanh dáùn.Chiãöu cuía sââ âæåüc xaïc âënh theo qui tàõc baìn tay phaíi. Váûy theo hçnh 4.4a, sââ cuía

thanh dáùn ab nàòm dæåïi cæûc tæìN coïchiãöu âi tæìb âãún a, coìn cuía thanh dáùn cd nàòm dæåïi cæûc Scoïchiãöu âi tæìd âãún c. Nãúu näúi hai chäøi A vaìB våïi taíi thç sââ trong khung dáy seîsinh ra trongmaûch ngoaìi mäüt doìng âiãûn chaûy tæìchäøi than A âãún chäøi than B.

Khi pháön æïng quay âæåüc næîa voìng, vë trê cuía pháön tæíthay âäøi, thanh dáùn ab åícæûc S,thanh dáùn cd åícæûc N, sââ trong thanh dáùn âäøi chiãöu. Nhåìchäøi âiãûn âæïng yãn, chäøi A váùn tiãúp

xuïc våïi phiãún goïp trãn, chäøi B tiãúp xuïc våïi phiãún goïp dæåïi, nãn chiãöu doìng âiãûn åímaûch ngoaìikhäng âäøi. Nhåìcäøgoïp vaìchäøi than, âiãûn aïp trãn chäøi vaìdoìng âiãûn qua taíi laìâiãûn aïp vaìdoìngâiãûn mäüt chiãöu.

Nãúu maïy chè coïmäüt pháön tæí, âiãûn aïp âáöu cæûc maïy phaït nhæ hçnh 4.4b. Âãøâiãûn aïp ralåïn vaìêt âáûp maûch (hçnh 4.4c), dáy quáún pháön æïng phaíi coïnhiãöu pháön tæívaìnhiãöu phiãún âäøichiãöu.5.2.1. Nguyãn lyïlaìm viãûc cuía âäüng cå mäüt chiãöu

Ngæåüc laûi trãn hçnh 4.5 mä taínguyãn lyïlaìm viãûc cuía âäüng cå mäüt chiãöu. Khi cho âiãûn

aïp mäüt chiãöu U vaìo hai chäøi âiãûn A vaìB, trong dáy quáún pháön æïng coïdoìng âiãûn. Caïc thanhdáùn ab vaìcd mang doìng âiãûn nàòm trong tæìtræåìng seîchëu læûc taïc duûng tæång häølãn nhau taûonãn momen taïc duûng lãn rotor, laìm rotor quay. Chiãöu læûc taïc duûng âæåüc xaïc âënh theo qui tàõcbaìn tay traïi (hçnh 4.5a).

Khi pháön æïng quay âæåüc næîa voìng, vë trê thanh dáùn ab, cd âäøi chäùnhau, nhåìcoïphiãúngoïp âäøi chiãöu doìng âiãûn, nãn doìng âiãûn mäüt chiãöu biãún âäøi thaình doìng âiãûn xoay chiãöu âæavaìo dáy quáún pháön æïng, giæîcho chiãöu læûc taïc duûng khäng âäøi, do âoïlæûc taïc duûng lãn rotorcuîng theo mäüt chiãöu nháút âënh, âaím baío âäüng cå coïchiãöu quay khäng âäøi (hçnh 4.5b).

(a) (b)

Hçnh 4.5Mä taí nguyãn lyï laìm viãûc cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 252. Sââ pháön æïng vaìmämen âiãûn tæì

Khi quay räto, caïc thanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng càõt tæìtræåìng pháön caím, trongmäùi thanh dáùn caím æïng sââ trung bçnh laì:

(4.2)lvBe tbtb=

trong âoï: lBtb τ

Φ

= tæìcaím trung bçnh trong khe håí;l laìchiãöu daìi cuía thanh dáùn;

60np260

Dnv τ=π

= täúc âäüdaìi.

Våïi: D: âæåìng kênh ngoaìi pháön æïng; τ : bæåïc cæûc; p : säúâäi cæûc tæì.n : täúc âäüvoìng; Φ : tæìthäng khe håídæåïi mäùi cæûc tæì.

Hçnh 4.6 Xaïc âënh sââ pháö n æïng vaì momen âiãûntæìtrong maïy âiãûn mäüt chiãöu

a) Tæìtræåìng cæûc tæì; b) Så âäökyïhiãûu dáy quáún;

U

Eæ

Eæ

iæiæ

S

M n

Btb Bδ

τ (a) (b)

Thãúvaìo (4.2), ta coïsââ trung bçnh trong mäüt thanh dáùn :

60ne Φ= ptb 2

Tæìphêa cäøgoïp nhçn vaìo pháön æïng ta tháúy dáy quáún coïthãøbiãøu thë bàòng så âäökyïhiãûunhæ hçnh 4.6b. Tæìâoïta tháúy dáy quáún gäöm nhiãöu pháön tæínäúi tiãúp nhau taûo thaình maûch voìngkên. Caïc chäøi âiãûn chia dáy quáún thaình nhiãöu nhaïnh song song. Khi pháön æïng quay, vë trê pháöntæíthay âäøi nhæng nhçn tæìngoaìi vaìo váùn laìnhiãöu maûch nhaïnh song song. Sââ pháön æïng bàòngtäøng caïc sââ thanh dáùn trong mäüt nhaïnh. Nãúu goüi säúthanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng laìN,säúâäi maûch nhaïnh song song laìa (2a säúnhaïnh song song), säúthanh dáùn cuía mäüt nhaïnh songsong N/2a. Váûy sââ cuía dáy quáún pháön æïng laìsââ cuía mäüt nhaïnh song song bàòng:

ΦΩ=Φ=Φ== MEtbæ knkna60pNe2a

NE (4.3)

trong âoï:60

2 nπ=Ω laìtäúc âäügoïc cuía pháön æïng;

a60pNkE = , a2pNkM π= hãûsäúphuûthuäüc vaìo kãút cáúu cuía maïy.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 26Tæìcäng thæïc (4.3) ta tháúy, âãøthay âäøi sââ pháön æïng thç coïthãøthay âäøi täúc âäühoàûc thay

âäøi tæìthängΦ tæïc laìthay âäøi doìng âiãûn kêch tæìvaìmuäún âäøi chiãöu sââ thç hoàûc âäøi chiãöuquay, hoàûc âäøi chiãöu doìng âiãûn kêch tæì.

Mämen âiãûn tæìvaìcäng suáút âiãûn tæìcuía maïy âiãûn mäüt chiãöu

Khi maïy âiãûn laìm viãûc trong dáy quáún pháön æïng seîcoïdoìng âiãûn chaûy qua. Taïc duûngcuía tæìtræåìng lãn dáy dáùn coïdoìng âiãûn seîsinh ra mämen âiãûn tæìtrãn truûc maïy.

Læûc âiãûn tæìtaïc duûng lãn tæìng thanh dáùn:æliBf tb

=

Nãúu täøng säúthanh dáùn cuía dáy quáún pháön æïng laìN vaìdoìng âiãûn trong maûch nhaïnh laìiæ=Iæ/2a thç mämen âiãûn tæìtaïc duûng lãn dáy quáún pháön æïng:

2D Nl2a

IBM ætb=

trong âoï: Iæ: doìng âiãûn pháön æïng.a : säúâäi maûch nhaïnh song song.D : Âæåìng kênh ngoaìi pháön æïngl : chiãöu daìi taïc duûng cuía thanh dáùn.

Do:π

τ=

p2D vaì lBtb τ

Φ= , nãn ta coï:

æMæ IkIa2pNM Φ=Φ

π= (Nm) (4.4)

Tæìcäng thæïc (4.4) ta tháúy, muäún thay âäøi mämen âiãûn tæì, ta phaíi thay âäøi doìng âiãûnpháön æïng Iæhoàûc thay âäøi doìng âiãûn kêch tæìIt. Trong maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu mämen âiãûn tæì

laìmämen haîm vç váûy ngæåüc chiãöu quay phaït âiãûn, coìn trong âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu, mämenâiãûn tæìlaìmämen quay nãn cuìng chiãöu quay våïi âäüng cå.

Cäng suáút æïng våïi mämen âiãûn tæìláúy vaìo âäúi våïi maïy phaït vaìâæa ra âäúi våïi âäüng cågoüi laìcäng suáút âiãûn tæìvaìbàòng:

(4.5)MP tâ Ω=

trong âoï: M laìmomen âiãûn tæì;Thay vaìo cäng thæïc trãn ta coï:

æææætâ IEIna60

pN

60

n2Ia2

pNMP =Φ=π

Φπ

=Ω= (4.6)

Tæìcäng thæïc náöy ta tháúy âæåüc quan hãûgiæîa cäng suáút âiãûn tæìvåïi momen âiãûn tæìvaìsæû trao âäøi nàng læåüng trong maïy âiãûn. Trong maïy phaït âiãûn cäng suáút âiãûn tæìâaîchuyãøn cängsuáút cå MΩ thaình cäng suáút âiãûn EæIæ. Coìn trong âäüng cå âiãûn, cäng suáút âiãûn tæìâaîchuyãøncäng suáút âiãûn EæIæthaình cäng suáút cå MΩ .

Täøn hao vaìcaïc phæång trçnh cán bàòngTäøn hao trong maïy âiãûn mäüt chiãöu gäöm caïc loaûi sau:Täøn hao cå pCå : gäöm täøn hao åíäøbi, täøn hao ma saït chäøi than våïi vaình goïp, täøn hao

thäng gioï... täøn hao náöy phuûthuäüc vaìo täúc âäüquay vaìlaìm cho äøbi, vaình goïp noïng lãn.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 27Täøn hao sàõt pFe : täøn hao do doìng âiãûn xoaïy vaìtæìtrãùtrong loîi theïp gáy nãn. Täøn hao náöy

phuûthuäüc vaìo váût liãûu, chiãöu daìy cuía táúm theïp, troüng læåüng loîi theïp, tæìcaím vaìtáön säú.Caïc täøn hao trãn khi ktaíi âaîtäön taûi nãn goüi laìtäøn hao khäng taíi: P0 = pcå + pFe .Täøn hao âäöng pCu:

+ Täøn hao âäöng trong maûch pháön æïng:• Täøn hao âäöng trong dáy quáún pháön æïng: Iæ2 ræ.• Täøn hao âäöng trong dáy quáún cæûc tæìphuû: Iæ2 rf .• Täøn hao tiãúp xuïc giæîa chäøi than vaìvaình goïp : 2Δ Ut x= 2V nãn pt x= 2Iæ.

Goüp táút caícaïc täøn hao trãn laûi goüi laìtäøn hao âäöng trãn pháön æïng:pæ= Iæ2R æ. Våïi R æ. = ræ+ rf + rtx

+ Täøn hao âäöng trong maûch kêch thêch:• Täøn hao âäöng trong dáy quáún kêch thêch.

• Täøn hao trãn biãún tråíâiãöu chènh trong maûch kêch tæì, váûy : pCut= UtIt ,trong âoï: Ut âiãûn aïp âàût lãn maûch kt, It : doìng âiãûn kêch tæì.

Täøn hao phuûpf :+ Trong theïp: tæìtræåìng phán bäúkhäng âãöu, aính hæåíng ràng raînh.+ Trong âäöng: quïa trçnh âäøi chiãöu laìm doìng thay âäøi,.. láúy 1%Pâm .

Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp maïy phaït mäüt chiãöu: U= Eæ- R æIæ.Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp âäüng cå mäüt chiãöu : U= Eæ+ R æIæ.

3. Maïy phaït mäüt chiãöuA. MAÏY PHAÏT KÊCH TÆÌÂÄÜC LÁÛP

Doìng âiãûn kêch tæìIt do nguäön mäüt chiãöu ngoaìi maïy taûo ra, khäng phuûthuäüc doìng âiãûnpháön æïng Iæ. Trãn hçnh 4.7 laìmaûch âiãûn tæång âæång cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu âäüc láûp.

Caïc phæång trçnh cuía maïy phaïtmäüt chiãöu kêch tæìâäüc láûp :

U

IæR æ

R

+

_

I

Eæ

_ Ut

It

R âc

R t

Hçnh 4.7 Maûch tæång dæång cuí a maïy phaït kêch tæìâäüc láûp

Phæång trçnh âiãûn aïp :+ Maûch kêch tæì:

tmtt IR U = + Maûch pháön æïng :æææ IR UE +=

IIæ=

âctmt R R R += ;æR : âiãûn tråímaûch pháön æïng.

a. Âàûc tênh khäng taíi : E = f( ) khi I=0 vaìn = consttILæu yïcaïc âiãøm sau :



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 28• Luïc = 0 váùn coïmäüt sââ nhoíE tI dæ do tæìdæ cuía loîi theï p.• Trong âoaûn E dæ A. sââ E tyílãû .tI• Trong âoaûn chuyãøn tiãú p AB, sââ E

tàng cháûm hån tI

Edæ

E

It

A

B CBaîo hoì• Trong âoaûn baîo hoìa BC, sââ E tàng

khäng âaïng kãø.

Âiãøm laìm viãûc bçnh thæåìng cuía maïynàòm trãn âoaûn chuyãøn tiãúp vç nãúu trãn âoaûntuyãún tênh sââ E seîthay âäøi nhiãöu theo doìngâiãûn nãn âiãûn aïp ra cuía maïy bë dao âäüng;coìn trãn âoaûn baîo hoìa doìng âiãûn låïn laìmtàng täøn hao.

tI

aChuyãøn tiãúp

Tuyãún tênh

Hçnh 4.8Âàûc tênh khäng taí itI

b. Âàûc tênh ngoaìi :U =f(I), khi n = const vaì= const.tI

Hçnh 4.9 Âàûc tênh ngoaìi

Uo

U R æIæ

Hçnh 4.10Âàûc tênh âiãöu chènh

It0

It

I

Suût aïp do phaínæïng pháön æïng

E

U

Iâm

R æIæ

Uâm

I

• Taïc duûng faín æïng pháön æïng laìm tæìthängΦ giaím, keïo theo sââ Eæ giaím.• Âiãûn aïp råi trong maûch pháön æïng R æIætàng.Âäübiãún âäøi âiãûn aïp âënh mæïc cuía maïy phaït : (It= Itâm)

)%155(100UUU%U

âmâmo

mâ −=×−

=Δ (4.7)

c. Âàûc tênh âiãöu chènh : It =f(I) khi U vaì Ω = Cte Âãøgiæîâiãûn aïp maïy phaït khäng âäøi khi taíi tàng, phaíi tàng doìng âiãûn k.tæì.tI

MAÏY FAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌSONG SONG

a. Maûch âiãûn tæång âæång vaìcaïc phæång trçnh cán bàòng

;III tsæ += æææ IR E −U= ; RIIR U tsmtt ==



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 29b. Âiãöu kiãûn tæûkêch

Quay maïy phaït våïi Ω khi Itaíi= 0 vaì = 0. Nhåìcoï tsI dæΦ maïy seîcoïsââ trãn âáöucæûc cuía maïy. Khi maûch kêch tæìâæåüc näúi våïi âáöu cæûc maïy phaït, seîcoïhai træåìng håüp xaíy ra :

dæE

1. Sââ Edætaûo ra taûo ratsI , tsI tΦ cuìng chiãöu ædΦ . Tthäng cæûc tæì tàng

dáön lãn, sââ E tàng theo vaìmaïy tæûkêch âæåüc.

ædt Φ+Φ=Φ

2. Nãúu ngæåüc chiãöu, seîtriãût tiãutΦ ædΦ , maïy k0 tæûkêch âæåüc.Giaísæímaïy tæûkêch âæåüc vaìItaíi=0, luïc âoïE vaì nghiãûm cuía hãû:tsI

E = f(Its) vaìE = R mtIts.Âæåìng E = f(Its) phuûthuäüc Ω ; âæåìng E = R mtIts phuûthuäüc vaìo R mt vaìtaûo våïi truûc Its mäüt

goïc . Chuïng càõt nhau taûi M.mtarctgR =α

Giaíthiãút giæî Ω = Cte, nãúu R mt tàng, âæåìng thàóng caím tiãúp xuïc våïi âàûc tênh khäng taíi æïngvåïi âiãûn tråítåïi haûn R th, luïc âoïâiãûn aïp khäng äøn âënh. Nãúu tiãúp tuûc tàng R mt maïy seîlaìm viãûc

våïi Edæ.R f1

0

M

Ikt

Its

R ftR f3EE

Edæ

E=f(Its

)

U=R mtIts

Hçnh 4.12 Âiãöu kiãûn tæûkêch

U

IæR æ

R

+

_

I

Eæ

ItsR âc

R ts

Hçnh 4.11 Maûch tæång dæångcuía maïy phaït kêch tæìsong song

Toïm laûi âiãöu kiãûn tæûkêch laì:

1. Phaíi coïtæìdæ trong hãûthäúng maûch tæì(maïy).2. Tæìthäng do sââ Edætaûo ra cuìng chiãöu tæìdæ.3. Biãún tråímaûch kêch tæìR mtphaíi âuíbeï(R mt< R th).

c. Âàûc tênh ngoaìi : U = f(I), khi n = const, Rmt = const.

Khi taíi I tàng, âiãûn aïp U cuía maïy phaït kêch tæìsong song giaím nhiãöu hån maïy phaït kêch tæì âäüc láûp vç+ aính hæåíng cuía faín æïng pháön æïng vaì + âiãûn aïp råi trãn R ænhæ trong maïy phaït kêch tæìâäüc láûp vaìthãm+ khi U giaím khiãún Its vaìE giaím theo nãn U giaím nhiãöu hån so våïi ktâl. Ta veîchung hai

âàûc tênh âãøso saïnh. Ta tháúy Δ Uâmcuía maïy phaït kêch tæìsong song cuîng låïn hån maïy phaït kêchtæìâäüc láûp : Δ Uâm= (10-20)%

Âiãøm âàûc biãût cuía maïy phaït kêch tæìsong song laìdoìng âiãûn taíi chè tàng âãún mäüt trë säú nháút âënh I = I

thsau âoïnãúu tiãúp tuûc tàng taíi thç doìng âiãûn I khäng tàng maìgiaím nhanh âãún trë

säúIo xaïc âënh båíi tæìdæ trong maïy, âiãøm P. Såídé nhæ váûy laìdo maïy laìm viãûc trong tçnh traûng



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 30khäng baîo hoìa æïng våïi âoaûn thàóng cuía âàûc tênh tæìhoïa, doìng âiãûn Its giaím seîlaìm cho E vaìUgiaím ráút nhanh. Âiãûn aïp U giaím nhanh hån doìng Its âæa laûi kãút quaílaìdoìng taíi I giaím âãún Io. Nhæ váûy sæûcäúmaïy phaït kêch tæìsong song khäng gáy nguy hiãøm nhæ maïy phaït kêch tæìâäüc láûp.

Hçnh 4.13 Âàûc tênh ngoaìi cuía maïyphaït mäüt chiãöu . 1. Kêch tæìâäüc láûp;2. Kêch tæìsong song.

U

Iâm

Uâm

I

1

Po

2

IthIdæ

UΔ âm

d. Âàûc tênh âiãöu chènh

Âãøâiãöu chènh âiãûn aïp, ta phaíi âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì, âæåìng âàûc tênh âiãöu chènhcuía maïy phaït kêch tæìsong song Its = f(I), khi âiãûn aïp U vaìtäúc âäün khäng âäøi veîtrãn hçnh30.4.

MAÏY PHAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌHÄØN HÅÜP

a. Maûch âiãûn tæång âæång phæång trçnh cán bàòngPhæång trçnh cán bàòng :

;II;III tntsæ =+= UIR R IE tnæææ ++= UR IIR U tntntsmtt +==

Doìng Itn taûo ra Φ , nãúun nsΦ+Φ=Φ : maïy phaït kêch tæìhäùn håüp näúi thuáûn, coìn

: maïy phaït kêch tæìhäùn håüp näúi ngæåüc. Sââ trong biãøu thæïc laì:nsΦ−Φ=Φ

)(nCnCE nsEEæ Φ±Φ=Φ=

Hçnh 4.14 Âàûc tênh âiãöu chènh

It0

Its

I

Hçnh 4.16Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaïtâiãûn mäüt chiãöu kêch tæìhäùn håüp. 1. Buì thæìa. 2. Buìâuí 3. Buìthiãúu 4. Näúi ngæåüc

Uâm

U

Iâm

I

4

2

U

Iæ

R æR

+

_

I

Eæ

Its

R âc

R ts

Hçnh 4.15Maûch tæång dæångcuía maïy phaït kêch tæìhäùn håüp

R tn



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 31b. Âàûc tênh ngoaìi : U = f(I), khi n = const, Rmt = const.

Goüi U0 laìâiãûn aïp luïc khäng taíi vaìUâm laìâiãûn aïp âáöy taíi.Ta coï: IR IR EU tnæææ −−= vaì ΩΦ±Φ= )(kE nsMæ

khi doìng taíi I tàng, âiãûn aïp U thay âäøi phuûthuäüc vaìo âäülåïn cuía nΦ so våïi tæïc laìphuû

thuäüc vaìo säúvoìng dáy Ws

Φ

n cuía cuäün ktnt. Âàûc tênh ngoaìi cuía mfkthh våïi :+ Kêch tæìhäùn håü p näúi thuáûn : âæåìng (3) buìthiãúu; âæåìng (2) buìâuí; âæåìng (1) buìthæìa.+ Kêch tæìhäùn håü p näúi ngæåüc : âæåìng (4), do näúi ngæåüc nãn tæìthäng täøng giaím nhiãöu khi

taíi tàng nãn U giaím ráút nhanh.

Hçnh 4.18Âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaïtâiãûn mäüt chiãöu kêch tæìhäùn håüp. 1. Buì thæìa. 2. Buìâuí 3. Buìthiãúu 4. Näúi ngæåüc

Uâm

U

Iâm

I

4

2

U

Iæ

R æR

+

_

I

Eæ

Its

R âc

R ts

Hçnh 4.17Maûch tæång dæångcuía maïy phaït kêch tæìhäùn håüp

R tn

c. Âàûc tênh âiãöu chènh

ÂãøgiæîU âáöu cæûc maïy phaït âiãûn khäng âäøi,ta phaíi âiãöu chènh doìng âiãûn kêch tæì, âæåìng âàûctênh âiãöu chènh cuía maïy phaït kêch tæìhäøn håüp Its = f(I), khi U vaìn=Cte âæåüc trçnh baìy trãn hçnh4.14. Trong âoïlaìâæåìng 1 laìkhi näúi thuáûn buì thæìa, âæåìng 2 näúi thuáûn buìbçnh thæåìng vaì âæåìng 3- näúi ngæåüc.

Its

4. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu

A. ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌSONG SONG(ÂÄÜC LÁÛP) a. Maûch âiãûn tæång âæång vaìcaïc phæång trçnh cán bàòng

Maûch âiãûn tæång âæång âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 4.20; våïi caïc kyïhiãûu tæång tæûnhæmaïy phaït, ta coïcaïc phæång trçnh cán bàòng laì:

(4.9a)ktæ III +=

Hçnh 4.19 Âàûc tênh âiãöu chènh cuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu

kêch tæì häøn hå .

Ito

I

321

Iâm




ktkdâckt R

UR R

UI =+

= (4.9b)

ΩΦ=−= Mæææ kIR UE (4.9c)

b. Âàûc tênh váûn täúc theo doìng kêch tæìn=f(I kt ).

nIæ

R æ

I+

_ M

Ikt

R âc

Hçnh 4.20Maûch tæång dæång cuí aâäüng cå kêch tæì song song

Ta

n

Ikt

Hçnh 4.21 Âàûc tênh täúc âäü theo doì ng kêch thêch

0

R âc

R âc= 0 íiUR kq Eæ

Âàûc tênh täúc âäütheo doìng kêch tæìlaìâæåìng cong n = f(Ikt), khi Iæ= const vaìU = const.Theo biãøu thæïc (4.9c), n tè lãûnghëch våïi tæìthäng )I( ktΦ ; trong khi âoïquan hãû coïdaûng âæåìng cong tæìhoïa B(H). Váûy n = f(I

)I( ktΦ

kt) coïdaûng hypebän nhæ hçnh 4.21. Tæìâàûctênh náöy cho tháúy, âãøâiãöu chènh täúc âäüâäüng cå kêch tæìsong song ta âiãöu chènh doìng âiãûnkêch tæìIkt. Âáy laìæu âiãøm âäüng cå mäüt chiãöu so våïi âäüng cå xoay chiãöu.

c. Âàûc tênh cå Ω = f(M).

Âoïlaìâæåìng cong quan hãû Ω = f(M), khi It = const vaìU = const. Ruït Iætæìcäng thæïc (4.9)vaìthay vaìo (4.9), ta coï:

M)(k

R k

UM

æ

M 2Φ−

Φ=Ω (4.10)

Nãúu âiãûn aïp U vaìtæìthängΦ khäng âäøi thç âàûc tênh cå laìâæåìng thàóng däúc xuäúng nhætrçnh baìy trãn hçnh 4.22. Moment tàng thç täúc âäügiaím ráút êt, nhæ váûy âàûc tênh cå cæïng. Trongnhæîng maïy âiãûn thæûc tæìthäng giaím do phaín æïng pháön æïng, nãn M hay Iætàng laìm täúc âäügiaímêt hån so våïi trçnh baìy trãn hçnh 4.21. Nhæ váûy, phaín æïng pháön æïng coïlåüi trong viãûc âiãöu

khiãøn täúc âäüâäüng cå mäüt chiãöu.

Hçnh 4.22Âàûc tênh cå cuía âäüng cå kêch tæìsong song

Ω âm

Ω 0

Ω 1ΔΩ

Ω

0 MMâmM0

Nãúu M2= 0 vaìM0= 0 thç Iæ= 0, âäüng cå quay våïitäúc âäükhäng taíi lyïtæåíng :

Φ=Ω

M1 k

U

Luïc khäng taíi âäüng cå cuîng phaíi láúy I0 âãøbuì vaìo P0, vaìquay våïi Ω 0 <Ω 1 mäüt êt :

1M

oæo k

IR UΩ≈

Φ

−=Ω



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 34Khi Iælåïn, maûch tæìbaîo hoìa, tæìthängΦ (Iæ) tàng cháûm hån nghéa laì(IΦ æ) < nãn

âàûc tênh åítrãn hypebän âoï.æIk Φ

C. ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU KÊCH TÆÌHÄÙN HÅÜP

a)

Maûch âiãûn tæång âæång vaìcaïc phæång trçnh Giäúng maïy phaït kêch tæìhäøn håüp, trãn mäùi cæûc tæìmang hai dáy quáún kêch tæì: song song

coïâiãûn tråíR s; näúi tiãúp coïâiãûn tråíR n.Tæìhçnh 4.25, ta viãút âæåüc caïc phæång trçnh laìm viãûc laì:

; (4.15a)

ktæ III += æn II =

ækqknæænnæ I)R R (UIR IR UE +−=−−= (4.15b)

n

Iæ

R æ

I+

_ M

Eæ

Hçnh 4.25Maûch tæång dæångcuía âäüng cå kêch tæìhäùn håüp

Ta

íiR

UR

R dc

It

b) Âàûc tênh cå (täúc âäü- Moment)Ω = f(M).Âoïlaìâæåìng cong quan hãû )M(f =Ω khi âiãûn aïp U = const vaìâiãûn tråíâiãöu chènh R âc

=const.Ω

Biãút âæåüc quan hãû )( æIf n=Φ

, tæì(4.35) vaì(4.36), ta coï:

Ω âm

Ω

0 M

23

1

4

Hçnh 4.26Caïc âàûc tênh cuía âäüng cå mäüt chiãöu.(1) song song ; (2) näúi tiãúp ; (3) häùn håüp cäüng ; (4) häùn

håüp træì.

Φ âm

Φ ’’’

Φ ’’

Φ ’

Mâm

'''oΩ

''oΩ

'oΩ

âmΩ

M(Iæ)(I âm)0

Hçnh 4.27Âàûc tênh cå cuía âäüngcå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæìsongsong våïi caïc Ikt khaïc nhau




22 )(kM)R R (

)(kU

nsM

næ

nsM Φ±Φ

+−

Φ±Φ=Ω (4.17)

Âáy chênh laìphæång trçnh thäng säúcuía âæåìng cong âàûc tênh cå âäüng cå mäüt chiãöu(hçnh 4.26).

D. ÂIÃÖU CHÈNH TÄÚC ÂÄÜÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU

Âàûc tênh cå cuía caïc loaûi âäüng cå mäüt chiãöu trçnh baìy trãn hçnh 4.27, coìn phuûtaíi khaïcnhau yãu cáöu täúc âäükhaïc nhau. Vç váûy âãøphuìhåüp våïi taíi cáön phaíi âiãöu chènh täúc âäüâäüng cåluïc coïtaíi.

Tæìcäng thæïc (4.17), ta viãút laûi nhæ sau :

22 )(k

M)R R R (

)(k

UnsM

pnæ

nsM Φ±Φ

++−

Φ±Φ

=Ω (4.18)

Trong âoï, R p : âiãûn tråíphuûmàõc vaìo maûch pháön æïng.Ta coïcaïc phæång phaïp âiãöu chènh täúc âäünhæ sau :

+ Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi tæìthängΦ .+ Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi âiãûn aïp U.+ Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi âiãûn tråíphuûR p.

Âäüng cå kêch tæìsong song (âäüc láûp)

a) Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi tæìthäng Φ Nãúu thay âäøi Φ n bàòng caïch thay âäøi R âc âãøthay âäøi Ikt (hçnh 4.20) thç æÏng våïi caïc trë säú

khaïc nhau cuía R âc ta coïcaïc âàûc tênh cå nhæ hçnh 4.27. Caïc âæåìng âàûc tênh naìy coï >oΩ âmoΩ ,vaìseîgiao nhau trãn truûc hoaình khiΩ = 0 :

ææ R

UI = (4.19)

Do âiãöu kiãûn âäøi chiãöu, caïc âäüng cå thäng duûng hiãûn nay coïthãøâiãöu chènh täúc âäüquaybàòng phæång phaïp naìy trong giåïi haûn 1:2. Cuîng coïthãøsaín xuáút âäüng cå coïgiåïi haûn âiãöu

chènh 1:5, tháûm chê 1:8.b) Âiãöu chènh täúc âäübàòng caïch thay âäøi âiãûn aï p U

Cáön hai nguäön: mäüt nguäön coïthãøâiãöu chènh âiãûn aïp âæåüc âãønäúi våïi maûch pháön æïngvaìmäüt nguäön khaïc näúi våïi maûch kêch tæì. Hãûthäúng T-Â (Thyristor - Âäüng cå) nhæ trçnh baìy(hçnh 539). âang sæíduûng phäøbiãún. Bäübiãún âäøi A vaìB âæåüc näúi song song ngæåüc, trong âoï bäüB âæåüc duìng khi cáön âäøi chiãöu quay âäüng cå.

Khi thay âäøi U, hoüâàûc tênh cå trçnh baìy trãn hçnh 4.40. Âæåìng 1 æïng våïi Uâm, âæåìng 3 vaì 2 æïng våïi U3 < U2 < Uâm, coìn âæåìng 4 æïng våïi U4 > Uâm.



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 37+ Báût nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh tàng dáön âiãûn aïp âàût vaìo hai âáöu dáy quáún âãøâiãûn

aïp bàòng 0.25, 0.50, 0.75, 1.0Uâm âäúi våïi dáy quáún kêch tæìvaìdoìng âiãûn bàòng 0.1, 0.2, 0.3,0.4Iâmâäúi våïi dáy quáún pháön æïng.

+ Ghi laûi caïc trë säúâo âæåüc trãn caïc cæía säøâo E1 vaìI1 vaìo maïy tênh bàòng caïch âæacon troíchuäüt âãún nuït record data. Sau khi âo hãút caïc cuäün dáy, måíbaíng säúliãûu ghi vaìo

baíng 1.+ Tàõt nguäön, xoay nuïm âiãöu chènh âiãûn aïp vãövë trê min, thaïo gåîcaïc dáy näúi.

Baíng 1 Maûch kêch tæì

I1(A)E1(V)

Maûch pháön æïng

I1(A)E1(V)

2. THÊ NGHIÃÛM MAÏY FAÏT ÂIÃÛN MÄÜT CHIÃÖU.a) Maïy faït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæìâäüc láûp:

Så âäöthê nghiãûm nhæ hçnh veî:

MFMC

E1

1

2

+

K

I1

R 1PrimeMover

+T

N

I2KT

+

678

5It

Iæ

+

R âc

Hçnh 4.31: Så âäöthê nghiãûm khäng taí i vaìcoï taíi maïy phaït mäüt chiãöu

• Thê nghiãûm láúy âàûc tênh khäng taíi:(hçnh4.31 )Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau:

+ Biãún tråíâiãöu chènh R âc âãøåívë trê låïn nháút (1000Ω ).+ Cäng tàõc MODE âãøvë trê Prime Mover.+ Cäng tàõc DISPLAY âãøvë trê Speed (n).



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 38Baíng 2

Khäng taíi (I1 = 0)I2(A) 0E1(V)

Coïtaíi (I2 = A)I1(A) 0E1(V)

Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènhI2(A)I1(V)

+ HåíK, báût nguäön vaìâiãöu chènh âãøtàng dáön âiãûn aïp U âàûc vaìo âäüng cå så cáúp (Pimemover) âaût âãún täúc âäün = nâmcuía maïy phaït âiãûn mäüt chiãöu.

+ Âiãöu chènh R âc âãøtàng doìng âiãûn kêch tæìcho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc FM bàòng1.2Uâm. trong quaïtrçnh tàng It, âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãútquaívaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 2 (hoàûc duìng maïy in âãøinbaíng säúliãûu).

• Thê nghiãûm coïtaíi: (hçnh 4.31 )Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm.+ Âoïng K âãøtàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc, trong quaïtrçnh tàng taíi nãúu âiãûn aïp

suût thç phaíi tàng doìng âiãûn kêch tæìâãøU = Uâm. Trong quaïtrçnh tàng taíi nãúu täúc âäün giaím thçphaíi âiãöu chènh âãøn = nâm. Sau âoïgiaím dáön taíi, trong quaïgiaím taíi âæa con troíchuäüt âãún nuït

record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âoâæåüc ghi vaìo baíng 2.• Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh: (hçnh 4.31 )

Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau : + Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm.+ Âoïng K âãøtàng dáön taíi. Mäøi láön tàng taíi, nãúu âiãûn aïp U vaìtäúc âäün giaím thç phaíi âiãöu

chènh doìng âiãûn kêch tæìâãøgiæîU vaìn bàòng âënh mæïc. Sau âoïâæa con troíchuäüt âãún nuïtrecord data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Måíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghivaìo baíng 2.

b) Maïy faït âiãûn mäüt chiãöu kêch tæìsong song:Så âäöthê nghiãûm nhæ hçnh 4.32:

• Thê nghiãûm khäng taíi:(hçnh 4.32 )Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau:

+ Âãøbiãún tråíâiãöu chènh R âc åívë trê låïn nháút (1000Ω ).+ HåíK, báût nguäön vaìâiãöu chènh âãøtàng dáön âiãûn aïp U âàûc vaìo âäüng cå så cáúp âãún

âaût täúc âäün = nâmcuía FM.+ Giaím R âc âãøtàng doìng âiãûn kêch thêch cho âãún khi âiãûn aïp âáöu cæûc FM bàòng 1.2Uâm.

trong quaïtrçnh tàng it, âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 39âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 3 (hoàûc duìng maïy in âãøinbaíng säúliãûu).

PrimeMover

MFMC

E1

1

2

+ +

K

I1

R 1T

N KT

+

67

8

5

It

Iæ +

R âc

I2

I

Hçnh 4.32: Så âäöthê nghiãûm MFMC kêch thêch song song

• Thê nghiãûm coïtaíi: (hçnh 4.32 )Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp.+ Âoïng K âãøtàng dáön taíi cho âãún khi taíi âënh mæïc. Trong quaïtrçnh tàng taíi, âæa con troí

chuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Trong quaïtrçnhtàng taíi nãúu täúc âäün giaím thç phaíi âiãöu chènh âiãûn aïp âãøn = nâm .Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âoâæåüc ghi vaìo baíng 3 (hoàûc duìng maïy in âãøin baíng säúliãûu).

• Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènh: (hçnh 4.32 )Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Laìm giäúng nhæ thê nghiãûm khäng taíi âãøthaình láûp âiãûn aïp, nhæng chè bàòng Uâm.+ Âoïng K âãøtàng dáön taíi. Mäøi láön tàng taíi, nãúu âiãûn aïp U vaìtäúc âäün giaím thç phaíi âiãöu

chènh âãøgiæîU vaìn bàòng âënh mæïc. Sau âoïâæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõpchuäüt âãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Måíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 3

Baíng 3

Khäng taíi (I1 = 0)I = I2(A) 0U=E1(V)

CoïtaíiIt= I2(A)I = I1(A) 0U=E1(V)

Thaình láûp âàûc tênh âiãöu chènhI = I2(A)U=E1(V)



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 42+ Måícæía säøâo momen vaìtäúc âäüâãøghi säúliãûu.+ Âoïng nguäön tàng dáön âiãûn aïp âàût vaìo pháön æïng âäüng cå U = Uâm. Âiãöu chènh doìng

âiãûn kêch tæìâãøn = 1,05nâm (Khoaíng 1575vg/ph). Sau âoïxoay muïm âiãöu chènh Load controlâãøtàng momen. Trong quaïtrçnh tàng taíi, âæa con troíchuäüt âãún nuït record data,nhàõp chuäütâãøghi kãút quaíâo âæåüc vaìo maïy tênh. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 4.

Baíng 5 Âàûc tênh cå N(Vg/ph)T(N.m) 0I1(A)E1(V)

b) Âiãöu chènh täúc âäüâäüng cå mäüt chiãöu Kêch Tæìâäüc láûp

• Thay âäøi tæìthäng: (Så âäöthê nghiãûm hçnh 4.35)Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Laìm nhæ thê nghiãûm láúy âàûc tênh cå. Sau âoïthay âäøi doìng âiãûn kêch tæìvaìlaìm laûinhæ trãn. Láúy khoaíng 3 gêa trë doìng kêch tæì. Sau âoïmåíbaíng säúliãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 6.

Baíng 6Âàûc tênh cå khi it = A

N(Vg/ph)

T(N.m) 0 Âàûc tênh cå khi it = A N(Vg/ph)T(N.m) 0

• Thay âäøi âiãûn aïp âàût vaìo maûch pháön æïng: (Så âäöthê nghiãûm hçnh 4.35)Trçnh tæûtiãú n haì nh nhæ sau :

+ Laìm nhæ thê nghiãûm láúy âàûc tênh cå. Sau âoïthay âäøi âiãûn aïp âàûc vaìo maûch pháön æïng

vaìlaìm laûi nhæ trãn. Láúy khoaíng 3 gêa trë âiãûn aïp âàûc vaìo maûch pháön æïng. Sau âoïmåíbaíng säú liãûu âo âæåüc ghi vaìo baíng 7.Baíng 7

Âàûc tênh cå khi U = V N(Vg/ph)T(N.m) 0

Âàûc tênh cå khi U = V N(Vg/ph)T(N.m) 0

Säúliãûu Âäüng cå Mäüt chiãöu vaìMaïy phaït Mäüt chiãöu :



Thê nghiãûm Maï y âiãûn Trang 43IV. BAÏO CAÏO THÊ NGHIÃÛM

1. Tæìcaïc säúliãûu baíng 1, tênh âiãûn tråícuía caïc cuäün dáy theo cäng thæïc sau:

12

121 I

UR = ;

4RRR

R tbæ4æ3æ2æ1 R +++

=

2. Tæìsäúliãûu baíng 2, 3 âo âæåüc veîcaïc âàûc tênh cuía maïy phaït âiãûn. Nháûn xeït caïc âæåìngâàûc thênh âoïvaìso saïnh våïi daûng lyïthuyãút âaîhoüc.

3. Tênh âäübiãún âäøi âiãûn aïp âënh mæïc maïy phaït mäüt chiãöu KT âäüc láûp:

100U

UEU

âm

âmâm% −

=Δ

4. Tæìsäúliãûu baíng 4 veîcaïc âæåìng âàûc tênh ngoaìi cuía maïy phaït âiãûn kêch tæìhäøn håüp näúithuáûn vaìnäúi ngæåüc cuìng chung trãn mäüt hãûtruûc toüa âäü. Nháûn xeït caïc âæåìng âàûc thênhâoïvaìso saïnh våïi daûng lyïthuyãút âaîhoüc.

5. Tæìsäúliãûu baíng 5 âo âæåüc veîâàûc tênh cå vaìtæìsäúliãûu baíng 6, 7 kãút håüp våïi baíng 5 veî

hoüâàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu khi thay âäøi tæìthäng vaìthay âäøi âiãûn aïpâæa vaìo maûch pháön æïng. Nháûn xeït caïc âæåìng âàûc thênh âoïvaìso saïnh våïi daûng lyï thuyãút âaîhoüc.

6. Trãn cå såísäúliãûu baíng 5, tênh vaìveîâàûc tênh hiãûu suáút caíu âäüng cå.Khi khäng taíi: Cäng suáút täøng âæa vaìo maïy kãøcaítäøn hao âäöng:

f cFeCutg PPPPUIP +++== å Trong âoï: CutgcFe PPPP −=+ å våïi PCu= R æI2 VaìPf = täøn hao phuûkhäng âaïng kãø

V. CÁU HOÍI KIÃØM TRA1. Muûc âêch thê nghiãûm.2. Phán biãût caïc så âäöâáúu näúi kêch thêch âäüc láûp, song song vaìhäøn håüp.3. YÏnghéa cuía caïc âæåìng âàûc tênh maïy.4. Caïch xaïc âënh caïc thäng säúmaïy.4. Caïch taûo File cáúu hçnh, baíng säúliãûu, læu säúliãûu vaìveîâäö ìthë trong pháön mãöm Lab -

Volt.



tr − êng ®¹i häc B¸CH KHOAkhoa ®iÖn

bé m«n: §IÖN C¤NG NGHIÖP

m¸y ®iÖn iim¸y ®iÖn ®ång bém¸y ®iÖn mét chiÒum¸y ®iÖn xoay chiÒu cã v μ nh gãp



PhÇn thø t−

M¸y ®iÖn ®ång béCh− ¬ng 1. §¹i c − ¬ng vÒ m¸y ®iÖn ®ång bé - HÇu hÕt çc nguån ®iÖn xoay chiÒu c«ng nghiÖp vμ d©n dông ®Òu ®− îc s·n xuÊt tõ

m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé.- §éng c¬ ®ång bé ®− îc dïng trong çc t¶i lín v μ cã thÓ ph¸t ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng- M¸y bï ®ång bé ®Ó n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt1.1 Ph©n lo¹i vμ kÕt cÊu m.®.®.b1. Ph©n lo¹i Theo kÕt cÊu cùc tõ: M¸y cùc Èn(2p = 2); M¸y cùc låi (2p ≥ 4)Dùa theo chøc n¨ng: M¸y ph¸t(Tuabin n− íc; tuabin h¬i; diªzen);

§éng c¬ ( P ≥ 200 KW); m¸ybï ®ång bé

2. KÕt cÊu. H×nh 1-1 m« t¶ m¸y ph¸t ®ång bé

cùc låi c«ng suÊt võa vμ h×nh 1-2 lμ m¸y ph¸t tuabin h¬i (m¸y cùc Èn).

KÕt cÊu cña stato cña m¸y ®iÖn ®ång bé hoμn toμn gièng nh− stato cña m.®.k.®.b, nªn ë ®©y chØ giíi thiÖu phÇn kÕt cÊu cña r«to.

H×nh 1-1. M¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé cùc låi

H×nh 1-2 M¸y ph¸t ®ång bé cùc Èn:1. bÖ m¸y; 2. lái thÐp stato; 3. Vá m¸y; 4. Gi¸ ®ë stato; 5. èng dÉn chèng ch¸y; 6. D©y quÊnstato; 7. Vμnh Ðp stato; 8. L¸ ch¾n ngoμi; 9. L¸ ch¾n trong; 10. L¸ ch¾n th«ng giã; 11. Che l¸ch¾n; 12. Çn chæi; 13. Tay gi÷ chæi; 14. Chæi; 15. æ trôc; 16. MiÕng lãt; 17. èng phun dÇu; 18.Gi¸ ®ë èng phun; 19. TÊm máng; 20. R«to; 21. Cùc; 22. M¸y kÝch thÝch

M¸y ®iÖn 2 1



a) KÕt cÊu m¸y ®ång bé cùc ÈnR« to m¸y ®ång bé cùc Èn ®− îc l μm b»ng thÐp hîp

kim, gia c«ng thμnh h×nh trô vμ phay r·nh ®Ó bè trÝ d©yquÊn kÝch thÝch. PhÇn kh«ng phay r·nh t¹o nªn mÆt cùccña m¸y. MÆt c¾t ngang cña lái thep r«to nh− h×nh 1-3.

V× m¸y cùc Èn cã 2p = 2, (n = 3000 vg/ph) nªn ®Óh¹n chÕ lùc ly t©m D ≤ 1,1 - 1,15 m , ®Ó t¨ng c«ng suÊt tat¨ng chiÒu dμi r«to l ®Õn 6,5m.

D©y quÊn kÝch thÝch th− êng lμ d©y ®ång trÇn tiÕt diÖnh×nh chö nhËt, quÊn theo chiÒu dÑt thμnh tõngbèi, gi÷a çc vßng d©y cã mét líp çch ®iÖnb»ng mica máng. Çc bèi d©y ®− îc Ðp chÆttrong çc r·nh r«to sau ®ã miÖng r·nh ®− îc kÝnb»ng thanh thÐp kh«ng tõ tÝnh. Hai ®©ud ra cña

d©y quÊn kÝch thÝch ®− îc nèi víi 2 v

μnh tr

− îcg¾n trªn trôc. M¸y ph¸t kÝch thÝch th− êng ®− îc

nèi cïn trôc víi r«to.

H×nh 1-3 M t c¾t n an lái thÐ

b) KÕt cÊu m¸y cùc låi.M¸y cùc låi th− êng quay víi tèc ®é thÊp nªn

®− êng kÝnh r«to cã thÓ lín tíi 15m, trong khichiÒu dμi l¹i bÐ. Th− êng l/D = 0,15 - 0,2.

Víi çc m¸y nhá v μ võa r«to ®− îc l μm b»ngthÐp ®óc, gia c«ng thμnh khèi l¨ng trô trªn cã çc cùc tõ,

h×nh 1-4.

H×nh 1-4. Cùc tõ cña m¸y ®ång bé cùc låi1. L¸ thÐp cùc tõ; 2. D©y quÊn kÝch thÝch;3. §u«i cùc tõ; 4. Nªm; 5. Lái thÐp r«to

H×nh 1-5. D©y quÊn c¶nhoÆc d©y quÊn më m¸y

Víi çc m¸y c«ng suÊt lín r«to ®− îc ghÐp tõ çc l¸ thÐpdμy tõ 1-6 mm, dËp ®Þnh h×nh vμ ghÐp trªn gi¸ ®ë r«to. Cùctõ ®Æt trªn r«to ghÐp b»ng çc l¸ thÐp dμy tõ 1-1,5 mm.

D©y quÊn kÝch thÝch ®− îc quÊn ®Þnh h×nh vμ lång vμoth©n cùc tõ, h×nh 1.4

Trªn bÒ mÆt cùc tõ cã mét bé d©y quÊn ng¾n m¹ch, nh− d©y quÊn lång sãc cña m.®.k.®.b. Víi m¸y ph¸t ®iÖn®©y lμ d©y quÊn cßn víi ®éng c¬ lμ d©y quÊn më m¸y, nh− h×nh 1.5

D©y quÊn më m¸y cã ®iÖn trë lín h¬n d©y quÊn c¶n.1.2 HÖ thèng kÝch tõ.

1. Yªu cÇu ®èi víi hÖ kÝch tõ. - Khi lμm viÖc b×nh th− êng cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®− îc

dßng ®iÖn kÝch tõ I t = U t /r t ®Ó duy tr× ®iÖn ¸p ®Þnh møc.- Cã kh¶ n¨ng c− ìng bøc dßng kÝch tõ t¨ng nhanh khi

®iÖn ¸p l− íi gi¶m thÊp do cã ng¾n m¹ch ë xa. Th− êng trong

kho¶ng 0,5 gi©y ph¶i ®¹t 2)5,0( ≈

−

tdm

tdmtm

U

U U , nh− h×nh 1-6.

- TriÖt tõ kÝch thÝch khi cã sù cè b»ng ®iÖn trë triÖt tõ R T H×nh 1-6. C− ëng bøc kÝch thÝch

M¸y ®iÖn 2 2



2. C¸c hÖ thèng kÝch tõ cña m¸y ®iÖn ®ång bé. a) KÝch tõ b»ng m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu g¾n cïng trôc víi m¸y ®ång bé. M¸y ph¸t

®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch th− êng cã 2 cu«n d©y kÝch thÝch: 1 cuén song song Ls dïng ®Ó tù kÝch thÝch vμ 1 cuén ®éc lËp Ln, h×nh 1.7.

b) KÝch tõ b»ng m¸y ph¸t kÝch tõ xoay chiÒu cã chØnh l− u, h×nh 1.8a lμ m¸y kÝch tõ cãphÇn c¶m quay vμ phÇn øng tÜnh vμ h×nh 1-8b lμ m¸y ph¸t kÝch tõ cã phÇn c¶m tÜnh vμ phÇn øng quay

c) HÖ thèng tù kÝch thÝch hæn hîp, h×nh 1-9, theo s¬ ®å nμy ®iÖn ¸p vμ dßng ®iÖn kÝch tõ sÏ tû lÖ víi U T vμ U I cña biÕn ®iÖn ¸p TU vμ biÕn dßng ®iÖn TI.

H×nh 1-7 KÝch tõ b»ng m¸yph¸t kÝch tõ mét chiÒu

PhÇn quay PhÇn tÜnh PhÇn quay PhÇn tÜnh

H×nh 1-8 M¸y kÝch tõ xoay chiÒu cã chØnh l− u

H×nh 1-9 HÖ thèng tù kÝch thÝch hæn hîp cña m¸y ®iÖn ®ång bé

M¸y ®iÖn 2 3



1.3 Nguyªn lý lμ m viÖc c¬ b¶n cña m¸y ®iÖn ®ång bé Khi ta ®− a dßng ®iÖn kÝch thÝch mét chiÒu it vμo d©y quÊn kÝch thÝch ®Æt trªn cùc tõ,

dßng ®iÖn it sÏ t¹o nªn mét tõ th«ng φt. NÕu ta quay r«tolªn ®Õn tèc ®é n (vg/ph), th× tõ tr− êng kÝch thÝchφt sÏquÐt qua d©y quÊn phÇn øng vμ c¶m øng nªn trong d©yquÊn ®ã S.§.§ vμ dßng ®iÖn phÇn øng biÕn thiªn víi tÇnsè f 1 = p.n/60. Trong ®ã p lμ sè ®«i cùc cña m¸y.

Víi m¸y ®iÖn ®ång bé 3 pha, d©y quÊn phÇn øng nèisao (Y) hoÆc nèi tam gi¸c (Δ) nh− h×nh 1.10.

Khi m¸y lμm viÖc dßng ®iÖn phÇn øng I− ch¹y trongd©y quÊn 3 pha sÏ t¹o nªn mét tõ tr− êng quay (®· biÕt ë phÇn 2 M§). Tõ tr− êng nμy quay víi tèc ®é ®ång bé n1 =60.f 1 /p.

H×nh 1-10 Nguyªn lý LVCB

Nh− vËy ë m¸y ®iÖn ®ång bé ta thÊy: n = n1 chÝnh v× vËy mμ ta gäi nã lμ m¸y ®iÖn

®ång bé.1.4 Çc trÞ sè ®Þnh møc. KiÓu m¸y; sè pha; tÇn sè (Hz); c«ng suÊt ®Þnh møc (kW hay KVA); ®iÖn ¸p d©y (v); S¬

®å dÊu d©y stato; Çc dßng ®iÖn stato vμ r«to; HÖ sè c«ng suÊt; Tèc ®é quay (vg/ph); CÊpçch ®iÖn.

M¸y ®iÖn 2 4



Trªn h×nh 2.2 sù kh¸c nhau gi÷a tõ c¶m c¬ b¶n vμ tõ c¶m kÝch tõ BBt ®− îc biÓu thÞ quahÖ sè d¹ng sãng.

tm Btm1 B

t k = (2-2)

Trong ®ã: BB

tm1 lμ biªn ®é cña sãng tõ c¶m c¬ b¶n; BtmB

lμ trÞ sè cùc ®¹i cña tõ c¶mk t ∈δ m/δ ; α = b c / τ . Th− êng δ m/δ = 1-2,5; α = 0,67-0,75 vμ k t = 0.95-1,15Tõ 2.2 ta cã:

t .k 2p

t .i t w

.d .k k 0

t .k .d .k k

t F 0 tm.Bt k tm1B

δμδ

μ

δμδ

μ=== (2-3)

kδ lμ hÖ sè khe hë ; kμd lμ hÖ sè b·o hoμ däc trôc cùc tõ.Tõ th«ng øng víi sãng c¬ b¶n

t k p

t .i

t w

..d .k k

.l .

2 0 .l .tm1B2 t1 δμδ

δτμ

δτπ

==φ (2-4)

Tõ th«ng mãc vßng Ψ t − d = w.k dq.Φ t1.cosω t vμ søc ®iÖn ®éng hæ c¶m trong d©y quÊnstato

t sin ω0mE t sin ωt1Φdqω .w.k dt

t − d d Ψ 0 e ==−=

Khi r« to quay víi tèc ®é gãc ω = 2. π .f th× tõ th«ng mãc vßng víi d©y quÊn phÇn øngsÏ lμ: ψ t − d = W.k dq.φ t1.cosω t

Søc ®iÖn ®éng hæ c¶m trong d©y quÊn sÏ lμ:

t ..sinE t ..sin.W.k dt

d e 0mt1dq

tud 0 ωωω

Ψ ==−= φ

Trong ®ã: t ud t ud t t t

d

0 dq0m .i x .i .M .i

p.k W

...k k

.l .W.k E === ω

δπτμ

ωμδ

δ 2-5

VËy hÖ sè hæ c¶m cña dq kÝch thÝch vμ dq phÇn øng lμ

p

.k W .

..k k

.l M t t

d

0 ud

δπ

τμ

μδ

δ= 2-6

vμ ®iÖn kh¸ng hæ c¶m x − d = ω .M − d 2-7HÖ sè tù c¶m cña d©y quÊn kÝch thÝch.

Lt = Lt δ + Lσ t 2-8

Víi: Lσ t lμ hÖ sè tù c¶m do tõ tr− êng t¶n g©y ra (tra tμi liÖu TK); Lt δ lμ hÖ sè tù c¶m dotõ tr− êng khe hë φ t δ g©y ra.

NÕu gäik φ lμ tû sè gi÷a diÖn tÝch giíi h¹n bëi ®− êng 1 vμ ®− êng 2 h×nh 2.2 th×.

φ t δ = k φ .φ t1 ⇒ φμδ

δδδ δπ

τμ .k .k p

W ...k k

.l i .W L t

2 t

d

0

t

t t t == φ 2-9

M¸y ®iÖn 2 6



2. M¸y cùc Èn. H×nh 2.3 biÓu diÔn sù ph©n bè cña tõ c¶m cùc tõ vμ sãng c¬ b¶n. LÊy trôc cùc tõ lμm

gèc ta tÝnh ®− îc.

tm

2 π

2 γ )π (1

tm

2 γ ).π (1

0 tm

2 π

2 π

t tm1 B

2 γπ

2 γπ

sin

π

4α ).cos α .d α

2

π ( B

γ .π

2 .

π

4d α cos α B

π

4α d cosB

π

2 B =−+==

∫ ∫ ∫ −

−

−

α α

VËy víi m¸y cùc Èn:

2 γπ

2 γπ

sin.

π 4

BB

k tm

tm1t == 2-10

Th− êng γ = 0,6 - 0,85, nªn k t = 1,065 - 0,965.

HÖ sè h×nh d¸ngt k

.32

1.

2 k

γπ−

=φ 2-11

HÖ sè hæ c¶m vμ tù c¶m cña m¸y cùc Èn còng®− îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc 2.6 vμ 2.9.

2.3 Tõ tr − êng phÇn øng.

Khi m¸y ®iÖn ®ång bé lμm viÖc tõ tr− êng do

dßng ®iÖn I − ch¹y trong d©y quÊn Stato sinh ra gäilμ tõ tr− êng phÇn øng F− . T¸c dông cña F− lªn F t gäi lμ ph¶n øng phÇn øng. Tuú thuéc vμ otÝnh chÊt cña t¶i vμ d¹ng cùc tõ mμ ph¶n øng phÇn øng cã c¸c d¹ng kh¸c nhau.

H×nh 2.3 Sù ph©n bè cña tõ c¶m cùc tõ

1. Ph¶n øng phÇn øng ngang trôc vμ däc trôc XÐt mét m¸y ®ång bé 3 pha(m = 3), 2p = 2 , mçi pha ®− îc t − îng tr − ng b»ng mét vßng

d©y, thêi ®iÓm xÐt I & A = I m; I & B = I &C = - I m/2a/ Khi t¶i thuÇn trë. Khi t¶i ®èi xøng vμ thuÇn trë, I &vμ E &

trïng pha nhau (ψ = 0) . T¹i thêi ®iÓmxÐti A = I m nªn F− ≡ I & A ≡ E &

A cßn s.t.®sinh ra e

AF &

A = E & Am sÏ v− ît pha tr − íc E &

t

A mét gãc π /2. Nh− vËy trong tr− êng hîpnμy uF &− ⊥ , ph¶n øng phÇn øng l μ ngang trôc. §å thÞ vÐc t¬ thêi gian

F &

I &, E & vμ kh«ng gian , nh− h×nh 2.4uF & t F &

H×nh 2. 4 Ph¶n øng phÇn øng khi t¶i thuÇn trë

M¸y ®iÖn 2 7



b/ Khi t¶i thuÇn c¶m.

E & A v− ît pha tr − íc I & A mét gãc π /

2 vμ v− ît pha tr − íct F & E & A mét gãc π /2, nªn vμ trïng ph − ¬ng nh− ng

ng− îc chiÒu, ph¶n øng phÇn øng l

μ däc trôc khö tõ. §å thÞ vÐc t¬ thêi

gian

uF & t F &

I &, E & vμ kh«ng gian , nh− h×nh 2.5

uF & t F &

H×nh 2.5 Ph¶n øng phÇn øng khi t¶i thuÇn c¶mc/ Khi t¶i thuÇn dung.

E & A chËm pha so víi I & A mét gãc π /

2 vμ v− ît pha tr − íct F & E & A mét gãc π /2, nªn vμ trïng ph − ¬ng, chiÒu

víi nhau nªn, ph¶n øng phÇn øng l μ däc trôc khö tõ. §å thÞ vÐc t¬ thêigian

uF & t F &

I &, E & vμ kh«ng gian , nh− h×nh 2.6

uF & t F &

d/ Khi t¶i hæn hîp.

E & A lÖch so víi I & A mét gãc ψ , ta ph©n

thμnh 2 thμnh phÇn:uF &

F− d = F − .sinψ - däc trôc

F− q = F − .cosψ - ngang trôcVËy khi 0 < ψ < π /2, ph¶n øng

phÇn øng l μ ngang trôc vμ khö tõ VËy khi -π /2 < ψ < 0 , ph¶n øng

phÇn øng l μ ngang trôc vμ trî tõ

H×nh 2.6 Ph¶n øng phÇn øng khi t¶i thuÇn dung

H×nh 2.7 Ph¶n øng phÇn øng khi t¶i cã tÝnh

2. Tõ c¶m do tõ tr − êng phÇn øng vμ c¸c ®iÖn kh¸ng t − ¬ng øng. a/ M¸y ®ång bé cùc Èn.

Víi m¸y ®ång bé cùc Èn δ ®Òu, nÕu m¹ch tõ kh«ng b¶o hoμ th× tõ trë lμ h»ng sè, nh− vËy nÕu F− lμ sin th× BB− còng sin.

.I p

W.k π

2m..δ .k k

μ .F.δ .k k

μ B dq

μ δ

0u

μ δ

0um == 2-12

vμ .I p

W.k π

2m..δ .k k .l. 2. μ .l..B

π 2 dq

2 μ δ

δ 0δ umu

τ τ φ == 2-13

Søc ®iÖn ®éng phÇn øng do tõ th«ngφ − c¶m øng nªn cã trÞ sè:

udqudqu ..f.W.k 2π ..W.k 2ω

E φ φ == vμ p.k W

.δ .k π .k .l. μ

4.m.f. I E

x

2dq

2

μ δ

δ 0

u

uu

τ

== 2-14

Th− êng x − = 1,1 - 2,3

M¸y ®iÖn 2 8



b/ M¸y ®ång bé cùc låi.

M¸y ®ång bé cùc låi δ däc trôc vμ ngang trôc kh«ng gièng nhau, nªn mÆc dÇu s.t.® lμ sin nh− ng tõ c¶m sÏ kh«ng sin. Sù kh«ng sin cña BB− cßn phô thuéc vμo tÝnh chÊt cña t¶i. §ÓthuËn lîi ta ph©n F− øng víi mét t¶i bÊt kú thμnh hai thμnh phÇn däc trôc vμ ngang trôc nh− h×nh 2.8

H×nh 2.8 Sù ph©n bè cña s.t.® vμ tõ c¶m däc trôc v μ ngang trôc

Ta cã:

d dqdq

uud I p

W.k

π 2 m.

I.sin ψ p

W.k

π 2 m.

.sin ψF F === 2-15

q

dqdq

uuq I p

W.k

π 2 m.

I.cos ψ p

W.k

π 2 m.

.cos ψF F === 2-16vμ tõ c¶m t− ¬ng øng.

ud μ d δ

0 udm F

.δ .k k μ

B = vμ uq μ qδ

0 uqm F

.δ .k k μ

B = 2-17

Thùc tÕ BB− d vμ B− qB ph©n bè kh«ng sin, ph©n tÝch thμnh sãng c¬ b¶n vμ sãng bËc cao. Víiçc sãng c¬ b¶n ta cã hÖ sè d¹ng sãng:

udm

udmud

B

Bk 1= vμ

uqm

uqmuq

B

Bk

1= 2-18

Çc hÖ sè k − d vμ k − q phô thuéc vμo α , δ m/δ , δ /τ ®− îc tÝnh s½n trong tμi liÖu thiÕt kÕ Çc ®iÖn kh¸ng t− ¬ng øng x¸c ®Þnh nh− m¸y cùc Èn:

ud

2 dq

2

d

0

d

ud ud k

p

.k W

..k .k .l .

4.m.f.I

E x

δπτμ

μδ

δ== 2-19

uq

2 dq

2

q

0

q

uquq k

p

.k W

..k .k .l .

4.m.f.I

E x

δπτμ

μδ

δ== 2-20

Th− êng: x − d = 0,5 - 1,5; x − q = 0,3 - 0,9

M¸y ®iÖn 2 9



2.4 Quy ®æi çc S.T.§ trong m¸y ®iÖn ®ång bé ChÕ ®é lμm viÖc x¸c lËp, t¶i ®èi xøng t¸c dông cña F− lªn F t lμ trî tõ hoÆc khö tõ. §Ó

®¸nh gi¸ ®− îc møc ®é ¶nh h− ëng ®ã ta ph¶i quy ®æi F− vÒ F t vμ nh− vËy khi xÐt çc ®ÆctÝnh lμm viÖc cña m¸y ta cã thÓ biÓu thÞ chóng trªn cïng mét hÖ trôc to¹ ®é vμ ®− êng congkh«ng t¶i E = f(i t ).

ChÕ ®é qu¸ ®é ta ph¶i quy ®æi ng− îc l¹i F t vÒ F− . ViÖc quy ®æi ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn:

BBtm1 = B− m1 2-21ChÕ ®é x¸c lËp, m¸y cùc Èn ta cã:

t μ δ

0 t tmt tm1 .F

.δ .k k μ

.k .Bk B == vμ t μ δ

0 tmum1 .F

.δ .k k μ

BB == 2-22

VËy uu

t

uu .F k

k F

F ==′ hayt

u k 1

k =

Víi m¸y cùc låi theo h − íng däc trôc:

t μ d δ

0 t tmt tm1 .F

.δ .k k μ

.k .Bk B == vμ ud μ d δ

0 ud udmud udm1 .F

.δ .k k μ

.k .Bk B == 2-23

Søc tõ ®éng phÇn øng däc trôc ®· quy ®æi vÒ s.t.® cùc tõ:

d ud t

ud ud ud .k F

k k

F F ==′ víi k d = k − d / k t

Còng vËy, theo h− íng ngang trôc:

quqt

uququq .k F

k

k F F ==′ víi k q = k − q / k t

Çc hÖ sè k d vμ k q phô thuéc vμo α , δ m/δ , δ /τ ®− îc tÝnh s½n trong tμi liÖu thiÕt kÕ.

M¸y ®iÖn 2 10



Ch− ¬ng 3.

Quan hÖ ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn ®ång bé3.1 §¹i c − ¬ng.

Quan hÖ ®iÖn tõ trong m.®.®.b bao gåm çc ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p, ®å thÞ vÐc t¬, gi¶n ®ån¨ng l− îng v μ c«ng suÊt ®iÖn tõ cña m¸y ®iÖn ®ång bé.

3.2 Ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p vμ ®å thÞ vÐc t¬.

ChÕ ®é t¶i ®èi xøng ta chØ cÇn xÐt cho mét pha.§èi víi m¸y ph¸t ®iÖn:

3-1 ) jx (r I E U uσ uδ +−=&&&

§èi víi ®éng c¬ vμ m¸y bï ®ång bé:

3-2 ) jx (r I E U uσ uδ ++= &&&

Trong ®ã:U lμ ®iÖn ¸p ®Çu cùc cña m¸y,r − vμ x σ − lμ ®iÖn trë vμ ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©yquÊn phÇn øng;

Eδ lμ s.®.® c¶m øng trong d©y quÊn do tõ tr− êng khe hë.Khi m¹ch tõ kh«ng b¶o hoμ, ¸p dông nguyªn lý xÕp chång ta cã:

3-3u E E E &&&+=

0δ

Khi m¹ch tõ b¶o hoμ ta ph¶i x¸c ®Þnh råi suy rauF F F &&&+=

0δ δ E &

1. Tr − êng hîp m¸y ph¸t ®iÖn. a/ Khi m¹ch tõ kh«ng b¶o ho μ .

Gi¶ sö t¶i ®èi xøng vμ cã tÝnh c¶m(0 < ψ < 90 0)

-/ M¸y cùc Èn:Ph− ¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p lμ:

) jx (r I E E U uσ uu+−+=

&&&& 3-4

Ch− ¬ng 2 ta ®· x¸c ®Þnh ®− îcnªnuu x I j E &&

−= H×nh 3.1 §å thÞ s.®.® m¸y ph¸t ®ång bé cùc Èn

udbuσ u u .r I .x I j E .r I ) jx (x I j.E U &&&&&&&−−=−+−=

3.5trong ®ã x ®b = x − + x σ − lμ ®iÖn kh¸ng ®ång bé, th− êng x ®b = 0,7 - 1,6

§å thÞ vÐc t¬ nh− h×nh 3.1- / M¸y cùc låi.

Ta ph©n s.t.® phÇn øng F − thμnh F − d v

μ F − q, tõ th«ng t

− ¬ng øng víi çc s.t.® ®ã sÏ c¶mnªn çc s.®.®: vμ Ph− ¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cã d¹ng.ud d ud x I j E &&

−=uqquq x I j E &&

−=

M¸y ®iÖn 2 11



Céng U víi v μ ®− îc . Trªn trôc ho μnh ®Æt råi céng víi hîp víitrôc hoμnh mét gãc 90

ur I & u x I j &δ E & δ F & δ F & uu F K &

0 + ( ϕ + δ ), t×m ®− îc . Tõ ®å thÞ nμy x¸c ®Þnh ®− îc ΔU = E -U

0F &

®m, th− êng = (5 - 10)%

- Víi m¸y ph¸t ®ång bé cùc låi, viÖc thμnh lËp chÝnh x¸c ®å thÞ vÐc t¬ lμ rÊt khã, v×φ d

vμ φ q hæ c¶m víi nhau, h¬n n÷a møc ®é b¶o hoμ theo 2 h− íng l¹i kh¸c nhau. Nh − vËy x − d vμ x − q phô thuéc c¶ vμo φ d vμ φ q. §Ó ®¬n gi¶n ta coi x − d chØ phô thuéc vμo φ d vμ x − q chØ phôthuéc vμo φ q vμ k μ q ®· biÕt. Khi®ã sau khi ®· vÏ c¸c vÐc t¬ U, Ir − vμ jI.x σ − ®− îc , h×nh 3.5a, theoh− íng jI.x

δ E &

σ − vÏ ®o¹n

ψ cosI.x uq

uq E CD == vμ x¸c

®Þnh ®− îc ph − ¬ng cña E. TrÞ sè x − q cã thÓ tÝnh hoÆc lÊy b»ng1,1- 1,15 . Tõ h×nh 3.5b ta còng x¸c®Þnh ®− îc CD qua OA = F' − q =k q.F − q, sau ®ã x¸c ®Þnh ®− îc Eδ d = OF = MP , lÊy MN = F' − d =k d .F − d chiÕu lªn ta ®− îc E

a) b)H×nh 3-6 C¸ch x©y dùng ®å thÞ vÐc t¬ s.t.®.®

cña m¸y ®ång bé cùc låi

2. Tr − êng hîp ®éng c¬ ®iÖn. §éng c¬ ®iÖn ®ång bé cã cÊu t¹o cùc låi v× vËy ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p sÏ lμ:

uqqd d uuuqud uu r I x I j x I j E jxr I E E E jxr I E U &&&&&&&&&&& +++=++++=++= )()( σ σ δ 3.8

H×nh 3-7 Gi¶n ®å n¨ng l− înga) m¸y ph¸t; b) ®éng c¬

a) b)H×nh 3-6 §å thÞ vÐc t¬ §éng c¬ ®åa) ThiÕu kÝch thÝch; b) Qu¸ kÝch thÝch

ng bé

3.3 Gi¶n ®å n¨ng l− îng cña m¸y ®iÖn ®ång béM¸y ph¸t: P ®t = P 1 - (p c¬ + p t + p f ) vμ P 2 = P ®t - pcu - p fe

§éng c¬: P ®t = P 1 - pcu - p fe vμ P 2 = P ®t - (p c¬ + p t + p f )

M¸y ®iÖn 2 13



3.4 C¸c ®Æc tÝnh gãc cña m¸y ®iÖn ®ång bé 1. §Æc tÝnh gãc c«ng suÊt t¸c dông.

P = f( θ ) khi E = const, U = const , víi θ lμ gãc t¶i gi÷a vÐc t¬ E vμ U .§Ó ®¬n gi¶n ta bá quar − v× nã rÊt bÐ so víi(x ®b, x d , x q). C«ng suÊt ®Çu cùc cña m¸y

®ång bé b»ng: P = mUIcos ϕ Theo ®å thÞ vÐc t¬ h×nh 3.3 ta cã:

H×nh 3-8 Sù t¹o nªn PU

d d x

Ucos θ E I

−= ,

qq x

U.sin θ I = vμ ϕ = ψ - θ 3.9

Do ®ã: P = mUIcos ϕ = mUIcos( ψ - θ )= mU(Icos ψ .cosθ + Isin ψ .sinθ )

P = mU(I q.cosθ + I d .sinθ ), thay I d vμ I q vμo ta cã:

cosθ θ sin x

mU θ sin x

mEU cosθ θ sin

x

mU P

d

2

d q

2

−+=

Hay

)sin2 θ x

1 x

1(

2mU

sinθ x

mUE P

d q

2

d

−+= = P e + P u 3.10

Tõ biÓu thøc 3.10 ta thÊy c«ng suÊt t¸c dông cña m¸y ®ång bé cùc Èn cã hai phÇn. MétphÇn P e tû lÖ víi sinθ vμ phô thuéc vμo kÝch tõ; mét phÇn P u tû lÖ víi sin2θ kh«ng phôthuéc vμo kÝch tõ. Nh− vËy ®èi víi m¸y ph¸t ®ång bé cùc låi khi mÊt kÝch tõ c«ng suÊt t¸c

dông vÉn cã mét l− îng nhá l μ P u. Ng− êi ta øng dông ®iÒu nμy ®Ó chÕ ra c¸c ®éng c¬ ®iÖnph¶n kh¸ng cã c«ng suÊt c¬ vμi chôc o¸t.

- Víi m¸y ®ång bé cùc Èn v× x d = x q nªn sinθ x UE

m Pdb

= 3.11

§Æc tÝnh gãc c«ng suÊt t¸c dông m¸y ®iÖn ®ång bé nh− h×nh 3.9

§éng c¬ M¸y ph¸t §éng c¬ M¸y ph¸t H×nh 3-9 §Æc tÝnh gãc c«ng suÊt t¸c dông. a) m¸y cùc låi; b) m¸y cùc Èn

M¸y ®iÖn 2 14



2. §Æc tÝnh gãc c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. C«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña m¸y ®iÖn ®ång bé ®− îc tÝnh:Q = mUIsin ϕ = mUIsin( ψ - θ ) = mU(Isin ψ .cosθ + Icos ψ .sinθ )ψ .cosθ + Icos ψ .sinθ )Q = mU(I d .cosθ - I q.sinθ )Q = mU(I d .cosθ - I q.sinθ )

Thay I d vμ I q v

μo ta cã:Thay I d v

μ I q v

μo ta cã:

) x

1 x

1(

2mU

)cos2 θ x

1 x

1(

2mU

cosθ x

mUEQ

d q

2

d q

2

d

+−−+=

§Æc tÝnh gãc c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña m¸y ®iÖn ®ång bé nh− h×nh 3.11.Khi -θ ' < θ < + θ ' m¸y ph¸t c«ng suÊt ph¶n kh¸ng vμo l− íi, ngo μi ph¹m vi trªn m¸y

tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng.

H×nh 3-10 Tõ tr− êng khe hë a) m¸y ph¸t, b) ®éng c¬

H×nh 3-11 §Æc tÝnh gãc c«ngsuÊt ph¶n kh¸ng m¸y cùc låi

M¸y ®iÖn 2 15



Ch− ¬ng 4.

M¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé lμm viÖc víi t¶i ®èi xøng4.1 §¹i c − ¬ng.ChÕ ®é t¶i ®èi xøng cña m¸y ®iÖn ®ång bé ®− îc ®Æc tr− ng bëi çc ®¹i l− îng: U, I, I t ,

cosϕ vμ tÇn sè f hoÆc tèc ®én.Trong ®ã f = f ®m; cosϕ phô thuéc vμo t¶i cßn l¹i 3 ®¹i l− îng U, I, I t x¸c ®Þnh cho ta çc

®Æc tÝnh.1. §Æc tÝnh kh«ng t¶i U = f(I t ) khi I = 0; f = f ®m2. §Æc tÝnh ng¾n m¹ch I n = f(I t ) khi U = 0; f = f ®m 3. §Æc tÝnh ngoμi U = f(I) khi I t = cte; f = f ®m; cosϕ = Cte 4. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I t = f(I) khi U = cte; f = f ®m; cosϕ = Cte 5. §Æc tÝnh t¶i U = f(I t ) khi I = cte; f = f ®m; cosϕ = Cte

Çc ®Æc tÝnh trªn ®− îc x¸c ®Þnh b»ng çch tÝnh to¸n hoÆc thÝ nghiÖm.Tõ çc ®Æc tÝnh trªn ta suy ra tû sè ng¾n m¹ch K; ΔU vμ çc tham sè x d ; x q; x σ −

4.2 Çc ®Æc tÝnh cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé. S¬ ®å thÝ nghiÖm nh− h×nh 4.1

H×nh 4.1 S¬ ®å thÝ nghiÖm lÊy çc ®Æc tÝnh cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé

1. §Æc tÝnh kh«ng t¶i.(E = U = f(I t ) khi I = 0 vμ f = f ®m)

HÖ ®¬n vÞ t− ¬ng ®èi E* = E/E ®m; I t* = I t / I t®m0

Theo s¬ ®å thÝ nghiÖm h×nh 4.1 Më cÇu daot¶i, quay m¸y ph¸t ®Õn tèc ®é ®Þnh møc, thay ®æidßng ®iÖn kÝch tõ ta nhËn ®− îc ®− êng ®Æc tÝnhkh«ng t¶i, nh− h×nh 4.2

§ − êng (1) m¸y ph¸t tourbin h¬i, ®− êng (2)m¸y ph¸t tourbin n− íc. Ta thÊy m¸y ph¸t tourbinh¬i b¶o hoμ nhiÒu h¬n m¸y ph¸t tourbin n− íc.

Khi E = E ®m= 1 m¸y ph¸t tourbin h¬i cãk μ d =k μ = 1,2 cßn m¸y ph¸t tourbin n− íc cã k μ = 1,06

H×nh 4.2 §Æc tÝnh kh«ng t¶i,(1) MF tuabin h¬i, (2) MF tuabin n− íc

M¸y ®iÖn 2 16



2. §Æc tÝnh ng¾n m¹ch, I n = f(I t ) khi U = 0, f = f ®m vμ tû sè ng¾n m¹ch K Khi ng¾n m¹ch nÕu bá quar− th× t¶i cña m¸y ph¸t lμ d©y quÊn cña phÇn øng nªn nã

®− îc coi lμ thuÇn c¶mψ = 0, I q = Icosψ = 0 cßn I d = Isinψ = I M¹ch ®iÖn thay thÕ vμ ®å thÞ vÐc t¬ nh− h×nh 4.3, ta cã

4.1d x I j E &&

+=0

Khi ng¾n m¹ch v× tõ th«ng φ δ cÇn thiÕt ®Ó sinhra Eδ = E - Ix − d = Ix σ − rÊtbÐ nªn m¹ch tõ kh«ng b¶ohoμ do ®ã quan hÖ I = f(I t ) lμ ®− êng th¼ng, h×nh 4.4

Tû sè ng¾n m¹ch K .§©y lμ tû sè gi÷a dßng ®iÖnng¾n m¹ch I n0 øng víi dßng®iÖn I t sinh ra E = U ®m lóckh«ng t¶i vμ dßng ®iÖn®Þnh møc I ®m

K = I n0 / I ®m 4.2

Tõ h×nh 4.5 ta suy ra:

I n0 = U ®m/ x d 4.3

Víi x d lμ ®iÖn kh¸ng ®ång bé däc trôc øng víi E = U ®m

VËy K = U ®m/ x d .I ®m= 1/ x ®*

Th− êng x ®* > 1 nªn K < 1, hay I n0 < I ®m VËydßng ®iÖn ng¾n m¹ch x¸c lËp cña m¸y ph¸t ®iÖn®ång bé kh«ng lín, ®ã lμ do t¸c dông khö tõ cñaph¶n øng phÇn øng.

Qua hai tam gi¸c ®ång d¹ngOAA' vμ OBB' ta cã:

tn

t

dm

n

I I

I I K 00 == 4.4

I t0⇒ U 0 = U ®m vμ I tn ⇒ I n = I ®m

K lμ mét tham sè quan träng cña m¸y ph¸t ®iÖn®ång bé.

H×nh 4.3 (a) m¹ch ®iÖn thay H×nh 4.4 §Æc tÝnh ng¾n m¹chthÕ; (b) ®å thÞ vÐc t¬ cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé

H×nh 4-5 X¸c ®Þnh tû sè ng¾n m¹ch K

K lín ⇒ ΔU bÐ vμ P®t lín ⇒ m¸y lμm viÖc æn®Þnh, muèn K lín th× x ®*ph¶i lín ⇒ δ lín ⇒ kÝch th− íc cña m¸y lín ⇒ gi¸ thμnh t¨ng.

Th− êng m¸y ph¸t tourbin n− íc K = 0,8 - 1,8; vμ tourbin h¬i K = 0,5 - 1,0

M¸y ®iÖn 2 17



3. §Æc tÝnh ngoμ i vμ ®é thay ®æi ®iÖn ¸pΔU ®m

§Æc tÝnh ngoμ i: U = f(I) khi I t = Cte; cosϕ = Cte ; f = f ®m

Çc ®− êng ®Æc tÝnh ngoμi phô thuéc vμo tÝnhchÊt t¶i nh− h×nh 4.6

Dßng ®iÖn kÝch tõ I t øng víi U = U ®m, I = I ®m, cosϕ= cosϕ®mvμ f = f ®m®− îc gäi l μ dßng ®iÖn kÝchtõ ®Þnh møc I t®m

§é thay ®æi ®iÖn ¸pΔ U®m

100% 0

dm

dmdm U

U E U

−=Δ 4.5

M¸y ph¸t tourbin h¬i cã xd lín h¬n m¸y ph¸ttourbin n− íc nªn ΔU ®m% cña nã lín h¬n m¸y ph¸t

tourbin n− íc. Th− êng ΔU ®m% = (25 - 35)% 4. §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I t = F(I) khi U = U ®m= Cte,

cosϕ = Cte vμ f = f ®m.

Th− êng cosϕ ®m= 0,8 (®iÖn c¶m), khi I t¨ng tõ 0 ®Õn I ®mvíi U = U ®mth× dßng ®iÖn kÝch tõ thay ®æi1,7 - 2,2 lÇn

5. §Æc tÝnh t¶i U = f(I t ) khi I = Cte, cosϕ = Cte ; f = f ®m

Theo quan hÖ trªn, víi çc gi¸ trÞ kh¸c nhau cña I vμ cosϕ ta sÏ cã çc ®− êng ®Æc tÝnh t¶i kh¸c nhau. Trong®ã ®Æc biÖt nhÊt lμ ®− êng ®Æc tÝnh t¶i thuÇn c¶m, khicosϕ = 0, (ϕ = 90 0) vμ I = I ®m(®− êng 3 trªn h×nh 4.8)

H×nh 4.6 §Æc tÝnh ngoμ i cñam¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé

H×nh 4.7 §Æc tÝnh ®iÒu chØnh

H×nh 4.8 §Æc tÝnh t¶i thuÇn c¶m H×nh 4.9 §å thÞ s.®.® m¸y ®ång bé t¶i thuÇn c¶m

Bá qua r− ta vÏ ®− îc ®å thÞ vÐc t¬ nh− h×nh 4.9

M¸y ®iÖn 2 18



Tam gi¸c ®iÖn kh¸ng: LÊy I n = I ®m chiÕu qua ®Æc tÝnh ng¾n m¹ch (2), chiÕu xuèng trôc hoμnh ®− îc ®iÓmC.

Th×OC = I tn (dßng ®iÖn kÝch tõ), dßng ®iÖn I tn gåm 2 phÇn:Mét phÇn BC = k − d .F− d kh¾c phôc ph¶n øng phÇn øng, vËy BC∼ I ®m

Mét phÇnCB = OC - BC sinh ra Eσ − = I ®m.x σ − = AB Nh− vËy tam gi¸c ABCcã 2 c¹nh ABvμ BC tû lÖ víi I ®m.X©y dùng ®Æc tÝnh t¶i thuÇn c¶m tõ ®Æc tÝnh kh«ng t¶i vμ tam gi¸c ®iÖn kh¸ng. TÞnh

tiÕnΔ ABC (hoÆcΔ AOC) sao cho ®Ønh A n¨m trªn ®− êng (1) th× ®ØnhC sÏ vÏ nªn ®− êng(3) víi Δ A'B'C'

Khi cã xÐt ®Õn b¶o hoμ ®− êng (3) lμ ®− êng ®øt nÐt víiΔ A"B"C" (hoÆcO"A"C").4.3 C¸ch x¸c ®Þnh c¸c tham sè cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé1. xd vμ xq

AB AC

I E

xn

d == 4.6

Quan hÖ xd = f(It) lμ ®− êng (3) khi m¹ch tõ kh«ng b¶o hoμ, ta cã:

const AB AD

I E

xn

d === ∞∞ 4.7

v× d k E

E μ =∞ nªn

d

d d k

x x

μ

∞= 4.8 H×nh 4.10 X¸c ®Þnh ®iÖn kh¸ng

®ång bé däc trôcM¸y cùc låi th− êng x q = 0,6.x d ;M¸y cùc Èn x d = x q = x ®b

2. §iÖn kh¸ng t¶n xσ − .Tõ mét ®iÓmC' bÊt kú trªn ®− êng (3), dùng ®o¹nC'O' // = OC , tõ O' vÏ ®− êng // víi

OAc¾t ®− êng (1) t¹i A', tõ A' h¹ A'B' ⊥C'O' th× x σ − = A'B'/ I Khi xÐt ®Õn b¶o hoμ x p = A"B"/I x p > x σ − lμ ®iÖn kh¸ng P«chiª

M¸y cùc Èn x p = (1,05 - 1,1) x σ − M¸y cùc låi x p = (1,1 - 1,3) x σ −

4.5 Tæn hao vμ hiÖu suÊt Tæn hao ®ång: trªn ®iÖn trë d©y quÊn phÇn øng pcu = I 2.r− Tæn hao thÐp: do dßng ®iÖn xo¸y vμ tõ trÔTæn hao kÝch tõ: trªn rt vμ tiÕp xóc chæi thanTæn hao phô: do tõ tr− êng t¶n vμ sù ®Ëp m¹ch cña tõ tr− êng bËc caoTæn hao c¬: ma s¸t æ bÞ, æ ®ì, lμm m¸t...

HiÖu suÊt cña m¸y =+= ∑ pPP

2

2

η th− êng η = 0,98 %

M¸y ®iÖn 2 19



Ch− ¬ng 5.

M¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé lμm viÖc víi t¶i kh«ng ®èi xøng5.1 §¹i c − ¬ng.ChÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng cña m¸y ®iÖn ®ång bé x¸y ra khi- T¶i cña 3 pha kh«ng b»ng nhau.- Khi cã ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng trong hÖ thèng ®iÖn lùc, hoÆc ®Çu cùc m¸y ph¸tChÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng th− êng g©y nªn çc hiÖn t− îng bÊt lîi, nh− : ®iÖn ¸p kh«ng

®èi xøng; çc sãng ®iÒu hoμ s.®.® vμ dßng ®iÖn bËc cao; lμm t¨ng tæn hao; r«to nãng vμ m¸y rung.

§Ó ph©n tÝch chÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng ta dïng ph− ¬ng ph¸p ph©n l− îng ®èi xøng.Ph©n dßng ®iÖn vμ ®iÖn ¸p thμnh 3 thμnh phÇn thø tù thuËn; ng− îc v μ kh«ng.

0

2

1

2

2

1

1

111

I

I

I

aa

aa

I

I

I

c

b

a

&

&&

&

&&

= 5-1

0

2

1

2

2

1

1

111

U

U

U

aa

aa

U

U

U

c

b

a

&&&

&&&

= 5-2

trong ®ã:a = e j2π /3; a 2 = e j4π /3; 1 + a + a 2 = 0 Dßng ®iÖn kÝch tõ it chØ sinh ra s.®.® øng víi thμnh phÇn thø tù thuËn E0 = E 1 cßn çc

s.®.® thø tù ng− îc v μ kh«ng, kh«ng tån t¹i E 2 = E t0 = 0 nh− vËy:

; ; 5-31111 Z I U E &&& += 2220 Z I U && += 0000 Z I U && +=Tõ çc ph− ¬ng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 ta suy ra

5-4⎪⎭

⎪⎬

⎫

−−−=−−−=

−−−=

00222

110

00221102

0022110

)(

)(

)(

Z I Z I a Z I E aU

Z I Z I a Z I E aU

Z I Z I Z I E U

c

b

a

&&&&&&&&&&

&&&&&

Çc ph− ¬ng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ c¬ së ®Ó ph©n tÝch chÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng. Ngåm 9 ph− ¬ng tr×nh cã chøa 12 Èn sè, ( E0, Z 1; Z 2; Z 0 ®· biÕt), muèn gi¶i ®− îc tuú tõngtr− êng hîp cô thÓ ta ph¶i bæ sung thªm 3 ph− ¬ng tr×nh n÷a.

5-2 Çc tham sè cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé khi lμ m viÖc ë t¶i kh«ng ®èi xøng. 1. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r 1 + jx1 Tæng trë thø tù thuËn Z 1 chÝnh lμ tæng trë cña m¸y lóc t¶i ®èi xøng, víi x 1 = x ®b m¸y

cùc Èn, m¸y cùc låi lμ x d theo h− íng däc trôc vμ x q theo h− íng ngang trôc. 2. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r 1 + jx1

S.t.® cña hÖ thèng ng− îc, quay ng− îc víi tèc ®é ®ång bé v× vËy tèc ®é t− ¬ng ®èi cña nãso víi r« to lμ 2n1. Nã c¶m øng dßng ®iÖn trong d©y quÊn r«to cã tÇn sè 2f . Víi m¸y cùclåi nÕu ta coi r«to ®øng yªn th× tõ tr− êng quay ng− îc cã tèc ®é 2n1 lμ do dßng ®iÖn 2 pha tÇn sè 2f ë stato lÖch nhau vÒ thêi gian mét gãc900 vμ kh«ng gian900 t¹o nªn, h×nh 5-1.

M¸y ®iÖn 2 20



Nh− vËy tõ tr− êng do çc dßng ®iÖn däc trôc vμ ngang trôc nh− h×nh 5-1 sÏ kh«ng hæc¶m víi nhau vμ ta cã m¹ch ®iÖn thay thÕ theo h− íng däc trôc nh− h×nh 5-2 vμ ngang trôcnh− h×nh 5-3.

H×nh 5-1 M« h×nh m¸y ph¸t H×nh 5-2 H− íng däc trôc cã H×nh 5-3 H − íng ngang trôc cã®ång bé øng víi thø tù ng − îc d©y quÊn c¶n (a); kh«ng cã (b) d©y quÊn c¶n (a); kh«ng cã (b)

Trªn çc m¹ch ®iÖn thay thÕ: x σ − ®iÖn kh¸ng t¶n phÇn øng; x − d ®iÖn kh¸ng däc trôcphÇn øng; x − q ®iÖn kh¸ng ngang trôc phÇn øng; x σ t ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn kÝch thÝch

x σ cd ®iÖn kh¸ng t¶n däc d©y quÊn c¶n; x σ cq ®iÖn kh¸ng t¶n ngang trôc d©y quÊn c¶n.Theo çc m¹ch ®iÖn thay thÕ trªn ta x¸c ®Þnh ®− îc ®iÖn kh¸ng däc trôc vμ ngang trôc.- Khi cã d©y quÊn c¶n: - Khi kh«ng cã d©y quÊn c¶n

cd t d u

ud

x x x

x x

σ σ

σ 1111

+++=′′ 5-5

t d u

ud

x x

x x

σ

σ 111

++=′ 5-6

cqqu

uq

x x

x x

σ

σ 111

++=′′ 5-7 qquuq x x x x =+=′ σ 5-8

Nh− vËy khi cã d©y quÊn c¶n22

qd x x x

′′+′′= , th− êng qd x x ′′≈′′ nªn 5-9qd x x x ′′=′′=2

Khi kh«ng cã d©y quÊn c¶n22

qd x x x

′+′= 5-10

Th− êng x σ − < x 2 < x 1, víi m¸y cùc Èn x 2* = 0,12 - 0,25 cßn m¸y cùc låi cã d©y quÊn c¶n x 2* = 0,15 - 0,35 vμ kh«ng cã d©y quÊn c¶n x 2* = 0,3 - 0,6.

§iÖn trë thø tù ng− îc r 2 = r − + r r/2 (Víi rr lμ ®iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ phÇn øng).X¸c ®Þnh x 2 vμ r 2 b»ng thÝ nghiÖm: §Æt ®iÖn ¸p thÊp vμo d©y quÊn stato quay r«to ng− îc

chiÒu tõ tr− êng quay víi tèc ®én1 ®oU 2; I 2; P 2 cña mét pha tõ ®ã tÝnh ®− îc:

2

22 I

U Z = ; 2

2

22

I

Pr = ; 2

2222 r z x −=

M¸y ®iÖn 2 21



3. Tæng trë thø tù kh«ng Z0 = r 0 + jx0

Dßng ®iÖn thø tù kh«ng I 0 trong 3 pha cïng pha nhau vÒ thêi gian nh− ng lÖch pha nhauvÒ kh«ng gian mét gãc1200 sinh ra trong khe hë çc s.t.® ®Ëp m¹ch cïng pha nhau vÒ thêigian nh− ng lÖch pha vÒ kh«ng gian1200. Khi ph©n tÝch çc s.t.® thμnh çc sãng ®iÒu hoμ th× chØ cã çc s.t.® béi cña 3 lμ tån t¹i, nh− 3, 9, 15, ... Çc dßng ®iÖn c¶m øng trong d©yquÊn kÝch thÝch vμ d©y quÊn c¶n bëi tõ tr− êng ®ã rÊt bÐ, do ®ã x 0 chñ yÕu do tõ tr− êng t¶nr¶nh vμ ®Çu nèi g©y nªn. Víi m¸y cùc Èn x 0* = 0,02 - 0,10; m¸y cùc låi x 0* = 0,02 - 0,20.

§iÖn trë thø tù kh«ngr0 lín h¬n r− kh«ng nhiÒu nªn th− êng coi r0 = r − .Çc tham sè Z 0; r 0; x 0 cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. Nèi nèi tiÕp 3 pha d©y quÊn

stato ®Æt ®iÖn ¸p thÊp vμo vμ cho r«to quay víi tèc ®é ®ång bé, x¸c ®Þnh çc gi¸ trÞU 0; P 0 vμ I 0 tõ ®ã suy ra:

20

2002

0

00

0

00 ;

3;

3r Z x

I

Pr

I

U Z −===

5.3 ¶ nh h− ëng cña t¶i kh«ng ®èi xøng ®èi víi m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé Khi t¶i kh«ng ®èi xøng trong m¸y chØ cã thμnh phÇn thø tù thuËn vμ ng− îc, cßn thμnh

phÇn thø tù kh«ng th− êng rÊt bÐ hoÆc kh«ng tån t¹i v× d©y quÊn 3 pha th− êng ®− îc nèi Y vμ trung tÝnh nèi ®Êt. Tõ tr− êng do dßng ®iÖn thø tù ng− îc th − êng g©y nªn çc hiÖn t− ¬ngbÊt lîi cho m¸y ph¸t, nh− : §iÖn ¸p kh«ng ®èi xøng lμm t¨ng tæn hao, r«to nãng vμ m¸yrung ®éng.

1. §iÖn ¸p khi t¶i kh«ng ®èi xøng. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng ®iÖn ¸p ®Çu cùc cña m¸y ph¸t sÏ kh«ng ®èi xøng, nghÜa μ

chóng cã biªn ®é kh«ng b»ng nhau vμ gãc lÖch pha kh¸c1200. §iÒu nμy ¶nh h− ëng xÊu®Õn hé dïng ®iÖn.

2. Tæn hao t¨ng vμ r«to nãng. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng tõ tr− êng quay ng− îc sinh ra dßng ®iÖn cã tÇn sè 2f ë r«to lμm

t¨ng tæn hao ë r«to vμ lμm cho r«to nãng lªn, ®ång thêi t¨ng tæn hao vμ gi¶m hiÖu suÊt. 3. HiÖn t − îng m¸y rung. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng do t¸c dông t− ¬ng hæ gi÷a tõ tr− êng cùc tõ víi tõ tr− êng quay

ng− îc cña stato vμ tõ tr− êng quay thuËn víi tõ tr− êng cña çc dßng ®iÖn cã tÇn sè 2f ë r«to. chóng sÏ g©y nªn çc m«men quay cã dÊu thay ®æi vμ lùc ®Ëp m¹ch víi tÇn sè 2f t¸cdông tiÕp tuyÕn víi bÒ mÆt r«to lμm cho m¸y bÞ rung ®éng vμ g©y ån.

Th− êng chØ cho phÐp m¸y ®ång bé lμm viÖc l©u dμi víi t¶i kh«ng ®èi xøng khi dßng®iÖn çc pha kh«ng v− ît qu¸ ®Þnh møc vμ møc ®é sai lÖch dßng ®iÖn çc pha kh«ng qu¸10% ®èi víi m¸y cùc Èn; 20% víi m¸y cùc låi.

M¸y ®iÖn 2 22



2. Ng¾n m¹ch hai pha.

H×nh 5-7 Ng¾n m¹chhai pha m¸y ph¸t ®.b

Gi¶ sö ng¾n m¹ch hai phab vμ c nh− h×nh 5-7, ta cã:5-19cb U U && =

5-200=a I &

5-210=+ ca I I &&

§Ó t×m trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch hai pha tr− íc hÕt ta céngc¸c ph− ¬ng tr×nh (5-1) sau ®ã kÕt hîp víi (5-20); (5-21) vμ (5-22)tta ®− îc:

0;0;0 2100 =+== I I U I &&&& . Tõ (5-19) suy ra thÕ vμo ph− ¬ng tr×nh (5-2)ta cã: , thay vμo (5-3) ®− îc:

0=− cb U U &&

21 U U && =

hay lμ 1210 )( I Z Z E && +=21

21

Z Z

E I I

+=−=

&&&

Cuèi cïng ta ®− îc21

011

221

22

33)(

Z Z

E j I j I aa I a I a I I I cbn +

−=−=−=+=−==&

&&&&&&& (5-22)

Bá qua r− ta cã ®å thÞ vÐc t¬ dßng ®iÖn vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch hai pha nh− h×nh 5-8vμ m¹ch ®iÖn thay thÕ nh− h×nh 5-9.

H×nh 5-9 M¹ch ®iÖn thaythÕ khi ng¾n m¹ch 2 pha H×nh 5-8 §å thÞ vÐc t¬ dßng vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch 2 pha

Tõ sù ph©n tÝch ë trªn so s¸nh ng¾n m¹ch 1 pha, 2 pha ë ch− ¬ng nμy vμ ng¾n m¹ch 3pha ë ch− ¬ng 4 ta thÊy: V× Z 1 > Z 2 > Z 0 nªn theo c¸c biÓu thøc (5-18); (5-22) vμ (4-1) th×víi cïng mét gi¸ trÞ E nh− nhau sÏ cã I n1 > I n2 > I n3.

Nh− vËy ng¾n m¹ch 1 pha sÏ cã dßng ®iÖn lín nhÊt. Khi sè pha bÞ ng¾n m¹ch t¨ng lªnth× t¸c dông cña ph¶n øng phÇn øng khö tõ còng t¨ng lªn nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch gi¶mxuèng.

M¸y ®iÖn 2 24



Ch − ¬ng 5.

M¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé lμm viÖc víi t¶i kh«ng ®èi xøng5.1 §¹i c − ¬ng.ChÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng cña m¸y ®iÖn ®ång bé x¸y ra khi- T¶i cña 3 pha kh«ng b»ng nhau.- Khi cã ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng trong hÖ thèng ®iÖn lùc, hoÆc ®Çu cùc m¸y ph¸tChÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng th− êng g©y nªn çc hiÖn t− îng bÊt lîi, nh − : ®iÖn ¸p kh«ng

®èi xøng; çc sãng ®iÒu hoμ s.®.® vμ dßng ®iÖn bËc cao; lμm t¨ng tæn hao; r«to nãng vμ m¸y rung.

§Ó ph©n tÝch chÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng ta dïng ph− ¬ng ph¸p ph©n l− îng ®èi xøng.Ph©n dßng ®iÖn vμ ®iÖn ¸p thμnh 3 thμnh phÇn thø tù thuËn; ng− îc v μ kh«ng.

0

2

1

2

2

1

1

111

I

I

I

aa

aa

I

I

I

c

b

a

&

&&

&

&&

= 5-1

0

2

1

2

2

1

1

111

U

U

U

aa

aa

U

U

U

c

b

a

&&&

&&&

= 5-2

trong ®ã: a = e j2 π /3; a 2 = e j4 π /3; 1 + a + a 2 = 0 Dßng ®iÖn kÝch tõ it chØ sinh ra s.®.® øng víi thμnh phÇn thø tù thuËn E 0 = E 1 cßn çc

s.®.® thø tù ng− îc v μ kh«ng, kh«ng tån t¹i E 2 = E t0 = 0 nh− vËy:

; ; 5-31111 Z I U E &&& += 2220 Z I U && += 0000 Z I U && +=Tõ çc ph− ¬ng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 ta suy ra

5-4⎪⎭

⎪⎬

⎫

−−−=−−−=

−−−=

00222

110

00221102

0022110

)(

)(

)(

Z I Z I a Z I E aU

Z I Z I a Z I E aU

Z I Z I Z I E U

c

b

a

&&&&&&&&&&

&&&&&

Çc ph− ¬ng tr×nh 5-1; 5-2 vμ 5-3 lμ c¬ së ®Ó ph©n tÝch chÕ ®é t¶i kh«ng ®èi xøng. Nãgåm 9 ph− ¬ng tr×nh cã chøa 12 Èn sè, ( E 0, Z 1; Z 2; Z 0 ®· biÕt), muèn gi¶i ®− îc tuú tõngtr− êng hîp cô thÓ ta ph¶i bæ sung thªm 3 ph− ¬ng tr×nh n÷a.

5-2 Çc tham sè cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé khi l μ m viÖc ë t¶i kh«ng ®èi xøng. 1. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r 1 + jx1 Tæng trë thø tù thuËn Z 1 chÝnh lμ tæng trë cña m¸y lóc t¶i ®èi xøng, víi x 1 = x ®b m¸y

cùc Èn, m¸y cùc låi lμ x d theo h− íng däc trôc v μ x q theo h− íng ngang trôc. 2. Tæng trë thø tù thuËn Z1 = r 1 + jx1

S.t.® cña hÖ thèng ng− îc, quay ng − îc víi tèc ®é ®ång bé v× vËy tèc ®é t− ¬ng ®èi cña nãso víi r« to lμ 2n 1. Nã c¶m øng dßng ®iÖn trong d©y quÊn r«to cã tÇn sè 2f . Víi m¸y cùclåi nÕu ta coi r«to ®øng yªn th× tõ tr− êng quay ng− îc cã tèc ®é 2n 1 lμ do dßng ®iÖn 2 pha tÇn sè 2f ë stato lÖch nhau vÒ thêi gian mét gãc90 0 vμ kh«ng gian 90 0 t¹o nªn, h×nh 5-1.

M¸y ®iÖn 2 25



Nh− vËy tõ tr− êng do çc dßng ®iÖn däc trôc vμ ngang trôc nh− h×nh 5-1 sÏ kh«ng hæc¶m víi nhau vμ ta cã m¹ch ®iÖn thay thÕ theo h− íng däc trôc nh − h×nh 5-2 vμ ngang trôcnh− h×nh 5-3.

H×nh 5-1 M« h×nh m¸y ph¸t H×nh 5-2 H − íng däc trôc cã H×nh 5-3 H − íng ngang trôc cã®ång bé øng víi thø tù ng − îc d©y quÊn c¶n (a); kh«ng cã (b) d©y quÊn c¶n (a); kh«ng cã (b)

Trªn çc m¹ch ®iÖn thay thÕ: x σ − ®iÖn kh¸ng t¶n phÇn øng; x − d ®iÖn kh¸ng däc trôcphÇn øng; x − q ®iÖn kh¸ng ngang trôc phÇn øng; x σ t ®iÖn kh¸ng t¶n cña d©y quÊn kÝch thÝch;

x σ cd ®iÖn kh¸ng t¶n däc d©y quÊn c¶n; x σ cq ®iÖn kh¸ng t¶n ngang trôc d©y quÊn c¶n.Theo çc m¹ch ®iÖn thay thÕ trªn ta x¸c ®Þnh ®− îc ®iÖn kh¸ng däc trôc vμ ngang trôc.- Khi cã d©y quÊn c¶n: - Khi kh«ng cã d©y quÊn c¶n

cd t d u

ud

x x x

x x

σ σ

σ 1111

+++=′′ 5-5

t d u

ud

x x

x x

σ

σ 111

++=′ 5-6

cqqu

uq

x x

x x

σ

σ 111

++=′′ 5-7 qquuq x x x x =+=′

σ 5-8

Nh− vËy khi cã d©y quÊn c¶n22

qd x x x

′′+′′= , th− êng qd x x ′′≈′′ nªn 5-9qd x x x ′′=′′=

2

Khi kh«ng cã d©y quÊn c¶n22

qd x x x

′+′= 5-10

Th− êng x σ − < x 2 < x 1, víi m¸y cùc Èn x 2* = 0,12 - 0,25 cßn m¸y cùc låi cã d©y quÊn c¶n x 2* = 0,15 - 0,35 vμ kh«ng cã d©y quÊn c¶n x 2* = 0,3 - 0,6.

§iÖn trë thø tù ng− îc r 2 = r − + r r/2 (Víi r r lμ ®iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ phÇn øng).X¸c ®Þnh x 2 vμ r 2 b»ng thÝ nghiÖm: §Æt ®iÖn ¸p thÊp vμo d©y quÊn stato quay r«to ng− îc

chiÒu tõ tr− êng quay víi tèc ®é n1 ®oU 2; I 2; P 2 cña mét pha tõ ®ã tÝnh ®− îc:

2

22 I

U Z = ;

22

22

I

Pr = ; 2

2222 r z x −=

M¸y ®iÖn 2 26



3. Tæng trë thø tù kh«ng Z0 = r 0 + jx0

Dßng ®iÖn thø tù kh«ng I 0 trong 3 pha cïng pha nhau vÒ thêi gian nh− ng lÖch pha nhauvÒ kh«ng gian mét gãc120 0 sinh ra trong khe hë çc s.t.® ®Ëp m¹ch cïng pha nhau vÒ thêigian nh− ng lÖch pha vÒ kh«ng gian120 0. Khi ph©n tÝch çc s.t.® thμnh çc sãng ®iÒu hoμ th× chØ cã çc s.t.® béi cña 3 lμ tån t¹i, nh − 3, 9, 15, ... Çc dßng ®iÖn c¶m øng trong d©yquÊn kÝch thÝch vμ d©y quÊn c¶n bëi tõ tr− êng ®ã rÊt bÐ, do ®ã x 0 chñ yÕu do tõ tr− êng t¶nr¶nh vμ ®Çu nèi g©y nªn. Víi m¸y cùc Èn x 0* = 0,02 - 0,10; m¸y cùc låi x 0* = 0,02 - 0,20.

§iÖn trë thø tù kh«ngr 0 lín h¬n r − kh«ng nhiÒu nªn th− êng coi r 0 = r − .Çc tham sè Z 0; r 0; x 0 cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. Nèi nèi tiÕp 3 pha d©y quÊn

stato ®Æt ®iÖn ¸p thÊp vμo vμ cho r«to quay víi tèc ®é ®ång bé, x¸c ®Þnh çc gi¸ trÞU 0; P 0 vμ I 0 tõ ®ã suy ra:

20

2002

0

00

0

00 ;

3;

3r Z x

I

Pr

I

U Z −===

5.3 ¶ nh h − ëng cña t¶i kh«ng ®èi xøng ®èi víi m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé Khi t¶i kh«ng ®èi xøng trong m¸y chØ cã thμnh phÇn thø tù thuËn vμ ng− îc, cßn th μnh

phÇn thø tù kh«ng th− êng rÊt bÐ hoÆc kh«ng tån t¹i v× d©y quÊn 3 pha th− êng ®− îc nèi Y vμ trung tÝnh nèi ®Êt. Tõ tr− êng do dßng ®iÖn thø tù ng− îc th − êng g©y nªn çc hiÖn t− ¬ngbÊt lîi cho m¸y ph¸t, nh− : §iÖn ¸p kh«ng ®èi xøng lμm t¨ng tæn hao, r«to nãng vμ m¸yrung ®éng.

1. §iÖn ¸p khi t¶i kh«ng ®èi xøng. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng ®iÖn ¸p ®Çu cùc cña m¸y ph¸t sÏ kh«ng ®èi xøng, nghÜa lμ

chóng cã biªn ®é kh«ng b»ng nhau vμ gãc lÖch pha kh¸c120 0. §iÒu nμy ¶nh h− ëng xÊu®Õn hé dïng ®iÖn.

2. Tæn hao t¨ng vμ r«to nãng. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng tõ tr− êng quay ng− îc sinh ra dßng ®iÖn cã tÇn sè 2f ë r«to lμm

t¨ng tæn hao ë r«to vμ lμm cho r«to nãng lªn, ®ång thêi t¨ng tæn hao vμ gi¶m hiÖu suÊt. 3. HiÖn t − îng m¸y rung. Khi t¶i kh«ng ®èi xøng do t¸c dông t− ¬ng hæ gi÷a tõ tr− êng cùc tõ víi tõ tr− êng quay

ng− îc cña stato vμ tõ tr− êng quay thuËn víi tõ tr− êng cña çc dßng ®iÖn cã tÇn sè 2f ë r«to. chóng sÏ g©y nªn çc m«men quay cã dÊu thay ®æi vμ lùc ®Ëp m¹ch víi tÇn sè 2f t¸cdông tiÕp tuyÕn víi bÒ mÆt r«to lμm cho m¸y bÞ rung ®éng vμ g©y ån.

Th− êng chØ cho phÐp m¸y ®ång bé lμm viÖc l©u dμi víi t¶i kh«ng ®èi xøng khi dßng®iÖn çc pha kh«ng v− ît qu¸ ®Þnh møc vμ møc ®é sai lÖch dßng ®iÖn çc pha kh«ng qu¸10% ®èi víi m¸y cùc Èn; 20% víi m¸y cùc låi.

M¸y ®iÖn 2 27



5.4 Ng¾n m¹ch kh«ng ®èi xøng.

H×nh 5-4Ng¾n m¹ch 1 pha

1. Ng¾n m¹ch mét pha. Gi¶ sö pha a bÞ ng¾n m¹ch m¹ch, h×nh 5-4, ta cã:

0=aU & 5-12

0==cb I I && 5-13

Ba ph− ¬ng tr×nh nμy kÕt hîp víi 9 ph− ¬ng tr×nh (5-1); (5-2) vμ (5-4) thμnh hÖ thèng12 ph− ¬ng tr×nh12 Èn sè vμ gi¶i ®− îc.

Tr− íc hÕt ta cã: 5-141na I I && =

Tõ (5-13) vμ (5-1) ta suy ra:5-1521 I I &&=

12103

1

3

1na I I I I I &&&&& ==== 5-16

Thay (5-16) vμo (5-4) ta ®− îc:

021

0210

Z Z Z E

I I I ++===

&&&& 5-17

vμ dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha cã trÞ sè:

021

001

33

Z Z Z E

I I I an ++===

&&&& 5-18

§iÖn ¸p çc pha b vμ c x¸c ®Þnh theo 2 biÓu thøc cuèi cña (5-4).Bá qua r − ta cã ®å thÞ vÐc t¬ cña dßng ®iÖn vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch mét pha, h×nh 5-5.

H×nh 5-6 M¹ch ®iÖn thay

thÕ khi ng¾n m¹ch mét phaH×nh 5-5 §å thÞ vÐc t¬ dßng vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch 1 phaTõ sù ph©n tÝch trªn ta lËp m¹ch ®iÖn thay thÕ nh− h×nh 5-6. Víi E 0 biÓu thÞ nguån cña

m¸y ph¸t víi tæng trë thù tù thuËn Z 1. vμ chæ ng¾n m¹ch Z 2; Z 0 gi÷a ®iÓm M vμ N. M¹ch ®iÖn thay thÕ h×nh 5-6 hoμn toμn phï hîp víi biÓu thøc (5-17). §iÖn ¸p U 1 gi÷a

hai ®iÓm M vμ N ®Æc tr− ng cho chæ ng¾n m¹ch, cßn çc ®iÖn ¸p r¬i trªn Z 2 vμ Z 0 lμ U 2 vμ U 0.

M¹ch ®iÖn thay thÕ nμy cã thÓ ¸p dông cho ng¾n m¹ch mét pha trong l− íi ®iÖn phøct¹p. Lóc ®ã Z 1; Z 2 vμ Z 0 lμ çc tæng trë thù tù thuËn, ng− îc v μ kh«ng cña l− íi.

M¸y ®iÖn 2 28



2. Ng¾n m¹ch hai pha.

H×nh 5-7 Ng¾n m¹chhai pha m¸y ph¸t ®.b

Gi¶ sö ng¾n m¹ch hai phab vμ c nh− h×nh 5-7, ta cã:5-19cb U U && =

5-200=a I &

5-210=+ca I I &&

§Ó t×m trÞ sè dßng ®iÖn ng¾n m¹ch hai pha tr− íc hÕt ta céngc¸c ph− ¬ng tr×nh (5-1) sau ®ã kÕt hîp víi (5-20); (5-21) vμ (5-22)tta ®− îc:

0;0;0 2100=+== I I U I &&&& . Tõ (5-19) suy ra thÕ vμo ph− ¬ng tr×nh (5-2)

ta cã: , thay vμo (5-3) ®− îc:0=−

cb U U &&

21 U U && =

hay lμ 1210 )( I Z Z E && +=21

21

Z Z

E I I

+=−=

&&&

Cuèi cïng ta ®− îc21

011

221

22

33)(

Z Z

E j I j I aa I a I a I I I cbn +

−=−=−=+=−==

&&&&&&&& (5-22)

Bá qua r − ta cã ®å thÞ vÐc t¬ dßng ®iÖn vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch hai pha nh− h×nh 5-8vμ m¹ch ®iÖn thay thÕ nh− h×nh 5-9.

H×nh 5-9 M¹ch ®iÖn thaythÕ khi ng¾n m¹ch 2 pha H×nh 5-8 §å thÞ vÐc t¬ dßng vμ ®iÖn ¸p khi ng¾n m¹ch 2 pha

Tõ sù ph©n tÝch ë trªn so s¸nh ng¾n m¹ch 1 pha, 2 pha ë ch− ¬ng nμy vμ ng¾n m¹ch 3pha ë ch− ¬ng 4 ta thÊy: V× Z 1 > Z 2 > Z 0 nªn theo c¸c biÓu thøc (5-18); (5-22) vμ (4-1) th×víi cïng mét gi¸ trÞ E nh− nhau sÏ cã I n1 > I n2 > I n3.

Nh− vËy ng¾n m¹ch 1 pha sÏ cã dßng ®iÖn lín nhÊt. Khi sè pha bÞ ng¾n m¹ch t¨ng lªnth× t¸c dông cña ph¶n øng phÇn øng khö tõ còng t¨ng lªn nªn dßng ®iÖn ng¾n m¹ch gi¶mxuèng.

M¸y ®iÖn 2 29



PhÇn VM¸y ®iÖn mét chiÒu

Ch− ¬ng 6. D©y quÊn phÇn øng m¸y ®iÖn mét chiÒu.6.1 §¹i c − ¬ng.§©y lμ phÇn d©y quÊn ®Æt trong çc r·nh cña lái thÐp phÇn øng, nã cã thÓ cã 1 ho

nhiÒu m¹ch vßng kÝn. D©y quÊn phÇn øng lμ bé phËn tham gia trùc tiÕp qu¸ tr×nh biÕn ®æin¨ng l− îng ®iÖn tõ trong m¸y vμ chiÕm tû gi¸ ®¸ng kÓ cña gi¸ thμnh m¸y.

Yªu cÇu ®èi víi d©y quÊn phÇn øng:- Sinh ra ®− îc S.®.® cÇn thiÕt, cho I ®m®i qua l©u dμi mμ kh«ng ph¸t nãng qu¸ møc cho

phÐp. Sinh ra ®− îc m«men ®ñ lín vμ ®æi chiÒu tèt.- TiÕt kiÖm ®− îc vËt liÖu, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lμm viÖc tin cËy vμ an toμn.- Ph©n lo¹i d©y quÊn:

D©y quÊn xÕp ®¬n gi¶n, phøc t¹pD©y quÊn sãng ®¬n gi¶n, phøc t¹p1. CÊu t¹o cña d©y quÊn phÇn øng.

H×nh 1.2 PhÇnH×nh 1.1 (a) d©y quÊn xÕp, (b) d©y quÊn

D©y quÊn phÇn øng gåm nhiÒu phÇn tö nèi víi nhau theoquy luËt xÕp hoÆc sãng, nh− h×nh 1.1. PhÇn tö lμ phÇn c¬ b¶nnhÊt cña dq, nã lμ mét bèi d©y cã1 hoÆc nhiÒu vßng. Hai ®Çucña 1 phÇn tö nèi víi 2 phiÕn gãpD©y quÊn phÇn øng th− êng ®− îcthùc hiÖn 2 líp, nªn 2 c¹nh t¸c dôngcña 1 phÇn tö ®− îc ph©n bè,1 ë líptrªn vμ 1 ë líp d − íi, h×nh 1.2. Trongmét r·nh cã thÓ cã1 hoÆc nhiÒu cÆpc¹nh t¸c dông, h×nh 1.3. Gäi Z lμ sè r·nh thùc (sè r·nh cña lâi thÐp phÇnøng) vμ Z ngt = u.Z lμ sè r·nh nguyªn

tè (sè r·nh chøa çc cÆp c¹nh t¸cdông). Gäi S lμ sè phÇn tö, G lμ sè phiÕn gãp, ta cã quan hÖ: S = G = Z ngt = u.Z

H×nh 1.3 (a) u= 1,

H×nh 1.4 (a) dq®ång ®Òu

Khi u > 1 çc phÇn tö d©y quÊn cã thÓ thùc hiÖn ®ång ®Òu hoÆc ph©n cÊp,h×nh 1.4

M¸y ®iÖn 2 30



3. Sè ®«i m¹ch nh¸nh song song.X¸c ®Þnh chiÒu s.®.® theo quy t¾c bμn tay ph¶i th×

chiÒu A1 vμ A 2 lμ cùc (+), cßn BB1 vμ B 2B lμ cùc (-). Nèi A1 víi A 2 vμ BB1 víi B 2B nh×n tõ ngoμi vμo ta ®− îc s¬ ®å nh− h×nh 1.7 .

4. §a gi¸c søc ®iÖn ®éng cña d©y quÊn phÇn øng. NÕu tõ c¶m d− íi cùc tõ ph©n bè h×nh sin th× E pt lμ

h×nh sin vμ ta cã thÓ biÓu diÔn E pt b»ng 1 vÐc t¬ mμ trÞtøc thêi lμ h×nh chiÕu lªn trôc tung.

Gãc lÖch gi÷a 2 r·nh nguyªn tè kÒ nhau.

S p.360

Z p.360 α

0

ngt

0

== 1.4

Víi thÝ dô ë trªn ta tÝnh ®− îc

α

= 450

vμ

vÏ ®− îc h×nh tia v

μ®a gi¸c s.®.®,h×nh 1.8

H×nh 1.7 S¬ ®å ký hiÖucña

- §a gi¸c s.®.® khÐp kÝn chøng tá tæng s.®.® trong m¹ch vßng b»ng 0 ®iÒu kiÖn lμm viÖcb×nh th− êng kh«ng cã dßng cÇn b»ng

- H×nh chiÕu ®a gi¸c s.®.® lªn trôc tung lμ E− vμ thÊy cã sù ®Ëp m¹ch s.®.®

- Mçi ®a gi¸c s.®.® øng víi mét ®«i m¹chnh¸nh

- §Ønh cña ®a gi¸c s.®.® lμ c¸c ®iÓm ®¼ngthÕ, cã thÓ nèi d©y c©n b»ng.

5. Sù ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p ra.

/2)cosU U 2 1 α = ;

H×nh 1.8 (a) h×nh sao søc ®iÖn ®éng, (b) ®a gi¸c søc ®iÖn

H×nh 1.9 Sù ®Ëp m¹ch cña søc

/2)cos(12 1

2 U U

U 2 1

tb α +=+

= 1.5

M¸y ®iÖn 2 32



/2)cos(1U 2 1

U U U U Δ U 2 1tbtb2 α −=−=−= 1.6

Sù ®Ëp m¹ch ®/a ra ®− îc biÓu thÞ trªn h×nh 1.9 vμ ®− îc x¸c ®Þnh:

α /2 tg /2)cos(10,5.U /2)cos(10,5.U

U

Δ U 2

2

2

tb

=+

−=

α

α 1.7

G/2p180

S/2p180

S p.360 α

0 0 0

=== Khi G/2p = 8 th× ®é ®Ëp m¹ch < 1%

6.3 D©y quÊn xÕp phøc t¹p.1. B− íc d©y quÊn. Sù kh¸c nhau gi÷a dq xÕp ®¬n vμ xÕp phøc lμ ë b− íc phiÕn

gãp yG . Dq xÕp phøc cã yG = m (m = 2, 3...) th− êng m = 2.NÕu yG = 2 th× c¹nh t¸c dông cña phÇn tö thø nhÊt kh«ng nèi

víi phÇn tö thø 2 mμ nèi víi phÇn tö thø 3, cø thÕ cho ®Õn khikhÐp kÝn m¹ch. NÕu ®i hÕt chu vi phÇn øng mμ mét nöa sè phÇn tö ®− îc chõa ra, ta thùc hiÖn tiÕp m¹ch vßng thø hai. DqxÕp phøc b©y giê gåm 2 dq xÕp ®¬n xen kÏ nhau, h×nh 1.10. H×nh 1.10

Nèi çc pt ë dq 2. Gi¶n ®å khai triÓn dq. XÐt dq xÕp phøc t¹p cã yG = m = 2 víi 2p = 4; Znt = S = G = 24.a) Çc b − íc dq.

42 6 y y y 2;y y 6;6

24ε

2p

Z y 12 G

nt 1

=−=−=====±=

b) Tr×nh tù nèi çc phÇn tö. Víi çc b − íc d©y quÊn ®· x¸c

®Þnh ë trªn, ta thùc hiÖn tr×nh tù nèid©y quÊn vμ ®− îc 2 d©y quÊn xÕp ®¬n®éc lËp víi nhau, nh− h×nh bªn.

c) Gi¶n ®å khai triÓn d©y quÊn

Theo thø tù nèi çc phÇn tö d©yquÊn ta vÏ ®− îc gi¶n ®å khai triÓnnh− h×nh 1.11

d) H×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.® Víi sè liÖu d©y quÊn trªn ta x¸c

®Þnh ®− îc gãc lÖch gi÷a hai phÇn tö liªn tiÕp lμ:

H×nh 1.11 Gi¶n ®å khai triÓn dq xÕp phøc

0 0 0

30 242.360

S p360 α ===

Tõ ®Êy vÏ ®− îc h×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.® nh− h×nh 1.12

M¸y ®iÖn 2 33



3. Sè m¹ch nh¸nh song song D©y quÊn sãng phøc t¹p cã sè ®«i m¹ch nh¸nh song song lμ a = mp . Víi d©y quÊn ®ang

xÐt cã sè ®«i m¹ch nh¸nh song songa = mp = 2.2 = 4

Khi ε ±= p

Z y nt

21 nÕuε = 0 ta cã

d©y quÊn xÕp phøc gåm 2 m¹ch ®iÖn®éc lËp, cßn nÕuε ≠ 0 ta cã 2 m¹ch®iÖn kh«ng ®éc lËp nh− h×nh 1.13.

H×nh 1.13 D©y quÊn cã: a) 2 m¹ch ®iÖnkÝn ®éc lËp; b) kh«ng ®éc lËp H×nh 1.12 H×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.® cña dq

a)

6.4 D©y quÊn sãng ®¬n1. B− íc dq. B− íc d©y quÊn thø nhÊt nh− d©y quÊn xÕp ®¬n;

B− íc d©y quÊn tæng hîp p

1Gy y G±== 1.8

BiÓu thøc 1.8 khi lÊy dÊu (-) ta cã d©y quÊn tr¸i (th− êng dïng), lÊy dÊu (+) ta cã d©yquÊn ph¶i

B− íc d©y quÊn thø hai y 2 = y - y1 1.9

Tõ biÓu thøc 1.8 cã thÓ viÕt: p1

pZ

p1Z

p1G

y y nt nt G

±=±

=±

==

V× τ 2= p

Z nt

nªn hai c¹nh t¸c dông cña hai phÇn tö nèi tiÕp nhau sÏ lÖch nhau mét gãc1/p b− íc r·nh trong tõ tr − êng.

2. Gi¶n ®å khai triÓn dq. XÐt mét d©y quÊn sãng ®¬n cã: G = S = Z nt = 15; 2p = 4.

a) B− íc dq

343

415 ε

2pZ

y nt 1

=−=±= d©y quÊn b− íc ng¾n; 7 2

115 p

1Gy y G =

−=

±== d©y quÊn tr¸i

y 2 = y - y1 = 7 - 3 = 4

M¸y ®iÖn 2 34



b) Thø tù nèi çc phÇn tö.

c) Gi¶n ®å khai triÓn d©y quÊnTõ thø tù nèi çc phÇn tö d©y quÊn

ta vÏ ®− îc gi¶n ®å khai triÓn nh− h×nh 1.14.Trªn gi¶n ®å ta thÊy phÇn tö 1 nèi víi phÇn tö 8vμ 15 ®Òu çch nhau 7 phÇn tö vμ ®Òu n»m d− íicïng mét cùc tÝnh (cùc S), nh− ng khi nèi ®ÕnphÇn tö 5 trë ®i th× chóng ®Òu n»m d− íi cùc N. Nh− vËy quy luËt nèi lμ nèi hÕt çc phÇn tö n»m d− íi çc cùc cïng cùc tÝnh l¹i råi nèi çc

phÇn tö ë d− íi çc cùc tÝnh kh¸c cho ®Õn hÕt.d) H×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.®

H×nh 1.14 Gi¶n ®å khai triÓn dq

Víi sè liÖu d©y quÊn trªn ta x¸c®Þnh ®− îc gãc lÖch gi÷a hai phÇn tö liªn tiÕp lμ:

0 0 0

48 15

2.360 S

p360 α ===

Tõ ®Êy vÏ ®− îc h×nh tia vμ ®a

gi¸c s.®.® nh− h×nh 1.15

H×nh 1.15 H×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.® cña dq

3. Sè ®«i m¹ch nh¸nhD©y quÊn sãng ®¬n cãa = 1

6.5 D©y quÊn sãng phøc t¹p1. B− íc d©y quÊn.D©y quÊn sãng phøc t¹p, khi çc phÇn tö nèi tiÕp nhau ®i hÕt 1 vßng quanh bÒ mÆt p

øng nã kh«ng trë vÒ bªn c¹nh phÇn tö xuÊt ph¸t mμ çch 2 hoÆcm phÇn tö, tõ ®Êy khi nèihÕt tÊt c¶ çc phÇn tö nã sÏ t¹o nªn 2 hoÆcm m¹ch vßng kÝn kh¸c nhau. B− íc v μnh gãp.

pmG

y y G

±== 1.10

Çc b− íc d©y quÊn kh¸c gièng nh− d©y quÊn xÕp ®¬n gi¶n. 2. Gi¶n ®å khai triÓn.

XÐt d©y quÊn xÕp phøc t¹p cã:m = 2; 2p = 4; S = G = Z nt = 18

M¸y ®iÖn 2 35



a) Çc b − íc d©y quÊn.

442

418 ε

2pZ

y nt 1

=−=±=

b− íc ng¾n

8 2 18

pm-G

y y G=

−===

2

y 2 = y - y1 = 8 - 4 = 4

H×nh 1.16 Gi¶n ®å dq sãng phøc t¹p víi

b) Tr×nh tù nèi d©y quÊn D©y quÊn nμy cã 2 m¹ch vßng

kÝn.c) Gi¶n ®å khai triÓn. Tõ tr×nh tù nèi çc phÇn tö ta

vÏ ®− îc gi¶n ®å khai triÓn d©yquÊn nh− h×nh 1.16

d) H×nh tia vμ ®a gi¸c s.®.® Víi sè liÖu d©y quÊn trªn ta

x¸c ®Þnh ®− îc gãc lÖch gi÷a hai phÇntö liªn tiÕp lμ:

0 0 0

40 18

2.360 S

p360 α ===

Tõ ®Êy vÏ ®− îc h×nh tia vμ ®a gi¸c

s.®.® nh− h×nh 1.17 3. Sè ®«i m¹ch nh¸nh. D©y quÊn sãng phøc cã:

a = m1.5 D©y quÊn hæn hîp D©y quÊn hæn hîp lμ sù kÕt hîp

gi÷a dq xÕp vμ dq sãng, nh− h×nh 1.18.H×nh 1.17 H×nh tia vμ ®a i¸c s.®.® cña d

1.6 D©y c©n b»ng ®iÖn thÕ. 1. D©y c©n b»ng lo¹i mét. D©y c©n b»ng lo¹i 1 dïng cho d©y quÊn xÕp ®¬n, nèi çc

®iÓm ®¼ng thÕ trªn dq víi nhau, ®iÓm 1 vμ 9; 2 vμ 10; 3 vμ 11,...trªn h×nh 1.6 vμ h×nh 1.8(b). D©y c©n b»ng lo¹i mét nh»m c©nb»ng ®iÖn thÕ cña çc nh¸nh d− íi çc cÆp cùc kh¸c nhau.

2. D©y c©n b»ng lo¹i hai. H×nh 1.18 DqD©y c©n b»ng lo¹i 2 dïng cho d©y quÊn sãng phøc t¹p. Víi

dq xÕp phøc t¹p th× çc dq xÕp ®¬n dïng d©y cÇn b»ng lo¹i 1 gi÷a çc dq xÕp ®¬n dïng dcÇn b»ng lo¹i 2.

D©y c©n b»ng lo¹i 2 th− êng ®− îc nèi ë phÝa çc phiÕn gãp, ®Ó kh¾c phôc sù ph©n bè®iÖn ¸p gi÷a çc phiÕn ®æi chiÒu kÒ nhau kh«ng ®Òu nhau.

M¸y ®iÖn 2 36



2. PhÇn quay (Roto) a) Lâi thÐp phÇn øng.

§©y lμ bé phËn dÉn tõ xoay chiÒu, nªn lμm b»ng thÐp KT§, dμy 0,35 - 0,5. Trªn lâithÐp cã dËp r·nh ®Ó bè trÝ d©y quÊn phÇn øng. M¸y nhá vμ võa cã læ th«ng giã h− íng trôc,m¸y lín cßn cã kªnh th«ng giã h− íng kÝnh, h×nh 2.3.

b) D©y quÊn phÇn øng.§©y lμ bé phËn tham gia trùc tiÕp

qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l− îng ®iÖn tõ,nã ®− îc ph©n bè trong çc r·nh cña lâithÐp phÇn øng, h×nh 2.4. D©y quÊnphÇn øng ®· xÐt ë ch− ¬ng 1.

c) Cæ gãp.§©y lμ bé phËn ®Ó ®æi chiÒu dßng

®iÖn hay cã thÓ coi nã lμ bé chØnh l− uc¬ khÝ. Cæ gãp bao gåm çc phiÕn gãplμm b»ng ®ång, ®− îc ghÐp vμ Ðp l¹ithμnh cæ gãp h×nh trô. Gi÷a çc phiÕngãp cã líp çch ®iÖn b»ng mica dμy0,4 - 1,2 mm.

d) çc bé phËn kh¸c.

- Trôc m¸y- Qu¹t giã

H×nh 2.3 L¸ thÐp phÇn øng H×nh 2.4 R·nh lái thÐp

H×nh 2.5 PhiÕn gãp vμ cæ gãp

7.2 çc trÞ sè ®Þnh møc.§èi víi m¸y ®iÖn mét chiÒu çc trÞ sè ®Þnh møc bao gåm:- C«ng suÊt ®Þnh møc P ®m(kW)- §iÖn ¸p ®Þnh møc U®m(V)- Dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m (A)- Tèc ®é ®Þnh møc n®m (vg/ph)Çc th«ng sè kh¸c nh− kiÓu m¸y, ph− ¬ng ph¸p vμ dßng ®iÖn kÝch thÝch...

M¸y ®iÖn 2 38



7.3 Nguyªn lý lμ m viÖc c¬ b¶n cña m¸y ®iÖn mét chiÒu.

H×nh 2.6 S¬ ®å nguyªn lý lμ m viÖc cña

S¬ ®å nguyªn lý nh− h×nh 2.6. Nã gåm mét khung d©yabcd hai ®Çu nèi víi 2 phiÕngãp, ®Æt trong tõ tr− êng cña nam ch©m vÜnh cöuN-S, hai chæi ®iÖn A vμ B ®Æt cè ®Þnh vμ tús¸t lªn trªn 2 phiÕn gãp.

Khi cho khung d©y quay, theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ trong c¸c thanh dÉnab vμ cd sÏ c¶m øng ®− îc mét s.®.®.

e = Blv (v)Trong ®ã: - B (T) lμ tõ c¶m cña nam ch©mN-S

- l (m) lμ chiÒu dμi cña thanh dÉn- v (m/s) lμ vËn tèc dμi cña thanh dÉn

T¹i thêi ®iÓm trªn h×nh 2.6 thanh dÉnab n»m d− íi cùc N nªn s.®.® cã chiÒu h− íng tõ b®Õna, thanh dÉncd n»m d− íi cùc S cã s.®.® chiÒu h− íng tõ d ®Õnc. Lóc nμy dßng ®iÖnch¹y trong m¹ch ngoμi h− íng tõ chæi A (+) ®Õn chæi B (-). Khi khung d©y quay ®− îc 1/2 vßng, thanh dÉncd lóc nμy n»m d− íi cùc N nªn chiÒu s.®.® vμ dßng ®iÖn h− íng tõ c ®Õnd, cßn trong thanh dÉnab n»m d− íi cùc S vμ chiÒue h− íng tõ a ®Õnb. Nh− vËy ë m¹chngoμi chæi A vÉn cã dÊu (+) vμ chæi B vÉn mang dÊu (-).

Nh− vËy mÆc dÇu chiÒu cña s.®.® vμ dßng ®iÖn trong thanh dÉn thay ®æi nh− ng chiÒucña chóng ë m¹ch ngoμi lμ kh«ng ®æi. Chæi A lu«n (+) vμ chæi B lu«n (-).

Søc ®iÖn ®éng vμ dßng ®iÖn m¹ch ngoμi nh− h×nh 2.6b.§Ó cã s.®.® lÊy ra lín vμ Ýt ®Ëp m¹ch ta bè trÝ nhiÒu khung d©y nèi tiÕp vμ lÖch nhau 1gãc nμo ®ã (d©y quÊn phÇn øng).

Trªn ®©y lμ nguyªn lý lμm viÖc c¬ b¶n cña m¸y ph¸t ®iÖn.Nªu ta cho dßng ®iÖn 1 chiÒu ch¹y vμo chæi A (+) vμ ch¹y ra ë chæi B (-) th× dßng ®iÖn

trong thanh dÉn d− íi cùc N lu«n h− íng tõ tr− íc ra sau, vμ dßng ®iÖn trong thanh dÉn d− íicùc S lu«n h− íng tõ sau ra tr− íc v× vËy lùc (m«men) ®iÖn tõ do chóng sinh ra sÏ cã chiÒukh«ng ®æi nªn nã lμm cho khung d©y quay víi mét chiÒu kh«ng ®æi. §ã lμ nguyªn lý lμmviÖc cña ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu.

M¸y ®iÖn 2 39



Ch− ¬ng 8. Qu¸ tr×nh ®iÖn tõ trong m¸y ®iÖn mét chiÒu 8.1 Søc ®iÖn ®éng, m«men vμ c«ng suÊt ®iÖn tõ.

Gi¶ sö chiÒu cñaφ δ nh− h×nh 4.1, khi cho phÇn øng quay víi tèc ®én, gi¶ sö theochiÒu kim ®ång hå. Tõ th«ngφ δ quÐt qua d©y quÊn phÇn øng vμ c¶m øng lªn trong thanh

dÉn s.®.®:etd = Btb.l.v 4.1Trong ®ã:

H×nh 4.1 S.®.® vμ m« men ®iÖn tõ H×nh 4.2 M« men ®iÖn tõ trongTrong m¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu

60n p 2

60n Dπ v τ == vμ

l B δ

tb τ φ = 4.2

VËy60n. p 2e δ td φ = 4.3

NÕu gäiN lμ tæng sè thanh dÉn th× sè thanh dÉn trong mét nh¸nh song song lμ N/2a.Nh− vËy s.®.® cña d©y quÊn phÇn øng sÏ lμ:

nCn60a pN e

2aN E δ eδ td u φ φ === (V) vËy E− = Ce φδ n 4.4

Trong ®ã: φ δ tÝnh b»ng(Wb); n (vg/ph); Ce = pN/60a lμ hÖ sè S.®.®.Khi trong thanh dÉn cã dßng ®iÖni− víi chiÒu nh− h×nh 4.1 vμ 4.2, th× thanh dÉn sÏ chÞu

mét lùc ®iÖn tõ t¸c ®éng, chiÒu x¸c ®Þnh theo quy t¾c bμn tay tr¸i, ®é lín:

f ®t = Btb.l.i− , víi i− = I − /2a th× f ®t = Btb.l. I − /2a 4.5

vμ M = NfD/2 víi D = 2p τ /π vμ BBtb = φ δ /τ l 4.6

Ta cã: M = C M φδ.I − (N.m) 4.7

Trong ®ãC M = pN/2 π a lμ hÖ sè m«men

M¸y ®iÖn 2 40



C«ng suÊt ®iÖn ®− a ra bÐ h¬nc«ng suÊt ®iÖn tõ mét l− îng tæn haotrªn R−

P 2 = P ®t - pcu.− = E − .I − -I −

2.R− =U.I −

VËy ta ®− îc ph − ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p:

U = E− - I − .R− 4.11 H×nh 4.3 Gi¶n ®å n¨ng l − îng chÕ ®é m¸yb) §éng c¬ ®iÖn.C«ng suÊt lÊy vμo lμ c/s ®iÖn, c/s ®− a ra lμ c/s c¬.

P1 = P ®t + p cu.− = E − .I − + I − 2.R−

= U.I −

Ta cã pt cÇn b»ng ®iÖn ¸p:U = E− + I − .R− 4.12 C«ng suÊt c¬ ®− a ra ®Çu trôc bÐ

h¬n c/s ®iÖn l− îng tæn hao kh«ng t¶i. H×nh 4.4 Gi¶n ®å n¨ng l − îng chÕ ®é ®éng P 2 = P ®t - p0 hay P®t = P 2 + p 0

hoÆcM ω = M 2ω + M 0ω Ta cã ph− ¬ng tr×nh c©n b»ng m«men:

M = M 2 + M 0 4.13 Tõ sù ph©n tÝch trªn ta vÎ ®− îc gi¶n ®å n¨ng l− îng: 4. TÝnh chÊt thuËn nghÞch cña m¸y ®iÖn mét chiÒu Gi¶ sö m¸y ®ang lμm viÖc chÕ ®é m¸y ph¸t víi

0 R

U E I u

uu

−=

E− > U vμ M lμ m«men h·m. NÕu gi¶m I t th×φ t gi¶m xuèng, dÉn tíi E− gi¶m xuèng,

cho tíi khi E− < U th× I − ®æi dÊu, m¸y chuyÓn sang chÕ ®é ®éng c¬.

M¸y ®iÖn 2 42



Ch− ¬ng 9. §æi chiÒu dßng ®iÖn trong m.®.1.c9.1 §¹i c − ¬ng

§æi chiÒu lμ toμn bé çc hiÖn t− îng x¶y ra cña dßng ®iÖn trong phÇn tö d©y quÊn phÇn øngkhi nã dÞch chuyÓn tõ vÞ trÝ bÞ chæi than nèi ng¾n m¹ch qua ranh giíi tiÕp theo. XÐt 1

quÊn xÕp ®¬n gi¶n, h×nh 5.1Khi t = 0, Chæi than phñhoμn toμn lªn phiÕn 1. Lóc ®ãnÕu dßng ®iÖn ch¹y trongphÇn tö b lμ (+ i − ), th× t¹i thêi®iÓmt = T®c Chæi than rêikhái phiÕn 1 vμ phñ hoμntoμn lªn phiÕn 2, lóc nμy phÇntö (b) ®· chuyÓn sang métnh¸nh kh¸c vμ dßng ®iÖntrong nã ®æi chiÒu(- i− ).

VÞ trÝ trung gian khi0 < t < T®c phÇn tö (b) bÞ nèi ng¾nm¹ch, dßng ®iÖn ch¹y trongphÇn tö (b) lóc nμy biÕn thiªntheo nh÷ng quy luËt rÊt phøct¹p, phô thuéc vμo qu¸ tr×nh qu¸ ®é trong phÇn tö (b) vμ çc phÇn tö cïng ®æi chiÒu ë çcnh¸nh kh¸c.

H×nh 5.1 Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu trong d©y quÊn

Th− êng T®c< 0,001 (s) nªn f ®c= 1000 - 3000 (Hz).

5.2 Qu¸ tr×nh ®æi chiÒu. ViÕt ph− ¬ng tr×nh ®Þnh luËt K1 vμ K2 cho nót (1), (2) vμ m¹ch vßng cña phÇn tö (b) ta

cã:i− + i - i1 = 0 5.1i− - i - i 2 = 0 5.2r pt .i + (rd + r tx1).i1 - (rd + r tx2).i 2 = ∑ e 5.3

Trong ®ã:i lμ dßng ®iÖn ch¹y trong phÇn tö (b) bÞ nèi ng¾n m¹ch;

i1 vμ

i 2 lμ

dßng ®iÖn ch¹y trong d©y nèi víi phiÕn ®æi chiÒu 1 vμ

2;r pt lμ ®iÖn trë cña phÇn tö d©y quÊn;rd lμ ®iÖn trë d©y nèi;rtx1 vμ rtx2 lμ ®iÖn trë tiÕp xóc gi÷a chæi than víi phiÕn 1 vμ 2; ∑ e lμ tæng çc s.®.® c¶m øng ®− îc trong phÇn tö ®æi chiÒu (b), nã gåm:a) S.®.® tù c¶me L, do sù biÕn thiªn cña dßng ®iÖn trong phÇn tö ®æi chiÒu sinh ra.b) S.®.® hæ c¶me M , do çc dßng ®iÖn ®æi chiÒu trong çc phÇn tö kh¸c hæ c¶m qua.c) S.®.® ®æi chiÒue®c, do phÇn tö ®æi chiÒu chuyÓn ®éng trong vïng trung tÝnh h×nh h

cã B≠ 0.

VËy ∑ e = e L + e M + e®c= e pk + e®c. 5.4Gi¶i 3 ph− ¬ng tr×nh trªn, khi bá quar pt vμ rd (v× chóng rÊt bÐ), ta ®− îc:

M¸y ®iÖn 2 43



tx2 tx1

u

tx2 tx1

tx1tx2

r r

e.i

r r

r r i

++

+

−=

∑ 5.5

Gi¶ thiÕtrtx1 vμ rtx2 tû lÖ nghÞch víi bÒ mÆt tiÕp xóc S tx1 vμ S tx2 gi÷a chæi than vμ phiÕngãp 1 vμ 2. NÕu coi qu¸ tr×nh ®æi chiÒu tõ t = 0 ®Õnt = T®c, nghÜa lμ bc = b G th×:

S T

t T S dc

dctx1 −= vμ S

Tt S dc

tx2 = 5.6

Trong ®ã: S lμ mÆt tiÕp xóc toμn phÇn gi÷a chæi than vμ phiÕn ®æi chiÒu, th× rtx lμ ®iÖntrë tiÕp xóc toμn phÇn. Tõ ®©y ta cã:

tx dc

dctx

tx1tx1 r

t T Tr

S S r

−== tx

dctx

tx2tx2 r

t Tr

S S r == 5.7

Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vμo (4) ta cã:

nu

dc re

).i T 2t

(1i∑

+−= víi t)(Tt T

.rrdc

2dc

tx n −= 5.8

1. §æi chiÒu ® − êng th¼ng.

NÕu ∑ e = 0 ta cã udc

).i T 2t (1i −=

Quan hÖ gi÷a i = f(t) lμ ®− êng th¼ng, trªn h×nhvÎ ta cã mËt ®é dßng ®iÖn:

PhÝa ra 1dc

dc

1dc

tx1

11 .tg α

S

T

t T

i.

S

T

S

i j =−

==

PhÝa vμo 2dc 2dc

tx2

2 2 .tg α

S T

t i.

S T

S i j ===

V×α 1 = α 2 nªn j 1 = j 2 nghÜa lμ mËt ®é dßng®iÖn ë phÝa phiÕn gãp ®i ra b»ng phÝa phiÕn gãp ®ivμo, ®iÒu nμy rÊt thuËn lîi cho qu¸ tr×nh ®æi chiÒu.

H×nh 5.2 §æi chiÒu ®− êng

2. §æi chiÒu ® − êng cong. Thùc tÕ ∑e ≠ 0, nªn ngoμi dßng ®iÖn ë trªn cßn cã

dßng ®iÖn phô:

0r

ei

n f ≠=

∑ 5.9

§ − êng biÓu diÔnrn vμ i f nh− h×nh 5.3.

a) §æi chiÒu tr× ho·n( ∑ e > 0) Lóc nμy i = icb + i f vμ dßng ®iÖn ®æi chiÒu ®i qua gi¸

trÞ zÐro chËm h¬n ®æi chiÒu ®− êng th¼ng(a → a'), h×nh

5.4. Khi ®æi chiÒu tr× ho·nα 1 > α 2 nªn j 1 > j 2 tia löa xuÊt hiÖn ë phÝa chæi than ®i ra. §iÒunμy gièng nh− tia löa khi ta më cÇu dao cã t¶i.

H×nh 5.3 Dßng

M¸y ®iÖn 2 44



Ch − ¬ng 10 M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu 10.1 §¹i c − ¬ng. 1. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch ®éc lËp Gåm: m¸y ph¸t 1 chiÒu kÝch thÝch b»ng nam ch©m vÜnh cöu, chÕ t¹o víi c«ng suÊt

bÐ. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch ®iÖn tõ, nguån kÝch thÝch chñ yÕu lÊy tõ ¾c qsuÊt lín, ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p dÓ dμng vμ d·i réng, h×nh 6.1a. 2. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu tù kÝch thÝch. - MF1C kÝch thÝch song song,

h×nh 6.1b. M¹ch kÝch thÝch nèi songsong víi m¹ch phÇn øng. Dq kÝchthÝch cã sè vßng d©y nhiÒu, tiÕt diÖnd©y bÐ.

- MF1C kÝch thÝch nèi tiÕp, h×nh6.1c. Dq kÝch thÝch nèi nèi tiÕp víi dqphÇn øng. Dq kÝch thÝch cã sè vßngd©y Ýt, tiÕt diÖn d©y lín.

H×nh 6.1 Nguyªn lý kÝch thÝch cña çc lo¹i- MF1C kÝch thÝch hæn hîp, h×nh6.1d.

10.2 Çc ®Æc tÝnh cña m¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu cã 4 ®¹i l− îng ®Æc tr− ng lμ: U, I − , I t vμ n. Trong ®ãn th− êng

®− îc gi÷ kh«ng ®æi cßn l¹i 3 ®¹i l− îng x¸c ®Þnh cho ta 5 ®− êng ®Æc tÝnh.

1) §Æc tÝnh kh«ng t¶i U 0 = E = f(I t ) khi I = 0, n = Cte

; 2) §Æc tÝnh ng¾n m¹ch I n = f(I t ) khi U = 0, n = C te; 3) §Æc tÝnh ngoμi U = f(I) khi I t = C te; n = C te; 4) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I = f (I t ) khi U = C te, n = C te;5) §Æc tÝnh t¶i U = f(I t ) khi I = C te, n = C te;Trong 5 ®Æc tÝnh trªn th× ®Æc tÝnh kh«ng t¶i lμ tr− êng hîp ®Æc biÖt cña ®Æc tÝnh t¶i, kh

I = 0; §Æc tÝnh ng¾n m¹ch lμ tr− êng hîp ®Æc biÖt cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh khiU = 0. §Æc tÝnh kh«ng t¶i vμ ng¾n m¹ch cña çc lo¹i

m¸y ph¸t 1 chiÒu c¬ b¶n gièng nhau, nªn ta xÐt

chung. Çc ®Æc tÝnh kh¸c ta xÐt riªng cho tõng lo¹im¸y.a) §Æc tÝnh kh«ng t¶i §Ó lÊy ®Æc tÝnh kh«ng t¶i ta lμm thÝ nghiÖm

kh«ng t¶i. Lóc ®ã cÇu dao nèi víi t¶i bªn ngoμi ®Ó hë,cho m¸y quay lªn ®Õn tèc ®én = n®m = const. T¨ngdÇn dßng kÝch tõ I t tõ 0 ®Õn I tm lóc ®ã ®iÖn ¸p ®Çu cùcm¸y ®¹t kho¶ngU = (1,15 - 1,25)U ®m. Gi¶m I t cho®Õn lócU = 0 . Víi m¸y kÝch tõ ®éc lËp ®æi chiÒudßng ®iÖn kÝch tõ l¹i t¨ng vμ gi¶m theo chiÒu (-) ta®− îc to μn bé chñ tr×nh tõ trÔ BABA'B'Anh− h×nh 6.2.

H×nh 6.2 §Æc tÝnh kh«ngt¶i cña

M¸y ®iÖn 2 46



§o¹n OB lμ s.®.® Ed − = (2 - 3)%U ®m øng víi I t = 0 lμ do tõ d− g©y nªn. §− êng trungb×nh cña chu tr×nh tõ trÔ lμ ®Æc tÝnh kh«ng t¶i cña m¸y. §©y còng chÝnh lμ ®Æc tÝnh tõ hãa®· x¸c ®Þnh ë phÇn tÝnh to¸n tõ tr− êng kh«ng t¶i.

b) §Æc tÝnh ng¾n m¹ch I n = f(I t ), khi U = 0, n = C te; §Ó cã ®Æc tÝnh ng¾n m¹ch tÊt c¶ çc lo¹i m¸y ph¸t ®Òu ph¶i ®− îc kÝch tõ ®éc lËp. Nèi

ng¾n m¹ch çc chæi than, quay m¸y lªn tèc ®én = n ®m, ®iÒu chØnh I t ta ®− îc çc gi¸ trÞ I t− ¬ng øng. Khi ng¾n m¹ch, E− =R− .I − v× R− rÊt bÐ nªn ®Ó I − =(1,25-1,5)I ®m th× I t rÊt bÐ nªnm¹ch tõ kh«ng b¶o hßa do vËy quan hÖ I − = f(I t ) lμ ®− êng th¼ng. §− êng 1 m¸y ch− a khö tõ;®− êng 2 m¸y ®· khö tõ.

c) Tam gi¸c ®Æc tÝnh.Trªn cïng 1 trôc täa ®é vÏ çc ®− êng ®Æc tÝnh kh«ng t¶i (1) vμ ®Æc tÝnh ng¾n m¹ch (2),

h×nh 6.4. Tõ I nm = I ®m chiÕu sang (2) vμ chiÕu xuèng trôc I t , ta ®− îc I t = OC . Dßng I t nμy

gåm 2 phÇn:OD ®Ó sinh ra Enm = AD = BC, phÇn cßn l¹i DC = AB ®Ó kh¾c phôc ph¶n øngphÇn øng lóc ng¾n m¹ch. Ta gi¸c ABCcã c¹nh ABvμ BC ®Òu tû lÖ víi I gäi lμ tam gi¸c ®ÆctÝnh h×nh 6.4a. Víi m¸y kÝch thÝch hæn hîp d©y quÊn kÝch thÝch nèi tiÕp ®− îc nèi thuËn, bïthõa th× c¹nh ABn»m bªn ph¶i c¹nh BC, h×nh 6.4b.

H×nh 6.4 Dùng tam gi¸c ®Æc tÝnh: a) khi ph¶nøng phÇnH×nh 6.3 §Æc tÝnh ng¾n

1. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.

a) §Æc tÝnh ngoμ i U=f(I) khi I t =C te, n=C te.

Theo ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®iÖn 1chiÒu U = E - R− I − nªn khi I t¨ng, R− I − t¨ng vμ ph¶nøng phÇn øng t¨ng, nªn E gi¶m xuèng, cuèi cïng lμ U gi¶m xuèng.

10)%(5100U

U U % Δ U

dm

dm0dm

−=

−

=

- X©y dùng ®Æc tÝnh ngoμi b»ng ph− ¬ng ph¸p vÏ:Trªn hÖ trôc täa ®éUOI t vÏ ®Æc tÝnhU = f(I t ).

Trªn trôc I t lÊy I t = OP = C te, ®Æt tam gi¸c ®Æc tÝnh ABCcã çc c¹nh ABvμ BC tû lÖ víi I ®m, sao cho ®Ønh A n»m trªn ®Æc tÝnh kh«ng t¶i, c¹nh BC n»m trªn

H×nh 6.5 §Æc tÝnh ngoμ im¸y ph¸t

M¸y ®iÖn 2 47



®− êng PP' th× ®o¹n PC = U khi I = I ®m. Dãng sang hÖ trôcUOI ta ®− îc ®iÓm D' cña ®ÆctÝnh ngoμi. Tõ ®©y ta t×m tiÕp ®− îcc¸c ®iÓm D'' .. kh¸c, h×nh 6.6.

Chøng minh: Khi kh«ng t¶i I = 0, dßng kÝch tõ I t = OP ®Ó sinh

ra E = U 0 = PP' = OD . Khi t¶i ®Þnhmøc I = I ®m, dßng kÝch tõ chØ cßn l¹iphÇn I t0 = OQ v× nã ®· mÊt ®i phÇnQP = AB ®Ó kh¾c phôc ph¶n øngphÇn øng. Nh− vËy s.®.® c¶m øng®− îc trong dq phÇn øng b©y giê lμ

E− = QA = PB . §iÖn ¸p trªn ®Çu cùcsÏ lμ U = E − - R− I − = PB - BC = PC .

Thùc tÕ do m¹ch tõ cã b¶o hßanªn ®− êng ®Æc tÝnh ngoμi thùcnghiÖm lμ ®− êng ®øt nÐt, n»m d− íi.

b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I t = f(I) khi U=C te, n = C te.§Æc tÝnh ®iÒu chØnh cho biÕt h− íng cÇn ph¶i ®iÒu

chØnh I t nh− thÕ nμo ®Ó gi÷ choU = C te. Th− êng tõ kh«ng t¶i ®Õn t¶i I ®m®Ó gi÷ U = U ®mdßng I t ph¶i t¨ngtõ (15-25)%, h×nh 6.7.

X©y dùng ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh b»ng ph− ¬ng ph¸pvÏ:

VÏ ®Æc tÝnh kh«ng t¶i, trªn trôcOU lÊyU = U ®m = OF . KÎ ®− êng FD song song víi trôc hoμnh, c¾t ®ÆctÝnh kh«ng t¶i t¹i ®iÓm M . Tõ M h¹ vu«ng gãc víitrôc hoμnh x¸c ®Þnh ®− îc ®iÓm M' øng víi dßng kÝchtõ I t0 khi kh«ng t¶i I = 0 . Trªn ®− êng FD ta ®Æt tam gÝac®Æc tÝnh øng víi I = I ®m, sao cho ®Ønh A n»m trªn ®Æckh«ng t¶i, ®ØnhC n»m trªn ®− êng FD vμ BC// OU . Tõ ®iÓmC ta x¸c ®Þnh ®− îc ®iÓmN , th×ON = I t®m, øng víi

I ®m.

H×nh 6.6 §Æc tÝnh ngoμ i x©y dùng theo ph − ¬ng

H×nh 6.7 §Æc tÝnh ®iÒu

Cø lμm nh− vËy ta x©y dùng ®− îc ®Æc tÝnh ®iÒuchØnh, h×nh 6.8.

§ − êng ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh thùc nghiÖm lμ ®− êng®øt nÐt do cã ¶nh h− ëng cña b¶o hßa.

2. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch tõ song song.a) §iÒu kiÖn tù kÝch thÝch. Tõ ®− êng ®Æc tÝnh kh«ng t¶i ta thÊy, khi m¸y ®iÖn 1

chiÒu ngõng ho¹t ®éng, trong lái thÐp cùc tõ chÝnh,g«ng tõ vÉn cßn mét l− îng tõ th«ng d− . Khi quay m¸y®Õn tèc ®é ®Þnh møcn = n ®m, ban ®Çu I t = 0 , lóc nμy ®Çu cùc cña m¸y ph¸t vÉn cã mét ®iÖn¸p do φ d − c¶m øng nªn, U = E d − = (2-3)%U ®m. NÕu m¹ch kÝch tõ ®− îc nèi kÝn trong nã sÏ

H×nh 6.8 Dùng tam gi¸c

M¸y ®iÖn 2 48



cã dßng ®iÖn kÝch tõ I t0 ch¹y qua. Dßng I t0 sinh ra tõ th«ngkÝch tõ ®Çu tiªnφ d − . NÕuφ t0 cïng chiÒu víi φ d − th× ®iÖn ¸p®Çu cùc cña m¸y ph¸t sÏ t¨ng tr− ëng, qu¸ trÝnh thμnh lËp®iÖn ¸p sÏ ®− îc thiÕt lËp. NÕuφ t0 ng− îc chiÒu víi φ d − chóngsÏ triÖt tiªu nhau vμ m¸y kh«ng tù kÝch ®− îc.

§iÖn ¸p x¸c lËp ®Çu cùc m¸y ph¸t lμ giao ®iÓm cña®− êng ®Æc tÝnh tõ hãa cña m¹ch tõ vμ ®− êng ®Æc tÝnhVol- Ampe cña m¹ch kÝch thÝch, h×nh 6.9. Tõ ®ã ta cãtg α = U/I t = Rt . NÕu Rt qu¸ lín th× ®iÖn ¸p sÏ x¸c lËp t¹i ®iÓm øng víi

Ed − . VËy ®iÒu kiÖn ®Ó m¸y tù kÝch lμ: H×nh6.9 qu¸ tr×nh- M¸y ph¶i cã tõ d− - ChiÒu quay cña m¸y ph¶i phï hîp ®Óφ t0 cïng chiÒu víi φ d −

- Rt ®ñ nhá ®ÓU ®¹t gi¸ trÞ yªu cÇu.

b) §Æc tÝnh ngoμ i U=f(I) khi Rt =C te, n=C te.D¹ng cña ®Æc tÝnh ngoμi nh− h×nh 6.10, ®− êng 1 cña

m¸y ph¸t kÝch thÝch song song, ®− êng 2 cña m¸y kÝch thÝch®éc lËp. Ta thÊy ®− êng 1 dèc h¬n ®− êng 2 ®ã lμ v×, víi m¸yph¸t kÝch thÝch song song, khi t¶i t¨ng ( I t¨ng), ngoμi 2nguyªn nh©n lμ cho ®iÖn ¸p ®Çu cùc gi¶m xuèng lμ:

- Sôt ¸p trªn R− I t¨ng- Ph¶n øng phÇn øng t¨ng lμm E gi¶mNã cßn nguyªn nh©n thø 3 lμ khi U gi¶m th× I t = U/Rt

sÏ gi¶m, dÉn tíi φ t gi¶m vμ E gi¶m nhiÒu.Tõ ®− êng ®Æc tÝnh ta thÊy khi t¶i

t¨ng ®Õn mét gi¸ trÞ tíi h¹n I th øngvíi ®iÓm K th× sau ®ã ®iÖn ¸p tôtnhanh vÒ zÐro, víi dßng ®iÖn ng¾nm¹ch x¸c lËp I 0 øng víi Ed − . §iÓm K lμ ®iÓm øng víi ®iÓm chím b¶o hßatrªn ®− êng ®Æc tÝnh kh«ng t¶i, sau ®ãlμ phÇn tuyÕn tÝnh nªn ®iÖn ¸p sÏ

gi¶m nhanh.§Æc tÝnh ngoμi cña m¸y ph¸t kÝchthÝch song song x©y dùng theoph− ¬ng ph¸p vÏ nh− trªn h×nh 6.11.V× ë m¸y ph¸t kÝch thÝch song song I t phô thuéc vμo U nªn ®− êng U = Rt I t lμ ®− êng 0P ®i qua gèc täa ®é.

H×nh 6.10 §Æc tÝnh

H×nh 6.11 §Æc tÝnh ngoμ i x©y dùng theo ph − ¬ng

b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I t = f(I) khi U=C te, n = C te.V× viÖc ®iÒu chØnh dßng ®iÖn I t kh«ng phô thuéc nguån kÝch tõ lÊy tõ ®©u nªn ®− êng

®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña m¸y ph¸t kÝch thÝch song song còng gièng nh− m¸y ph¸t kÝch thÝchnèi tiÕp, tuy nhiªn do ®iÖn ¸p cña MF kÝch thÝch song song thay ®æi nhiÒu h¬n nªn I t ph¶i®iÒu chØnh nhiÒu h¬n.

M¸y ®iÖn 2 49



3. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch hæn hîp. M¸y ph¸t ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch hæn hîp cã 2

d©y quÊn kÝch thÝch lμ song song vμ nèi tiÕp. Tuútheo çch nèi d©y quÊn nèi tiÕp mμ tõ tr− êng kÝchthÝch cña 2 d©y quÊn cã thÓ cïng chiÒu (nèi thuËn)hoÆc ng− îc chiÒu (nèi ng− îc). Nèi ng− îc chØ dïngcho m¸y ph¸t hμn ®iÖn 1 chiÒu.

a) §Æc tÝnh ngoμ i U = f(I) khi n = C te

Cuén d©y kÝch tõ nèi tiÕp cã thÓ nèi thuËnhoÆc nèi ng− îc, nªn d¹ng çc ®Æc tÝnh ngoμi nh− h×nh 6.12. §− êng 1, nèi thuËn, bï thõa; ®− êng 2,nèi thuËn, bï ®ñ; ®− êng 3, kÝch thÝchsong song; ®− êng 4, nèi ng− îc

H×nh 6.12 §Æc tÝnh ngoμ i MF-

Ph− ¬ng ph¸p dùng ®Æc tÝnh ngoμi tõ

®Æc tÝnh kh«ng t¶i vμ tam gi¸c ®Æc tÝnht− ¬ng tù nh− m¸y ph¸t kÝch thÝch songsong. Trªn h×nh 6.13, ®− êng (1) lμ ®ÆctÝnh kh«ng t¶i, ®− êng (2) lμ lμ quan hÖU = r t I t , ®− êng (3) lμ ®iÖn ¸p r¬i trªn

R− I − . Giao ®iÓm cña ®− êng (1) vμ (2) lμ ®iÓm M øng víi I − = 0 dãng sang trôctung ta ®− îc U 0, ®iÖn ¸p lóc kh«ng t¶i.Tam gi¸c ABC øng víi I ®m vμ tr− ênghîp bï thõa. Cho ABC tÞnh tiÕn theo®− êng th¼ng 2, sao cho A' n¨m trªn ®− êng (1), C' n»mtrªn ®− êng (2) th× G 0C' = U ®m, dãng sang bªn tr¸i c¾t®− êng I ®m cho ta ®iÓm D lμ ®iÓm cña ®Æc tÝnh ngoμi øngvíi I ®m. Lμm t− ¬ng tù víi tam gi¸c A1 B

H×nh 6.13 §Æc tÝnh ngoμ i theo ph − ¬ng

H×nh 6.14 §Æc tÝnh®iÒu chØnh m¸y P§1C kÝch

B1C1 øng víi I ®m/2 ta®− îc ®iÓm D1 Nèi çc ®iÓmU 0, D1, D ta ®− îc ®Æc tÝnhngoμi. Khi cÇn bï ®iÖn ¸p trªn ®− êng d©y t¶i ta t¨ng dßngkÝch tõ nèi tiÕp vμ ®Æc tÝnh ngoμi lμ ®− êng ®øt nÐt (øngvíi ®iÓm D' )

b) §Æc tÝnh ®iÒu chØnh I t = f(I) khi U=C te, n = C te.

§Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña m¸y kÝch tõ hæn hîp nh− h×nh6.14 víi ®− êng 1, nèi thuËn, bï ®ñ; ®− êng 2, nèi thuËn, bïthõa; ®− êng 3, nèi ng− îc

10.3 M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu l μ m viÖc song song.1. §iÒu kiÖn ghÐp song song çc m¸y ph¸t. Gi¶ sö m¸y ph¸t 1 ®ang ph¸t ®iÖn lªn thanh çi, ta cÇn ghÐp m¸y ph¸t 2 vμo lμm viÖc

song song víi m¸y 1, h×nh 6.15. §Ó viÖc ghÐp ®− îc thuËn lîi th× ph¶i ®¶m b¶o çc ®iÒukiÖn sau:

1. Cùc tÝnh cña m¸y ph¸t ph¶i nèi ®óng cùc tÝnh cña thanh çi2. S.®.® cña m¸y ph¸t b»ng ®iÖn ¸p cña thanh çi (E2 = U)3. Víi m¸y kÝch tõ hæn hîp cÇn ph¶i cã d©y c©n b»ng ®iÖn thÕ

M¸y ®iÖn 2 50



§iÒu kiÖn thø nhÊt b¾tbuéc ph¶i ®¶m b¶o: nÕu kh«ngkhi nèi m¸y 2 vμo l− íi th× c¶hai m¸y ®Òu bÞ ng¾n m¹ch.

§iÒu kiÖn thø 2 nÕu kh«ng

®¶m b¶o: khi ghÐp m¸y 2 vμ

ol− íi th× hoÆc lμ m¸y 2 sÏ ph¶inhËn t¶i ®ét ngét (nÕu E 2 > U ),hoÆc lμ m¸y 2 sÏ chuyÓn sanglμm viÖc theo chÕ ®é ®éng c¬ (nÕu E 2 < U ).

§iÒu kiÖn thø 3 nÕu kh«ng®¶m b¶o: M¸y kÝch tõ hæn hîp,cuén kÝch tõ nèi tiÕp th− êng®− îc nèi thuËn. Do ®ã nÕu khivËn hμnh v× mét lý do nμo ®ãgi¶ sö tèc ®é cña m¸y 1 t¨nglªn, lóc ®ã s.®.® E1 t¨ng lªn, th× I 1 t¨ng lªn vμ E1 tiÕp tôc t¨ng. Cø nh− thÕ cho ®Õn khi m¸y1 dμnh hÕt t¶i vμ bÞ qu¸ t¶i, cßn m¸y 2 chuyÓn sang lμm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬.

H×nh 6.15 M¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu l μ m viÖc

2. Ph©n phèi vμ chuyÓn t¶i gi÷a çc m¸y ph¸t.Gi¶ sö m¸y ph¸t 1 ®ang lμm viÖc víi t¶i I , cã

®Æc tÝnh ngoμi, ®− êng (1) trªn h×nh vÏ. NÕu m¸yph¸t 2 cã ®Æc tÝnh ngoμi d¹ng nh− ®− êng (2), tacÇn chuyÓn t¶i tõ m¸y 1 qua m¸y 2, qu¸ tr×nh®− îc tiÕn hμnh nh− sau: T¨ng kÝch tõ cña m¸y 2®Ó ®Èy ®− êng (2) lªn phÝa trªn, ®ång thêi gi¶mkÝch tõ cña m¸y (1) ®Ó h¹ thÊp ®− êng (1) xuèng,sao choU = C te vμ I = I 1 + I 2. NÕu muèn chuyÓntoμn bé t¶i sang m¸y 2 ta cø tiÕn hμnh nh− trªn,cho ®Õn khi E1 = U , th× c¾t h¼n m¸y 1 ra kháil− íi v μ m¸y 2 sÏ mang t¶i toμn bé, h×nh 6.16

Chó ý r»ng:NÕu ta gi¶m I t1 qua nhanh mμ E1 < U th× m¸y 1 sÏ chuyÓn sang lμm viÖc ë chÕ

®é ®éng c¬. §iÒu nμy rÊt nguy hiÓm nÕu çcm¸y ph¸t ®− îc kÐo b»ng ®éng c¬ nhiÖt.H×nh 6.16 Ph©n phèi t¶i gi÷a

Tõ h×nh 6.16 ta nhËn thÊy r»ng muèn sù ph©n phèi t¶i gi− òa çc m¸y hîp lý v μ thuËnlîi th× çc m¸y ph¶i cã ®Æc tÝnh ngoμi cã ®é dèc nh− nhau.

M¸y ®iÖn 2 51



Ch− ¬ng11 §éng c¬ ®iÖn mét chiÒu11.1 §¹i c − ¬ng§éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu ®− îc sö dông nhiÒu trong giao th«ng vμ nh÷ng n¬i cÇn ®iÒu chØnh

tèc ®é liªn tôc trong d·i réng.

Ph©n lo¹i ®éng c¬ 1 chiÒu còng nh−

m¸y ph¸t: kÝch thÝch ®éc lËp, song song, nèi tiÕp vμ hæn hîp

11.2 Më m¸y ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu. Yªu cÇu:- M«men më m¸y cμng lín cμng tèt ®Ó dÓ dμng thÝch øng víi t¶i- Dßng ®iÖn më m¸y cμng bÐ cμng tètÇc ph− ¬ng ph¸p më m¸y.1. Më m¸y trùc tiÕp

Theo ph− ¬ng ph¸p n

μy khi cÇn më m¸y ta chØ viÖc®ãng th¼ng ®éng c¬ vμo l− íi.

§Æc ®iÓm cña ph− ¬ng ph¸p: T¹i t = 0 , khi ®ãn = 0 nªn E = C eφ n = 0 , dßng ®iÖn më m¸y lóc ®ã lμ:

uumm R

U R

EU I =−

= v× R− rÊt bÐ, th− êng R− * = 0,2 -

0,1 nªn I mm = (5-10)I ®m

H×nh 7.1 Më m¸y nhê biÕn trë

Ph− ¬ng ph¸p nμy chØ ®− îc ¸p dông cho çc ®éng c¬ cã c«ng suÊt bÐ, v× víi çc ®éng c¬ nμy R− t− ¬ng ®èi lín

2. Më m¸y nhê biÕn trë. S¬ ®å më m¸y nh− h×nh 7.1.Do cã biÕn trë m¾c nèi tiÕp vμo m¹ch phÇn øng

nªn dßng ®iÖn më m¸y ®− îc tÝnh.

f u f umm R R

U R R EU I

+=

+−

= .

§iÖn trë R f ®− îc chän sao cho I mm = (1,4-1,7)I ®m ®èi víi ®éng c¬ lín vμ I

mm= (2,0-2,5)I

®m víi ®éng c¬

bÐ.Theo s¬ ®å h×nh 7.1 qu¸ tr×nh më m¸y ®− îc tiÕn

hμnh nh− sau:Khi t < 0 , con tr− ît cña R®c ®Ó ë vÞ trÝ b ®Óφ t cã

gi¸ trÞ cùc ®¹i, chuyÓn m¹chCM ®Æt ë vÞ trÝ sè 1, toμn bé ®iÖn trë phô ®− îc nèi nèi tiÕp víidq phÇn øng

H×nh 7.2 Qu¸ tr×nh më m¸ynhê biÕn trë m¾c vμ o m¹ch phÇn

Khi t = 0 , ®éng c¬ ®− îc ®ãng vμo l− íi ®iÖn, cã dßng ®iÖn I − vμ φ t phÇn øng sÏ xuÊthiÖn m«men M = C M φ t I − nÕu M > M C ®éng c¬ sÏ quay, tèc ®é ®éng c¬ t¨ng tõ 0 ®Õn1

gi¸ trÞ nμo ®ã, s.®.® t¨ng theon, (E = C eφ t n). Khi E t¨ng lªn th× f uu R R

E U I +

−= gi¶m xuèng,

M¸y ®iÖn 2 52



dÉn tíi M gi¶m xuèng, gia tèc gi¶m xuèng. I − vμ M gi¶m theo quy luËt hμm mò, phô thuécvμo h»ng sè thêi gian R− -L− cña d©y quÊn phÇn øng.

T¹i thêi ®iÓmt = t 1 khi I − = (1,1 - 1,3)I ®m quay chuyÓn m¹ch sang vÞ trÝ 2, c¾t bít métphÇn R f ra khái m¹ch phÇn øng, dßng ®iÖn I − l¹i t¨ng lªn, M t¨ng lªn vμ n l¹i tiÕp tôc t¨ng.

I − vμ M t¨ng gÇn nh− tøc thêi v× R− rÊt bÐ. Qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc nh− vËy cho ®Õn khi toμn

bé R f ®− îc c¾t ra khái m¹ch phÇn øng vμ tèc ®é ®éng c¬ ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®Þnh møc, h×nh 7.2 3. Më m¸y b»ng c¸ch gi¶m ®iÖn ¸p. Ph− ¬ng ph¸p më m¸y nμy gÇn gièng nh− më m¸y nhê biÕn trë nh− ng cÇn ph¶i cã mét

bé nguån cã thÓ ®iÒu chØnh ®− îc ®iÖn ¸p.11.3 §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu lμ quan hÖn = f(M), ®©y lμ ®Æc tÝnh quan träng

nhÊt cña ®éng c¬.Tõ biÓu thøc s.®.® vμ ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ 1 chiÒu ta cã:

φ φ e

u

e C IRU

C En −

== 7.1

v× M = C M φ I nªn 2e M

u

e CC M R

CU n

φ φ −= 7.2

XÐt sù lμm viÖc æn ®Þnh cña ®éng c¬ theo sù phèi hîp ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ vμ ®ÆctÝnh c¬ cña t¶i, h×nh 7.3a,b

Tr− êng hîp h×nh 7.3a, v× mét lý do nμo ®Êy tèc ®é cña ®éng c¬ t¨ng lªnn = n lv +Δ n th× M C > M vμ ®éng c¬ sÏ bÞ h·m l¹i ®Ó trë vÒnlv ban ®Çu øng víi ®iÓm P. Còng vËy nÕu tèc ®é

cña ®éng c¬ gi¶m xuèng th× M C < M vμ ®éng c¬ sÏ ®− îc gia tèc ®Ó trë vÒ ®iÓm P.Sù phèi hîp ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ vμ cña t¶i nh− h×nh 7.3b th× ng− îc l¹i. NÕu tèc ®é

cña ®éng c¬ t¨ng lªn th× M C < M vμ ®éng c¬ tiÕp tôc ®− îc gia tèc vμ t¨ng m·i. NÕu tèc ®écña ®éng c¬ gi¶m th× nã tiÕp tôc gi¶m vÒn = 0 .

H×nh 7.3 (a) chÕ ®é lμ m viÖc æn ®Þnh, (b) chÕ ®é lμ m viÖc kh«ng

VËy ®iÒu kiÖn ®Ó hÖ lμm viÖc:

æn ®Þnh lμ dn

dM dndM C 7.4

vμ kh«ng æn ®Þnhdn

dM dndM C> 7.5

M¸y ®iÖn 2 53



1. §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch song song hoÆc ®éc lËp.

NÕuU = U ®m = C te vμ I t = C te, th× khi M thay ®æi,φ vÉn kh«ng ®æi, ¶nh h− ëng lμmgi¶m φ do ph¶n øng phÇn øng ngang trôc rÊt bÐ kh«ng ®¸ng kÓ nªn ta cã ph− ¬ng tr×nh ®ÆctÝnh c¬:

H×nh 7.4 §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬

K .M R

nnu

0 −= 7.6§Æc tÝnhn = f(M) lμ ®− êng th¼ng, h×nh 7.4. V× R− rÊt

bÐ nªn tõ kh«ng t¶i ®Õn ®Þnh møc,Δn = (2-8)% , hai lo¹i®éng c¬ trªn cã ®Æc tÝnh c¬ rÊt cøng, phï hîp cho çc m¸yc¾t gät kim lo¹i.

a) §iÒu chØnh n b»ng çch thay ®æiφ .Tõ ph− ¬ng tr×nh ®Æc

tÝnh c¬ 2

e M

u

eCC M R

CU n

φ φ −=

Khi t¨ng R®c ta chØ cãthÓ gi¶m ®− îc tõ th«ng φ ,khi ®ã ta ®− îc mét hä®− êng ®Æc tÝnh c¬ cã ®édèc kh¸c nhau øng víi:

φ ®m > φ ' > φ '' >φ ''' vμ n®m< n1 < n2 <n3

H×nh 7.5 §iÒu chØnh H×nh 7.6 §iÒu chØnh nNh− vËy theo ph− ¬ngph¸p nμy ta cã thÓ ®iÒuchØnh n > n®mh×nh 7.5

n b»ng b»ng çch

b) §iÒu chØnh n b»ng çch thay ®æi R f .Khi ®− a thªm Rf vμo m¹ch phÇn øng, ®Æc tÝnh c¬

lμ:

K ).M R(R

nn f u0

+−=

7.7Theo ph− ¬ng ph¸p nμy n0 = Cte, khi t¨ng Rf ®é

dèc cña ®Æc tÝnh c¬ t¨ng lªn, tøc lμ tèc ®é thay ®æinhiÒu h¬n khi t¶i thay ®æi, h×nh 7.6.

c) §iÒu chØnh n b»ng çch thay ®æi U.V× chØ cã thÓ thay ®æi ®− îc U < U®m, nªn khi

gi¶m U ta sÏ ®− îc mét hä ®Æc tÝnh cïng ®é dèc (®é cøng), h×nh 7.7

H×nh 7.7 §iÒu chØnh tèc ®é b»ngçch thay ®æi

U®m> U1 > U2 vμ n®m > n1 > n2 Ph− ¬ng ph¸p nμy chØ cã thÓ ®iÒu chØnh ®− îc n < n®mvμ chØ ¸p dông cho çc ®éng

c¬ kÝch tõ ®éc lËp. M¸y ®iÖn 2 54



2. §Æc tÝnh c¬ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp

Lo¹i ®éng c¬ nμy cã I t = I − = I vμ φ = K φ I , trong ®ã K φ = C te khi I < 0,8I ®,m, cßn khi I > 0,8I ®mth× K φ gi¶m xuèng mét Ýt do ¶nh h− ëng b¶o hßa cña m¹ch tõ.

Tõ φ

φ φ

K C I C M

2

M u M ==

7.8

suy ra M C

M K φ φ =

thay vμo biÓu thøc

2e M

u

e CC M R

CU n

φ φ −= ta cã:

φ φ K C R

M K C.U Cn

e

u

e

M −=

7.9H×nh 7.9 Çc s¬ ®å ®/c tèc ®é ®.c.®.1.c kÝch tõ

bá qua R− th× M U ~n hay 2

2

nC M =

7.10 VËy ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖnmét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp sÏ cã d¹ng ®− ênghypecpon, h×nh 7.8 (®− êng 1)

Tõ ®− êng ®Æc tÝnh c¬ ta thÊy ë ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp khi M t¨ng n gi¶m rÊt nhiÒu. §Æc biÖt khikh«ng t¶i(I = 0, M = 0) , tèc ®é cã trÞ sè rÊt lín. §iÒunμy rÊt nguy h¹i v× nã cã thÓ lμm g·y trôc, v× vËy víilo¹i ®éng c¬ nμy kh«ng ®− îc ®Ó mÊt t¶i (truyÒn ®éng®ai). ChØ cho phÐp lμm viÖc víi c«ng suÊt tèi thiÓu P 2 = (0,2-0,25)P ®m

H×nh 7.8 §Æc tÝnh c¬ ®.c.®.1.c víi

Khi xÐt ®Õn bμo hßa, ®− êng M = f(n) lμ ®− êng®øt nÐt.

a) §iÒu chØnh n b»ng çch thay ®æi tõ th«ng φ .

Víi ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp viÖc thay ®æi tõ th«ngφ ®− îc thùc hiÖn b»ng çch: m¾csun d©y quÊn kÝch thÝch, h×nh 7.9a; ®iÒu chØnh sè vßng d©y kÝch thÝch, h×nh 7.9b;vμo phÇn øng, h×nh 7.9c.

Hai s¬ ®å 7.9a vμ 7.9b ®Òu cã cïng mét kÕt qu¶, ®− êng 2 h×nh 7.8.Lóc ®Çu I t = I , sau khi m¾c sun hoÆc ®iÒu chØnhW t th× I t = K.I t

Khi m¾c sun 1 R R

R K

st t

st <+

=

Khi thay ®æiW t , 1W W

K t

t <

′=

Nh− vËy hai ph− ¬ng ph¸p nμy cho tõ th«ngφ gi¶m nªn n t¨ng, (n > n ®m)

M¸y ®iÖn 2 55



BiÖn ph¸p thø 3 m¾c sun vμo m¹ch phÇn øng, lóc nμy ®iÖn trë toμn m¹ch gi¶m xuèng I t¨ng lªn vμ I t = I t¨ng lªn, φ t¨ng dÉn tíi n < n®m, ®− êng 3 h×nh 7.8.

b) §iÒu chØnh n b»ng çch thªm R®cvμ o m¹ch phÇn øng h×nh 7.8d

Lóc nμ

y ®iÖn trë tæng cña toμ

n m¹ch t¨ng lªn nªn I t = I ®Òu gi¶m xuèng, ®/cn < n ®m,®− êng 4 vμ 5, h×nh 7.8.c) §iÒu chØnh b»ng çch thay ®æi ®iÖn ¸p.V× chØ cã thÓ ®/cU < U ®mnªn n < n®m, ®− êng 6, h×nh 7.8. 3. §Æc tÝnh c¬ ®.c kÝch thÝch hæn hîp. §éng c¬ kÝch tõ hæn hîp th− êng cuén kÝch thÝch nèi tiÕp ®− îc nèi thuËn (bï kÝch thÝch)

do ®ã ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng trung gian gi÷a kÝch thÝch song song vμ kÝch thÝch nèi tiÕp, h×nh7.10.

§− êng 1 kÝch thÝch hçn hîp bï thuËn; ®

− êng 2 kÝch thÝch hçn hîp ng

− îc; ®

− êng 3 kÝchthÝch song song vμ ®− êng 4 kÝch thÝch nèi tiÕp.

11.4 Çc ®Æc tÝnh lμ m viÖc cña ®éng c¬ ®iÖnmét chiÒu.

Çc ®Æc tÝnh lμm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn métchiÒu lμ quan hÖ:n, M, η = f(I − ) khi U =U ®m= C te.

§Æc tÝnhn = f(I − ) gièng nh− ®Æc tÝnh c¬ n= f(M) v× M ~ I − .. § − êng 1 øng víi ®éng c¬ kÝchthÝch song song, ®− êng 2, 3 víi ®éng c¬ kÝch thÝchhæn hîp khi dq nèi tiÕp nèi thuËn vμ nèi ng− îc;®− êng 4 víi ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp, h×nh 7.11

§Æc tÝnh M = f(I − ) khi U = U ®m = C te. §©ychÝnh lμ quan hÖ M = C M φ I −

Víi ®éng c¬ kÝch thÝch song songφ = C te nªn ®− êng M = f(I − ) lμ ®− êng th¼ng (®− êng I ).§éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕpφ ~ I − nªn M ~ I −

2 ®Æc tÝnh m«men lμ ®− êng parabol (®− êng IV).§éng c¬ kÝch tõ hæn hîp cã ®Æc tÝnh m«men trung gian gi÷a kÝch thÝch song song vμ nèitiÕp (®− êng II vμ III ).

H×nh 7.10 §Æc tÝnh c¬ ®.c.®.1.ckÝch thÝch hçn hî so víi çc lo¹i ®.c

§Æc tÝnh hiÖu suÊtη = f(I − ) khi U = U ®m= C te nh− h×nh 7.12.HiÖu suÊt cùc ®¹i th− êng ®− îc thiÕt kÕ øng víi I − = 0,75I ®m

Th− êng η = 0,75 - 0,85 víi ®éng c¬ c«ng suÊt bÐ vμ η = 0,85 - 0,94 víi ®éng c¬ c«ngsuÊt trung b×nh vμ lín.

M¸y ®iÖn 2 56



H×nh 7.12 HiÖu suÊt

H×nh 7.11 C¸c ®Æc tÝnh l/viÖc cña

M¸y ®iÖn 2 57



Ch− ¬ng 8 : ®éng c¬ ®iÖn mét pha cã v μ nh gãp §éng c¬ 1 pha cã vμnh gãp cã kÕt cÊu t− ¬ng tù nh− ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu, nh− ng ®iÖn

¸p ®Æt vμo lμ ®iÖn ¸p xoay chiÒu 1 pha. Lo¹i ®éng c¬ nμy ®− îc dïng nhiÒu trong çc m¸ysinh ho¹t d©n dông.

8.1 Søc ®iÖn ®éng biÕn ¸p vμ

søc ®iÖn ®éng quay.Khi ®éng c¬ ®iÖn 1 pha cã vμnh gãp lμm viÖc trong d©y quÊn phÇn øng c¶m øng ®− îc 2lo¹i søc ®iÖn ®éng lμ: s.®.® biÕn ¸p vμ s.®.® quay.

1. S.®.® biÕn ¸p, Eba. §Æt ®iÖn ¸p xoay chiÒu 1 phaU ~ vμo d©y quÊn kÝch tõ K trªn phÇn tÜnh, tõ th«ngφ do

dßng ®iÖn xoay chiÒu t¹o nªn sÏ ®Ëp m¹ch víi tÇn sè f cña l− íi ®iÖn. Khi n = 0 tõ th«ng ®ãsÏ biÕn thiªn vμ xuyªn qua d©y quÊn phÇn øng vμ c¶m øng nªn trong çc thanh dÉn cña d©yquÊn phÇn øng çc søc ®iÖn ®éng nh− trong m¸y biÕn ¸p, E ba d©y quÊn kÝch thÝch lμ d©yquÊn s¬ cÊp vμ d©y quÊn phÇn

øng lμ

thø cÊp. ChiÒu cña s.®.® ë hai phÝa trôc d©y quÊn kÝch tõ K sÏ tr¸i dÊu nhau.

NÕu chæi than ®Æt trªn ®− êngtrung tÝnh h×nh häc th× s.®.® trongçc thanh dÉn ë hai phÝa trôc d©yquÊn kÝch tõ sÏ triÖt tiªu nhau,h×nh 8.1a, nªn E ba = 0 .

NÕu chæi than ®Æt trªn trôcd©y quÊn kÝch tõ th× E ba = E ba max , h×nh 8.1b.

TrÞ hiÖu dông cña s.®.® biÕn¸p lμ:

E ba = 4,44 f Wk dqφ max . 8.1

S.®.® biÕn ¸p chËm sauφ mét gãc 90 0, h×nh 8.1c.Khi chæi than lÖch víi ®− êng trung tÝnh h×nh häc mét

gãc α, h×nh 8.2, th×:

E ba(α ) = E ba sin α . 8.2 2. Søc ®iÖn ®éng quay Eq NÕuφ m = const , khi phÇn øng quay víi tèc ®én, çc thanh

dÉn cña d©y quÊn phÇn øng quÐt qua tõ tr− êng kÝch tõ φ vμ sÏc¶m øng ®− îc s.®.® xoay chiÒu cã tÇn sè f = pn/60 , nh− ngs.®.® lÊy ra ë 2 ®Çu chæi than lμ s.®.® 1 chiÒu, nh− trong m¸y ®iÖn mét chiÒu,

na

pN E mq .

.60φ = 8.3

Khi chæi than n»m trªn trung tÝnh h×nh häc E q = E qmax vμ khi chæi than n»m trªn trôcd©y quÊn kÝch thÝch th× E q = 0 .

Khi chæi than lÖch víi ®− êng trung tÝnh h×nh häc mét gãcα , th×:

H×nh 8.1 S.®.® Eba do tõ tr − êng ®Ëp m¹ch sinh ra

H×nh 8.2Eba khichæi than lÖch TTHH,

M¸y ®iÖn 2 58



E q(α ) = E q.cos α . 8.4

NÕu tõ th«ng ®Ëp m¹ch víi tÇn sè f vμ phÇn øng quay víitèc ®én th× trong mçi phÇn tö d©y quÊn sÏ tån t¹i c¶ 2 lo¹i s.®.®:S.®.® quay cã tÇn sè f q = pn/60 vμ s.®.® biÕn ¸p cã tÇn sè f ba = f .

Khi chæi than ®Æt trªn ®− êng trung tÝnh h×nh häc th× E ba = 0cßn E q ≡ φ m khi n = const . ChiÒu cña E q phô thuéc chiÒu cñan nh− h×nh 8.3.

Khi chæi than lÖch so víi trung tÝnh h×nh häc mét gãcα nμo®ã th× sÏ tån t¹i c¶ hai lo¹i E ba vμ E q cã cïng tÇn sè f . H×nh 8.3

α α 2222 cossinqba

E E E += 8.5

8.2 §éng c¬ nèi tiÕp mét pha1. S¬ l − îc cÊu t¹o vμ nguyªn lý l μ m viÖc. VÒ kÕt cÊu ®éng c¬ ®iÖn mét pha gièng nh− ®éng c¬ ®iÖn

mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp. Nh− ng v× nã ®− îc dïng víi l − íi®iÖn xoay chiÒu nªn m¹ch tõ cña nã ®− îc l μm b»ng thÐp kü thuËt®iÖn. §éng c¬ nhá th− êng cã cÊu t¹o cùc låi, ®éng c¬ lín cã cÊut¹o cùc Èn. Trªn cùc tõ ngoμi dq kÝch thÝch K, ®Ó c¶i thiÖn ®æichiÒu ng− êi ta còng bè trÝ dq bï B vμ cùc tõ phô F nh− ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, h×nh 8.4.

Nguyªn lý: Khi ®Æt ®/a xoay chiÒu mét pha vμo ®éng c¬, tõ th«ng φ t¸c dông víi dßng ®iÖn I ch¹y d©y quÊn phÇn øng t¹o nªn m« men lμm cho ®éng c¬ quay. V× phÇn øng nèi tiÕp víi d©y quÊn kÝch thÝch nªnφ vμ I lu«n cïng dÊu víi nhau, do®ã m«men lu«n d− ¬ng hay ®éng c¬ lu«n quay theo mét chiÒu x¸c ®Þnh.

H×nh 8.4§/c¬ ®iÖn nèi tiÕp

Lo¹i ®éng c¬ 1 pha nμy ®− îc dïng nhiÒu trong c¸c m¸y sinh ho¹t. 2. M«men cña ®éng c¬. Gi¶ sö:

i− = I − msin ω t 8.6

φ = φ msin( ω t - γ ) 8.7

víi γ lμ gãc lÖch gi÷ai− vμ φ do tæn hao s¾t tõ Gièng nh− m¸y ®iÖn 1 chiÒu, ta cã m«men tøc thêi

).sin(.sin γ ω ω φ π

φ π

+== t t I pN

i pN

M mumut 8.8 H×nh 8.5 §− êngcong i, φ vμ M cña ®éng c¬

M«men trung b×nh

γ φ π π

π

cos2

1

0mut I

pN dt M M == ∫ = C M I − φ mcos γ 8.9

Víi I − lμ trÞ hiÖu dông dßng ®iÖn trong mét nh¸nh song song cña d©y quÊn phÇn øngφ m lμ biªn ®é tõ th«ng kÝch tõ,γ rÊt nhá nªn cos γ ≈ 1 nªn m«men cña ®éng c¬ kh¸ lín.§ − êng cong dßng ®iÖn, tõ th«ng vμ m«men cña ®éng c¬ 1 pha cã vμnh gãp nh− h×nh 8.5.

M¸y ®iÖn 2 59



3. §å thÞ vÐc t¬ Gi¶ sö ®éng c¬ quay víi tèc ®én vμ chæi than ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc, th× khi ®Æ

®iÖn ¸pU vμo ®éng c¬, dßng ®iÖn I ch¹y trong çc d©y quÊn chËm pha so víiU mét gãcϕ . Tõ th«ng chÝnhφ chËm pha so víi I mét gãc γ (tæn hao s¾t). Søc ®iÖn ®éng quay E q ng− îc pha so víi , φ (chÕ ®é ®éng c¬, E ng− îc chiÒu I ). Søc ®iÖn ®éng biÕn ¸p E ba = 0 (v×

chæi than ®Æt trªn trung tÝnh h×nh häc). Søc ®iÖn ®éng r¬itrªn ®iÖn kh¸ng cña çc d©y quÊn chËm pha so víi I métgãc 90 0: S.®.® c¶m øng trªn d©y quÊn kÝch thÝch− (xK x I j &

K lμ ®iÖn kh¸ng cña d©y quÊn kÝch thÝch); s.®.® tæng cña çcd©y quÊn kh¸c (víi lμ tæng ®iÖn kh¸ng cñad©y quÊn phÇn øng, d©y quÊn bï vμ d©y quÊn cùc tõ phô).Sôt ¸p trªn çc ®iÖn trë (víi

∑− x I j & ∑ x

∑− r I & ∑r lμ tæng ®iÖn trë cñaçc d©y quÊn kÓ c¶ ®iÖn trë tiÕp xóc cña chæi than)

Ph− ¬ng tr×nh ®iÖn ¸p cña ®éng c¬ nèi tiÕp mét pha.8.10∑ +++−= )( x x I jr I E U K q

&&&& H×nh 8.6 §å thÞ∑Tõ sù ph©n tÝch ë trªn vμ ph− ¬ng tr×nh 8.10 ta vÏ ®− îc ®å thÞ vÐc t¬ nh− h×nh 8.6.§éng c¬ nèi tiÕp 1 pha cãcosϕ = 0,7 - 0,95 tèc ®é cμng cao hÖ sè cosϕ cμng cao. 4. Çc ®Æc tÝnh l μ m viÖc.§Æc tÝnh c¬ n = f(M) nh− ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, h×nh 8.7. §Æc tÝ

hiÖu suÊtη = f(M) vμ Cosϕ = f(M) nh− h×nh 8.8§Ó n©ng cao hÖ sè cosϕ th− êng çc lo¹i ®éng c¬ nμy ®− îc chÕ t¹o víi khe hë rÊt bÐ,

víi m¸y bÐ h¬n100 kW , δ = 1,5 - 2,5 mm; m¸y cã c«ng suÊt lín h¬n δ = 2 - 4 mm

H×nh 8.7 §Æc tÝnh c¬ n H×nh 8.8 §Æc tÝnhη = f(M) vμ Cosϕ

5. øng dông.

§éng c¬ ®iÖn cã vμnh gãp 1 pha ®− îc dïng nhiÒu tronglÜnh vùc ®− êng s¾t, ®Çu m¸y xe ®iÖn,...Víi kh¶ n¨ng ®¹t tèc ®écao (3000 - 30.000 vg/ph) vμ ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é réngnªn nã ®− îc dïng cho m¸y hót bôi, m¸y m μi, m¸y kh©u,...

Víi nguyªn lý trªn ng − êi ta chÕ çc ®éng c¬ v¹n n¨ng ®Ócã thÓ sö dông l− íi ®iÖn xoay chiÒu hoÆc mét chiÒu, s¬ ®ånguyªn lý nh− h×nh 8.9. Tô ®iÖnC ®Ó gi¶m nhiÔu v« tuyÕn. H×nh 8.9 §/c¬

M¸y ®iÖn 2 60



8.3 §éng c¬ ®iÖn ®Èy.1. §éng c¬ ®iÖn ®Èy 2 d©y quÊn phÇn tÜnh

§éng c¬ n μy phÇn tÜnh cã 2 d©y quÊn, kÝch tõ K vμ bï B nèi nèi tiÕp, ®Æt vu«ng trôc víinhau, d©y quÊn phÇn øng ®− îc nèi ng¾n m¹ch. Khi ®Æt mét ®iÖn ¸p xoay chiÒu vμo d©yquÊn phÇn tÜnh h×nh 8.8a.

NÕu chæi than ®Æt trªn ®− êng trung tÝnh h×nh häc, ban ®Çu khin = 0, S.®.®Eq = 0 , tõ th«ng cña cuén bï B c¶m øng nªn Ebamax, h×nh b. V× d©y quÊn phÇn øng nèi ng¾n nªn trongnã cã dßng I 2. Dßng ®iÖn nμy t¸c dông víi φ K t¹o nªn m«men quay l μm ®éng c¬ quay. Lóc®Ê hÊ d h ã é ù ®È i õ ê hÇ õ ê ù õ ®Ó ¹

giao trinh may dien-hedh

Documents