28

n
1

n

<

n
1

Hình
1
5
-
1. Chế độ động cơ điện

của máy điện không đồng bộ

F

Phần thứ t'
Máy điện không đồng bộ (KĐB)

Ch'ơng 15
đại c6ơng về máy điện không đồng bộ

15-1. Nguyên lý làm việc
của máy điện không đồng bộ

nn
s

=

Khi n = 0 thì s = 1; n = n
1
thì s = 0; n > n
1
thì s < 0 và khi rôto quay ngJợc chiều
từ trJờng quay (n < 0) thì s > 1.
Sau đây sẽ nghiên cứu chế độ làm việc của máy điện không đồng bộ trong ba phạm
vi tốc độ khác nhau.
15.1.1. Tr&ờng hợp rôto quay cùng chiều với từ tr&ờng quay nh&ng tốc độ nhỏ
hơn tốc độ đồng bộ (0 < n < n
1
hay 0 < s < 1)
Giả thiết chiều quay của từ trJờng tổng
1

và của rôto nhJ ở hình 15-1.
Do n < n
1
nên từ trJờng đó vẫn quét qua
thanh dẫn theo chiều quay của từ trJờng và
cảm ứng trong dây quấn rôto s.đ.đ. và dòng
điện có chiều xác định theo quy tắc bàn tay
phải (dấu trên hình 15-1).
Tác dụng giữa từ trJờng tổng với dòng
điện trong dây quấn rôto sinh ra lực điện từ F,


Động cơ điện

Máy phát điện

0

1
0

n
1
Hình
1
5
-
2. Chế độ máy phát điện

của máy điện không đồng bộ
n
1

n > n
1

F

Hình 15-3. Chế độ hãm điện từ
của máy điện không đồng bộ
n

15.1.3. Tr&ờng hợp rôto quay ng&ợc chiều từ tr&ờng quay (n < 0 hay s >1)
Vì nguyên nhân nào đó, rôto quay ngJợc chiều từ trJờng quay (hình 15-3) thì lúc
đó s.đ.đ, dòng điện và mômen điện từ có chiều giống nhJ ở chế độ động cơ điện. Vì
mômen sinh ra ngJợc với chiều quay của rôto nên có tác dụng hãm cho rôto đứng lại.
Trong trJờng hợp này máy vừa lấy điện năng từ lJới điện vào, vừa lấy cơ năng từ động
cơ sơ cấp. Chế độ làm việc nhJ vậy gọi là chế độ hãm điện từ. Tóm lại có thể biểu thị
các chế độ làm việc theo phạm vi tốc độ và hệ số trJợt nhJ sau: Vì máy điện làm việc ở những tốc độ khác tốc độ của từ trJờng quay nên gọi là
máy điện không đồng bộ.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version

30

b)

c)

ghép lại thành khối tròn.
Nếu lõi sắt dài quá thì thJờng ghép thành từng thếp ngắn, mỗi thếp dài từ 6 đến 8
cm, đặt cách nhau 1 cm để thông gió cho tốt.
b. Dây quấn
Dây quấn stato đJợc đặt vào các rãnh của lõi sắt và đJợc cách điện tốt với lõi sắt
(hình 15-5). Kiểu dây quấn, hình dạng và cách bố trí dây quấn đã đJợc trình bày ở
phần thứ ba (ChJơng 13). Dây quấn làm bằng đồng.
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version

31

1

2

3

4

Hình 15-5. Stato của máy điện KĐB
1 - Vỏ máy; 2 - Mạch từ; 3 - Dây quấn; 4 - Chân đế.

2. Phần quay hay rôto
Phần này gồm có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn.
a. Lõi sắt
Nói chung lõi sắt rôto cũng đJợc làm bằng các lá thép kỹ thuật điện, đJợc dập nhJ
hình 15-6a để sau khi ghép lại mặt ngoài hình thành các rãnh là nơi đặt dây quấn rôto,
ở giữa có lỗ để ghép trục. Trên thực tế tổn hao sắt trong lõi sắt rôto khi máy làm việc
rất bé nên không cần dùng thép kỹ thuật điện. NhJng để lợi dụng phần thép kỹ thuật
điện sau khi đập lõi sắt stato (hình 15-6b), thJờng ngJời ta ép làm lõi sắt rôto luôn. Lõi
sắt đJợc ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version

32

R

Vòng
trJợt
Chổi
than

- Loại rôto kiểu lồng sóc: Kết cấu của
kiểu dây quấn này rất khác với dây quấn
stato. Trong mỗi rãnh của lõi sắt rôto đặt
vào thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm dài ra
khỏi lõi sắt, các thanh dẫn đJợc nối tắt lại
với nhau ở hai đầu bằng hai vành ngắn
mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một
cái lồng mà ngJời ta quen gọi là lồng sóc
(hình 15-8). Cũng chính vì vậy mà rôto loại
này còn có tên gọi là rôto ngắn mạch. Dây
quấn lồng sóc không cần cách điện với lõi
sắt (hình 15-9).
Để cải thiện tính năng mở máy, trong
các máy có công suất tJơng đối lớn, rãnh
rôto có thể làm rãnh sâu hoặc làm thành hai
rãnh lồng sóc hay còn gọi là lồng sóc kép
(hình 15-10). Trong máy điện cỡ nhỏ, rãnh
rôto thJờng đJợc làm chéo đi một góc so
với tâm trục (hình 15-9).

Hình 1
5

Rôto lồng sóc rãnh chéo
Hình 1
5
-
11. Động cơ không đồng bộ 3 pha.

a) Hình dáng bên ngoài; b) Cấu tạo bên trong

a)

b)
3. Khe hở
Vì rôto là khối tròn nên giữa rôto và stato có khe hở rất đều. Khe hở trong máy
điện không đồng bộ rất nhỏ (khoảng từ 0,2 mm đến 1 mm trong máy điện cỡ nhỏ và
vừa) để hạn chế dòng điện từ hoá lấy từ lJới vào và nhJ vậy mới có thể làm cho hệ số

1HP = 0,736 kW.
2. Điện áp dây định mức U
đm
(V).
3. Dòng điện dây định mức I
đm
(A). Đây là dòng điện dây của cuộn dây stato lấy từ
nguồn điện khi điện áp đặt vào động cơ là định mức và trục động cơ kéo phụ tải định
mức.
4. Tốc độ định mức n
đm
(vòng/phút). Đây là tốc độ quay của rôto khi điện áp đặt
vào là định mức và mômen cản trên trục động cơ là định mức.
5. Tần số nguồn định mức f
đm
(Hz).
6. Hiệu suất định mức
đm
, là tỷ số giữa công suất cơ trên trục động cơ và công suất
điện mà động cơ tiêu thụ khi phụ tải định mức:

dm
dm
dm
P
P
1
=

Từ hiệu suất định mức ta tìm đJợc công suất định mức mà động cơ tiêu thụ từ lJới:

.2
dm
dm
n

=
là tốc độ quay tính bằng rad/s.
7. hệ số công suất định mức cos
đm
.
Ngoài ra trên nhãn máy còn ghi cách đấu dây Y hay , kiểu máy, độ tăng nhiệt độ.

15-4. Công dụng của máy điện không đồng bộ

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ
điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ
điện không đồng bộ là loại máy đJợc dùng rộng rãi nhất trong các ngành của nền kinh
tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôwats.
Trong công nghiệp thJờng dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho
máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công
nghiệp nhẹ v.v Trong hầm mỏ dùng làm tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng
để làm máy bơm hay máy gia công chế biến nông sản. Trong đời sống hàng ngày máy
điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm vị trí quan trọng nhJ: quạt gió, máy quay đĩa,
động cơ trong tủ lạnh v.v Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hoá,
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version

35

tự động hoá và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ
ngày càng rộng rãi.