Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Đề Tài :
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH
TỐC
ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ ỨNG DỤNG
TRONG CÔNG NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN DƯ XỨNG
Sinh viên thực hiện : HUỲNH CÔNG
TRUYỀN
MSSV : 97202456
Trang
1
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

Tp - Hồ Chí Minh Tháng 02 - 2001
Trang
2
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ngày giao nhiệm vụ: 25 /12 / 2000
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28 / 02 / 2001
Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn
(Ký ghi rõ họ tên) Chủ nhiệm bộ môn
(Ký ghi rõ họ tên)
Trang
4
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
BẢN NHẬN XÉT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: HUỲNH CÔNG TRUYỀN
Lớp : 97ĐKC 3/7
MSSV: 97202 456
Ngành: ĐIỆN KHÍ HÓA - CUNG CẤP ĐIỆN
* Tên Đề Tài:
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP
* Nội Dung:
Tìm hiểu, trình bày về nguyên lý điều chỉnh, ưu và nhược điểm, phạm vi
điều chỉnh và ứng dụng của các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không
đồng bộ.
1. Khái Quát Về Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha
2. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Điện
Trở Phụ Mạch Roto.
3. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Số Đôi

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Trang
6
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………

Giáo viên hướng dẫn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
BẢN NHẬN XÉT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: HUỲNH CÔNG TRUYỀN
Lớp : 97ĐKC 3/7
MSSV: 97202 456
Ngành: ĐIỆN KHÍ HÓA - CUNG CẤP ĐIỆN

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Trang
8
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………


ĐIỆN TRỞ PHỤ MẠCH ROTO ……………………………………………………… Trang 14
I .Nguyên Lý Điều Chỉnh Khi Thay Đổi Điện Trở Phụ Trên Mạch Roto
…………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Trang
14
II. Phương Pháp Điều Chỉnh Điện Trở Phụ Mạch Roto Bằng Các Van
Bán Dẫn …………………………………………………………………………………………………………………………
Trang 15
III.Nhận Xét Và Ứng Dụng Trong Công Nghiệp ……………………….. Trang
19
CHƯƠNG 3:ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BẰNG
CÁCH THAY ĐỔI SỐ ĐÔI CỰC …………………………………………………………… Trang 20
I.Nguyên Lý Điều Chỉnh ……………………………………………… Trang
20
II. Các Phương Pháp Đổi Nối Dùng Để Điều Chỉnh Tốc Độ Động
Cơ……………………………………………………………………………………………………………………………. Trang 20
1. Sơ đồ đổi nối cuộn stato từ sao Y sang sang sao kép YY
2. Sơ đồ đổi nối cuộn stato từ sao Y sang sang sao nữa ngược Y
1/2ng
3. Sơ đồ đổi nối cuộn stato từ tam giác sang sao kép YY
III.Nhận Xét Và Ứng Dụng Trong Công Nghiệp …………… Trang
31
Trang
10
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

CHƯƠNG 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG CUỘN KHÁNG
BẢO HÒA ………………………………………………………………………………………………Trang 33
I. Khái Niệm Về Cuộn Kháng Bảo Hòa ………………………… Trang
33
II. Phương Trình Đặc Tính Cơ………………………………………………………… Trang

BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỐI TẦNG………………………………………………………….Trang
58
I.Phương Pháp Nối Tầng Dùng Hệ Thống Biến Đổi Van Máy
Điện………………………………………………………………………………………………………… Trang58
II. Phương Pháp Nối Tầng Dùng Thyristor………………………………… Trang 59
III.NhậnXét……………………………………………………………………………… Trang
61
KẾT LUẬN…………………………………………………………………………………………………………. Trang 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………………………. Trang 64
Trang
12
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn
Thầy NGUYỄN DƯ XỨNG đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành
nhiệm vụ luận án này.
Các thầy cô của trường đã đã tạo điều kiện cho em trong quá trình làm đồ án
tốt nghiệp.
Các bạn sinh viên lớp 97ĐKC và những bạn khác đã góp phần ý kiến cho đồ
án này.
Trang
13
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

LỜI NÓI ĐẦU
Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, để nâng cao năng suất, hiệu suất sử
dụng của máy, nâng cao chất lượng sản phẩm và các phương pháp tự động hóa
dây chuyền sản xuất thì hệ thống truyền động điện có điều chỉnh tốc độ là
không thể thiếu. Vì vậy nhiều loại động cơ điện đã được chế tạo và hoàn thiện

Đổi Tần Số
Chương 7: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Phương Pháp
Nối Tầng
Trong quá trình tìm hiểu nghiên cứu thực hiện đề tài, em đã cố gắng trình bày
các vấn đề về phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ.
Nhưng vì thời gian và giới hạn của luận án tốt nghiệp, phạm vi nghiên cứu tài
liệu cùng với kinh nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên tập luận án này
không tránh khỏi những thiếu sót. Mong thầy cô và các bạn đóng góp, giúp
đỡ.
Qua đề tài luận án này em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn NGUYỄN
DƯ XỨNG và các Thầy cô trong khoa điện cùng các bạn sinh viên đã tận tình
giúp đỡ.
Tp. HỒ CHÍ MINH ngày tháng năm 2001
Sinh viên thực hiện:
HUỲNH CÔNG TRUYỀN
Trang
15
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
I.CẤU TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM
I.1 Cấu Tạo
1.Cấu tạo phần tónh (stato)
Gồm vỏ máy, lỏi sắt và dây quấn.
a) Vỏ máy:
Thường làm bằng gang. Đối với máy có công suất lớn (1000 kw), thường dùng
thép tấm hàn lại thành vỏ. Vỏ máy có tác dụng cố đònh và không dùng để dẫn
từ.
b) Lỏi sắt:

rảnh của lỏi sắt được đặt một thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm và được nối
tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch đồng hoặc nhôm, làm thành một
cái lồng, người ta gọi đó là lồng sóc.
Dây quấn roto kiểu lồng sóc không cần cách điện với lỏi sắt.
3. Khe hở:
Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ (0,2 mm ÷ 1mm). Do đó roto là
một khối tròn nên roto rất đều.
I.2 Đặc Điểm Của Động Cơ Không Đồng Bộ.
- Cấu tạo đơn giản.
- Đấu trực tiếp vào lưới điện xoay chiều ba pha.
- Tốc độ quay của roto nhỏ hơn tốc độ từ trường quay của stato n < n
1
.
Trong đó:
n tốc độ quay của roto.
n
1
tốc độ quay từ trường quay của stato (tốc độ đồng bộ của động cơ )
II. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ sinh
ra một từ trường quay. Từ trường này quét qua các thanh dẫn roto, làm cảm
ứng trên dây quấn roto một sức điện động E
2
sẽ sinh ra dòng điện I
2
chạy trong
dây quấn. Chiều của sức điện động và chiều dòng điện được xác đònh theo qui
tắc bàn tay phải.
Hình.1-1 Sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ.
Trang

1
tốc độ quay của từ trường quay (tốc độ đồng bộ của động cơ).
Khi tần số của mạng điện thay đổi thì n
1
thay đổi làm cho n thay đổi.
Khi mở máy thì n = 0 và S = 1 gọi là độ trượt mở máy.
Dòng điện trong dây quấn và tư ø trường quay tác dụng lực tương hổ lên nhau
nên khi roto chòu tác dụng của mômen M thì từ trường quay cũng chòu tác
dụng của mômen M theo chiều ngược lại. Muốn cho từ trường quay với tốc
độ n
1
thì nó phải nhận một công suất đưa vào gọi là công suất điện từ.

Khi đó công suất điện đưa vào:
Trang
18
p
f
n
1
1
60
=
60
2
ω
1
n
π
MMP

2
< p
đt
do đó n < n
1
Công suất cơ của p
2
đưa ra nhỏ hơn p’
2
vì còn tổn hao do ma sát trên trục
động cơ và tổn hao phụ khác:
Hiệu suất của động cơ:
III. CÁC ĐẠI LƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ.
Trang
19
2
1
2
11
3 IrP
d
=∆
st
st
PP
PPPP
đt1đt
ΔΔ
−−=
∆=∆

P
η
(1-5)
(1-6)
(1-7)
(1-8)
(1-9)
(1-10)
(1-11)
o
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

1. Các Đại Lượng
a) Hệ số trượt:
Để biểu thò mức độ đồng bộ giữa tốc độ quay của roto n và tốc độ của từ
trường quay stato n
1.
Ta có :
Hay tính theo phần trăm:
Xét về mặt lý thuyết giá trò S sẽ biến thiên từ 0 đến 1 hoặc từ 0 đến 100
o
/
o

Trong đó :
b) Sức điện động của mạch roto lúc đứng yên.
Trong đó:
K
2
là hệ số dây quấn roto của động cơ.

)1(
60
1
1
1
snn
p
f
n
−=
=
m
WfKE
Φ=
220220
44,4
từ mạch trong thông từ của đạïi cực số trò
m
φ
60
1
20
pn
f
=
6060
)(
1
1
11

2.Phương Trình Cơ Bản Của Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha.
a) Sơ đồ đẳng trò một pha
Hình 1-2.
a) Sơ đồ nguyên lý.
b) Sơ đồ đẳng trò một pha của động cơ không đồng bộ
Trang
21
mKWfE
ss
Φ=
2222
44,4
SKWfE
ms
Φ=
2212
44,4
(1-19)
(1-20)
(1-21)
I
o
↓
x1 x'2
xo
10k
ro
r1
a)
b)


Trong đó:
U
1
điện áp pha đặt lên cuộn stato.
x
1
, r
1,
I
1
là điện kháng , điện trở, dòng điện của mạch từ hóa.
x’
2
, r’
2
, I’
2
là điện kháng, điện trở, dòng điện pha của cuộn dây roto
qui đổi về stato.
I’
2
= K
I
I
2
Với K
I
= 1/K
E

2
E
S là độ trượt của động cơ
Trong đó:
n tốc độ quay của roto động cơ.
n = n
1
(1-S)
n
1
tốc độ quay đồng bộ của động

a) Phương trình đặc tính tốc độ.
Theo sơ đồ đẳng trò một pha như hình (1-2), ta có biểu thức dòng điện roto đã
qui đổi về stato.
Trang
22
1
1
n
nn
S
−
=
p
f
n
1
1
60

Khi tốc độ động cơ n = 0 , theo (1-26) ta có s =1.
Nếu điện áp đặt lên cuộn stato U
1
= const thì biểu thức (1 –29) chính là quan
hệ giữa dòng điện roto đã qui đổi về stato I’
2
với độ S hay với tốc độ n.
Do đó biểu thức (1-29) chính là phương trình đặc tính tốc độ.
b) Phương trình đặc tính cơ.
Công suất điện từ của động cơ
Mặt khác:
Do đó:
M
đt
mômen điện từ gồm hai phần :
Phần nhỏ tổn thất trên cuộn dây và tổn thất cơ do ma sát ở các ổ bi, ký hiệu
∆M
Phần lớn biến thành mômen quay của động cơ M.
Vậy Mđt ~ M
Khi đó :
Trang
23
s
r
IP
2
2
'
'3
=

==
đ
(1-30)
(1-31)
(1-32)
(1-33)
(1-34)
n= 0
-n
+s
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

Thay I’
2
từ (1-26) vào (1-34), ta được
Biểu thức (1-35) chính là phương trình đặc tính cơ. Được biểu diễn quan hệ M
= f(n) như hình 1-3
Giá trò S sẽ biến thiên từ - ∞ đến + ∞ và mômen quay sẽ có hai giá trò cực
đại gọi là mômen tới hạn (M
t
).
Lấy đạo hàm của mômen theo hệ số trượt và cho dM/ds = 0.
Ta có hệ số trượt tương ứng với mômen tới hạn M
t
gọi là hệ số trượt tới hạn.
Do đó ta được biểu thức mômen tới hạn :
Giải các phương trình (1-35), (1-36), (1-37) và đặt :
Ta được dạng đơn giản của phương trình đặc tính cơ:
Trang
24

r
r
s
n
rU
M
22
1
2
2
21
2
1
2
'
)'(
'
n
xr
r
xxr
r
St
+
±
=
++
±
=
)(

2
12
++
+
=
s
s
s
s
M
M
t
t
t
(1-35)
(1-36)
(1-37)
(1-38)
(1-39)
s = 0
M
M
t
M
đm
S
t
n
n
1

thay đổi tỉ lệ với U
1
2

. Khi thay đổi điện trở
mạch roto bằng cách thêm điện trở phụ (đối với động cơ không đồng bộ roto
quấn dây) thì:
M
t
= const và S
t
tỉ lệ với r’
2
.
Trang
25
ε
S
S
S
S
Mt
M
t
t
+
=
2
nx
n