BÁO CÁO MÁY ĐIỆN ĐẶC BIỆT
NHÓM 3
Permanent-Magnet Synchronous Motors
Động Cơ Đồng Bộ Nam Châm Vĩnh Cửu
Nguyễn Công Chánh 10102012
Bùi Thành Đạt 10102029
Trần Hiếu Để 10102033

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

39.13 Permanent-Magnet Synchronous Motors
(a) Construction and Performance
Such motors have a cage rotor having rare-earth permanent magnets instead of
a wound field. Such a motor starts like an induction motor when fed from a
fixed-frequency supply. A typical 2-pole and 4-pole surface-mounted versions of
the rotor are shown in Fig. 39.14. Since no d.c. supply is needed for exciting the
rotor, it can be made more robust and reliable. These motors have outputs
ranging from about 100 W upto 100 kW. The maximum synchronous torque is
designed to be around 150 per cent of the rated torque.
39.13. ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU
(a)cấu tạo và nguyên lý hoạt động
động cơ rô-to lồng sóc có các cực từ làm bằng nam châm vĩnh cửu chứ
không dùng cuộn kích từ (nam châm điện). 1 động cơ khởi động kiểu cảm
ứng điện từ khi được cấp nguồn từ 1 tần số không đổi. mặt cắt các kiểu roto
2 cực và 4 cực tiêu biểu được biểu diễn trên hình 39.14. Vì roto không cần
nguồn dc kích thích nên động cơ loại này có thể hoạt động mạnh mẽ và đáng
tin cậy hơn . những động cơ này có công suất từ 100 w đến 100 kw. Momen
tối đa của máy được thiết kế không vượt quá 150% momen định mức.


động cơ không có chổi than hoặc vành trượt trên roto thỳ
không sinh ra tia lửa điện khi hoạt động. lúc này công việc
bảo dưỡng chổi than đã được loại trừ. những động cơ này có
thể kéo vào đồng bộ các tải có mức quán tính lơn hơn quán
tính roto của chúng nhiều lần .

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

( c) Applications
These motors are used where
precise speed must be
maintained to ensure a consistent
product. With a constant load,
the motor maintains a constant
speed Hence, these motors are
used for synthetic-fibre drawing
where constant speeds are
absolutely essential
(c) Ứng dụng
các động cơ này được sử dụng tại những nơi yêu cầu duy trì
tốc độ chính xác để đảm bảo cho ra sản phẩm đồng đều. với 1
tải không đổi, động cơ duy trỳ 1 tốc độ không đổi. do đó nó
được ứng dụng trong công nghiệp kéo sợi tổng hợp, nơi mà tốc
độ không đổi cực kỳ quan trọng.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

39.14 Synchros

động cơ trợ lực (servo motor).

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

39.15 Types of Synchros
There are many types of synchros but the four basic types used for position and error-
voltage applications are as under:
Control Transmitter (denoted by CX) – earlier called generator (ii ) Control Receiver
(CR) – earlier called motor (iii) Control-Transformer (CT) and (iv) Control Differential
(CD). It may be further subdivided into control differential transmitter (CDX) and
control differential receiver (CDR).
All of these synchros are single-phase units except the control differential which is of
three-phase construction
39.15 Các loại máy điện tự đồng bộ
Có nhiều loại mđđb nhưng có 4 loại cơ bản để định vị và ứng dụng sai số điện áp
được giới thiệu sau đây :
Máy phát điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CX)
Máy thu điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CR) – tên gọi đầu tiên là động cơ (motor)
Máy biến áp điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CT)
Khối tín hiệu vi sai điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CD). nó có thể được chia nhỏ hơn
nữa thành máy phát vi sai điều khiển tự đồng bộ (CDX) và máy thu vi sai điều khiển
tự đồng bộ (CDR).
tất cả các loại mddb trên đều có cấu tạo 1 pha, ngoại trừ khối CD cấu tạo 3 pha.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

1. Constructional Features
(a) Control Transmitter

excited with single-phase currents. When the field of the rotor conductors
interacts with the field of the stator conductors, a torque is developed which
produces rotation.
(b)Máy thu điều khiển tự đồng bộ ( ký hiệu CR)
về cơ bản, cấu tạo của CR cũng tương tự như CX trên hình 39.15 a. nó có 3
cuộn dây stato và 1 roto cực từ lồi 1 pha. Tuy nhiên, CX có thêm 1 bộ giảm
xóc dùng dầu nhớt gắn trên trục quay cho phép roto hoạt động không vượt
quá mức cho phép. ở chế độ định mức, cả cuộn dây roto và stato đều được
kích thích bởi dòng điện 1 pha. Khi từ trường dây quấn roto tương tác với
từ trường dây quấn stato sẽ tạo ra 1 momen quay, kéo roto chuyển động.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3 Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

( c) Control Transformer (CT)
As shown in Fig. 39.15 (b) its stator has a three-phase winding
whereas the cylindrical rotor has a single-phase winding. In this
case, the electrical zero is defined as that position of the rotor
that makes the flux linkage with winding 2 of the stator zero.
This rotor position has been shown in Fig. 39.15 (b) and is
different from that of a control transmitter.
(C) Máy biến áp điều khiển tự đồng bộ (CT)
Như thể hiện trong hình. 39.15 (b) nó là stator có cuộn dây ba
pha trong khi roto hình trụ có một cuộn dây một pha. Trong
trường hợp này, điểm không điện được định nghĩa là vị trí của
rotor mà làm cho mối liên kết dòng với cuộn dây thứ 2 của stato


(e) Voltage Relations
Consider the control transmitter shown in Fig. 39.17. Suppose
that its rotor winding is excited by a single-phase sinusoidal ac
voltage of rms value Er and that rotor is held fast in its
displaced position from the electrical zero. If K = stator turns /
rotor turns, the rms voltage induced in the stator winding is E
= KEr . However, if we assume K = 1, then E = Er
(e) Quan hệ điện áp
Xét máy phát điều khiển trong hình 39.17. giả sử rằng nó là
rotor được kích thích bởi điện áp xoay chiều hình sin của giá
trị hiệu dụng là Er và rotor được tổ chức nhanh chóng, nó là
sự điều chỉnh điểm không điện. Nếu K = (số vòng dây
stator) / (số vòng dây rotor) , điện áp hiệu dụng gây ra trong
stator cuộn dây là
E = KEr. Tuy nhiên, nếu giả sử K=1 thì E = Er.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

The rms value of the induced emf in stator
winding 2 when the rotor displacement is ‘a’ is
given by E2s=E cosα
Since the axis of the stator winding 1 is located
120º ahead of the axis of winding 2, the rms value
of the induced emf in this winding is
E1s=E cos (α−120º).
In the same way since winding 3 is located behind
the axis of winding 2 by 120º, the expression for
the induced emf in winding 3 becomes

hiệu điện thế khi α = + 30 º

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3 Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

39.16 Applications of Synchros
The synchros are extensively used in servomechanism for
torque transmission, error detection and for adding and
subtracting rotary angles. We will consider these
applications one by one.
39.16 CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ TỰ ĐỘNG BỘ
Các động cơ đồng bộ sử dụng rộng rãi trong các cơ cấu
servo để truyền mô-mem xoắn, phát hiện lỗi và cộng trừ
các góc quay. Chúng ta sẽ xem xét từng ứng dụng một.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

( a) Torque Transmission
Synchros are used to transmit torque over a long distance without the use of
a rigid mechanical connection. Fig. 39.18 represents an arrangement for
maintaining alignment of two distantly-located shafts. The arrangement
requires a control transmitter (CX) and a control receiver (CR) which acts as
a torque receiver. As CX is rotated by an angle α, CR also rotates through
the same angle α As shown, the stator windings of the two synchros are
connected together and their rotors are connected to the same single-phase ac


Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

This torque will rotate the freely-moving CR rotor to a position which
exactly corresponds with the CT rotor i.e. it will be displaced by the
same angle α as shown in Fig. 39.18. It should be noted that if the two
rotors are in the same relative positions, the stator voltages in the two
synchros will be exactly equal and opposite. Hence, there will be no
current flow in the two stator windings and so no torque will be
produced and the system will achieve equilibrium.
Moment này sẽ làm quay rotor của CR đến vị trí tương ứng với
rotor của CT có i,e giống nhau. Do đó nó sẽ được quay một góc α
như hình 39.18. Nên 2 rotor sẽ có vị trí giống nhau, điện áp trên
stator của hai máy đòng bộ bằng nhau và ngược pha nhau. Do đó,
sẽ không có dòng điện trong hai cuộn dây stator và như vậy sẽ
không có moment quay và hệ thống sẽ được đưa về trạng thái cân
bằng.

Máy điện đặc biệt
Nhóm 3

If now, the transmitter rotor angle changes to a new value, then new set of
voltages would be induced in the transmitter stator windings which will again
drive currents through the receiver stator windings. Hence, necessary torque
will be produced which will turn the CR rotor through an angle corresponding
to that of the CT rotor. That is why the transmitter rotor is called the master
and the receiver rotor as the slave, because it follows its master. It is worth
noting that this master-slave relationship is reversible because when the
receiver rotor is displaced through a certain angle, it causes the transmitter