CHƯƠNG 10: VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
Bài số 10-1. Họ đặc tính M = f(s) của động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có số liệu: 300kW,
2300V nối Y, 50Hz, 14 cực từ trình bày trên hình VD 10-1. Đường cong A và D cho biết giới hạn của điện trở điều
chỉnh. Xác định (a) điện trở điều chỉnh để mômen khởi động bằng mômen cực đại; (b) dòng điện và mômen
khởi động của trường hợp (a); (b) bội số mômen khởi động của trường hợp (a). Cho biết a = 3.8 và các thông số
của động cơ trên một pha như sau:
R
1
= 0.403 Ω, R’
2
= 0.317 Ω, R
fe
= bỏ qua
X
1
= 1.32 Ω ; X’
2
= 1.32 Ω X
M
= 35.46 Ω
Điện áp và tổng trở theo Thévenin:
1
U 2600
U 1327.9V
3 3
= = =
&
&

o
1 M

′
+ +

2 2
K th tn 2 2
R R (X X ) R
′ ′ ′
= + + −

2 2
0.3745 (1.2767 1.32) 0.317 2.3066= + + − = Ω
K
K
2 2
R 2.3066
R 0.1597
a 3.8
′
= = = Ω
Dòng điện trong roto khi khởi động là:
th
K
2 2
tn 2 K tn 2
U
I
(R R R ) (X X )
=
′ ′ ′
+ + + +

2
1 tn 2 dm
dm
2 2
1 tn 2 dm tn 2
m U R /s
M
(R R /s ) (X X )
′
×
= ×
′ ′
Ω + + +

2
2 2
3 1280.2 0.317 / 0.015
4933Nm
44.8799 (0.3745 0.317 / 0.015) (1.2767 1.32)
×
= × =
+ + +
98
Bội số mô men khởi động:
K
M
dm
M 18270
m 3.7036
M 4933

Z
=
Do vậy:
1
K
U 219.3931
Z 1.5898
I 138
= = = Ω

2 2
K
(R 0.2856) 0.7441 1.5898+ + = Ω

2 2
K
R 1.5898 0.7441 0.2856 1.1193= − − = Ω
Điện áp đặt vào động cơ khi khởi động:
K K VK
U I Z 138 0.797 109.986A= = × =
Mô men khởi động tỉ lệ với bình phương điện áp nên:
2
K1 dm 1
K2 K2 K
M 1.5M U
M M U
 
= =
 ÷
 

U 219.3931V
3 3
= = =
99
Dòng điện khởi động trực tiếp:
K dm
I 5.5I 5.5 23.8 130.9A= = × =
Tổng trở khi roto đứng yên:
1
VK
K
U 219.3931
z 1.676
I 130.9
= = = Ω
Do góc pha ban đầu là 69
o
nên ta có:
o
VK
Z 1.676 69 (0.6006 + j1.5647)
= ∠ = Ω
Dòng khởi động khi có cuộn kháng:
KCK dm
I 2I 2 23.8 47.6A= = × =
Điện kháng cần để khởi động:
1
K
KCK
U 219.3931

mômen khởi động với điện áp lưới 460V. Nếu động cơ được khởi động bằng MBA tự ngẫu với điện áp 70% điện
áp định mức, xác định (b) dòng điện lưới và mômen khởi động của động cơ.
Dòng điện và mô men khi khởi động với điện áp 460V:
3
dm
dm
dm
P 90 10
M 9.55 9.55 877.0408Nm
n 980
×
= = =
K380 M dm
M m M 1.25 877.0408 1096.3Nm= = × =
2
K460
K380
M 460
M 380
 
=
 ÷
 

2 2
K460 K380
460 460
M M 1096.3 1606.5Nm
380 380
   

I 0.7 I 0.7 1083.8 758.6543A= × = × =
100
CA
HA
U 1
a 1.428
U 0.7
= = =
K266
CA
I 758.6543
I 531.058A
a 1.428
= = =
2
K266
K380
M 266
M 380
 
=
 ÷
 

2 2
K266 K380
266 266
M M 1096.3 537.1875Nm
380 380
   

=
 ÷
 

2 2
K247 K380
247 247
M M 2192.6 926.3735Nm
380 380
   
= = × =
 ÷  ÷
   
Bài số 10-6. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có số liệu định mức như sau: 40kW, 50Hz,
380V nối Y, cosϕ = 0.81, η = 0.89, 12 cực từ, 495 vòng/phút. Dòng điện khởi động và bội số mômen khởi động
trương ứng với điện áp định mức là 525A và m
M
= 1.2. Hãy tính (a) dòng điện định mức; (b) mômen định mức;
(c) điện áp để mômen khởi động bằng 70% mômen định mức; (d) tỉ số MBA tự ngẫu, nếu động cơ được khởi
động bằng MBA tự ngẫu nối Y trong trường hợp (c); (e) dòng điện trong dây quấn stator, lưới điện khi động cơ
khởi động với MBA tự ngẫu trong trường hợp (c).
Dòng điện định mức của động cơ:
3
dm
dm
dm
P 40 10
I 84.3026A
3U cos 3 380 0.89 0.81
×

dm
M 540.202
U U 380 317.9308V
M 771.7172
= = =
101
Nếu dùng máy biến áp tự ngẫu thì tỉ số biến đổi điện áp là:
CA
HA
U 380
a 1.1952
U 317.9308
= = =
Dòng điện trong dây quấn stato khi dùng máy biến áp tự ngẫu:
K
K dm
I U
I U
′
=


K K
dm
U 317.9308
I I 525 439.2465A
U 380
′
= = × =
Dòng điện lưới khi khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu:

− −
= = =
Mô men định mức:
3
dm
dm
dm
P 40 10
M 9.55 9.55 406.383Nm
n 940
×
= = =
Mô men khởi động:
K M dm
M m M 1.7 406.383 = 690.8511Nm= = ×
Dòng điện định mức của động cơ:
3
dm
dm
dm
P 40 10
I 43.204A
3U cos 3 660 0.89 0.91
×
= = =
η ϕ × × ×
Dòng điện khởi động:
K I dm
I m I 5 43.204 = 216.02A= = ×
Điện áp để dòng điện khởi động bằng 200%I

I U
I U
′
=


K K
dm
U 264
I I 216.02 86.408A
U 660
′
= = × =
Dòng điện lưới khi khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu:
K
CA
I 86.408
I 34.5632A
a 2.5
′
= = =
Bài số 10-8. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có số liệu định mức như sau: 150kW, 660V
nối Y, cosϕ = 0.82, η = 0.92, 4 cực từ, s = 0.02, bội số mômen khởi động m
K
= 1.25 và dòng điện khởi động với điện
áp định mức 1110A. Động cơ được dùng để làm bơm ly tâm và yêu cầu mômen khởi động ban đầu nhỏ nhất là
850Nm. Hãy xác định (a) tốc độ định mức; (b) mômen định mức; (c) mômen khởi động; (d) dòng điện định mức;
(e) điện áp nhỏ nhất khi khởi động có tải; (f) tỉ số MBA tự ngẫu và vẽ sơ đồ mạch điện, nếu động cơ được khởi
động bằng MBA tự ngẫu nối Y trong trường hợp (f).
Tốc độ định mức của động cơ:

= = =
η ϕ × × ×
Điện áp cực tiểu khi khởi động có tải:
2
K min min
K dm
M U
M U
 
=
 ÷
 


K min
min dm
K
M 850
U U 660 551.3276V
M 1218.1
= = =
Tỉ số biến đổi điện áp của máy biến áp tự ngẫu:
CA
HA
U 660
a 1.1971
U 551.3276
= = =
Bài số 10-9. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có số liệu định mức như sau: 18.5kW, 50Hz;
380/660V nối ∆/Y, 6 cực từ; 970 vòng/phút; bội số mômen khởi động m

3
dm
dm
dm
P 18.5 10
M 9.55 9.55 182.1392Nm
n 970
×
= = =
Mô men khởi động khi nối Y:
2
KY KY
dm dm
M U
M U
 
=
 ÷
 

2
2
KY
KY dm
dm
U 219.3931
M M 182.1392 60.7131Nm
U 380
 
 

K
= 1.25.
Tổng trở pha vào khi rotor đứng yên Z
VK
= 1.93∠79.02
0
Ω. Hãy tính (a) điện trở khởi động mắc nối tiếp vào mach
stator để dòng điện khởi động bằng hai lần dòng điện định mức; (b) xác định điện áp đặt vào động cơ khi khởi
động; và (c) mômen khởi động khi động cơ sử dụng điện trở khởi động.
a. Khởi động trực tiếp, động cơ nối
∆
Biến đổi mạch nối ∆ thành nối Y ta có tổng trở một pha khi roto đứng yên:
o
o
VK
f
Z 1.93 79.02
Z 0.6433 79.02 (0.1225 + j0.6316)
3 3
∠
= = = ∠ = Ω
Dòng điện khởi động:
K dm
I 2I 2 46.3 92.6A= = × =
Mặt khác ta có:
1
K
U
I
z

Mô men khởi động:
2
2
K
K dm
dm
U 59.57
M M 144.1015 3.5416Nm
U 380
 
 
= = =
 ÷
 ÷
 
 
b. Khởi động bằng cách đổi nối từ
∆
sang Y
Tổng trở vào một pha:
o
VK
Z 1.93 79.02 (0.3676 + j1.8947)= ∠ = Ω
Dòng điện khởi động:
K dm
I 2I 2 46.3 92.6A= = × =
Mặt khác ta có:
1
K
U

M M 144.1015 67.5855Nm
U 660
 
 
×
= = =
 ÷
 ÷
 
 
Bài số 10-11. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc có số liệu định mức như sau: 75hp, 60Hz;
2300V nối Y, dòng điện 20A, 2 cực từ; tốc độ 3500 vòng/phút; bội số mômen khởi động m
K
= 1.25. Giả thiết rằng
góc tổng trở pha vào khi rotor đứng yên 75
0
. Hãy tính (a) điện cảm cuộn dây (R
cd
= 0) mắc nối tiếp vào mạch
stator để dòng điện khởi động bằng 3.5 lần dòng điện định mức; (b) xác định điện áp đặt vào động cơ khi khởi
động; và (c) mômen khởi động khi động cơ sử dụng cuộn dây khởi động.
Điện áp trên một pha:
1
U 2300
U 1327.9V
3 3
= = =
Dòng khởi động khi có cuộn kháng:
KCK dm
I 3.5I 3.5 20 70A= = × =

o
VK
Z 1.676 69 (0.6006 + j1.5647)
= ∠ = Ω
Điện áp đặt vào động cơ khi khởi động:
K K VK
U I Z 47.6 1.676 79.8V= = × =
Bài số 10-12. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor lồng sóc, công suất 45kW, 50Hz, 380V nối Y, 1470
vòng/phút, m
K
= 1.4 có tổng trở khi rôto đứng yên 0.547∠69.1
0
Ω/pha. Động cơ sẽ được khởi động đổi nối Y → ∆,
xác định điện áp lưới (a) động cơ sẽ làm việc; dòng điện khởi động pha và dây (b) khi nối ∆; dòng điện khởi
động pha (c) khi nối Y.
Mô men định mức của động cơ:
3
dm
dm
dm
P 45 10
M 9.55 9.55 292.3469Nm
n 1470
×
= = =
Khi nối ∆, động cơ chịu được điện áp:
U 380
U 219.3931V
3 3
∆

 
 
Dòng điện khi khởi động trực tiếp:
KY
KY
VK
U 219.3931
I 401.0843A
z 0.547
= = =
Mô men khi khởi động trực tiếp:
K dm
M 1.4M 1.4 292.3469 409.2857Nm= = × =
Bài số 10-13. Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có số liệu: 300kW, 380V nối Y, 50Hz, 4 cực
từ, s
đm
= 0.015. Động cơ đang vận hành với tải, tần số, điện áp định mức và không có điện trở điều chỉnh. Các
thông số trên một pha như sau:
R
1
= 0.0054 Ω, R’
2
= 0.0062 Ω, R
fe
= 7.667 Ω,
X
1
= 0.038 Ω ; X’
2
= 0.038 Ω X

+ + + +
Ta coi đông cơ làm việc trong vùng tuyến tính nên:
1 1
dm dm
M 1 s
M 2 s
= =

dm
1
s 0.015
s 0.0075
2 2
= = =
1
60f 60 50
n (1 s ) (1 0.0075) 1488.8vg / ph
p 2
×
= − = − =
Điện áp Thévenin:
1
U 380
U 219.3931V
3 3
= = =
&
&

1 M

3 60 205.7849 0.0062/0.015
1854.9Nm
2 1500 (0.0048 0.0062/0.015) (0.0357 0.038)
× ×
= × =
π× + + +
Điện trở điều chỉnh:
1
2
1
n n 1500 1200
s 0.2
n 1500
− −
= = =
2
1 tn 2 dm
2 dm
2 2
1 tn 2 dm tn 2
m U R /s
M 0.5M
(R R /s ) (X X )
′
×
= = ×
′ ′
Ω + + +
Bài số 10-14. Một động cơ không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có 500hp, tần số 25Hz, 12 cực từ, điện áp 2200V
có stator đấu Y. Các thông số mạch một pha của động cơ qui đổi về stator như sau :

1
60f 60 25
n 250vg / ph
p 6
×
= = =
Tổng trở của động cơ khi không tải:
o
Fe m
o
Fe m
R jX 780 j31.75
Z 1.2902 + j31.6975 = 31.7237 87.7
R jX 780 j31.75
× ×
= = = ∠ Ω
+ +
o 1 n 2 o
Vo
o 1 n 2 o
Z (R jX R /s )
Z
Z (R jX R / s )
′
× + +
=
′
+ + +

(1.2902 + j31.6975) (0.225 j1.43 0.235/ 0.005)

=
+

o
(1.2902 + j31.6975) (0.46 j1.43)
(0.4233 + j1.3727) = 1.4365 72.8
(1.2902 + j31.6975) (0.46 j1.43)
× +
= = ∠ Ω
+ +
Điện áp đưa vào để dòng điện bằng 228A:
vn
U 3 I z 3 228 1.4365 567.2881V= × × = × × =
Công suất đưa vào động cơ:
o
n n
P 3UIcos 3 567.2881 228 cos72.8 66017= ϕ = × × × =
W
Mô men cực đại:
2 2
1 1
max
1 n
m 0.5U 3 60 0.5 1270.2
M 43094Nm
X 2 250 1.43
× ×
= × = × =
Ω π×
Hệ số trượt ứng với mô men cực đại:

o
I
&
fe
I
&
M
I
&
'
2
I
&
X’
2
+
_
2
2max 1 n
m
R 0.235
Z R jX 0.225 + j1.43 (1.6726 + j1.43)
s 0.1623
′
′
= + + = + = Ω
o 2max
Vmax
o 2max
Z Z

= 0.7277
Muốn mô men khởi động bằng mô men thi s
m
= 1 nên:
K
m
2 2
1 n
R
s 1
R X
′
= =
+

2 2 2 2
K 1 n
R R X 0.225 1.43 1.4476
′
= + = + = Ω
K K 2
R R R 1.4476 - 0.235 = 1.2126
′ ′
= − = Ω
Bài số 10 - 15. Một động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn, điện trở rôto R
2
= 0.0172Ω; công suất
định mức P
đm
= 55kW; n

= = =
ϕ × ×
Công suất phản kháng của động cơ:
1 1
Q P tg 60440 0.5506 = 33277= ϕ = ×
VAr
Tốc độ động cơ khi thêm R
P
:
1
1
1
n n 1500 1448
s 0.0347
n 1500
− −
= = =
2 2 P
2 1
1 2
M R R 0.0172 0.155
s s 0.0347 0.3471
M R 0.0172
+ +
= × = × =
2 2 1
n (1 s )n (1 0.3471) 1500 979.3953vg / ph= − = − × =
Mô men tải của động cơ:
dm
2

= 0.885; hiệu suất đinh mức η
đm
= 0.883; tốc độ định mức n
đm
= 1460vg/ph;
K
dm
M
1.44
M
=
;
K
dm
I
5.2
I
=
;
max
dm
M
2.1
M
=
. Động cơ được làm việc ở
mạng điện 380V và 220V. Xác định cách đấu dây khi làm việc ở các mạng điện trên và tính:
a. Hệ số trượt định mức s
đm
và công suất phản kháng động cơ nhận từ lưới.

1 1
Q P tg 8493.77 0.5506 = 4468.5= ϕ = ×
VAr
Khi động cơ nối Y ta có:
3
dm
dmY
P 7.5 10
I 14.5819A
3U cos 3 380 0.883 0.885
×
= = =
η ϕ × × ×
KY dmY
I 5.2I 5.2 14.5819 = 75.8257A= = ×
Khi động cơ nối ∆ ta có:
3
dm
dm
P 7.5 10
I 25.1869A
3U cos 3 220 0.883 0.885
∆
×
= = =
η ϕ × × ×
KY dmY
I 5.2I 5.2 25.1869 = 130.9717A= = ×
Mô men định mức của động cơ:
dm dm