Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:
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
Tp - Hồ Chí Minh Tháng 02 - 2001
Tran
g
1
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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 Cực
4. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cuộn Kháng Bảo
Hòa
5. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Điện
Áp
6. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Tần
Số

Tran
g
3
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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 Cực
4. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cuộn Kháng Bảo
Hòa
5. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Điện
Áp
6. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Tần
Số
7. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Phương Pháp Nối
Tầng
Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN DƯ XỨNG
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

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:
Tran
g
5
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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 Cực
4. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cuộn Kháng Bảo
Hòa
5. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Điện
Áp
6. Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi Tần

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

Giáo viên duyệt
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
…………………………………………………………………………………………………..Trang 1
I. Cấu Tạo Và Đặc Điểm ………………………………………………………………….
Trang 1

Tran
g
7
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

I.1 Cấu tạo
1. Cấu tạo phần tónh ( Stato)
2. Cấu tạo phần quay ( Roto)
3. Khe hở
I.2 Đặc điểm ……………………………………………………………………………………………. Trang
2

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
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
35
III. Phương Pháp Dùng Cuộn Kháng Bảo Hòa Để Điều Chỉnh Tốc Độ
Động Cơ ………………………………………………………………………………………. Trang 36
1. Dùng cuộn kháng bảo hòa không có khâu phản hồi
2. Dùng cuộn kháng bảo hòa có khâu phản hồi
a). Hệ thống cuộn kháng bảo hòa - Động cơ dùng khâu phản hồi âm tốc độ
b). Hệ thống cuộn kháng bảo hòa – Động cơ dùng khâu phản hồi dương dòng
điện và âm điện áp.
IV. Nhận Xét Và Ứng Dụng Trong Công Nghiệp…………… Trang
40
CHƯƠNG 5: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP……………………………………………………….. Trang
42
I. Nguyên Lý Điều Chỉnh …………………………………………………………………. Trang 42
II. Dùng Bộ Điều Chỉnh Điện p Bằng Thyristor…………………… Trang46
III. Nhận Xét và ứng dụng………………………………………………………………………. Trang48

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.
Tran
g
11
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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 cao hơn. Trong đó động cơ điện không đồng bộâ chiếm tỉ lệ lớn trong
công nghiệp, do nó có nhiều ưu điểm nổi bật như: giá thành thấp, dể sử
dụng, bảo quản đơn giản, chi phí vận hành thấp,..
Ngày nay, do ứng dụng của tiến bộ khoa học kỹ thuật điện tử, sự phát triển
của công nghiệp, kỹ thuật tự động hoá và mọi sinh hoạt của nhân dân mà
phạm vi sử dụng động cơ động cơ không đồng bộ rộng rải hơn.
Trong thực tế, để đáp ứng yêu cầu sản xuất, làm việc của các nhà máy, phân
xưởng với yêu cầu điều chỉnh tốc độ động cơ ở một phạm vi nào đó. Điều
chỉnh tốc độ động cơ là các phương pháp điều chỉnh nhân tạo nhằm thay đổi
tốc độ của hệ thống, của cơ cấu sản xuất theo yêu cầu công nghệ.
Đề tài này tìm hiểu các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng
bộ được trình bày như sau: Nguyên lý điều chỉnh, các sơ đồ và ứng dụng
trong công nghiệp. Cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy NGUYỄN

Tp. HỒ CHÍ MINH ngày tháng năm 2001
Sinh viên thực hiện:
HUỲNH CÔNG TRUYỀN
Tran
g
13
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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:
Được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm đến 0,5 mm ghép lại.
Lỏi sắt là phần dẫn từ . Vì từ trường đi qua lỏi sắt là từ trường xoay chiều,
nhằm giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, mỗi lá thép kỹ thuật điện
đều có phủ lớp sơn cách điện. Mặt trong của lỏi thép có xẻ rảnh để đặt dây
quấn .
c) Dây quấn :
Dây quấn được đặt vào các rảnh của lỏi sắt và cách điện tốt với lỏi sắt. Dây
quấn stato gồm có ba cuộn dây đặt lệch nhau 120
o
điện.
Tran

- 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.
Tran
g
15
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

Hình.1-1 Sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ.
Chiều dòng điện của các thanh dẫn ở nữa phía trên roto hướng từ trong ra
ngoài, còn dòng điện của các thanh dẫn ở nữa phía dưới roto hướng từ ngoài
vào trong.
Dòng điện I
2
tác động tương hổ với từ trường stato tạo ra lực điện từ trên dây

1
60
=
1
1
n
nn
S
−
=
(1-1)
(1-2)
n
1
M
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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:
Ngoài thành phần công suất điện từ còn có tổn hao trên điện trở dây quấn
stato.
Tổn hao sắt:
Công suất cơ ở trục là:

đt1đt
ΔΔ
−−=
∆=∆
60
2
.'
2
n
MMP
π
ω
==
2
Δ
d
P
−=
đt2
PP
2222
.. rImP
d
=∆
(1-3)
(1-4)
(1-5)
(1-6)
(1-7)
(1-8)

o

Trong đó :
b) Sức điện động của mạch roto lúc đứng yên.
Trong đó:
Tran
g
18
1
1
n
nn
s
−
=
o
o
o
o
n
nn
S 100
1
1
−
=
)1(
60
1
1

(1-13)
(1-14)
(1-15)
(1-16)
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

K
2
là hệ số dây quấn roto của động cơ.
f
20
tần số xác đònh ở tốc độ biến đổi của từ thông quay qua cuộn dây, vì roto
đứng yên nên:
f
20
bằng với tần số dòng điện đưa vào f
1
c) Khi roto quay:
Tần số trong dây quấn roto là:
Vậy f
2s
= s.f
1
Sức điện động trên dây quấn roto lúc đó là:
Với f
2s
= s.f
1
thế vào (1-19), ta được:
2.Phương Trình Cơ Bản Của Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha.

SKWfE
ms
Φ=
2212
44,4
(1-17)
(1-18)
(1-19)
(1-20)
(1-21)
I
o
↓
x1 x'2
xo
10k
ro
r1
I
1→
I
2→
r’
2
/s
o
o
U
1
•

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
, là hệ số biến đổi dòng điện
K
E
= U
1đm
/E
2đm
U

1
1
n
nn
S
−
=
(1-22)
(1-23)
(1-24)
(1-25)
(1-26)
a)
b)
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

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.
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

S
r
r
U
I
+++
=
s
r
IP
2
2
'
'3
=
đt
55,9
1
n
MP
đtđt
=
55,9
'2'3
1
2
s
n
rI
M

gọi là hệ số trượt tới hạn.
Do đó ta được biểu thức mômen tới hạn :
Tran
g
22
MMM
∆+=
đt
M qua bỏthể có a Mà
Δ,tMM
∆> >
55,9
''3
1
22
s
n
rI
MtM
==
đ
( )









2
21
2
1
2
'
)'(
'
n
xr
r
xxr
r
St
+
±
=
++
±
=
(1-33)
(1-34)
(1-35)
(1-36)
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

Giải các phương trình (1-35), (1-36), (1-37) và đặt :
Ta được dạng đơn giản của phương trình đặc tính cơ:
±
=
n
xr
r
22
1
2
'
+
=
ε
( )
ε
ε
2
12
++
+
=
s
s
s
s
M
M
t
t
t
ε

-n
+s
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

Với :

Nhận xét: Từ các biểu thức (1-36) và (1-37), ta thấy đối với động cơ xác lập
nếu U
1
thay đổi thì S
t
= const và M
t
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
.
Khi xét đến điện trở trên mạch stato r
1
thì mômen tới hạn M

2
'
=
22
2
'
'
n
tF
xr
r
S
+
−=
)(
55,9
2
3
22
11
1
1
n
tF
xrr
n
U
M
++
−=

(1-43)
(1-44)
(1-45)
Đồ Án Tốt Nghiệp Chinh sua boi:

Ta có tỉ số :
Trong đó:
M
đm
: Nm
P
đm :
Kw
n
đm :
Vòng/phút
Độ trượt tới hạn của động cơ được xác đònh như sau:
Ở trạng thái đònh mức của động cơ:
n = n
đm
, S = S
đm
, M = M
đm
Phương trình đặc tính tại điểm đònh mức:
Do đó:
Tran
g
25
tđtFtđtF1

t
đm
++
+
=
)2(1
2
S
S
S
S
t
đm
đm
t
M
ε
ε
λ
+
++
=
(1-46)
(1-47)
(1-48)
(1-48a)
(1-49)
(1-50)
đm
đm