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 DỤNGTRONG 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
Trang
1
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
Họ và tên sinh viên: HUỲNH CÔNG TRUYỀN
Lớp 97ĐKC3/7
MSSV: 97202456
Khóa 1997 – 2001
Ngành: ĐIỆN KHÍ HÓA – CUNG CẤP ĐIỆN
I. Ñầu Ñề Ñồ Aùn
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

3
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
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

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Trang
5
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG


Trang
6
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

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 duyệt
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

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

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

I.1 Cấu tạo
1. Cấu tạo phần tĩnh ( Stato)
2. Cấu tạo phần quay ( Roto)
3. Khe hở
Trang
8
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

I.2 Đặc điểm
……………………………………………………………………………………
………. Trang 2
II. Nguyên Lý Làm Việc Của Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha ..
………………………………………………………………………………..
………………………….. Trang 2

……………………………………………. Trang 20
Trang
9
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

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

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
11
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 hồn 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
12
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

Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

Chương 6: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay 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
CHƯƠNG 1
Trang
14
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
I.CẤU TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM
I.1 Cấu Tạo
1.Cấu tạo phần tĩnh (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 định và không dùng để dẫn từ.

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.
Trang
15
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

- 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 định theo qui tắc bàn
tay phải.
Hình.1-1 Sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ.

M
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

f
1
tần số dòng điện lưới.
P số đôi cực.
n
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 chịu tác dụng của mômen M thì từ trường quay cũng chịu 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:
Ngồi 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:
Công suất cơ nhỏ hơn công suất điện từ vì còn tổn hao trên dây quấn roto:
Trong đó:
m
2
số pha của dây quấn roto.

st
st
PP
PPPP
ñt1ñt
ΔΔ
−−=
∆=∆
60
2
.'
2
n
MMP
π
ω
==
2
Δ
d
P
−=
ñt2
PP
2222
.. rImP
d
=∆
(1-2)
(1-3)

o
/
o

Trong đó :
b) Sức điện động của mạch roto lúc đứng n.
Trong đó:
K
2
là hệ số dây quấn roto của động cơ.
f
20
tần số xác định ở tốc độ biến đổi của từ thơng quay qua cuộn dây, vì roto đứng
n nên:
f
20
bằng với tần số dòng điện đưa vào f
1
Trang
18
1
1
n
nn
s
−
=
o
o
o

pn
f
=
fcơ
pPPP
∆−∆==
22
'
)9,08,0(
1
2
÷==
P
P
η
(1-10)
(1-11)
(1-12)
(1-13)
(1-14)
(1-15)
(1-16)
(1-17)
Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD : NGUYỄN DƯ XỨNG

c) Khi roto quay:
Tần số trong dây quấn roto là:
Vậy f
2s
= s.f

ss
Φ=
2222
44,4
SKWfE
ms
Φ=
2212
44,4
(1-18)
(1-19)
(1-20)
(1-21)
I
o
↓
x1 x'2
xo
10k
ro
r1
a)
b)
I
1→
I
2→
r’
2
/s

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

1
(1-S)
n
1
tốc độ quay đồng bộ của động

a) Phương trình đặc tính tốc độ.
Theo sơ đồ đẳng trị 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.
Trang
20
1
1
n
nn
S
−
=
p
f
n
1
1
60
=
2
21
2
2

vi S hay vi tc n.
Do ú biu thc (1-29) chớnh l phng trỡnh c tớnh tc .
b) Phng trỡnh c tớnh c.
Cụng sut in t ca ng c
Mt khỏc:
Do ú:
M
t
mụmen in t gm hai phn :
Phn nh tn tht trờn cun dõy v tn tht c do ma sỏt cỏc bi, ký hiu M
Phn ln bin thnh mụmen quay ca ng c M.
Vy Mt ~ M
Khi ú :
Thay I
2
t (1-26) vo (1-34), ta c
Biu thc (1-35) chớnh l phng trỡnh c tớnh c. c biu din quan h M =
f(n) nh hỡnh 1-3
Giỏ tr S s bin thiờn t - n + v mụmen quay s cú hai giỏ tr cc i
gi l mụmen ti hn (M
t
).
Trang
21
s
r
IP
2
2
'

rI
MtM
==
ủ
( )








++






+
=
2
21
2
2
11
21
'
'

r
1
<< x
n
, nên có thể bỏ qua r
1
và ε = 0.
Ta có:
Trang
22
22
1
2
2
21
2
1
2
'
)'(
'
n
xr
r
xxr
r
St
+
±
=

ε
( )
ε
ε
2
12
++
+
=
s
s
s
s
M
M
t
t
t
ε
S
S
S
S
Mt
M
t
t
+
=
2

= 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
t
sẽ có hai giá trị khác
nhau và ứng với hai trạng thái làm việc của động cơ.
* S = 0 , n
1
< n là trạng thái hãm tái sinh động cơ làm việc như một máy phát.
* S > 0 , n
1
> n trạng thái làm việc của động cơ.
Trang
23

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

đm :
Kw
n
đm :
Vòng/phút
Độ trượt tới hạn của động cơ được xác định như sau:
Ở trạng thái định mức của động cơ:
n = n
đm
, S = S
đm
, M = M
đm
Phương trình đặc tính tại điểm định mức:
Do đó:
Thường đối với động cơ thì r
1
= r’
2
, nên:
Giải phương trình bậc hai (1-51) và xem r
1
<< x
n
Ta có độ trượt S
t :
Trang
24
tđtFtđtF1
MM còn ss thì 0 rKhi

đm
++
+
=
)2(1
2
S
S
S
S
t
đm
đm
t
M
ε
ε
λ
+
++
=
)2(1
2s
s
s
s
s
t
t
đm


IV.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1.Ưu Điểm:
- Trong công nghiệp hiện nay phần lớn đều sử dụng động cơ không đồng bộ ba
pha. Vì nó tiện lợi hơn, với cấu tạo, mẫu mã đơn giản, giá thành hạ so với động
cơ một chiều.
- Ngồi ra động cơ không đồng bộ ba pha dùng trực tiếp với lưới điện xoay chiều
ba pha, không phải tốn kém thêm các thiết bị biến đổi. Vận hành tin cậy, giảm chi
phí vận hành, bảo trì sữa chữa. Theo cấu tạo người ta chia động cơ không đồng
bộ ba pha làm hai loại.
- Động cơ roto dây quấn và động cơ roto lồng sóc
2. Nhược Điểm:
Bên cạnh những ưu điểm động cơ không đồng bộ ba pha cũng có các nhược điểm
sau:
- Dể phát nóng đối với stato, nhất là khi điện áp lưới tăng và đối với roto khi điện
áp lưới giảm.
- Làm giảm bớt độ tin cậy vì khe hở không khí nhỏ.
- Khi điện áp sụt xuống thì mômen khởi động và mômen cực đại giảm rất nhiều
vì mômen tỉ lệ với bình phương điện áp.
CHƯƠNG 2
ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG
BỘ BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN TRỞ PHỤ MẠCH
ROTO
I. NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHỈNH KHI THAY ĐỔI ĐIỆN TRỞ PHỤ TRÊN
MẠCH ROTO
Trang
25