Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Nguyễn Thị Thảo
Trang 1 SVTH: Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
LỜI NÓI ĐẦU

Thế kỉ XXI – thế kỉ của công nghệ thông tin, của khoa học kĩ thuật và công nghệ tự
động. Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao năng suất và chất lượng sản
phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong những yếu tố quan trọng:
• Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng củ
a một công
nghệ sản xuất.
• Truyền động điện là một hệ thống máy móc được thiết kế với nhiệm vụ biến đổi
cơ năng thành điện năng.
• Hệ thống truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không đổi hoặc thay đổi.
Hiện nay khoảng 70-80% các hệ truyền động là loại không đổ
i, với các hệ thống này
tốc độ hoạt động của động cơ hầu như không cần điều khiển, trừ các quá trình khởi động
và hãm. Phần còn lại 20-25% các hệ thống điều khiển được tốc độ động cơ để phối hợp
được các đặc tính động cơ với đặc tính tải yêu cầu.
Với sự phát triển mạnh mẽ của kĩ
thuật bán dẫn công suất lớn và kĩ thuật vi xử lý, các
hệ thống điều tốc được sử dụng rộng rãi và là công cụ không thể thiếu trong quá trình tự
động hóa sản xuất. Do đó nội dung của tập đồ án chủ yếu tính toán và điều chỉnh tốc độ
động cơ không đồng bộ ba pha.
Tập đồ án này có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến vấn đề liên
quan đế
n động cơ không đồng bộ ba pha.
Vì kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên tập đồ án này
không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và

3.1 Vẽ đặc tính cơ tự nhiên 33
3.2 Vẽ đặc tính cơ nhân tạo 36
Chương 4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động 38
4.1 Mạch lực 38
4.2 Mạch điều khiển 38
4.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 41
Chương 5 Tính chọn van động lực 43
5.1
Điện áp ngược trên các van 44
5.2 Dòng điện làm việc trên các van 44
Lời cảm ơn 46
Tài liệu tham khảo 47
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Nguyễn Thị Thảo
Trang 3 SVTH: Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
Chương 1
ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
1.1.Giới thiệu chung
1.1.1.Khái niệm máy điện không đồng bộ
- Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều ,làm việc theo nguyên
lý cảm ứng điện từ , có tốc độ của rôtor(n) khác với tốc độ từ trường quay trong
máy(n). Máy điện không đồng bộ có thể làm việc ở hai chế độ động cơ và máy phát.
- Máy phát không đồng bộ ít được dùng vì đặc tính làm việc không t
ốt so với
máy phát đồng bộ. Động cơ không đồng bộ so với các loại động cơ khác có cấu tạo và

- Stato (phần tĩnh):
Đồ án: TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD: Nguyễn Thị Thảo
Trang 4 SVTH: Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
+ Vỏ máy: có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn
từ, vỏ máy thường làm bằng gang. Đối với máy có công suất lớn (1000KW) thường dùng
thép tấm hàn lại thành vỏ. Tùy theo cách làm nguội của máy mà vỏ máy cũng khác nhau.
+ Lõi thép: làm nhiệm vụ dẫn từ. Lõi thép có dạng hình trụ do các lá thép kỹ thuật
điện dày 0,5mm được dập rãnh bên trong ghép lại. Khi có đường kính ngoài lõi thép nhỏ
hơn 990mm dùng cả tấm thép tròn ép lại. Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì
phải dùng những tấm hình rẻ quạt ghép lại thành khối tròn. Mỗi lá thép kĩ thuật đều có
sơn phủ cách điện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên.
+ Dây quấn: được làm bằng dây điện từ lõi đồng có bọc cách điện được đặt trong
các rãnh của lõi thép và cách điện tốt với lõi thép.
- Rôto (phần quay):
+ Lõi thép: người ta dùng các lá thép kỹ thuật như ở stato. Lõi thép được ép trực
ti
ếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy. Phía ngoài của là thép được xẻ rãnh để
đặt dây quấn.
+ Dây quấn:
Loại rôto kiểu lồng sóc: dây quấn là các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong các
rãnh của lõi thép, hơi dài hơn lõi thép và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn
mạch bằng đồng hoặc bằng nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là lồng
sóc.
Loại rôto kiểu dây quấn: rôto có dây quấn giống như dây quấn stato, thườ
ng được
đấu hình sao, còn 3 đầu kia được đấu vào vành trượt thường được làm bằng đồng đặt cố
định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc

Chú ý: Khi xác định chiều sức điện động cảm ứng theo quy tắc bàn tay phải ta
phải căn cứ vào chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn với từ trường. Nếu coi từ
trường đứng yên thì chiều chuyển động tương đối của thanh dẫn ngược chiều từ trường.
Tốc độ n của máy luôn nhỏ hơn tốc độ
từ trường quay n
1
, vì nếu tốc độ bằng nhau
thì không có sự chuyển động tương đối, trong dây quấn stato không có sức điện động và
dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng 0.
Độ lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ trượt n
2
.
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 6 SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
n
2
= n
1
- n (1.1)
Hệ số trượt của tốc độ là:
S=
1
2

- Thời gian mở máy nhỏ để có thể làm việc được ngay.
- Thiết bị mở máy đơn giản, rẻ tiền và ít tốn n
ăng lượng.
n
N
S
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 7 SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
b) Ứng dụng:
Động cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha được sử dụng rất rộng rãi trong sản
xuất và sinh hoạt:
-

Trong công nghiệp, động cơ không đồng bộ ba pha thường được dùng làm
nguồn động lực cho các máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở các nhà
máy công nghiệp nhẹ…
- Trong nông nghiệp, được dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản
phẩm...
- Trong đời sống hàng ngày, động cơ không đồng bộ ngày càng chiếm một vị trí
quan trọng với nhiều ứng dụng như: quạt gió, động cơ trong tủ lạnh, trong máy điều

X

2
X

s
R
'
2

Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD
:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 8


SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
Trong đó:
o R
μ
, X
μ
, I
μ

mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato của động cơ.
- Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép
- Điện áp lưới hoàn toàn sin và đối xứng 3 pha.
Khi cuộn dây stato được cấp điện với điện áp định mức U
f
1
trên một pha mà giữ
yên rôto(không quay) thì mỗi pha của cuộn dây rôto sẽ xuất hiện sức điện động E
đmpha.2

theo nguyên lý máy biến áp. Hệ số quy đổi sức điện động là:
K
E
=
đmpha
f
E
U
.2
1
(1.4)
Từ đó có hệ số quy đổi của dòng điện: K
I
=
E
K
1

Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

'
2
=K
2
.
R
R

Dòng điện rôto quy đổi về phía stato có thể tính từ sơ đồ thay thế:
I
'
2
=
2'
21
2
'
2
1
1
)()( XX
S
R
R
U
f
+++
(1.5)
Khi động cơ hoạt động, công suất điện từ P
2,1

2,1
=M.
0
ω
= M.
ω
+
MP .
2
Δ
=
ωω
−
Δ
0
2
P
=
0
2
.
ω
S
PΔ
(1.7)
Công suất nhiệt cuộn dây ba pha là:

2
PΔ
=3.R

S
R
RS
RU
2
2
'
2
10
'
2
2
1
.
..3
ω
(1.9)
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 10 SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
Trong đó: X
nm
=X
1

th
:
M
th
=
)(2
3
22
110
2
1
nm
f
XRR
U
+±
±
ω
(1.21)
Trong hai biểu thức trên, dấu (+) ứng với trạng thái động cơ, dấu (-) ứng với trạng
thái máy phát. Do đó M
th
ở chế độ máy phát lớn hơn M
th
ở chế độ động cơ.
Ngoài ra khi nghiên cứu các hệ truyền động với động cơ không đồng bộ người ta
quan tâm đến trạng thái làm việc của động cơ nên các đường đặc tính cơ lúc này thường
biểu diễn trong khoảng tốc độ 0
th
SS ≤≤

2
TN (R
f
=0)
NT (R
f
# 0)
S
th1
M(
N.m
)
M
thHình 4. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
1.3. Ảnh hưởng của các tham số đến dạng đặc tính cơ
1.3.1.Ảnh hưởng của điện áp:
Khi điện áp đặt vào động cơ giảm:
• Từ phương trình: M
th
=
)(2
3
22
110
2
1
nm

=
không thay đổi.
- M
th
nói lên khả năng quá tải của động cơ.
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 12 SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
- Moment mở máy (
2
12 Pmm
UKM =
) giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của
điện áp.

S
0
U
1
TN(Udm)
M
(N.m)
MC
U2<U1<Udm

giảm.
- Khi thêm điện kháng phụ
f
X
vào mạch Stator thì tốc độ
ω
0
không đổi, độ trượt tới
hạn
th
S
giảm, momen tới hạn
th
M
giảm.
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD
:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 13


SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
Chú ý: Nên chọn
f

nm
f
X
RR
'
2
'
2
+
= Var
f
R
càng lớn thì
th
S
sẽ càng lớn,
β
càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng mềm. Khi
thay đổi
f
R
ta được một họ đường đặc tính biến trở .
ω
0
ω
0
s
S
th
TN (R



SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
)1(
2
)1(
0
S
p
f
S
−=−=
π
ωω

Nếu thay đổi số đôi cực p thì
0
ω
thay đổi, do đó tốc độ động cơ cũng thay đổi.
Còn
th
S
không phụ thuộc vào p nên không thay đổi, nghĩa là độ cứng của đặc tính cơ vẫn
giữ nguyên. Nhưng khi thay đổi số đôi cực sẽ thay đổi cách đấu dây ở động cơ stato nên
một số thông số như U
f
, R
1
, X

Hình 7. Đặc tính cơ khi thay đổi số đôi cực,
th
M
= const

Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD
:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 15


SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
M(
N.m
)
0
ω
02
ω
01
p=1

, từ biểu thức (1.21) biến đổi ta có.
M
th
=
2
1
2
1
2
8
.3
fL
Up
nm
f
π
(1.22)
Khi tăng tần số, M
th
giảm (với điện áp giữ nguyên không đổi) do vậy:
Đồ án:
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
GVHD:
Nguyễn Thị Thảo
Trang 16 SVTH:
Bùi Văn Dưỡng-Lớp 05TĐH2
M

, M
th
tỉ lệ nghịch với bình phương tần số.
ω
f
13
f
1dm
0
ω
01
ω
02
M
th
M (
N.m
)
S
ω
11
ω
12
f
13
<f
1dm
f
11
>f

ω
0
s
M
dm
M
2
M
1
M
th
M(
N.m
)
H
G
F
E
D
C
B
A
3k
2k
1k
R
f1
R
f2
R

≤đm
MM
)3,11,1(
2
÷≥

- Từ
21
, MM
dóng song song với trục tung nó sẽ cắt đường đặc tính cơ tự nhiên tại
a và b, đường này cắt đường thẳng song song với trục hoành xuất phát từ
ω
0
tại N. Lấy
N làm điểm đồng quy xuất phát của các đặc tính khởi động. Phương pháp này vẽ giống
như đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Bước 3: xác định điện trở khởi động.
Ta biết:
2
22
R
RR
S
S
f
TN
NT

=
Kb
bd
R
Kb
KbKd
RR
f
2221
(1.23)

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛

KfKh
RR
f
2223
(1.25)
1.5. HÃM MÁY
1.5.1.Hãm tái sinh :
Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ
ω
của rôto lớn hơn tốc độ đồng bộ
0
ω
. Khi hãm tái
sinh động cơ sẽ làm việc trạng thái máy phát, sđđ ở thanh dẫn rôto E
2
đổi chiều , khi đó
ω
>
0
ω
.
Ta thấy rằng khi chuyển sang hãm tái sinh S< 0, như vậy chỉ có thành phần tác
dụng của dòng điện rôto đổi chiều, do đó mômen đổi chiều, còn thành phần phản kháng
vẫn giữ nguyên chiều cũ. Ở trạng thái hãm tái sinh động cơ làm việc như một máy phát