Chơng 8 : động cơ điện một pha có vnh góp
Động cơ 1 pha có vnh góp có kết cấu tơng tự nh động cơ điện 1 chiều, nhng điện
áp đặt vo l điện áp xoay chiều 1 pha. Loại động cơ ny đợc dùng nhiều trong các máy
sinh hoạt dân dụng.
8.1 Sức điện động biến áp v sức điện động quay.
Khi động cơ điện 1 pha có vnh góp lm việc trong dây quấn phần ứng cảm ứng đợc 2
loại sức điện động l: s.đ.đ biến áp v s.đ.đ quay.
1. S.đ.đ biến áp, E
ba
.
Đặt điện áp xoay chiều 1 pha U
~
vo dây quấn kích từ K trên phần tĩnh, từ thông do
dòng điện xoay chiều tạo nên sẽ đập mạch với tần số f của lới điện. Khi n = 0 từ thông đó
sẽ biến thiên v xuyên qua dây quấn phần ứng v cảm ứng nên trong các thanh dẫn của dây
quấn phần ứng các sức điện động nh trong máy biến áp, E
ba
dây quấn kích thích l dây
quấn sơ cấp v dây quấn phần
ứng l thứ cấp. Chiều của s.đ.đ ở
hai phía trục dây quấn kích từ K
sẽ trái dấu nhau.

Nếu chổi than đặt trên đờng
trung tính hình học thì s.đ.đ trong
các thanh dẫn ở hai phía trục dây
quấn kích từ sẽ triệt tiêu nhau,
hình 8.1a, nên E
ba
= 0.
Nếu chổi than đặt trên trục

. 8.2
2. Sức điện động quay E
q

Nếu

m
= const, khi phần ứng quay với tốc độ n, các thanh
dẫn của dây quấn phần ứng quét qua từ trờng kích từ

v sẽ
cảm ứng đợc s.đ.đ xoay chiều có tần số f = pn/60, nhng
s.đ.đ lấy ra ở 2 đầu chổi than l s.đ.đ 1 chiều, nh trong máy điện một chiều,
n
a
pN
E
mq
.
.60

=
8.3
Khi chổi than nằm trên trung tính hình học E
q
= E
qmax
v khi chổi than nằm trên trục
dây quấn kích thích thì E
q

= f.
Khi chổi than đặt trên đờng trung tính hình học thì E
ba
= 0
còn E
q




m
khi n = const. Chiều của E
q
phụ thuộc chiều của n
nh hình 8.3.
Khi chổi than lệch so với trung tính hình học một góc

no
đó thì sẽ tồn tại cả hai loại E
ba
v E
q
có cùng tần số f.
Hình 8.3


2222
cossin
qba
EEE +=



=

m
sin(

t -

) 8.7
với

l góc lệch giữa i

v

do tổn hao sắt từ
Giống nh máy điện 1 chiều, ta có mômen tức thời

).sin(.sin




+== ttI
pN
i
pN
M
mumut

l trị hiệu dụng dòng điện trong một nhánh song song của dây quấn phần ứng.

m
l biên độ từ thông kích từ,

rất nhỏ nên cos



1 nên mômen của động cơ khá lớn.
Đờng cong dòng điện, từ thông v mômen của động cơ 1 pha có vnh góp nh hình 8.5.
Máy điện 2
59
3. Đồ thị véc tơ
Giả sử động cơ quay với tốc độ n v chổi than đặt trên trung tính hình học, thì khi đặt
điện áp U vo động cơ, dòng điện I chạy trong các dây quấn chậm pha so với U một góc

. Từ thông chính

chậm pha so với I một góc

(tổn hao sắt). Sức điện động quay E
q

ngợc pha so với,

(chế độ động cơ, E ngợc chiều I). Sức điện động biến áp E
ba
= 0 (vì
chổi than đặt trên trung tính hình học). Sức điện động rơi

+++= )( xxIjrIEU
Kq
&&&&
Hình 8.6 Đồ thị

Từ sự phân tích ở trên v phơng trình 8.10 ta vẽ đợc đồ thị véc tơ nh hình 8.6.
Động cơ nối tiếp 1 pha có cos

= 0,7 - 0,95 tốc độ cng cao hệ số cos

cng cao.
4. Các đặc tính lm việc.
Đặc tính cơ n = f(M) nh động cơ điện 1 chiều kích thích nối tiếp, hình 8.7. Đặc tính
hiệu suất

= f(M) v Cos

= f(M) nh hình 8.8
Để nâng cao hệ số cos

thờng các loại động cơ ny đợc chế tạo với khe hở rất bé,
với máy bé hơn 100 kW,

= 1,5 - 2,5 mm; máy có công suất lớn hơn

= 2 - 4 mm
Hình 8.7 Đặc tính cơ n
Hình 8.8 Đặc tính

= f(M) v Cos


K
tạo nên mômen quay lm động cơ quay. Lúc
đấy ta thấy dơng nh có một sự đẩy giữa từ trờng phần ứng v từ trờng cực từ để tạo ra
mômen quay, nên nó có tên l động cơ điện đẩy.
Khi chổi than nằm
trùng với trục dây
quấn K thì E
ba
= 0,
hình c, nên I
2
= 0 v
mômen bằng không
nên động cơ không
quay.
Biểu thức mômen
quay vẫn có dạng quen
thuộc:
Hình 8.10 Động cơ điện đẩy 2 dây quấn ở
8.11
),cos(
22 KKm
IICM

&
&
=
Vì góc giữa I
2

động cơ ny phụ thuộc vo chiều xê dịch chổi than đối
với trục của của w.
Hình 8.11 Đ/cơ chỉ có 1 dây quấn
Khi

= 90
0
, E
ba
= 0, M = 0, đây l chế độ không
tải, hình 8.12a.
Khi

= 0, E
ba
= E
bamax
v trong dây quấn phần ứng
có dòng điện I
2
, dòng điện ny ngợc với dòng điện
kích thích nên M = 0. Tại vị trí ny của chổi than động
cơ đợc xem nh m.b.a lm việc ngắn mạch, vị trí chổi
than đợc coi l vị trí ngắn mạch, hình 8.12b.
Hình 8.12 Vị trí chổi
than khi không tải (a) v ngắn
Tại các vị trí góc

khác đặc tính cơ v các đặc tính lm việc giống nh động cơ kích
thích nối tiếp. Việc điều chỉnh n bằng cách xê dịch vị trí của chổi than.