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 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
Trang
1

MỤC LỤC
TÌM HI U CÁC PH NG PHÁP I U CH NH T C Ể ƯƠ Đ Ề Ỉ Ố ĐỘ ..........................1
NG C KHÔNG NG B VÀĐỘ Ơ ĐỒ Ộ ................................................................1
NG D NGỨ Ụ ....................................................................................................1
KHOA I N Đ Ệ ...................................................................................................3
NHI M V ÁN T T NGHI PỆ Ụ ĐỒ Ố Ệ ...............................................................3
H và tên sinh viên: HU NH CÔNG TRUY Nọ Ỳ Ề ......................................................3
Khóa 1997 – 2001.................................................................................................3
N I DUNGỘ ...........................................................................................................4
1. Khái Quát V ng C Không ng B Ba Phaề Độ ơ Đồ ộ ............................................4
1. Khái Quát V ng C Không ng B Ba Phaề Độ ơ Đồ ộ ............................................5
1. Khái Quát V ng C Không ng B Ba Phaề Độ ơ Đồ ộ ............................................8

Khóa 1997 – 2001
Ngành: ĐIỆN KHÍ HÓA – CUNG CẤP ĐIỆN
I. Đầu Đề Đồ An
TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP
II.Các Số Liệu Ban Đầu
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…….
Trang
3

NỘI DUNG
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
Ngày giao nhiệm vụ: 25 /12 / 2000
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28 / 02 / 2001
Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn

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:
Trang
5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

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

Giáo viên hướng dẫn
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
Trang
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

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

1. Các đại lượng
2. Các phương trình cơ bản
IV. Ưu Và Nhược Điểm
………………………………………………………………………………
Trang 13
1. Ưu điểm
2. Nhược điểm
CHƯƠNG 2: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNG CÁCH THAY ĐỔI
ĐIỆN TRỞ PHỤ MẠCH ROTO
……………………………………………………… Trang 14
I .Nguyên Lý Điều Chỉnh Khi Thay Đổi Điện Trở Phụ Trên Mạch Roto
……………………………………………………………
………………………………………………………………………… Trang
14
Trang
10

II. Phương Pháp Điều Chỉnh Điện Trở Phụ Mạch Roto Bằng Các Van Bán
Dẫn
……………………………………………………………………………………
…………………………………… Trang 15
III.Nhận Xét Và Ứng Dụng Trong Công Nghiệp ………………………..
Trang 19
CHƯƠNG 3:ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BẰNG
CÁCH THAY ĐỔI SỐ ĐÔI CỰC
…………………………………………………………… Trang 20
I.Nguyên Lý Điều Chỉnh
……………………………………………… Trang 20
II. Các Phương Pháp Đổi Nối Dùng Để Điều Chỉnh Tốc Độ Động
Cơ………………………………………………………………………………

BẰNG CÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN
ÁP……………………………………………………….. Trang 42
I. Nguyên Lý Điều Chỉnh
…………………………………………………………………. Trang 42
II. Dùng Bộ Điều Chỉnh Điện Ap Bằng Thyristor……………………
Trang46
III. Nhận Xét và ứng
dụng……………………………………………………………………….
Trang48
CHƯƠNG 6: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BẰNG CÁCH THAY ĐỔI TẦN
SỐ…………………………………………………………. Trang 49
I. Nguyên Lý Và Quy Luật Điều
Chỉnh……………………………………… Trang 49
II.Các Bộ Biến Tần Dùng Để Điều Chỉnh Tốc Độ Động
Cơ………………………………………………………………………………
……………………………. Trang 53
1. Bộ biến tần dùng trực tiếp thyristor
2. Bộ biến tần có khâu trung gian một chiều
III. Ứng Dụng Trong Công
Nghiệp………………………………………………………… Trang57
CHƯƠNG 7: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỐI
TẦNG………………………………………………………….Trang 58
I.Phương Pháp Nối Tầng Dùng Hệ Thống Biến Đổi Van Máy
Điện………………………………………………………………………………
………………………… Trang58
II. Phương Pháp Nối Tầng Dùng Thyristor…………………………………
Trang 59
III.NhậnXét…………………………………………………………

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 DƯ XỨNG,
em đã rút ra được những vấn đề cần sử dụng với các phương pháp điều chỉnh
thích hợp và kinh tế.
Nội dung tập luận án này gồm bảy chương:
Chương 1: Khái Quát Về Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha
Chương 2: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi
Điện Trở Phụ Mạch Roto.
Chương 3: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi
Số Đôi Cực
Chương 4: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cuộn Kháng
Bảo Hòa
Chương 5: Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Bằng Cách Thay Đổi
Điện Áp
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.
Trang
14


điện.
2. Cấu tạo phần quay (Roto)
a) Trục :
Làm bằng thép, dùng để đở lỏi sắt roto.
b) Lỏi sắt:
Gồm các lá thép kỹ thuật điện giống như ở phần stato. Lỏi sắt được ép trực tiếp
lên trục. Bên ngoài lỏi sắt có xẻ rảnh để đặt dây quấn.
c) Dây quấn roto:
Gồm hai loại: Loại roto dây quấn và loại roto kiểu lồng sóc.
• Loại roto kiểu dây quấn : Dây quấn roto giống dây quấn ở stato và có số cực
bằng số cực stato. Các động cơ công suất trung trở lên thường dùng dây quấn
kiểu sóng hai lớp để giảm được những đầu nối dây và kết cấu dây quấn roto
chặt chẽ hơn. Các động cơ công suất nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm
một lớp. Dây quấn ba pha của roto thường đấu hình sao (Y). Ba đầu kia nối
vào ba vòng trượt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục. Thông qua chổi than và
vòng trượt, đưa điện trở phụ vào mạch roto nhằm cải thiện tính năng mở máy
và điều chỉnh tốc độ.
• Loại roto kiểu lồng sóc : Loại dây quấn này khác với dây quấn stato. Mỗi rảnh
của lỏi sắt được đặt một thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm và được nối tắt lại
ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch đồng hoặc nhôm, làm thành một cái lồng,
người ta gọi đó là lồng sóc.
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.
- 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

chuyển động tương đối giữa roto và từ trường quay stato duy trì được dòng điện
I
2
và mômen M. Vì tốc độ của roto khác với tốc độ của từ trường quay stato nên
gọi là động cơ không đồng bộ.
Đặc trưng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trượt:
Trong đó:
n là tốc độ quay của roto.
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).
Trang
17
p
f
n
1
1
60
=
1
1
n
nn
S
−

π
MMP
1ñt
==
ϕ
cos..3
1
IUP
=
2
1
2
11
3 IrP
d
=∆
st
st
PP
PPPP
ñt1ñt
ΔΔ
−−=
∆=∆
60
2
.'
2
n
MMP

2
vì còn tổn hao do ma sát trên trục động
cơ và tổn hao phụ khác:
Hiệu suất của động cơ:
III. CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA ĐỘNG CƠ.
1. Các Đại Lượng
a) Hệ số trượt:
Để biểu thị mức độ đồng bộ giữa tốc độ quay của roto n và tốc độ của từ trường
quay stato n
1.
Ta có :
Hay tính theo phần trăm:
Xét về mặt lý thuyết giá trị S sẽ biến thiên từ 0 đến 1 hoặc từ 0 đến 100
o
/
o

Trong đó :
b) Sức điện động của mạch roto lúc đứng n.
Trong đó:
Trang
19
1
1
n
nn
s
−
=
o

.. rImP
d
=∆
fcơ
pPPP
∆−∆==
22
'
)9,08,0(
1
2
÷==
P
P
η
(1-9)
(1-10)
(1-11)
(1-12)
(1-13)
(1-14)
(1-15)
(1-16)

K
2
là hệ số dây quấn roto của động cơ.
f
20
tần số xác định ở tốc độ biến đổi của từ thông quay qua cuộn dây, vì roto đứng

1
11
2
pn
n
nnpnn
f
Xs
−
=
−
=
mKWfE
ss
Φ=
2222
44,4
SKWfE
ms
Φ=
2212
44,4
(1-17)
(1-18)
(1-19)
(1-20)
(1-21)
I
o
↓

2↓
•
•
•
•

Hình 1-2.
a) Sơ đồ nguyên lý.
b) Sơ đồ đẳng trị một pha của động cơ không đồng bộ
Trong đó:
U
1
điện áp pha đặt lên cuộn stato.
x
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

x
x
2
, với k
x
= k
r
= k
2
E
S là độ trượt của động cơ
Trong đó:
n tốc độ quay của roto động cơ.
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 trị một pha như hình (1-2), ta có biểu thức dòng điện roto đã qui
đổi về stato.
Trang
21
1
1
n
nn
S

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
Trang
22
2
21
2
2
1
1
2
)'()
'
(
'
xx
S
r
r
U

ủt
M qua boỷtheồ coự a Maứ ,tMM
>>
55,9
''3
1
22
s
n
rI
MtM
==
ủ
( )








++






+

t
).
Lấy đạo hàm của mômen theo hệ số trượt và cho dM/ds = 0.
Ta có hệ số trượt tương ứng với mômen tới hạn M
t
gọi là hệ số trượt tới hạn.
Do đó ta được biểu thức mômen tới hạn :
Giải các phương trình (1-35), (1-36), (1-37) và đặt :
Ta được dạng đơn giản của phương trình đặc tính cơ: Hình 1-3. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ.
Nhận thấy dạng gần đúng của phương trình đặc tính cơ như sau:
Đối với động cơ roto lồng sóc, nhất là các động cơ có công suất lớn thì
Trang
23
22
1
2
2
21
2
1
2
'
)'(
'
n
xr
r

22
1
2
'
+
=
ε
( )
ε
ε
2
12
++
+
=
s
s
s
s
M
M
t
t
t
ε
(1-36)
(1-37)
(1-38)
(1-39)
s = 0

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
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.

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

(1-42)
(1-43)
(1-44)
(1-45)

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 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

S
S
S
S
)(12M
M
t
đm
đm
t
t
đm
++
+
=
)2(1
2
S
S
S
S
t
đm
đm
t
M
ε
ε
λ
+

n
9500P
M
=
1(
2
−±=
MMt
SS
λλ
đm