Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Đ 2.4. ĐặC TíNH CƠ CủA động cơ không đồng bộ (ĐK)
2.4.1. Các giả thiết, sơ đồ thay thế, đặc tính cơ của động cơ ĐK:
2.4.1.1. Các giả thiết:

Tuy nhiên, việc điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình
quá độ khó khăn hơn, các động cơ ĐK lồng sóc có các chỉ tiêu khởi
động xấu (dòng khởi động lớn, mômen khởi động nhỏ).
Để đơn giản cho việc khảo sát, nghiên cứu, ta giả thiết:
+ Ba pha của động cơ là đối xứng.
+ Các thông số của mạch không thay đổi nghĩa là không phụ
thuộc nhiệt độ, tần số, mạch từ không bảo hoà nên điện trở, điện
kháng, ... không thay đổi.
+ Tổng dẫn của mạch vòng từ hoá không thay đổi, dòng từ hoá
không phụ thuộc tải mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato.
+ Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép.
+ Điện áp lới hoàn toàn sin và đối xứng.
Trang 56
2.4.1.2. Sơ đồ thay thế:

nỗi bật của nó là: cấu tạo
đơn

giản, làm việc tin
cậ

y, vốn đầu t ít, giá
thành hạ, trọn
g lợng,
kích thớc nhỏ hơn khi
cùn

g công suất định mức
so với độn
g cơ một
chiều. Sử dụn

g trực tiếp
lới điện xoa
y chiều 3
pha ...
U
1f
là trị số hiệu dụng của
U
1f
điện áp pha stato (V).
I
1
, I

0
1
1
s


=


= (2-58)
Trong đó:


1
=

0
là tốc độ của từ trờng quay ở stato động cơ,
còn gọi là tốc độ đồng bộ (rad/s):

p
f2
1
01

== (2-59)


là tốc độ góc của rôto động cơ (rad/s).
Trong đó: f

2f
ĐK
dq
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Trong biểu đồ năng lựong:
P
1
là công suất điện từ đa vào 3 pha stato động cơ ĐK
P
1
= P
Cu1
là tổn thất công suất trong các cuộn dây đồng stato
P
12
là công suất điện từ truyền giữa stato và rôto động cơ ĐK
P
2
= P
Cu2
là tổn thất công suất trong các cuộn dây đồng rôto
P
2
là công suất trên trục động cơ, hay là công suất cơ của ĐK
truyền động cho máy sản xuất.

+
+
+
=

àà
2
nm
2
'
2
1
22
f11
X
s
R
R
1
XR
1
UI (2-60)
Trong đó: R

2

= R

2




+
= I
XR
1
UI
22
f11

Nghĩa là ở tốc độ đồng bộ, động cơ vẫn tiêu thụ dòng điện từ
hoá để tạo ta từ trờng quay.
Trị số hiệu dụng của dòng rôto đã quy đổi về stato:

I
U
R
R
s
X
f
nm
2
1
1
2
2
2
'

RR X
I
f
nm
nm2
1
12
22
2
'
'
'
()
=
++
=


Trong đó: I

2nm
là dòng ngắn mạch của rôto hay dòng khởi động.

0

ĐK
dq
R
2f
0 I

nm
I

2

Hình 2-26: Đặc tính điện-cơ của ĐK
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Để tìm phơng trình đặc tính cơ của ĐK, ta xuất phát từ điều
kiện cân bằng công suất trong động cơ: công suất điện chuyển từ stato
sang rôto:
P
12
= M
đt
.
0
(2-62)
M
đt
là mômen điện từ của động cơ, nếu bỏ qua các tổn thất phụ:
M

.s
Vậy:
M
IR s
=
3
2
2
2
0
.. /
''


(2-65)
Thay (3-4) vào (3-8) và biến đổi ta có :

M
.U .R
sR
R
s
X
f
'
nm
=
+



hàm dM/ds = 0, ta sẽ đợc các trị số về độ trợt tới hạn s
th
và mômen
tới hạn M
th
tại điểm cực trị:

s
R
RX
th
nm
=
+
2
1
22

'
(2-67)
Và:
()
M
U
RRX
th
f
nm
=
+

()
(2-69)
Trong đó: a = R
1
/R

2

.
M
th
và s
th
lấy theo (2-67) và (2-68).
Đối với động cơ ĐK công suất lớn, thờng R
1
rất nhỏ so với X
nm

nên có thể bỏ qua R
1
và as
th
0, khi đó ta có dạng closs đơn giản:
M
M
s
s
s
s

Trang 61
Hình 2-27: Đặc tính cơ của ĐK
ĐK
dq
~
(đoạn làm việc)

R
2f
a)

0

0 M
nm
M
th
M
s
th
(+)
M
c
()

đm
(2-73)
Trên đặc tính cơ tự nhiên, thay M = M
đm
, M
th
= M
đm
, ta có:

(
)
1SS
2
mth
+= (2-74)
Qua dạng đặc tính cơ tự nhiên của ĐK hình 2-27, một cách gần
đúng ta tính độ cứng đặc tính cơ trong đoạn làm việc:

m0
m
0
s
M
ds
dM1
d
dM

=


=
2
0
2
Ms
s
th th
.
.
(2-78)
Trong đoạn này độ cứng > 0 và giá trị của nó thay đổi, đây
thờng là đoạn động cơ khởi động.
Trang 62
2.4.2. ảnh hởng của các thông số đến đặc tính cơ của ĐK:
Qua chơng trình đặc tính cơ bản của hoạt động cơ ĐK, ta thấy
các thông số có ảnh hởng đến đặc tính cơ ĐK nh: R
s
, R
r
, X
s
, X
r
, U
L
,
f
L
, Sau đây, ta xét ảnh hởnh của một số thông số:

một mômen cản xác định
(M
C
), điện á
p lới càng giảm
thì tốc độ xác lậ
p càng nhỏ.
Mặt khác, vì mômen khởi
động M
kđ
= M
nm
và mômen
tới hạn M

th
đều giảm theo
điện áp, nên khả năng quá tải
và khởi độn

g bị giảm dần. Do
đó, nếu điện á
p quá nhỏ
(đờng U
2
, ) thì hệ tru
yền
độn
g trên có thể không khởi
độn


0 M
th2
M
th1
M
th
M
TN (U
đm
)
U
1
<U
đm
s
th
U
2
<U
1
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Qua đồ thị ta thấ
y:
với mômen M
kđ
= M
nm.
f
thì đoạn làm việc của đặc
tính cơ có điện khán
g phụ
(X
lf
) cứn
g hơn đặc tính có
R
lf
. Khi tăng X
lf
hoặc R
l
f
thì M
th
và S
th
đều giảm.
Khi dùng X
lf
hoặc R
lf

1
, f
1
và X f
1
. * Ví dụ 2 - 5:

Cho một động cơ không đồng bộ rôto dây quấn (ĐK
dq
) có:
P
đm
= 850KW ; U
đm
= 6000V ; n

R
1f
> 0
X
1f
> 0
Qua đồ thị ta thấ
y:
Khi tần số tăng (f
13
> f
1.đm
),
thì M
th
sẽ
giảm, (với điện
áp nguồn U
1
= const) thì :
2
1
th
f
1
(hình 2-31). M
Khi tần số n
guồn
giảm (f
11

th
càn
g tăng, độ
cứn
g đặc tính cơ
càn
g giảm, với phụ
tải không đổi thì khi
có R
2f
, X
2f
càn
g lớn
thì tốc độ làm việc
của độn
g cơ càng bị
thấ
p, và dòng điện
khởi độn
g càng
giảm.

Hình 2-30: ảnh hởng của R
2f
, X
2f


0

0

0 M
th
M
TN, f
1đm

f
11
< f
1đm
f
14
> f
13


04
f
13
> f
1đm
03

01

02
f
12