Giáo trình Máy điện 1 - Chương 10: Vận hành máy điện không đồng bộ

Giáo trình giới thiệu tới người đọc các nội dung: Khởi động động cơ không đồng bộ, điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ, động cơ kđb ứng dụng hiệu ứng mặt ngoài, các đặc tính động cơ không đồng bộ. Cuối chương có phần bài tập để người đọc tiện tham khảo
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Máy điện 1 - Chương 10: Vận hành máy điện không đồng bộ 198TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP MÁY ĐIỆN 1 2008 199Chương 10 VẬN HÀNH MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ10.1. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Theo yêu cầu của sản xuất, động cơ điện không đồng bộ lúc làm việc thườngphải khởi động và ngừng máy nhiều lần. Tùy theo tính chất của tải và tình hìnhcủa lưới điện mà yêu cầu về khởi động đối với động cơ điện cũng khác nhau. Khi bắt đầu khởi động thì rotor đứng yên, tốc độ n = 0, hệ số trượt s = 1 nêndòng điện khởi động của động cơ có thể tính theo mạch điện thay thế hình 9-7b: U1 I1K  (10-1) Z VK Trên thực tế do mạch từ tản bão hòa rất nhanh, điện kháng giảm xuống nêndòng điện khởi động còn lớn hơn so với trị số theo công thức (10-1). Ở điện ápđịnh mức Uđm thường dòng điện khởi động IK = (47)Iđm. Dòng điện khởi độnglớn không những làm cho bản thân máy bị nóng mà còn làm cho điện áp của lướiđiện bị giảm. Ta có moment khởi động của động cơ không đồng bộ theo (9-56): 2 m1 U Th R 2 MK   (10-2) 1 (R Th  R 2 ) 2  (X Th  X 2 ) 2 Khi khơi động động cơ, có khi yêu cầu mômen khởi động lớn, có khi cần hạnchế dòng điện và có khi cần cả hai. Nói chung khi khởi động động cơ cần xét đếnnhững yêu cầu cơ bản sau đây:  Mômen khởi động MK phải lớn để thích ứng với đặc tính tải.  IK càng nhỏ càng tốt để không ảnh hưởng đến các phụ tải khác.  Thời gian khởi động tK cần nhỏ để máy có thể làm việc được ngay.  Thiết bị khởi động đơn giản, rẻ tiền, tin cậy và ít tốn năng lượng. Những yêu cầu trên là trái ngược nhau, vì thế tùy theo yêu cầu sử dụng, côngsuất động cơ và công suất của lưới điện mà ta chọn phương pháp khởi động thíchhợp.10.1.1. Khởi động động cơ rotor dây quấn U1 M R2+ RK2 CD1 R2+ Rk2+Rk1 R2 Mmax ĐC 200 Khi khởi động động cơ, dây quấn rotor được nối với các điện trở phụ RK (hình10-1a). Đầu tiên K1 và K2 mở, động cơ khởi động qua điện trở phụ lớn nhất, sauđó đóng K1 rồi K2 giảm dần điện trở phụ về không. Đường đặc tính moment ứngvới các điện trở phụ khởi động RK1 và RK2 trình bày trên hình 10-1b. Lúc khởi động n = 0 thì s = 1, muốn moment khởi động MK = Mmax thì sm = 1: R 2  R K sm  1 (10-3a) 2 R Th  (X Th  X 2 ) 2Do RTh  R1 và XTh  X1, nên ta có: R 2  R K sm  1 (10-3b) R 12  (X1  X 2 ) 2 R 2  R KVà R1 201 2 m1 U Th R 2 MK   (10-6) 1 (R Th  R 2  R K ) 2  (X Th  X 2 ) 2VÍ DỤ 10-1Họ đặc tính M=f(s) của động cơ điện không đồng bộ ba pha rotor dây quấn có sốliệu: 400hp, 2300V nối Y, 60Hz, 14 cực từ trình bày trên hình VD 10-1. Đườngcong A và D cho biết giới hạn của điện trở điều chỉnh. Xác định (a) điện trở điềuchỉnh để mômen khởi động bằng mômen cực đại; (b) dòng điện rotor và mômenkhởi động của trường hợp (a); (b) bội số mômen khởi động của động cơ ở trườnghợp (a). Cho biết a=3,8 và các thông số của động cơ trên một pha như sau: R1 = 0,403 , R’2 = 0,317 , Rfe = bỏ qua X1 = 1,32  ; X’2 = 1,32  XM = 35,46 Bài giảia. Điện trở điều chỉnh để mômen khởi động bằng mômen cực đại: Điện áp và tổng trở theo Thévenin : Điện áp pha : U   U1đm 0 0  2300  1327 ,90 0 V 1 3 3  U1  jX M 1327 ,9  j35,46 U    1280 ,17 0,63 0 V R 1  j(X1  X M ) 0,403  j(1,32  35,46) Th (R 1  jX 1 )  jX M (0,403  j1,32)  j35,46 Z Th  ...