Chương 11
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA
11.1. ĐẠI CưƠNG
Động cơ điện không đồng bộ một pha được sử dụng rất rộng rãi trong dân
dụng và công nghiệp như đồng hồ, máy giặt, tủ lạnh, máy bơm, máy mài, quạt, các
dụng cụ cầm tay,. Nói chung là các động cơ công suất nhỏ. Cụm từ “động cơ
công suất nhỏ” chỉ các động cơ có công suất nhỏ hơn 350W. Phần lớn động cơ
một pha thuộc loại này, mặc dù chúng còn được chế tạo với công suất đến 11kW
và ở hai cấp điện áp 110V và 220V. Trên hình 11-1 trình bày vài thiết bị sử dụng
động cơ không đồng bộ một pha.
16 trang |
Chia sẻ: nguyenlinh90 | Lượt xem: 985 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giáo trình Máy điện 1 - Phần 3: Máy phát điện không đồng bộ - Chương 11 Động cơ không đồng bộ một pha, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
225
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
MÁY ĐIỆN 1
2008
226
Chƣơng 11
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA
11.1. ĐẠI CƢƠNG
Động cơ điện không đồng bộ một pha được sử dụng rất rộng rãi trong dân
dụng và công nghiệp như đồng hồ, máy giặt, tủ lạnh, máy bơm, máy mài, quạt, các
dụng cụ cầm tay,... Nói chung là các động cơ công suất nhỏ. Cụm từ “động cơ
công suất nhỏ” chỉ các động cơ có công suất nhỏ hơn 350W. Phần lớn động cơ
một pha thuộc loại này, mặc dù chúng còn được chế tạo với công suất đến 11kW
và ở hai cấp điện áp 110V và 220V. Trên hình 11-1 trình bày vài thiết bị sử dụng
động cơ không đồng bộ một pha.
11.2. CẤU TẠO
Về cấu tạo động cơ không đồng bộ một pha, stator giống động cơ không đồng
bộ ba pha nhưng trên đó ta đặt dây quấn một pha và được cung cấp bởi nguồn điện
xoay chiều một pha, còn rotor thường làm rotor kiểu lồng sóc như trình bày trên
hình 11-2.
Hình 11-18 Ứng dụng động cơ không đồng bộ một pha một
a) Máy mài. b) Máy khoan
(a)
(b)
Công tắc
Chuông
227
11.3. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Cho dòng điện xoay chiều hình sin chạy vào dây quấn stator thì tạo ra từ
trường stator có phương không đổi nhưng có độ lớn thay đổi hình sin theo thời
gian, gọi là từ trường đập mạch, như đã biết ở chương 8:
tBB m sin cos (11-1)
Từ trường này sinh ra dòng điện cảm ứng trong trong các thanh dẫn dây quấn
rotor và sẽ tạo ra từ thông rotor mà theo định luật Lenz, sẽ chống lại từ thông sinh
ra nó, tức ngược chiều với từ thông stator như trình bày trên hình 11-2. Từ đó ta
xác định được chiều dòng điện cảm ứng và chiều của lực điện từ tác dụng lên
thanh dẫn rotor. Ta thấy mômen tổng tác dụng lên rotor bằng không, do đó rotor
không thể tự quay được. Để động cơ có thể tự quay được được, trước hết ta phải
quay rotor theo một chiều nào đó, như trình bày trên hình 11-3c là theo chiều kim
đồng hồ, trong dây quấn rotor sẽ cảm ứng sđđ gọi là sđđ quay và tạo nên lực điện
từ, do đó động cơ sẽ tự tiếp tục quay theo chiều đó.
Từ thông
rotor
Từ thông
stator
U
Chiều lực điện từ B
1B
2B
n1 n1
n1 -n1
n
228
Để thấy rõ hơn nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha, ta
nghiên cứu hình 11-3b, từ trường đập mạch B
là tổng của hai từ trường quay
thuận 1B
và ngược 2B
cùng tốc độ quay n1 nhưng biên độ bằng một nửa từ trường
đập mạch và hai từ trường này quay ngược chiều nhau:
21 BBB
(11-2)
với biên độ: B1m = B2m = Bm/2 (11-3)
và tốc độ
p
f
n
60
1 (11-4)
So với tốc độ rotor, có hệ số trượt :
+ Quay thuận : s
n
nn
s
1
1
1
1
1
(11-5)
+ Quay ngược :
)s2(
)(
)(
)n(
n)n(
s
1
1
1
1
2
(11-6)
Từ trường quay 1B
quay cùng
chiều với rotor lúc động cơ làm việc, gọi
là từ trường quay thuận.
s
M
0 1 2
M
1
M
2
M
Hình 11-4 Moment của động cơ không
đồng bộ một pha
Hình 11-3 Động cơ không đồng bộ một pha một dây quấn
a) Từ thông và lực điện từ tác dụng lên rotor khi rotor đứng yên.
b) Từ trường đập mạch được phân thành hai từ trường quay.
c) Từ thông và lực điện từ tác dụng lên rotor khi rotor quay.
229
Từ trường quay 2B
quay ngược chiều với rotor lúc động cơ làm việc, gọi là
từ trường quay ngược.
Từ trường quay thuận 1B
tác dụng với dòng điện rotor sẽ tạo ra mômen quay
thuận M1 (hình 11-4); Còn từ trường quay ngược 2B
tác dụng với dòng điện rotor
sẽ tạo ra moment quay ngược M2 (hình 11-4). Tổng đại số hai moment này cho ta
đặc tuyến mômen theo hệ số trượt M = f(s):
M = M1 + M2 = f(s) (11-7)
Từ đặc tính trình bày trên hình 11- 4, ta thấy rằng lúc động cơ khởi động (n =
0, s = 1), M1 = M2 và ngược chiều nhau nên mômen tổng M = 0, vì vậy động cơ
không thể tự quay được. Nếu ta quay động cơ theo một chiều nào đó tức hệ số
trượt s 1, như vậy M 0 động cơ sẽ tiếp tục quay theo chiều đó.
Vì vậy để động cơ một pha tự làm việc được, ta phải có biện pháp khởi động,
nghĩa là tìm cách tạo ra cho động cơ một moment lúc rotor đứng yên (M = MK 0
khi s =1).
11.4. MẠCH ĐIỆN TƢƠNG ĐƢƠNG ĐỘNG CƠ MỘT PHA
Khi dây quấn stator của động cơ không đồng bộ một pha được cung cấp bằng
nguồn một pha và rotor đứng yên. Như vậy động cơ không đồng bộ một pha giống
MBA khi dây quấn thứ cấp nối ngắn mạch. Mạch điện tương đương trình bày trên
hình 11-5a.
Trong đó :
R1 = điện trở của dây quấn stator.
X1 = điện kháng tản của dây quấn stator.
XM = điện kháng từ hóa.
R’2 = điện trở của dây quấn rotor qui về dây quấn stator.
X’2 = điện kháng tản của dây quấn rotor qui về dây quấn stator.
U1 = điện áp vào của nguồn.
E1 = sđđ cảm ứng trong dây quấn stator do tư thông khe hở. Và :
E1 = 4,44fN (11-8)
trong đó là từ thông khe hở; N là số vòng dây hiệu dụng.
Theo lý thuyết phân tích từ trường đập mạch thành hai từ trường quay, mạch
điện thay thế hình 11-2a có thể phân thành hai nhánh như trình bày trên hình 11-
5b, tương ứng với từ trường quay thuận và ngược, ta có các sđđ tương ứng :
ET = 4,44fNT (11-9a)
EN = 4,44fNN. (11-9b)
Khi rotor đứng yên thì từ thông T = N nên ET = EN .
1U
1I
R’2
jX’2
jX1 R1
jXM
oI
1U
1I
0,5R’2
0,5jX’2 jX1 R1
0,5jX’2
2
jX M
TE
1E
+
_
230
Giả thiết rằng rotor quay với tốc độ nào đó trong từ trường quay thuận, ứng
hệ số trượt s. Lúc này dòng điện cảm ứng trong dây quấn rotor có tần số sf1, f1 tần
số lưới điện nối vào dây quấn stator. Như vậy giống máy điện không đồng bộ ba
pha, tổng trở của dây quấn rotor ứng với từ trường quay thuận qui đổi về dây quấn
stator là 0,5R’2/s + j0,5X’2.(hình 11-5c). Cũng tương tự như vậy đối với từ trường
quay ngược, ta có tổng trở của dây quấn rotor ứng với từ trường quay ngược qui
về dây quấn stator là 0,5R’2/(2-s) + j0,5X’2.(hình 11-3c). Mạch điện tương đương
trình bày trên hình 11-5d, có tổng trở thứ tự thuận ZT và thứ tự ngược ZT như sau :
)XX(5,0js/R5,0
)s/R5,0X5,0j(X5,0j
jXRZ
'
2M
'
2
'
2
'
2M
TTT
(11-10)
)XX(5,0j)s2/(R5,0
)]s2/(R5,0X5,0j[X5,0j
jXRZ
'
2M
'
2
'
2
'
2M
NNN
(11-11)
Công suất điện từ của từ trường thứ tự thuận và ngược :
21TâtT IRP ;
2
1NâtN IRP (11-12)
Moment điện từ tương ứng :
231
1
âtT
T
P
M
(11-13a)
1
âtN
N
P
M
(11-13b)
Moment điện từ tổng là :
)RR(
I
MMM NT
1
2
1
NT
(11-14)
Công suất cơ :
MPCå
)s1(MP 1Cå
)s1)(RR(IP NT
2
1Cå (11-15)
)s1)(PP(P âtNâtTCå (11-16)
Công suất trên đầu trục : P2 = PCơ - pq. (11-17)
pq là tổn hao quay, gồm tổn hao cơ và tổn hao phụ, cũng có khi gộp cả tổn hao
sắt vào tổn hao quay.
Tổn hao đồng trong dây quấn rotor ứng với từ trường quay thuận và ngược :
pCu2T = sPđtT (11-18a)
pCu2N = (2-s)PđtN (11-18b)
Từ (11-18a) và (11-18b), ta có tổn hao đồng trong dây quấn rotor :
pCu2 = sPđtT + (2-s)PđtN (11-19)
VÍ DỤ 11-1
Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 230V, 60Hz và 4
cực từ có tham số và tổn thất như sau :
R1 = 10; X1 = X’2 = 12,5; R’2 = 11,5; XM = 250;
Tổn hao sắt ở 230V là 35W; Tổn hao ma sát và quạt gió là 10W;
Với hệ số trượt là 0,05, xác định dòng điện stato, công suất cơ, công suất ra trên
trục, tốc độ và hiệu suất khi động cơ làm việc ở điện áp và tần số định mức.
Bài giải
Từ các thông số đã cho, ta tính được tổng trở thứ tự thuận ZT và thứ tự ngược ZT
của động cơ một pha như sau :
)XX(5,0js/R5,0
)s/R5,0X5,0j(X5,0j
jXRZ
'
2M
'
2
'
2
'
2M
TTT
j65,5759
)5,12250(5,0j05,0/5,115,0
)05,0/5,115,05,125,0j(2505,0j
jXRZ TTT
232
)XX(5,0j)s2/(R5,0
)]s2/(R5,0X5,0j[X5,0j
jXRZ
'
2M
'
2
'
2
'
2M
NNN
j01,667,2
)5,12250(5,0j)05,02/(5,115,0
)]05,02/(5,115,05,125,0j[2505,0j
jXRZ NNN
Tổng trở vào tương đương :
ZV = Z1 + ZT + ZN = 10 + 12,5j +59 + 57,65j +2,67 + 6,01j
= 71,67 + 76,16j = 104,6 46,74o .
Dòng điện vào stato :
A74,462,2
74,466,104
0230
Z
U
I o
o
o
V
1
Hệ số công suất : cos = cos 46,74o = 0,685
Tốc độ động cơ : 710.1
2
6060
)05,01(n)s1(n 1
vg/ph.
Công suất điện từ :
Pcơ )s1)(RR(I NT
2
1 = 2,2
2
.(59-2,67).(1-0,05) = 259 W
Công suất trên đầu trục : P2 = Pcơ – pfe – pq = 259 -35- 10 = 214 W.
Công suất động cơ tiêu thụ từ lưới điện:
P1 = U1.I1cos = 230.2,2 cos 46,74
o
= 346,77 W
Hiệu suất của động cơ: %7,61617,0
22,347
214
P
P
1
2
11.5. ĐỘNG CƠ DÙNG DÂY QUẤN PHỤ KHỞI ĐÔNG
Loại động cơ này được dùng khá phổ biến như máy điều hòa, máy giặt, dụng
cụ cầm tay, quạt, bơm ly tâm ...
Các phần chính của loại động cơ nầy cho trên hình 11-6a, gồm dây quấn chính
cN (dây quấn làm việc), dây quấn phụ pN (dây quấn khởi động). Hai cuộn dây
này đặt lệch nhau một góc 90o điện trong không gian. Và rotor lồng sóc. Trên hình
11-6b là trình bày sơ đồ ký hiệu động cơ một pha hai cuộn dây.
Để có được moment khởi động, người ta tạo ra góc lệch pha giữa dòng điện
qua cuộn chính Ic và dòng qua cuộn dây phụ Ip bằng cách mắc thêm một điện trở
nối tiếp với cuộn phụ hoặc dùng dây quấn có tiết diện nhỏ hơn cho cuộn phụ, góc
lệch này thường nhỏ hơn 300. Dòng điện chạy trong dây quấn chính và trong dây
quấn phụ sinh ra từ trường quay để tạo ra mômen khởi động ban đầu và làm rotor
quay. Đồ thị vectơ lúc khởi động được trình bày trên hình 11-6c.
U
NC
Np
K
CD
IC
IP
(b)
I
N
g
u
ồ
n
m
ộ
t
p
h
a
Cuộn dây phụ
NP
Cuộn dây chính
K
233
Khi tốc độ động cơ đạt được 7080 % tốc độ đồng bộ, cuộn dây phụ được cắt
ra nhờ công tắt ly tâm K (hoặc mạch điện tử) và động cơ tiếp tục làm việc với
cuộn dây chính. Đặc tính mômen được trình bày trên hình 11-6d.
Mômem khởi động MK của động cơ không đồng bộ một pha dùng cuộn dây
phụ tỉ lệ với dòng điện trong cuộn dây chính, dòng điện trong cuộn dây phụ và góc
lệc pha giữa hai dòng trên. Ta có công thức [4]:
)sin(
)RR(IIa2
M iPiC
1
NTPC
K
(11-20a)
sinIIkM pCK (11-20b)
Trong đó: a = NP/NC = tỉ số vòng của cuộn dây phụ và chính
k = hằng số
IC = dòng điện trong cuộn dây chính
IP = dòng điện trong cuộn dây phụ
iC = góc pha của dòng điện cuộn dây chính
iP = góc pha của dòng điện cuộn dây phụ
= iC - iP góc lệch pha của hai dòng điện
VÍ DỤ 11-2
Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 120V và 60Hz có
tham số khi khởi động như sau: cuộn dây chính RC = 2,00 và XC = 3,50; cuộn
dây phụ RP = 9,15; XP = 8,40. Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp
234
120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn dây; (b) góc lệch pha
giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện trở mắc nối tiếp với cuộn
dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện là 300; (e) mômen khởi động trong
trường hợp (d); (f) phần trăm mômen khởi động tăng so với khi không có điện trở
khởi động ngoài.
Bài giải
a. Xác định dòng điện mỗi cuộn dây:
Mạch điện thực khi chưa có thêm điện trở ngoài trên hình VD 11-2a
Tổng trở các cuôn dây khi khởi động:
ZC = 2,00 + j3,50 = 4,031160,26
0
ZP = 9,15 + j8,40 = 12,421142,55
0
Tính dòng điện trong các cuộn dây với giả thiết về điện áp:
V01200UU 00
A26,6077,29
26,600311,4
0120
Z
U
I 0
0
0
C
A55,4266,9
55,424211,12
0120
Z
U
I 0
0
0
p
P
b. Góc lệch pha giữa hai dòng điện:
+
_
ZC ZP
PI
I
CI
U
+
_
ZC Z’P
PI
I
CI
RK
U
ZP
U
cI
pI
0
(c)
(a) (b)
Hình VD 6-2 Động cơ dùng dây quấn phụ .
a)Mạch điện thực.
b) Mạch điện có RK khởi động.
c) Đồ thị véctơ khi có cuộn phụ.
iC
iP
’iP
235
iPiC -60,26
0
– (- 42,550) = 17,710
c. Mômen khơi đồng khi chưa có điện trở ngoài:
sinIIkM pCK
k.45,8771,17sin66,977,29kM 0K
d. Điện trở mắc nối tiếp với cuộn dây phụ:
Mạch điện khi có thêm điện trở khởi động mắc nối tiếp cuộn phụ trình bày trên
hình VD 11.2b, còn đồ thị véctơ tương ứng trên hình VD 11-2c. Qua đó cho ta
tìm được góc pha của dòng điện trong cuộn dây phụ theo điều kện có điện trở
khởi động RK là:
0iC
'
iP 30 -60,26
0
+ 30
0
= -30,26
0
Theo định luật Ohm, ta có tổng trở:
0
0
0
p 26,30
I
U
26,30I
0U
Z
Vậy góc của tổng trở lúc này là ’ = 30,260
Từ quan hệ trong tam giác tổng trở, ta có:
KP
P
RR
X
'tag P
P
K R
'tag
X
R
25,515,9
26,30tag
40,8
R
0K
e. Mômen khởi động khi có RK:
A26,302,7
4,8j25,515,9
0120
I 0
0
'
P
k.1,10730sin2,777,29kM 0K
f. Độ tăng mômen khởi động so với khi không só điện trở khởi động ngoài
%5,22100
45,87
45,871,107
tăng
11.6. ĐỘNG CƠ MỘT PHA DÙNG TỤ
Các động cơ không đồng bộ một pha có cuộn dây phụ được mắc nối tiệp với
một tụ điện được gọi là động cơ tụ điện. Loại động cơ này có cuộn dây phụ bố trí
lệch so với cuộn dây chính một góc 900 điện trong không gian, để tạo góc lệch về
thời gian ta mắc nối tiếp với cuộn dây phụ một tụ điện. Nếu tụ điện mắc nối tiếp
với cuộn phụ chọn giá trị thích hợp thì góc lệch pha giữa IC và Ip là gần 90
0
(hình
11-16b). Tùy theo yêu cầu về mômen khởi động và mômen lúc làm việc, ta có các
loại động cơ tụ điện như sau:
11.6.1. Động cơ dùng tụ điện khởi động (hình 11-7a).
236
Khi khởi động tốc độ động cơ đạt đến 7585% tốc độ động bộ, công tắt K mở
ra và động cơ sẽ đạt đến tốc độ ổn định.
11.6.2. Động cơ dùng tụ điện thƣờng trực (hình 11-7b)
Cuộn dây phụ và tụ điện khởi động được mắt luôn khi động cơ làm việc bình
thường. Loại này có công suất thường nhỏ hơn 500W và có đặc tính cơ tốt.
Ngoài ra, để cải thiện đặc tính làm việc và mômen khởi động ta dùng động cơ
hai tụ điện. Một tụ điện khởi động C2 khá lớn (khoảng 10 15 lần tụ điện thường
trực) được ghép song song với tụ điện thường trực C1 được trình bày trên hinh
11.7b. Khi khởi động tốc độ động cơ đạt đến 7585% tốc độ động bộ, tụ điện khởi
động C2 được cắt ra khỏi cuộn phụ, chỉ còn tụ điện thường trực nối với cuộn dây
phụ khi làm việc bình thường.
11.7. ĐỘNG CƠ CÓ VÀNH NGẮN MẠCH Ở CỰC TỪ
Hình 11-8a cho thấy cấu tạo loại động cơ này. Trên stator ta đặt dây quấn một
pha và cực từ được chia làm hai phần, phần có vòng ngắn mạch K ôm 1/3 cực từ
và rotor lồng sóc. Dòng điện chạy trong dây quấn stator 1I
tạo nên từ thông ' qua
phần cực từ không vòng ngắn mạch và từ thông '' qua phần cực từ có vòng ngắn
mạch. Từ thông '' cảm ứng trong vòng ngắn mạch sđđ nE , chậm pha so với
'' một góc 900 (hình 11-8b) . Vòng ngắn mạch có điện trở và điện kháng nên tạo ra
dòng điện nI
chậm pha so với nE một góc n < 90
0
. Dòng điện nI
tạo ra từ thông
n
và ta có từ thông tổng qua phần cực từ có vòng ngắn mạch :
NC
Np
K
CD
IC
IP
(a)
I
C
NC
Np
CD
IC
IP
(b)
I
C1
U
cI
pI
I
0
(c)
Hình 11-7 Động cơ không đồng bộ một pha dùng tụ điện.
a) Tụ điện khởi động. b) Tụ điện thường trực và khởi động. c) Đồ thị vectơ.
C2
K
237
n
''
Từ thông nầy lệch pha so với từ thông qua phần cực từ không có vòng ngắn
mạch một góc là n. Do từ thông
' và lệch nhau trong không gian nên chúng
tạo ra từ trường quay và làm quay rotor. Loại động cơ này có mômen khởi động
khá nhỏ MK = (0,2-0,5)Mđm, hiệu suất thấp (từ 25 - 40%), thường chế tạo với công
Hình 11-8 Động cơ KĐ một pha có vòng ngắn mạch ở cực từ
a) Cấu tạo. b) Đồ thị vectơ. c) Đặc tính mômen
(a)
” ’
n
K
1I
nE
n
nI
'
0
(b)
''
n
M
1
Mmax
0
s
sm
(c)
238
suất 20 - 30W, đôi khi cũng có chế tạo công suất đến 300W và hay sử dụng làm
quạt bàn, quạt trần, máy quay đĩa ...
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Cấu tạo động cơ không đồng bộ một pha. So sánh với động cơ không đồng bộ
ba pha.
2. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ một pha.
3. Hãy trình bày sự hình thành từ trường quay hai pha.
4. Các phương pháp khở động động cơ không đồng bộ một pha.
5. Hãy trình bày sự hình thành từ trường quay của động cơ không đồng bộ một
pha có cuộn dây phụ cắt ra khi khởi động bằng điện trở.
6. Hãy trình bày sự hình thành từ trường quay của động cơ không đồng bộ một
pha có cuộn dây phụ cắt ra khi khởi động bằng tụ điện.
7. Động cơ không đồng bộ một pha khởi động bằng tụ điện có công tắc bị cắt khi
khởi động, như vậy động cơ sẽ rung và sau đó sẽ bốc khói. Nếu công tắc bị cắt mà
ta dùng tay quay trục rotor thì động cơ sẽ tiếp tục quay và có thể làm việc bình
thường.
BÀI TẬP
Bài số 11-1. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 220V,
50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn thất như sau :
239
R1 = 8,2; X1 = X’2 = 10,5; R’2 = 10,5; XM = 210;
Tổn hao sắt ở 110V là 25W; Tổn hao ma sát và quạt gió là 12W;
Với hệ số trượt là 0,05, xác định (a) dòng điện stato, (b) công suất cơ, (c) công
suất ra trên trục, (d) tốc độ và (e) hiệu suất khi động cơ làm việc ở điện áp và tần
số định mức.
Bài số 11-2. Một động cơ không đồng bộ một pha công suất 1/4 mã lực, 110V,
50Hz và 4 cực từ có tham số và tổn thất như sau :
R1 = 2,0; X1 =2,8; X’2 = 2,0; R’2 = 4,0; XM = 70;
Tổn hao sắt ở 230V là 35W; Tổn hao ma sát và quạt gió là 10W;
Với hệ số trượt là 0,05, xác định (a) dòng điện stato; (b) công suất cơ; (c) công
suất ra trên trục, tốc độ; (d) mômen và (e) hiệu suất khi động cơ làm việc với dây
quấn phụ được cắt ra ở điện áp và tần số định mức.
Bài số 11-3. Thí nghiệm không tải và ngắn mạch (thực hiện trên cuộn dây chính)
của động cơ điện không đồng bộ một pha ¼ hp, 120 V, 60 Hz, 1730 vòng/phút thu
đươc kết quả như sau:
Thí nghiệm không tải: động cơ quay không tải
V = 120 V; I = 3,5 A; P = 125W
Thí nghiệm ngắn mạch: giữ rotor đứng yên
V = 43 V; I = 5 A; P = 140W
Xác định (a) tham số của mạch điện thay thế động cơ; (b) tổn hao quay.
Bài số 11-4. ** Một động cơ không đồng bộ một pha chạy bằng tụ, điện áp 120V,
60Hz và 4 cực từ có tham số của mạch điện thay thế như sau :
Cuộn dây chính: R1C = 2,0 ; X1C =1,5 ;
Cuộn dây phụ: R1P = 2,0 ; X1P = 2,5 ;
Mạch rotor: R’2 = 1,5 ; R’2 = 2,0 ;
XM = 48; C = 30 F; a = NP/NC = 1
Xác định (a) dòng điện khởi động và mômen khởi động của động cơ khi điện áp
định mức; (b) trị số điện dung C của tụ điện nối song song với tụ đã có để mômen
khởi động đạt giá trị cực đại; (c) dòng điện khởi động của động cơ trong trường
hợp (b).
Bài số 11-5. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 1/4hp, 120V
và 60Hz có tham số khi khởi động như sau:
Cuộn dây chính: RC = 3,94 và XC = 4,20;
Cuộn dây phụ: RP = 8,42; và XP =6,28.
240
Động cơ được nối vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng
điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào động cơ khi khởi động; (b) góc lệch pha
giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) trị số điện trở mắc nối tiếp với cuộn
dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện là 300.
Bài số 11-6. Một động cơ điện không đồng bộ một pha hai cuộn dây 120V và
60Hz có tham số khi rotor đứng yên (khởi động) như sau: cuộn dây chính RC =
2,20 và XC = 3,80; cuộn dây phụ RP = 9,25; XP = 8,55. Động cơ được nối
vào lưới điện có điện áp 120V và f = 60Hz. Xác định (a) dòng điện trong mỗi cuộn
dây; (b) góc lệch pha giữa hai dòng điện; (c) mômen khởi động; (d) điện dung C
mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là
90
0; (e) mômen khơi đồng trong trường hợp (d); (f) phần trăm mômen khởi động
tăng so với khi không có tụ điện C.
Bài số 11-7. Dùng số liệu của bài tập số 11-2 để xác định (a) trị số điện dung C
mắc nối tiếp với cuộn dây phụ để góc lệch pha giữa hai dòng điện khi khởi động là
80,6
0
; (b) dòng điện trong mỗi cuộn dây và dòng điện vào động cơ kh