Lý thuyết và bài tập Máy điện 2: Máy điện không đồng bộ - Lê Vĩnh Trường

ạch tương đương của động cơ. 
Bài 39: Động cơ không đồng bộ 3 pha, rôtor lồng sóc, 50HP (1HP = 746W), 60Hz, 
460V, 4 cực, dây quấn stator nối Y, khi làm việc với moment tải định mức, có tốc 
độ n = 1760v/ph. Nhằm mục đích giảm tải cho hệ thống điện, điện áp của lưới được 
giảm xuống còn 90% của giá trị điện áp định mức 460V. Xác định trong trường hợp 
này: 
a/ Cần phải giảm bớt giá trị moment tải đến giá trị bao nhiêu, sao cho tốc độ động 
cơ vẫn là như cũ, nghĩa là 1760v/ph. 
Giá trị moment mở máy, cho biết khi điện áp lưới là định mức thì bội số moment 
mở máy là: (moment mở máy/moment định mức) = 1,3. 
Động cơ nói trên được dùng trong hệ truyền động với tốc độ thay đổi, được cấp 
nguồn từ bộ biến tần có điện áp-tần số thay đội, sao cho từ thông trong khe hở là 
không đổi. Xác định trong trường hợp này: 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 31
c/ Giá trị điện áp và tần số nguồn để động cơ kéo tải định mức ở tốc độ 600v/ph. 
Bài 40: Động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc, dây quấn stator nối Y, có các 
số liệu định mức: 400V, 50Hz, 4 cực, 1370 v/ph. R1(điện trở dây quấn stator) = 
2/pha, R’2 (điện trở dây quấn totor đã quy về stator) = 3/pha, X1 = X’2 = 
3,5/pha (lần lượt là điện kháng tản từ dây quấn stator và dây quấn rotor đã quy về 
stator). 
Động cơ được cấp nguồn từ bộ biến tần có tỷ số U/f = hằng số. Tần số của bộ biến 
tần có khả năng được thay đổi từ 10Hz đến 50Hz. 
Máy điện trên làm việc ở chế độ động cơ. Tính: 
a/ Tốc độ ứng với tần số cung cấp là 30Hz, moment tải là 80% moment định mức. 
b/ Tần số cung cấp ứng với tốc độ 1000 vòng/phút, moment tải là 100% moment 
định mức. 
c/ Moment ứng với tần số 40Hz, tốc độ 1100vòng/phút. 
Máy điện trên làm việc ở chế độ máy phát (hãm tái sinh). Tính: 
d/ Tốc độ ứng với tần số cung cấp là 30Hz, moment tải là 80% moment định mức. 
b/ Tần số cung cấp ứng với tốc độ 1000 vòng/phút, moment tải là 100% moment 
định mức. 
c/ Moment ứng với tần số 40Hz, tốc độ 1300vòng/phút. 
Lưu ý: Cho biết mối quan hệ moment theo các thông số của động cơ như sau: 
2'
21
2
'
2
1
'
2
2
1 )()(
/
.
3
XX
s
R
R
sRU
M



 và 
))((
.
.2
3
2'
21
2
11
2
1
max
XXRR
U
M



2'
21
2
1
'
2
max
)( XXR
R
s

 - Độ trượt ứng với moment cực đại 
Trong đó: 
M, Mmax – moment động cơ ở độ trượt s và moment cực đại [N.m] 
1 - Vậ tốc góc đồng bộ [rad/s] 
Ngoài ra, đặc tính cơ tốc độ-moment ở các giá trị khác nhau của tần số từ chế độ 
động cơ ở tải định mức đến chế độ hãm tái sinh ở tải định mức là các đường thẳng 
song song như trên hình dưới đây. 
 Đầy tải 
(định mức) Đầy tải 
(định mức) 
Hãm tái sinh 
Động cơ 
r3 
r2 
r1 
1 
M 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 32
Bài 41: Dây quấn stator và rotor động cơ 3 pha, 440V, 15HP, 60Hz, 8 cực, có các 
thông số sau, tính bằng ohm: 
r1 = 0,5 x1 = 1,25 
r’2 = 0,1 x’2 = 0,2 
Điện trở từ hoá là xm = 40 và điện trở từ hoá là rm = 360, mạch từ hoá kiểu song 
song. Tỷ số (vòng dây stator/vòng dây rotor) là 2,5. Tổn hao cơ do ma sát và quạt 
gió là 300W. Dùng sơ đồ tương đương, với độ trượt s = 0,05, trong điều kiện động 
cơ hoạt động ở điện áp và tần số định mức, các vành trượt được ngắn mạch, tính: 
a/ Dòng stator I1 và cos. 
b/ Dòng I’2, công suất hữu ích P2, moment trên trục máy M2 và hiệu suất . 
Bài 42: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn, 8 cực, f = 50Hz, dây quấn 
stator và rotor đều nối Y, có các số liệu: Uđm = 380V, Iđm = 51A, nđm = 725v/ph. Tỷ 
số Mmax/Mđm = 3,3. Điện trở pha dây quấn rotor r2 = 0,07. Điện trở dây quấn stator 
có thể bỏ qua. Tính: 
a/ Độ trượt sm ứng với moment cực đại Mmax. 
b/ Khi điện áp lưới giảm còn 350V, moment cản trên trục động cơ vẫn là moment 
định mức, tính độ trượt mới. 
c/ Tính điện trở phụ cần mắc nối tiếp vào mỗi pha dây quấn rotor để động cơ có 
cùng độ trượt như câu b/ biết điện áp và moment cản trên trục động cơ vẫn là định 
mức. 
Khi tần số lưới điện giảm còn 45Hz, điện áp vẫn là định mức, hãy xác định ảnh 
hưởng của việc giảm tần số đến: 
d/ Tốc độ của động cơ. 
e/ Dòng không tải của động cơ. 
f/ Tổn hao không tải. 
g/ Hệ số công suất 
Moment cản vẫn là giá trị định mức. 
Cho biết biểu thức Klauss: 
s
max
s
max
s
s
2
max
M
M

 
 Với: s là độ trượt tương ứng với moment M 
 smax là độ trượt tương ứng với moment Mmax 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 33
Bài 43: Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc, 4 cực, 10kW, 50Hz, 415V, có 
hiệu suất là 90% ở tải định mức và hệ số công suất là 0,88. Động cơ nối . 
a/ Tính dòng điện pha và dòng điện dây ở tải định mức. 
b/ Độ trượt là s = 0,02 khi tải là định mức. Tính moment định mức của động cơ. 
c/ Tính các tổn hao ở tải định mức. 
d/ Liệt kê các tổn hao có thể có của động cơ. 
e/ Giả sử dây quấn stator được nối lại thành Y, tính moment động cơ trong trường 
hợp này, ở độ trượt cũ s = 0,02. 
Bài 44: Sau đây là các số liệu của động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc 4 
cực, nối Y: Uđm = 380V, Iđm = 5,6A, Pđm = 2,8kW, f = 50Hz, đm = 84%, r1 = 1,8, 
r’2 = 2,9, x’2 = 3,6, xm = 102. Xác định: 
a/ Độ trượt định mức, cho biết tổn hao do ma sát và quạt gió pcơ = 0,01Pđm, bỏ qua 
các tổn hao sắt trong rotor. 
b/ Dòng mở máy và moment mở máy. 
Bài 45: Động cơ không đồng bộ lồng sóc, nối , có các thông số Uđm = 380V, 
cosđm = 0,86, Pđm = 37kW, nđm = 1450v/ph, Iđm = 73A. Khi mở máy trực tiếp vào 
lưới điện với điện áp định mức: 
 Imm/Iđm = 6,0 Mmm/Mđm = 2,0 
Xác định. 
a/ Dòng mở máy và moment mở máy khi khởi động động cơ theo phương pháp Y- 
b/ Tỷ số biến áp khi dùng phương pháp tự biến áp để mở máy, để đảm bảo có cùng 
moment mở máy như trường hợp a/ 
Bài 46: Động cơ không đồng bộ 3 pha có các thông số sau: 500V, 70kW, 50Hz, 8 
cực, nối Y và các số liệu thử nghiệm sau: 
 Thử không tải: 500V, 29A, 2100W 
 Thử ngắn mạch: 160V, 115A, 7500W 
Ở nhiệt độ 200C điện trở giữa 2 đầu dây ra stator là 0,13. Nhiệt độ của dây quấn 
stator khi làm việc bình thường là 900C. Dây quấn stator bằng đồng. 
a/ Dòng tiêu thụ trong dây quấn stator khi công suất tải là 70kW. 
b/ cos khi đó. 
c/ Moment động cơ, độ trượt, hiệu suất. 
Cho biết: RT = Rt.(234,5 + T/234,5 + t)) 
RT: điện trở dây quấn stator ở nhiệt độ T 
Rt: điện trở dây quấn stator ở nhiệt độ t 
Bài 47: Cho đặc tính cơ của một động cơ không đồng bộ 3 pha rotor dây quấn 
40kW, 4 cực, dây quấn stator nối Y, làm việc ở điện áp định mức 200V, tần số 
50Hz. 
N (v/ph) 1485 1470 1450 1429 1375 1310 1200 825 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 34
M2 (N.m) 82,5 191 298 392 495 565 510 330 
Động cơ được dùng để kéo một quạt gió. Chỉ biết moment cản của không khí lên 
quạt gió như tỷ lệ với bình phương của tốc độ, moment do ma sát trên trục máy là 
không đáng kể. Ở tốc độ 500v.ph, moment cản là 29,5 N.m. Điện trở đo được giữa 
các vành trượt là 0,0904. 
Dùng phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào dây quấn 
rotor. Xác định: 
a/ Tốc độ rotor khi các vành trượt được nối ngắn mạch. 
b/ Điện trở cần nối tiếp với mỗi pha dây quấn rotor để có tốc độ 1250v/ph. 
c/ Vẽ đặc tính cơ của động cơ tương ứng với trường hợp điện trở rotor có giá trị tính 
trên. 
Bài 48: Động cơ không đồng bộ 3 pha 4 cực, dây quấn stator và rotor nối Y, có các 
số liệu định mức: 190V, 7,4kW, 50Hz. Động cơ được dùng để kéo quạt gió. 
a/ Tính công suất, dòng tiêu thụ, độ trượt, cos và hiệu suất trong điều kiện làm 
việc định mức. 
b/ Điện trở cần mắc nối tiếp trên mỗi pha rotor để tốc độ động cơ còn 1250v/ph. 
c/ Trong trường hợp mới này, tính lại các giá trị trong câu a/ 
d/ Khi điện áp thay đổi 10%, tính sự thay đổi của tốc độ trước và sau khi thêm điện 
trở phụ vào rotor? 
Cho biết các số liệu thử nghiệm: 
 Thử không tải: 190V, 8A, 591W 
 Thử ngắn mạch: 190V, 162,5A, 2700W 
Điện trở 1 pha stator: 0,123 
Điện trở 1 pha rotor: 0,093 
Moment cản của quạt gió theo tốc độ: 
n (v/ph) 1500 1450 1400 1350 1300 1200 1100 1000 
Mcản (N.m) 66,5 56,8 48 41 34,2 23,5 15,6 10,8 
Bài 49: Khảo sát hiện tượng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc đang làm việc 
bỗng mất nguồn điện cung cấp, nhưng ngay sau đó nguồn điện lại được tại lập. Đề 
nghị các biện pháp có thể sử dụng để tránh các hiện tượng nguy hiểm có thể xảy ra 
cho động cơ trong trường hợp trên, đặc biệt đối với các động cơ công suất lớn? 
Bài 50: Theo tiêu chuẩn NEMA (national Electrical Manufacturers Association) 
phân biệt các loại động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc sau theo kVA/HP cần thiết 
khi mở máy: 
NEMA code letters for locked-rotor kVA per HP 
Code letter kVA/HP Code letter kVA/HP 
A 0,0 – 3,15 K 8,0 – 9,0 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 35
B 3,15 – 3,55 L 9,0 – 10,0 
C 3,55 – 4,0 M 10,0 – 11,2 
D 4,0 – 4,5 N 11,2 – 12,5 
E 4,5 – 5,0 P 12,5 – 14,0 
F 5,0 – 5,6 R 14,0 – 16,0 
G 5,6 – 6,3 S 16,0 – 18,0 
H 6,3 – 7,1 T 18,0 – 20,0 
J 7,1 – 8,0 U 20,0 – 22,4 
 V 22,4 and up 
Một động cơ có nhãn máy như sau: 
HP: 150 VOLTS: 460 
RPM: 1785 AMP: 163 
AMB TEMP: 40
0
C DUTY: CONT 
CPS: 60 S.F: 1,15 
PHASE: 3 CODE: G INS. CL: F 
Giải thích các số liệu trên nhãn và tính dòng mở máy khi cho động cơ khởi động với 
điện áp định mức. 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 36
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nguyễn Hữu Phúc, KỸ THUẬT ĐIỆN 2 (MÁY ĐIỆN QUAY), NXB ĐHQG TP. 
HCM. 
2. Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Máy điện 1 và 2, NXB Khoa học và 
kỹ thuật. 
3. Nguyễn Thế Kiệt, Tính toán sửa chữa DÂY QUẤN MÁY ĐIỆN tập 1. 
4. Trần Thế Sang, Nguyễn Trọng Thắng, MÁY ĐIỆN & Mạch điều Khiển, NXB 
Thống Kê. 
5. Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ Thuật Điện, NXB Giáo dục. 
6. Nguyễn Kim Đính, Kỹ Thuật Điện, NXB Khoa học và kỹ thuật. 
7. Trương Sa Sanh, Nguyễn Xuân Cường, Nguyễn Quang Nam, Kỹ Thuật Điện Đại 
Cương, NXB ĐHQG TP. HCM. 
Lý thuyết và bài tập máy điện 2 
Biên soạn: Lê Vĩnh Trường 37