Bài giảng Hệ truyền động điện - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện

Tóm tắt Bài giảng Hệ truyền động điện - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện: .... - Trạng thái máy phát (hãm): là trạng thái mà mômen động cơ sinh ra chống lại sự quay. Hay, chiều của mômen động cơ ngược chiều với chiều của tốc độ quay. + M (Iư) và ω ngược chiều => Pcơ = M.ω = Mc.ω < 0 + Động cơ làm việc ở các góc ¼ thứ II (ω>0; M và I < 0) và góc ¼ thứ IV....3.4 Các trạng thái hãm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp b) Trạng thái hãm động năng (ωo = 0): 2.3.5 Nhận xét về động cơ một chiều kích từ nối tiếp - Về cấu tạo, động cơ một chiều kích từ nối tiếp có cuộn kích từ chịu dòng lớn, nên tiêt diện to và số vòng ít. Nhờ đó dễ chế tạo hơn và... ' f ' 2 2 nm 2 1 ' 2 th R XR Rr XR R s ≡ + + = + = 2 1 th 2 2 0 1 1 nm 3U M const 2 R R X = =  ω + +   và ωo = const 2.4.4 Các đặc tính nhân tạo a) Họ đặc tính thay đổi R2 (họ đặc tính biến trở) 40 2.4.4 Các đặc tính nhân tạo b) Họ đặc tính thay đổi điện ...

pdf55 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 182 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Hệ truyền động điện - Chương 2: Đặc tính cơ của động cơ điện, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
chiều quay tốc 
độ không tải lí 
tưởng ω0):
2.2.5 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ độc lập
 Đ
C 
Pcơ
M.ω
Pđ
U.I
∆Pđ
Chế độ động cơ
 Đ
C 
Pcơ
M.ω
Pđ
U.I
∆Pđ+∆PRfu
Chế độ hãm ngược
I
U E
I
Ru Rfu
K
trong đó , do đó ω >0.
I
U E
IV
Ru Rfu
K
( )
|M|.
k
RR
k
|U|
2
fuuu
φ
+
+
φ
−=ω
( )
u fu u
02
R R U
.M
kk
+
∆ω = > ω =
φφ
, M <0.
21
2.2.5 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ độc lập
c) Hãm động năng: Hãm động năng xảy ra khi tốc độ
không tải ω0 = 0.
2.2.5 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ độc lập
( )
M.
k
RR
I.
k
RR
2
hu
u
hu
φ
+
−=
φ
+
−=ω
chọn Rh sao cho Ih ≤ Icp = (2÷2,5)Iđm
( )
hu
2
RR
k
||
+
φ
=β
- Phương trình ĐTC hãm động năng:
22
• Động cơ đang làm việc tại điểm A, muốn đưa trạng 
thái của động cơ qua điểm B, C, D, E,... thì làm thế
nào?
2.2.5 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ độc lập
Aωo
B
F
C
E D
Ví dụ
Cho động cơ như ở BT 2-2. Xác định trị số điện 
trở hãm đấu vào mạch phần ứng để hãm động 
năng động cơ điện một chiều kích từ song song 
với yêu cầu mômen hãm lớn nhất Mhmax = 
2.Mđm. Trước khi hãm động cơ làm việc ở 
điểm định mức, sử dụng sơ đồ hãm kích từ độc 
lập.
Giải:
Ta sử dụng sơ đồ hãm động năng kích từ độc lập, trong 
đó đảm bảo φ = φđm.
23
Ví dụ
Mc = Mđm
ωa
Mhmax
Ihmax
Điểm làm việc trước khi hãm là 
điểm định mức, ta có:
Ic = Iư = Iđm = 35A, tương ứng 
với momen định mức Mđm;
ωa = ωđm = 230,3 [rad/s] 
Sđđ của động cơ trước khi hãm:
Ea = Uđm – Iư.Rư = 220 – 35.0,26 
= 210,9 [V]
Momen (dòng điện) hãm lớn nhất sẽ tại thời điểm ban đầu 
của quá trình hãm, ngay khi chuyển đổi mạch điện làm việc 
sang mạch hãm động năng.
Ví dụ
Ihmax = Ihbđ hay Mhmax = Mhbđ
Vì φ = φđm = const nên để đảm bảo Mhmax = 2 Mđm thì
Ihbđ = 2.Iđm = 2.35 = 70 [A]
Điện trở tổng mạch phần ứng: 
Ω===
φω
=
ωφ
= 01,3
70
9,210
I
E
I
k
I
.k
R
hbd
a
hbd
a
u
ut
Vậy điện trở hãm đấu vào mạch phần ứng là: 
Rh = Rut – Ru = 3,01 – 0,26 = 2,75 [Ω]
24
2.3 ĐTC của động cơ điện một chiều kích 
từ nối tiếp 
2.3.1 Phương trình và dạng đặc tính cơ của động cơ một 
chiều kích từ nối tiếp
2.3 ĐTC của động cơ điện một chiều kích 
từ nối tiếp 
2.3.1 Phương trình và dạng đặc tính cơ của động cơ một 
chiều kích từ nối tiếp 
U = E + (Rư+ Rf).I
Rư = rư + rcf + rct + rkích từ
E = kφ.ω
M = kφ.I
− − fU R R .I
k k
+
ω = −
φ φ ( )
− − f
2
U R R
.M
k k
+
ω = −
φ φ
25
2.3 ĐTC của động cơ điện một chiều kích 
từ nối tiếp 
φ ≈ c.Ikt = c.I
B
I
A
I.
I.c.k
RR
I.c.k
U 1fuu −=
+
−=ω
“phương trình đặc tính cơ -điện”
u u f 2U R R A B
k.ck.c.M M
+
ω = − = −
“phương trình đặc tính cơ”
trong đó
c.k
U
A1 = c.k
RR
B fu
+
= c.k.AA 12 =
2.3 ĐTC của động cơ điện một chiều kích 
từ nối tiếp 
Khi M/I → ∞: ω→ -B, tiệm cận ngang ω=-B
Khi M/I → 0: ω→ +∞, tiệm cận đứng M=0, I=0
26
2.3 ĐTC của động cơ điện một chiều kích 
từ nối tiếp 
2.3.2 Đặc tính vạn năng của động cơ một chiều kích từ
nối tiếp
ω* = ω/ωđm
2.3.2 Đặc tính vạn năng của động cơ một 
chiều kích từ nối tiếp
I*33...
I*22
I*11
ω = ω*.ωđmM = M*.MđmI = I*.Iđmω*M*I*TT
I*
⇒ Dựng được ĐTC tự nhiên
27
2.3.3 Đặc tính nhân tạo của động cơ một 
chiều kích từ nối tiếp
“đặc tính nhân tạo biến trở” được xác định dựa trên đặc tính 
tự nhiên (Rf = 0):
Có thể biểu thị ω1
theo công thức: 
1
u1
1 k
R.IU
φ
−
=ω
Trên đặc tính cơ nhân tạo 
điện trở phụ Rf, tốc độ động 
cơ ở dòng điện I1 là:
1
fu1
1nt k
)RR.(IU
φ
+−
=ω
2.3.3 Đặc tính nhân tạo của động cơ một 
chiều kích từ nối tiếp
Chia từng vế 2 công thức bên ta được:
u1
fu1
11nt RIU
)RR(IU
.
−
+−
ω=ω
Như vậy với I1 đã chọn và ω1 tra được trên đặc tính cơ tự
nhiên, sẽ tính được giá trị ωnt1 trên đường đặc tính cơ nhân 
tạo cần tìm. 
Làm tương tự với các giá trị I2, I3, ta sẽ có ωnt2, ωnt3, và
cuối cùng ta vẽ được đặc tính cơ nhân tạo có điện trở phụ Rf.
28
2.3.4 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ nối tiếp
Do ω0 -> ∞ nên động cơ một chiều kích từ nối tiếp không có
hãm tái sinh.
a) Trạng thái hãm ngược: xảy ra khi tốc độ quay của động cơ 
ngược chiều với tốc độ không tải lí tưởng (ω0 = +/- ∞).
+ Đưa thêm điện trở phụ Rf đủ lớn vào mạch động cơ khi tải 
thế năng.
Trên đoạn đặc tính cd, có M >0 
và ω<0 vì vậy 
P = M.ω M có tác dụng 
hãm (hạn chế) ω
.
2.3.4 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ nối tiếp
+ Đảo cực tính điện áp đặt vào phần ứng của động cơ: 
c
29
2.3.4 Các trạng thái hãm của động cơ 
một chiều kích từ nối tiếp
b) Trạng thái hãm động năng (ωo = 0):
2.3.5 Nhận xét về động cơ một chiều kích từ
nối tiếp
- Về cấu tạo, động cơ một chiều kích từ nối tiếp có cuộn 
kích từ chịu dòng lớn, nên tiêt diện to và số vòng ít. Nhờ 
đó dễ chế tạo hơn và ít hư hỏng hơn so với động cơ một 
chiều kích từ song song.
- Có khả năng quá tải lớn về mômen. Khi có cùng hệ số
quá tải dòng kI thì mômen của động cơ kích từ nối tiếp 
lớn hơn kI lần so với mômen động cơ kích từ song song.
- Mômen không phụ thuộc vào sụt áp trên đường dây tải 
điện.
- Có khả năng tự điều tiết giá trị tốc độ khi phụ tải thay 
đổi để giữ cho công suất động cơ gần như không đổi nhờ 
đặc tính cơ dạng hybecbol.
30
2.3.6 Đặc điểm, đặc tính cơ và các trạng thái 
hãm của động cơ một chiều kích từ hỗn hợp
φ = φs + φn
thường φs = (0,75÷0,85)φđm
Khi Mc = Mđm thì Iư = Iđm, tương ứng 
φn = (0,25÷0,15)φđm
ωo ≈ (1,3÷1,6)ωđm
2.3.6 Đặc điểm, đặc tính cơ và các trạng thái 
hãm của động cơ một chiều kích từ hỗn hợp
• Các trạng thái hãm: Hãm tái sinh, hãm ngược và hãm 
động năng
31
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
2.4.1 Đặc tính cơ điện ω = f(I1) hoặc ω = f(I2)
Ở đặc tính cơ và đặc tính cơ điện của động cơ không đồng 
bộ, đại lượng tốc độ được biểu thị thông qua đại lượng “hệ
số trượt” s:
0
0s
ω
ω−ω
= p
f2
0
π
=ωvới 
Với g/t 3 pha đối xứng, các thông số dây quấn như điện trở, 
điện kháng không đổi, bỏ qua tổn thất ma sát và tổn thất 
trong lõi thép, điện áp nguồn đối xứng⇒ sơ đồ thay thế 1 
pha:
32
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
Với U1, X1,...
( )2'1
2'
2
1
1'
2
2
XX
s
R
R
U
I
++





+
= ⇒ I2’= f(s)
⇒ phương trình Đặc tính cơ-điện viết theo dòng rôto
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
R2’= R2.Ke2;
X2’= X2.Ke2; f.nm2
1
e E
E
K =
Ke- hệ số biến đổi sức điện động của dây quấn stato và
rôto (giá trị pha), và có thể xác định gần đúng:
1
e
2nm.f
U
K 0,95.
E
≈
E2nm.f - sức điện động pha roto khi hở mạch và rôto đứng yên.
Biểu thị đặc tính cơ điện theo quan hệ I1 = f(ω):
Đ1 = Đ2’ + е
33
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
Viết theo modul:














+





+
+
+
=
µµ 2
nm
2'
2
1
2211
X
s
R
R
1
XR
1
UI
- Khi không tải lí tưởng, s = 0 thì I1 = Iµ = 22
1
XR
U
µµ +
- Khi ngắn mạch s = 1, thì I1nm = Iµ + I2nm
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ














+





+
+
+
=
µµ 2
nm
2'
2
1
2211
X
s
R
R
1
XR
1
UI
( )2'1
2'
2
1
1'
2
2
XX
s
R
R
U
I
++





+
=
34
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
2.4.2 Đặc tính cơ
Công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto:
P12 = Pcơ + ∆P
trong đó P12 = Mđt.ωo
Pcơ = M.ω
Mđt ≈ M
∆P ≈ 3.I2’2.R2’
⇒ M.ωo = Mω + 3.I2’2.R2’
hay 3.I2’2.R2’ = M.(ωo - ω) = M.ωo = M.ωo.s 
0
0
ω
ω−ω
' ' 2
2 2
0
3R I
M
s.
⇒ =
ω
2.4.2 Đặc tính cơ








+





+ω
=
2'
nm
2'
2
10
'
2
2
1
X
s
R
R
s/RU3
M
⇒ đây chính là phương trình ”đặc tính cơ”
0
s
M
=
∂
∂
⇒ ta xác định được các điểm tới hạn:
Độ trượt tới hạn: 
2
nm
2
1
'
2
th
XR
R
s
+
±=
Momen tới hạn: 
2
1
th
2 2
0 1 1 nm
3U
M
2 R R X
= ±
 ω ± +  
35
2.4.2 Đặc tính cơ
TH
2.4.2 Đặc tính cơ
th
th
th
thth
s.a
s
s
s
s
)s.a1(M2
M
++
+
= trong đó a = R1/R2’
- Khi coi R1≈ 0 ta có:
s
s
s
s
M2
M
th
th
th
+
= gọi là phương trình Kloss 
- Khi chỉ tính toán trong vùng làm việc với phụ tải Mc ≤ Mđm, 
coi s << sth ta bỏ qua thành phần s/sth ta được:
s.
s
M2
M
th
th= (ta đã tuyến tính hoá trong vùng có s nhỏ) 
36
2.4.2 Đặc tính cơ
Ta thấy đường đặc tính cơ có 2 đoạn:
- Đoạn thứ nhất, từ điểm ω0 đến điểm tới hạn TH (s=sth), gọi 
là “đoạn công tác”, phi tuyến yếu, có β<0. Động cơ chỉ làm 
việc xác lập trên đoạn này.
- Đoạn thứ hai, từ điểm TH đến điểm ngắn mạch (s=1) có
β>0, phi tuyến mạnh, chỉ tồn tại trong giải đoạn khởi động 
hoặc quá độ.
• Ứng với mỗi đường ĐTC Mc(ω) tồn tại tối đa bao nhiêu 
điểm cắt với ĐTC của động cơ KĐB?
2.4 ĐTC của động cơ điện không đồng bộ
2.4.3 Dựng đặc tính tự nhiên
Từ số liệu catalog động cơ như Pđm [kW], nđm [vòng/phút], 
hệ số mômen cực đại (mômen tới hạn) λ = Mth/Mđm,... ta có:
®m ®m
®m
2 n n
60 9,55
π
ω = = [rad/s] 
no p
f.60
= [vòng/phút] ⇒ ωo
Ở lưới điện có tần số f = 50Hz, vì p là các số nguyên 
1,2,3,... tương ứng no = 3000, 1500, 1000,... Vì vậy tốc độ
không tải lí tưởng có thể được suy ra từ nđm theo nguyên 
tắc làm tròn lên, do sđm thường <0,1 nên nếu nđm = 1485 
vòng/phút thì no = 1500vòng/phút.
37
2.4.3 Dựng đặc tính tự nhiên
o ®m
®m
o
s
ω − ω
=
ω
®m
®m
®m
1000.P
M =
ω
Mth = λ.Mđm Mnm=KM.Mđm
Từ phương trình Kloss ta có thể xác định được độ trượt tới 
hạn gần đúng bằng: 
2
th ®ms s 1
 = λ + λ −  
Như vậy ta đã xác định được 3 điểm trên “đoạn công tác”
của đường đặc tính cơ tự nhiên đó là:
1. Không tải (0,ωo).
2. Định mức (Mđm, ωđm).
3. Tới hạn (Mth, ωth).
và điểm ngắn mạch 4. (Mnm,0)
2.4.3 Dựng đặc tính tự nhiên
Thay sth và Mth vào phương trình Kloss ta thu được phương 
trình đặc tính cơ tự nhiên.
Nếu tuyến tính hóa đoạn đặc tính công tác qua điểm không 
tải lí tưởng và điểm định mức thì có thể biểu thị đặc tính cơ 
tự nhiên bằng phương trình:
®m ®m
M s
M s
= hoặc ®m
®m
M
M .s
s
=
38
2.4.3 Dựng đặc tính tự nhiên
Như vậy, gần đúng ta có độ cứng đặc tính cơ trong đoạn 
công tác:
®m
o o ®m
MdM 1 dM
| |
d ds s
β = = =
ω ω ω
* ®m
o ®m
dM / dM 1
d / s
β = =
ω ω
và
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
( )








++





+
π
=








+





+ω
=
2'
21
2'
2
1
'
2
2
1
2'
nm
2'
2
10
'
2
2
1
XX
s
R
R
p
f2
s/RU3
X
s
R
R
s/RU3
M
⇒ M = f(s) : U1, f, p, R2, R1, X1 và X2.
Do f2 = sf1 nhỏ nên thay đổi X2 ít hiệu quả
⇒ không dùng.
39
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
a) Họ đặc tính thay đổi R2 (họ đặc tính biến trở)
Khi thay đổi Rf mạch rôto thì
f2
nm
2
1
'
f
'
2
2
nm
2
1
'
2
th R
XR
Rr
XR
R
s ≡
+
+
=
+
=
2
1
th
2 2
0 1 1 nm
3U
M const
2 R R X
= =
 ω + +  
và
ωo = const 
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
a) Họ đặc tính thay đổi R2 (họ đặc tính biến trở)
40
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
b) Họ đặc tính thay đổi điện áp stato U1
Khi thay đổi U1 thì
ωo = const
const
XR
R
s
2
nm
2
1
'
2
th =
+
=
22
21 1
th th.tn 1
2 2 dm
0 1 1 nm
3U U
M M U
U
2 R R X
 
= = ≡ 
   ω + +  
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
b) Họ đặc tính thay đổi điện áp stato U1
41
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
c) Họ đặc tính thay đổi điện trở R1 và điện kháng X1 stato
Khi thay đổi R1 và X1 thì
ωo = const
11
2
nm
2
1
'
2
th X
1
,
R
1
XR
R
s ≡
+
=
[ ] 112nm2110
2
1
th X
1
,
R2
1
XRR2
U3
M ≡
++ω
=
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
c) Họ đặc tính thay đổi điện trở R1 và điện kháng X1 stato
42
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
c) Họ đặc tính thay đổi điện trở R1 và điện kháng X1 stato
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
d) Đặc tính cơ khi thay đổi số đôi cực p
ωo = 2πf/p, p = 1,2,... nên tốc độ từ trường quay thay đổi 
nhẩy cấp.
43
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
e) Họ đặc tính nhân tạo khi thay đổi tần số f
- Khi giảm f thì E = 4,44KwN1.Φ.f giảm, Z1 = 2πf.L1
giảm. Nếu U1 vẫn giữ nguyên = Uđm thì dòng điện trong 
động cơ:
1
1
..
1
1
.
Z
EU
I
−
= sẽ lớn hơn Iđm
vì vậy khi thay đổi f thì bắt buộc phải điều chỉnh cả U1.
- Nếu điều chỉnh f<fđm, ta muốn giữ Mth = const thì:
2 2
1 1
th 22 2
0 1 1 nm
3U U
M const
f2 R R X
= ≡ =
 ω + +  
hay U/f = const 
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
e) Họ đặc tính nhân tạo khi thay đổi tần số f
Còn khi điều chỉnh f>fđm ta nếu điều chỉnh theo luật
fU/ = const ta có thể giữ cho động cơ không bị quá tải 
về công suất.
22
1 1
th 2
o
max th o
U U 1 const
M .
fff
P M . const
 
≡ = ≡  ω 
⇒ = ω =
44
2.4.4 Các đặc tính nhân tạo
e) Họ đặc tính nhân tạo khi thay đổi tần số f
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
a) Hãm tái sinh
- Hạ tải ở các máy nâng hạ (cẩu tháp, vận thăng, cần trục,...).
- Giảm tần số dòng điện stato đột ngột.
45
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
b) Hãm ngược
- Thêm điện trở phụ đủ lớn vào mạch rôto R2f (chỉ dùng cho 
động cơ rôto dây quấn).
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
b) Hãm ngược
- Đổi thứ tự pha điện áp stato (đảo chiều từ trường quay ωo):
46
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
c) Hãm động năng
Đường 1, 2 có cùng điện trở R2 nhưng khác nhau về I1
Đường 2, 3 có cùng dòng I1 nhưng khác nhau về R2
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
c) Hãm động năng
- Đặc tính hãm động năng, dùng đơn vị tương đối:
th.®n
**
th
* *
th
2M
M =
ωω
+
ω ω
trong đó: tốc độ tương đối: *
o
ω
ω =
ω
tốc độ tương đối tới hạn: '
2
'
2*
th
XX
R
+
=ω
µ
- Mômen tới hạn hãm động năng 
( )
2 2
1
th.®n '
0 2
3I .X
M
2 X X
µ
µ
=
ω +
47
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
c) Hãm động năng
trong công thức này, I1 là dòng điện xoay chiều (giả 
tưởng) thay thế cho dòng điện một chiều Imc chạy trong 
cuộn dây stato khi thực hiện hãm động năng.
( )
2 2
1
th.®n '
0 2
3I .X
M
2 X X
µ
µ
=
ω +
I1 = A.Imc
A được xác định theo cách đấu các cuộn dây stato:
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
c) Hãm động năng
48
2.4.5 Các trạng thái hãm của động cơ không đồng bộ
c) Hãm động năng
Ta cũng có thể lấy Imc từ nguồn do chính động cơ phát ra 
thông qua bộ chỉnh lưu ở mạch rôto hoặc bộ tụ điện ở mạch 
stato. Các sơ đồ này gọi là “hãm động năng tự kích”.
Tính và vẽ đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo 
của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn động cơ 
850kW, 6000V, no=600vg/ph, nđm = 588vg/ph, λ = 2,15; 
E2nm = 1150V, I2đm = 450A. Với điện trở phụ mỗi pha 
roto Rf cho theo bảng dưới đây:
Bài tập 1:
0,50,40,30,20,1Giá trị Rf (Ω)
54321Phương án
49
Bài tập 2:
Bài tập 2: Hãy lựa chọn đặc tính cơ hãm động năng và
xác định các thông số hãm, gồm dòng điện một chiều Imc
cấp vào cuộn dây stato và điện trở phụ Rh nối vào mạch 
rôto của động cơ sao cho mômen hãm cực đại đạt được 
Mhmax = 2,5Mđm và hiệu quả hãm cao. 
Số liệu cho trước: Động cơ 11kW, 220V, 953vg/ph, 
λ = 3,1; cosϕđm = 0,71; cosϕo = 0,24 (không tải);
I1đm = 28,4A; I1.0 (không tải) = 19,2A; R1 = 0,415Ω;
X1 = 0,465Ω; E2nm = 200V; I2đm = 35,4A; r2 = 0,132Ω; 
X2 = 0,27Ω; Ke = 1,84.
Đáp án: Rh = 1,308Ω, Imc = 53A
2.5 Các đặc tính công tác của động cơ đồng bộ
2.5.1 Đặc tính cơ của động cơ đồng bộ
p
f2 1
0
π
=ω , ω = ωo (M≤Mmax) 
50
H0
2.5 Các đặc tính công tác của động cơ đồng bộ
2.5.2 Đặc tính góc của động cơ đồng bộ
M = f(θ), θ - là góc lệch pha giữa E và Ul
nếu bỏ qua r1 (≈0)
0H = U
l
cosϕ = E.cos(ϕ-θ)
và ( )
s
U sinCB
cos
CA I.x
ι θϕ − θ = =
⇒
s
EU
U .I.cos sin
x
ι
ι ϕ = θ
Vế trái chính là công suất 
của 1 pha động cơ.
s
E.U
P 3 sin
x
ι⇒ = θ
2.5.2 Đặc tính góc của động cơ đồng bộ
và mômen động cơ:
m
0 0 s
3EUP
M sin M sin
x
ι= = θ = θ
ω ω
trong đó
m
0 s
3EU
M
x
ι=
ω
ứng với θ = 90o
thường θ = 20o÷25o, ứng với 
5,22
M
M
dm
m
M ÷==λ
51
Bài tập cuối chương 2
Bài 1: Xác định các thông số của động cơ một chiều kích 
từ song song. Số liệu cho trước là các thông số catalog. 
Yêu cầu xác định: Từ thông định mức (hoặc kφđm), Iưđm, 
Mđm (mômen cơ), mômen điện từ định mức Mđt.đm, điện 
trở phần ứng Rư, điện trở định mức Rđm, Rư*, độ sụt tốc 
ứng với tải định mức ∆ωc và ∆ω*c; tốc độ không tải lý 
tưởng ωo, dòng điện ngắn mạch Inm, mômen ngắn mạch 
Mnm, độ cứng ĐTC tự nhiên β và β*; phương trình ĐTC 
và ĐT cơ-điện tự nhiên ở hệ đơn vị tuyệt đối và tương đối, 
vẽ ĐTC ở đơn vị tuyệt đối và đơn vị tương đối. Số liệu 
cho trước:
Bài tập cuối chương 2
1,20,88150022046,510
1,00,87158022033,59
0,50,861500220218
0,50,84105022013,57
0,40,831560220156
0,1250,872250220105
0,160,85150022094
0,070,8010002202,53
0,070,8515002204,42
0,070,8522002206,61
J, kgm2ηđmnđm, 
vg/ph
Uđm, VPđm, kW
Thông sốPhương 
án
52
Bài tập cuối chương 2
Bài 2 Tính toán các thông 
số nguồn hoặc mạch cần 
thiết để đưa trạng thái hoạt 
động của động cơ một 
chiều kích từ độc lập từ 
điểm A (điểm định mức [1, 
ω*đm]) qua các điểm B, C, 
D và E. Biết các điểm này 
có toạ độ ở đơn vị tương 
đối B[-2;0,8], C[0;0], D[0;-
ω*đm] và E[1;-1]. Thông số 
động cơ lấy theo bài tập 1
A
1
1
ω*đm
B
C
D
E
Mc
M
Bài tập cuối chương 2
Bài 3 Xác định thông số của động cơ xoay chiều không 
đồng bộ rôto dây quấn. Cho trước các số liệu catalog. Yêu 
cầu xác định các đại lượng: mômen (cơ) định mức Mđm; độ 
trượt định mức sđm; hệ số biến áp Ke, hệ số quy đổi điện 
trở và điện kháng Kr, R2đm, R2*, R2, R2’, Xnm, Xnm’, 
mômen khởi động; phương trình ĐTC dạng Kloss, vẽ ĐTC 
tự nhiên. Số liệu cho trước:
53
Bài tập cuối chương 2
10,352302750,672252,858438010010
5,251532450,721453,0578380609
4,251551850,701153,0575380458
1,4076,53220,691012,8730380407
1,02567,52800,68772,8720380306
0,5061,02250,71552,8965380225
0,21542,51720,7328,62,8945380114
0,06716,62060,6914,82,592538053
0,04913,71810,7010,52,39153803,52
0,0214,31120,655,32,38553801,41
J 
kgm2
I2đm AE2nm
V
cosϕđmI1đm
A
λnđm
vg/ph
U1đm
V
Pđm 
kW
P.án
Bài 4 Nghiên cứu các chế độ làm việc ở trạng thái động cơ và
trạng thái hãm động năng của động cơ một chiều kích từ song 
song. Số liệu cho trước: Động cơ 10kW, 220V, 54A, 
970vòng/phút, Rư = 0,35Ω; điện trở cuộn kích từ Rkt = 140Ω.
1) Dựng các ĐTC khi có điện trở phụ Rf trong mạch phần ứng 
và xác định tốc độ làm việc khi nâng tải với phụ tải là Mc. Giá
trị Rf và Mc cho trong bảng dưới.
2) Khi hạ tải trọng ta cắt phần ứng động cơ ra khỏi nguồn và
nối vào điện trở hãm Rh. Hãy xác định Rh sao cho mômen hãm 
ban đầu của động cơ Mhbđ = 2Mđm ứng với các phương án làm 
việc khi nâng tải cho trong bảng dưới.
3) Xác định tốc độ xác lập khi hạ tải trọng với các giá trị Mc
cho trong bảng và các giá trị Rh tương ứng đã xác định được từ
câu 2.
Bài tập cuối chương 2
54
Bài tập cuối chương 2
1,01,01,01,01,00,50,50,50,50,5Rf Ω
60504030206050403020Mc Nm
10987654321
Phương ánThông 
số
Bài tập cuối chương 2
Bài 5 Dựng ĐTC tự nhiên của động cơ KĐB rôto lồng sóc 
theo các số liệu catalog bằng phương pháp chính xác và 
phương pháp gần đúng. So sánh kết quả của 2 phương pháp 
đó. Số liệu catalog cho trong bảng, f=50Hz:
1,22,3147038010010
1,22,2985380759
1,22,2985380558
1,52,2980380407
1,32,31410380556
1,22,31460380405
1,42,31460380284
1,22,92940380203
1,52,52930380142
1,32,52930380101
KM=Mnm/Mđmλ=Mth/Mđmnđm vg/phUđm(dây) VPđm kWPhương án
55
Gợi ý:
- Phương pháp chính xác:
Sử dụng phương trình:
Bài tập cuối chương 2
th th
th
th
th
2.M (1 a.s )
M
ss
a.s
s s
+
=
+ +
để xác định a và sth ta thay các số liệu tại điểm định mức và 
điểm ngắn mạch sẽ thu được hệ 2 phương trình và giải ra ta 
đạt được kết quả. 
- Phương pháp gần đúng: sử dụng phương trình Kloss.
s
s
s
s
M2
M
th
th
th
+
=
Bài tập cuối chương 2
Bài 6 Số liệu động cơ KĐB rôto lồng sóc cho theo bài tập 
5. Hãy trình bày và tính toán các cách đưa trạng thái động 
cơ từ điểm A (điểm định mức) đến các điểm B[0,4;0,4] và
C[-0,6;0,6].

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_he_truyen_dong_dien_chuong_2_dac_tinh_co_cua_dong.pdf