Bài giảng Kỹ thuật điện - Chương 7: Động cơ điện không đồng bộ - Phạm Khánh Tùng

KỸ THUẬT ĐIỆN 
ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
CHƯƠNG VII 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
 Máy điện không đồng bộ: máy điện xoay chiều làm việc theo 
nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ quay của rôto (n) khác với 
tốc độ của từ trường quay n1. 
 Máy điện không đồng bộ có tính thuận nghịch, nghĩa là có thể 
làm việc ở chế độ động cơ điện, cũng như chế độ máy phát điện. 
 Động cơ điện không đồng bộ, so với các loại động cơ khác có 
cấu tạo và vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy 
nên được sử dùng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt 
 Máy phát điện đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt và tiêu tốn 
công suất phản kháng của lưới nên ít được dùng. 
 Động cơ điện không đồng bộ có các loại: ba pha, hai pha và một 
pha. Công suất > 600 W → ba pha, công suất < 600 W → một pha 
(hai pha) 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
I. Cấu tạo máy điện không đồng bộ ba pha 
1.1. Stato (phần tĩnh) 
Bộ phận dẫn từ của máy, có dạng 
hình trụ. 
Vì từ trường đi qua lõi thép là từ 
trường quay nên để giảm tổn hao, 
lõi thép được làm bằng các lá 
thép kỹ thuật điện dày 0,35mm 
0,5mm phủ sơn cách điện. 
- Phía trong có xẻ rãnh để đặt dây 
quấn 
a) Lõi thép: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Dây quấn stato làm bằng dây đồng, bọc 
cách điện, đặt trong các rãnh của lõi thép. 
Sơ đồ khai triển dây quấn ba pha đặt 
trong 12 rãnh: 
Dây quấn pha A trong các rãnh 1,4,7,10 
Dây quấn pha B trong các rãnh 3, 6, 9, 12 
Dây quấn pha C trong các rãnh 5,8,11,2 
Dòng xoay chiều ba pha chạy trong ba 
pha dây quấn stato sẽ tạo ra từ trường 
quay 
b) Dây quấn: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
- Giữ chặt lõi thép và cố định máy trên bệ. 
- Được làm bằng nhôm hoặc gang. 
- Hai đầu có nắp máy, trong nắp có ổ đỡ trục. 
- Vỏ và nắp máy còn dùng để bảo vệ máy 
c) Vỏ máy: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
1.2. Rôto (phần quay) 
Gồm các lá thép kỹ thuật điện 
giống stato, các lá thép này lấy từ 
phần ruột bên trong khi dập lá 
thép stato. 
Mặt ngoài có xẻ rãnh đặt dây 
quấn rôto, ở giữa có lỗ để gắn với 
trục máy. 
Trục máy được gắn với lõi thép 
rôto và làm bằng thép tốt 
a) Lõi thép: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Dây quấn được đặt trong lõi thép rôto, và 
phân làm 2 loại chính: loại rôto kiểu lồng 
sóc và loại rôto kiểu dây quấn. 
- Rôto dây quấn: Giống dây quấn stato. 
Dây quấn ba pha của rôto đấu sao, ba đầu 
còn lại được nối với ba vành trượt làm 
bằng đồng gắn ở một đầu trục, cách điện 
với nhau và với trục. 
Thông qua chổi than và vành trượt, có thể 
nối dây quấn rôto với điện trở phụ bên 
ngoài. Khi làm việc bình thường, dây quấn 
rôto được nối ngắn mạch 
b) Dây quấn: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Điều chỉnh điện trở phụ mạch điện rôto có thể cải thiện tính 
năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công 
suất của máy 
Máy điện công suất trung bình trở lên, dây quấn rôto thường 
là kiểu dây quấn sóng hai lớp. 
Máy điện cỡ nhỏ, thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Rôto lồng sóc: 
Rôto lồng sóc của các máy công suất lớn 
hơn 100kW là các thanh đồng đặt trong 
rãnh của lõi thép, hai đầu nối ngắn mạch 
bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. 
Đối với động cơ công suất nhỏ, lồng sóc 
được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào 
các rãnh lõi thép rôto, tạo thành thanh 
nhôm, hai đầu đúc vòng ngắn mạch và 
cánh làm mát. 
Động cơ điện rôto lồng sóc gọi là động 
có không đồng bộ rôto lồng sóc và có ký 
hiệu như hình bên 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Các lượng định mức: 
- Pđm (W, kW) : công suất định mức là công suất cơ định 
mức máy đưa ra ở đầu trục máy 
- Iđm (A) : dòng điện dây định mức 
- Uđm (V, kV) : điện áp dây định mức 
- nđm (vg/ph) : tốc độ định mức của rôto 
- đm : hiệu suất định mức động cơ 
- cos đm : hệ số công suất định mức 
- fđm (Hz) : tần số định mức 
- Cách đấu dây động cơ Y hay  
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
II. Từ trường của máy điện không đồng bộ 
2.1. Từ trường của dây quấn một pha 
Từ trường của dây quấn một pha là từ trường có phương không 
đổi, song trị số và chiều biến đổi theo thời gian được gọi là từ 
trường đập mạch. 
Khi cho dòng điện i = Imaxsint vào cuộn dây, Ký hiệu chiều dòng 
điện trong các cạnh cuộn dây đặt trong rãnh 
Căn cứ vào chiều dòng điện, ta vẽ được chiều từ trường theo 
quy tắc vặn nút chai. 
Đó là chiều ứng với một nửa chu kỳ của dòng i, ở nửa chu kỳ 
sau, chiều dòng điện và từ trường sẽ ngược lại 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Xét dây quấn một pha đặt 
trong bốn rãnh của stato: 
Số cực từ: 2 
Phương của từ trường 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Xét dây quấn một pha đặt 
trong bốn rãnh của stato: 
Số cực từ: 4 (2 cặp cực: 
1 và 2, 3 và 4) 
Phương của từ trường 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
2.2. Từ trường dây quấn ba pha 
Xét máy điện ba pha đơn giản có 6 rãnh, trong đó đặt ba 
dây quấn ba pha AX, BY, CZ và lệch nhau 120o điện trong 
không gian. 
Cấp nguồn điện ba pha cho các dây quấn, trong dây quấn 
có dòng điện ba pha lệch pha nhau 120o. 
Các dây quấn pha tạo ra các từ trường pha ΦA,ΦB, ΦC, 
tổng hợp lại tạo nên từ trường tổng của máy điện Φ. 
Xét ba thời điểm: 
o90t 
oo 12090t 
oo 24090t 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
t = 900 t = 900+1200 t = 900+2400 
0i
0i
Ii
C
B
mA
0i
Ii
0i
C
mB
A
mC
B
A
Ii
0i
0i
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
o90t  oo 12090t  oo 24090t 
ΦA 
ΦB 
ΦC 
Φ 
ΦA 
ΦB ΦC 
Φ 
ΦA 
ΦB 
ΦC 
Φ 
Φ 
Φ 
Φ 
o90t 
oo 12090t 
oo 24090t 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Đặc điểm của từ trường quay 
Tốc độ của từ trường quay phụ thuộc vào tần số dòng điện stato 
f(Hz) và số đôi cực của máy p. 
Khi có một đôi cực, tốc độ quay của từ trường là n1 = f vòng/giây. 
Khi từ trường có 2 đôi cực, dòng điện biến thiên một chu kỳ, từ 
trường quay được 1/2 vòng (từ cực N S N), do đó tốc độ từ 
trường quay là f / 2 vòng/giây. 
- Tốc độ từ trường quay: 
Tổng quát, khi từ trường quay có p đôi cực, tốc độ từ 
trường quay: 
p
f
n1 
p
f60
n1 (vòng/giây) (vòng/phút) 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
- Chiều quay của từ trường: 
Chiều quay của từ trường phụ thộc vào thứ tự pha của 
dòng điện. Muốn đổi chiều quay của từ trường, ta thay đổi 
thứ tự hai pha cho nhau 
Nếu thứ tự pha lần lượt là A B C một cách chu kỳ thì 
từ trường quay quay như đã xét ở trên. 
Khi đổi pha A và B cho nhau, tức cho dòng iB vào dây 
quấn AX, dòng iA vào dây quấn BY, từ trường sẽ quay 
theo chiều từ B A C tức ngược với chiều như đã xét 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
+ Biên độ của từ trường quay 
Từ trường quay sinh ra từ thông xuyên qua mỗi dây quấn. Xét từ 
thông của từ trường xuyên qua dây quấn AX; ta thấy dây quấn pha 
B và C lệch với pha A một góc 1200 và 2400. 
Từ thông tổng xuyên qua dây quấn AX do dây quấn ba pha tạo ra: 
)120cos()120cos( oC
o
BA    
)(
2
1
CBA    
Hệ thống dòng điện ba pha đối xứng 
)(0 CBACBA      
ACBA
2
3
)(
2
1
    
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Dòng iA = Imaxsint, nên từ thông của dòng điện pha A: 
tsin
2
3
Am  tsinAmA  
Từ thông của từ trường quay xuyên qua các dây quấn biến thiên 
hình sin và có biên độ bằng 3/2 từ thông cực đại một pha 
p.mm
2
3
 
Tổng quát, nếu máy có m pha: p.mm
2
m
 
Kết luận: 
Khi dây quấn đối xứng và dòng điện các pha đối xứng → từ trường 
quay tròn có biên độ không đổi và tốc độ không đổi. 
Từ trường quay tròn sẽ cho đặc tính của máy tốt. 
Khi không đối xứng, từ trường quay elíp có biên độ và tốc độ quay 
biến đổi 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
III. Nguyên lý làm việc của máy điện KĐB ba pha 
3.1. Nguyên lý làm việc của động cơ điện KĐB ba pha 
Cho dòng điện ba pha tần số f đi vào ba dây quấn stato của 
động cơ không đồng bộ, trong máy sẽ có từ trường quay p 
đôi cực quay với tốc độ n1 = 60.f / p 
Từ trường quay quét qua các thanh dẫn của dây quấn rôto, 
cảm ứng trong dây quấn sđđ. 
Dây quấn rôto khép kín mạch (ngắn mạch) nên sđđ cảm 
ứng sẽ sinh ra dòng điện chạy trong các thanh dẫn rôto. 
Lực điện từ do trường quay của máy tác động vào dòng 
điện chạy trong thanh dẫn rôto, kéo rôto quay với tốc độ n 
cùng chiều với từ trường quay và n<n1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Từ trường quay tốc độ n1 có chiều 
thuận kim đồng hồ. 
Thanh dẫn chuyển động tương đối với 
từ trường tốc độ n1 ngược chiều kim 
đồng hồ. 
Theo qui tắc bàn tay phải, xác định 
chiều của sđđ trong các thanh dẫn 
(như biểu diễn trên hình). 
Mạch rôto nối tắt, trong thanh dẫn có 
dòng điện trùng chiều với sđđ. 
Theo qui tắc bàn tay trái, xác định chiều của lực điện từ, tác động 
vào thanh dẫn (như biểu diễn trên hình). Lực điện từ cùng chiều với 
chiều quay của từ trường, rôto quay theo từ trường với tốc độ n 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Tốc độ của rôto (n) luôn nhỏ hơn tốc độ từ trường quay (n1). 
Nếu tốc độ n = n1 thì giữa các thanh dẫn rôto và từ trường quay n1 
không có sự chuyển động tương đối, do đó trong dây quấn rôto 
không có sđđ và dòng điện cảm ứng, lực điện từ bằng không 
Độ lệch giữa tốc độ từ trường quay và tốc độ máy gọi là tốc độ 
trượt n2 
nnn 12 
Hệ số trượt tốc độ ký hiệu s: 
1
1
1
2
n
nn
n
n
s
Tốc độ của rôto tính theo n1 và s: 
1n)s1(n 1s0 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
3.2. Nguyên lý làm việc của máy phát điện KĐB ba pha 
Nối dây quấn stato với lưới điện, dùng 
động cơ sơ cấp kéo rôto quay với tốc 
độ n > n1 và cùng chiều n1, lúc này 
chiều của từ trường quay quét qua các 
thanh dẫn rôto sẽ ngược lại, sđđ và 
dòng điện rôto ngược chiều so với chế 
độ động cơ. 
Chiều của lực điện từ tác dụng lên rôto sẽ ngược so với chiều 
quay của rôto, tạo ra mômen hãm cân bằng với mômen quay 
động cơ sơ cấp. Máy làm việc ổn định ở chế độ máy phát 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Hệ số trượt chế độ máy phát: 1
n
nn
s
1
1 
Nhờ từ trường quay do nguồn điện của lưới tạo ra, cơ năng động 
cơ sơ cấp đưa vào rôto được biến thành điện năng ở stato. 
Để tạo ra từ trường quay, lưới điện phải cung cấp cho máy phát 
điện không đồng bộ công suất phản kháng Q, do đó làm cho hệ số 
công suất cos của lưới điện thấp đi. 
Khi máy phát làm việc riêng lẻ (không có điện vào dây quấn stato 
lúc ban đầu) người ta phải dùng tụ nối ở đầu cực của máy để kích 
từ cho máy. 
Đây chính là nhược điểm của máy phát điện KĐB, vì thế nó ít được 
dùng làm máy phát điện trong hệ thống cung cấp điện. 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
IV. Phương trình điện từ trong động cơ điện KĐB 
4.1. Phương trình cân bằng điện trong dây quấn stato 
Dây quấn stato của động cơ điện không đồng bộ tương tự 
như dây quấn sơ cấp của máy biến áp. 
Lý luận tương tự như với máy biến áp, ta có phương trình 
cân bằng điện áp trong dây quấn stato 
1111 ZIEU
U1 – điện áp đặt lên một pha dây quấn stato 
Z1 – tổng trở (phức) 1 pha dây quấn stato 
R1 – điện trở 1 pha dây quấn stato 
X1 – điện kháng tản 1 pha dây quấn stato 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
11 L.f.2X 
f - tần số dòng điện stato, 
L1 - điện cảm một pha dây quấn stato, 
E1 – sức điện động pha dây quấn stato 
m1dq11 .k.f.w.44,4E  
w1 - số vòng dây quấn pha stato 
kdq1 - hệ số dây quấn một pha stato. Hệ số kdq1<1 nói 
lên sự giảm sức điện động của dây quấn stato do quấn 
rải trên các rãnh và bước quấn rút ngắn so với quấn tập 
trung như ở máy biến áp. 
m - biên độ từ thông của từ trường quay 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
4.2. Phương trình cân bằng điện ở dây quấn rôto 
Dây quấn rôto được coi như dây quấn thứ cấp máy biến áp, 
song ở động cơ, dây quấn rôto nối ngắn mạch và chuyển 
động đối với từ trường quay tốc độ trượt: n2 = n1- n = sn1 
Sức điện động và dòng điện trong dây quấn rôto có tần số f2: 
f.s
60
spn
60
n.p
f 122 
Tần số sđđ rôto khi quay và khi đứng yên lệch nhau hệ số s. 
Khi rôto đứng yên, tần số sđđ dây quấn rôto bằng tần số sđđ 
dây quấn stato, trường hợp này giống như máy biến áp. 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
+ Khi rôto quay s < 1, tần số sđđ và dòng điện rôto f2 = sf. 
Sức điện động dây quấn rôto lúc quay: 
m2dq2m2dq22s2 k.f.sw.44,4kfw.44,4E   
+ Khi rôto đứng yên s = 1, tần số sđđ và dòng điện rôto f2 = f. 
Sức điện động dây quấn rôto lúc đứng yên: 
m2dq22 k.fw.44,4E  
w1 - số vòng dây quấn pha stato 
kdq2 - hệ số dây quấn một pha stato. Hệ số kdq1<1. 
m - biên độ từ thông của từ trường quay 
+ So sánh sđđ rôto khi quay và đứng yên: 
2s2 E.sE 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
+ Điện kháng tản dây quấn rôto khi quay và đứng yên: 
2222s2 X.sL.sf.2L.f.2X 
Tỉ số sđđ pha stato và rôto → hệ số qui đổi sđđ 
2dq2
1dq1
2
1
e
kw
kw
E
E
k 
Phương trình cân bằng điện lúc rôto 
quay (rôto coi như dây quấn thứ cấp 
nối ngắn mạch) 
)jXR(IE s222s2 
)jsXR(IEs0 2222 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
4.3.Phương trình cân bằng từ của động cơ KĐB 
Khi động cơ làm việc, từ trường quay trong máy do cả hai 
dòng điện ở hai dây quấn stato và rôto sinh ra. 
- Dòng điện trong dây quấn stato sinh ra từ trường quay với 
tốc độ n1 đối với stato. 
- Dòng điện trong dây quấn rôto sinh ra từ trường quay rôto, 
quay với tốc độ n2 so với một điểm trên rôto. Rôto quay so với 
stato tốc độ n 
- Tốc độ của từ trường dây quấn rôto so với stato: 
1112 nn)s1(n.snn 
o Từ trường quay của stato và rôto có tốc độ bằng nhau → không 
có sự chuyển động tương đối với nhau. 
o Từ trường tổng hợp của máy sẽ là từ trường quay với tốc độ n1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Từ thông m lúc không tải và có tải là không đổi → phương trình 
cân bằng từ của động cơ KĐB: 
Nếu dùng động cơ sơ cấp kéo rôto quay với tốc độ n1, bằng tốc độ 
từ trường quay → không có sự chuyển động tương đối giữa rôto và 
từ trường → sđđ và dòng điện rôto I2 = 0. Dòng điện stato I0. Động 
cơ ở chế độ không tải. 
Stđ của mạch từ động cơ không tải: 01dq11 Ikwm
Khi động cơ quay với tốc độ n < n1 → có sự chuyển động tương đối 
giữa rôto và từ trường → sđđ và dòng điện rôto I2 ≠ 0. Dòng điện 
stato I1. 
Stđ của mạch từ động cơ: 22dq2211dq11 IkwmIkwm
22dq2211dq1101dq11 IkwmIkwmIkwm
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
2
1dq11
2dq22
10 I
kwm
kwm
II
Chia hai vế của phương trình cho m1w1kdq1 
2dq22
1dq11
i
kwm
kwm
k Hệ số qui đổi dòng điện 
'
212
i
10 III
k
1
II
Phương trình cân bằng từ của động cơ điện: 
2
i
'
2 I
k
1
I
 → Dòng điện rôto qui đổi về stato 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
V. Sơ đồ thay thế của động cơ điện KĐB 
Từ phương trình điện lúc rôto quay với tần số dòng điện rôto 
f2 = sf; chia 2 vế cho s: 
)jX
s
R
(IE0 2
2
22 
Trong phương trình: các sđđ E2 và điện kháng X2 – các đại 
lượng rôto đứng yên với tần số dòng điện f, bằng tần số 
dòng điện stato → qui đổi tần số về stato 
Nhân cả hai vế với ke.ki / ki : 
)Xkjk
s
R
kk(I
k
1
Ek0 2ie
2
ie2
i
2e 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
2e
'
2 EkE
 Sức điện động rôto qui đổi về stato: 
Dòng điện rôto qui đổi về stato: 2
i ...  động cơ : p = 2 ; I1 = 21 
A ; cos 1 = 0,82 ;  = 0,837 ; s = 0,053 . 
Tính tốc độ động cơ, công suất điện động cơ tiêu thụ P1 , tổng các 
tổn hao, công suất cơ hữu ích P2, mômen quay M động cơ 
Bài giải 
Tốc độ của động cơ: 
 )s/rad( 68,148s1
p
f.2
s11 

 )phút/vòng( 1420s1
p
f.60
s1nn 1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Công suất điện động cơ tiêu thụ 
656182,0.21.220.3cosIU.3P 1111 
Công suất cơ hữu ích 
54916561.837,0P.P 12 
Tổng tổn hao công suất 
107054916561PPP 21 
Mô men quay động cơ 
)m.N( 9,36
68,148
5491P
M 2 

CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Ví dụ 3 
Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc : Pđm = 14 
kW, tốc độ định mức nđm = 1450 vg/ph, hiệu suất định mức đm = 
0,885, hệ số công suất định mức cos đm = 0,88 ; Y/ - 380/220 
V ; tỷ số dòng điện mở máy Imm/Iđm = 5,5; mômen mở máy 
Mmm/Mđm = 1,3 ; mômen cực đại Mmax/Mđm = 2 . Điện áp mạng 
điện Ud =380 V. 
Tính : 
a) Công suất tác dụng và phản kháng động cơ tiêu thụ ở chế độ 
định mức. 
b) Dòng điện, hệ số trượt và mômen định mức 
c) Dòng điện mở máy, mômen mở máy, mômen cực đại 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Bài giải 
a) Công suất động cơ tiêu thụ: 
(kW) 82,15
885,0
14P
P đm1 

(kVAr) 54,854,0.82,15tgPQ 11 
a) Dòng điện, hệ số trượt định mức: 
A3,27
88,0.885,0.380.3
7500
cosU.3
P
I
đmđm1
đm
đm1 
 
033,0
1500
14501500
n
nn
s
1
1
đm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Mômen định mức 
)m.N( 2,92
1450
14
9550
n
P
9550M
đm
đm
đm 
Mômen mở máy 
)m.N( 8,1192,92.3,1M.3,1M đmmm 
Mômen cực đại 
)m.N( 4,1842,92.2M.2M đmmax 
Dòng điện mở máy 
)m.N( 15,1503,27.5,5I.5,5I đmmm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Ví dụ 4 
Động cơ điện không đồng bộ ba pha, rôto dây quấn, R1 = 0,46 ; 
X1 = 2,24; kdq1 = 0,932; w1 = 192 vòng, R2 = 0,02; X2 = 0,08; 
kdq2 0,955; w2 = 36 vòng. Dây quấn stato đấu tam giác, mạng điện 
có Ud = 220 V , f = 50 Hz, số pha của động cơ m1 = m2 = 3. 
Tính hệ số quy đổi sức điện động ke , hệ số quy đổi dòng điện ki 
điện trở mở máy mắc vào mạch rôto để mômen mở máy cực đại. 
Tính dòng điện stato và rôto khi có biến trở mở máy và khi mở 
máy trực tiếp. 
Bài giải 
Hệ số quy đổi sức điện động 
2,5
955,0.36
932,0.192
kw
kw
k
2dq2
1dq1
e 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Hệ số quy đổi dòng điện 
2,5
955,0.36.3
932,0.192.3
kwm
kwm
k
2dq22
1dq11
i 
Điện trở, điện kháng rôto quy đổi về stato 
54,002,0.2,5.2,5RkkR 2ei
'
2 
16,208,0.2,5.2,5XkkX 2ei
'
2 
Để mômen mở máy cực đại 
 88,3RXXsR
XX
RR
s '21
'
2th
'
f
1
'
2
'
f
'
2
th 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Điện trở phụ chưa quy đổi 
1436,088,3
2,5
1
R
kk
1
R
2
'
f
ie
f 
Dòng điện pha Stato khi mở máy bằng điện trở phụ ở mạch Rôto 
 2'21
2'
f
'
21
p1
p.mm
XXRRR
U
I
A75,33
16,224,288,354,046,0
220
I
22
p.mm 
Dòng điện dây Stato khi mở máy: 
A5875,33.3I.3I p.mmmm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Dòng điện rôto khi mở máy (rôto đấu sao) 
A17475,33.2,5IkIkI p.mmi1i2 
Nếu mở máy trực tiếp thì dòng điện mở máy: 
 2'21
2'
21
p1
mm
XXRR
U
3I
A84
16,224,254,046,0
220
3I
22
mm 
Dùng điện trở mắc vào mạch rôto, dòng điện mở máy giảm đi: 
46,1
58
84
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha có số liệu như ở ví dụ 3 . 
Điện áp mạng điện U = 380 V. Tính toán các phương pháp mở máy 
sau : 
a) Dùng biến áp tự ngẫu để giảm dòng điện mở máy 2,25 lần thì hệ 
số biến áp phải là bao nhiêu? Tính mômen cản tối đa để động cơ 
có thể mở máy dược trong trường hợp này. 
b) Nếu dùng cuộn điện cảm nối vào phía stato để điện áp vào dây 
quấn giảm đi 10%. Tính dòng điện mở máy và mômen mở máy. 
Xác định mômen cản Mc lúc mở máy để động cơ có thể mở máy 
được bằng phương pháp này 
Ví dụ 5: 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Số liệu tính toán được từ ví dụ 3: 
Iđm = 27,3A; Imm = 150A; Mđm = 92,2Nm; Mmm = 119,8Nm; 
Mmax = 184,4Nm 
Bài giải: 
Để dòng điện mở máy giảm đi 2,25 lần thì hệ số biến áp kba 
5,125,2kba 
Dòng điện mở máy dùng biến áp tự ngẫu: 
A75,66
25,2
150
k
I
I
2
ba
mm
ba.mm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Mômen mở máy khi dùng biến áp tự ngẫu 
Nm24,53
25,2
8,119
k
M
M
2
ba
mm
ba.mm 
Để động cơ có thể mở máy khi kba =1,5 thì mômen cản lực 
mở máy Mc < 53,24 Nm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Để động cơ có thể mở máy được, trong trường hợp này thì 
mômen cản lúc mở máy Mc < 97,03 Nm 
b) Khi dùng cuộn điện cảm, điện áp đặt vào dây quấn động cơ 
sẽ bằng 0,9Uđm do đó dòng điện mở máy: 
A135150.9,0I9,0I mmđk.mm 
Mômen mở máy khi dùng điện kháng 
Nm03,978,119.9,0M9,0M 2mm
2
đk.mm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn R2 = 0,0278 , tốc 
độ định mức nđm = 970 vg/ph, hiệu suất định mức đm = 0,885. 
Tính điện trở phụ mắc vào mạch rôto để tốc độ động cơ là 700 vg/ph. 
Cho biết mômen cản của tải không phụ thuộc tốc độ. 
Ví dụ 6: 
Bài giải: 
Mômen cản không đổi → mômen điện từ không đổi const
s
R 2 
Hệ số trượt với tốc độ định mức 
03,0
1000
9701000
n
nn
s
1
1
đm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Hệ số trượt với tốc độ n = 700 vg/ph 
3,0
1000
7001000
n
nn
s
1
1 
Do đó: 
s
RR
s
R f2
đm
2 
25,01
03,0
3,0
0278,01
s
s
RR
đm
2f 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Điện áp đặt vào mỗi pha động cơ không đồng bộ ba pha U = 380 V, 
tần số f = 50Hz, số đôi cực p = 3. Bỏ qua điện áp rơi trên dây quấn 
stato, hệ số biến đổi sđđ ke = 0,8, tốc độ quay của rôto n = 960vg/ph. 
Xác định : hệ số trượt s; tần số và sức điện động cảm ứng trong một 
pha rôto 
Bài số 7.1 
Bài tập 
Bài giải: 
Tốc độ từ trường quay )ph/vg(1000
3
50.60
p
f.60
n1 
Hệ số trượt: 04,0
1000
9601000
n
nn
s
1
1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Tần số sđđ Rôto: 
)Hz(250.04,0f.sf2 
Phương trình cân bằng điện Stato khi bỏ qua điện áp rơi 
trên dây quấn 
Giá trị hiệu dụng 
11 EU
 1111 EZIU
V380EU 11 
Giá trị sđđ Rôto khi đứng yên: 
V475
8,0
380
k
E
E
e
1
2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Giá trị sđđ Rôto khi quay: 
V19475.04,0sEE 2s2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Điện áp dây trên các cực động cơ điện không đồng bộ là 2000(V), 
Dây quấn stato và rôto nối Y, biết W2 = 30 vòng, kdq2 = 0,957; 
kdq1 = 0,92; từ thông  =3,51.10
-2Wb, f = 50Hz. Bỏ qua điện áp rơi 
trên dây quấn stato. 
Xác định: 
a) Sđđ E2 khi rôto đứng yên? 
b) Số vòng dây một pha dây quấn stato W1 
Bài số 7.2. 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Bài giải: 
Sđđ Rôto khi đứng yên: 
m2dq22 .k.w.f.44,4E  
V22410.51,3.957,0.30.50.44,4E 22 
Phương trình cân bằng điện Stato khi bỏ qua điện áp rơi 
trên dây quấn 
Giá trị hiệu dụng sđđ pha Stato: 
11 EU
 1111 EZIU
V1155
3
2000
UE p11 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Số vòng dây của pha Stato: 
m1dq11 .k.w.f.44,4E  
2
m1dq
1
1
10.51,3.92,0.50.44,4
1155
.k.f.44,4
E
w

)vg(161w1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một máy điện không đồng bộ ba pha 6 cực, f = 50Hz, sđđ cảm ứng 
trên mỗi pha rôto là 110V. Giả thiết tốc độ làm việc định mức nđm = 
980 vg/ph. Rôto quay cùng chiều với từ trường quay. Hỏi: 
a) Máy làm việc ở trạng thái nào? 
b) Lúc đó sđđ E2s là bao nhiêu? 
c) Nếu giữ chặt rôto lại và đo được R2 = 0,1; X2 = 0,5. Hỏi, chế 
độ làm việc định mức, dòng điện rôto I2 bằng bao nhiêu? 
Bài số 7.3. 
Bài số 7.3. 
Tốc độ từ trường quay )ph/vg(1000
p
f.60
n1 
Máy điện làm việc với tốc độ n < n1 → Chế độ động cơ 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Hệ số trượt 
02,0
1000
9801000
n
nn
s
1
1 
Sđđ Rôto khi quay 
V2,2110.02,0E.sE 2s2 
Phương trình cân bằng điện khi Rôto quay 
 222s2 jsXRIE0 
A20
02,0.5,01,0
2,2
jsXR
E
I
22
s2
2 
Dòng điện Rôto khi quay 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto dây quấn 4 cực. Trên nhãn 
ghi: Pđm = 22kW, Uđm = 220/380V, nđm = 1460vg/ph, cos đm = 0,88; 
đm =0,889%. 
a) Tính dòng điện dây khi dây quấn stato nối sao và nối . 
b) Hệ số trượt định mức sđm 
Bài số 7.4. 
Bài giải 
a) Tính dòng điện dây khi dây quấn stato nối sao và nối . 
- Dây quấn stato nối Y → Uđm = 380V 
A43
88,0.889,0.380.3
10.22
cosU.3
P
I
3
đmđmđm
đm
Y.đm1 
 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
- Dây quấn stato nối Δ → Uđm = 220V 
A5,74
88,0.889,0.220.3
10.22
cosU.3
P
I
3
đmđmđm
đm
.đm1 
 
b) Hệ số trượt định mức sđm 
0267,0
1500
14601500
n
nn
s
1
đm1
đm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Động cơ điện không đồng bộ ba pha, rôto dây quấn, số đôi cực p =2, 
hệ số quy đổi sđđ ke =2, hệ số quy đổi dòng điện ki =2. Điện trở và 
điện kháng pha rôto lúc đứng yên R2 = 0,2; X2 = 3,6; f = 50Hz; Y/ - 
380/220V. 
a) Động cơ nối vào lưới điện có Uđ = 380V, xác định cách đấu dây 
động cơ. 
b) Nếu coi sđđ pha stato bằng điện áp đặt vào, tổn hao đồng trong dây 
quấn stato bằng tổn hao đồng trong dây quấn rôto, tổn hao sắt từ 
 Pst = 145W, tổn hao ma sát và phụ Pmsf= 145W, hệ số trượt s=0,05. 
Tính dòng điện rôto, công suất cơ hữu ích P2, hiệu suất  của động cơ 
Bài số 7.5. 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Bài giải: 
a) Động cơ nối vào lưới điện có Uđ = 380V và dây quấn của 
động cơ Y/Δ – 380/220V → Dây quấn động cơ nối Y 
b) Tính dòng điện rôto, công suất cơ hữu ích P2, hiệu suất  
Sđđ pha Stato, E1 (sđđ pha bằng điện áp đặt vào Stato) 
V220
3
U
UE 1p.11 
Sđđ pha Rôto, E2 khi đứng yên: 
V110
2
220
k
E
E
e
p.1
p.2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Tổn hao đồng trong dây quấn stato ΔPđ1 bằng tổn hao đồng 
trong dây quấn rôto ΔPđ2 : 
W2502,0.44,20.3RI.3PP 22
2
22đ1đ 
Sđđ pha Rôto, E2s khi quay với hệ số trượt s = 0,05: 
V5,5110.05,0E.sE p.2p.s2 
Dòng điện pha Rôto, I2 khi quay với hệ số trượt s = 0,05: 
A44,20
6,3.05,02,0
5,5
X.sR
E
I
222
2
2
2
p.s2
2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Công suất điện từ Pđt : 
W5000
05,0
250
s
P
P 2đđt 
Công suất cơ hữu ích P2 : 
W46551452505000PPPP cf2đđt2 
Công suất đầu vào P1 : 
W53451452505000PPPP st1đđt1 
Hiệu suất của động cơ : 87,0
5345
4655
P
P
1
2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ không đồng bộ ba pha f = 60Hz, tần số dòngđiện 
rôto f2 = 3Hz, số cực từ bằng 4. Công suất điện từ Pđt = 120kW; 
tổn hao đồng ở stato Pđ1 = 3kW; tổn hao cơ và phụ Pcơf = 2kW; 
tổn hao sắt từ Pst = 1,7kW. 
a) tính hệ số trượt s, tốc độ động cơ n. 
b) Tính công suất điện động cơ tiêu thụ P1. 
c) Tính hiệu suất động cơ. 
Bài số 7.6. 
Bài giải: 
a) Hệ số trượt s, tốc độ động cơ n: 05,0
60
3
f
f
s 2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Tốc độ động cơ n: 
 114005,01
3
60.60
s1
p
f60
s1nn 1 
Công suất điện động cơ tiêu thụ P1: 
kW7,1247,13120PPPP st1đđt1 
Tổn hao đồng sơ Rôto ΔPđ2: 
kW6120.05,0P.sP đt2đ 
Công suất cơ đầu ra P2: 
kW11226120PPPP cf2đđt2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Hiệu suất động cơ : 
898,0
7,124
112
P
P
1
2 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha Pđm = 45kW; f = 50Hz; Y/ - 
380/220V; Imm / Iđm = 6; Mmm / Mđm = 2,7 ; cos đm = 0,86; đm = 0,91; 
nđm = 1460vg/ph. Động cơ làm việc với lưới điện Uđ = 380V. 
a) Tính Iđm’ , Mđm’ Imở’ Mmở . 
b) Để mở máy với tải có mômen cản ban đầu Mc = 0,45Mđm’ Người ta 
dùng biến áp tự ngẫu, có dòng Imm.ba = 100A. Xác định hệ số biến áp 
k, và động cơ có thể mở máy được không? 
c) Cũng với tải trên, dùng điện kháng mở máy với Imm.ĐK = 200A. Xác 
định điện áp đặt lên động cơ lúc mở máy và động cơ có thể mở máy 
được không ? 
Bài số 7.7 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Bài giải: 
a) Tính Iđm ; Mđm ; Imở ; Mmở . 
Dòng điện định mức động cơ: 
A36,87
91,0.86,0.380.3
10.45
cosU.3
P
I
3
đmđmđm
đm
đm 
 
Mô men định mực động cơ: 
m.N35,294
1460
45
n
P
9550M
đm
đm
đm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Dòng điện và mômen mở máy động cơ: 
A52436,87.6I.kI đmI.mmmm 
m.N75,79435,294.7,2M.kM đmM.mmmm 
b) Hệ số biến áp kba: 
29,2
100
524
I
I
k
ba.mm
mm
ba 
Momen khi mở máy bằng biến áp: 
đm2
đm
2
ba
mm
ba.mm M515,0
29,2
M.7,2
k
M
M 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Momen mở máy Mmm = 0,515Mđm > 0,45Mđm = Mc momen cản 
→ Động cơ mở máy được 
Hệ số giảm dòng khi mở máy bằng điện kháng: 
62,2
200
524
I
I
k
dk.mm
mm
đk 
Điện áp đặt vào dây quấn Stato khi mở máy: 
V145
62,2
380
k
U
U
đk
đm
mm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Momen mở máy khi dùng điện kháng: 
đm2
đm
2
đk
mm
đk.mm M393,0
62,2
U7,2
k
U
M 
Momen mở máy Mmm.đk = 0,393Mđm < 0,45Mđm = Mc momen 
cản → Động cơ không mở máy được 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ không đồng bộ ba pha đấu sao nối vào lưới Ud= 380V. 
Biết Rn = 0,122; Xn = 0,4; f = 50Hz. 
a) Tính dòng điện mở máy Imơ 
b) Dùng điện kháng mở máy ImoĐK = 300A. Tính điện cảm L của 
cuộn điện kháng mở máy. 
Bài số 7.8 
Bài giải: 
a) Dòng điện mở máy Imơ 
A526
4,0122,0
220
XR
U
I
222
n
2
n
p
mm 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
b) Điện cảm L của cuộn điện kháng mở máy 
Hệ số giảm dòng khi dùng điện kháng mở máy 
753,1
300
526
I
I
k
dk.mm
mm
đk 
Điện áp pha dây quấn Stato khi mở máy: 
V5,125
753,1
220
k
U
U
đk
p.đm
p.mm 
Điện áp pha điện kháng: 
V95125220UUU p.mmp.đmđk 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Điện kháng một pha: 
 316,0
300
95
I
U
X
đk.mm
đk
đk
Điện cảm một pha (tàn số dòng điện 50Hz): 
)H(001,0
314
316,0
f.2
X
L đkđk 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ không đồng bộ ba pha dây quấn 
E2 = 157V; p = 4; f = 50Hz; nđm = 728 vg/ph 
R2 = 0,105; X2 = 0,525 
Tính mômen điện từ của động cơ 
Bài số 7.9 
Bài giải 
Hệ số trượt định mức: 
0293,0
750
728750
n
nn
s
1
1
đm 
Tốc độ từ trường quay: 
750
4
50.60
p
f.60
n1 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Tổn hao đồng dây quấn Rôto: 
W5,592105,0.37,43.3RI.3P 22
2
22đ 
Dòng điện Rôto: 
A37,43
015,0105,0
6,4
XR
E
I
222
s2
2
2
s2
2 
Sđđ Rôto khi quay: 
V6,4157.0293,0EsE 2đms2 
Điện kháng Rôto khi quay: 
 015,0525,0.0293,0XsX 2đms2
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Công suất điện từ Pđt: 
W20198
0293,0
5,592
s
P
P
đm
2đ
đt 
Momen điện từ Mđt: 
m.N3,257
50.14,3.2
20198.4
f.2
P.p
p
P
M đt
1
đt
đt 
 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Một động cơ điện không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc dây 
quấn stato đấu tam giác, được cung cấp bởi nguồn điện ba 
pha có Uđm = 220V. Biết bội số mở máy Mmm / Mđm = 1,2 
Có thể dùng phương pháp mở máy Y - để mở máy động cơ 
khi tải bằng 25% và bằng 50% tải định mức 
Bài số 7.10 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 
Bài giải: 
Khi dùng phương pháp mở máy Y - : Dòng điện giảm đi 3 lần 
và Mômen giảm đi 3 lần 
đmđmmmY.mm M.4,0M.2,1.
3
1
M
3
1
M 
Khi tải bằng 50% định mức (Mc = 0,5Mđm) 
Khi tải bằng 25% định mức (Mc = 0,25Mđm) 
→ Không mở máy được 
Y.mmC MM 
→ Mở máy được Y.mmC MM 
CHƯƠNG VII : ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ