Bài giảng Kỹ thuật điện điện tử - Chương 5: Động cơ không đồng bộ 3 pha

Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
153 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
CHƯƠNG 05 
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 
5.1.TỔNG QUAN VÊ ̀ TỪ TRƯỜNG TRONG MẠCH TỪ CU ̉A ĐÔ ̣NG CƠ ĐIỆN : 
 Mạch từ của động cơ cảm ứng hay động cơ không đồng bộ 3 pha gồm hai thành phần: 
 Stator : phần đứng yên không quay. 
 Rotor: phần quay của động cơ. 
Khi cho dòng điện qua các bộ dây quấn trên stator để tạo thành hệ thống đường sức từ trường 
hay từ thông trong mạch từ. Hệ thống đường sức từ trường thỏa các qui luật sau dây: 
 Đường sức từ trường luôn có hướng và khép kín trên mạch từ . 
 Đường sức từ đi theo đường ngắn nhất có từ trở nhỏ nhất và tập trung mạnh nhất 
trong vật liệu dẫn từ. 
 Một hệ thống đường sức từ khép kín được gọi là múi đường sức. 
 Số múi đường sức bằng với số cực từ hình thành trong động cơ 
Số cực từ của động 
cơ (ký hiệu là 2p), luôn luôn 
là số chẳn. Các cực từ đối 
tính luôn luôn xếp liên tiếp 
xen kẻ nhau trong không 
gian của rotor và stator. 
Trong hình 5.1 trình bày 
phân bố đường sức từ 
trường dạng tổng quát.trên 
mạch từ của động cơvới 
các trường hợp 2p = 2 cực 
và 2p = 4 cực. 
BÖÔÙC CÖÏC TÖØ
TÖØ 
THOÂNG 


TÖØ 
THOÂNG


STATOR
STATOR
ROTOR ROTOR
CÖÏC TÖØ BAÉC
CÖÏC TÖØ NAMMOÂ HÌNH 2p = 2 MOÂ HÌNH 2p = 4
BAÉC
BAÉC
NAM NAM
HÌNH 5.1: Phân bố đường sức từ trường trong mạch từ 
STATOR
DAÂY QUAÁN STATOR CÖÏC TÖØ BAÉC
CÖÏC TÖØ NAM
TÖØ THOÂNG
TRUNG TÍNH HÌNH HOÏC
HÌNH 5.2: Phân bố đường sức từ trường trong mạch từ startor động cơ 2p = 2 cực. 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
154 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
Trong hình 5.2, ta có thể hình dung rõ ràng hơn dạng đường sức từ trường (hay từ thông) 
qua mạch từ của mạch từ động cơ có 2p = 2. Từ thông tạo ra trong mạch từ là do các cuộn dây 
quấn trên stator khi cho dòng điện đi qua. Quan sát hệ thống đường sức hình thành trên mạch từ 
ta rút ra các nhận xét như sau: 
 Tại mặt cực từ có đường sức đi hướng ra là mặt cực từ Bắc 
 Tại mặt cực từ có đường sức đi hướng vào là mặt cực từ Nam. 
 Đường sức từ trường tập trung mạnh nhất ngay giữa mặt cực từ. 
 Đường thẳng nối liền tâm của các mặt cực từ (trong kết cấu 2p = 2) gọi là trục cực từ. 
 Đường thẳng vuông góc với trục cục từ gọi là đường trung tính hình học. 
5.1.1.PHÂN BỐ TỪ TRƯỜNG TRONG KHÔNG GIAN : 
Muốn hiểu rõ phân bố từ thông trong khỏang khe hở không khí giữa rotor và stator, ta 
có thể khai triển kết cấu trong hình 5.2 từ dạng không gian đưa về dạng khai triển trong mặt phằng 
xem hình 5.3. Theo điện từ học, tại những vị trí nào đường sức tập trung dầy đặc, mật độ 
đường sức từ trường phân bố tăng cao, từ cảm B có giá trị cao. Ngược lại tại các vị trí nào 
ĐƯỜNG SỨC TỪ TRƯỜNG PHÂN BỐ THƯA THỚT, từ cảm B có giá trị thấp. Tương tự, tại các vị trí 
không có đường sức từ đi qua, từ cảm có giá trị là B = 0 . 
Tuy nhiên để phân biệt tính chất của các cực từ Bắc và Nam trên kết cấu mạch từ, ta có 
thể qui ước như sau : 
 Tại cực Bắc qui ước giá trị B > 0 . 
 Tại cực Nam qui ước giá trị B < 0. 
HÌNH 5.3: Phân bố từ trườngmột cặp cực từ theo vị trí không gian, dạng khai triển trên mặt phẳng. 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
155 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
Trong hình 5.3, trình bày đồ thị (hay đường biểu diển) mô tả giá trị tức thởi của từ cảm B 
tại từng vị trí không gian trên một cặp cực từ. Tùy thuộc vào sự phân bố của hệ thống đường sức, 
giá trị B thay đổi theo từng vị trí. 
Trong thiết kế máy 
điện, người ta thường tính 
tóan độ rộng của mỗi bước 
cực theo khỏang hở không 
khí giữa rotor và stator để có 
được phân bố từ thông (hay 
từ cảm) theo dạng sin trong 
không gian. Biểu thức mô tả, 
phân bố từ cảm theo dạng sin 
trong không gian được trình 
bày theo quan hệ (5.1) với vị 
trí trục tọa độ chuẩn và phân 
bố từ cảm dạng sin trình bày 
theo hình 5.4 . 
 m
.xB B .cos
  
 (5.1) 
Trong đó : 
 Bm : biên độ cực đại của từ cảm B. 
  : bước cực từ, hay khỏang mở rộng của một cực từ (tương ứng phạm vi góc điện 
180o theo vị trí không gian) 
 x : là tọa độ của vị trí khảo sát trong không gian. 
5.1.2. TỪ TRƯỜNG ĐẬP MẠCH : 
 Theo nội dung đã phân tích trong mục 5.1.1,ta chú ý các trường hợp sau: 
 Khi cấp dòng một chiều vào dây quấn stator, phân bố từ cảm tại khe hở không khí 
(giữa rotor và stator ) có dạng sin trong vị trí không gian tương ứng với độ lớn của giá trị dòng 
điện được cấp vqào dây quấn. Điều cần nhớ là: phân bố từ cảm trong không gian không phụ 
thuộc biến số thời gian t mà chỉ phụ thuộc vào biến số vị trí x. 
 Khi cấp dòng điện xoay chiều hình sin vào dây quấn stator, giá trị dòng tức thời hình 
sin thay đổi theo từng thời điểm khảo sát (biên độ dòng điện biến thiên theo biến số thời gian). 
Phân bố từ cảm trong không gian có biên độ thay đổi theo từng thời điểm khảo sát, nhưng 
vẫn phải đảm bảo qui tắc phân bố sin theo vị trí không gian. Giả sử , biểu thức tức thời của 
dòng điện có dạng sau : 
 mi t I .sin t  (5.2) 
 Vì biên độ của từ cảm B cũng như từ thông  tỉ lệ thuận với dòng điện i, nên biên độ Bm 
trong (5.1) thay đổi theo thời gian t (phụ thuộc từng thời điểm khảo sát) . Chúng ta có thể viết 
lại biểu thức phân bố từ cảm B theo vị trí và theo từng thời điểm khảo sát như trong (5.3). 
 m .xB t,x B .sin t .cos   (5.3) 
 Tóm lại khi cấp dòng hình sin vào dây quấn stator, từ trường nhận được tại khe hở không 
khí là hàm theo hai biến số x (vị trí không gian) và t (biến số thời gian) . Nói cách khác, phân bố từ 
cảm tại khe hở không khí có dạng sin trong không gian và biên độ biến thiện theo qui luật sin đối 
với thời gian . Từ trường phân bố theo qui luật trên được gọi là từ trường đập mạch. 
B
x
Bm
Khoûang môû roäng moät cöïc töø

x
m
.xB B .cos
  
HÌNH 5.4: Phân bố từ cảm dạng sin trong không gian
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
156 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
Để hiểu rõ hơn tính chất và ý nghĩa hình học của từ trường đập mạch, chúng ta khảo sát 
hình 5.5, trong đó ta lần lượt thay đổi các thông số của quan hệ (5.3) theo từng thời điểm ; và vẽ 
dạng phân bố của từ cảm B theo vị trí không gian (theo biến x). Các thời điểm khảo sát được 
chọn trước và tính tóan như sau đây : 
 Khi t 0 , m .B B .sin .cos  
00 0 (đường 1 hình 5.5) 
 Khi t  
6
, mm
B.x .xB B .sin .cos .cos
   6 2
 (đường 2 hình 5.5). 
 Khi t  
4
, mm
B.x .xB B .sin .cos .cos
   4 2
 (đường 3 hình 5.5). 
 Khi t  
3
, mm
B.x .xB B .sin .cos .cos
   
3
3 2
 (đường 4 hình 5.5). 
 Khi t  
2
, m m
.x .xB B .sin .cos B .cos
   2
 (đường 5 hình 5.5). 
 Khi t , m .xB B .sin .cos  0 (đường 1 hình 5.5). 
 Khi t  3
2
, m m
.x .xB B .sin .cos B .cos
   
3
2
 (đường 6 hình 3.5). 
0 0.52 1.04 1.56 2.08 2.6 3.12 3.64 4.16 4.68 5.2 5.72 6.24 6.76
-1
-0.9
-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
VI TRI X
TU
 C
A
M
 B
 HÌNH 5.5: Các đường biểu diển biên độ từ cảm B (phân bố từ trường) theo vị trí không gian, khi thời 
gian thay đổi. (Hình vẽ mô tả biến đổi của phân bố từ cảm khi thời gian t biến đổi ) 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
157 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
 Khi khảo sát đường biểu diễn phân bố từ trường trong không gian tại nhiều thời điểm liên 
tiếp, chúng ta rút ra nhận xét sau: 
 Tại các vị trí không gian có từ trường đạt biên độ cực đại, khi thời gian biến đổi biên 
độ của các vị trí này lúc nào cũng cực đại . 
 Tương tự, tại các vị trí không gian từ trường đạt biên độ triệt tiêu, khi thời gian biến 
đổi biên độ ở các vị trí này lúc nào cũng triệt tiêu. 
 Như vậy, từ trường đập mạch được xem tương đương với hiện tượng sóng dừng 
của tổng hợp sóng cơ học hay giao thoa sóng cơ. 
 Các vị trí không gian tương ứng với biên độ từ cảm B = 0, tương ứng nút dao động 
của sóng dừng, các vị trí này được gọi là trung tính của cực từ. 
 Các vị trí không gian tương ứng với biên độ từ cảm đạt cực đại, tương ứng bụng dao 
động của sóng dừng, các vị trí này đang ở ngay chính tâm các mặt các cực từ của động cơ. 
 Tóm lại, trên stator động cơ, khi cho dòng điện xoay chiều đi qua dây quấn sẽ hình 
thành từ trường đập mạch trong khỏang hở không khí giữa rotor và stator. 
5.2.CẤU TẠO CU ̉A ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (ĐỘNG CƠ CẢM ỨNG) : 
Động cơ không đồng bộ (hay cảm ứng) gồm có hai thành phần chính: 
 STATOR: phần đứng 
yên của động cơ, được tạo thành 
từ nhiều lá thép kỹ thuật điện 
ghép lại thành hình trụ vành khăn. 
Các lá thép tạo thành stator, 
được dập các rảnh phân bố đều 
theo vòng tròn trong của stator. 
Trong các rảnh người ta lót cách 
điện trước khi lắp đặt các bộ dây 
quấn vào rãnh stator. Trong hình 
5.6 trình bày kết cấu lỏi thép 
stator động cơ 3 pha công suất 
lớn đang được làm vệ sinh rảnh 
trước khi bố trí dây quấn . 
Hình 5.7 trình bày một mẫu stator đang được quấn dây 
và hình 5.8 trình bày bộ dây quấn hòan chỉnh. Với động cơ 
không đồng bộ 3 pha, trên stator bố trí 3 bộ dây quấn độc 
lập nhau tuân theo một số qui luật định trước để hình thành 
từ trường quay tròn tại khe hở không khí stator và rotor. 
 ROTOR: là phần quay của động cơ. Với động cơ 
cảm ứng, rotor thường được chế tạo theo một trong hai 
dạng: rotor lồng sóc (hình 5.9 và 5.10) và rotor dây quấn 
(hình 5.11 và 5.12). Với yêu cầu vận hành bình thường, 
động cơ thường có dạng rotor lồng sóc, trong trường hợp 
cần điều chỉnh thay đổi tốc độ động cơ ta mới động cơ 
rotor dây quấn. Rotor lồng sóc gồm các thanh đồng hay 
nhôm, được đúc xuyên qua các rảnh của rotor, các thanh 
này được hàn nối tắt bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu 
rotor. 
HÌNH 5.6: lỏi thép stator động cơ cảm ứng 3 pha( công suất lớn ) 
HÌNH 5.7: Dây quấn stator 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
158 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
HÌNH 5.8: Dây quấn stator sau khi quấn hòan chỉnh. 
 HÌNH 5.9: Rotor lồng sóc. 
 Trên các vành ngắn mạch người ta 
 thường đức thêm các cánh khuấy để 
 trộn gió , giải nhiệt cho động cơ trong 
 quá trình vận hành. Ngòai ra chúng ta 
 có thể lợi dụng các cánh khuấy này 
 để thêm các đối trọng cân bằng động 
 cho rotor trong quá trình quay. 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
159 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
HÌNH 5.10: Rotor đang được gia công tiện láng bề mặt sau ghi ép trục vào rotor. 
HÌNH 5.12: Rotor dây quấn công suất nhỏ với vành trượt 
HÌNH 5.11: Rotor dây quấn công suất 
 lớn sau khi gia công quấn dây. 
 Với rotor dây quấn, nguời ta quấn 
dây trên các rảnh rotor, dây quấn 
bao gồm 3 bộ dây 3 pha độc lập 
nhau (bố trí tương tự như dây 
quấn trên stator. Dây quấn trên 
rotor được đấu thành hình Y, tòan 
bộ 3 đầu dây ra của dây quấn rotor 
được nối đến 3 vành trượt bố trí 
trên trục của rotor. Khi vận hành 
động cơ, ta phải dùng 3 chổi than 
để nối tắt 3 vành trượt này với nhau, 
hay nối 3 vành trượt này đến 3 đầu 
của bộ biến trở đấu Y bố trí bên ngòai. 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
160 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
5.3.KHA ́I NIỆM VỀ TỪ TRƯỜNG QUAY TRÒN: 
 Để hình dung và hiểu được từ trường quay, xem hình 
5.14; với thanh nam châm vĩnh cửu hình chữ U được đặt trên 
trục thằng đúng. Khi chú ý đến khoảng không gian giữa hai 
cực Bắc Nam của nam châm, chúng ta biểu diễn hướng của 
đường sức từ trường trong không gian này bằng vector cảm 
ứng từ B. Khi quay tròn đều thanh nam châm quanh trục, 
vector B cũng quay tròn đều cùng chiều quay và cùng tốc độ 
với trục quay. 
 Hình ảnh của vector B quay tròn trong không gian cho 
ta hình tượng đơn giản của một từ trường quay tròn. 
 Muốn hình thành từ trường quay tròn trong động cơ 
không đồng bộ ba pha, ta cần các điều kiện sau : 
 Trên stator bố trí 3 bộ dây quấn độc lập. 
 Ba bộ dây được lắp đặt lệch vị trí không gian từng 
đôi 120o 
 Cấp các dòng điện xoay chiều lệch pha thời gian 
từng đôi 120o vào 3 bộ dây 
Điều kiện bố trí lệch vị trí không gian của các bộ dây 
quấn được thực hiện trong quá trình chế tạo, khi quấn dây stator. Với ba bộ dây quấn được 
chế tạo giống hệt nhau về số liệu, ta xem ba bộ dây là tải 3 pha cân bằng . 
Muốn tạo dòng điện hình sin lệch pha thời gian từng đôi 120o qua ba bộ dây, chúng ta chỉ cần 
đấu 3 bộ dây theo dạng hình Y hay ; sau đó cấp nguồn ba pha vào hệ thống dây quấn sau khi 
đã được đấu nối. 
HÌNH 5.14: Hình ảnh từ trường 
quay tròn khi quay thanh nam 
châm vĩnh cửu quanh trục đứng. 
HÌNH 5.13: cấu tạo động cơ không đồng bộ 3 pha, rotor lồng sóc.
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
161 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
 Áp dụng kết quả vừa khảo sát trong mục 5.2; ta có nhận xét như sau: 
 Từ trường tạo bởi mỗi pha dây quấn là từ trường đập mạch. 
 Do vị trí bố trí trong không gian và dòng điện qua các bộ dây lệch pha thời gian với 
nhau, tại thời điểm khảo sát bất kỳ nếu từ trường tạo bởi một trong ba bộ dây có giá trị cực đại, 
thì các từ trường hình thành trong hai bộ dây còn lại không đạt giá trị cực đại. 
 Từ trường tổng hợp từ ba từ trường đập mạch (tạo bởi ba bộ dây quấn) là từ 
trường quay tròn. 
 Chúng ta khảo sát từ trường tổng hợp theo một trong hai phương pháp sau: 
PHƯƠNG PHÁP 1: áp dụng phương pháp tóan học tổng hợp các từ trường đập mạch để tìm ra 
biểu thức cho từ trường tổng hợp, và chứng minh từ trường tổng có dạng quay tròn. Sau đó vẽ 
dạng từ trường tổng hợp khi thời gian thay đổi. 
PHƯƠNG PHÁP 2: áp dụng phương pháp tổng hợp vector xác định từ trường tổng tại các thời 
điểm liên tiếp. 
5.3.1 PHƯƠNG PHÁP 1 : (ÁP DỤNG GIẢI TÍCH KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG QUAY) 
Trong hình 5.15 ba bộ dây stator lệch vị trí không 
gian 1200; các bộ dây được đấu Y và cấp nguồn áp ba 
pha thứ tự thuận và dây quấn. Với hệ thống nguồn ba 
pha thứ tự thuận các biểu thức tức thời của dòng điện 
qua mỗi bộ dây quấn là : 
A m
O
B m
O
C m
i t I .sin( t)
i t I .sin( t )
i t I .sin( t )
 
  
  
120
240
 (5.4) 
 Chọn trục vị trí không gian chuẩn là trục của bộ 
dây AX , từ trường đập mạch tạo nên do bộ dây này 
khi có dòng i A đi qua là: 
 A m .xB t,x B .sin t .cos   (5.5) 
 Đối với bộ dây BY,do bố trí lệch không gian so với 
bộ dây AX một góc là 120o , đồng thời cho dòng điện iB đi qua, từ trường đập mạch có dạng sau: 
 o oB m .xB t,x B .sin t .cos   120 120 (5.6) 
 Xét tương tự cho bộ dây CZ, ta nhận được từ trường đập mạch do bộ dây này tạo ra ( khi 
cho dòng iC đi qua): 
 o oC m .xB t,x B .sin t .cos   240 ... voøng / phuùt
p
 11
60 60 50 1500
2
 Độ trượt của động cơ, lúc mang tải đúng định mức: 
n
s ,
n
2
1
14451 1 0 03667
1500
 Công suất điện từ chuyển từ stator sang rotor : 
 côñieäntöø
P .P . , W
(1-s) .
75 900 78 788 93
1 0 03667
 Công suất điện cấp vào động cơ : 
ñieäntöø j theùpP P P P . , . .
P . , W
1 1
1
78 788 93 2 700 4 200
85 688 93
 Hiệu suất của động cơ : 
P . , , %
P . ,
 2
1
75 000 0 87525 87 53
85 688 93
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
178 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
5.8. ĐẶC TI ́NH CƠ CỦA ĐÔ ̣NG CƠ KHÔNG ĐÔ ̀NG BÔ ̣: 
5.8.1. BIỂU THỨC TỔNG QUÁT CỦA MOMEN: 
 Momen có thể hiểu là năng lượng cấp cho một vật để vật thực hiện chuyển động quay 
quanh một trục một góc bằng 1 rad. 
 Với động cơ điện, gọi P2 là công suất cơ cấp đến trục của động cơ đang quay với vận tốc 
là n2 ; M là momen cơ trên trục của động cơ và 2 là vận tốc quay góc; ta có định nghĩa của 
momen như sau: 
P P
M
.n
  
2 2
2 22
 (5.67) 
 Trong đó đơn vị của các đại lượng là: P W 2 ; voøngn s
 2 ; M Nm . 
Trong trường hợp đơn vị đo của voøngn phuùt
 2 quan hệ (5.67) được viết lại như sau: 
.P P
M , .
.n n
2 2
2 2
60
9 55
2
 (5.68) 
THÍ DỤ 5.4: 
 Với động cơ không đồng bộ ba pha: 100HP có tốc độ định mức 1445 vòng/phút và 
1 HP = 746W ; tại lúc tải định mức momen định mức trên trục động cơ là: 
 M , . Nm 100 7469 55 493
1445
5.8.2. MOMEN CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ : 
 Khi xem như tổn hao ma sát cơ không đáng kể, Momen cơ ra trên trục động cơ được 
xác định theo quan hệ sau đây : 
 cô
sR' . .I'
P s
M , . , .
n n
2
2 2
2
2 2
13
9 55 9 55 (5.69) 
Ta viết lại như sau: 
côP R' sM , . , . .I' .
n s n
22
2 2
2 2
19 55 9 55 3 (5.70) 
 Theo định nghĩa của hệ số trượt ta có: 
n
s
n
 2
1
1 Hay: s
n n
2 1
1 1
 (5.71) 
Thế quan hệ (5.71) vào (5.70), suy ra: 
 ñieän töøcô
R'
.I' PsP
M , . , . , .
n n n
22
2
2
2 1 1
3
9 55 9 55 9 55 (5.71) 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
179 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
Tóm lại 
 ñieäntöøcô
PP
, . ,
n n
2 1
9 55 9 55 (5.72) 
Nếu đặt Momemen điện từ thỏa quan hệ sau: 
 ñieän töøñieän tö
R'
.I'P s
M , . , .
n n
22
2
1 1
3
9 55 9 55 (5.73) 
 Từ các quan hệ (5.69), (5.72) và (5.73) suy ra M2 = Mđiện từ khi tổn hao ma sát cơ không 
đáng kể. Một trong các nguyên nhân dùng giải thích lý do cần xây dựng quan hệ (5.73) được 
trình bày sau đây. 
 Tại lúc động cơ khởi động (hay mở máy) ta có tốc độ động cơ n2 = 0 ; nên hệ số trượt 
lúc mở máy là s = 1. Khi thế các giá trị này vào quan hệ (5.69) ta không thể xác định được giá 
trị của momen lúc khởi động vì quan hệ này có dạng vô định 
0
0
. 
 Do quan hệ (5.73) tìm được ta xác định được giá trị momen mở máy dựa vào biểu 
thức của momen điện từ. 
5.8.3. BIỂU THỨC TÍNH GẦN ĐÚNG CỦA MOMEN ĐIỆN TỪ : 
Với quan hệ (5.73) khi 
cần xác định momen điện từ tại 
một điểm làm việc của động cơ 
tại môt tốc độ định trước hay tại 
độ trượt viết trước, ta dựa vào 
mạch tương đương theo hình 
5.29 hay 5.30. 
Tuy nhiên trong một số 
trường hợp cần xác định định 
tính đặc tính của động cơ ta có 
thể áp dụng mạch tương đương 
1 pha dạng gần đúng qui đổi 
rotor và stator theo hình 5.31 với 
các giả thiết sau: 
 Xem như Tổn hao thép độc lập với tải được kéo trên trục động cơ. 
 Xem như Tổn hao thép chỉ phụ thuộc điện áp nguồn cấp vào động cơ. 
Tương tự như trường hợp máy biến áp, ta đặt các đại lượng sau: 
 nR R R' 1 2 (5.74) 
 n t tX X X ' 1 2 (5.75) 
 n n nZ R X 2 2 (5.76) 
 Rn : thànhh phần điện trở ngắn mạch ; Xn : thànhh phần điện kháng ngắn mạch và 
Zn : tổng trở ngắn mạch của mạch tương đương 1 pha. 
+
-
V
1
I
1
I'
2
R1
R'
S
2
tj.X 1 tj.X ' 2
CR mj.X
I
10
CI
mI
HÌNH 5.31: Mạch tương đương 1 pha dạng gần đúng .
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
180 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
Từ mạch tương đương hình 5.31, suy ra : 
n
V
I'
R'
R X
s
1
2 2
22
1
 (5.77) 
Biểu thức xác định momen điện từ xác định như sau : 
ñieän tö
n
R'
s, . .V
M .
n R'
R X
s
2
2
1
2
1 22
1
9 55 3
 (5.78) 
5.8.4. ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ : 
 Đặc tính cơ của động cơ là đồ thị hay đường biểu diễn trình bày quan hệ giữa momen 
theo tốc độ quay. 
Đối với động cơ không đồng bộ vì độ trượt s phụ thuộc vào tốc độ quay n2 của rotor, 
nên có thể xem đặc tính cơ là quan hệ giữa hàm momen quay theo biến số độ trượt s . 
Khi xem các thông số của các phần tử trong mạch tương đương của động cơ là hằng 
số; áp pha nguồn V1 cấp vào stator không thay đổi giá trị ; ta khào sát hàm momen điện từ theo độ 
trượt s từ đó suy ra đồ thị của đặc tính cơ. 
MIỀN XÁC ĐỊNH 
 Khi rotor đứng yên , tại thời điểm động cơ bắt đầu khởi động , ta có n2 = 0 , suy ra s = 1 . 
 Khi rotor quay không tải, tốc độ quay xấp xỉ tốc độ từ trường quay n2  n1 , giá trị của s 0. 
 Miền xác định của s (0,1] . 
ĐẠO HÀM 
Hàm momen điện từ theo độ trượt s có dạng u
v
, với R'u
s
 2 ; n
R'
v R X
s
2
22
1 
Suy ra : dt
dM vu' uv '
ds v
 
2
. Ta chỉ cần quan tâm đến tử số của đạo hàm, ta có: 
n
R' R' R' R' R'
vu' uv ' R X R .
s s ss s
2
22 2 2 2 2
1 12 2
2 
n
R' R' R' R'
vu' uv ' R X . R
s s ss
2
22 2 2 2
1 12
2 
n
R' R'
vu' uv ' R X
ss
2
2 22 2
12
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
181 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
Đạo hàm dtdM vu' uv '
ds v
  
2
0 khi n
R'
R X
s
2
2 2 2
1 0 . Suy ra , momen đạt cực trị khi 
 th
n
R'
s
R X
2
2 2
1
 (5.79) 
 Giá trị độ trượt lúc momen đạt cực trị được gọi là độ trượt tới hạn. 
 Xét dấu đạo hàm, suy ra điểm cực trị là cực đại . Giá trị cực đại của momen được xác 
định như sau: 
max
n
, . .V
M .
n R R X
2
1
2 21 1 1
9 55 3 1
2
 (5.80) 
 Từ quan hệ 
(5.78) thay thế giá trị độ 
trượt s = 1 suy ra giá trị 
của momen tại lúc n2 = 0 
đây chính là giá trị của 
momen động cơ lúc khởi 
động. 
 Momen khởi 
động hay momen mở 
máy Mmm xác định theo 
quan hệ (5.81). 
mm
n n
, . .V R'
M .
n R X
2
1 2
2 2
1
9 55 3
 (5.81) 
THÍ DỤ 5.5: 
 Cho một động cơ không đồng bộ 3 pha , rotor lồng sóc của nhà sản xuất CROMPTON 
GREAVES (Anh quốc) loại TEFC; cách điện cấp F có các thông số sau: 
 Công suất định mức của động cơ: Pđm = 55 KW. 
 Áp dây định mức: Vđm = 660V / 380V – Y/ . (Tần số nguồn điện f = 50 Hz ). 
 Tốc độ định mức của động cơ : nđm = 980 vòng/phút. 
 Hiệu suất định mức là : đm = 93,5%. 
 Hệ số công suất lúc tải định mức: cos đm = 0,86. 
 Bội số dòng điện mở máy của động cơ là mI = 6. 
Khi cấp nguồn áp 3 pha 380V (áp dây) vào động cơ, lúc mang tải định mức xác định: 
M max
M mm
s th
s 
0 0.1 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
M
 HÌNH 5.32: Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
182 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
1./ Tần số của rotor . 
2./ Dòng điện định mức cấp vào stator động cơ . 
3./ Công suất điện từ khi biết tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% tổng tổn hao của 
động cơ ; tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao. 
4./ Tổn hao đồng rotor và stator suy ra điện trở mỗi pha dây quấn stator. 
GỈAI: 
1. TẦN SỐ CỦA ROTOR KHI TẢI ĐỊNH MỨC: 
 Đông cơ có tốc độ định mức nđm = 980 vòng/phút ; khi vận hành tại tần số f = 50Hz ; suy ra 
số cực động cơ là 2p = 6 cực và tốc độ đồng bộ là n1 = 1000 vòng/phút. 
 Hệ số trượt định mức của động cơ là : 
ñmn ns ,
n
 1
1
1000 980 0 02
1000
 Tần số dòng điện rotor lúc tải định mức là : 
f s.f , . Hz 2 1 0 02 50 1 
2. DÒNG ĐIỆN ĐỊNH MỨC ĐỘNG CƠ: 
 Dòng định mức từ nguồn cấp vào động cơ lúc tải định mức được xác định theo quan hệ sau 
(khi cấp nguồn áp 3 pha với áp dây là 380V vào dây quấn stator đang đấu theo sơ đồ ). 
ñm
ñmdaây
ñm ñm ñm
P
I , A
V . .cos , ,
 
55000 103 92
3 3 380 0 935 0 86
 Dòng pha định mức qua mỗi bộ dây quấn lúc tải định mức là: 
ñm
ñmpha
I ,I , A 103 92 59 99 60
3 3
3. CÔNG SUẤT ĐIỆN TỪ CHUYỂN TỪ STATOR SANG ROTOR: 
 Tổng tổn hao của động cơ: 
ñm
ñieän ñm ñm ñm
P
Toånhao P P P P
Toånhao , W
,
   


1 1
155000 1 3823 53
0 935
 Từ điều kiện, tổng tổn hao ma sát cơ, quạt gió chiếm 15% giá trị tổng tổn hao, suy ra: 
 mqP % Toånhao , , , W 15 0 15 3823 53 573 53 
 Công suất cơ (khi chưa trừ đi ma sát cơ): 
cô ñm mqP P P , , W 55000 573 53 55573 53 
 Tại tải định mức, ta có hệ số trượt s = 0,02 ; từ đó suy ra công suất điện từ cấp vào rotor: 
 côdt
P ,P , W
s ,
  
55573 53 56707 68 56708
1 1 0 02
Vdaây = 380 V
Idaây
Ipha
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
183 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
4. TỔN HAO TRÊN DÂY QUẤN TẠI TẢI ĐỊNH MỨC – ĐIỆN TRỞ PHA DÂY QUẤN STATOR: 
 Tại tải định mức ứng với hệ số trượt định mức sđm = 0,02; ta có thể xác định tổn hao trên 
dây quấn rotor theo một trong các quan hệ sau: 
 côj ñt
s.P
P s.P
s
 2 1 
jP , , , W 2 0 02 56707 68 1134 15 
 Vì tổn hao thép chiếm 25% tổng tổn hao, ta suy ra : 
 theùpP % Toånhao , , , W 25 0 25 3823 53 955 88 956 
 Tổn hao trên dây quấn stator: 
theùp j j mq
j theùp j mq
j
Toånhao P P P P
P Toånhao P P P
P , , , , , W
 


1 2
1 2
1 3823 53 955 88 1124 15 573 53 1169 97 1170
 Điện trở trên một pha dây quấn stator: 
j
dmpha
P
R ,
.I .
 11 2 2
1170 0 1083
3 3 60
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
184 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5
BÀI TẬP CHƯƠNG 5 
BÀI TẬP 5.1 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha : 25 hp, 6 cực, 60 Hz có rotor dây quấn; điện trở và điện 
kháng tương đương 1 pha là : R2 = 0,1 Ω/pha ; Xt2 = 0,54 Ω/pha. Điện áp đo trên mỗi pha rotor khi 
rotor bị chận là E2 = 150 V. 
 Khi động cơ vận hành, nếu rotor quay với tốc độ là 1164 vòng/phút, xác định: 
a./ Tốc độ đồng bộ (tốc độ n1 của từ trường quay). 
b./ Hệ số trượt. 
c./ Tổng trở phía rotor lúc đang quay. 
d./ Dòng điện rotor. 
e./ Dòng điện qua dây quấn rotor khi thay đổi tải trên trục để có hệ số trượt s = 1,24 % 
f./ Tốc độ động cơ khi đạt điều kiện theo câu e. 
ĐÁP SỐ: a./ 1200 vòng/phút b./ s = 0,03 
c./ oR t
R
Z j.X ,
s
   2 2 3 38 9 20 d./ IR = I2 = 44,42 A 
e./ oRI I , A
  2 18 6 3 83 f./ 1185 vòng/phút 
BÀI TẬP 5.2 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 25 hp, 4 cực, 60 Hz; 460 V (áp dây) có công suất điện 
từ cấp vào rotor là 14,58 kW. Tổn hao đồng là 263 W, tổn hao ma sát cơ quạt gió là 197 W. 
Xác định: 
a./ Tốc độ động cơ. 
b./ Công suất cơ cấp đến tải. 
c./ Momen cơ trên trục động cơ. 
ĐÁP SỐ: a./ 1767,6 vòng/phút b./ 14317 W c./ 77,35 Nm 
BÀI TẬP 5.3 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 100 hp; 6 cực ; 60 Hz ; 230 V (áp dây) có hiệu suất 
là 91 % khi được cấp dòng dây hiệu dụng là 218 A . Cho tổn hao lỏi thép, tổn hao đổng stator và 
tổn hao đổng rotor lần lượt là : 1697 W ; 2803 W và 1549 W . Xác định: 
a./ Công suất điện cấp vào động cơ. 
b./ Tổng tổn hao của động cơ. 
c./ Công suất điện từ. 
d./ Tốc độ độngcơ. 
e./ Hệ số công suất của động cơ. 
f./ Tổn hao ma sát cơ + quạt gió. 
g./ Momen cơ ra trên trục . 
ĐÁP SỐ: a./ 81978 W b./ 7378 W c./ 77478 W 
d./ 1176 vòng/phút e./ HSCS = 0,83 f./ 1329 W g./ 605,8 Nm 
BÀI TẬP 5.4 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 40 hp; 8 cực, 60 Hz, 2300 V (áp dây) vận hành 80 % 
tải định mức tại điện áp thấp hơn định mức 6 %. Hiệu suất và hệ số công suất của động cơ trong 
trạng thái này lần lượt là 85% và 90%. Tổn hao ma sát cơ và quạt gió là 1011 W , tổn hao đồng 
rotor là 969 W, tổn hao đồng stator là 1559 W. Xác định: 
a./ Công suất cơ trên trục. 
b./ Tốc độ động cơ. 
c./ Momen cơ ra 
d. Hệ số trượt. 
e./ Dòng dây từ nguồn cấp vào động cơ. 
f./ Tổn hao thép. 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
185 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5 
BÀI TẬP 5.5 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 5 hp, 4 cực, 60 Hz, 115 V (áp dây) hoạt động tại áp 
định mức, tần số định mức và hệ số tải là 125 % ; động cơ có hiệu suất là 85,4% . Tổn hao đồng 
stator, tổn hao đồng rotor và tổn hao thép lần lượt là : 223,2 W ; 153 W và 114,8 W . Xác định: 
a./ Tốc độ động cơ. 
b./ Momen ra trên trục. 
c./ Momen sinh ra do ma sát cơ, quạt gió. 
BÀI TẬP 5.6 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 50 hp, 4 cực, 60 Hz, 230V (áp dây) hoạt động tại áp 
định mức, tần số định mức . Động cơ bị qua tải khi tần số giảm thấp 5% và áp nguồn giảm thấp 
7%. Để tránh tình trạng quá tải công suất cơ trên trục giảm còn 70% công suất định mức . Dòng 
dây nguồn cấp vào động cơ lúc này là 100 A. Các thành phần tổn hao trong trạng thái hoạt động 
này là; tổn hao đồng stator 1015 W ; tổn hao đổng rotor 696 W ; tổn hao thép 522 W tổn hao do 
ma sát cơ và quạt gió là 667 W. Xác định: 
a./ Hiệu suất của động cơ. 
b./ Tốc độ động cơ. 
c./ Momen cơ trên trục. 
d./ Hệ số công suất. 
BÀI TẬP 5.7 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 25 hp, 2 cực, 60 Hz, 230V (áp dây) dùng kéo tải theo 
yêu cầu momen không đổi (momen là hằng số không phụ thuộc vào tốc độ quay). Động cơ hoạt 
động tại áp định mức, tần số định mức với tốc độ định mức là 3575 vòng/phút. 
Xác định công suất cơ trên trục, tốc độ quay và hiệu suất nếu tần số giảm thấp đến 54 Hz. 
Hệ số công suất và dòng dây nguồn trong điều kiện mới là 0,89 và 55 A. Tổn hao đồng 
stator, tổn hao đồng rotor và tổn hao thép lần lượt là: 992,7 W , 496 W và 546 W. 
BÀI TẬP 5.8 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 15 hp, 6 cực, 60 Hz, 460V (áp dây) dây quấn stator 
đấu Y, dùng kéo bơm ly tâm tại tốc độ 1185 vòng/phút. Tổn hao ma sát cơ và quạt gió là 166 W. 
Thông số mạch tương đương 1 pha qui về stator là: 
R1 = 0,2 Ω ; R’2 = 0,25 Ω ; Rc = 317 Ω 
Xt1 = 1,2 Ω ; X’t2 = 1,29 Ω ; Xm = 42 Ω 
 Áp dụng mạch tương đương dạng chính xác, xác định: 
a./ Hệ số trượt. 
b./. Dòng dây cấp vào dây quấn stator. 
c./ Công suất điện và hệ số công suất của động cơ. 
d./ Tổn hao đồng stator, tổn hao đồng rotor. 
e./ Công suất điện từ. 
f./ Công suất cơ và momen cơ trên trục 
g./ Hiệu suất của động cơ. 
 ĐÁP SỐ: a./ 0,0125 b./ 15,11 A c./ 10,4 kW ; HSCS = 0,864 
d./ 137 W, 121 W e./ 9655 W f./ 9368 W ; 75,5 Nm g./ 90% 
BÀI TẬP 5.9 
Cho động cơ không đồng bộ 3 pha: 40 hp, 4 cực, 60 Hz, 460V (áp dây) có tốc độ định 
mức là 1751 vòng/phút . Thông số mạch tương đương 1 pha qui về stator là: 
R1 = 0,102 Ω ; R’2 = 0,153 Ω ; Rc = 102,2 Ω 
Xt1 = 0,409 Ω ; X’t2 = 0,613 Ω ; Xm = 7,665 Ω 
Xác định: 
a./ Tốc độ tại lúc đạt momen cực đại. 
b./ Momen cực đại và momen định mức 
 ĐÁP SỐ: a./ 1532 vòng/phút b./ 270,32 Nm ; 88,51 Nm 
Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh – Khoa Điện Điện Tử – Phòng Thí Nghiệm Máy Điện và Thực Tập Điện- 2009 
186 BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN TỬ – CHƯƠNG 5