MỘT PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

Chia sẻ: tinhdau_toiyeuem

Bài báo trình bày một phương pháp giảm dòng điện mở máy nhờ tụ điện nối song song với động cơ không đồng bộ. Phương pháp này đặc biệt có ích khi khởi động động cơ trong hệ có công suất hữu hạn, như hệ máy phát - động cơ ở các trạm bơm điện.

Nội dung Text: MỘT PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

MỘT PHƯƠNG PHÁP KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ
A METHOD OF STARTING INDUCTION MOTORS


TRẦN VĂN CHÍNH
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng


TÓM TẮT
Bài báo trình bày một phương pháp giảm dòng điện mở máy nhờ tụ điện nối song song với
động cơ không đồng bộ. Phương pháp này đặc biệt có ích khi khởi động động cơ trong hệ có
công suất hữu hạn, như hệ máy phát - động cơ ở các trạm bơm điện.
ABSTRACT
This paper shows a method to reduce the starting current of induction motors. It is very useful
for the motors connected to a network with limited power, for example the generator-motor
systems in hydraulic pumping stations.



1. NỐI THÊM TỤ ĐIỆN KHI MỞ MÁY
Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc là loại động cơ được dùng nhiều trong thực tế.
Một trong các vấn đề đối với động cơ này là dòng điện khởi động thường khá lớn. Một số
phương pháp giảm điện áp được dùng để hạn chế dòng điện khởi động. Các phương pháp
này đòi hỏi một số thiết bị để hạn chế dòng điện mở máy [1]. Các phương pháp mở máy
đang dùng thực hiện việc tăng tổng trở toàn mạch để hạn chế dòng điện khi mở máy.
Trong hệ thống có công suất hữu hạn, dòng điện này ảnh hưởng rất lớn đến quá trình
mở máy. Chẳng hạn trong hệ máy phát - động cơ có công suất máy phát l50 kW không thể
khởi động được động cơ 90 kW. Do vậy vấn đề giảm dòng khởi động bằng các biện pháp
đơn giản là rất cần thiết. Vấn đề là ở chỗ ta cần tăng tổng trở của hệ động cơ - thiết bị
mở máy nhưng không được tăng năng lượng tiêu thụ khi mở máy. Để giải quyết vấn đề
này ta nối song song động cơ với một hệ thống tụ điiện thích hợp với động cơ.
Trước hết ta nghiên cứu ảnh hưởng của việc nối tụ điện song song với một phụ tải.
Ta khảo sát một mạch điện như hình 1, gồm một tụ điện có điện dung C nối song song với
một cuộn dây có hệ số tự cảm L.
Tổng trở toàn mạch là:
1
jωL ×
jωC C L
Z= (1)
1
jωL +
jωC
Độ lớn(modun) của tổng trở là:
ωL Hinh 1
z= 2 (2)
ω LC − 1
Theo (2) tổng trở sẽ tăng khi C tăng cho đến khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng dòng
điện. Trên hình 2 là sự thay đổi của tổng trở toàn mạch khi L = 0.1 H và C = 85 ÷ 100µF
2500


2000


1500


1000


500


0
85 90 95 100


Hình 2. Ảnh hưởng của điện dung đến tổng trở của mạch


Do động cơ là một tải có tính cảm nên nếu ta nối một hệ tụ điện song song với động
thì tổng trở của hệ thống động cơ - tụ điện sẽ được nâng cao và do đó dòng điện khởi
động sẽ giảm đi. Theo [2], trị số điện dung nối vào động cơ là:
P
C= ( tgϕ1 − tgϕ2 ) (3)
ωU 2
Để đạt được dòng khởi động cực tiểu, điện dung tối ưu của của tụ được xác định
bằng biểu thức:
P  xn
Cop = 2 
− 1
 (4)
ωU  r1 
Trong đó xn và rn là các tham số ngắn mạch của động cơ

2. KẾT QUẢ
Quá trình khởi động một động cơ có P = 160 kW, cosϕ = 0.8, U = 400 V, n = 1478 vg/
phút được mô phỏng trên máy tính. Theo (2), giá trị điện dung tối ưu của tụ điện là C =
7224 µF
Khi khởi động trực tiếp dòng điện xung lên tới 15.000A (hình 3 và hình 4)
Khi khởi động có nối thêm tụ điện C = 32µF dòng điện xung 2900A (hình 5 và hình 6)
Khi khởi động có nối thêm tụ điện C = 7224µF dòng điện xung 2400A (hình 7 và hình
8)
Khi khởi động có nối thêm tụ điện C = 72240µF dòng điện xung 3400 A (hình 9)
Thực nghiệm khởi động không tải một động cơ có công suất P = 1.1 kW, cos ϕ = 0.81
tại phòng thí nghiệm máy điện khi không có tụ cho kết quả dòng điện khởi động là 3.5A và
khi có hệ tụ C = 5.09µF nối Y cho dòng điện khởi động là 2A.
16000 180

14000 160

140
12000
120
10000
100
8000
80
6000
60
4000
40
2000 20

0 0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4


Hình 3. Dòng điện khi khởi động trực tiếp Hình 4. Tốc độ quay khi khởi động trực tiếp


3 0
00
10
8

10
6
2 0
50
10
4

2 0
00 10
2

10
0
1 0
50
80


1 0
00 60

40

500 20

0
0 0 0.5 1 1.5 2
0 0.5 1 1.5 2



Hình 5. Dòng điện khi dùng tụ C=32µ F Hình 6. Tốc độ quay khi dùng tụ C=32µ F


2500
180

160
2000
140

120
1500
100

80
1000
60

40
500
20

0
0 0.5 1 1.5 2
0
0 0.5 1 1.5 2



Hình 7. Dòng điện khi dùng tụ C=7224µ F Hình 8. Tốc độ quay dùng tụ C=7224µ F
6000



5000



4000



3000



2000



1000



0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2



Hình 9. Dòng điện khi dùng tụ C=72240µ F


3. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN
- Khi nối tụ điện song song với động cơ, dòng điện mở máy được hạn chế rõ rệt.
- Dòng điện mở máy nhỏ nhất khi C có giá trị làm cho hệ thống tụ điện - động cơ
trở thành một tải thuần trở. Khi tụ vượt quá trị số này, dòng điện ban đầu giảm nhưng sau
đó tăng lên.
- Tụ điện mở máy không tiêu thụ công suất tác dụng nên hiệu quả sử dụng năng
lượng được cải thiện.
- Trong thực tế, khi dùng tụ điện, máy phát 150 kW của công ty cấp nước Ninh
Thuận đã khởi động được động cơ bơm 90 kW.
- Đây là phương pháp mở máy đơn giản, không tiêu tốn năng lượng nên cần được áp
dụng rộng rãi khi khởi động động cơ không đồng bộ, đặc biệt là các động cơ làm việc với
lưới có công suất hữu hạn.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]
Trần Văn Chính, Máy điện tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.
[2]
Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ thuật điện, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 2001.
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản