Chương 10
hệ thống điều tốc biến tần - động cơ đồng bộ
10.1. ĐIều tốc biến tần - động cơ đồng bộ
y0= 0
y0= x
y1= y4= x+
Động cơ đồng bộ là loại động cơ mà tốc độ quay của rotor luôn bằng
tốc độ từ trường quay và có giá trị không đổi khi tần số nguồn cung cấp không
đổi. Các động cơ đồng bộ được chế tạo với giải công suất rất rộng, công suất
nhỏ như chiếc đồng hồ quay định giờ, công suất lớn đạt đến hàng cục nghìn
KW. Ngoài ra động cơ đồng bộ còn có một ưu điểm nổi bật là có thể điều chỉnh
được hệ số công suất của nó bằng việc khống chế cuộn kích từ, có thể làm cho
hệ số công suất bằng 1 hoặc có thể phát ra công suất phản kháng (<00, thực
hiện chức năng bù công suất phản kháng). Trong một nhà máy chỉ cần có một
vài hệ thống công suất rất lớn dùng động cơ đồng bộ là có thể cải thiện được hệ
số công suất của toàn nhà máy.
Chương 10
y0= 0
y0= x
y1= y4= x+
Do quá trình khởi động động cơ khi khá phức tạp, đặc biệt là với động
cơ công suất lớn, nghiêm trọng có thể phát sinh dao động mạnh gây nguy hiểm
cho hệ thống và các thiết bị. Ngoài ra, việc điều chỉnh tốc động đồng bộ duy
nhất chỉ có thể điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số nguồn, vì vậy trừ khi có
những yêu cầu đặc biệt, các thiết bị công nghiệp trước kia rất ít dùng đến động
cơ đồng bộ.
Từ khi kỹ thuật bán dẫn công suất và kỹ thuật vi xử lý phát triển, các
bộ biến tần bán dẫn được sản xuất hàng loạt với giá thành ngày càng thấp thì
việc sử dụng động cơ đồng bộ trong các hệ thống truyền động điện có điều
chỉnh tốc độ đã trở nên phổ biến. Về vấn đề khởi động, với việc sử dụng biến
tần có cài đặt chương trình điều khiển phù hợp cho phép khởi động mà không
cần thêm các thiết bị phụ, kể cả động cơ công suất lớn cỡ vài chục MW.
y0= 0
y0= x
y1= y4= x+
Chương 10
10.2. Hệ thống đIều tốc động cơ đồng bộ với biến tần điều khiển
ngoài và điều khiển vector
10.2.1. Hệ thống điều tốc nhiều động cơ đồng bộ điều khiển tỷ số điện áp tần
số không đổi mạch vòng hở tốc độ quay
Hình 10.1 thể hiện hệ thống điều tốc nhiều động cơ đồng bộ điều khiển
tỷ số điện áp tần số không đổi mạch vòng hở tốc độ quay. Đây là loại hệ thống
điều tốc biến tần đơn giản nhất, thường gặp trong hệ thống truyền động nhiều
động cơ công suất nhỏ của ngành công nghiệp hoá chất và công nghiệp dệt.
Nhiều động cơ đồng bộ sắt từ vĩnh cửu hoặc từ trở mắc nối với bộ nghịch lưu
dùng chung, do một tín hiệu tốc độ quay thống nhất cho trước U* đồng thời
điều chỉnh nhiều tốc độ của động cơ, kèm bộ tạo xung hàm số GF bù sụt áp của
stator.
y0= 0
y0= x
y1= y4= x+
Chương 10
L
Điều khiển
điện áp
Điều khiển
TH
CL
NL
C
Bộ điều
khiển
Tín hiệu
đặt
Bộ biến đổi tần
số trực tiếp
Nguồn
kích từ
Đ
Hình 10.1: Hệ thống điều tốc biến tần đảm bảo
tỷ số điện áp tần số không đổi của nhóm nhiều
động cơ đồng bộ
TH- Bộ tao hàm số; CL - Bộ chỉnh lưu có điều
khiển; NL - Bộ nghịch lưu nguồn áp
Điều khiển
tần số
Nhóm các động cơ đồng
bộ kích từ bằng nam
châm vĩnh cửu hoặc
động cơ từ trở Đ Đ
f2, U2
NL khiển
Đ
FT
Hình 10.2: Hệ thống điều tốc động cơ đ
ồng bộ
công suất lớn tốc độ thấp sử dụng bộ biến tần
trực tiếp (xoay chiều- xoay chiều)