Chương 4 giới thiệu một số nội dung liên quan đến điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ như: Động cơ không đồng bộ, mạch tương đương của động cơ không đồng bộ, các công thức tính toán cơ bản về động cơ không đồng bộ, khởi động và hãm động cơ không đồng bộ,...và một số nội dung khác.
Nội dung Text: Bài giảng Truyền động điện - Chương 4: Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ
Chương 4
ĐiỀU KHIỂN TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
1
Động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ 3 pha gồm 2 loại:
Rotor lồng sóc
Rotor dây quấn
Động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc
90kW, 1484v/ph, 630kg
(Nguồn: ABB motors)
2
Động cơ không đồng bộ
3
Động cơ không đồng bộ
4
Động cơ không đồng bộ
5
Động cơ không đồng bộ
Theo đặc tính cơ, tiêu chuẩn NEMA của Mỹ chia động cơ không
đồng bộ thành 4 lớp A, B, C, D:
Lớp B: loại thông dụng (general purpose)
Lớp A: có momen tới hạn cao và độ trượt định mức thấp, dùng
trong các ứng dụng có yêu cầu momen tới hạn cao như máy ép
phun (injection molding machine)
Lớp C: dùng trong các ứng dụng yêu cầu momen khởi động
cao, như băng tải, thang cuốn…
Lớp D: có độ trượt định mức cao, dùng trong cơ cấu nâng hạ
hoặc các tải có chu kỳ như máy đột dập (punch press
machines)
6
Động cơ không đồng bộ
Đặc tính cơ tiêu biểu của ĐC KĐB lớp A, B, C, D (tiêu chuẩn NEMA – Mỹ) 7
Mạch tương đương của ĐC KĐB
R '2
s
Áp dụng định lý Thevenin:
VX m
Vt
2
R12 X 1 X m
X Xm
t tan 1 1
2 R 1
jX m R1 jX 1
Rt jX t
R1 j ( X 1 X m )
R '2
s
Vt t
8
Giản đồ vector
R '2
s X1I1
R1I1
E
I’2 I1
V
Momen động cơ:
M K .I 2' .sin 2 K .I1.sin 1
Im
Hay :
M K .I 2' .cos 2
9
Các công thức tính toán cơ bản về ĐC KĐB
Tốc độ đồng bộ:
2 f 1
db
p p
Độ trượt (slip):
s db
db
Tốc độ trượt:
sl db sdb
Tốc độ động cơ (tốc độ quay của rotor):
(1 s )db
10
Các công thức tính toán cơ bản về ĐC KĐB
Quan hệ giữa dòng stator và dòng rotor:
R2' s j X 2' X m I '2
I1
jX m
Công suất truyền qua khe hở không khí (công suất điện từ):
'
'2 R2
Pdt 3I 2
s
Tổn hao đồng rotor:
PCu r 3I 2'2 R2'
Công suất cơ (công suất đưa ra trục động cơ):
Pc Pdt 3I 2'2 R2' (1 s ) Pdt
Momen sinh ra trên trục động cơ (momen điện từ):
Pc Pdt 3 '2 R2'
M I2
db db s 11
Các công thức tính toán cơ bản về ĐC KĐB
Momen cực đại của động cơ:
3 Vt 2
M max
2db R R 2 X X ' 2
t t t 2
Độ trượt tại đó momen động cơ đạt cực đại:
R2'
sm
' 2
Rt X t X 2
2
12
Khởi động và hãm ĐC KĐB
• Khởi động:
– Động cơ KĐB rotor dây quấn: thêm điện trở vào
mạch rotor
– Động cơ KĐB rotor lồng sóc: giảm áp stator
• Đổi nối Y-
• Dùng biến áp tự ngẫu
• Các chế độ hãm:
– Hãm tái sinh
– Hãm ngược
– Hãm động năng
13
Hãm động năng ĐC KĐB – Mạch tương đương
db1 db1 '
X1 X2
db db
db1 ' db1
Xm R
2
db db1
Mạch tương đương của động cơ ở tần số đb1, suy ra từ mạch tương
đương ở tần số đb
14
Hãm động năng ĐC KĐB – Mạch tương đương
db
R1
db1 X1 X 2'
db ' db
R
V Xm 2
db1
db1
Mạch tương đương của động cơ ở tần số đb1, suy ra
từ mạch tương đương ở tần số đb 15
Hãm động năng ĐC KĐB – Mạch tương đương
R1 X 2'
I’2
Im
R2'
Iđt E Xm
1 s
Iđt: dòng xoay chiều (tần số db ) tạo ra sức từ động tương đương với dòng một chiều
Id chạy trong cuộn dây stator ở chế độ hãm động năng.
Dấu – trong thành phần R2' (1 s ) chỉ ra động cơ lúc này nhận năng lượng từ tải
(chế độ hãm). Khi đã lưu ý là momen lúc này có chiều ngược lại so với chế độ động
cơ, sẽ không cần kể tới dấu – này trong mạch tương đương.
16
Hãm động năng ĐC KĐB – Mạch tương đương
Trình tự tính toán đặc tính cơ của động cơ ở chế độ hãm động năng khi biết đặc tính từ
hóa E(Im) của động cơ:
Lấy một giá trị Im,
Suy ra giá trị E tương ứng theo đặc tính từ hóa,
E
Tính Xm: X m
Im
'2I dt2 I m2
Tính I’2: I
2
2 X 2'
1
Xm
R2'
Tính độ trượt s: s 1
' 2
E / I
2 X 2'2
Tính tốc độ động cơ tương ứng: (1 s )db
R2'
3 '2
Tính momen động cơ: M I 2
db 1 s
17
Điều khiển tốc độ động cơ KĐB
Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ KĐB:
1. Điều khiển điện áp stator
2. Điều khiển tần số
3. Điều khiển điện trở stator
4. Điều khiển công suất trượt
18
Điều khiển điện áp stator
Thường sử dụng với tải bơm hay quạt gió
Phạm vi điều chỉnh tốc độ không cao
Momen tải quạt gió:
M c C 2 (1 s)db2
19
Điều khiển điện áp stator
Vdm
.5 Vdm .75 Vdm
M(Nm)
Đặc tính động cơ không đồng bộ
khi điều khiển bằng cách thay đổi điện áp stator
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
