Chương 1: Tổng quan động cơ không đồng bộ ba pha

Chia sẻ: Nguyễn Thị Giỏi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

2.284
lượt xem 695
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

So với tất cả các động cơ điện dùng trong công nghiệp thì động cơ không đồng bộ được dùng nhiều hơn cả và chừng đang thay thế ngày một nhiều cho các động cơ điện một chiều.

Chủ đề:

Bình luận(1) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 1: Tổng quan động cơ không đồng bộ ba pha

Ch−¬ng I TæNG QUAN VÒ §éNG C¥ KH¤NG §åNG Bé BA PHA 3 Trang
I.GIíI THIÖU VÒ §éNG C¥ KH¤NG §éNG Bé BA PHA . So víi tÊt c¶ c¸c ®éng c¬ ®iÖn dïng trong c«ng nghiÖp th× ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®−îc dïng nhiÒu h¬n c¶ vμ chóng ®ang thay thÕ ngμy mét nhiÒu cho c¸c ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. §Õn nay phÇn lín c¸c cÇn trôc ®−îc trang bÞ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, nhiÒu c¬ cÊu cña m¸y c¾t kim lo¹i, truyÒn ®éng phô cña m¸y c¸n vμ nhiÒu c¬ cÊu kh¸c trong c¸c lÜnh vùc c«ng nghiÖp còng ®ang sö dông ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Tuy nhiªn khi ®iÒu chØnh tèc ®é vμ khèng chÕ c¸c qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña ®éng c¬ rÊt khã kh¨n, riªng ®èi víi ®éng c¬ R«to lång sãc cã c¸c chØ tiªu khëi ®éng xÊu h¬n so víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nh−ng ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu th× l¹i sö dông phøc t¹p ®ßi hái ph¶i cã hÖ thèng cung cÊp ®iÖn riªng, khi ho¹t ®éng sÏ g©y ra tia löa ®iÖn... ChÝnh v× nh÷ng ®iÓm yÕu ®ª cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu mμ hiÖn nay xu h−íng nghiªn cøu dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®Ó thay thÕ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ngμy cμng ®−îc quan t©m h¬n. Ngμy nay víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, trong ®ª cã sù ph¸t triÓn cña ngμnh c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vμ c«ng nghÖ ®iÖn tö ®· lμm cho c¸c hÖ truyÒn ®éng cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã thÓ khai th¸c hÕt c¸c −u ®iÓm ®Ó c¹nh tranh víi ®éng c¬ ®iÖn mÜt chiÒu. Ph−¬ng tr×nh ®Æt tÝnh c¬: Dßng ®iÖn stato: ⎡ ⎤ ⎢ 1 1 ⎥ I =Uf ⎢ + ⎥ ⎢ R μ + JX μ R + R' 2 + JX ⎥ ⎢ ⎣ 1 S nm ⎥ ⎦ Trong ®ã: Uf: TrÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha stato. Xμ: §iÖn kh¸ng m¹ch tõ hãa. Rμ,R1,R2 : §iÖn trÞ t¸c dông cña m¹ch tõ hãa, cña cuén stato, cña r«to quy ®æi vÒ stato. Xnm = X1δ + X'2δ: §iÖn kh¸ng ng¾n m¹ch. X1δ : §iÖn kh¸ng t¶n stato. X'2δ: §iÖn kh¸ng t¶n r«to ®· quy ®æi vÒ stato. S: HÖ sè tr−ît cña ®éng c¬. S= (ω1 − ω) ω1 4 Trang
ϖ: Tèc ®é gèc cña ®éng c¬. ϖ1: Tèc ®é ®ång bé. Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé: R' 3 U ,f21 . 2 M = S ⎡⎛ 2 ⎤ R '2 ⎞ ω 1 ⎢⎜ R1 + ⎟ + X nm 2 ⎥ ⎢ ⎜ S ⎠ ⎟ ⎥ ⎢⎝ ⎣ ⎥ ⎦ Tõ c¸c ph−¬ng tr×nh trªn ta vÏ ®−îc ®−êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ kh«ng 3.U 2 f Mth = ± 2.ω 1 ( R1 ± R1 + X nm ) 2 2 ®ång bé víi c¸c gi¸ trÞ tíi h¹n: R' 2 s th = ± R1 + X nm 2 2 ω,S ω1 st TN(Rf = 0) NT(Rf ≠ 0) M Mâm Mth Hçnh 1.1. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå khäng âäöng bäü ω = f(M) trong 5 Trang
II. KhëI §éng §éng c¬ VÊn ®Ò c¬ b¶n khi më m¸y ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lμ ®é lín cña dßng ®iÖn më m¸y. §èi víi ®éng c¬ m«men më m¸y ph¶i lín h¬n m«men c¶n trªn trôc ®éng c¬, m«men më m¸y cμng lín th× thêi gian më m¸y cμng ng¾n. Ngoμi ra ®èi víi l−íi ®iÖn th× dßng më m¸y cμng nhá cμng tèt. Khi më m¸y tèc ®é cña ®éng c¬ t¨ng dÇn nªn ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña ®éng c¬ lμ: Tõ ®ª ta thÊy ®Ó më m¸y nhanh th× J ph¶i nhá vμ M-Mc ph¶i lín, dßng më m¸y ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: dω M − Mc = J dt U1 Im = (r1 + r2 )2 + ( x 1 + x 2 )2 1. Më m¸y trùc tiÕp: Ph−¬ng ph¸p nμy ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch nèi ®éng c¬ trùc tiÕp vμo l−íi ®iÖn, nã cã −u ®iÓm lμ ®¬n gi¶n, m«men më m¸y lín, thêi gian më m¸y nhá nh−ng dßng më m¸y lín, nÕu t¶i t¨ng th× thêi gian më m¸y kÐo dμi vμ ®éng c¬ bÞ nãng lªn. Ph−¬ng ph¸p nμy chØ ¸p dông cho c¸c ®éng c¬ cã c«ng suÊt nhá. 2. Më m¸y b»ng c¸ch gi¶m ®iÖn ¸p ®−a vμo ®éng c¬: a. Dïng cuén kh¸ng:(S¬ ®¬ më m¸y nh− h×nh vÏ 1.2a) §Ó më m¸y tr−íc hÕt ta ®ãng cÇu dao D1. Lóc nμy ®éng c¬ ®−îc nèi nèi tiÕp víi cuén kh¸ng vμ ®iÖn ¸p trªn stato gi¶m ®i, trªn d©y quÊn stato cã ®iÖn ¸p: Umin=K.U®m
c¬ ®−îc nèi trùc tiÕp vμo l−íi ®iÖn vμ lμm viÖc víi U=U®m Ta cã: M mm=Kt2 .M mm ; I mm = Kt.Imm Dßng ®iÖn më m¸y mμ m¸y biÕn ¸p lÊy tõ l−íi ®iÖn lμ: I1= Kt.I mm = Kt2. Imm Nh− vËy dßng më m¸y qua m¸y biÕn ¸p tù ngÉu gi¶m ®i Kt2 lÇn so víi khi më m¸y trùc tiÕp. Ta thÊy dßng ®iÖn khi më m¸y dïng biÕn ¸p tù ngÉu nhá h¬n dïng cuén kh¸ng. 3.§æi nèi Δ sang Y: (S¬ ®å më m¸y nh− h×nh vÏ 1.2c) D1 D1 D2 D2 ÂK D3 ÂK (a (b ) ) Δ D1 Y D2 ÂK (c ) Hçnh 1.2. Caïc så âäö måí maïy âäüng cå khäng âäöng bäü Ph−¬ng ph¸p nμy dïng cho ®éng c¬ khi b×nh th−êng nèi Δ. Khi më m¸y ta 3 7 Trang 1 U' mmf = U dm 3
®ãng cÇu dao D2 phÝa Y. Khi më m¸y xong cÇu dao D2 ®−îc ®ãng sang phÝa Δ. §æi nèi sang Y nªn ®iÖn ¸p trªn mçi pha cña ®éng c¬ gi¶m ®i lÇn, do ®ã dßng ®iÖn më m¸y gi¶m, ®iÖn ¸p pha khi më m¸y lμ: M mm M mm M' mm = = M«men mÞ m¸y: 3 ( 3) 2 Dßng më m¸y khi nèi Y I mmf I' mm = I' mmf . 3 lμ: NÕu më m¸y trùc tiÕp nèi Δ th×: Do ®ã: I mm = 3.I mmf mmf I mm I I' mm = I' mmf . 1 = Kt = 3 3 3 NghÜa lμ khi ®æi nèi sang th× dßng më m¸y gi¶m ®i 3 lÇn vμ m«men më m¸y còng gi¶m ®i 3 lÇn gièng nh− ta dïng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu víi 4. Më m¸y b»ng c¸ch thªm ®iÖn trë phô vμo m¹ch R«tor: Ph−¬ng ph¸p nμy dïng cho c¸c ®éng c¬ r«tor d©y quÊn v× ta cã thÓ ®−a thªm ®iÖn trë phô rf vμo m¹ch r«tor th«ng qua hÖ thèng chæi than vμ vμnh tr−ît. Khi ta thªm ®iÖn trë phô vμo m¹ch r«tor ®Æc tÝnhc¬ dÞch dÇn qua ph¶i. M«men më m¸y (t−¬ng øng víi hÖ sè tr−ît S = 1) t¨ng lªn. Víi gi¸ trÞ x¸c ®Þnh cña rf ta cã ®−îc Mmm = Mmax. Tèc ®é cña ®éng c¬ t¨ng dÇn theo ®−êng 3. Khi S = Sa ta chuyÓn vÞ trÝ con tr−ît sang vÞ trÝ 2. §éng c¬ chuyÓn lμm viÖc ®Õn ®iÓm D vμ tèc ®é ®éng c¬ t¨ng theo ®−êng 2. Khi S = Sb ta dÞch con tr−ît ®Õn vÞ trÝ 1 tèc ®é t¨ng theo ®−êng 1. Cuèi cïng ®éng c¬ lμm viÖc t¹i ®iÓm C víi rf = 0. Ph−¬ng ph¸p nμy cã −u ®iÓm lμ dßng më m¸y nhá, m«men më m¸y lín. M D 1 D 2 3 1 2 3 C B A 8 Trang S SB B B SA B B
III.H·M §éNG C¥ 1. H·m t¸i sinh: H·m t¸i sinh cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé x¶y ra khi tèc ®é ω cña r«to lín h¬n tèc ®é ®ång bé ω1. Khi ®ang lμm viÖc ë tr¹ng th¸i ®éng c¬ th× tõ tr−êng quay c¾t qua c¸c thanh dÉn cña d©y quÊn stato vμ r«to theo chiÒu nh− nhau nªn søc ®iÖn ®éng stato E1 vμ søc ®iÖn ®éng r«to E2 trïng pha nhau, cßn khi h·m t¸i sinh E1 vÉn chiÒu nh− cò, cßn søc ®iÖn ®éng E2 cã chiÒu ng−îc l¹i v× khi ®ã ω > ω1 c¸c thanh dÉn R«to c¾t tõ tr−êng quay theo chiÒu ng−îc l¹i. Dßng ®iÖn trong r«to ®−îc tÝnh: Ta thÊy r»ng khi chuyÓn sang h·m t¸i sinh S < 0 nªn chØ cã thμnh phÇn E 2s S .E 2 E . R .S E . X .S 2 I2 = = = '2 2 2 − j '2 2 2 R 2 + j. X 2 .S R 2 + j. X 2 .S R 2 + ( X 2 . S )2 R 2 + ( X 2 . S )2 t¸c dông cña dßng ®iÖn r«to ®æi chiÒu, do ®ã m«men ®æi chiÒu, cßn thμnh phÇn ph¶n kh¸ng vÉn gi÷ chiÒu nh− cò, ë tr¹ng th¸i h·m t¸i sinh ®éng c¬ lμm viÖc nh− mét m¸y ph¸t ®iÖn song song víi l−íi, tr¶ c«ng suÊt t¸c dông vÒ l−íi cßn vÉn tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. Nh÷ng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng ph−¬ng ph¸p tÇn sè hoÆc sè ®«i cùc khi gi¶m tèc ®é th× ta cã thÓ thùc hiÖn h·m t¸i sinh. 2. H·m ng−îc: H·m ng−îc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã hai tr−êng hîp: a. H·m ng−îc x¶y ra khi ®éng c¬ ®ang lμm viÖc ta ®ãng vμo m¹ch r«to ω ®iÖn trë ®ñ lín, víi t¶i thÕ n¨ng ®éng ω0 c¬ sÏ lμm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓm d a (h×nh 1.4) ®o¹n cd lμ ®o¹n ®Æc b tÝnhh·m ng−îc. b. H·m ng−îc x¶y ra khi ®éng c¬ ®ang lμm viÖc, ta ®æi hai trong ba 0 c MC M pha ®iÖn ¸p ®Æt vμo stato, ®éng c¬ sang lμm viÖc trªn ®Æt tÝnh h·m ng−îc bc hoÆc b c . d NÕu t¶i cã tÝnh ph¶n kh¸ng hÖ thèng sÏ lμm viÖc æn ®Þnh t¹i d hoÆc Hçnh 1.4. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå KÂB khi 9 haîm ngæåüc våïi taíi ω1 + ω Trang thãú à S= >1 ω 1
d . Ta cÇn chó ý r»ng trong c¶ hai tr−êng hîp h·m ng−îc : Nªn dßng ®iÖn R«to cã gi¸ trÞ lín. MÆt kh¸c v× tÇn sè dßng ®iÖn R«to f2 = S.f1 lín, nªn ®iÖn kh¸ng X ’2δ lín, do ®ã m«men nhá, v× vËy ®Ó t¨ng c−êng mome h·m vμ h¹n chÕ dßng ®iÖn R«to ta cÇn ®−a thªm ®iÖn trë phô ®ñ lín vμo m¹ch R«to (®èi víi ®éng c¬ cã R«to d©y quÊn), ®iÖn trë nμy cã thÓ x¸c ®Þnh øng víi dßng ®iÖn h·m ban ®Çu t¹i b . 3. H·m ®éng n¨ng: Ph−¬ng ph¸p h·m ω ®éng n¨ng ®éng c¬ kh«ng b' b ω0 ®ång bé ®−îc øng dông réng a r·i, nã ®−îc dïng ®Ó dõng nhanh, chÝnh x¸c mét sè m¸y c«ng t¸c. c MC H·m ®éng n¨ng ®éng M c¬ kh«ng ®ång bé cã thÓ x¶y c' d' ra nÕu R«to ®ang quay, cuén d©y Stato ®−îc c¾t khái l−íi ®iÖn xoay chiÒu ba pha vμ d nèi vμo nguån ®iÖn mét Hçnh 1.5 Âàûc tênh cå cuía chiÒu. Nh− vËy trong Stato âäüng cå KÂB khi haîm ngæåüc bàòng caïch âaío chiãöu quay h×nh thμnh mét tõ tr−Ýng ®øng yªn, tõ tr−Ýng nμy sÏ g©y ra trong R«to ®ang quay mét søc ®iÖn ®éng c¶m øng vμ t¹o nªn dßng ®iÖn. T¸c dông t−¬ng hç gi÷a tõ th«ng ®øng yªn cña stato víi dßng ®iÖn r«to sinh ra m«men h·m. §éng c¬ gi¶m tèc ®é dÇn vμ ®Õn khi dõng h¼n th× søc ®iÖn ®éng, dßng ®iÖn vμ m«men cña nã sÏ gi¶m vÒ kh«ng. Râ rμng lμ khi h·m ®éng n¨ng, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lμm viÖc ë tr¹ng th¸i m¸y ph¸t ®ång bé. Nguäön mäüt rKT chiãöu ISt FHD L HÂN Maïy phaït Starto haîm âäüng nàng Roto Vaình træåüt 10 Trang
IV. §IÒU CHØNH TèC §é 1. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi sè ®«i cùc tõ: Tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®−îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc: n= 60 f1 (1 − s ) p Do ®ã ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬ ta cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p thay ®æi sè ®«i cùc cña ®éng c¬ th× tèc ®é ®ång bé sÏ thay ®æi, do ®ã tèc ®é cña r«to sÏ thay ®æi theo. Khi nμy tèc ®é cña ®éng c¬ s¶n xuÊt thay ®æi nh¶y cÊp, th«ng th−êng ®éng c¬ ®−îc chÕ t¹o víi hai cÊp tèc ®é. §Ó thay ®æi sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato ng−êi ta hoÆc lμ ®Æt mét d©y quÊn lªn stato vμ thay ®æi c¸ch nèi d©y ®Ó cã sè ®«i cùc kh¸c nhau. CÇn chó ý lμ sè ®«i cùc cña d©y quÊn r«to ph¶i phï hîp víi sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato. Nh− vËy khi ®æi nèi d©y quÊn stato ®Ó thay ®æi sè ®«i cùc ®ång thêi ph¶i thay ®æi c¶ d©y quÊn r«to nªn kÕt cÊu ®éng c¬ phøc t¹p. ChÝnh v× lÝ do nμy mμ hÇu hÕt c¸c ®éng c¬ cã nhiÒu cÊp tèc ®é th−êng lμ c¸c ®éng c¬ cã r«to lång sãc. 2. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p: Khi biÕn ®æi ®iÖn ¸p ®éng c¬ kh«ng ®ång bé th× m«men tíi h¹n cña nã biÕn ®æi theo, cßn ®é tr−ît tíi h¹n kh«ng ®æi. NÕu m¹ch tõ m¸y ®iÖn kh«ng b·o hßa th× m«men tíi h¹n tØ lÖ víi b×nh ph−¬ng ®iÖn ¸p. ω S ω ω1 S ω1 x1f R1f St U2 U1 Uâm M M b.Âàûc tênhcå khi a.Âàûc tênh cå âiãöu chènh âiãûn khi âiãöu tråí âiãûn khaïng Hçnh 1.7. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå khäng âäöng bäü 11 Trang
Khi gi¶m ®iÖn ¸p, modun ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ gi¶m xuèng. Ngoμi ra, m«men cho phÐp còng gi¶m khi gi¶m tèc ®é (®−êng nÐt ®øt). M«men cho phÐp ®ã ®−îc x¸c ®Þnh theo nh− ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch biÕn ®æi ®iÖn trë trong m¹ch stato hoÆc biÕn ®æi ®iÖn c¶m trong m¹ch r«to. §Ó t¨ng m«men cho phÐp ë c¸c tèc ®é nhá, ng−êi ta nèi thªm ®iÖn trë phô vμo m¹ch r«to ®éng c¬. C¸c ®Æc tÝnhc¬ trong tr−êng hîp nμy ®−îc vÏ ë h×nh 1.7b. C¸c chØ tiªu n¨ng l−îng khi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng c¸ch biÕn ®æi ®iÖn ¸p còng gÇn gièng nh− khi ®iÒu chØnh b»ng c¸ch biÕn ®æi ®iÖn trë trong m¹ch stato, nghÜa lμ hiÖu suÊt vμ hÖ sè c«ng suÊt cña thiÕt bÞ sÏ gi¶m xuèng khi gi¶m tèc ®é. Ta cã thÓ dïng nhiÒu thiÕt bÞ kh¸c nhau ®Ó biÕn ®æi ®iÖn ¸p stato nh− lμ: BiÕn ¸p tù ngÉu, ®iÖn kh¸ng b·o hßa, bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p b»ng Tirstor §at. Khi dïng biÕn ¸p tù ngÉu, ®iÖn ¸p ®−îc ®iÒu chØnh do thay ®æi hÖ sè biÕn ¸p. Khi cã ®iÖn ¸p vμ ®iÖn trë ®¼ng trÞ cña m¸y biÕn ¸p tù ngÉu ®Òu thay ®æi: §iÖn ¸p cμng gi¶m ®iÖn trë ®¼ng trÞ cμng t¨ng. Khi gi¶m ®iÖn ¸p cña stato nhê DAT KC (a) (b) Hçnh 1.8. Så âäö âiãöu chènh âiãûn aïp starto; a) Bàòng maïy biãún aïp tæû ngáùu; b) Bàòng bäü âiãöu chènh Th ristor biÕn ¸p tù ngÉu biÕn, m«men tíi h¹n vμ ®é tr−ît tíi h¹n ®−îc gi¶m ®ång thêi. C¸c ®Æc tÝnhc¬ trong tr−êng hîp nμy ®−îc tr×nh bμy nh− h×nh vÏ: 12 Trang
ω Tõ c¸c ®Æc tÝnh®ã ta thÊy, khi ®iÖn ω1 ¸p gi¶m, ®o¹n ®Æc tÝnhcã ®é cøng ©m bÞ rót ng¾n l¹i. Ngoμi ra, viÖc ®−a c¸c m¹ch håi tiÕp vμo hÖ thèng ®Ó n©ng cao ®é cøng ®Æc tÝnhc¬ trong tr−êng hîp nμy t−¬ng ®èi khã kh¨n. Do ®ã, ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé nhê biÕn ¸p tù ngÉu chØ ®−îc thùc hiÖn cho c¸c c¬ cÊu cã phô t¶i qu¹t giã vμ ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é kh«ng lín. Khi dïng c¸c van ®iÒu chØnh, ®iÖn ¸p M ®éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch biÕn Hçnh 1.9. Âàûc tênh cå khi ®æi gãc th«ng chËm α cña c¸c van so víi d ìng biãún thêi ®iÓm ®Çu cña n÷a sãng d−¬ng ®iÖn ¸p pha cña l−íi ®iÖn. Khi biÕn ®æi gãc α tõ 0 ®Õn 1500 ®iÖn ¸p ®éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh tõ trÞ sè ®iÖn ¸p l−íi ®iÖn ®Õn 0. 3. §iÒu chØnh c«ng suÊt tr−ît: Trong c¸c tr−êng hîp ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng c¸ch lμm mÒm ®Æc tÝnhvμ ®Ó nguyªn tèc ®é kh«ng t¶i lÝ t−ëng th× c«ng suÊt tr−ît: ΔPS = S.P®t = MC .ω1.S ®−îc tiªu t¸n trªn ®iÖn trë m¹ch r«to. ë c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng c«ng suÊt lín, tæn hao nμy lμ ®¸ng kÓ. NÕu ®Ó tiªu t¸n n¨ng l−îng nμy trªn ®iÖn trë mét c¸ch v« Ých th× c¸c chØ tiªu n¨ng l−îng cña truyÒn ®éng ®iÖn sÏ gi¶m thÊp. ViÖc sö dông trùc tiÕp n¨ng l−îng tr−ît cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lμ rÊt khã v× tÇn sè dßng ®iÖn r«to kh¸c víi tÇn sè l−íi. V× thÕ, ®Ó võa ®iÒu chØnh ®−îc tèc ®é truyÒn ®éng, võa tËn dông ®−îc c«ng suÊt tr−ît, gäi t¾t lμ c¸c s¬ ®å nèi tÇng. H×nh vÏ d−íi ®©y lμ mét trong c¸c s¬ ®å nguyªn lÝ cña thiÕt bÞ nèi tÇng vμ ®Æc tÝnh c¬ ®iÒu chØnh cña nã. ω ω Bäü biãún âäøi Mth BÂ M Hçnh 1.10. Så âäö vaì âàûc tênh cå âäüng cå khäng âäöng bäü khi âiãöu chènh cäng suáút træåüt âäüng cå khäng âäöng 13 Trang
ë ®©y, n¨ng l−îng tr−ît cã tÇn sè f2 = S.f1 lÊy tõ vμnh tr−ît cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®−îc ®−a ®Õn ®Çu vμo cña bé biÕn ®æi B§. §Çu ra cña B§ cã ®iÖn ¸p vμ tÇn sè b»ng trÞ sè cña l−íi ®iÖn do ®−îc nèi víi l−íi. Tèc ®é cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn ®−îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch: thay ®æi søc ®iÖn ®éng cña bé B§ nèi víi ÂK BA m¹ch r«to, ta sÏ biÕn ®æi ®−îc dßng ®iÖn trong c¸c d©y quÊn ®éng c¬ vμ do ®ã L biÕn ®æi ®−îc m«men vμ tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. §Ó cô thÓ h¬n, ta xem CL NL s¬ ®å nèi tÇng dïng Thyristor ë h×nh vÏ sau: Hçnh 1.11. Så âäö âiãöu chènh âiãûn aïp näúi táöng Thyristor Søc ®iÖn ®éng r«to ur ®−îc chØnh l−u thμnh ®iÖn ¸p qua kh¸ng läc L cÊp cho nghÞch l−u phô thuéc NL. §iÖn ¸p AC cña NL cã biªn ®é vμ tÇn sè kh«ng ®æi do ®−îc x¸c ®Þnh bëi ®iÖn ¸p vμ tÇn sè cña l−íi ®iÖn. 4. §iÒu chØnh tÇn sè nguån cÊp cho §KB: Khi ®iÒu chØnh tÇn sè §KB, th−êng kÐo theo ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn hoÆc tõ th«ng m¹ch stato. Do tÝnh chÊt phøc t¹p cña c¸c qu¸ tr×nh ®iÖn tõ trong ®éng c¬ kh«ng ®ång bé nªn c¸c ph−¬ng tr×nh, biÓu thøc ®· ph©n tÝch kh«ng sö dông trùc tiÕp ®−îc cho tr−êng hîp ®iÒu chØnh tÇn sè. a. LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p theo kh¶ n¨ng qu¸ t¶i: Khi ®iÒu chØnh tÇn sè th× trë ω0âm ω Uâm; fâm kh¸ng, tõ th«ng, dßng ®iÖn... cña ωâm M ( ) ®éng c¬ thay ®æi. §Ó ®¶m b¶o mét U; sè chØ tiªu ®iÒu chØnh mμ kh«ng ω0 f lμm ®éng c¬ bÞ qu¸ dßng th× cÇn ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p. §èi víi ω hÖ thèng biÕn tÇn nguån ¸p th−êng cã yªu cÇu gi÷ cho kh¶ n¨ng qu¸ t¶i M vÒ m«men lμ kh«ng ®æi trong suèt d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é. M«men cùc M Mâm Mth Mthâm ®¹i mμ ®éng c¬ sinh ra ®−îc chÝnh lμ m«men tíi h¹n Mth, kh¶ n¨ng Hçnh 1.12. Âàûc tênh cå qu¸ t¶i vÒ m«men ®−îc quy ®Þnh âiãöu chènh täúc âäü b»ng hÖ sè qu¸ t¶i m«men λm (λm âäüng cå khäng âäöng = Mth/M =const). bäü theo khaí nàng quaï íi ãö ä 14 Trang
NÕu bá qua ®iÖn trë d©y quÊn stato th× cã thÓ tÝnh ®−îc m«men tíi h¹n: 2 L2 2 US ⎛U ⎞ M th = m . 2 = K m .⎜ S ⎜ω ⎟ ⎟ 2 . L2 . L R σ ω 0 S ⎝ 0 ⎠ §iÒu kiÖn gi÷ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men kh«ng ®æi lμ: M th M λM = = thâm M M âm Tõ trªn ta suy ra: US U Sâm M = ω0 ω 0 âm Mâm D¹ng ®Æc tÝnhc¬ thèng kª cña c¸c m¸y s¶n xuÊt cã thÓ viÕt gÇn ®óng: X ⎛ ω 0 ⎞ M C = M Câm ⎜ ⎜ω ⎟ ⎟ ⎝ 0 âm ⎠ Khi truyÒn ®éng æn ®Þnh, M = Mc nªn tõ trªn ta cã: X X 1+ 1+ U S ⎛ ω 0 ⎞ ⎛ fs ⎞ 2 2 = ⎜⎜ ω ⎟ ⎟ = ⎜ ⎜ f ⎟ ⎟ U âm ⎝ 0 âm ⎠ ⎝ sâm ⎠ b. LuËt ®iÒu chØnh tõ th«ng: Tõ c¸c quan hÖ tÝnh m«men cã thÓ kÕt luËn r»ng nÕu gi÷ tõ th«ng ψ cña m¸y hoÆc tõ th«ng ψS cña stato kh«ng ®æi th× m«men sÏ kh«ng phô thuéc vμo tÇn sè, vμ m«men tíi h¹n sÏ kh«ng ®æi trong toμn bé d¶i ®iÒu chØnh . NÕu coi R3 = 0 th× ψs = Us/ ω0 = U®m/ ω®m = const. Khi ë vïng tÇn sè lμm viÖc thÊp mμ sôt ¸p trªn Rs cã thÓ so s¸nh ®−îc sôt ¸p trªn ®iÖn c¶m t¶n m¹ch stato th× ®ång thêi tõ th«ng còng gi¶m ®i vμ do ®ã Mth còng gi¶m ®i. BiÓu thøc quan hÖ gi÷a dßng ®iÖn stato vμ tõ th«ng r«to lμ: ψ IS = rdm 1 + (T r σ .ω s )2 L âm Trong ®ã: Tr rσ = Lr rσ /Rr. 15 Trang
VËy khi gi÷ biªn ®é tõ th«ng kh«ng ®æi th× vect¬ tõ th«ng r«to lu«n vu«ng pha víi vect¬ dßng ®iÖn r«to vμ do ®ã m«men ®iÖn tõ cña tõ th«ng hoμn toμn tØ lÖ víi biªn ®é dßng ®iÖn r«to . IS/ISâm I ωS/ωSâm 0 Hçnh 1.13. Âàûc tênh âiãöu chènh tæì Â c. LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè tr−ît kh«ng ®æi: NÕu ta gi÷ tÇn sè tr−ît kh«ng ®æi ω5 = const th× M«men chØ cßn phô 3 L2 ω s I s2 M = m 2 R r 1 + (ω s . Tr )2 thuéc vμo Is mμ kh«ng phô thuéc vμo tÇn sè nguån. §Æc tÝnhM(ωs) nh− h×nh 1.14. 2 3 Lm 2 M= Is 4 Lrω ωSth = Rr / Lr Nh− vËy nÕu cø ωs = ωsth = 1/Tr th× M=Mth. Trong tr−êng hîp nμy gäi lμ luËt ®iÒu chØnh sao cho ®éng c¬ sinh ra m«men tèi ®a øng víi gi¸ trÞ cho tr−íc cña dßng ®iÖn trong stato. 16 Trang
ω ω0 B B ωSth=cons B B t ISn ... IS3 B B B B IS2 B B IS1 B B M H×nh 1.14. §Æc tÝnh c¬ khi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé víi tÇn sè tr−ît kh«ng ®æi 17 Trang