intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Chương 18 Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ

Chia sẻ: Nguyenvan Do | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST
Báo xấu
239
lượt xem 58
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong quá trình mở máy động cơ điện, mômen mở máy là đặc tính chủ yếu nhất trong những đặc tính mở máy của động cơ điện. Muốn cho máy quay đợc thì mômen mở máy của động cơ phải lớn hơn mômen tải tĩnh và mômen ma sát tĩnh. Trong quá trình tăng tốc ph ơng trình cân bằng động về mômen như sau:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 18 Mở máy và điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ

  1. Ch­¬ng 18 Më m¸y vµ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé 18-1. QU¸ TR×NH Më M¸Y §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé Trong qu¸ tr×nh më m¸y ®éng c¬ ®iÖn, m«men më m¸y lµ ®Æc tÝnh chñ yÕu nhÊt trong nh÷ng ®Æc tÝnh më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn. Muèn cho m¸y quay ®­îc th× m«men më m¸y cña ®éng c¬ ph¶i lín h¬n m«men t¶i tÜnh vµ m«men ma s¸t tÜnh. Trong qu¸ tr×nh t¨ng tèc ph­¬ng tr×nh c©n b»ng ®éng vÒ m«men nh­ sau: dω (18-1) M −MC = M =J j dt trong ®ã: M, Mc, Mj lµ m«men ®iÖn tõ cña ®éng c¬ ®iÖn, m«men c¶n vµ m«men qu¸n tÝnh. GD 2 - h»ng sè qu¸n tÝnh; J= 4g g = 9,81 m/s2 - gia tèc träng tr­êng; G vµ D lµ träng l­îng vµ ®­êng kÝnh phÇn quay; ω - tèc ®é gãc cña r«to. Khi ®· biÕt ®­îc ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn M = f1(n) vµ cña t¶i Mc = f2(n) th× cã thÓ tõ c«ng thøc (18-1) t×m ra quan hÖ gi÷a tèc ®é vµ thêi gian n = f(t) trong qu¸ tr×nh më m¸y. Còng tõ biÓu thøc trªn ta thÊy, muèn ®¶m b¶o t¨ng tèc thuËn lîi trong dω > 0 , nghÜa lµ M > Mc. Víi mét qu¸n tÝnh nh­ nhau, qu¸ tr×nh më m¸y ph¶i gi÷ dt M - Mc cµng lín th× tèc ®é t¨ng cµng nhanh. §èi víi nh÷ng m¸y cã qu¸n tÝnh lín th× thêi gian më m¸y l©u h¬n. Trong tr­êng hîp cã yªu cÇu më m¸y nhiÒu lÇn th× thêi gian më m¸y ¶nh h­ëng rÊt nhiÒu ®Õn n¨ng suÊt lao ®éng. Khi b¾t ®Çu më m¸y th× r«to ®øng yªn, hÖ sè tr­ît s = 1 nªn dßng më m¸y cã thÓ tÝnh ®­îc theo m¹ch ®iÖn thay thÕ. U1 I mm = (18-2) (r1 + C r ) + ( x1 + C1 x2 ) 2 ,2 , 12 Thùc tÕ do m¹ch tõ t¶n b·o hoµ rÊt nhanh, ®iÖn kh¸ng gi¶m xuèng nªn dßng ®iÖn më m¸y cßn lín h¬n nhiÒu so víi trÞ sè tÝnh theo c«ng thøc (18-2). ë trÞ sè ®iÖn ¸p ®Þnh møc dßng ®iÖn më m¸y th­êng b»ng tõ 4 ®Õn 7 lÇn dßng ®iÖn ®Þnh møc. Dßng ®iÖn qu¸ lín kh«ng nh÷ng lµm cho b¶n th©n m¸y bÞ nãng mµ cßn lµm cho ®iÖn ¸p l­íi gi¶m nhiÒu, nhÊt lµ ®èi víi nh÷ng l­íi ®iÖn cã c«ng suÊt nhá. Trong thùc tÕ, theo yªu cÇu cña s¶n xuÊt, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé th­êng ph¶i më m¸y vµ ngõng m¸y nhiÒu lÇn. Tuú theo tÝnh chÊt cña t¶i vµ t×nh h×nh cña l­íi ®iÖn mµ yªu cÇu më m¸y ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn còng kh¸c nhau. Cã khi yªu cÇu m«men më m¸y lín, cã khi cÇn h¹n chÕ dßng ®iÖn më m¸y vµ cã khi l¹i cÇn c¶ hai. Nh÷ng yªu cÇu trªn ®ßi hái ®éng c¬ ®iÖn ph¶i cã tÝnh n¨ng më m¸y thÝch øng. 77 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  2. Trong nhiÒu tr­êng hîp, do ph­¬ng ph¸p më m¸y hay do chän ®éng c¬ ®iÖn cã tÝnh n¨ng më m¸y kh«ng thÝch hîp sÏ g©y háng m¸y. Nãi chung khi më m¸y mét ®éng c¬ ®iÖn cÇn xÐt ®Õn nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n sau: 1- Ph¶i cã m«men më m¸y ®ñ lín ®Ó thÝch øng víi ®Æc tÝnh c¬ cña t¶i. 2- Dßng ®iÖn më m¸y cµng nhá cµng tèt. 3- Ph­¬ng ph¸p më m¸y vµ thiÕt bÞ cÇn dïng ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, ch¾c ch¾n, an toµn. 4- Tæn hao c«ng suÊt trong qu¸ tr×nh më m¸y cµng nhá cµng tèt. Nh÷ng yªu cÇu trªn th­êng m©u thuÉn víi nhau nh­ khi yªu cÇu dßng ®iÖn më m¸y nhá th× th­êng lµm cho m«men më m¸y gi¶m theo hoÆc cÇn thiÕt bÞ ®¾t tiÒn. ChÝnh v× vËy ph¶i c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn lµm viÖc cô thÓ mµ chän ph­¬ng ¸n më m¸y thÝch hîp. 18-2. C¸c ph­¬ng ph¸p më m¸y 18.2.1. Më m¸y trùc tiÕp ®éng c¬ ®iÖn r«to lång sãc §©y lµ ph­¬ng ph¸p më m¸y ®¬n gi¶n nhÊt, chØ CD viÖc ®ãng trùc tiÕp ®éng c¬ ®iÖn vµo l­íi ®iÖn lµ ®­îc (h×nh 18-1). Khi më m¸y trùc tiÕp dßng ®iÖn më m¸y t­¬ng ®èi lín. NÕu qu¸n tÝnh cña t¶i lín, thêi gian më m¸y qu¸ dµi th× cã thÓ lµm nãng m¸y vµ ¶nh h­ëng ®Õn ®iÖn ¸p l­íi ®iÖn. Nh­ng nÕu nguån ®iÖn t­¬ng ®èi lín th× nªn dïng ph­¬ng ph¸p §C nµy v× më m¸y nhanh vµ ®¬n gi¶n. 18.2.2. H¹ ®iÖn ¸p ®Ó më m¸y H×nh 18-1. Më m¸y trùc tiÕp Khi h¹ ®iÖn ¸p ®Ó më m¸y sÏ gi¶m ®­îc dßng ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ®iÖn më m¸y nh­ng ®ång thêi m«men më m¸y còng gi¶m xuèng, do ®ã ®èi víi nh÷ng t¶i yªu cÇu cã m«men më m¸y lín th× ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng dïng ®­îc. Tuy vËy ®èi víi nh÷ng thiÕt bÞ yªu cÇu m«men më m¸y nhá th× ph­¬ng ph¸p nµy rÊt thÝch hîp. Cã ba c¸ch h¹ ®iÖn ¸p nh­ sau: 1- M¾c cuén kh¸ng nèi tiÕp vµo m¹ch stato (h×nh 18-2) Khi më m¸y ®ãng cÇu dao D1, më cÇu dao D2, trong m¹ch ®iÖn stato ®­îc m¾c nèi tiÕp mét ®iÖn kh¸ng K. Më m¸y xong ®ãng cÇu dao D2 nèi t¾t cuén kh¸ng (h×nh 18-2). §iÒu chØnh trÞ sè cña ®iÖn kh¸ng th× cã thÓ cã ®­îc dßng ®iÖn më m¸y cÇn thiÕt. Do cã ®iÖn ¸p gi¸ng trªn ®iÖn kh¸ng nªn ®iÖn ¸p më m¸y trªn ®Çu cùc cña ®éng c¬ ®iÖn lµ U,mm nhá h¬n ®iÖn ¸p l­íi U1. Ta cã U,mm = kU1 víi k < 1. Gäi dßng ®iÖn më m¸y vµ m«men më m¸y khi më m¸y trùc tiÕp lµ Imm vµ Mmm. Sau khi thªm ®iÖn kh¸ng vµo dßng ®iÖn më m¸y cßn l¹i lµ I,mm = kImm. NÕu cho r»ng khi h¹ ®iÖn ¸p më m¸y tham sè cña m¸y ®iÖn vÉn gi÷ kh«ng ®æi th× dßng ®iÖn më m¸y sÏ nhá ®i. V× m«men tû lÖ víi b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p nªn lóc ®ã m«men më m¸y b»ng M,mm = k2Mmm . 78 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  3. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ thiÕt bÞ ®¬n gi¶n, gi¶m ®­îc dßng ®iÖn më m¸y nh­ng nh­îc ®iÓm lµ khi gi¶m dßng ®iÖn më m¸y th× m«men më m¸y gi¶m xuèng b×nh ph­¬ng lÇn. 2- Dïng biÕn ¸p tù ngÉu h¹ ®iÖn ¸p më m¸y S¬ ®å lóc më m¸y nh­ h×nh 18-3, trong Ul ®ã T lµ biÕn ¸p tù ngÉu, bªn cao ¸p nèi víi l­íi ®iÖn, bªn h¹ ¸p nèi víi ®éng c¬ ®iÖn. Khi më m¸y ®ãng cÇu dao D1 vµ D3, cßn D2 D1 më. Sau khi më m¸y xong c¾t biÕn ¸p tù ngÉu T ra b»ng c¸ch ®ãng cÇu dao D2 vµo vµ më D3 ra. Gäi tû sè biÕn ®æi ®iÖn ¸p cña biÕn K ¸p tù ngÉu lµ kT (kT < 1) th× U,mm = kTU1. Do D2 ®ã dßng ®iÖn më m¸y vµ m«men më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn sÏ lµ I,mm = kTImm vµ M,mm = k2TMmm. ′ I mm U,mm Gäi dßng ®iÖn lÊy tõ l­íi vµo lµ I1 (dßng §C ®iÖn s¬ cÊp cña biÕn ¸p tù ngÉu) th× dßng ®iÖn ®ã b»ng: I1 = kTI,mm = k2TImm. H×nh 18-2. H¹ ®iÖn ¸p më So víi ph­¬ng ph¸p trªn ta thÊy, nÕu m¸y b»ng cuén kh¸ng. chän kT = k th× m«men më m¸y vÉn b»ng M,mm = k2Mmm nh­ng dßng ®iÖn më m¸y lÊy tõ l­íi vµo nhá h¬n nhiÒu (Il = k2TImm). Ng­îc l¹i, khi lÊy tõ l­íi vµo mét dßng ®iÖn më m¸y b»ng dßng ®iÖn më m¸y cña ph­¬ng ph¸p trªn th× víi ph­¬ng ph¸p nµy ta cã m«men më m¸y lín h¬n. §ã lµ ­u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p dïng biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó h¹ thÊp ®iÖn ¸p më m¸y. Ul D1 D1 Lµm viÖc ∆ D2 §C T D2 I,mm U,mm Më m¸y Υ D3 §C H×nh 18-3: H¹ ®iÖn ¸p më H×nh 18-4: Më m¸y Y- ∆ m¸y b»ng biÕn ¸p tù ngÉu . 79 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  4. 3. Më m¸y b»ng ph­¬ng ph¸p Y- ∆ Ph­¬ng ph¸p më m¸y Υ - ∆ thÝch øng víi c¸c ®éng c¬ ®iÖn khi lµm viÖc b×nh th­êng ®Êu tam gi¸c. Khi më m¸y ta ®æi thµnh Y, nh­ vËy ®iÖn ¸p ®­a vµo hai ®Çu mçi pha chØ cßn U l / 3 . Sau khi ®éng c¬ ®· ch¹y råi, ®æi thµnh ®Êu ∆. S¬ ®å c¸ch ®Êu d©y nh­ ë h×nh 18- 4. Khi më m¸y th× ®ãng cÇu dao D1 cßn cÇu dao D2 ®ãng vÒ phÝa d­íi, nh­ vËy m¸y ®Êu Y. Khi m¸y ®· ch¹y råi th× ®ãng cÇu dao D2 vÒ phÝa trªn, m¸y ®Êu theo ∆. Theo ph­¬ng ph¸p nµy, khi d©y quÊn ®Çu Y th× ®iÖn ¸p pha trªn d©y quÊn lµ: 1 U mmf = U1 , trong ®ã U1 lµ ®iÖn ¸p d©y cña l­íi ®iÖn. ' 3 Ta cã: I mmf = 1 I mmf vµ M mmf = 1 M mm . ' ' 3 3 Do khi ®Êu Y ®Ó më m¸y dßng ®iÖn pha b»ng dßng ®iÖn d©y I,mmf = I,mm cßn khi më m¸y trùc tiÕp ®Êu ∆ th× Ummf = Ul vµ Imm = 3 Immf cho nªn khi më m¸y ®Êu sao th× 1 1 dßng ®iÖn b»ng I mm = I mmf = I mmf = I mm , nghÜa lµ dßng ®iÖn më m¸y vµ m«men më ' ' 3 3 m¸y ®Òu gi¶m ®i ba lÇn so víi më m¸y trùc tiÕp. Trªn thùc tÕ tr­êng hîp nµy t­¬ng tù 1 nh­ dïng mét biÕn ¸p tù ngÉu cã tû sè biÕn ®æi ®iÖn ¸p kT = . 3 Trong c¸c ph­¬ng ph¸p h¹ ®iÖn ¸p më m¸y nãi trªn, ph­¬ng ph¸p më m¸y Y - ∆ t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n nªn ®­îc dïng réng r·i ®èi víi nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn khi lµm viÖc ®Êu tam gi¸c. 18.2.3 Më m¸y b»ng c¸ch ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo r«to Ph­¬ng ph¸p nµy chØ ¸p dông víi nh÷ng ®éng c¬ r«to d©y quÊn v× ®Æc ®iÓm cña lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nµy lµ cã M =M M mm max thÓ ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch 1 M dm 3 2 4 cuén d©y r«to. Nh­ ta ®· biÕt, khi ®iÖn trë r«to thay ®æi th× ®Æc tÝnh M = f(s) còng sÏ thay ®æi. Khi ®iÒu chØnh ®iÖn a 1,0 trë m¹ch ®iÖn r«to thÝch hîp sÏ ®­îc tr¹ng th¸i më m¸y lý t­ëng (®­êng 4 ë h×nh 18-5). Sau khi m¸y ®· quay, ®Ó duy tr× mét m«men ®iÖn tõ nhÊt ®Þnh trong qu¸ tr×nh më m¸y, ta c¾t dÇn ®iÖn s trë phô thªm vµo r«to lµm cho qu¸ tr×nh t¨ng tèc cña ®éng c¬ ®iÖn thay ®æi tõ 1 ,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 ®­êng M = f(s) nµy sang ®­êng M = H×nh 18-5. ĐÆc tÝnh m«men khi f(s) kh¸c. Nh­ ë h×nh 18-5 ®æi tõ ®­êng thªm ®iÖn trë phô vµo ®Ó më m¸y. 4 sang ®­êng 3, ®­êng 2 vµ sau khi c¾t toµn bé ®iÖn trë phô th× sÏ theo ®­êng 1 t¨ng tèc ®Õn ®iÓm lµm viÖc. 80 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  5. Dïng ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn cã thÓ ®¹t ®­îc m«men më m¸y lín, ®ång thêi dßng ®iÖn më m¸y nhá nªn nh÷ng n¬i nµo më m¸y khã kh¨n th× dïng lo¹i ®éng c¬ ®iÖn nµy. Nh­îc ®iÓm cña ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn lµ r«to d©y quÊn chÕ t¹o phøc t¹p h¬n r«to lång sãc nªn ®¾t h¬n, b¶o qu¶n khã kh¨n h¬n, hiÖu suÊt cña m¸y còng thÊp h¬n. 18-3. ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé HiÖn nay ng­êi ta ®· nghiªn cøu nhiÒu vÒ vÊn ®Ò ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé, nh­ng nh×n chung c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ®Òu cã nh÷ng ­u nh­îc ®iÓm cña nã vµ ch­a gi¶i quyÕt ®­îc toµn bé vÊn ®Ò nh­: ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é, n¨ng l­îng tiªu thô, ®é b»ng ph¼ng khi ®iÒu chØnh, thiÕt bÞ sö dông. V× vËy trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp quan träng nh­ c¸n thÐp, vËn t¶i, dÖt giÊy, c¬ khÝ v.v… cã yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é t­¬ng ®èi cao vÉn cßn dïng nhiÒu ®éng c¬ mét chiÒu hay ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp. MÆc dï viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé cã nh÷ng khã kh¨n, nh­ng trong nh÷ng tr­êng hîp nµo ®ã nÕu dïng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é thÝch hîp còng cã thÓ tho¶ m·n ®­îc yªu cÇu ®Æt ra. C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh chñ yÕu cã thÓ thùc hiÖn: 1- Trªn stato: thay ®æi ®iÖn ¸p ®­a vµo d©y quÊn stato, thay ®æi sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato hay thay ®æi tÇn sè nguån ®iÖn. 2- Trªn r«to: thay ®æi ®iÖn trë r«to hoÆc nèi tiÕp trªn m¹ch r«to mét hay nhiÒu m¸y ®iÖn gäi lµ nèi cÊp. 18.3.1. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi sè ®«i cùc Nãi chung ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc b×nh th­êng cã hÖ 60 f sè tr­ît nhá, do ®ã tèc ®é cña ®éng c¬ ®iÖn gÇn b»ng tèc ®é ®ång bé n1 = . Tõ ®ã p ta thÊy khi tÇn sè kh«ng ®æi th× tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬ ®iÖn tû lÖ nghÞch víi sè ®«i cùc, do ®ã khi thay ®æi sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato cã thÓ thay ®æi ®­îc tèc ®é. D©y quÊn stato cã thÓ nèi thµnh bao nhiªu sè ®«i cùc kh¸c nhau th× tèc ®é cã bÊy nhiªu cÊp, v× vËy tèc ®é chØ cã thÓ thay ®æi tõng cÊp mét, kh«ng b»ng ph¼ng. Cã nhiÒu c¸ch thay ®æi sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato. 1. §æi c¸ch nèi ®Ó cã sè ®«i cùc kh¸c nhau. Dïng trong ®éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é theo tû lÖ 2 : 1. 2 - Trong r·nh stato ®Æt hai d©y quÊn ®éc lËp cã sè ®«i cùc kh¸c nhau, th­êng ®Ó ®¹t hai tèc ®é theo tû lÖ 4 : 3 hay 6 : 5. 3 - Trªn r·nh stato cã ®Æt hai d©y quÊn ®éc lËp cã sè ®«i cùc kh¸c nhau, mçi d©y quÊn l¹i cã thÓ ®æi nèi ®Ó cã sè ®«i cùc kh¸c nhau, dïng trong ®éng c¬ ®iÖn ba bèn tèc ®é. D©y quÊn r«to trong ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn cã sè ®«i cùc b»ng sè ®«i cùc cña d©y quÊn stato, do ®ã khi ®Êu l¹i d©y quÊn stato ®Ó cã sè ®«i cùc kh¸c 81 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  6. nhau th× d©y quÊn r«to còng ph¶i ®Êu l¹i, nh­ vËy kh«ng tiÖn lîi, do ®ã kh«ng dïng ®éng c¬ ®iÖn lo¹i τ τ τ τ nµy ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi sè ®«i cùc. Ng­îc l¹i, r«to lång sãc cã thÓ thÝch øng víi a) bÊt cø sè ®«i cùc nµo cña d©y quÊn stato, do ®ã thÝch hîp cho ®éng c¬ ®iÖn thay ®æi sè ®«i cùc ®Ó A2 A1 X1 X2 ®iÒu chØnh tèc ®é. S¬ ®å thay ®æi sè ®«i cùc nh­ ë h×nh 18 - 6. Khi thay ®æi tõ nèi thuËn (h×nh 18-6a) sang nèi ng­îc (h×nh 18-6b) ta ®­îc b­íc cùc kh¸c nhau, nghÜa lµ τ/2 τ τ/2 sè ®«i cùc kh¸c nhau theo tû lÖ 2 : 1. Hai cuén d©y ®ã còng cã thÓ ®Êu nèi tiÕp (h×nh 18-6a) hay song b) song (h×nh 18-6c) theo yªu cÇu cña ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn ®Ó thay ®æi sè ®«i cùc. A1 X1 A2 X2 §èi víi ®éng c¬ ®iÖn ba pha, tuú theo c¸ch ®Êu Y hay ∆ vµ c¸ch ®Êu d©y quÊn pha song song hay nèi tiÕp mµ ng­êi ta chÕ t¹o ®éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é τ/2 τ τ/2 thµnh lo¹i m«men kh«ng ®æi vµ lo¹i c«ng suÊt kh«ng ®æi. c) ë h×nh 18 - 7, gäi c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn khi ®Êu YY víi sè ®«i cùc Ýt (p1) lµ PYY, c«ng suÊt ®éng A1 X1 A2 X2 c¬ ®iÖn khi ®Êu Y víi sè ®«i cùc gÊp ®«i (p2) lµ PY, ta cã: P = 3U1 2 I 'f ηYY cos ϕYY H×nh 18-6. S¬ ®å nguyªn YY lý thay ®æi sè ®«i cùc P = 3U1I 'f ηY cosϕY Y Gi¶ thiÕt khi thay ®æi tèc ®é, hiÖu suÊt η vµ cosϕ kh«ng ®æi th× ta cã: P =2 (18-3) YY PY V× khi ®æi nèi tõ ®Êu Y sang ®Êu YY sè ®«i cùc gi¶m ®i mét nöa nªn tèc ®é t¨ng 2 lÇn (p2 = 2p1 nªn n1 = 2n2) vµ do quan hÖ P = Mω, trong ®ã ω lµ tèc ®é gãc cña r«to ®éng c¬ ®iÖn; M, P lµ m«men ®iÖn tõ vµ c«ng suÊt ®Çu trôc cña ®éng c¬ ®iÖn, nªn ta cã: ωM P 2 M YY = YY YY = =2 YY ωY M Y PY MY Tõ ®ã ta ®­îc MY = MYY, nghÜa lµ m¸y ®­îc chÕ t¹o theo lo¹i m«men kh«ng ®æi. ë h×nh 18 - 8, gäi c«ng suÊt cña ®éng c¬ khi ®Êu ∆ lµ P∆, ta cã: P∆ = 3U1 3I 'f η∆ cosϕ ∆ C«ng suÊt khi ®Êu YY lµ: P = 3U1 2 I 'f ηYY cosϕ YY YY 82 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  7. A B C A B C A B C A B C Id Id Id Id I′ I,f f I, f I ,f I ,f I, f I′ f I ,f ∆(p2 = 2p1) YY (p1) Y (p2=2p1 ) YY (p1) H×nh 18-7. S¬ ®å ®Êu d©y quÊn khi ®æi H×nh 18-8. S¬ ®å ®Êu d©y quÊn khi ®æi tèc ®é theo tû lÖ 2:1 víi m«men kh«ng ®æi tèc ®é theo tû lÖ 2:1 víi c«ng suÊt kh«ng ®æi Gi¶ thiÕt khi thay ®æi tèc ®é, hiÖu suÊt η vµ cosϕ kh«ng ®æi, ta cã: PYY 2 = = 1,15 ≈ 1 (18-4) P∆ 3 §éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é ®Êu theo kiÓu nµy thuéc lo¹i c«ng suÊt kh«ng ®æi. §Æc tÝnh M = f(n) cña ®éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é ®Êu theo Y/YY vµ ∆/YY ®­îc biÓu diÔn ë h×nh 18-9 vµ h×nh 18-10. M M Y YY ∆ YY 0 n1 2n1 n 0 n1 2n1 n H×nh 18-9. §Æc tÝnh c¬ M = f(s) cña H×nh 18-10. §Æc tÝnh c¬ M = f(n) ®éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é cã s¬ ®å cña ®éng c¬ ®iÖn hai tèc ®é cã s¬ ®å ®Êu d©y nh­ h×nh 18-7 ®Êu d©y nh­ ë h×nh 18-8 18.3.2. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè Nh­ ta ®· biÕt, tèc ®é cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé b»ng: 60 f1 n = n1 (1 − s ) = (1 − s ) p Khi hÖ sè tr­ît thay ®æi Ýt th× n tû lÖ víi f1. Ph­¬ng ph¸p thay ®æi tÇn sè ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é lµ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh b»ng ph¼ng, ®éng c¬ ®iÖn cã thÓ quay víi bÊt cø tèc ®é nµo, ph¹m vi ®iÒu chØnh réng, nh­ng cÇn ph¶i sö dông nguån ®iÖn ®Æc biÖt cã tÇn sè thay ®æi ®­îc, do ®ã chØ khi nµo cã 83 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  8. nhiÒu ®éng c¬ ®iÖn cïng thay ®æi tèc ®é theo mét quy luËt chung th× c¸ch ®iÒu chØnh nµy míi cã ý nghÜa thùc tÕ v× cã thÓ dïng mét nguån ®iÖn biÕn tÇn chung. Víi ®iÒu kiÖn n¨ng lùc qu¸ t¶i kh«ng ®æi, cã thÓ t×m ra ®­îc quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p U1, tÇn sè f1 vµ m«men M. Trong c«ng thøc vÒ m«men cùc ®¹i (16-41), khi bá qua ®iÖn trë r1 th× m«men cùc ®¹i cã thÓ viÕt thµnh: U12 M max = C (18-5) f12 trong ®ã C lµ hÖ sè. Gi¶ thiÕt U1’ vµ M’ lµ ®iÖn ¸p vµ m«men lóc tÇn sè lµ f1’, c¨n cø vµo ®iÒu kiÖn n¨ng lùc qu¸ t¶i kh«ng ®æi ta cã: ' M max M max = M' M M ' M max U 1' 2 f 12 ' Hay = = M max U 12 f 1' 2 M U 1' f' M' Do ®ã ta ®­îc: (18-6) =1 U1 f1 M Trong thùc tÕ øng dông, th­êng yªu cÇu m«men kh«ng ®æi (nh­ trong m¸y c¾t gät kim lo¹i), nªn ta cã: U 1' f1 = 1 hay U 1 = const (18-7) U1 f1 f1 Khi yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é ®¶m b¶o c«ng suÊt c¬ Pc¬ kh«ng ®æi, nghÜa lµ M tû lÖ nghÞch víi tÇn sè f1 (nh­ trong ®Çu m¸y ®iÖn) th× ta cã: M' f = 1' M f1 U 1' f1' Thay vµo (18-6) ta ®­îc: (18-8) = U1 f1 NÕu yªu cÇu m«men tû lÖ víi b×nh ph­¬ng cña tèc ®é nghÜa lµ m«men tû lÖ víi b×nh ph­¬ng cña tÇn sè (nh­ qu¹t giã) th× ta cã: 2 U 1'  f1'  (18-9) =  U 1  f1   Tãm l¹i khi thay ®æi tÇn sè ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ta ph¶i ®ång thêi ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p ®­a vµo ®éng c¬. 18.3.3. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p Khi thay ®æi ®iÖn ¸p l­íi, thÝ dô gi¶m ®iÖn ¸p xuèng cßn x lÇn ®iÖn ¸p ®Þnh møc, U1 = xU®m (x < 1) th× m«men sÏ gi¶m xuèng cßn M = x2M®m. NÕu m«men t¶i kh«ng ®æi th× tèc ®é gi¶m xuèng, hÖ sè tr­ît t¨ng tõ sa ®Õn sb råi sc nh­ ë h×nh 18-11. 84 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  9. Theo c«ng thøc vÒ m«men M = CmI,2Φ, trong ®ã Cm lµ hÖ sè, th× khi ®iÖn ¸p l­íi U1 = xU®m, s.®.®. E vµ tõ th«ng Φ còng b»ng x lÇn trÞ sè ban ®Çu vµ I,2 t¨ng lªn 1/x lÇn (®Ó gi÷ M = const c©n b»ng víi m«men c¶n Mc). m 1 I 22 r2' ' PCu 2 V× hÖ sè tr­ît s = nªn hÖ sè = M ω1 Pdt tr­ît s sÏ b»ng 1/x2 lÇn hÖ sè tr­ît cò vµ tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn ë ®iÖn ¸p Ul = xU®m sÏ lµ: s n = n1 (1 − (18-10) H×nh 18-11. §iÒu chØnh tèc ®é ) x2 b»ng thay ®æi ®iÖn ¸p cña stato Theo h×nh 18-11 ta thÊy hÖ sè tr­ît tèi ®a cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc lµ s = sm. Gi¶ sö M max = 2 , hÖ sè tr­ît ®Þnh møc s®m = 0,04 th× theo biÓu thøc Klox tÝnh ®­îc sm = 0,15 M dm nghÜa lµ ph¹m vi ®iÒu chØnh tèi ®a lµ 15%. Khi m«men t¶i b»ng m«men ®Þnh møc th× ®iÖn ¸p thÊp nhÊt lµ U1 = 0,707U®m. NÕu m«men t¶i nhá h¬n t¶i ®Þnh møc th× ®iÖn ¸p cßn cã thÓ gi¶m n÷a. Cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p ®æi nèi Y-∆ hoÆc dïng ®iÖn kh¸ng nèi tiÕp víi d©y quÊn stato ®Ó h¹ ®iÖn ¸p. 18.3.4. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch M/M®m ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to 1 4 3 2 Ph­¬ng ph¸p nµy chØ cã thÓ dïng ®èi víi ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn. Th«ng 2 qua vµnh tr­ît ta nèi mét ®iÖn trë ba pha cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc vµo d©y quÊn r«to. d cb a 1 H×nh 18-12 chØ râ khi thªm ®iÖn trë phô Mc/M®m vµo th× c¸c ®­êng ®Æc tÝnh M = f(s) nghiªng vÒ phÝa tr¸i. Víi mét m«men t¶i nhÊt ®Þnh, ®iÖn trë phô cµng lín th× hÖ sè 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 tr­ît ë ®iÓm lµm viÖc cµng lín (tõ a ®Õn b H×nh 18-12. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng ®Õn c råi ®Õn d), nghÜa lµ tèc ®é gi¶m c¸ch ghÐp thªm ®iÖm trë phô vµo r«to xuèng. V× m«men tû lÖ víi c«ng suÊt ®iÖn tõ nªn ta cã: r2 r2 + rf = (18-11) s s' trong ®ã rf lµ ®iÖn trë phô. Do Pdt b¶n th©n kh«ng ®æi, I2 còng kh«ng ®æi nªn mét bé phËn c«ng suÊt c¬ tr­íc kia ®· biÕn thµnh tæn hao ®ång m2I22rf. V× lóc ®ã c«ng suÊt ®­a vµo kh«ng ®æi nªn hiÖu suÊt ®· gi¶m. §ã lµ nh­îc ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh nµy. MÆt kh¸c, ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é ®­îc nhiÒu hay Ýt cßn tuú thuéc theo t¶i lín hay nhá, t¶i cµng nhá ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é cµng Ýt, khi kh«ng t¶i kh«ng thÓ dïng ph­¬ng ph¸p nµy ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®­îc. 85 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  10. 18.3.5. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng nèi cÊp Dïng ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ ®em n¨ng l­îng tiªu hao trªn ®iÖn trë phô cña ph­¬ng ph¸p trªn truyÒn cho mét ®éng c¬ ®iÖn nèi cÊp ®Ó ®æi thµnh c¬ n¨ng. Nh­ vËy cã thÓ lîi dông triÖt ®Ó n¨ng l­îng lÊy tõ l­íi ®iÖn. Nèi nèi cÊp cã nhiÒu kiÓu, ë ®©y chØ giíi thiÖu mét trong nh÷ng kiÓu nèi cÊp víi m¸y ®iÖn kh«ng ®ång bé. Khi nèi cÊp th× r«to cña hai ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ®­îc nèi víi nhau c¶ vÒ ®iÖn lÉn vÒ c¬ nh­ h×nh 18-13. ~ §éng c¬ ®iÖn A lµm viÖc b×nh th­êng víi l­íi ®iÖn cßn d©y quÊn stato cña ®éng R c¬ B nèi víi mét biÕn trë ba pha ®èi xøng. Nh­ vËy, ®iÖn ¸p ®­a vµo ®éng c¬ B chØ lµ ®iÖn ¸p tÇn sè thÊp cña r«to ®éng c¬ ®iÖn A B A th«ng qua vµnh tr­ît chuyÓn sang r«to ®éng c¬ B. Gäi sè ®«i cùc cña ®éng c¬ A vµ B lµ pA vµ pB, tÇn sè l­íi lµ f1, tÇn sè dßng ®iÖn r«to cña m¸y A lµ f2, tèc ®é H×nh 18-13. §éng c¬ ®iÖn ®ång bé cña c¸c m¸y lµ n1A vµ n1B, tèc ®é kh«ng ®ång bé nèi cÊp r«to chung cña c¶ hai m¸y lµ nc th× ta cã: 60 f 1 n1 A = pA n1 A − n c vµ (18-12) f2 = pA 60 Tèc ®é ®ång bé cña m¸y B (tøc lµ tèc ®é cña tõ tr­êng quay so víi r«to) b»ng: 60 f 2 p n1 B = = ( n1 A − n c ) A pB pB vµ hÖ sè tr­ît b»ng: n1 B − nc (18-13) sB = n1 B Ta nhËn thÊy B lµm viÖc gièng nh­ mét ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé th­êng mµ tÇn sè nguån ®­a vµo trªn r«to lµ f2, cßn m¸y A lµm viÖc nh­ mét ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé mµ trªn r«to nèi thªm mét m¹ch ®iÖn ®¼ng trÞ cña ®éng c¬ B. Cuèi cïng, v× r«to hai m¸y ®­îc nèi chÆt víi nhau vÒ c¬ khÝ nªn cïng quay víi tèc ®é nc. HiÓu nh­ vËy th× rÊt dÔ thÊy, khi kh«ng t¶i hÖ sè tr­ît cña m¸y B lµ sB = 0 nªn n1B = nc. Lóc ®ã nc lµ tèc ®é ®ång bé cña c¶ hÖ thèng nèi cÊp, gäi lµ n1c vµ cã quan hÖ sau: pA n1c = nc ( s B = 0 ) = n1B ( s B = 0) = (n1A − n1C ) pB pA 60 f 1 do ®ã ta cã: (18-14) n1c = n1 A = pA + pB pA + pB Nh­ vËy, n1c ®­îc xem nh­ tèc ®é cña hÖ thèng nèi cÊp khi hÖ sè tr­ît cña ®éng c¬ B b»ng kh«ng. 86 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  11. C«ng thøc (18-14) cho ta thÊy tèc ®é ®ång bé cña hÖ thèng lµ tèc ®é ®ång bé cña mét ®éng c¬ ®iÖn t­¬ng øng cã sè ®«i cùc b»ng (pA + pB). C¸c ®éng c¬ A, B cã thÓ lµm viÖc riªng lÎ nªn ta ®­îc ba tèc ®é t­¬ng øng víi ba sè ®«i cùc pA, pB vµ pA + pB. Ph©n phèi c«ng suÊt cña hÖ thèng nèi cÊp còng gièng nh­ ë m¸y ®iÖn th­êng. C«ng su©t ®iÖn tõ cña m¸y A lµ P®tA chia lµm hai phÇn, mét phÇn biÕn thµnh c«ng suÊt c¬ ë ®Çu trôc Pc¬A, mét phÇn thµnh c«ng suÊt ®iÖn truyÒn cho m¸y B lµ Ps. Bá qua tæn hao trªn m¸y th× c«ng suÊt ph©n phèi cña hai m¸y nh­ sau: nC PcoA p (18-15) = =A n1 A − n C P coB pB nC trong ®ã c«ng suÊt c¬ cña m¸y A lµ Pc¬A = P®tA ; n1 A Pc¬B = Ps = P®tA n1 A − nC . c«ng suÊt c¬ cña m¸y B lµ n1 A Tõ ®ã ta thÊy t¶i cña hai m¸y ®¹i thÓ ph©n phèi tû lÖ theo sè ®«i cùc cña chóng. V× c«ng suÊt kÝch tõ dïng tõ tr­êng quay cña c¶ hai m¸y nªn dßng ®iÖn kh«ng t¶i lín h¬n so víi mét ®éng c¬ ®iÖn th­êng. Tæng trë ng¾n m¹ch còng lín h¬n do ®ã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch nhá ®i. §iÒu ®ã lµm cho cosϕ vµ Mmax gi¶m xuèng. Ngoµi nh÷ng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é kÓ trªn cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p ®­a s.®.®. phô vµo m¹ch ®iÖn r«to ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Tuy nhiªn ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng thùc hiÖn trªn nh÷ng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lo¹i th­êng mµ ®­îc thùc hiÖn ë lo¹i ®éng c¬ ®iÖn ®Æc biÖt gäi lµ ®éng c¬ ®iÖn xoay chiÒu cã vµnh gãp. Nguyªn lý lµm viÖc cña lo¹i m¸y nµy sÏ xÐt ë ch­¬ng sau. C©u hái 1. Nªu c¸c yªu cÇu më m¸y vµ tr×nh bµy tãm t¾t c¸c ph­¬ng ph¸p më m¸y ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé, so s¸nh ­u nh­îc ®iÓm cña tõng ph­¬ng ph¸p. 2. T¹i sao khi thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to th× cã thÓ c¶i thiÖn ®­îc ®Æc tÝnh më m¸y cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn? NÕu thªm ®iÖn kh¸ng vµo th× ®Æc tÝnh më m¸y cã bÞ ¶nh h­ëng kh«ng? 3. Tãm t¾t c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé. So s¸nh ­u khuyÕt ®iÓm vµ ph¹m vi øng dông cña tõng ph­¬ng ph¸p. 4. Cã hai ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to lång sãc cïng c«ng suÊt ®Êu liÒn trôc, cïng kÐo mét t¶i. Khi më m¸y ®Êu hai d©y quÊn stato cña hai m¸y nèi tiÕp víi nhau, më m¸y xong th× ®Êu song song nh­ b×nh th­êng. C¸ch më m¸y nh­ vËy ¶nh h­ëng nh­ thÕ nµo ®Õn m«men vµ dßng ®iÖn më m¸y? 5. Trong ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn, nÕu nèi ®iÖn kh¸ng vµo m¹ch ®iÖn r«to th× cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc tèc ®é kh«ng? Lóc ®ã ®Æc tÝnh c¬ thay ®æi thÕ nµo? Mmm, Mmax, sm, s®m, hiÖu suÊt, cosϕ thay ®æi thÕ nµo? Bµi tËp 1. Mét ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé ba pha 50 Hz; 6 cùc; P®m = 100 kW; tèc ®é quay n = 980 vg/ph. Gi¶ thiÕt tæn hao c¬ cña m¸y b»ng 1%P®m vµ m«men t¶i lu«n gi÷ 87 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
  12. kh«ng ®æi. Trong m¹ch r«to nèi thªm ®iÖn trë phô ®Ó tèc ®é gi¶m xuèng cßn 750 vg/ph. H·y tÝnh c«ng suÊt tiªu hao trªn ®iÖn trë phô vµ c«ng suÊt ®­a ra cña ®éng c¬ khi gi¶m tèc ®é. §¸p sè: p,cu2 = 23,7 kW; P,2 = 76,3 kW 2. Cho mét ®éng c¬ ®iÖn r«to d©y quÊn cã: p = 2; f = 50Hz ; r2 = 0,02 Ω ; n = 1485 vg/ph. NÕu m«men t¶i kh«ng ®æi, muèn cã tèc ®é n = 1050 vg/ph th× ph¶i ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo r«to lµ bao nhiªu? NÕu thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt vµo d©y quÊn stato ®Ó cã ®­îc tèc ®é nãi trªn (kh«ng cã thªm ®iÖn trë phô vµo r«to) th× ph¶i ®Æt vµo stato mét ®iÖn ¸p lµ bao nhiªu? §¸p sè: rp = 0,58 Ω; U’ = 0,316 U®m. 88 Nguyên Văn Đô - ĐHĐL
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
8=>2