77
CHÖÔNG III: MÔÛ MAÙY VAØ ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ
§ 3.1. QUAÙ TRÌNH MÔÛ MAÙY ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
Quaù trình môû maùy ñoäng cô ñieän laø quaù trình ñöa toác ñoä ñoäng cô töø
n = 0 ÷ nñm khi n taêng thì phöông trình caân baèng ñoäng veà moment nhö sau:
M
Ñ – MC = Mñl = dt
d
J
ω
Trong ñoù: MÑ, MC, Mñl: moment ñieän töø cuûa ñoäng cô, moment caûn, moment
quaùn tính.
49
DG
J
2
.
=: haèng soá quaùn tính
g = 9,81m/s2: gia toác troïng tröôøng.
G: khoái löôïng phaàn quay.
D: ñöôøng kính phaàn quay.
ω: toác ñoä goùc cuûa rotor.
Ñeå toác ñoä cuûa ñoäng cô taêng thuaän lôïi thì MÑ > Mc 0
dt
d>
ω
→
Khi baét ñaàu môû maùy s = 1:
Doøng ñieän môû maùy Imm:
() ()
ñm
ñm
'I74
XRR
U
I
2
n
2
21
pha1
mm ÷=
++
=
Trong ñoù: U1phañm: Ñieän aùp pha ñònh möùc ñaët vaøo daây quaán stator.
Treân thöïc teá, maïch töø taûn cuûa maùy baõo hoaø nhanh X giaûm → Imm coøn lôùn
hôn nhieàu so vôùi trò soá tính theo coâng thöùc treân.
§ 3.2. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP MÔÛ MAÙY
Caùc yeâu caàu khi môû maùy:
+ Mmm phaûi ñuû lôùn ñeå thích öùng vôùi ñaëc tính cô cuûa taûi.
+ Imm phaûi ñöôïc haïn cheá ñeán möùc thaáp nhaát.
+ Thôøi gian môû maùy nhanh.
+ Phöông phaùp vaø thieát bò môû maùy phaûi ñôn giaûn,
vaän haønh chaéc chaén.
+ Toån hao coâng suaát trong quaù trình môû maùy thaáp.
1. Môû maùy tröïc tieáp ñoäng cô rotor loàng soùc
Doøng ñieän môû maùy lôùn, chæ duøng cho caùc maùy coù
coâng suaát nhoû. Neáu maùy coù coâng suaát lôùn thì duøng trong löôùi
ñieän coù coâng suaát lôùn. Phöông phaùp naøy môû maùy nhanh, ñôn giaûn.
2. Phöông phaùp haï ñieän aùp môû maùy:
Chæ duøng vôùi caùc thieát bò yeâu caàu moment môû maùy nhoû.
H
ình 3.1 Môû maùy tröïc tieáp ño
ä
ng cô
ñieän KÑB 3 pha rotor loàng soùc
78
a) Duøng cuoän khaùng baõo hoaø trong maïch stator:
Khi môû maùy ñoùng D1, D2 môû:
Khi ñm
nn ≈ ñoùng D2.
- Luùc môû maùy tröïc tieáp:
n
2
n
mm Z
U
x
U
Iñm
2
n
ñm
R=
+
=
1
2
2
mm1
mm
rIm
Mω
='
- Luùc môû maùy coù cuoän khaùng (ñieän khaùng xk):
()
2
kn
mmk
xx
U
I++
=2
n
ñm
R
1
2
2
mmk1
mmk
rIm
Mω
='
Töø ñoù ta coù:
()
1k
xxR
xR
I
I
2
kn
2
n
2
n
2
n
mm
mmk <=
++
+
=
()
2
2
kn
2
n
2
n
2
n
mm
mmk k
xxR
xR
M
M=
++
+
=⇒
Theo phöông phaùp naøy Imm giaûm k laàn thì Mmm giaûm k2 laàn. Phöông phaùp
chæ ñöôïc duøng trong caùc tröôøng hôïp maø vaán ñeà trò soá Mmm khoâng coù yù nghóa quan
troïng.
b) Duøng bieán aùp töï ngaãu haï ñieän aùp môû maùy:
Khi môû maùy ñoùng D1 vaø D3, khi ñm
nn
≈
ñoùng D2, ngaét D3.
Goïi: - U1, I1: laø ñieän aùp vaø doøng ñieän cuûa löôùi.
- U’mm, I’mm: ñieän aùp treân cöïc ñoäng cô vaø doøng
ñieän stator cuûa ñoäng cô khi môû maùy.
- kT: laø tæ soá bieán aùp (kT < 1).
1
mm
mm
1
2
1
TI
I
U
U
w
w
k'
'===
- Zn: toång trôû ngaén maïch cuûa moät pha ñoäng cô.
T
1
mm k
U
U=
'
T1
n
mm
mm kI
Z
U
I.
'
'==
T
mm
1k
I
I'
=
2
Tn
1
Tn
mm
1kZ
U
kZ
U
I.
.
'==
H
ình 3.2 Haï ñieän aùp môû maùy baèng ñieän
khaùng
H
ình 3.3 Haï ñieän aùp môû maùy
baèng bieán aùp töï ngaãu
79
Nhö vaäy, khi môû maùy baèng bieán aùp töï ngaãu doøng ñieän töø löôùi vaøo sô caáp
maùy bieán aùp giaûm ñi 2
T
kso vôùi Imm khi noái tröïc tieáp vaø moment môû maùy giaûm 2
T
k
laàn so vôùi Mmm tröïc tieáp.
c) Phöông phaùp ñoåi noái Y -
Δ
:
Chæ söû duïng vôùi ñoäng cô coù 2 caáp ñieän aùp 220/380 vaø laøm vieäc bình thöôøng
ôû caáp ñieän aùp 220V.
Caùch môû maùy: Ñoùng caàu dao ñoåi noái D2 veà vò trí
môû maùy (Y).
Ñoùng D1 khi ñm
nn
ñoåi D2 sang vò trí laøm vieäc.
Goïi: - UL: laø ñieän aùp daây cuûa löôùi.
- UfY, Δf
U: ñieän aùp pha khi daây quaán noái Y,
Δ
.
- ImmLY, ΔmmL
I: doøng ñieän daây môû maùy trong löôùi
khi ñaáu Y, Δ
- ImmfÑY, ΔmmfÑ
I: doøng ñieän pha môû maùy
trong daây quaán stator khi noái Y,
Δ
.
- Zn: toång trôû ngaén maïch moät pha.
¾ Neáu ñoùng ñoäng cô ñieän vaøo löôùi khi ñaáu Y:
n
L
n
fY
mmLY Z3
U
Z
U
II .
mmfÑY ===
¾ Neáu ñoùng ñoäng cô vaøo löôùi khi ñaáu
Δ
:
n
L
n
f
Z
U
Z
U
I== Δ
Δ
ImmfÑ
Vaø
n
L
mmL Z
U3
I3I .
.mmfÑ == ΔΔ
Laäp: 3
1
U3
Z
Z3
U
I
I
L
n
n
L
mmL
mmLY ==
Δ.
.
.
Doøng ñieän môû maùy trong löôùi khi noái
Y nhoû hôn khi noái Δ 3 laàn. Mmm cuõng giaûm
ñi 3 laàn:
3
U
UM
2
L
2
YmmY =≡ .
Trong khi 2
L
2
mm UUM =≡ ΔΔ .
3. Theâm Rf vaøo daây quaán rotor
Chæ aùp duïng vôùi ñoäng cô khoâng ñoàng boä rotor daây quaán neáu Mc > MÑ maø
ñoäng cô sinh ra khi s = 1 thì ñoäng cô khoâng theå khôûi ñoäng ñöôïc. Ta phaûi ñoùng Rf
vaøo ñeå khi môû maùy
Mmmmax caàn phaûi choïn 2
2
n
2
1f RxRR −+= .
Quaù trình môû maùy öùng vôùi caùc Rf nhö hình veõ 3.5.
H
ình 3.4 Môû maùy baèng
phöông phaùp sao tam giaùc
H
ình 3.5 Ñaëc tính moment öùng vôùi caùc
ñieän trôû phuï khaùc nhau trong maïch rotor
80
§ 3.3. ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ
Ngöôøi ta phaân bieät caùc phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä theo caùch taùc ñoäng
vaøo ñoäng cô:
Töø phía stator: Thay ñoåi ñieän aùp U1, taàn soá f, soá ñoâi cöïc p.
Töø phía rotor: Thay ñoåi ñieän trôû trong maïch rotor, ñöa vaøo maïch rotor moät
s.ñ.ñ phuï coù cuøng taàn soá vôùi s.ñ.ñ chính cuûa rotor.
1. Ñieàu chænh toác ñoä baèng caùch thay ñoåi soá ñoâi cöïc p:
Toác ñoä quay ñoàng boä p
f60
n1
1= neáu f1 ñaõ cho thì khi p thay ñoåi → n1 thay
ñoåi → thay ñoåi.
n = n1(1-s)
Sô ñoà nguyeân taéc ñoåi soá ñoâi cöïc: Coù theå ñoåi noái
soá ñoâi cöïc stator baèng caùch sau:
Ñaët vaøo stator moät daây quaán vaø thay ñoåi soá cöïc
baèng caùch ñoåi noái töông öùng caùc phaàn cuûa noù, chæ
duøng vôùi ñoäng cô coù 2 caáp toác ñoä coù tæ soá bieán toác
2 : 1.
Cheá taïo 2 daây quaán ñoäc laäp coù soá ñoâi cöïc khaùc
nhau, chæ duøng vôùi ñoäng cô coù tæ soá bieán toác 4/3 hoaëc 6/5.
Cheá taïo 2 daây quaán ñoäc laäp treân stator, moãi boä daây
laïi coù ñoåi noái caùc cöïc.
Ví duï: Muoán cho ñoäng cô coù 4 caáp toác ñoä quay ñoàng
boä quay ñoàng boä 1500, 1000, 750, 500voøng/1 phuùt thì
treân stator coù theå ñaët 2 daây quaán: moät daây quaán coù soá
cöïc laø 2p = 4 vaø 2p = 8, coøn moät daây quaán coù soá cöïc laø
2p = 6 vaø 2p = 12.
H
ình 3.6 Sô ñoà nguyeân lyù veà
thay ñoåi soá ñoâi cöïc
81
Sô ñoà ra daây ñöôïc bieåu dieãn nhö sau:
Toác ñoä Sô ñoà Lieân keát
Nhanh
Δ
Nguoàn vaøo T4; T5; T6
Chaäm Y//Y Nguoàn vaøo T1; T2; T3
Noái taét T4 – T5 – T6
Toác ñoä Sô ñoà Lieân keát
Nhanh Y//Y Nguoàn vaøo T4; T5; T6
Noái taét T1 – T2 – T3
Chaäm
Δ
Nguoàn vaøo T1 , T2 , T3
Toác ñoä Sô ñoà Lieân keát
Nhanh Y//Y Nguoàn vaøo T4; T5; T6
Noái taét T1 – T2 – T3
Chaäm Y Nguoàn vaøo T1; T2; T3
H
ình 3.7 Sô ñoà ra daây, ñoäng cô hai caáp toác ñoä,
loaïi moment khoâng ñoåi (M = const)
H
ình 3.8 Sô ñoà ra daây, ñoäng cô hai caáp toác ñoä,
loaïi coâng suaát khoâng ñoåi (P = const)
H
ình 3.9 Sô ñoà ra daây, ñoäng cô hai caáp toác ñoä, loaïi moment vaø coâng suaá
t
thay ñoåi (M,P =var).