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.
1
+
= UI
f
1 +
R
JX
μ
μ
+
+
JX
R
nm
1
'R 2 S
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
Ph−¬ng tr×nh ®Æt tÝnh c¬: Dßng ®iÖn stato:
Trong ®ã: Uf: TrÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha stato. Xμ: §iÖn kh¸ng m¹ch tõ hãa.
Rμ,R1,R2(cid:31): §iÖn trÞ t¸c dông cña m¹ch tõ hãa, cña cuén stato,
=S
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¬.
( ) ωω − 1 ω 1
4
Trang
ϖ: Tèc ®é gèc cña ®éng c¬. ϖ1: Tèc ®é ®ång bé.
' 2
3
U
.
2 1
, f
=
M
R S 2
' 2
+
+
ω
X
R
2 nm
1
1
R S
⎛ ⎜ ⎜ ⎝
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé:
3
U.
2 f
M
±=
th
2
±
+
X
)
2 nm
ω . 1
R( 1
2 R 1
Tõ c¸c ph−¬ng tr×nh trªn ta vÏ ®−îc ®−êng ®Æc tÝnh cña ®éng c¬ kh«ng
'R
2
s
±=
th
+
X
2 R 1
2 nm
®ång bé víi c¸c gi¸ trÞ tíi h¹n:
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
=
−
JMM c
ω d dt
U
=
I m
+
+
x
+
x
1 (
2 )
)2
( r 1
r 2
1
2
më m¸y ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:
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 ta ®ãng cÇu dao D2 ®éng c¬ ®−îc nèi trùc tiÕp vμo l−íi ®iÖn víi U = U®m. Ta gäi dßng ®iÖn vμ m«men më m¸y khi më m¸y trùc tiÕp lμ Imm, Mmm vμ khi më m¸y qua cuén kh¸ng lμ: I(cid:31)mm vμ M(cid:31)mm Nh− vËy: I(cid:31)mm = K.Imm ; Mmm= K2.M(cid:31)mm
Ph−¬ng ph¸p nμy cã nh−îc ®iÓm lμ m«men më m¸y gi¶m ®i nhiÒu, thõ¬ng më m¸y cho ®éng c¬ cã Mc < M®m. b. Dïng biÕn ¸p tù ngÉu: (S¬ ®å më m¸y nh− h×nh vÏ 1.2b)
Khi më m¸y tr−íc hÕt ta ®ãng cÇu dao D1 vμ D3 lóc nμy ®éng c¬ ®−îc
cung cÊp ®iÖn ¸p Umm=Kt.U®m c¬ ®−îc nèi trùc tiÕp vμo l−íi ®iÖn vμ lμm viÖc víi U=U®m
Ta cã: M(cid:31)mm=Kt2 .M(cid:31)mm ; I(cid:31)mm = Kt.Imm
Dßng ®iÖn më m¸y mμ m¸y biÕn ¸p lÊy tõ l−íi ®iÖn lμ:
I1= Kt.I(cid:31)mm = Kt 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 ÂK D3 (b
) (a
) Y D1 Δ D2 ÂK (c
) Hçnh 1.2. Caïc så âäö måí maïy âäüng
cå khäng âäöng bäü 3 Ph−¬ng ph¸p nμy dïng cho ®éng c¬ khi b×nh th−êng nèi Δ. Khi më m¸y ta 1 = 'U U mmf dm 3 M M 'M = = mm mm
3 ( mm
3 2
) ®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: I mmf 'I = 'I . mm mmf 3 M«men mÞ m¸y:
Dßng më m¸y khi nèi Y lμ: I = I
mm
'I
mm I
mmf
mmf
.
1 mm
3 3 3=
I.
=
'I
mmf
=tK 3 NÕu më m¸y trùc tiÕp nèi Δ th×:
Do ®ã: 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 D 1
2
3 3 1
2
C B
A S
SBB B SBAB Hçnh 1 3 Så âäö vaì âàûc tênh måí maïy 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: 2 S. 2 I j = = = − 2 s
2
X.j R S. R 2
X.j S. E
+ E.S
+ X S. R 2
+ 2
X R S. 2 2 2 2 2
) )2 S.R.E
'
2
(
2 2 X.E
2
'
2
(
+
2 2 Ta thÊy r»ng khi chuyÓn sang h·m t¸i sinh S < 0 nªn chØ cã thμnh phÇn 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
®iÖn trë ®ñ lín, víi t¶i thÕ n¨ng ®éng
c¬ sÏ lμm viÖc æn ®Þnh t¹i ®iÓm d
(h×nh 1.4) ®o¹n cd lμ ®o¹n ®Æc
tÝnhh·m ng−îc. ω
ω0
a
b 0
c MC M b. H·m ng−îc x¶y ra khi ®éng
c¬ ®ang lμm viÖc, ta ®æi hai trong ba
pha ®iÖn ¸p ®Æt vμo stato, ®éng c¬
sang lμm viÖc trªn ®Æt tÝnh h·m
ng−îc bc hoÆc b(cid:31)c(cid:31). d NÕu t¶i cã tÝnh ph¶n kh¸ng hÖ
thèng sÏ lμm viÖc æn ®Þnh t¹i d hoÆc S 1 > = ω ω
+
1
ω
1 Hçnh 1.4. Âàûc tênh cå
cuía âäüng cå KÂB khi
haîm ngæåüc våïi taíi
thãú à d(cid:31). 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(cid:31)’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(cid:31). ph¸p 3. H·m ®éng n¨ng:
Ph−¬ng h·m
®éng n¨ng ®éng c¬ kh«ng
®ång bé ®−îc øng dông réng
r·i, nã ®−îc dïng ®Ó dõng
nhanh, chÝnh x¸c mét sè
m¸y c«ng t¸c. ω
b' b ω0
a
c MC
M
c' d'
d Hçnh 1.5 Âàûc tênh cå cuía
âäüng cå KÂB khi haîm ngæåüc
bàòng caïch âaío chiãöu quay H·m ®éng n¨ng ®éng
c¬ kh«ng ®ång bé cã thÓ x¶y
ra nÕu R«to ®ang quay, cuén
d©y Stato ®−îc c¾t khái l−íi
®iÖn xoay chiÒu ba pha vμ
nèi vμo nguån ®iÖn mét
chiÒu. Nh− vËy trong Stato
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. rKT FHD Nguäön mäüt
chiãöu
ISt
L
HÂN
Starto
Roto
Vaình træåüt Maïy phaït
haîm âäüng
nàng n = − (
1 )s 60 1
f
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
ω1 x1f
R1f ω S
ω1
St M U2 U1
Uâm
M
a.Âàûc tênh cå
khi âiãöu b.Âàûc tênhcå khi
âiãöu chènh âiãûn
tråí âiãûn khaïng Hçnh 1.7. Âàûc tênh cå cuía âäüng
cå khäng âäöng bäü 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 (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: ω
ω1 Tõ c¸c ®Æc tÝnh®ã ta thÊy, khi ®iÖn
¸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. M
Hçnh 1.9. Âàûc tênh
cå khi d ìng biãún Khi dïng c¸c van ®iÒu chØnh, ®iÖn ¸p
®éng c¬ ®−îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch biÕn
®æi gãc th«ng chËm α cña c¸c van so víi
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 ω
ω ®−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. Mth
M Bäü biãún
âäøi
BÂ suáút træåüt âäüng cå khäng âäöng Hçnh 1.10. Så âäö vaì âàûc tênh cå âäüng cå khäng
âäöng bäü khi âiãöu chènh cäng
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. BA ÂK L 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
m¹ch r«to, ta sÏ biÕn ®æi
®−îc dßng ®iÖn trong c¸c
d©y quÊn ®éng c¬ vμ do ®ã
biÕn ®æi ®−îc m«men vμ tèc
®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. CL NL §Ó cô thÓ h¬n, ta xem
tÇng dïng s¬ ®å nèi
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: ω Uâm; fâm
M ( ) U;
f ω0âm
ωâm
ω0
ω M M Mâm Mth Mthâm Khi ®iÒu chØnh tÇn sè th× trë
kh¸ng, tõ th«ng, dßng ®iÖn... cña
®éng c¬ thay ®æi. §Ó ®¶m b¶o mét
sè chØ tiªu ®iÒu chØnh mμ kh«ng
lμm ®éng c¬ bÞ qu¸ dßng th× cÇn
ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p. §èi víi
hÖ thèng biÕn tÇn nguån ¸p th−êng
cã yªu cÇu gi÷ cho kh¶ n¨ng qu¸ t¶i
vÒ m«men lμ kh«ng ®æi trong suèt
d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é. M«men cùc
®¹i mμ ®éng c¬ sinh ra ®−îc chÝnh
lμ m«men tíi h¹n Mth, kh¶ n¨ng
qu¸ t¶i vÒ m«men ®−îc quy ®Þnh
b»ng hÖ sè qu¸ t¶i m«men λm (λm
= Mth/M =const). Hçnh 1.12. Âàûc tênh cå
âiãöu chènh täúc âäü
âäüng cå khäng âäöng
bäü theo khaí nàng quaï íi ãö ä 2 = = M th 2 U
S
ω
0 ⎛
⎜⎜
.K
m
⎝ ⎞
⎟⎟
⎠ 2
U
S
.
2
ωσ
0 2
L
m
2
L.L.
S R NÕu bá qua ®iÖn trë d©y quÊn stato th× cã thÓ tÝnh ®−îc m«men tíi h¹n: thâm = =λ
M M
th
M M
M âm §iÒu kiÖn gi÷ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men kh«ng ®æi lμ: M S Sâm M U
U
=
0 ωω
0 âm âm Tõ trªn ta suy ra: X ω 0 M = M C Câm ω âm 0 ⎛
⎜⎜
⎝ ⎞
⎟⎟
⎠ D¹ng ®Æc tÝnhc¬ thèng kª cña c¸c m¸y s¶n xuÊt cã thÓ viÕt gÇn ®óng: + + 1 1 X
2 X
2 ω f S 0 s = = ω U
U f âm 0 âm sâm ⎞
⎟⎟
⎠ ⎛
⎜⎜
⎝ ⎞
⎟⎟
⎠ ⎛
⎜⎜
⎝ Khi truyÒn ®éng æn ®Þnh, M = Mc nªn tõ trªn ta cã: 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 . rdm I = 1 + T ω
. ( )2 r σ s S ψ
L âm NÕu coi R = 0 th× ψ = Us/ ω = U / ω = const.
®m
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: rσ Trong ®ã: Tr = Lr /R .
rσ
r 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 ®i Ön r«to . IS/ISâm
I ωS/ωSâm
0
Hçnh 1.13. Âàûc tênh
âiãöu chènh
tæì
 2
I
ss M = 3
2 2
L
m
R 1 r c. LuËt ®iÒu chØnh tÇn sè tr−ît kh«ng ®æi:
NÕu ta gi÷ tÇn sè tr nst th× M«men chØ cßn phô −ît kh«ng ®æi ω5 = co T.
r M = 2
s 23 m I
L
4
rL ω vμo Is m ωs) nh− h×nh thuéc
1.14. ω = R / L
r
Nh− vËy nÕu cø ωs = ωsth = 1/Tr th× M=Mth. Trong tr−êng hîp nμy gäi lμ
sao cho ®éng c¬ sinh ra m«men tèi ®a øng víi gi¸ trÞ cho tr−íc trong stato. luËt ®iÒu chØnh
cña dßng ®iÖn ω
ωB0B 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
®æi6
Trang
2. Imm
7
Trang
8
Trang
III.H·M §éNG C¥
9
Trang
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:
11
Trang
DAT
KC
12
Trang
13
14
Trang
3
®m
s
0
15
Trang
)2
ω
(
ω+
s
μ kh«ng phô thuéc vμo tÇn sè nguån. §Æc tÝnhM(
Sth
r
16
Trang
ωBSthB=cons
t
IBSnB ... IBS3B IBS2B IBS1B
M
17
Trang
