Tài liệu Các đặc tính cơ bản khi hãm động cơ điều khiển pdf

Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động 2.4.4. Các đặc tính cơ khi hãm động cơ ĐK: Động cơ điện ĐK cũng có ba trạng thái hãm: hãm tái sinh, hãm ngợc và hãm động năng. 2.4.4.1. Hãm tái sinh: Động cơ ĐK khi hãm tái sinh: > o , và có trả năng lợng về lới. Hãm tái sinh động cơ ĐK thờng xảy ra trong các trờng hợp nh: có nguồn động lực quay rôto động cơ với tốc độ > o (nh hình 2-34a,b), hay khi giảm tốc độ động cơ bằng cách tăng số đôi cực (nh hình 2-35a,b), hoặc khi động cơ truyền động cho tải có dạng thế năng lúc hạ tải với || > |- o | bằng cách đảo 2 trong 3 pha stato của động cơ (nh hình 2-6a,b). a) Hãm tái sinh khi MSX trở thành nguồn động lực: Trong quá trình làm việc, khi máy sản xuất (MSX) trở thành nguồn động lực làm quay rôto động cơ với tốc độ > 0 , động cơ trở thành máy phát phát năng lợng trả lại nguồn, hay gọi là hãm tái sinh, hình 2-34. Trang 70 Phơng trình đặc tính cơ trong trờng hợp này là: s s s s M2 M th th th + (2-83) Với: nm0 2 f1 th nm ' 2 th X2 U3 M v; X R s (2-84) Và: > 0 ; I 2 = I hts < 0 ; M = M hts < 0 (tại điểm B) b) Hãm tái sinh khi giảm tốc độ bằng cách tăng số đôi cực: Động cơ đang làm việc ở điểm A, với p 1 , nếu ta tăng số đôi cực lên p 2 > p 1 thì động cơ sẽ chuyển sang đặc tính có 2 và làm việc với tốc độ > 2 , trở thành máy phát, hay là HTS, hình 2-35. Phơng trình đặc tính cơ trong trờng hợp này chỉ khác là: 2 1 0 2nm02 2 f1 th 2nm ' 2 th p f2 v; X2 U3 M ; X R s = ; (2-85) Và: > 02 ; I 2 = I hts < 0 ; M = M hts < 0 (đoạn B 02 ) Trang 71 ĐK ~ R 2f a) H ình 2-34: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi hãm tái sinh (HTS) b) Đặc tính hãm tái sinh khi: > MSX 0 M hts 0 M B (m/f) A(đ/c) M c () b) HTS H ình 2-35: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi HTS bằng cách tăng p b) Đặc tính HTS khi thay đổi số đôi cực: p 2 > p 1 . 01 M hts 0 M c M B(m/f) A b) C p 1 < p 2 02 (đ/c) ~ ĐK MSX HTS R 2f a) Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động c) Hãm tái sinh khi đảo chiều từ trờng stato động cơ: Động cơ đang làm việc ở chế độ động cơ (điểm A), nếu ta đảo chiều từ trờng stato, hay đảo 2 trong 3 pha stato động cơ (hay đảo thứ tự pha điện áp stato động cơ), với phụ tải là thế năng, động cơ sẽ đảo chiều quay và làm việc ở chế độ máy phát (hay hãm tái sinh, điểm D), nh trên hình 2-36. Nh vậy khi hạ hàng ta có thể cho động cơ làm việc ở chế độ máy phát, đồng thời tạo ra mômen hãm để cho động cơ hạ hàng với tốc độ ổn định D . Phơng trình đặc tính cơ trong trờng hợp này thay 0 bằng - 0 : ; X)(2 U3 M ; X R s nm0 2 f1 th nm ' 2 th (2-86) Và : | 0 | > |- 0 | , M = M hts (điểm D, hạ tải ở chế độ HTS). Trang 72 2.4.4.2. Hãm ngợc động cơ ĐK: Hãm ngợc là khi mômen hãm của động cơ ĐK ngợc chiều với tốc độ quay (M ngợc chiều với ). Hãm ngợc có hai trờng hợp: a) Hãm ngợc bằng cách đa điện trở phụ lớn vào mạch rôto: Động cơ đang làm việc ở điểm A, ta đóng thêm điện trở hãm lớn (R hn> = R 2f> ) vào mạch rôto, lúc này mômen động cơ giảm (M < M c ) nên động cơ bị giảm tốc độ do sức cản của tải. Động cơ sẽ chuyển sang điểm B, rồi C và nếu tải là thế năng thì động cơ sẽ làm việc ổn định ở điểm D ( D = ôđ ngợc chiều với tốc độ tại điểm A) trên đặc tính cơ có thêm điện trở hãm R hn> , và đoạn CD là đoạn hãm ngợc, động cơ làm việc nh một máy phát nối tiếp với lới điện (hình 2-37). Động cơ vừa tiêu thụ điện từ lới vứa sử dụng năng lợng thừa từ tải để tạo ra mômen hãm. Với: nm0 2 f1 th nm ' f2 ' 2 th X2 U3 M v ; X RR s + > (2-87) Trang 73 ĐK ~ R 2f> a) b) 0 0 M n M c M D A (đ/c) B HN R 2f> C ụ H ình 2-37: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi hãm ngợc với R 2f> . b) Đặc tính hãm ngợc (HN) khi có: R 2f> . 0 0 M c M A (đ/c) (1) b) ~ MSX ĐK D(m/f) (2) - 0 R 2f G HTS a) H ình 2-36: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi HTS bằng cách đảo 2 trong 3 pha stato động cơ ĐK b) Đặc tính HTS đảo 2 trong 3 pha stato động cơ (hay đảo thứ tự pha điện áp stato động cơ ĐK Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động b) Hãm ngợc bằng cách đảo chiều từ trờng stato: Động cơ đang làm việc ở điểm A, ta đổi chiều từ trờng stato (đảo 2 trong 3 pha stato động cơ, hay đảo thứ tạ pha điện áp stato), hình 2-38. Khi đảo chiều vì dòng đảo chiều lớn nên phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế không quá dòng cho phép I đch I cp , nên động cơ sẽ chuyển sang điểm B, C và sẽ làm việc xác lập ở D nếu phụ tải ma sát, còn nếu là phụ tảI thế năng thì động cơ sẽ làm việc xác lập ở điểm E. Đoạn BC là đoạn hãm ngợc, lúc này dòng hãm và mômen hãm của động cơ. Với: ; X)(2 U3 M ; X RR s nm0 2 f1 th nm ' f2 ' 2 th + (2-88) ls 0 0 > = (2-89) Trang 74 2.4.4.3.Hãm động năng động cơ ĐK: Có hai trờng hợp hãm động năng động cơ ĐK: a) Hãm động năng kích từ độc lập (HĐN KTĐL): ~ Động cơ đang làm việc với lới điện (điểm A), khi cắt stato động cơ ĐK ra khỏi lới điện và đóng vào nguồn một chiều (U 1c ) độc lập nh sơ đồ hình 2-39a. Do động năng tích lũy trong động cơ, cho nên động cơ vẫn quay và nó làm việc nh một máy phát cực ẩn có tốc độ và tần số thay đổi, và phụ tải của nó là điện trở mạch rôto. Khi cắt stato khỏi nguồn xoay chiều rồi đóng vào nguồn một chiều thì dòng một chiều này sẽ sinh ra một từ trờng đứng yên so với stato nh hình 2-39b. Rôto động cơ do quán tính vẫn quay theo chiều cũ nên các thanh dẫn rôto sẽ cắt từ trờng đứng yên, do đó xuất hiện trong chúng một sức điện động e 2 . Vì rôto kín mạch nên e 2 lại sinh ra i 2 cùng chiều. Chiều của e 2 và i 2 xác định theo qui tắc bàn tay phải: + khi e 2 có chiều đi vào và là đi ra. Tơng tác giữa dòng i 2 và tạo nên sức từ động F có chiều xác định theo qui tắc bàn tay trái (hình 2-39b). Trang 75 0 0 M c M A (đ/c) b) (1) - 0 HN D ôđ H ình 2-38: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi Hãm ngợc bằng cách đảo 2 trong 3 pha stato động cơ ĐK b) Đặc tính HN đảo chiều từ trờng stato ĐK ĐK ~ R 2f a) MSX B C M c M h.bđ ĐK R 2f K MSX H R đch + - U 1c H ình 2-39: a)Sơ đồ nối dây ĐK khi HĐN KTĐL b) Sơ đồ nguyên lý tạo mômen hãm HĐN KTĐL + + + + F M h e 2 R i 2 F b) a) Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Chú ý rằng, trong trờng hợp hãm ngợc vì: Lực F sinh ra mômen hãm M h có chiều ngợc với chiều quay của rôto làm cho rôto quay chậm lai và sức điện động e 2 cũng giảm dần. * Để thành lập phơng trình đặc tính cơ của động cơ ĐK khi hãm động năng ta thay thế một cách đẳng trị chế độ máy phát đồng bộ có tần số thay đổi bằng chế độ động cơ không đồng bộ. Nghĩa là cuộn dây stato thực tế đấu vào nguồn một chiều nhng ta coi nh đấu vào nguồn xoay chiều. Điều kiện đẳng trị ở đây là sức từ động do dòng điện một chiều (F mc ) và dòng điện xoay chiều đẳng trị (F 1 ) sinh ra là nh nhau: F 1 = F mc (2-90) Sức từ động xoay chiều do dòng đẳng trị (I 1 ) sinh ra là: 111 I.w.2 2 3 F = (2-91) Sức từ động một chiều do dòng một chiều thực tế sinh ra phụ thuộc vào cách đấu day của mạch stato khi hãm và biểu diễn tổng quát nh sau: F mc = a.w 1 .I mc (2-92) Cân bằng (2-91) và (2-92) và rút ra: mcmc 1 1 1 I.AI w.2 2 3 w.a I == (2-93) Trong đó: a, A là các hệ số phụ thuộc sơ đồ nối mạch stato khi hãm động năng nh bảng (2-2). Ví dụ, theo bảng (2-2), sơ đồ nối dây và đồ thị vectơ (a): mc1 o 1mcmc I.w.330cosw.I2F == (2-94) Trang 76 Và: a = 3 ; 3 2 A = Đối với các sơ đồ đấu dây khác nhau của mạch stato, ta có thể xác định hệ số A theo bảng 2-2. Bảng 2-2 + Sơ đồ đấu dây mạch stato và đồ thị véc tơ sức điện động: Hệ số A: ; 32 1 :d) ; 3 2 :c) ; 2 2 :b) ; 3 2 :)a Dựa vào sơ đồ thay thế một pha của động cơ trong chế độ hãm động năng để xây dựng đặc tính cơ (hình 2-40). ở chế độ động cơ ĐK thì điện áp đặt vào stato không đổi, đó là nguồn áp, dòng từ hóa từ thông không đổi, còn dòng điện stato I à I 1 , dòng điện stato I 2 biến đổi theo độ trợt s. Trang 77 R đch I mc /3 2I mc /3 +U m - c) I mc /3 W 1 W 1 R đch I mc W 1 I mc /2 +U m - b) I mc /2 W 1 R đch I mc W 1 I mc +U m - a) R đch +U m I mc /2 I mc /2 W 1 - d) 30 o I mc W 1 2I mc W 1 /3 30 o I mc W 1 /2 I mc W 1 F mc F mc I mc W 1 I mc W 1 /2 F mc I mc W 1 /2 I mc W 1 /3 F mc I mc W 1 /2 I mc W 1 /3 Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Còn ở trạng thái hãm động năng kích từ độc lập, vì dòng điện một chiều I mc không đổi nên dòng xoay chiều đẳng trị cũng không đổi, do đó nguồn cấp cho stato là nguồn dòng. Mặt khác, vì tổng trở mạch rôto khi hãm phụ thuộc vào tốc độ nên dòng rôto I 2 và dòng từ hóa I à đều thay đổi, vậy nên từ thông ở stato thay đổi theo tốc độ. Trong chế độ làm việc của động cơ ĐK, độ trợt s là tốc độ cắt tơng đối của thanh dẫn rôto với từ trờng stato, ở trạng thái hãm động năng nó đợc thay bằng tốc độ tơng đối: o * = (2-95) Trang 78 Từ sơ đồ thay thế ta có: 2*' 2 2' 2 *' 2 2' 2 2 * ' 2 ' 2 ' 2 ).X(R .E X R E I + = + = (2-96) X 2 Hay: 2*' 2 2' 2 * ' 2 ).X(R .X.I I + = àà (2-97) I 2 R 2 / * I 1 X à Trong đó: ' f2 ' 2 ' 2 RRR += E 2 Theo đồ thị vectơ ta có: R 2f / * I à ; 2 2 ' 2 2 2 ' 2 2 1 )sinI()sinII(I ++= à H ình 2-40: Sơ đồ thay thế khi hãm động năng ĐK Hay ; (2-98) 2 2 ' 2 2' 2 22 1 )sinI.I2III ++= àà Trong đó: 2*' 2 2' 2 *' 2 2 ).X(R .X sin + = (2-99) Thay và sin ' 2 I 2 vào (2-98), ta có: 2*' 2 '2 2 *2' 2 2 à 2*' 2 '2 2 *22 à 2 à 22 1 )(XR XX2I )(XR XI II + + + += à à (2-100) Từ đó rút ra: 2' 2 2 1 2' 2 2 1 ' 2 * X I I )XX( 1 I I R + = à à à (2-101) Trang 79 E 2 I 1 Từ sơ đồ tha y thế hình 2-39, ta có đồ thị vectơ dòn g điện nh hình 2-41. 2 I à 2 I 2 H ình 2-41: Đồ thị vectơ dòng điện khi HĐN Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Từ các biểu thức (2-98) (2-100), sau khi biến đổi ta có: ữ 2*2' 2 2' 2 * ' 2 .)XX(R .X.I I ++ = à àà (2-102) Tơng tự nh đã xét ở động cơ ĐK, ta xác định đợc mômen: o 2 ' 2 2' 2 R I3 M = (2-103) Hay: ])X(X[R RX3I M 2 *2' 2 '2 2o *' 2 '2 2 à à ++ = (2-104) Đờng cong M = f( * ) cũng đợc khảo sát tơng tự nh với đờng cong đặc tính cơ của động cơ ĐK và cho ta những kết quả: ' 2 ' 2 * th XX R + = à (2-105) )XX(2 XI3 M ' 2o 22 1 th.th + = à à (2-106) Và: * * th * th * th.th M2 M + = (2-107) Biểu thức (2-107) là phơng trình đặc tính cơ của động cơ ĐK khi hãm động năng kích từ độc lập. Ta thấy rằng, khi thay đổi R 2f thì thay đổi, nên thay đổi, còn M ' 2 R * th th = const, còn khi thay đổi dòng điện xoay chiều đẳng trị I 1 , nghĩa là thay đổi dòng điện một chiều I mc , thì mômen M th thay đổi, còn * = const. th Trang 80 Các đờng đặc tính hãm động năng đợc biểu diễn nh trên hình 2-42. Trên đó: đờng (1) và (2) có cùng điện trở ' nhng có M )2(2 ' )1(2 RR = th2 > M th1 nên dòng một chiều tơng ứng I mc2 > I mc1 . Nh vậy khi thay đổi nguồn một chiều đa vào stato động cơ khi hãm động năng thì sẽ thay đổi đợc mômen tới hạn. M c () * 0 Còn đờng (2) và (3) thì có cùng dòng điện một chiều nhng điện trở ' . )3(2 ' )2(2 RR < Nh vậy khi thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto hoặc dòng điện một chiều trong stato động cơ khi hãm động năng thì sẽ thay đổi đợc vị trí của đặc tính tính cơ. b) Hãm động năng tự kích từ: Động cơ đang hoạt động ở chế độ động cơ (tiếp K kín, tiếp điểm H hở), khi cho K hở, H kín lại, động cơ sẽ chuyển sang chế độ hãm động năng tự kích từ. Khi đó, dòng điện I mc không phải từ nguồn điện một chiều bên ngoài, mà sử dụng ngay năng lợng của động cơ thông qua bộ chỉnh lu ở mạch rôto (hình 2-43a) hoặc bộ tụ điện ở mạch stato. Trang 81 H ình 2-42: Đặc tính cơ của động cơ ĐK khi HĐN-KTĐL M th2 M th1 0 M A (đ/c) (3) (1) (2) * th2 * th1 HĐN Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động * Ví dụ 2-6: Hãy lựa chọn đặc tính cơ hãm động năng và xác định các thông số mạch hãm, gồm dòng điện một chiều I mc cấp vào cuộn dây stato và điện trở phụ R h nối vào mạch rôto của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn sao cho mômen hãm cực đại đạt đợc M h.max = 2,5M đm và hiệu quả hãm cao. Số liệu cho trớc: Động cơ 11KW; 220V; 953vg/ph, = M th /M đm = 3,1; cos đm = 0,71; cos o (không tải) = 0,24; I 1đm = 28,4A; I 1.0 (không tải) = 19,2A; R 1 = 0,415; X 1 = 0,465; E 2nm (điện áp dây) = 200V; I 2đm = 35,4A; r 2 = 0,132; X 2 = 0,27; và K e = 1,84. * Giải: Trớc hết, xác định thêm các thông số của động cơ: Tốc độ định mức: rad/s 8,99 55,9 953 55,9 n m m === Trang 82 Tốc độ từ trờng quay: o = 1000/9,55 = 104,7 rad/s ~ Mômen định mức: m.N2,110 8,99 1000.11 1000.P M m m m == = Độ trợt định mức: 05,0 7,104 8,997,104 s o mo m = = = Điện kháng mạch hóa X à đợc xác định theo s.đ.đ. và dòng điện không tải của stato (coi dòng không tải bằng dòng từ hóa): === à 05,11 2,19 212 I E X 0.1 0.1 (với: V 212 3 200 .84,1E.KE nmf2e0.1 === ) Điện kháng rôto qui đổi về stato: === 92,084,1.27,0K.XX 22 e2 ' 2 Theo yêu cầu của đề bài ta có thể chọn đặc tính hãm động năng có mômen tới hạn là: M th.đn = M h.max = 2,5M đm . Tốc độ tới hạn có thể chọn bằng tốc độ hãm ban đầu: * th om * b * th / == Khi đó ta có đặc tính hãm là đờng 2 trên hình 2-38. Rõ ràng đặc tính này có hiệu quả hãm thấp vì mômen giảm gần nh tuyến tính từ tốc độ ban đầu bđ = đm cho đến = 0. Để cho việc hãm có hiệu quả cao, ta cần tạo ra một đặc tính cơ đảm bảo bao một diện tích lớn nhất giữa nó với trục tung của đồ thị (vùng gạch sọc trên hình 2-44). Khi đó mômen hãm trung bình trong toàn bộ quá trình hãm sẽ là lớn nhất. Việc tính toán cho thấy đặc tính cơ dạng này có tốc độ tới hạn: * = 0,407. tu.th Trang 83 H ình 2-43: a)Sơ đồ nối dây ĐK khi HĐN TKT b) Sơ đồ nguyên lý tạo mômen hãm HĐN TKT + + + + K F F e 2 i 2 R M h b) ĐK MSX H H R đch CL a) Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Vậy đặc tính cơ hãm động năng đợc chọn là đờng (1) trên hình 2-44. Từ biểu thức của mômen tới hạn hãm động năng (biểu thức 2- 106) ta rút ra biểu thức tính dòng điện xoay chiều đẳng trị I 1 : A4,43 05,11.3 )92,005,11.(7,104.2.2,110.5,2 X3 )XX(2.M I 2 2 ' 2on.th 1 = + = = + = à à Qua hệ số tỷ lệ A của sơ đồ nối dây stato vào nguồn điện một chiều khi hãm, ví dụ chọn sơ đồ 1 trong bảng 2-2, ta có: 815,032A == , ta xác định đợc dòng điện một chiều cần thiết: I mc = I 1 /A = 43,4/0,815 = 53A Từ biểu thức của tốc độ tới hạn (2-74) ta xác định đợc giá trị điện trở trong mạch rôto khi hãm: Trang 84 =+=+= à 87,4)92,005,11.(407,0)XX(R ' 2 * th ' t2 Tơng ứng với giá trị trớc khi qui đổi là: === 44,184,1/87,4K/RR 22 e ' t2t2 Vậy điện trở phụ cần nối vào mạch rôto là: R h = R 2t - r 2 = 1,44 - 0,132 = 1,308 2.4.5. Đảo chiều động cơ ĐK: Giả sử động cơ đang làm việc ở điểm A theo chiều quay thuận trên đặc tính cơ tự nhiên thuận với tải M c : th th th thth as2 s s s s )as1(M2 M ++ + = (2-108) Trang 85 0 0 M c M A (đ/cT) b) s thT - 0 H ình 2-45: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi đảo 2 trong 3 pha stato động cơ ĐK b) Đặc tính cơ khi làm việc thuận (A) và ngợc (B) ĐK ~ R 2f a) MSX M c s thN B (đ/cN) 0 0,05 bđ = đm (1) (2) * th.t M h.max = M th.đn M đm 3,1M đm M H ình 2-44: Đặc tính cơ TN và đặc tính cơ hãm ĐN Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Muốn đảo chiều động cơ, ta có thể đảo chiều từ trờng stato ( o ), hay đảo thứ tự pha điện áp (u 1 ) động cơ ĐK (thờng đảo 2 trong 3 pha stato). Khi đảo chiều, dòng đảo chiều rất lớn nên phải cho thêm điện trở phụ vào mạch rôto để hạn chế I đch I cp . Khi động cơ ĐK làm việc ở chiều ngợc lại thì M th sẽ đảo dấu và s th > 1 nh hình 2-45: Động cơ quay ngợc chiều tơng ứng với điểm B trên đặc tính cơ tự nhiên bên ngợc, hoặc trên đặc tính cơ nhân tạo ngợc. Đ 2.5. ĐặC TíNH CƠ CủA động cơ đồng bộ (ĐĐB) 2.5.1. Đặc tính cơ của động cơ ĐĐB: Khi đóng stato của động cơ đồng bộ vào lới điện xoay chiều có tần số f 1 không đổi, động cơ sẽ làm việc với tốc độ đồng bộ không phụ thuộc vào tải: p f2 1 0 = (2-109) Trang 86 Nh vậy đặc tính cơ của động cơ ĐĐB này tong phạm vi mômen cho phép M M max là đờng thẳng song song với trục hoành, với độ cứng = và đợc biểu diễn trên hình 2 -46. Tuy nhiên khi mômen vợt quá trị số cực đại cho phép M > M max thì tốc độ động cơ sẽ lệch khỏi tốc độ đồng bộ. 2.5.2. Đặc tính góc của động cơ ĐĐB: Trong nghiên cứu tính toán hệ truyền động dùng động cơ ĐĐB, ngời ta sử dụng một đặc tính quan trọng là đặc tính góc. Nó là sự phụ thuộc giữa mômen của động cơ với góc lệch vectơ điện áp pha của lới U l và vectơ sức điện động cảm ứng E trong dây quấn stato do từ trờng một chiều của rôto sinh ra: M = f() Đặc tính này đợc xây dựng bằng cách sử dụng đồ thị vectơ của mạch stato vẽ trên hình 2-47 với giả thiết bỏ qua điện trở tác dụng của cuộn dây stato (r 1 0). Trên đồ thị vectơ hình 2-47: U l - điện áp pha của lới (V) E - sức điện động pha stato (V) Trang 87 ĐKB ~ R đch a) MSX + U đk - 0 M đm M 0 b) H ình 2-46: Sơ đồ nối dây và đặc tính cơ của động cơ ĐĐB 1 U I E C - U l sin j ix s B A H ình 2-47: Đồ thị vectơ của mạch stato của động cơ ĐĐB Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động I - dòng điện stato (A) - goác lệch giữa U l và E; - góc lệch giữa vectơ điện áp U l và dòng điện I. X s = x à + x 1 - điện kháng pha của stato là tổng của điện kháng mạch từ hóa x à và điện kháng cuộn dây 1 pha của stato x 1 () Từ đồ thị vectơ ta có: )cos(EcosU l = (2-110) Từ tam giác ABC tìm đợc: s l Ix sinU CA CB )cos( == (2-111) Thay (2-110) vào (2-111) ta đợc: s l 1 Ix sinU EcosU = (2-112) Hay: = sin x EU cosIU s l 1 (2-113) Vế trái của (2-113) là công suất 1 pha của động cơ. Vậy công suất 3 pha của động cơ: = sin x EU 3P s l (2-114) Mômen của động cơ: = = sin x EU3 P M s0 l 0 (2-115) (2-115) là phơng trình đặc tính góc của động cơ ĐĐB. Theo đó ta có đặc tính góc là đờng cong hình sin nh trên hình 2-48. Trang 88 Khi = /2 ta có biên độ cực đại của hình sin là: s0 l m x EU3 M = (2-116) Phơng trình (2-115) có thể viết gọn hơn: M = M m sin (2-117) M m đặc trng cho khả năng quá tảI của động cơ. Khi tải tăng góc lệch pha tăng. Nếu tải tăng quá mức 2 > , mômen giảm. Động cơ đồng bộ thờng làm việc định mức ở trị số của góc lệch = 20 o ữ 25 o . Hệ số tải về mômen tơng ứng sẽ là: 5,22 M M m m M ữ== Những điều đã phân tích ở trên chỉ đúng với những động cơ đồng bộ cực ẩn và mômen chỉ xuất hiện khi rôto có kích từ. Còn đối với những động cơ đồng bộ cực lồi, do sự phân bố khe hở không khí không đều giữa rôto và stato nên trong máy xuất hiện mômen phản kháng phụ. Do đó đặc tính góc có biến dạng ít nhiều, nh đờng nét đứt trên hình 2-48. M M m 0 /2 2 3/2 H ình 2-48: Đặc tính góc của động cơ đồng bộ [...]... thay đổi các thông số này ? Dạng các hộ đặc tính cơ nhân tạo và ứng dụng thực tế của chúng ? 13 Vẽ các dạng đặc tính cơ khi khởi động động cơ ĐK hai cấp tốc độ ? Khi khởi động động cơ ĐK, các đại l ợng: hệ số tr ợt tới hạn, mômen tới hạn thay đổi nh thế nào ? Các biểu thức xác định các đại l ợng đó ? Th ờng mômen khởi động lớn nhất của động cơ ĐK bằng bao nhiêu mômen tới hạn của động cơ ? 14 Động cơ ĐK... Cách vẽ đặc tính cơ tự nhiên theo các số liệu định mức trong catalo: dạng chính xác, dạng gần đúng và dạng tuyến tính hóa ? 11 Biểu thức xác định độ cứng đặc tính cơ ? Biểu thị quan hệ giữa độ cứng đặc tính cơ với độ tr ợt định mức và điện trở mạch rôto của động cơ ĐK ? 12 Có những thông số nào ảnh h ởng đến dạng đặc tính cơ của động cơ ĐK ? Cách nối dây động cơ ĐK để tạo ra đặc tính cơ nhân tạo khi thay... thái hãm ? Cách nối dây động cơ để thực hiện các trạng thái hãm và điều kiện để xảy ra hãm ? Giải thích quan hệ năng l ợng giữa máy sản xuất (tải của động cơ) và động cơ ở từng trạng thái hãm ? ứng dụng thực tế của các trạng thái hãm ? 15 Giải thích ý nghĩa của đặc tính cơ và đặc tính goác của động cơ đồng bộ ? Sự phụ thuộc giữa mômen cực đại của động cơ với điện áp l ới ? Mômen cực đại ở đặc tính. .. Vẽ các đặc tính cơ khi khởi động ĐMđl với 2 cấp điện trở khởi động ? 7 Động cơ ĐMđl có mấy ph ơng pháp hãm ? Điều kiện để xảy ra các trạng thái hãm đó ? Sơ đồ nối dây động cơ khi thực hiện các trạng thái hãm ? ứng dụng thực tế của các trạng thái hãm đó ? Giải thích quan hệ về chiều tác dụng của các đại l ợng điện và chiều truyền năng l ợng trong hệ ở các trạng thái hãm ? 8 Sự khác nhau giữa động cơ. .. dạng đặc tính cơ, các ph ơng pháp hãm ? Có nhận xét gì về đặc điểm và khả năng ứng dụng của ĐMnt thực tế ? Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Trang 90 9 Có thể biểu thị ph ơng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ bằng những biểu thức nào ? Viết các ph ơng trình đó, giải thích các đại l ợng và cách xác định các đại l ợng đó khi viết ph ơng trình và dựng đặc tính cơ ? 10 Cách... vẽ đ ờng đặc tính này ? 5 Có những thông số nào ảnh h ởng đến dạng đặc tính cơ của ĐMđl ? họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi thông số đó ? Sơ đồ nối dây, ph ơng trình đặc tính, dạng của các họ đặc tính nhân tạo, nhận xét về ứng dụng của chúng ? 6 Tại sao khi khởi động ĐMđl th ờng phải đóng thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ ? Các dòng điện khởi động lớn nhất và nhỏ nhất khi khởi động ĐMđl... Trình: Truyền động điện Tự động Trang 89 Câu hỏi ôn tập 1 Có thể biểu diễn ph ơng trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập bằng mấy dạng ? hảy viết các dạng ph ơng trình đó ? Giải thích các đại l ợng trong ph ơng trình và cách xác định các đại l ợng đó ? Vẽ dạng đặc tính cơ điện và đặc tính cơ ĐMđl ? 2 Đơn vị t ơng đối là gì ? Đơn vị t ơng đối của các đại l ợng điện, cơ của động cơ ĐMđl đ... Viết ph ơng trình đặc tính cơ ở dạng đơn vị t ơng đối ? ý nghĩa của việc sử dụng ph ơng trình dạng đơn vị t ơng đối ? 3 Độ cứng đặc tính cơ của ĐMđl có biểu thức xác định nh thế nào ? Giá trị t ơng đối của nó ? Biểu thị quan hệ giữa độ cứng với sai số tốc độ và điện trở mạch phần ứng (theo đơn vị t ơng đối) ý nghĩa của độ cứng đặc tính cơ ? 4 Cách vẽ đặc tính cơ của ĐMđl ? Cách xác định các đại l ợng:... đồng bộ ? Sự phụ thuộc giữa mômen cực đại của động cơ với điện áp l ới ? Mômen cực đại ở đặc tính góc có ý nghĩa nh thế nào với đặc tính cơ của động cơ ĐĐB ? Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Trang 91 Ths Kh ơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động . tính cơ tự nhiên bên ngợc, hoặc trên đặc tính cơ nhân tạo ngợc. Đ 2.5. ĐặC TíNH CƠ CủA động cơ đồng bộ (ĐĐB) 2.5.1. Đặc tính cơ của động cơ ĐĐB: Khi. Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động 2.4.4. Các đặc tính cơ khi hãm động cơ ĐK: Động cơ điện ĐK cũng