Tnmd bai2 kdb3p (2)

Mô phỏng động cơ không đồng bộ 3 pha Mô phỏng động cơ không đồng bộ 3 pha Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page 1 BÀI 2 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (KĐB) 3 PHA I Giới thiệu Động cơ không đồng bộ được[.]

Mô động không đồng pha BÀI 2: MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (KĐB) PHA I Giới thiệu Động không đồng sử dụng rộng rãi công nghiệp dân dụng Mơ q trình hoạt động động khơng đồng dùng phổ biến trình thiết kế truyền động công nghiệp, hệ thống tự động hóa đại Do đó, thí nghiệm xây dựng nhằm mục đích hướng dẫn sinh viên thực mô động không đồng pha, rotor lồng sóc phần mềm Matlab/Simulink II Mơ hình động động khơng đồng pha Phương trình điện áp dây quấn stator: Với usu(t) = Rsisu(t) + dsu (t ) dt (2.1a) usv(t) = Rsisv(t) + dsv (t ) dt (2.1b) usw(t) = Rsisw(t) + dsw (t ) dt (2.1c) usu(t), usv(t), usw(t) : Điện áp cuộn dây pha stator su(t), sv(t), sw(t) : Từ thông móc vòng dây quấn stator Rs : Điện trở dây quấn pha cuûa stator  0 u su (t )  u sv (t ).e j120  u sw (t ).e j 240 Thay phương trình điện áp pha (2.1a),(2.1b),(2.1c) vào (2.2), ta được: p Biểu diễn theo daïng vector : u s (t ) =  (2.2) s d  s (t ) u = Rs i (t ) + dt s s s s (2.3) Trong đó: Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mô động không đồng pha s is (t ) = s  s (t ) =  0 isu (t )  isv (t ).e j120  isw (t ).e j 240  (2.4)  0 su (t )  sv (t ).e j120  sw (t ).e j 240  (2.5) Với: s * i s (t ) : Vector doøng stator s *  s (t ) : Vector từ thông stator * Chỉ số “s” hệ quy chiếu stator Tương tự, ta có phương trình điện áp mạch stotor Khi quan sát hệ rotor (rotor ngắn mạch) : r d  r (t ) u = = Rr i (t ) + dt r r r r (2.6) Với: r * ur r : Vector điện áp rotor r * i r (t ) : Vector doøng rotor *  r (t ) : Vector từ thông rotor * Rr : Điện trở rotor tính quy đổi qua hệ stator *0 : Vector không (mul không) Các cuộn dây động có giá trị điện cảm : * Lm : Hỗ cảm rotor stator * Ls : Điện kháng tản dây quấn stator * Lr : Điện kháng tản dây quấn rotor Từ giá trị điện cảm ta có: * Ls= Lm + Ls : Điện cảm stator * Lr = Lm + Lr : Điện cảm rotor Các vector từ thông stator rotor quan hệ với dòng stator rotor:  s = Ls i s + Lm i r (2.7a)  r = Lm i s + Lr i r (2.7b) Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mô động không đồng pha Đối với động không đồng hệ điện nên ta có phương trình cơ: Me = MT + J d * P dt (2.8) Với: *J : Moment quán tính * : Là tốc độ động * MT : Moment tải Me = * P : Là số đôi cực động * Me : Moment điện từ 3 p(  s x i s )= - p(  r x i r ) 2 (2.9) Mô hình trạng thái động hệ toạ độ stator Từ phương trình (2.6), quy hệ quy chiếu stator : r s r i r = i r e  j s s  r =  r e  j s s s d  r (t ) 0=R i + - j  r dt s r r (2.10) Vaäy từ phương trình :(2.3),(2.7),(2.8) và(2.10) ta có hệ phương trình: s ds u = Rs i + dt s s s s (2.11a) s s d  r (t ) 0=R i + - j  r dt s r r s s s  s = Ls i s + Lm i r s s (2.11c) s r = Lm i s + Lr i r Me = 3 p(  s x i s )= - p(  r x i r ) 2 Me = MT + J d * P dt Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện (2.11b) (2.11d) (2.11e) (2.11f) Page Mô động không đồng pha Để đưa hệ phương trình với biến: Dòng điện stator từ thông rotor, từ phương trình (2.11d) va ø(2.11c):  s s  r  Lm i s Lr s ir = s s  s = Ls i s +  (2.12)  s s Lm  r  Lm i s Lr  (2.13) Thay (2.12) (2.13) vào (2.11a) (2.11b) ý thêm định nghóa sau: Ts = Ls : Hằng số thời gian stator Rs Tr  Lr : Hằng số thời gian rotor Rr L2m hệ số từ tản tổng   1 Ls Lr s s d i s Lm d  r U  R i  Lm  dt Lr dt s s s S s (2.24) s  s dr L s    m i s    j  r  Fr dt  Tr  (2.25)  R s L2m d i s   s   Ls Ls Lr Tr (2.16) s s  s Lm  1 i s    j  r  Us  Ls Lr  Tr Ls   s  s d  r Lm s   i s    j  r dt Tr  Tr  (2.17) Hay: s  dis 1    dt  Ts Tr  s 1 i s  Lm  1  s s   j  r  Us is  Tr  (2.18) s  s d  r Lm s   i s    j  r dt Tr  Tr  Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện (2.19) Page Mơ động khơng đồng pha Chuyển sang dạng thành phần vector trục toạ độ ta được:  1  dis 1 1     r   r   u  is  dt  Tr Lm  Lm  Ls s   Ts  Tr  dis  1  1 1     r   r  us   is  dt  T  T  T L  L  L r  r m m s  s dr Lm  is  r  r dt Tr Tr dr Lm  is  r  r dt Tr Tr (2.20a) (2.20b) (2.20c) (2.20d) Thay phương trình (2.12) vào phương trình (2.11):    s s   s Lm s s M e   P  r x  r  Lm i s  r x.i s  P  Lr  Lr  Thay caùc thành phần vector từ thông rotor dòng stator, ta được:  Lm P r is  r is Lr 1 1 a1= + a2=  Tr Lm  Ts Tr Me  Đặt a4= L s a5= Lm Tr  (2.22) a3= 1  Lm L a6= p m Lr Hệ phương trình (2.20) (2.22) trở thành: di s = -a1is + a2  r + a3   r  + a4us dt dis dt = -a1is - a3   r + a2  r  + a4us d  r = a5is  -   r dt Tr r d  r dt = a5is +   r - Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện  Tr r  (2.24a) (2.24b) (2.24c) (2.24d) Page Mô động không đồng pha Me = a6   r is   r  is  (2.24e) d P = [Me – MT] dt J (2.24f) III Xây dựng mơ hình mơ MATLAB/ Simulink Khối mô dòng điện is dựa vào phương trình (2.24a) Khối mô dòng điện is dựa vào phương trình (2.24b) Khối mô từ thông r ; r dựa vào phương trình (2.24cd) Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mơ động khơng đồng pha Khối mô để tính moment (T) tốc độ (W) dựa vào phương trình (2.24ef) Mơ hình động khơng đồng hồn chỉnh: Khối Process AlfaBeta: Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mô động không đồng pha Khối động hồn chỉnh: Mơ hình mơ động không đồng pha hệ stator: Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mơ động không đồng pha Khối nguồn pha: Các phương trình biến đổi cho đại lượng stator: 2 1  fa  fb  fc   3 2  2 3  f s     fb  fc  3 2  f s  Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page Mơ động khơng đồng pha Các phương trình biến đổi cho đại lượng rotor:  f A cos  f B cos  2 / 3  f C cos  2 / 3   f A sin   f B sin  2 / 3  f C sin  2 / 3 f r  f r Xây dựng M_File chứa thông số động cơ: % Mo phong dong co KDB 3P clear all; clc; % -Tsim = 3; % thoi gian mo phong Vrms = 220; f = 50; TL = 5.1 ; % momen tai (Nm) % Thong so dong co Rs = 9.5; % dien tro stator Rr = 9.49; % dien tro rotor Ls = 0.505; % dien cam stator Lr = 0.496; % dien cam rotor Lm = 0.478; % ho cam P = 2; % so doi cuc J = 0.0006; % momen quan tinh (kg.m^2) % Tr = Lr/Rr; Ts = Ls/Rs; SS = - Lm*Lm/(Ls*Lr); a1 = 1/(SS*Ts) + (1-SS)/(SS*Tr); a2 = (1-SS)/(SS*Tr*Lm); a3 = (1-SS)/(SS*Lm); a4 = 1/(SS*Ls); a5 = Lm/Tr; a6 = 3*P*Lm/(2*Lr); a7 = P/J; IV Một số thông số động tham khảo: ĐC KĐB 1: Stator resistance (Rs): 1.37 Ω Rotor resistance (Rr): 1.10 Ω Stator inductance (Ls): 0.1459 H Rotor inductance (Lr): 0.1490 H Magnetising inductance (Lm): 0.1410 H Inertia (J): 0.1 kg.m2 Number of pole pairs (P): Rated power: 4.0 kW Rated speed: 1440 rpm Rated frequency: 50 Hz Rated voltage: 380 V Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page 10 Mơ động không đồng pha ĐC KĐB 2: Stator resistance (Rs): 0.15 Ω Rotor resistance (Rr): 0.17 Ω Stator inductance (Ls): 0.035 H Rotor inductance (Lr): 0.035 H Magnetising inductance (Lm): 0.0338 H Inertia (J): 0.14 kg.m2 Number of pole pairs (P): Rated power: 7.5 kW Rated speed: 1750 rpm Rated frequency: 60 Hz Rated voltage: 380 V ĐC KĐB 3: Stator resistance (Rs): 0.371 Ω Rotor resistance (Rr): 0.415 Ω Stator inductance (Ls): 0.08705 H Rotor inductance (Lr): 0.08763 H Magnetising inductance (Lm): 0.08433 H Inertia (J): 0.16 kg.m2 Number of pole pairs (P): Rated power: 11.0 kW Rated speed: 1430 rpm Rated frequency: 50 Hz Rated voltage: 380 V ĐC KĐB 4: Stator resistance (Rs): 0.19 Ω Rotor resistance (Rr): 0.125 Ω Stator inductance (Ls): 0.03851 H Rotor inductance (Lr): 0.03756 H Magnetising inductance (Lm): 0.0369 H Inertia (J): 0.18 kg.m2 Number of pole pairs (P): Rated power: 15.0 kW Rated speed: 1460 rpm Rated frequency: 50 Hz Rated voltage: 380 V V Yêu cầu: Động khởi động không tải mang tải định mức thời điểm 0.5s - Vẽ đồ thị dòng điện pha động cơ, từ đồ thị xác định dòng điện mở máy, dòng điện khơng tải, dịng điện lúc mang tải định mức, ghi giá trị vào bảng số liệu thu thập Tính toán so sánh với lý thuyết - Vẽ đồ thị tốc độ, từ thông moment điện từ động cơ, từ đồ thị xác định đại lượng sau: o Moment mở máy o Từ thông hoạt động máy o Tốc độ động lúc không tải đầy tải Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page 11 Mô động không đồng pha o Thay đổi tải, xác định lại tốc độ tải thay đổi: động non tải, động q tải o Tính tốn so sánh lại với lý thuyết - Vẽ đặc tuyến vùng làm việc ổn định động không đồng - Thay đổi điện áp nguồn cung cấp: o Giảm 20% điện áp pha A: vẽ đồ thị dòng điện, tốc độ moment động o Mất pha A: vẽ đồ thị dòng điện, tốc độ moment động o Cho nhận xét - Sinh viên phải hồn thành tất u cầu buổi thí nghiệm GVHD kiểm tra buổi thí nghiệm SV - Bộ thông số mô thơng số xác định từ thí nghiệm 1, thơng số cịn lại dùng kiểm tra kết VI Nộp báo cáo:  Báo cáo ghi rõ Họ tên, MSSV, Nhóm, Tổ, ngày thực TN  Các kết đo kết thí nghiệm phải trình bày rõ ràng, ngắn gọn đầy đủ yêu cầu theo hướng dẫn báo cáo thí nghiệm  GV có quyền cho điểm báo cáo sau:  Những chép lẫn hình thức  Số liệu báo cáo không trùng khớp với số liệu thực PTN Hướng dẫn Thí nghiệm máy điện Page 12