xây dựng mô hình máy điện dị bộ rotor lồng sóc trên hệ tọa độ alpha-beta.mô phỏng bằng matlab

Động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc1.Lý thuyết Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha lên hệ thống cuộn dây phía Stator sẽ tạo ra dòng stator, gây lên điện áp cảm ứng phía rotor và do đó gây

I Động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc

1.Lý thuyết

Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha lên hệ thống cuộn dây phía Stator sẽ tạo ra dòng stator, gây lên điện áp cảm ứng phía rotor và do đó gây lên dòng cảm ứng phía rotor Dòng hai phía stator và rotor có tác dụng tạo ra dòng rotor, stator và đó cũng là nguyên nhân sinh ra mômen quay của máy

điện Điều kiện để xẩy ra cảm ứng và tạo được momen là tồn tại một sự

trượt nhất định (không đồng bộ) giữa chuyển động của rotor và của vector từ

thông stator Trong trường hợp đồng bộ, máy điện sẽ không tạo ra được momen quay

K

mM

m

=

s K s + K s s

2 ; Rs ≈ 0

mK = 23 zp σ

s

L

s s U

ω ; sK= sωrsσ

L R

mK Mômen lật

sK Hệ số trượt khi

K

M

m

m

= 1

Mômen động cơ

Us Điện áp stator

ωs Tần số stator

Công thức trên là công thức trên là công thức gần đúng, xuất phát từ giả thiết điện trở stator = 0 Giả thiết đó có thể coi là gần đúng đối với máy điện công suất lớn, rất lớn

Các phương trình mô tả động cơ điện dị bộ rotor lồng sóc:

 phương trình điện áp stator

us = Rsis+ddtψs

 phương trình điện áp rotor

0 = Rr ir + ddtψr - jωψ r

 phương trình từ thông

s

ψ = Lsis+L m

ir

r

ψ = L m

is+Lr ir

Trong đó:

Rs Điện trở stator

Rr Điêïn trở rotor

Ls Điện cảm stator

Lr Điện cảm rotor

Lm Hỗ cảm giữa hai quận dây

us Vector điện áp stator

is Vector dòng điện stator

s

ψ Vector từ thông stator

r

ψ Vector từ thông rotor

Mô hình động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc:

dts

di

α =

-r T

1 + s T

1

σ

σ

σ is α + σσψr′α

r T

1

+ ψ βω σ

σ r

′ 1

+ σ su α s L 1

dt

s

di β = -

r T

1 + s T

1

σ

σ

σ

σ r

′ 1

+ 1Trσσψr′β + σ su β

s L 1

dtr

′

d ψ α = T1r siα T1r ψr′α ω ψ r′β

dt

r

′

d ψ β

= β ψr′β+ωψr′α

r T

1 si r

T

1

Trong đó :

s R s L

=

s

T ; Tr =Lr Rr ;

r L s L

2m L 1

= σ

m L

r j + m L r

= r

′ j +

r ′

′

= m L r

=

β ψ α ψ ψ

ψ

Phương trình mômen:

si r

′ s L 1 p z 2

3

= M

Hệ phương trình mô tả động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc được xây dựng trên cơ sở chấp nhận các giả thiết sau:

 Hệ phương trình cơ bản thu được trên cơ sở sóng cơ bản của các đại lượng dòng, áp và từ thông Hiện tượng móc vòng từ thông giữa stator và rotor chỉ xẩy ra với sóng cơ bản Mômen hài chưa được quan tâm

 Hệ chưa xét tới hiện tượng bão hoà từ

 Chưa xét tới tổn hao dòng quẩn và tổn hao sắt từ

 Chưa xét đến hiện tượng dãn dòng (xuất hiện đối với hài dòng bậc cao, làm tăng giá trị hiệu dụng của điện trở)

 Stator có kết tròn đều đối xứng Việc đặt điện áp Rotor bằng 0 xuất phát từ kết cấu ngắn mạch của mạch điện phía rotor

 Tham số của mô hình là hằng

 Bỏ qua tổn hao ma sát

2 Mô hình động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc:

Các thông số:

g =

r

T

1

σ

σ

J p z

= h

r

L

m

2

L

p

z

2

3

=

f

r

Rr

L

= r T

II Mô phỏng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc

Sơ đồ simulink:

1 Mô hình

Lựa chọn các thông số của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc:

Rs = 0.18 (Ω)

Rr = 0.17 (Ω)

Ls = 4.0 (Ω)

Lr = 4.0 (Ω)

Lm = 3.91 (Ω)

Pc = 3

J = 0.5

2 Các đường đặc tính

a Đường đặc tính mômen cản

Tải được đóng vào động cơ khi tốc độ đã ổn định, sau 0,5 s

b Đặc tính tốc độ theo thời gian

c Đặc tính của dòng điện

β

s

i

α s

i

d Đặc tính của mômen trên trục động cơ

III.Mô hình nghịch lưu băm xung nguồn áp

Nghịch lưu băm xung nguồn áp la dạng thiết bị điện tử cong suất rất quan trọng, được sử dung để điều khiển các máy điện xoay chiều 3 pha Nghịch lưu có nhiệm vụ tạo ra mot hệ thóng nguồn xoay chiều 3 pha có biên độ, tần số và góc pha theo như ý muốn, Nghịch lưu nguồn áp bao giờ cũng được nuôi bởi nguồn điện một chiều

Trong bài này sử dụng phương pháp biến điệu bề rộng xung, đây là phương pháp có nhiều ưu điểm:

- vừa điều chỉnh được điện áp ra, lai vừa điều chỉnh được tần số

- điện áp ra gần với hình sin

- có thể sử dụng chỉnh lưu không điều khiển ở đầu vào của nghịch lưu làm tăng hiệu quả của sơ đồ

Nội dung của phương pháp biến điệu bề rộng xung là so sánh một sóng sin chuẩn có tần số bằng tần số của điện áp ra nghịch lưu mong muốn, với một điện áp răng cưa tần số cao, cơ 2 dến 10 kHz Phương pháp biến

điệu bề rộng xungcos nhiều dạng, trong đó có 2 dang cơ bản là: biến điệu bề rộng xung ra một cực tính hoặch hai cực tính Theo dạng điện áp một cực tính những khoảng điện áp sin chuẩn cao hơn điện áp răng cưa mở van để đưa điện áp ra tải, trong những khoảng điện áp sin chuẩn thấp hơn điện áp răng cưa khoá van để điện áp ra tải bằng không Điện áp được tạo thành riêng cho nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm Theo dạng áp ra hai cực tính điện áp ra sẽ là +E khi sin chuẩn cao hơn xung răng cưa va la -E khi sin chuẩn thấp hơn

1 Sơ đồ simulink nghịch lưu nguồn áp 3 pha

2 Các đường đặc tính

a.Điện áp vào

b Đặc tính cua Usα và Usβ

c Các đường đặc tính đầu ra

 Tốcđộ

 Mômen

 Dòng điện

isα

isβ