Bài giảng tổng hợp hệ điện cơ (chương 7)

Chương 7 CÁC LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 7.1. LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ Các loại hệ thống điều tốc động cơ không đồng bộ: (1) Điều tốc giảm điện áp; (2) Điều tốc sử dụng bộ ly hợp trượt điện từ; (3) Điều tốc điện trở nối tiếp trong mạch rotor của động cơ không đồng bộ rotor dây quấn; (4) Điều tốc nối cấp động cơ không đồng bộ rotor dây quấn; (5) Điều tốc thay đổi số đôi cực; (6) Điều tốc biến tần v.v y 0 = 0 y 0 = x y 1 = y 4 = x+ Chương 7 7.1. LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ Các hệ điều tốc động cơ không đồng bộ theo góc độ chuyển đổi năng lượng: 1) Hệ thống điều tốc tiêu hao công suất trượt - toàn bộ công suất trượt chuyển thành nhiệt năng tiêu hao mất 2) Hệ thống điều tốc kiểu tái sinh - một bộ phận của công suất trượt bị tiêu hao đi, phần lớn còn lại nhờ có thiết bị chỉnh lưu được trả về mạng điện hoặc chuyển hoá thành dạng cơ năng để dùng vào việc có ích khác, 3) Hệ thống điều tốc công suất trượt không thay đổi - trong hệ thống này không tránh khỏi tiêu hao công suất trên vòng đồng rotor, nhưng sự tiêu hao công suất trượt hầu như không phụ thuộc vào tốc độ cao hay thấp, vì thế hiệu suất khá cao y 0 = 0 y 0 = x y 1 = y 4 = x+ Chương 7 7.2. HỆ THỐNG KÍN ĐIỀU TỐC BẰNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU - HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KIỂU TIÊU HAO CÔNG SUẤT TRƯỢT y 0 = 0 y 0 = x y 1 = y 4 = x+ Chương 7 7.2. HỆ THỐNG KÍN ĐIỀU TỐC BẰNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU - HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KIỂU TIÊU HAO CÔNG SUẤT TRƯỢT y 0 = 0 y 0 = x y 1 = y 4 = x+ Chương 7 7.2.1. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi điện áp y 0 = 0 y 0 = x y 1 = 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1 2 U I I R (R ) (L L ) s ′ = = ′ ′ + + ω + Phương trình đặc tính cơ điện Phương trình đặc tính cơ 2 p p 1 2 2 m 2 đt 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 1 2 3n 3n U R / s P R M I s R (R ) (L L ) s ′ ′ ′ = = = Ω ω ′ ′ ω + + ω + Chương 7 7.2.1. Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi điện áp y 0 = 0 y 0 = x y 1 = Hệ số trượt tới hạn Mô men tới hạn (mô men cực đại) 2 t 2 2 2 1 1 1 2 R s R (L L ) ′ = ′ + ω + 2 p 1 t 2 2 2 1 1 1 1 1 2 3n U M 2 R R (L L ) =   ′ ω + + ω +   Chng 7 7.2.1. c tớnh c ca ng c khụng ng b khi thay i in ỏp y 0 = 0 y 0 = x y 1 = n -s n 0 0 1 0 s t M đt M c U 1đm 0,7U 1đm 0,5U 1đm Đặc tính phụ tải dạng quạt gió M t Hình 7.3: Đờng đặc tính cơ của động cơ điện cảm ứng với các giá trị khác nhau của điện áp trên stator n -s n 0 0 1 0 M đt M c U 1đm 0,7U 1đm 0,5U 1đm Hình 7.4: Đờng đặc tính cơ của động cơ điện cảm ứng với rotor điện trở cao khi thay đổi giá trị điện áp trên stator A B C E F A B C D Chng 7 7.2.2. H thng kớn iu chnh tc bng thay i in ỏp v c tớnh tnh ca h y 0 = 0 y 0 = x y 1 = Hình 7.5: Hệ thống kín điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp stator có phản hồi âm tốc độ: a) sơ đồ nguyên lý; b) đặc tính tĩnh R = ĐK + u đk FT FX BĐXC - n -s n 0 0 1 0 M đt M c Đặc tính cơ khi U 1 =U 1đm A Đặc tính cơ khi U 1 =min A A A a b * n1 u * n2 u * n3 u * n u n Chương 7 7.2.2. Hệ thống kín điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp và đặc tính tĩnh của hệ y 0 = 0 y 0 = x y 1 = H×nh 7.6: S¬ ®å cÊu tróc tr¹ng th¸i tÜnh hÖ thèng ®iÒu tèc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng thay ®æi ®iÖn ¸p stator K γ n=f(U 1 ,M ®t ) R ω n u ®k U 1 (-) ∆u v u n M c * n u Chương 7 7.2.3. Sơ đồ cấu trúc trạng thái động gần đúng y 0 = 0 y 0 = x y 1 = H×nh 7. 7: S¬ ®å cÊu tróc tr¹ng th¸i ®éng gÇn ®óng cña hÖ thèng ®iÒu tèc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé b»ng thay ®æi ®iÖn ¸p stator W fn (s) W §K (s) R ω (s) n U ®k (s) - U n (s) W b (s) U 1 (s) * n U (s) [...]...Chương 7 7.2.3 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động gần đúng Kb Wb (s) = Hàm truyền BBĐ: τs + 1 y01= 0 y = y0 = x γ Wfn (s) = Tfn s + 1 Hàm truyền phản hồi tốc độ: 2s A ω1ĐK 1 K = Hàm truyền động cơ: WĐK (s) = U × Jω2 R ′ Tms + 1 1 2 1A s +1 2 3n 2 U1A p với: K ĐK 2s A ω1 2 ( ω1 − ωA ) = = U1A U1A và Jω R ′ Tm = 3n U 2 1 2 2 2 p 1A Chương 7 7.2.3 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động gần đúng ∆U1 y01=