chương 6 HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA(ĐB)

THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ MÁY ĐIỆN chương 6 HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA(ĐB) Trao đổi trực tuyến tại: http://www.mientayvn.com/chat_box_li.html Nội dung chính: 6.1. Khái niệm chung 6.2.Mô tả toán học động cơ đồng bộ ba pha 6.3 Động cơ đồng bộ trong chế độ xác lập 6.4 .Phân loại hệ truyền động điều chỉnh tốc độ ĐB 6.5.Truyền động diều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến tần nguồn áp 6.6 .Hệ truyền động động cơ đồng bộ với bộ biến đổi tần số nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên 6.1. Khái niệm chung 6.1.1 Đặc tính của động cơ đồng bộ(ĐB) - Khi cấp điện cho đb bằng điện lưới xoay chiều 3 pha có tần số f 1 không đổi thì đb sẽ làm việc với tốc độ không phụ thuộc vào tải − ω 0 = 2π.f 1 / p 6.1. Khái niệm chung - Như vậy đặc tính cơ của động cơ là: - Khi M ≤ M max tốc độ động cơ là không đổi bằng tốc độ đồng bộ. Độ cứng đặc tính cơ(sự biến đổi của tốc độ do ảnh hưởng biến đổi momen) là vô cùng. - Tuy nhiên khi M > M max thì tốc độ động cơ sẽ bị lệch khỏi tốc độ đồng bộ. - Mômen - U 1 : điện áp pha của lưới - E: sức điện động pha stato − θ: góc lệch pha giữa U 1 và I - X s = Xµ + X 1 : điện kháng pha của stato θ ωω sin 3 0 1 0 s X EUp M == 6.1. Khái niệm chung - Với Xµ là điện kháng của phần mạch từ - X 1 : là điện kháng của cuộn dây 1 pha. - Khi θ = π/2 ta có biên độ cực đại của M là - M m đặc trưng cho khả năng quá dòng của đb - Khi đó ta viết lại M = M max sin θ là pt biểu diễn sự phụ thuộc của momen cào góc lệch θ giữa U 1 và I - Khi tải tăng góc lệch pha θ cũng tăng - Nếu tải tăng quá mức hay θ > π/2 thì M lại giảm - Đb thường làm việc với θ trong khoảng 20 0 – 25 0 - Hệ số tải của momen tương ứng là s X EU M 0 1 3 ω = 5,22 ÷== đm m M M λ 6.1. Khái niệm chung 6.1.2 Khái niệm chung - ngày nay hệ truyền động điều chỉnh tốc độ đb được sử dụng rộng rãi với dải công suất từ vài trăm W đến hàng MW - Ở giải công suất lớn và cực lớn thì nó hoàn toàn chiếm ưu thế. Tuy vậy ở công suất nhỏ và vừa nó phải cạnh tranh với truyền động động cơ không đồng bộ và động cơ một chiều - vì đb mang tính ưu việt của cả động cơ một chiều và đk nên được chú ý nghiên cứu ứng dụng thay thế 6.1.2 Khái niệm chung - Nguyên lí điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ xuất phát từ biểu thức - Trong đó:  f s : tần số nguồn cung cấp;  P p : số đôi cực.  Ta sẽ nghiên cứu cấu trúc điều khiển và tổng hợp hệ truyền động. 6.2.Mô tả toán học động cơ đồng bộ ba pha - Giả thiết mạch từ động cơ chưa bão hòa các cuộn dây stato là pha đối xứng các tham số của đb không thay đổi, thì tất cả quá trình điện từ cơ của động cơ được biểu diễn trên hệ trục tọa độ d,q (stato) và D,Q (rôto) - Đối với mạch stato: (6-2) - Đối với mạch từ : (6-3) - + 6.2.Mô tả toán học động cơ đồng bộ ba pha - Đối với mạch cuộn dây khởi động : (6-4) - Phương trình mômen động cơ:.M = ψ d i a - ψ a i d - Phương trình động học:……….M = Jdω/dt + M c Phương trình từ thông: (6-7) - Trong đó iL .= ψ [...]... φ >0 động cơ vận hành có tính chất tải cảm kháng Khi quá kích từ I1m < 0 và góc φ < 0 động cơ vận hành có tính chất tải dung kháng lúc đó dòng điện sẽ nhanh pha so với điện áp & sức điện động 6. 4 Phân loại hệ truyền động điều chỉnh tốc  độ động cơ đồng bộ Hệ truyền động điều chỉnh tốc độ ĐB rất phong phú, có cấu trúc và đặc tính điều chỉnh khác nhau tùy thuộc vào công suất ,tải & phạm vi điều chỉnh. .. men động cơ được tính bằng công thức: M = K.sinФ/ω b)Điện áp U0 được điều chỉnh sao cho tỷ số U0/ω = const và kích từ không đổi  Trong trường hợp này , mô men động cơ chỉ phụ thuộc vào góc θ mà không phụ thuộc vào ω đặc tính cơ của hệ truyền động khi điều chỉnh U ω / ω = const  6. 6 Hệ truyền động ĐB với bộ biến đổi tần số nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên Mạch nguyên lý: 6. 6 Hệ truyền động ĐB với bộ. .. giới hạn của chuyển mạch tự nhiên  6. 6.3 Giới hạn của chuyển mạch tự nhiên và hạn chuyển mạch tự nhiên ở khoảng 5- 10% tốc độ định mức động cơ Điều vấn đề khởi động Giới này dẫn đến vấn đề khởi động động cơ từ tốc độ 0 đến khoảng ( 5 – 10% ) tốc độ định mức  a Tùy theo loại phụ tải, cấu tạo của động cơ và công suất động cơ ta có các biện pháp khởi động thích hợp Khởi động dùng chuyển mạch cưỡng bức... nên chuyển mạch đã thực hiện được 6. 6.3 Giới hạn của chuyển mạch tự nhiên và vấn đề khởi động  Phương pháp khởi động này thường thực hiện ở công suất lớn c Khởi độg bằng phương pháp khởi động không đồng bộ - Phương pháp này giống như khởi động động cơ đồng bộ ta thường gặp Nhưng nó chỉ ứng dụng với động cơ có cuộn dây khởi động hoặc roto có lồng sóc khởi động và động cơ vận hành với lưới điện áp xoay... (cycloconvertor)  Trong phạm vi chương này, chúng ta sẽ nghiên cứu kỹ hai loai truyền động động cơ đồng bộ : dùng biến tần nguồn áp và biến tần nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên 6. 5 .Truyền động điều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến tần nguồn áp  Mạch nguyên lý  Biến tần có 6 van (V1 – V6) (là tranzito công suất hoặc tiristo GTO) và 6 diot ngược (D1 – D6) 6. 5 .Điều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến tần nguồn áp  0.. .6. 2.Mô tả toán học động cơ đồng bộ ba pha Ld, Lq, Lkt, LD, LQlà điện cảm mô tả toàn phần theo các trục LdD, Ldk, Lkd, LDd, LqQ, LQq, Lq, LDk:là hỗ cảm giữa các trục  6. 3 Động cơ đồng bộ trong chế độ xác lập Từ hệ phương trình mô tả toán học (6- 2) đến (6- 7) , thay toán tử đạo hàm d/dt=0, đồng thời gần đúng , bỏ qua điện trở stato( Rs = 0), ta nhận được các phương trình chế độ xác lập: 6. 3 Động cơ đồng. .. giống như trong chuyển động điều khiển tần số động cơ không đồng bộ 6. 6.3 Giới hạn của chuyển mạch tự nhiên và vấn đề khởi động - Biện pháp khởi động này dùng cho mọi loại động cơ, ở các dải công suất khac nhau b Khởi động dùng phương pháp dòng gián đoạn - Phương pháp này dựa vào tín hiệu đồng hồ (vị trí roto), ta xác định được điểm 0 chuyển mạch Tại thời điểm góc đó góc mở chỉnh lưu CL được tăng α1>90... nguyên lý bao dòng chuyển mạch tự nhiên - Chỉnh lưu Tirsisto (CL), - Cuộn cảm lọc (Ld) - Nghịch lưu tiristo (NL).Để đảm bảo NL làm việc trong chế đọ chuyển mạch tự nhiên , động cơ phải ở chế độ quá kích từ φ < 0.Lúc đó NL thực chất là chỉnh lưu làm việc trong chế độ nghịch lưu bị động với điện áp động cơ, vì vậy trong mạch nghịch lưu không có các phần tử chuyển mạch 6. 6 Hệ truyền động ĐB với bộ biến... lưu chuyển mạch 6 lần , từ trường phần ứng Фs sẽ quay tròn qua 6 điểm cố định , kế tiếp nhau lần lượt theo thứ tự dẫn của các cặp tiristo  M động cơ trong một khoảng dẫn tiristo được tính bằng : M = K Ф Фr Фs sin β1 β1 là góc lệc giữa Фr và Фs ; K là hệ số tỉ lệ 6. 6.2 Mô men của động cơ 6. 6.2 Mô men của động cơ  β1 = - ωt + ψ +2.π /3 0 < ωt < π /3  φ là góc lệch giữa is và sức điện động E  Gía trị... khóa của van) 6. 5 .Điều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến tần nguồn áp  Mô men động cơ, trong trường hợp này được tính bằng biểu thức quen thuộc: 3p M= E.U1 sin θ  p : số đôi cực X đ ω  M: Momen trung bình  Xđ:điện kháng dọc trục: Xđ = ω.Lđ  E: sức điện động ĐB; E = CΦ(i) ω  U1: tp điều hòa bậc 1 điện áp: U1 = KoUo  Khi điều chỉnh tốc độ ĐB ta có 2 trường hợp 6. 5 .Điều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến tần nguồn . Khái niệm chung 6. 2.Mô tả toán học động cơ đồng bộ ba pha 6. 3 Động cơ đồng bộ trong chế độ xác lập 6. 4 .Phân loại hệ truyền động điều chỉnh tốc độ ĐB 6. 5 .Truyền động diều chỉnh tốc độ ĐB dùng biến. áp & sức điện động 6. 4 .Phân loại hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ đồng bộ  Hệ truyền động điều chỉnh tốc độ ĐB rất phong phú, có cấu trúc và đặc tính điều chỉnh khác nhau tùy. dùng biến tần nguồn áp 6. 6 .Hệ truyền động động cơ đồng bộ với bộ biến đổi tần số nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên 6. 1. Khái niệm chung 6. 1.1 Đặc tính của động cơ đồng bộ( ĐB) - Khi cấp điện cho