PHƯƠNG PHÁP mở máy và điều CHỈNH tốc độ ĐỘNG cơ kđb

Chương CÁC ĐẶC TÍNH CỦA MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ Trong chương nghiên cứu đặc tính máy mà chủ yếu đặc tính Khi viết M = f(s) ta rút kết luận quan trọng mở máy, điều chỉnh tốc độ, làm việc bình thường máy v.v 8.1 MƠMEN ĐIỆN TỪ VÀ ĐẶC TÍNH CƠ CỦA MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ 8.1.1.Phương trình cân mơmen: Khi động không đồng làm việc ổn định n = cte phải khắc phục mơmen phụ tải Mcđm tạo nên từ mômen cản không tải M0 mơmen cản hiệu dụng M2 Do mơmen điện từ phát sinh rotor động lúc n = cte phải có hai thành phần mơmen cản tương ứng.Như : Mđt= M0 + M2 với: M0 = M2 = Pco + Pf ω = P0 P 60 = P0 = 9,55 ω 2πn n P2 P = 9,55 ω n Mđ ω= 2πn 60 rotor = P0 P2 Pco P + = = 9,55 co ω ω ω n :Tốc độ góc quay n : tốc độ quay rotor = Mặt khác ta có : Mđ ω1 = Pd P = 9,55 d ω1 n1 2πn1 60 :tốc độ góc quay đồng từ trường quay từ ta có : Pco Pd ω n = ⇒ Pco = Pd = Pd = (1 − s ) Pd ω ω1 ω1 n1 8.1.2 Biểu thức moment: 8.1.2.1 Theo quan hệ Md = Pd m2 E I cosψ = ω1 ω1 I Ö : E = 2πf1ω k dq Φ m ω1 = Md = 2πf1 p m pw2 k dq ΦI cos Ψ2 = C M ΦI cos Ψ2 C M : Hệ số kết cấu máy 8.1.2.2 Theo hệ số trượt s: Md = Pd P /s = cu ω1 2πf1 / p pcu2 = m2Ι 22r2 = m1Ι '22r2' = m1Ι '2' 2R '2 U1 I 2'' = '   R   R1 +  + x1 + x 2'  s    ( I 2' = σ I 2" ) (8-1) Với R1 = σ r1 ; X = σ x1 M ñt = ; R2' = σ r2' X 2' = σ 12 x 2' pm U R′2 1 2   R′  2πf1  R1 +  + ( X + X ′2 )  s    (Nm) (8.2) (Phương trình đặc tính máy) Kết luận: Với tần số tham số cho trước, Mđt tỉ lệ thuận với bình phương điện áp tỉ lệ nghịch với điện kháng máy ( x1+x2' ) Dựa vào (8.1), (8.2) ta tìm đặc tính I = f (s) ; M = f (s) ; I 2'max s = ±∞ s < Mđt MCA1 Mđ1 > → nA1 nA nên điểm A điểm làm việc ổn định Hình 9.2 Hạ điện áp mở máy điện kháng 9.2.2.2 Dùng biến áp tự ngẫu hạ U mở máy Khi mở máy đóng D1 D3, n = nđm đóng D2, ngắt D3 Gọi : - U1, I1 : điện áp dòng điện lưới ' ' U mm , I mm : điện áp cực động dòng điện stator động - KT : tỉ số biến áp (KT < 1) - Zn : tổng trở pha Hình 9.3 Hạ điện áp mở máy biến áp tự ngẫu ' U mm = kT U ' I mm = I1 = I ' U mm U = kT Zn Zn U k = k T2 = kTmm Zn ' mm T ' U mm I kT = = '1 U1 I mm Như vậy, mở máy biến áp tự ngẫu dòng điện lưới giảm k2 lần so với Imm nối trực tiếp Υ−∆ 9.2.2.3 Phương pháp : Chỉ sử dụng với động có cấp điện áp 220/380 làm việc thường trực cấp 220V Cách mở máy: Đóng dao đổi nối D2 vị trí mở máy (Y) Đóng D1 Khi n = nđm đổi D2 sang vị trí làm việc Gọi : UL : điện áp lưới U Υ ,U ∆ : điện áp pha dây quấn nối I mmLΥ , I mmL∆ : dòng điện mở máy lưới đấu I mmphaΥ , I mmpha∆ : dòng điện mở máy pha dây quấn stator nối Zn : tổng trở ngắn mạch pha I mmLΥ = I mmphaΥ = UΥ UL = Zn 3Z n * Khi đấu Y: * Nếu đóng động vào lưới đấu I mmpha∆ = : I mmL∆ = 3I mmpha∆ = Và lập : I mmLΥ UL = I mmL∆ 3Z n ∆ U∆ UL = Zn Zn 3U L Zn Zn 3U L = Dòng điện mở máy lưới nối nhỏ nhiều nối lần ∆ Mmm giảm lần: M mmΥ U L2 ≡U = Υ M mm∆ ≡ U ∆2 = U L2 Trong Ci phương pháp trường hợp đặc biệt mở máy biến áp tự ngẫu có Hình 9.4 Mở máy phương pháp tam giác 9.2.3 Thêm Rf vào dây quấn rotor: Chỉ áp dụng với động không đồng rotor dây quấn Mc > Mđt mà động sinh s = động khơng thể khởi động được.Ta phải đóng Rf vào để mở R f = R12 + X n2 − R2 máy Mmmmax cần phải chọn Quá trình mở máy ứng với Rf hình vẽ Hình 9.5 Mở máy Rf 9.3.ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Người ta phân biệt phương pháp điều chỉnh tốc độ theo cách tác dụng vào động cơ: - Từ phía stator: Thay đổi điện áp U, tần số f, số đôi cực p - Từ phía rotor: Thay đổi điện trở mạch rotor, đưa vào mạch rotor s.đ.đ phụ có tần số với s.đ.đ rotor 9.3.1 Điều chỉnh n cách thay đổi số đôi cực: n1 = 60 f p Tốc độ quay đồng f1 cho → → p thay đổi n1 thay đổi n thay đổi Sơ đồ nguyên tắc đổi số đơi cực: Có thể đổi nối số đơi cực stator cách sau: - Đặt vào stator dây quấn thay đổi số cực cách đổi nối tương ứng phần nó, dùng với động có cấp tốc độ : - Chế tạo dây quấn độc lập có số đơi cực khác nhau, dùng với động có cấp tốc độ 4/3 6/5 - Chế tạo dây quấn độc lập stator, lại có đổi nối cực Hình 9.6 Sơ đồ nguyên lý thay đổi số đôi cực Nếu động rotor dây quấn phải đổi nối số đôi cực đồng thời stator rotor, điều phức tạp nên động có đổi nối p thường rotor lồng sóc Cách đổi nối hình 4.6a,b gọi đổi nối nối tiếp, cách đổi nối hình 4.6c gọi đổi nối song song Phương pháp đấu pha để đổi cực: ∆ Υ Tùy theo cách đấu hay cách đấu dây quấn pha song song hay nối tiếp mà người ta chế tạo động điện hai tốc độ thành hai loại: M = const P = const → Trường hợp đổi từ Y YY: Hình 9.7 Sơ đồ đấu dây quấn thay đổi cực Y sang YY tỉ lệ thay đổi tốc độ 2:1 với mô men không đổi Khi chuyển từ số đôi cực lớn thành nhỏ cần phải đổi nối đầu dây quấn pha cho chiều quay động trước Trường hợp đấu Y, số đôi cực p2 lớn gấp lần trường hợp YY, để tăng n ta đấu theo trường hợp YY Nếu gọi UL điện áp lưới dòng điện định mức cho phép lớn nửa pha dây quấn If Bỏ qua điều kiện làm nguội khác có thề chấp nhận If giống tốc độ quay Đấu Y : IL = If Đấu YY : IL = 2If Công suất : P2 Υ = 3U L I f η cos ϕ P2 ΥΥ = 3U L I f η cos ϕ η ϕ Nếu cos , cos = const : Ta biết P = Mω mà P2YY M2IωI = = ⇒ M2I = M2II = cε P2Y M2IIωII ω1 = 2ω P2 ΥΥ =2 P2 Υ nên : Hình 9.8 Đặc tính động điện tốc độ đấu Y sang YY Đấu : ∆→Υ Hình 9.10 Sơ đồ đấu dây quấn thay đổi cực D sang YY tỉ lệ thay đổi tốc độ 2:1 với công suất không đổi P2∆ = 3ULIL η cosϕ = 3UL 3Ifη cosϕ P2YY = 3UL IL η cosϕ = 3UL 2Ifη cosϕ P 3UL 2Ifη cosϕ ⇒ 2YY = = = 1,15 ≈ P2∆ 3UL 3Ifη cosϕ ⇒ P = const M = var Hình 9.11 Đặc tính động điện tốc độ đấu D sang YY 9.3.2 Thay đổi tần số: Ta biết: n = n(1− s) = 60f1 ( 1− s) p M.P Kôxtenkô nghiên cứu vấn đề chứng minh rằng: Nếu ta muốn cho động làm việc tần số khác với trị số hiệu suất, hệ số công suất, K M khơng đổi, thép khơng bão hòa, đồng thời với việc biến thiên tần số ta phải điều chỉnh U, theo f M theo qui luật sau: U 1' f1' = U1 f1 U M' M (1) ' Ở : , M' điện áp moment f 1' ứng với U1, M điện áp moment ứng với f1 U 1' f' U = → = const U1 f f1 * Khi M = const : Tức điện áp đặt vào động phải tỷ lệ thuận với f * Khi P = const : Thì moment động biến thiên tỷ lệ nghịch với n : M ≡ 1 ⇒M ≡ n f1 Tức U′1 f1/ = U1 f1 f M' = 1' M f1 vào (1), ta có : f1 U′12 f1′ U′12 ⇒ = ⇒ = const f1 f1′ f1/ U12 * Khi M ≡ n2 ( M ≡ f ): M′ f1′2 U′ f′2 U = ⇒ = 12 ⇒ 21 = const M f1 U1 f1 f1 Điện áp đặt vào động phải tỷ lệ thuận với bình phương f 9.3.3.Thay đổi điện áp: Hình 9.12 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp Giả thiết đường U = Uđm, Mc = const không phụ thuộc vào n làm việc với hệ số trượt sa U = xU dm Nếu U giảm x lần : (x