Đang tải... (xem toàn văn)
Sau khi räto quay âãø giæî mäüt mämen âiãûn tæì nháút âënh trong quaï trçnh khåíi âäüng ta càõt dáön âiãûn tråí näúi thãm vaìo maûch räto laìm cho quaï trçnh tàng täúc âäüng cå tæì âàû[r]
(1)Đại Học Đà Nẵng - Trường Đại học Bách Khoa Khoa Điện - Nhóm Chun mơn Điện Cơng Nghiệp
Giáo trình MÁY ĐIỆN
Biên soạn: Bùi Tấn Lợi
Chỉång 15
KHỞI ĐỘNG V ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
14.1. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
Phương trình cân mơmen trình khởi động:
dt d J M
M− c = Ω
trong âoï:
M : Mômen điện từ động điện: f1(Ω) MC : Mômen cản tải: f2(Ω)
J : Mämen quaïn
Ta thấy: + Tăng tốc độ thuận lợi dΩ/dt > → M > MC + (M - MC) lớn tốc độ tăng nhanh + Máy có qn tính lớn thời gian khởi động tk lâu Dòng điện khởi động Ik : khởi động Ω = , s = nên :
2 1 2 1 ) x C x ( ) r C r ( U I ' ' k + + + =
Thường : Ik = (4÷7)Iđm ứng với Uđm Mômen khởi động Mk :
2 1 2 1 2 1 ) x C x ( ) r C r ( r U m M ' ' ' k + + + × Ω =
Yêu cầu khởi động động :
• Mơmen Mk phải lớn để thích ứng với đặc tính tải
• Dịng Ik nhỏ tốt để khơng ảnh hưởng đến phụ tải khác
• Thời gian tk cần nhanh để máy làm việc
• Thiết bị khởi động đơn giản, rẻ tiền, tin cậy tốn lượng
(2)14.1.1.Khởi động trực tiếp
Trên hình 14.1 sơ đồ nối dây khởi động trực tiếp động khơng đồng Đóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới, động quay
Ưu điểm phương pháp này: + Thiết bị khởi động đơn giản + Mômen khởi động Mk lớn,
ÂC CD
Hình 16-1 Khởi động trực tiếp
U1
+ Thời gian khởi động tk nhỏ
Khuyết điểm phương pháp dòng điện khởi động Ik lớn làm ảnh hưởng đến phụ tải khác Do phương pháp nầy dùng cho động công suất nhỏ công suất nguồn lớn nhiều lần công suất động
14.1.2.Khởi động cách giảm điện áp đặt vào dây quấn stato
Các phương pháp sau nhằm mục đích giảm dịng điện khởi động Ik Nhưng giảm điện ápkhởi động mơmen khởi động giảm theo
1. Khởi động dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stato: Trên hình 14.2 sơ đồ nối dây khởi
động động không đồng bô dùng cuộn kháng CKü Khi khởi động : CD2 cắt, đóng CD1 để nối dây quấn stato vào lưới điện thơng qua CK, động quay ổn định, đóng CD2 để ngắn mạch điện kháng, nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới
ÂC CD1
CD2 CK
U1
Hình 14 Khởi động dùng điện Điện áp đặt vào dây quấn stato kđ:
U’k= kU1 (k < 1) Đòng điện khởi động:
I’k= kIk
Với Ik: dòng khởi động trực tiếp với U1 Mômen khởi động:
Mk= k2Mk
2. Khởi động dùng mba tự ngẫu:
(3)quấn stato vào lưới điện thông qua MBA TN, động quay ổn định, cắt CD3, đoúng CD2 để ngắn mạch MBA TN, nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới
Khi khởi động, động cấp điện:
Uk= kT U1 (k < 1) Lúc dịng điện khởi động: I’k= kT Ik
với Ik: dòng khởi động trực tiếp
Dòng điện MBATN nhận từ lưới điện: I1 = kTI’k = k2TIk
Mômen khởi động:
M’k= k
2 T Mk
U1
3. Khởi động cách đổi nối Y→Δ:
Trên hình 14.4 sơ đồ nối dây khởi động cách đổi nối Y sang Δ động không đồng Phương pháp dùng cho động lúc máy làm việc bình thường nối Δ, khởi động nối Y, sau tốc độ quay gần ổn định chuyển nối Δ để làm việc
Điện áp pha khởi động:
k '
kf U
U
3
=
Dòng điện khởi động nối Y: kf
' kf
kY I I
I
3 = =
Dòng điện khởi động trực tiếp: kf
k I
I Δ =
Ta coï:
3
3 =
= Δ
kf kf kY
k
I I I
I
Mômen khởi động Mk giảm lần
14.1.3.Khởi động cách thêm Rp vào mạch rôto dây quấn:
Phương pháp nầy dùng cho động rơto dây quấn đặc điểm loại động thêm điện trở phụ vào mạch rơto Khi điện trở rơto thay
Hình 14.3 Khởi động dùng MBA TN ĐC
CD1
CD2
TN
CD3
CD1
CD2
U1
Hình 14 Khởi động đổi nối Y→ Δ
ÂC Δ
(4)đổi đặc tính M = f(s) thay đổi theo Khi điều chỉnh điện trở mạch rơto thích đáng Mk = Mmax (đường 3) Sau rôto quay để giữ mơmen điện từ định q trình khởi động ta cắt dần điện trở nối thêm vào mạch rơto làm cho q trình tăng tốc động từ đặc tính nầy sang đặc tính khác sau cắt tồn điện trở tăng tốc đến điểm làm việc đặc tính tự nhiên
Hình 14 Khởi động động rơto dây quấn a) Sơ đồkhởi động; b) Đặc tính khởi động
r2+ rp2+rp1 r2+ rp2
r2 M
s
(b) CD1
U1
rp1
K2
K1
rp2
ÂC
(a)
3
Ưu điểm phương pháp nầy Mk lớn dòng điện khởi động IK nhỏ
Nhược điểm phương pháp nầy động rôto dây quấn chế tạo phức tạp rơto lồng sóc nên giá thành đắt hơn, bảo quản khó khăn hiệu suất thấp
14.2 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ
Trước đây, có u cầu điều chỉnh tốc độ cao thường dùng động điện chiều Nhưng ngày nhờ kỹ thuật điện tử phát triễn nên việc điều chỉnh tốc độ động khơng đồng khơng gặp khó khăn với yêu cầu phạm vi điều chỉnh, độ phẳng điều chỉnh lượng tiêu thụ
Ta thấy phương pháp điều chỉnh chủ yếu thực :
+ Trên stato : Thay đổi điện áp U đưa vào dây quấn stato, thay đổi số đôi cực từ p dây quấn stato thay đổi tần số f nguồn điện
+ Trên rôto : Thay đổi điện trở rôto, nối cấp đưa sđđ phụ vào rôto
14.2.1. Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp
Ta biết, hệ số trượt tới hạn sm không phụ thuộc vào điện áp Theo (14.40) (14.43), r’2 không đổi giảm điện áp nguồn U1, hệ số trượt tới hạn sm khơng đổi cịn Mmax giảm tỉ lệ với Vậy họ đặc tính thay đổi hình (14.7) làm cho tốc độ thay đổi theo Phương pháp nầy thực máy mang tải, máy không tải giảm điện áp nguồn, tốc độ gần khơng đổi
(5)Hình 14.6 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp nguồn điện a) Sơ đồ mạch động lực; b) Đặc tính với U khác
U1 U2 U3
<
<
MC
M n
nm
0
(b) (a)
ÂC
A B C
14.2.2. Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số
Với điều kiện lực tải khơng đổi, tìm quan hệ điện áp U1, tần số f1 mômen M Trong công thức mômen cực đại, bỏ qua điện trở r1 mơmen cực đại viết thành :
2
2 f U C
Mmax = ;
Trong C hệ số
n
M
f gia
ím
→
MC
0
(b) (a)
Hình 14.7 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số nguồn điện a) Sơ đồ khối; b) Đặc tính U1/f khơng đổi
Rectifier (ac- dc)
Invertor
(dc - ac) IM
V control f control
3φ
(6)r2+ rp2+rp1 r2+ rp1
r2 M
s
(b) s4 s5
s2 s3
s1
CD1
U1
rp
(a) IM
UC R
Id
− +
Rcå
IM
3φ
(c)
Hình 14.8 Điều chỉnh tốc độ động rôto dây quấn dùng điện trở a) Sơ đồ điều chỉnh; b) Đặc tính; c Sơ đồ mạch hở; d Sơ đồ mạch kín
IM U
C R
Id 3φ
− +
Rcå
Tach
n I α
d
−
n*
+ Σ + Σ
(d)
14.2.4.Điều chỉnh tốc độ cách nối cấp trả lượng nguồn
Năng lượng trượt tần số f2 = sf1 lẽ tiêu hao điện trở phụ chỉnh lưu thành lượng chiều (hình 15.9), sau qua nghịch lưu biến đổi thành lượng xoay chiều tần số f trả nguồn
Quan hệ hệ số trượt s góc mở α thyristor :
• Điện áp chỉnh lưu cầu ba pha : UC =1,35sKDU
• Điện áp nghịch cầu : UN =1,35KBUcosα Với
1
2
dq dq D
k W
k W
(7)
CD1
U
Vậy, từ công thức ta có:
α −
= cos
K K s
D B
với 900 < α < 1800 nên cosα <
]R R^
BA
UCL ÂC
UNL
Bäü CL Bäü NL
(a)
Hình 14.9Điều chỉnh tốc độ ĐC cách trả lượng nguồn a Sơ đồ mạch hở; b Sơ đồ mạch kín
IM U
CL
Id 3φ
− + Tach
n I α
d
−
n*
+ Σ + Σ
UNL
− +
−