GT TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Nguồn: Internet

- Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ nối tiếp mềm và độ cứng thay đổi theo phụ tải. Do đó thông qua tốc độ của động cơ ta có thể biết đƣợc sự thay đổi của phụ tải. Tuy nhiên khô[r]

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Việc tổ chức biên soạn giáo trình Truyền động Điện để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Kỹ Thuật Điện Công Nghiệp trƣờng Cao Đẳng Nghề Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cố gắng lớn nhà trƣờng Nội dung giáo trình đƣợc xây dựng sở thƣà kế nội dung giảng dạy nhà trƣờng, kết hợp với nội dung nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lƣợng đào tạo phục vụ cho đội ngũ giáo viên học sinh – sinh viên nhà trƣờng

Lời Mở Đầu

Truyền động điện môn học sở kỹ thuật chuyên ngành điện công nghiệp, tự động hóa, điện…Nhằm cung cấp cho ngƣời học kiến thức phƣơng pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện, tính chọn đƣợc động điện cho hệ truyền động, phân tích đƣợc cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình nhƣ: inverter, biến đổi, nhƣ lựa chọn đƣợc biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động

Với mục tiêu trên, nội dung môn học đƣợc chia thành 10 nhƣ sau: - Bài 1: Cơ học truyền động điện

- Bài 2: Các đặc tính trạng thái làm việc động điện chiều - Bài 3: Các đặc tính trạng thái làm việc động điện KĐB pha - Bài 4: Điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện với động DC kích từ độc lập - Bài 5: Điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện với động KĐB pha

- Bài 6: Ổn định tốc độ hệ thống truyền động điện - Bài 7: Đặc tính động hệ truyền động

- Bài 8: Chọn công suất động cho hệ truyền động điện - Bài 9: Bộ biến tần

- Bài 10: Bộ khởi động mềm

Các học đƣợc xếp theo trình tự phù hợp với nhận thức phát triển nhận thức ngƣời học, nhiên để đạt đƣợc hiệu cao đọc giáo trình ngƣời học cần nắm vững kiến thức môn học sở khác, đặc biệt môn nhƣ máy điện, điện tử công suất, trang bị điện Đối với hệ cao đẳng cần nắm vững 10 giáo trình Tuy nhiên giảng cần tăng cƣờng liên hệ, so sánh với cấu sản xuất, hệ thống truyền động cơng nghiệp để ngƣời học có nhìn tổng thể

Để thực biên soạn giáo trình tác giả dựa vào tài liệu tham khảo nêu cuối giáo trình, kết hợp với kinh nghiệm giảng dạy bậc cao đẳng nghề Tác giả cố gắng trình bày vấn đề cách đơn giản, dễ tiếp thu cho ngƣời học Tuy nhiên trình độ thời gian hạn chế nên giáo trình cịn nhiều sai sót, mong đƣợc đóng góp xây dựng bạn đọc

Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 02 tháng 01 năm 2016

Biên soạn

MỤC LỤC

BÀI 1: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

1 Khái quát chung hệ truyền động điện

1.1 Định nghĩa hệ truyền động điện

1.2 Hệ truyền đông máy sản xuất

1 2.1 Truyền động máy bơm nƣớc

1.2.2 Truyền động mâm cặp máy tiện

1.2.3 Truyền động cần trục máy nâng

1.3 Cấu trúc chung hệ truyền động điện

1.4 Phân loại hệ truyền động điện

1.4.1 Theo đặc điểm động điện

1.4.3 Theo mức độ tự động hóa

1.4.4 Phân loại khác

1.5 Phụ tải phần truyền động điện

2 Các khâu khí truyền động điện, tính tốn quy đổi khâu khí truyền động điện

2.1 Tính quy đổi momen Mc lực cản Fc trục động

2.2 Tính quy đổi momen quán tính J

3 Đặc tính máy sản xuất, động

3.1 Đặc tính cấu sản xuất

3.2 Đặc tính động điện 10

4 Các trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện 12

BÀI 2: CÁC ĐẶC TÍNH VÀ CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 14

1 Đặc tính động điện chiều 14

1.1 Động điện chiều kích từ độc lập 14

1.2 Động điện chiều kích từ nối tiếp 24

2 Trạng thái khởi động động chiều 28

2.2 động kích từ nối tiếp 31

3 Các trạng thái hãm 32

3.1 Động kích từ độc lập 32

3.2 động kích từ nối tiếp 38

Bài 3: ĐẶC TÍNH VÀ TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ 41

KĐB PHA 41

1 Đặc tính động điện không đồng 41

1.1 Phƣơng trình đặc tính 41

1.2 Đặc tính tự nhiên 46

1.3 Các đặc tính nhân tạo 47

2 Các trạng thái khởi động động không đồng pha 51

3 Các trạng thái hãm động không đồng pha 53

3.1 Hãm tái sinh 53

3.2 Hãm ngƣợc 54

3.3 Hãm động 55

BÀI 4: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TRUYỀN ĐỘNG VỚI ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 58

1 Khái niệm hệ điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện 58

1.1 Khái niệm 58

1.2 Các tiêu đánh giá chất lƣợng hệ truyền động 58

2 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập 60

2.1.Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập điện trở phụ mạch phần ứng 60

2.2 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập từ thơng kích thích 62

2.3 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập cách thay đổi điện áp phần ứng 63

BÀI 5: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TRUYỀN VỚI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 66

2 Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi thông số điện

áp đặt vào stator 67

3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số nguồn xoay chiều 67

BÀI 6: ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 69

1 Khái niệm ổn định tốc độ; độ xác trì tốc độ 69

2 Hệ truyền động vịng kín; hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ 69

2.1 Hệ truyền động vịng kín 69

2.2 Phản hồi âm điện áp 71

2.3 Phản hồi âm tốc độ 72

3 Hạn chế dòng điện truyền động điện tự động 72

BÀI 7: ĐẶC TÍNH ĐỘNG CỦA CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 75

1 Đặc tính động truyền động điện 75

2 Quá độ học, độ điện – hệ truyền động điện 76

2.1 Quá độ học: 76

2.2 Quá độ điện – cơ: 78

3 Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy 80

4 Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy xác 80

4.1 Hãm hệ truyền động, thời gian hãm 80

4.2 Dừng máy xác 81

BÀI 8: CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 83

1 Phƣơng pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt 83 1.1 Mục đích việc tính tốn cơng suất động 83

1.2 Sự phát nóng nguội lạnh động điện 84

1.3 Các chế độ làm việc động 86

2 Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ 87

2.1 Chọn công suất động làm việc dài hạn 87

2.2 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn 88

2.3 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn lặp lại 89

4 Kiểm nghiệm công suất động 91

BÀI 9: BỘ BIẾN TẦN 95

1 Giới thiệu chung biến tần 95

1.1 Biến tần gì? 95

1.2 Nguyên lý hoạt động 95

1.3 Mục đích ứng dụng biến tần 96

2 Biến tần Omron 3G3 MV 97

2.1 Các phím chức 97

2.2 Các cổng vào/ra cách kết nối 99

3 Khảo sát hoạt động biến tần Omron 3G3MV 102

3.1 Thiết lập ban đầu: 102

3.2 Đặt chế độ điều khiển (n02): 103

3.3 Đặt đƣờng cong V/f (n11 đến n17): 106

3.4 Đặt chế độ chỗ/từ xa: 108

3.5 Lựa chọn lệnh hoạt động: 109

3.6 Đặt tần số chuẩn: 109

4 Biến tần MM420 Festo 111

4.1 Lắp đặt khí 111

4.2 lắp đặt phần điện 112

4.3 Cài đặt mặt định 116

4.4 BOP (tùy chọn) 117

4.5 Cài đặt thông số 117

4.6 Các chế độ hiển thị cảnh báo 125

4.7 Danh mục từ viết tắc 127

4.8 Bộ thí nghiệm MM420 Festo 128

4.9 Ứng dụng 129

5 Ứng dụng biến tần công nghiệp 132

BÀI 10: BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM 135

1 Khái quát chung khởi động mềm 135

3 Một số khởi động mềm thực tế 137

3.1 Bộ khởi động mềm AST 137

3.2 Khởi động mềm ATS 22 138

3.3 Khởi động mềm ATS 01 138

3.4 Bộ khởi động mềm NJR2 139

CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Mã số mô đun: MĐ27

Vị trí, tính chất mơ đun:

- Vị trí: Trƣớc học mơ đun cần hồn thành mơ đun MƠ ĐUN sở, đặc biệt mơ đun MƠ ĐUN: Mạch điện; Trang bị điện; Máy điện

- Tính chất: Là mô đun kĩ thuật chuyên môn, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc

Mục tiêu mô đun:

- Trình bày đƣợc nguyên tắc phƣơng pháp điều khiển tốc độ hệ truyền động điện

- Đánh giá đƣợc đặc tính động hệ điều khiển truyền động điện - Tính chọn đƣợc động điện cho hệ truyền động không điều chỉnh

- Phân tích đƣợc cấu tạo, nguyên lý số thiết bị điển hình nhƣ: soft stater, inverter, biến đổi

- Lựa chọn đƣợc biến đổi phù hợp với yêu cầu hệ truyền động - Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận, tác phong công nghiệp cho học sinh

1 BÀI

CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng: - Trình bày đƣợc khái niệm, đă ̣c điểm, ý nghĩa hệ truyền động điện - Giải thích đƣợc cấu trúc chung phân loại hệ truyền động điện

- Tính tốn qui đổi đƣợc mơ men cản, lực cản, mơ men qn tính trục động

- Xây dựng đƣợc phƣơng trình chuyển động hệ truyền động điện

Nội dung:

1. Khái quát chung hệ truyền động điện 1.1. Định nghĩa hệ truyền động điện

Hệ truyền động điện tập hợp thiết bị nhƣ: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử phục vụ cho việc biến đổi lƣợng điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản xuất, nhƣ gia cơng truyền tín hiệu thơng tin để điều khiển q trình biến đổi lƣợng theo yêu cầu công nghệ

1.2 Hệ truyền đông máy sản xuất 1 2.1Truyền động máy bơm nước

Động điện Đ biến đổi điện thành tạo mômen M làm quay trục máy cánh bơm Cánh bơm cấu cơng tác CT, chịu tác động nƣớc tạo mômen MCT ngƣợc chiều tốc độ quay  trục, mơnem tác động lên trục động cơ, ta gọi mơmen cản MC cân với mơmen động cơ: M=MC hệ có chuyển động ổn định với tốc đ khơng đổi =cons

2

1.2.2 Truyền động mâm cặp máy tiện

Cơ cấu công tác CT bao gồm mâm cặp MC, phôi ( kim loại) PH đƣợc cặp mâm dao cắt DC Khi làm việc động Đ tạo mômen M làm quay trục, qua truyền lực TL

Hình 1-2 Truyền động mâm cặp máy tiện

gồm đai truyền cặp bánh răng, chuyển động quay đƣợc truyền đến mâm cặp cấu công tác có chiều ngƣợc với chiều chuyển động Nếu dời điểm đặt MCT trục động ta có mômen cản MC ( thay cho MCT ) Cũng tƣơng nhƣ ví dụ trƣớc, M=MC hệ làm việc ổn định với tốc độ quay

 = const độ cắt dao phôi không đổi 1.2.3 Truyền động cần trục máy nâng

3

Hình 1-3 Truyền động cần trục 1.3 Cấu trúc chung hệ truyền động điện

Hình 1-4 Cấu trúc hệ truyền động điện

Cấu trúc chung hệ truyền động điện: mô tả khái quát cấu trúc hệ truyền động điện sơ đồ khối hình 1-4:

Trong đó:

4

Các biến đổi thƣờng dùng biến đổi máy điện (máy phát chiều, xoay chiều), biến đổi điện từ (khuếch đại từ, cuộn kháng bão hòa), biến đổi điện tử (chỉnh lƣu tiristo, biến tần tranzito, tiristo)

Đ: Động điện, dùng để biến đổi điện thành hay thành điện (khi hãm điện)

Các động điện thƣờng dùng là: động xoay chiều không đồng ba pha roto dây quấn hay lồng sóc, động điện chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ nam châm vĩnh cửu, động xoay chiều đồng bộ…

TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động điện đến cấu sản

xuất dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến lắc) làm phù hợp tốc độ, momen, lực Để truyền lực dùng bánh răng, răng, trục vít, xích, đai truyền, ly hợp điện từ…

CT: Cơ cấu công tác (cơ cấu sản xuất, cấu làm việc) thực thao

tác sản xuất công nghệ (gia công chi tiết, nâng hạ tải trọng, dịch chuyển…) ĐK: Khối điều khiển, thiết bị dùng để điều khiển biến đổi BĐ, động điện Đ, cấu truyền lực

Khối điều khiển bao gồm cấu đo lƣờng, điều chỉnh tham số cơng nghệ, khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các rơ le, cơng tắc tơ) hay khơng có tiếp điểm (điện tử, bán dẫn) Các thiết bị đo lƣờng, cảm biến (sensor) dùng để lấy tín hiệu phản hồi, loại đồng hồ đo, cảm biến từ…

Để thuận tiện cho việc khảo sát ta chia khâu hệ truyền động điện thành hai phần: phần điện (bao gồm lƣới điện, biến đổi BĐ, mạch điện từ động Đ thiết bị điều khiển ĐK) phần (roto trục động cơ, khâu truyền lực TL cấu công tác CT) Việc nghiên cứu hệ thống đƣợc phần

1.4 Phân loại hệ truyền động điện

5

đổi, công suất hệ thống Từ cách phân loại hình thành tên gội hệ, ví dụ:

1.4.1 Theo đặc điểm động điện

Ta có truyền động điện chiếu (dùng động điện chiều), truyền động điện không đồng (dùng động không đồng bộ), truyền động điện đồng (dùng động đồng bộ), truyền động điện bƣớc (dùng động bƣớc)

Truyền động điện chiều đƣợc sử dụng cho máy sản xuất có yêu cầu điều chỉnh tốc độ mơmen Nó có chất lƣợng điều chỉnh tốt, nhiên động điện chiều có cấu tạo phức tạp, giá thành cao, địi hỏi cần có nguồn chiều Do khơng u cầu cao điều chỉnh, ngƣời ta thƣờng sử dụng truyền động điện không đồng Trong năm gần truyền động điện không đồng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt hệ có điều khiển tần số Những hệ đạt đƣợc chất lƣợng điều chỉnh cao, tƣơng đƣơng với hệ chiều

1.4.2 Theo tính điều chỉnh

Ta có truyền dộng khơng điều chỉnh (động điện làm việc cấp tốc độ) truyền động điều chỉnh Các hệ truyền động không điều chỉnh thƣờng phải kết hợp với hợp tốc độ để thực điều chỉnh khí, kết cấu phần phức tạp, chất lƣợng điều chỉnh thấp, giá thành máy sản xuất cao Các hệ điều chỉnh cho phép điều chỉnh tốc độ mômen máy sản xuất cách điều chỉnh từ động điện, kết cấu máy đơn giản, chất lƣợng điều chỉnh cao thuận tiện thao tác

1.4.3 Theo mức độ tự động hóa

6

1.4.4 Phân loại khác

Nhƣ truyền động không đảo chiều truyền động đảo chiều, truyền động đơn (dùng động cơ) truyền động nhiều động cơ, truyền động vạn (có dung thiết bị biến đổi bán dẫn)

1.5 Phụ tải phần truyền động điện

1.5.1 Phụ tải truyền động điện

Phụ tải cấu cơng tác hệ truyền động điện Phụ tải hệ truyền động điện đa dạng Tính chất loại phụ tải khác tạo nên hệ truyền động điện khác

Đặc trƣng cho phụ tải hệ truyền động điện hình thành momen cản tác động lên trục động Mỗi cấu công tác khác tạo momen cản khác nhau, ví dụ nhƣ: momen cản năng, momen cản phản kháng, momen cản loại máy tiện, momen cản loại cần trục…

1.5.2 Phần truyền động điện

Phần hệ truyền động điện bao gồm phần tử chuyển động từ roto động cơ cấu công tác Mỗi phần tử chuyển động đƣợc đặc trƣng đại lƣợng sau:

- Lực tác động (F): N (Niuton)

- Momen tác động (M): Nm (Niuton mét) - Tốc độ góc (ω): rad/s (radian/giây) - Tốc độ thẳng (v): m/s (mét/giây)

- Momen qn tính (J): kgm2 (kilogam khối mét bình phƣơng) - Khối lƣợng (m): kg (kilogam khối)

Chú ý: Nếu đại lƣợng cho theo đơn vị khác tính tốn cần đổi hệ đơn vị đo lƣờng quốc tế (SI) nhƣ nêu Ví dụ, lực cho theo KG, momen cho theo KGm, tốc độ cho theo vòng/phút, quán tính cho theo momen đà GD2

với đơn vị KGm2, thì:

7 2 Các khâu khí truyền động điện, tính tốn quy đổi khâu khí của truyền động điện

Nhƣ phân tích hệ truyền động điện bao gồm có phần khí Nó bao gồm phần tử chuyển động từ roto động cơ cấu sản xuất Mỗi cấu truyền động có đại lƣợng ω, M, v, F, J

Để dễ dàng cho việc nghiên cứu tính tốn, ngƣời ta thƣờng tính quy đổi tất đại lƣợng trục động Ngun tắc tính tốn quy đổi đảm bảo lƣợng hệ trƣớc sau quy đổi khơng thay đổi

2.1 Tính quy đổi momen Mc lực cản Fc trục động

Giả sử tính tốn thiết kế ngƣời ta cho giá trị momen tang trống Mt qua hộp giảm tốc có tỷ số truyền i hiệu suất ηi Momen tác

động lên trục động có giá trị Mcqđ:

Trong đó:

i

i

 

 tỷ số truyền hộp giảm tốc ηt hiệu suất hộp tốc độ

Hình 1-5: Sơ đồ động học cấu nâng hạ hàng

I: Động điện, II: Hộp tốc độ, III: Tang trống quay, IV: Tải trọng

v, F

G

3

I

Jđ, ω, M i, ηi

Jt, ωt, Mt

4

4

8

Giả thiết tải trọng G sinh lực Fc có vận tốc chuyển động v, tác

động lên trục động momen Mcqđ, ta có:

Trong ;

2.2 Tính quy đổi momen quán tính J

Các cặp bánh có momen qn tính J1, J2,… Jk, momen qn tính tang

trống Jt, khối lƣợng quán tính m momen qn tính động Jđ có ảnh

hƣởng đến tính chất động học hệ truyền động điện

Nếu xét điểm khảo sát đầu trục động quán tính chung hệ truyền động điện điểm ta gọi Jqt Ta có momen qn tính phần tử

thứ i làm việc với tốc độ ωi tốc độ ω:

Đối với phần tử chuyển động thẳng với tốc độ Vi, công thức quy đổi từ

khối lƣợng m momen qn tính tốc độ góc ω nhƣ sau:

Tổng momen quán tính:

3.Đặc tính máy sản xuất, động cơ.

3.1 Đặc tính cấu sản xuất

Đặc tính biểu thị mối quan hệ tốc độ quay mômen quay:

ω = f(M) n = f(M)

9

n - Tốc độ quay (vg/ph)

M - Mơmen (N.m)

Đặc tính máy sản xuất quan hệ tốc độ quay mômen cản máy sản xuất: Mc = f(ω)

Đặc tính máy sản xuất đa dạng, nhiên phần lớn chúng đƣợc biểu diễn dƣới dạng biểu thức tổng quát:

Mc = Mc0 + (Mđm – Mco)( ) q

(1-1)

Trong đó:

Mc mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ ω

Mc0 mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ ω =

Mđm mômen cản cấu sản xuất ứng với tốc độ định mức ωđm

Ta có trƣờng hợp số mũ q ứng với trƣờng hợp tải: q Mc P

(Công suất)

Loại tải

-1 ~ Const Ứng với trƣờng hợp đặc tính cấu máy quấn dây, giấy, cấu truyền động

q = q = q =

q= -1 Mc0 ωđm ω Mđm Mc

Hình 1-6 - Đặc tính cấu sản xuất ứng với trường hợp máy sản xuất khác nhau

10

máy cắt gọt kim loại nhƣ máy tiện (đƣờng 1) Const ~ ω Các cấu nâng - hạ, băng tải, máy nâng vận

chuyển, truyền động ăn dao máy gia công kim loại (đƣờng 2)

1 ~ ω ~ ω2 Máy phát điện chiều với tải trở (đƣờng 3) ~ ω2 ~ ω3 Đặc tính máy thủy khí: bơm, quạt, chân

vịt tàu thủy (đƣờng 4)

Ngoài ra, theo đặc điểm chiều tác dụng Mc so với chiều tốc độ

ω ta chia momen cản thành hai loại sau:

- Momen cản năng: Là loại có chiều khơng phụ thuộc vào chiều tốc độ, ví dụ momen cản tải trọng sinh máy nâng, cần trục Nó có chiều ln hƣớng theo lực trọng trƣờng không phụ thuộc vào chiều nâng hay hạ tải trọng Có thể biểu diễn loại Mc nhƣ hình 1.7a

- Momen cản phản kháng: ln chống lại chiều quay nhƣ momen ma sát, momen cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại… (hình 2.3b)

3.2 Đặc tính động điện

Đặc tính động điện quan hệ tốc độ quay mômen động cơ: M=f(ω)

Hình 1-7:a): Dạng đặc tính máy sản xuất có tính b): Dạng đặc tính máy sản xuất có tính phản kháng

M‟c Mc

M ω

a)

M‟c

Mc

M ω

11

Đƣờng 1: Động điện (đc) đồng

Đƣờng 2: Đc điện xoay chiều không đồng Đƣờng 3: Đc điện chiều kích từ độc lập Đƣờng 4: Đc chiều kích từ nối tiếp

Đặc tính động điện chia đặc tính tự nhiên đặc tính nhân tạo Dạng đặc tính loại động khác khác đƣợc phân tích sau

Đặc tính tự nhiên: Đó quan hệ ω = f(M) động điện thông số nhƣ điện áp, dòng điện động định mức theo thông số đƣợc thiết kế chế tạo mạch điện động không nối thêm điện trở, điện kháng Trên đặc tính tự nhiên ta có điểm làm việc định mức có giá trị Mđm, ωđm Mỗi động có đƣờng đặc tính tự nhiên

Đặc tính nhân tạo: Đó quan hệ ω = f(M) động điện thông số điện không định mức mạch điện có nối thêm điện trở, điện kháng có thay đổi mạch nối Mỗi động có nhiều đặc tính nhân tạo

Để đánh giá so sánh đặc tính cơ, ngƣời ta đƣa khái niệm độ cứng đặc tính β đƣợc tính:

β lớn, ta có đặc tính cứng, β nhỏ ta có đặc tính mềm, β→∞ ta có đặc tính tuyệt đối cứng

Truyền động có đặc tính cứng tốc độ thay đổi momen biến đổi lớn Truyền động có đặc tính mềm, tốc độ giảm nhiều momen tăng (hình 1-9)

Trên hình vẽ: Đƣờng 1: Đặc tính mềm; Đƣờng 2: Đặc tính cứng; Đƣờng 3: Đặc tính tuyệt đối cứng

ω

2

Mc

4 ω0

12 4 Các trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện

Trong hệ TĐĐ có trình biến đổi lƣợng điện - Chính q trình biến đổi định trạng thái làm việc động điện Ngƣời ta định nghĩa nhƣ sau: Dịng cơng suất điện Pđiện có giá trị dƣơng nhƣ

nó có chiều truyền từ nguồn đến động từ động biến đổi công suất điện thành công suất Pcơ=M.ω cấp cho máy sản xuất (sau có tổn thất ∆P)

Cơng suất Pcơ có giá trị dƣơng mơmen động sinh chiều

với tốc độ quay, có giá trị âm truyền từ máy sản xuất động mômen động sinh ngƣợc chiều tốc độ quay

Công suất điện Pđiện có giá trị âm có chiều từ động nguồn

Momen máy sản xuất đƣợc gọi momen phụ tải hay momen cản Nó đƣợc định nghĩa dấu âm dấu dƣơng, ngƣợc lại với dấu momen đc Phƣơng trình cân công suất hệ truyền động điện là:

Trong đó: Pđ - cơng suất điện; Pc – công suất cơ; ∆P – tổn thất công suất

Tuỳ thuộc vào biến đổi lƣợng hệ mà ta có trạng thái làm việc động gồm: Trạng thái động trạng thái hãm

Trạng thái động cơ: Gồm trạng thái có tải khơng tải

Trạng thái hãm: Gồm hãm tái sinh, hãm ngƣợc, hãm động - Hãm tái sinh: Pđiện < 0, Pcơ < 0: biến thành điện

- Hãm ngƣợc: Pđiện > 0, Pcơ < : điện chuyển thành tổn

thất ∆P

ω

1

3

∆ω2

∆ω1

∆ M

M

13

- Hãm động năng: Pđiện = 0, Pcơ < 0: biến thành tổn thất ∆P

Hình 1-10 Trạng thái hãm trạng thái động

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1.1: Chức nhiệm vụ hệ thống truyền động điện gì?

Câu 1.2: Hệ thống truyền động điện gồm phần tử khâu nào? Lấy ví dụ minh họa máy sản xuất mà anh (chị) biết?

Câu 1.3: Thế momen cản năng? Đặc điểm thể đồ thị theo tốc độ? Lấy ví dụ cấu có momen cản

Câu 1.4 : Thế momen cản phản kháng? Đặc điểm thể đồ thị theo tốc độ? Lấy ví dụ cấu có momen cản phản kháng

Câu 1.5: Định nghĩa đặc tính máy sản xuất Phƣơng trình tổng qt giải thích đại lƣợng phƣơng trình?

Câu 1.6: Hãy vẽ đặc tính máy sản xuất sau: máy tiện, cần trục, máy bào, máy bơm

Câu 1.7: Dùng phƣơng trình chuyển động để phân tích trạng thái làm việc hệ thống truyền động tƣơng ứng với dấu đại lƣợng M Mc?

14

BÀI

CÁC ĐẶC TÍNH VÀ CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả - Xây dựng đƣợc đặc tính động điện chiều

- Phân tích đƣợc trạng thái làm việc động DC - Có thái độ học tập nghiêm túc, sáng tạo

Nội dung:

1 Đặc tính động điện chiều

1.1 Động điện chiều kích từ độc lập

Khi nguồn chiều có cơng suất vơ lớn điện áp khơng đổi mắc kích từ song song với phần ứng, lúc động đƣợc gọi động điện chiều kích từ song song (hình 2-1)

Khi nguồn chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào hai nguồn chiều độc lập với (hình 2-2), lúc động đƣợc gọi động kích từ độc lập

1.1.1 Đặc tính động 1.1.1.1 Phương trình đặc tính

Theo sơ đồ hình 2.1 hình 2.2, viết phƣơng trình cân điện áp mạnh phần ứng nhƣ sau:

Hình 2-1: Sơ đồ nối dây động điện Hình 2-2: Sơ đồ nối dây động điện một chiều kích từ song song chiều kích từ độc lập

Rkt Rf Iƣ Ik t Ck t

Uƣ _

15

Uƣ = Eƣ + (Rƣ + Rf).Iƣ (2.1)

Trong đó:

- Uƣ điện áp phần ứng động cơ, (V)

- Eƣ sức điện động phần ứng động (V)

- Rƣ điện trở cuộn dây phần ứng (Ω)

- Rf điện trở phụ mạch phần ứng (Ω)

- Iƣ dòng điện phần ứng động (A)

Với Rƣ = rƣ + rct + rcb + rcp

rƣ - Điện trở cuộn dây phần ứng

rct - Điện trở tiếp xúc chổi than phiến góp

rcb - Điện trở cuộn bù

rcp - Điện trở cuộn cực từ phụ

Sức điện động Eƣ phần ứng động đƣợc xác định theo biểu thức:

(2- 2)

Trong đó: p - Số đơi cực từ

N – Số dẫn tác dụng cuộn dây phần ứng

a – Số đôi mạch nhánh song song cuộn dây phần ứng Φ – Từ thơng kích từ dƣới cực từ (Wb)

ω – Tốc độ góc (rad/s)

hệ số cấu tạo động

Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vịng / phút) thì: (2 - 3)

Và

Vì

- hệ số sức điện động động

16

Từ (3 - 1) (3 - 2) ta có:

(2 - 4)

Biểu thức (2- 4) phƣơng trình đặc tính điện động điện Mặt khác momen điện từ Mđt động đƣợc xác định bởi:

(2 - 5)

Suy

Thay giá trị Iƣ vào (2 - 4) ta đƣợc:

(2 - 6)

Nếu bỏ qua tổn thất tổn thất thép momen trục động momen điện từ, ta ký hiệu M Nghĩa Mđt = Mcơ = M

(2 - 7)

Đây phƣơng trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập

Giả thiết phản ứng phần ứng đƣợc bù đủ, từ thơng Φ = const, phƣơng trình đặc tính điện (2 - 4) phƣơng trình đặc tính (2 - 7) tuyến tính Đồ thị chúng đƣợc biểu diễn hình (2-.3a) hình (2-3b) đƣờng thẳng

Theo đồ thị trên, Iƣ = M = 0, ta có:

a) b)

Hình 2-3: a) Đặc tính điện động điện chiều kích từ độc lập b) Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập

Mnm

M= Mc

Inm

Iƣ = Ic

M I

17

(2 - 8)

ω0 gọi tốc độ khơng tải lý tƣởng động Cịn ω = ta có:

(2 - 9)

Và (2 - 10)

Inm, Mnm gọi dòng điện ngắn mạch momen ngắn mạch

Từ (2 - 7) ta xác định đƣợc độ cứng đặc tính cơ:

1.1.1.2 Đặc tính tự nhiên

Theo định nghĩa, đặc tính tự nhiên tƣơng ứng với trƣờng hợp Rf = 0,

Uƣ=Uđm

Φ = Φđm Thay số liệu vào (2 - 4), (2 - 6) ta đƣợc phƣơng trình đặc tính

cơ điện phƣơng trình đặc tính tự nhiên:

Tốc độ không tải lý tƣởng độ cứng đặc tính tự nhiên là:

Ta vẽ đƣợc đặc tính đặc tính tự nhiên nhờ số liệu động nhƣ công suất định mức Pđm (KW), tốc độ ωđm (rad/s), điện áp Uđm (V),

dòng điện Iđm (A), hiệu suất ηđm, điện trở phần ứng Rƣ (Ω)

18

ngắn mạch [Mnm; 0] [Inm, 0] Tọa điểm điểm nêu đƣợc xác định

nhƣ sau:

với

Pđm (W), ωđm (rad/s)

Hoặc:

Thƣờng ngƣời ta vẽ đặc tính tự nhiên qua điểm khơng tải điểm định mức, ta đƣợc đồ thị hình 3.4

Có trƣờng hợp phải tính Iđm thông qua hiệu suất ηđm:

Nếu chƣa cho Rƣ, xác định gần dựa vào giả thiết coi tổn thất

trên điện trở phần ứng dòng điện định mức gây nửa toàn tổn thất động cơ:

, (Ω)

đm

ω0

ω

Mnm M

đm

ω0

ω

Inm I

19

Sau vẽ đƣợc đặc tính tự nhiên lại số liệu cho trƣớc để tính tốn đặc tính nhân tạo nhƣ giải tốn khác

1.1.1.3 Các đặc tính nhân tạo

Từ (2 - 4), (2 - 6) ta thấy tạo đặc tính nhân tạo cách thay đổi ba thông số: điện trở mạch phần ứng, điện áp phần ứng, từ thông Φ Tác động vào thông số ta đƣợc họ đặc tính nhân tạo tƣơng ứng

 Đặc tính nhân tạo ‘biến trở’ (khi thay đổi điện trở mạch phần ứng)

Khi giữ không đổi điện áp Uƣ = Uđm = const từ thông Φ = Φđm = const,

bằng cách nối thêm biến trở Rf vào mạch phần ứng, ta làm thay đổi đƣợc

điện trở tổng mạch Khi đó, ứng với giá trị Rf ta đƣợc

đƣờng đặc tính nhân tạo với phƣơng trình sau:

Trong tốc độ khơng tải đƣợc giữ không đổi (bằng tốc độ không tải lý tƣởng đặc tính tự nhiên):

Độ sụt tốc ứng với giá trị momen Mc giá trị dòng điện Iƣ =

Ic lớn sụt tốc đặc tính tự nhiên, tỷ lệ với điện trở tổng

mạch phần ứng:

Hoặc nói cách khác, độ cứng đặc tính nhân tạo biến trở tỷ lệ nghịch với điện trở tổng:

Nhƣ vậy, tăng Rf đặc tính nhân tạo mềm Tất đặc tính

20

[0; ω0] Từ nhận xét trên, ta thấy đặc tính nhân tạo biến trở đƣợc tạo

nhờ thay đổi độ cứng β (còn tốc độ không tải lý tƣởng đƣợc giữ không đổi)

Hình 2-5 Họ đặc tính điện trở thay đổi

 Đặc tính nhân tạo thay đổi điện áp phần ứng

Khi giữ từ thông không đổi Φ = Φđm = const không nối thêm điện trở

phụ mạch phần ứng (Rf = 0, Rƣ= const), làm thay đổi điện áp đặt vào

phần ứng (Uƣ = var) ta đƣợc họ đặc tính nhân tạo biến đổi điện áp nhƣ

trên hình 3.6 Đó đƣờng song song song song với đặc tính tự nhiên Trong trƣờng hợp này, tốc độ không tải lý tƣởng tỷ lệ thuận với điện áp Uƣ:

Độ sụt tốc đặc tính nhân tạo so với khơng tải lý tƣởng không phụ thuộc điện áp độ sụt tốc đặc tính tự nhiên

21 Hình 2-7 Họ đặc tính nhân tạo điện áp thay đổi

 Đặc tính nhân tạo thay đổi từ thơng

Nếu giữ điện áp phần ứng không đổi Uƣ = Uđm = const, không nối thêm

điện trở phụ vào mạch phần ứng, tức Rf = 0, Rƣ= const, cách thay đổi dịng

kích từ ta làm thay đổi từ thông Φ nhận đƣợc họ đặc tính nhân tạo tƣơng ứng (hình 2.7), đó:

- Tốc độ khơng tải lý tƣởng tỷ lệ nghịch với từ thông:

- Độ cứng đặc tính nhân tạo tỷ lệ với bình phƣơng từ thông:

u

R K )2 ( 

 

Hình 2-7 Họ đặc tính điện đặc tính nhân tạo thay đổi từ thông

Cần phân biệt dạng họ đặc tính đặc tính điện t Thay đổi từ thơng nhƣ hình 3.7a 3.7b Đối với đặc tính điện, tất qua điểm ngắn mạch [Inm; 0]

22

Cịn họ đặc tính đƣờng (ứng với giá trị Φ) có giá trị Mnm tƣơng ứng:

Mnm = KΦInm =var

Chú ý: Vì khơng thể tăng dịng kích từ lớn giá trị định mức, nên tạo giá trị từ thơng Φ < Φđm Do đặc tính nhân tạo điện

đều có vị trí cao đặc tính tự nhiên; tƣơng tự vùng phụ tải Mc cho phép,

tốc độ đặc tính nhân tạo lớn tốc độ đặc tính tự nhiên Ví dụ: Xây dựng đặc tính tự nhiên nhân tạo động điện chiều kích từ độc lập có số liệu sau: Động làm việc dài hạn, công suất định mức 6,6KW; điện áp định mức: 220V; tốc độ định mức: 2200 vòng/phút; điện trở mạch phần ứng gồm điện trở cuộn dây phần ứng cực từ phụ: 0,26Ω; điện trở phụ đƣa vào mạch phần ứng: 1,26Ω

 xây dựng đặc tính tự nhiên:

Đặc tính tự nhiên vẽ qua điểm: điểm định mức [Mđm; ωđm]

và điểm không tải lý tƣởng [M = 0; ω = ω0] Hoặc điểm không tải lý tƣởng [M =

0; ω = ω0] điểm ngắn mạch [Mnm; ω = 0] Hoặc điểm định mức [Mđm; ωđm]

điểm ngắn mạch [Mnm; ω = 0]

Tốc độ góc định mức:

Mơmen (cơ) định mức:

Nhƣ ta có điểm thứ đặc tính tự nhiên cần tìm điểm định mức: [28,6 ; 230,3]

Từ phƣơng trình đặc tính tự nhiên ta tính đƣợc:

Tốc độ không tải lý tƣởng:

23

Ta tính thêm điểm thứ ba điểm ngắn mạch [Mnm; 0]:

Độ cứng đặc tính tự nhiên xác định theo biểu thức sau xác định theo số liệu lấy đƣờng đặc tính hình 3.8:

 Xây dựng đặc tính nhân tạo

Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng tốc độ không tải lý tƣởng không thay đổi, nên ta vẽ đặc tính nhân tạo qua điểm không tải lý tƣởng [0; ω0] điểm tƣơng ứng với tốc độ nhân tạo [Mđm; ωnt]:

Ta tính đƣợc giá trị momen định mức:

Và tính tốc độ góc nhân tạo:

Ta có tọa độ điểm tƣơng ứng với tốc độ nhân tạo (28,66; 183,3)

Vậy ta dựng đƣợc đƣờng đặc tính nhân tạo có điện trở phụ mạch phần ứng nhƣ đƣờng hình 2-8:

2 ω (rad/s)

M (Nm) 230,3

183,3

241,7

28,66

1

24

1.2 Động điện chiều kích từ nối tiếp

Đặc điểm động chiều kích từ nối tiếp cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, nên cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ, số vịng ít, chế tạo dễ dàng

Hình 2-9: Sơ đồ ngun lý

Vì dịng kích từ dịng phần ứng nên từ thơngcủa động biến đổi theo dòng điện phần ứng

1.2.1 Đặc tính động 1.2.1.1 Phương trình đặc tính

Theo sơ đồ hình 2.16, viết phƣơng trình cân điện áp mạch phần ứng nhƣ sau:

Với

Trong đó:

rƣ - Điện trở cuộn dây phần ứng

rct - Điện trở tiếp xúc chổi than phiến góp

rkt - Điện trở cuộn dây kích từ

rctf - Điện trở cuộn cực từ phụ

Sau biến đổi ta nhận đƣợc:

(2 - 9)

(2 - 10)

25

Để đơn giản thành lập phƣơng trình đặc tính ta giả thiết từ thơng phụ thuộc

tuyến tính với dịng điện kích từ nhƣ đƣờng

, với C hệ số tỷ lệ

Nếu phản ứng phần ứng đƣợc bù đủ thì: (2- 11) Thế vào phƣơng trình (3 - 29) ta đƣợc:

(2 - 12)

Trong đó:

Ta có: (2 - 13)

Thay (3 - 33) vào (3 - 32) ta đƣợc:

(2 - 14)

Trong đó:

Biểu thức (2 - 12) phƣơng trình đặc tính điện động phƣơng trình (2 - 14) phƣơng trình đặc tính động Dạng đặc tính đƣợc biểu diễn hình 3.18 Ta thấy đặc tính có dạng hyperbol mềm phạm vi dịng điện có giá trị nhỏ định mức Ở vùng dòng điện lớn, mạch từ bão hịa nên từ thơng hầu nhƣ khơng đổi đặc tính có dạng gần tuyến tính

1

Φ

ωđm

Ikđm Ikt

26

Giả thiết động không tải (I = M = 0) tốc độ khơng tải lý tƣơng vơ lớn Nhƣng thực tế có ma sát tổn thất phụ động có từ dƣ: Φdƣ=(2†10)Φđm nên khơng tải tốc độ khơng tải động

vẫn có giá trị là:

Tốc độ ω0t thƣờng lớn so với định mức, nên thực tế không cho

phép động chiều kích từ nối tiếp làm việc chế độ không tải

Ngồi ra, nhìn vào đặc tính động chiều kích từ nối tiếp cấu tạo ta có nhận xét sau:

- Đặc tính động chiều kích từ nối tiếp mềm độ cứng thay đổi theo phụ tải Do thơng qua tốc độ động ta biết đƣợc thay đổi phụ tải Tuy nhiên không nên sử dụng động cho truyền động có yêu cầu ổn định cao mà nên sử dụng cho truyền động yêu cầu tốc độ thay đổi theo tải

- Động chiều kích từ nối tiếp có khả q tải lớn momen Nhờ cuộn kích từ nối tiếp nên vùng dòng điện phần ứng lớn định mức từ thơng động lớn định mức, momen tăng nhanh so với tăng dòng điện Nhƣ với mức độ q dịng điện nhƣ động chiều kích từ nối tiếp có khả q tải momen khả khởi động tốt động chiều kích từ độ lập Nhờ có ƣu điểm mà động chiều kích từ nối tiếp thích hợp cho truyền động làm việc thƣờng có

a)

NT1, Rf1

ωđm TN

I ω

ω1

Iđm

b)

M

Mđ

m

NT1,Rf1

ωđm TN

ω

ω1

27

quá tải lớn yêu cầu momen khởi động lớn nhƣ máy nâng vận chuyển, máy cán thép…

- Vì từ thơng động phụ thuộc vào dòng điện phần ứng nên khả chịu tải động không bị ảnh hƣởng sụt áp lƣới điện Loại động thích hợp cho truyền động dùng ngành giao thơng có đƣờng dây cung cấp điện dài

1.2.1.2 Đặc tính vạn động chiều kích từ nối tiếp

Do quan hệ Φ = f(Iƣ) phi tuyến nên để vẽ đặc tính điện

đặc tính động ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp đồ thị giải tích dựa vào đƣờng cong thực nghiệm cho Vì động chiều kích từ nối tiếp loại có khe hở khơng khí mức độ bão hịa từ khơng khác nhiều nên quan hệ tốc độ ω, momen M với dòng điện I theo đơn vị tƣơng đối gần nhƣ trùng Ngƣời ta gọi quan hệ đặc

tính vạn đƣợc xác định thực nghiệm Các đặc tính biểu diễn hình 3.19

1.2.1.3 Các đặc tính nhân tạo động điện chiều kích từ nối tiếp Đối với động chiều kích từ nối tiếp, ngƣời ta thƣờng sử dụng đặc tính nhân tạo „biến trở‟ (dùng thêm Rf) Các đặc tính nhân tạo biến đổi điện

áp gặp vài trƣờng hợp, ví dụ đổi nối, cặp động giống từ nối song song sang nối nối tiếp vào nguồn điện áp Cịn đặc tính thay đổi từ thơng gặp Vì ta quan tâm đến đặc tính nhân tạo „biến trở‟

28

Các đặc tính nhân tạo biến trở, với sơ đồ nối điện trở phụ nhƣ hình 3.17, đƣợc tính tốn dựa đƣờng đặc tính tự nhiên (với Rf = 0) Giả sử ta

đã có đặc tính tự nhiên (đƣợc suy từ đặc tính vạn nêu trên) nhƣ hình 2-13 Lấy giá trị I1

nào đó, dóng lên đặc tính ta có tốc độ tƣơng ứng ω1 Có thể

biểu thị ω1 theo phƣơng trình đặc

tính tự nhiên:

Hình 2-13: Đặc tính tự nhiên vả đặc tính nhân tạo

Nếu theo phƣơng trình đặc tính nhân tạo có điện trở phụ Rf ứng với

I1 ta có tốc độ:

So sánh hai biểu thức ta có biểu thức xác định ωnt1:

Nhƣ với I1 chọn ω1 tra đƣợc đặc tính tự nhiên, ta tính

giá trị ωnt1 đƣờng đặc tính nhân tạo cần tìm

Với I1 ωnt1 ta xác định đƣợc điểm đặc tính nhân tạo Làm

tƣơng tự nhƣ với giá trị I2, I3, … ta có ωnt2, … cuối vẽ đƣợc đặc

tính điện đặc tính nhân tạo có điện trở phụ Rf (hình 2-13) 2 Trạng thái khởi động động chiều

2.1 Động kích từ độc lập

Từ phƣơng trình đặc tính điện có: u u

I K

R K

U

29

Với đặc tính tự nhiên (R = Rƣ) khởi động, ta thấy dòng điện khởi động

lúc ban đầu là:

Ở động cơng suất trung bình lớn, Rƣ thƣờng có giá trị

nhỏ, nên dịng ban đầu (dịng ngắn mạch) lớn, Inm = (20 ÷25).Iđm

Với giá trị dòng điện khởi động lớn, khơng cho phép mặt chuyển mạch phát nóng động nhƣ sụt áp lƣới điện Tác hại nghiêm trọng hệ thống cần khởi động, hãm máy nhiều lần q trình làm việc

Để hạn chế dịng điện khởi động ta giảm điện áp nguồn đặt vào phần ứng động điện nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng

Phƣơng pháp thứ đƣợc sử dụng hệ thống có biến đổi điện áp Phƣơng pháp thứ hai thƣờng sử dụng động đƣợc cung cấp điện áp cố định Sau ta khảo sát phƣơng pháp khởi động dùng điện trở phụ Sơ đồ nối dây động đƣợc trình bày hình 2.9:

Trị số điện trở phụ tổng mắc mạch khởi động đƣợc chọn cho khởi động (ω = 0) dịng điện khởi động không vƣợt 2,5 Iđm để

đảm bảo cho động cấu truyền động Ngoài Inm không nên

quá nhỏ khiến cho Mnm nhỏ so với momen cản Thông thƣờng :

(2 - 14)

Khi tốc độ tăng lên dòng điện phần ứng giảm dần theo biểu thức:

(2 - 16)

Hình 2-14: Sơ đồ nối dây động chiều kích từ độc lập khởi động cấp.

Ikt

Ckt

Iƣ Rf2

K2 K1

Rf1

Rk

t

U

ƣ

_ +

30

Muốn cho trình tăng tốc độ đƣợc tiến hành đặn động làm việc ổn định tốc độ cao đặc tính tự nhiên ta phải cắt dần điện trở phụ Việc cắt dần điện trở phụ nhờ tiếp điểm 1K, 2K công tắc tơ Quá trình khởi động động làm việc loạt đƣờng đặc tính nhân tạo có độ dốc giảm dần tƣơng ứng với việc cắt dần điện trở phụ điểm g, e, c; cuối động tăng tốc độ đặc tính tự nhiên làm việc ổn định điểm A Ở dịng điện động dịng tải (I = Ic)

Để xác định trị số điện trở phụ khởi động ta sử dụng phƣơng pháp đồ thị nhƣ sau:

- Dựa vào thơng số động vẽ đặc tính tự nhiên - Chọn hai giới hạn chuyển dòng điện khởi động động cơ:

(2 - 17)

(2 - 18)

- Từ điểm a (I1) kẻ đƣờng a0 cắt I2 = const b, từ b kẻ đƣờng song

song với trục hồnh cắt I1 = const c, nối c0 cắt I2 = const d, từ

d kẻ đƣờng song song với trục hồnh cắt I1 = const e, Cứ nhƣ cho

đến gặp đƣờng đặc tính tự nhiên điểm giao đƣờng đặc tính tự nhiên I1 = const, ta có đặc tính khởi động abcde XL

- Xác định điện trở khởi động:

Dựa vào biểu thức độ sụt tốc độ ∆ω trên đặc tính vẽ đƣợc ứng với dịng điện, ví dụ với I1: ;

ω

0

Hình 2-15: Các đặc tính khởi động qua hai cấp điện trở

I1

Ic I2

31

Lập tỉ số:

Từ rút ra:

Qua đồ thị ta có:

(2 - 19)

Tƣơng tự nhƣ vậy:

(2 - 20)

Điện trở tổng ứng với đặc tính cơ:

R1 = Rƣ + Rf(1) = Rƣ + (Rf1 + Rf2) (2 - 21)

R2 = Rƣ + Rf(2) = Rƣ + (Rf2) 2.2 động kích từ nối tiếp

Tƣơng tự nhƣ động chiều kích từ độc lập, để hạn chế dòng điện khởi động ta đƣa thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng bắt đầu khởi động, sau loại dần để đƣa tốc độ động lên xác lập

2.2.1 Xây dựng đặc tính khởi động

Sơ đồ nguyên lý đặc tính khởi động đƣợc biểu diễn hình 3.21

_ Rf1 U Ikt E Iƣ + Rf2 Ckt

K2 K1

a) TN Ic b) b a

I2 I1

Iƣ ω h f e e d c A XL ω2 ω1

32

Quá trình xây dựng đặc tính khởi động theo bƣớc sau:

1.Dựa vào thơng số động đặc tính vạn năng, vẽ đặc tính tự nhiên

2.Chọn dịng điện giới hạn I1 ≤ (2÷2,5)Iđm tính điện trở tổng mạch phần

ứng khởi động R = Uđm/I1 Ta kẻ đƣờng I1 = const cắt đặc tính tự nhiên

tại e

3.Chọn dịng chuyển khởi động I2 = (1,1÷1,3)Ic Kẻ đƣờng I2 = const

cắt đặc tính tự nhiên f, cắt đặc tính nhân tạo dốc (có R) b theo biểu thức:

Kẻ đƣờng ef ab kéo dài, chúng cắt A, từ A dựng tiếp đƣờng đặc tính khởi động tuyến tính hố thoả mãn u cầu khởi động ta có đƣờng khởi động abcdefXL

2.2.2 Tính điện trở khởi động

Theo phƣơng pháp tuyến tính hố trên, điện trở phụ tổng đƣợc tính Rf = R

- Rƣ ta có điện trở phụ cấp:

3 Các trạng thái hãm

3.1 Động kích từ độc lập

Hãm trạng thái mà động sinh momen quay ngƣợc chiều tốc độ quay Trong tất trạng thái hãm, động làm việc chế độ máy phát Động điện chiều kích từ độc lập có ba trạng thái hãm: Hãm tái sinh, hãm ngƣợc, hãm động

3.1.1 Hãm tái sinh (hãm trả lượng lưới)

33

Uƣ, động làm việc nhƣ máy phát song song với lƣới trả lƣợng

nguồn, lúc dịng hãm mơmen hãm đổi chiều so với chế độ động Khi hãm tái sinh:

Mh = KΦIh <

Trị số hãm lớn dần lên cân với momen phụ tải cấu sản xuất hệ thống làm việc ổn định với tốc độ ω0đ > ω0

Vì sơ đồ đấu dây mạch động khơng thay đổi nên phƣơng trình đặc tính tƣơng tự nhƣ (3 - 7) nhƣng momen có giá trị âm

Đƣờng đặc tính trạng thái hãm tái sinh nằm góc phần tƣ thứ hai thứ tƣ mặt phẳng tọa độ

Trong trạng thái hãm tái sinh, dòng điện hãm đổi chiều cơng suất đƣợc trả lƣới điện có giá trị P = (E - U)I Đây phƣơng pháp hãm kinh tế động sinh điện hữu ích

Trong thực tế, cấu nâng hạ cần trục, nâng tải động đƣợc đấu vào nguồn theo cực tính thuận làm việc đặc tính nằm góc phần tƣ thứ Khi muốn hạ tải ta phải đảo chiều điện áp đặt vào phần ứng động Lúc momen trọng tải gây lớn momen ma sát phận chuyển động cấu, động điện làm việc trạng thái hãm tái sinh

34

Trên hình 2-17 hạ tải, để hạn chế dịng khởi động ta đóng thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng Tốc độ động tăng dần lên, tốc độ gần đạt tới giá trị ω0 ta cắt điện trở phụ, động tăng tốc độ đƣờng đặc tính tự nhiên

Khi tốc độ vƣợt ω > ω0, momen điện từ động đổi dấu trở thành

momen hãm đến điểm A, momen Mh = Mc, tải trọng đƣợc hạ với tốc độ ổn định

ω0đ, trạng thái hãm tái sinh

3.1.2 Hãm ngược: Hãm ngƣợc mômen hãm động ngƣợc chiều với tốc độ quay (M↑↓ω) Hãm ngƣợc có hai trƣờng hợp:

- Đưa điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng:

Động làm việc điểm a, ta đƣa thêm Rf lớn vào mạch phần ứng

thì động chuyển sang điểm b

Tại điểm b momen động sinh nhỏ momen cản nên động giảm tốc độ, nhƣng tải theo chiều nâng lên Đến điểm c, tốc độ nhƣng momen động nhỏ momen tải nên dƣới tác động tải trọng, động quay theo chiều ngƣợc lại Tải trọng đƣợc hạ xuống với tốc độ tăng dần Đến điểm d momen động cân với momen cản nên hệ ổn định với tốc độ hạ không đổi ωođ, cd đoạn đặc tính hãm ngƣợc Khi hãm ngƣợc tốc

độ đổi chiều, sức điện động đổi dấu nên:

35

Nhƣ vậy, đặc tính hãm ngƣợc sức điện động tác dụng chiều với điện áp lƣới Động làm việc nhƣ máy phát nối tiếp với lƣới điện biến điện nhận từ lƣới trục thành nhiệt đốt nóng điện trở tổng mạch phần ứng, tổn thất lƣợng lớn

Vì sơ đồ nối dây động không thay đổi nên phƣơng trình đặc tính phƣơng trình đặc tính biến trở

- Hãm ngược cách đảo chiều điện áp phần ứng:

Động làm việc điểm A, ta đổi chiều điện áp phần ứng (vì dịng đảo chiều lớn nên phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế) động chuyển sang điểm B, C làm việc xác lập D phụ tải ma sát

Đoạn BC đoạn hãm ngƣợc, lúc dịng hãm mơmen hãm động cơ:

Biểu thức biểu thị dịng điện Ih có chiều ngƣợc với chiều làm việc ban đầu

và dịng điện hãm lúc lớn; điện trở phụ đƣa vào phải có giá trị đủ lớn để hạn chế dịng điện hãm ban đầu Ihđ phạm vi cho phép:

Ihđ ≤ (2 ÷ 2,5)Iđm

Rf C kt R kt E Iƣ

Uƣ _

+ I kt a) b) M

c Mc

M(I) ω U I E HN ωođ

- ω0

ω0

D

B A

C

Hình 2-19: a) Sơ đồ hãm ngược cách đảo chiều Uư

36

Phƣơng trình đặc tính cơ:

3.1.3 Hãm động

Hãm động trạng thái động làm việc nhƣ máy phát mà lƣợng học động tích lũy đƣợc trình làm việc trƣớc biến thành điện tiêu tán mạch hãm dƣới dạng nhiệt

- Hãm động kích từ độc lập:

Động làm việc với lƣới điện (điểm A), thực cắt phần ứng động khỏi lƣới điện đóng vào điện trở hãm Rh, động tích

luỹ động cơ, động quay làm việc nhƣ máy phát biến thành nhiệt điện trở hãm điện trở phần ứng

Phƣơng trình đặc tính hãm động năng:

Tại thời điểm hãm ban đầu, tốc độ hãm ban đầu ωhđ nên sức điện động

ban đầu, dịng hãm ban đầu mơmen hãm ban đầu:

37

Trên đồ thị đặc tính hãm động ta thấy mômen cản phản kháng động dừng hẳn (các đoạn B1O B2O), cịn mơmen

cản dƣới tác dụng tải kéo động quay theo chiều ngƣợc

lại ( )

- Hãm động tự kích từ :

Nhƣợc điểm hãm động kích từ độc lập điện lƣới khơng thực hãm đƣợc cuộn dây kích từ phải nối với nguồn Muốn khắc phuc nhƣợc điểm ngƣời ta dùng phƣơng pháp hãm động tự kích từ

Hãm động tự kích xảy động làm việc với lƣới điện (điểm A), thực cắt phần ứng kích từ động khỏi lƣới điện đóng vào điện trở hãm Rh, động tích luỹ động cơ,

động quay làm việc nhƣ máy phát tự kích biến thành nhiệt điện trở

Phƣơng trình đặc tính hãm động tự kích từ:

Trên đồ thị đặc tính hãm động tự kích từ ta thấy trình hãm, tốc độ giảm dần dịng kích từ giảm dần, từ thông động giảm dần hàm tốc độ, đặc tính hãm động tự kích từ giống nhƣ đặc tính khơng tải máy phát tự kích từ

Hình 2-21: a) Sơ đồ hãm động tự kích

38

So với phƣơng pháp hãm ngƣợc, hãm động có hiệu có tốc độ hãm ban đầu, tốn lƣợng

3.2 động kích từ nối tiếp

Do đặc điểm động điện chiều kích từ nối tiếp có tốc độ ω0t

lớn nên động thực hãm ngƣợc hãm động khơng có trạng thái hãm tái sinh

Phƣơng pháp hãm ngƣợc hãm động động chiều kích từ nối tiếp giống nhƣ động chiều kích từ độc lập

3.2.1 Trạng thái hãm ngược

- Hãm ngược cách đưa điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng:

Động làm việc A, đóng Rf lớn vào phần ứng động

chuyển sang B, C thực hãm ngƣợc đoạn CD (ứng với tải năng)

Dịng điện hãm ngƣợc đƣợc tính nhƣ sau:

- Hãm ngược cách đảo chiều điện áp đặt vào phần ứng

Động làm việc điểm A đặc tính tự nhiên với: Uƣ > 0,

quay với chiều ω > 0, làm việc chế độ động cơ, chiều mômen trùng với chiều tốc độ; Nếu ta đổi cực tính điện áp đặt vào phần ứng Uƣ< (vì dịng đảo chiều

lớn nên phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế) giữ ngun chiều dịng kích từ dịng điện phần ứng đổi chiều Iƣ < mơmen đổi chiều, động

cơ chuyển sang điểm B đặc tính hình 2.22, đoạn BC đoạn hãm ngƣợc,

B M ω D C HN A Rf TN _ U Iƣ Ikt

E Rf

Ckt +

39

và làm việc xác lập D phụ tải ma sát Lúc hãm động năng, dịng hãm mơmen hãm động cơ:

Phƣơng trình đặc tính cơ:

Rf đƣợc tính để cho dòng điện hãm ban đầu nằm giới hạn cho phép (Ih

≤ 2,5Iđm)

3.2.2 Trạng thái hãm động

Động làm việc với lƣới điện (điểm A), thực cắt phần ứng kích từ động khỏi lƣới điện đóng nối tiếp vào điện trở hãm Rh, nhƣng dịng kích từ phải đƣợc giữ nguyên theo chiều cũ động

tích luỹ động cơ, động quay làm việc nhƣ máy phát tự kích biến thành nhiệt điện trở

Phƣơng trình đặc tính hãm động tự kích từ:

Và từ thơng giảm dần q trình hãm động tự kích

Mc C ω ωbđ b) A M ωơđ HN D B

M‟c

Ikt

_ +

Ikt

E Ckt

Rf

U

a)

40

CÂU HỎI ÔN TẬP

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 2.1: Cách vẽ đặc tính tự nhiên động chiều kích từ độc lập? Cách xác định đại lƣợng Mđm, ωđm, ω0, Inm, Mnm,… để vẽ đƣờng đặc tính

này

Câu 2.2: Có thơng số ảnh hƣởng đến dạng đặc tính động chiều kích từ độc lập? Họ đặc tính nhân tạo thay đổi thơng số Sơ đồ nối dây, phƣơng trình đặc tính, dạng họ đặc tính nhân tạo, nhận xét ứng dụng chúng

Câu 2.3: Động điện chiều kích từ độc lập có phƣơng pháp hãm? Điều kiện để xảy trạng thái hãm? Sơ đồ nối dây động để thực trạng thái hãm? Ứng dụng thực tế trạng thái hãm?

Câu 2.4: Sự khác động chiều kích từ nối tiếp với động chiều kích từ độc lập cấu tạo, từ thơng, dạng đặc tính cơ, phƣơng pháp hãm? Có nhận xét đặc điểm khả ứng dụng động kích từ nối tiếp thực tế?

+ U _

Ckt Ikt

E

Rh

\ Iƣ

a) b)

Mhđ2 Mhđ1

ωôđ2

ωôđ1

ωhđ

ω

HĐN Rh2

Rh1

C2

C1

B2 B1 A

M

Hình 2.25: a) Sơ đồ hãm động tự kích từ động chiều kích từ nối tiếp

41 BÀI

ĐẶC TÍNH VÀ TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ KĐB PHA

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng:

- Xây dựng đƣợc đặc tính động KĐB pha

- Phân tích đƣợc trạng thái làm việc động KĐB pha - Có thái độ học tập nghiêm túc, sáng tạo trình học

Nội dung:

1.Đặc tính động điện không đồng 1.1 Phƣơng trình đặc tính

Để thành lập phƣơng trình đặc tính động khơng đồng ta sử dụng sơ đồ thay Trên hình 3.1 sơ đồ thay pha động không đồng Khi nghiên cứu ngƣời ta đƣa số giả thiết sau đây:

- Ba pha động đối xứng

- Các thông số mạch không thay đổi nghĩa không phụ thuộc nhiệt độ, tần số, mạch từ không bão hồ nên điện trở, điện kháng, khơng thay đổi - Tổng dẫn mạch vịng từ hố khơng thay đổi, dịng từ hố khơng phụ thuộc tải mà phụ thuộc điện áp đặt vào stator

- Bỏ qua tổn thất ma sát, tổn thất lõi thép - Điện áp lƣới hoàn toàn sin đối xứng

Với giả thiết ta có sơ đồ thay pha động nhƣ hình 3.1:

R‟2f/s

I‟2

Uf1

I1

Iμ

Rμ

Xμ

R1 X

‟

X1

R‟2/s

42

Trong đó:

Uf1 trị số hiệu dụng điện áp pha stator (V)

Iμ, I1, I‟2 dịng từ hóa, stato dòng điện roto quy đổi stato

Xμ, X1, X ‟

2 điện kháng mạch từ hóa, điện kháng tản stator điện

kháng tản roto quy đổi stator

Rμ, R1, R‟2 điện trở tác dụng mạch từ hóa cuộn dây stato

roto quy đổi stato

R‟2f điện trở phụ (nếu có) pha roto quy đổi stator

s – độ trƣợt động

(3 - 1)

ω1 tốc độ từ trƣờng quay, gọi tốc độ đồng

(3 - 2)

Trong đó: f1 tần số điện áp nguồn đặt vào stato

p số đôi cực từ động ω tốc độ góc động

Từ sơ đồ thay ta tính đƣợc dịng điện stator:

(3 - 3)

R‟2Σ = R‟2 + R ‟

2f điện trở tổng mạch roto

Xnm = X1δ + X ‟

2δ điện kháng ngắn mạch

Từ (3 - 3) ta thấy:

Khi ω = 0, s = I1 = I1nm

Khi ω = ω1, s = ta có:

(3 - 4)

43

Iμ dịng điện từ hóa có tác dụng tạo từ trƣờng quay động quay

với tốc độ đồng

Ta tính đƣợc dịng điện roto quy đổi stato:

(3 - 5)

Khi ω = ω1, s = I‟2 =

Khi ω = 0, s = (3 - 6)

Đặc tính dịng điện roto biểu diễn hình 3.3:

Để tìm phƣơng trình đặc tính động ta dựa vào điều kiện cân công suất động cơ: Công suất điện từ chuyển từ stator sang roto: P12 = Mđt.ω1

Mđt momen điện từ động

Nếu bỏ qua tổn thất phụ Mđt = Mcơ = M

Cơng suất chia thành phần:

Pcơ: Công suất đƣa trục động

∆P2: Công suất tổn hao đồng roto

P12 = Pcơ + ∆P2

Hay M.ω1 = M.ω + ∆P2

Do đó: ∆P2 = M(ω1 - ω) = M ω1s (3 - 7)

Mặt khác: (3 - 8)

1 ω s

Rf =0

I‟2nm I‟2

Rf ≠0

0

44

Nên: (3 - 9)

Thay giá trị I‟2 tính đƣợc vào (3 - 9) biến đổi ta có

(3 - 10)

Biểu thức (3 - 51) phƣơng trình đặc tính động không đồng Nếu biểu diễn đặc tính đồ thị đƣờng cong nhƣ hình 3.3 Đó đƣờng cong có điểm cực trị, gọi điểm „tới hạn‟ ứng với tọa độ:

Độ trƣợt tới hạn: (3 - 11)

Và momen tới hạn: (3 - 12)

Trong biểu thức trên, dấu (+) ứng với trạng thái động cơ, dấu (-) ứng với trạng thái máy phát

Ngoài ra, nghiên cứu hệ truyền động điện với động không đồng ngƣời ta quan tâm nhiều đến trạng thái làm việc động nên đƣờng đặc tính lúc thƣờng biểu diễn khoảng tốc độ ≤ s ≤ sth

45

Đặc tính hình 3.4, tất nhiên lúc phƣơng trình (3 - 12) ứng với dấu (+) Phƣơng trình đặc tính động khơng đồng biểu diễn thuận tiện cách thành lập tỷ số (3 - 11) (3 - 12), biến đổi đƣợc phƣơng trình đặc tính cơ:

(3 - 13)

Trong

Đối với động công suất lớn thƣờng Rf nhỏ so với Xnm, lúc

có thể bỏ qua R1, nghĩa coi R1 = 0, asth = (3 - 13) có dạng gần đúng:

(3 - 14)

Trong đó: (3 - 15)

(3 - 16)

Nhiều trƣờng hợp cho phép ta sử dụng đặc tính gần cách tuyến tính hóa đặc tính đoạn làm việc Ví dụ vùng độ trƣợt nhỏ s << sth, tỷ số nhỏ, gần coi s/sth = Lúc đặc tính dạng đơn

giản:

(3 - 17)

46

Chính đƣờng tiếp tuyến với đƣờng đặc tính điểm đồng ω1: Đƣờng

1 hình 3.4

Cũng tuyến tính hóa đoạn làm việc qua điểm định mức nhƣ đƣờng hình 3.4 Phƣơng trình gần là:

(3 - 18)

Từ dạng đặc tính biểu diễn hình 3.5 ta thấy độ cứng đặc tính biến đổi trị số lẫn dấu tùy theo điểm làm việc:

(3 - 19)

Với đặc tính tuyến tính hóa đƣờng hình 3.4:

Vậy: (3 - 20)

Tƣơng tự với đặc tính hình 3.3: (3 - 21)

Nhƣ đoạn làm việc đặc tính động khơng đồng β có giá trị âm gần nhƣ không đổi

Đối với đoạn đặc tính s > sth s >> sth bỏ qua sth /s phƣơng trình đặc

tính là:

(3 - 22)

Và (3 - 23)

Trong đoạn độ cứng β dƣơng giá trị biến đổi Động không đồng không làm việc đoạn đặc tính

1.2 Đặc tính tự nhiên

47

tƣơng ứng với trƣờng hợp thay số liệu định mức nguồn Rf = vào

các phƣơng trình (3-10), (3-11), (3-12)

Khi cho trƣớc công suất định mức Pđm(KW), tốc độ nđm(vg/ph), hệ số

momen cực đại (momen tới hạn) λ = Mth/Mđm biết tốc độ từ trƣờng quay ω0,

ta có:

; ;

Thay vào (3 - 14) giá trị M = Mđm; Mth = λMđm, ta rút biểu thức xác

định độ trƣợt tới hạn đặc tính tự nhiên:

(3 - 24)

Cuối cùng, thay Mth, sth vào (3 - 24), ta đƣợc phƣơng trình đặc tính

tự nhiên

Nếu tuyến tính hóa đoạn cơng tác đặc tính qua điểm khơng tải lý tƣởng điểm định mức (đƣờng hình 3.5) biểu thị đặc tính tự nhiên phƣơng trình:

(3 – 25)

Nhƣ vậy, cách gần ta có độ cứng đặc tính đoạn cơng tác là:

(3 - 26)

Và (3 - 27)

1.3 Các đặc tính nhân tạo

Từ phƣơng trình đặc tính động khơng đồng bộ, ta thấy tạo đặc tính nhân tạo cách thay đổi thông số sau:

- Thay đổi điện trở, điện kháng mạch stator (nối thêm R1f X1f vào mạch

stator)

- Thay đổi điện trở mạch roto (đối với đ/c roto dây quấn) - Thay đổi điện áp lƣới cấp cho động

48

Ngoài việc thay đổi số đôi cực thay đổi tốc độ đồng làm thay đổi đặc tính (trƣờng hợp xảy với động nhiều cấp tốc độ)

1.3.1 Họ đặc tính thay đổi điện áp lưới (Ul):

Khi điện áp lƣới suy giảm, theo biểu thức (3-5) mơmen tới hạn Mth

giảm bình phƣơng lần độ suy giảm Ul Trong tốc độ đồng ω0 hệ số

trƣợt tới hạn Sth khơng thay đổi, ta có dạng đặc tính Ul giảm nhƣ hình 3.5

Qua đồ thị ta thấy: với mômen cản xác định (Mc) điện áp lƣới

giảm tốc độ xác lập nhỏ Mặt khác, mơmen khởi động Mkđ = Mnm

mômen tới hạn Mth giảm theo điện áp, nên khả tải khởi động bị

giảm dần Do đó, điện áp nhỏ (đƣờng U2,…) hệ truyền động có

thể không khởi động đƣợc không làm việc đƣợc

1.3.2 Họ đặc tính thay đổi điện trở, điện kháng mạch stato

Khi điện trở điện kháng mạch stato bị thay đổi, thêm điện trở phụ (R1f), điện kháng phụ (X1f) vào mạch stato, ω0 = const, theo biểu

thức (3-11), (3-12) mơmen Mth sth giảm, nên đặc tính có dạng nhƣ

hình 3.6

X1f >0

Mnmf

ω0

ω

sth

s

R1f >0

TN Mc(ω)

Mnm Mth

M

Hình 3.6: Họ đặc tính nhân tạo thay đổi điện trở, điện kháng mạch stato

ω0

U2 < U1

0

U1 < Uđm

Mc(ω)

sth

ω

Mth2

s

Mth1 Mth

M

TN (Uđm)

49

Qua đồ thị ta thấy: với mơmen Mkđ = Mnmf đoạn làm việc đặc tính

cơ có điện kháng phụ (X1f) cứng đặc tính có R1f Khi tăng X1f R1f

Mth sth giảm

1.3.3 Họ đặc tính thay đổi điện trở, điện kháng mạch rôto

Khi thêm điện trở phụ (R2f), điện kháng phụ (X2f) vào mạch rơto động cơ,

thì ω0 = const, theo (3-11), (3-12) Mth = const; cịn sth thay đổi, nên đặc

tính có dạng nhƣ hình 3.7

Qua đồ thị ta thấy: đặc tính có R2f, X2f lớn sth tăng, độ

cứng đặc tính giảm, với phụ tải khơng đổi có R2f, X2f lớn

tốc độ làm việc thấp, dòng điện khởi động giảm d) Họ đặc tính thay đổi tần số lưới cung cấp cho động

Khi điện áp nguồn cung cấp cho động có tần số (fl) thay đổi tốc độ

từ trƣờng tốc độ động ω thay đổi theo

Vì , X = ω.L, nên ω0 ≡ fl X ≡ fl

X2f2 > X2f1

R2f1, X2f1 >

R2f2 > R2f1

TN Mc

M Mth

Hình 3.7: Họ đặc tính nhân tạo thay đổi điện trở, điện kháng mạch rôto

ω0

f13 > f1đm

Mth ω04 ω03 ω01 ω02 ω

Mc (ω)

f11 < f1đm

f12 < f11

TN, f1đm

M f14 > f13

50

- Khi tần số tăng (fl > f1đm) Mth giảm (với điện áp nguồn Ul = const),

vậy:

(hình 3.8)

Khi tần số nguồn giảm fl < f1đm nhiều, giữ nguyên điện áp Ul

không đổi, dịng điện động tăng lớn Do vậy, giảm tần số cần giảm điện áp theo quy luật định cho động sinh momen nhƣ chế độ định mức

Ví dụ: Cho động không đồng rôto dây quấn (ĐKdq) có: Pđm =

850KW; Uđm= 6000V; nđm = 588vg/ph; λ = 2,15 ; E2đm = 1150V ; I2đm = 450A

Tính vẽ đặc tính tự nhiên đặc tính nhân tạo động không đồng rôto dây quấn với điện trở phụ pha rôto là: R2f = 0,75Ω

Giải:

Với động có cơng suất lớn, ta sử dụng phƣơng trình gần (3 - 14) coi R1 nhỏ R2 tức a =

Độ trƣợt định mức:

Momen định mức:

M*đm =1

Momen tới hạn:

Điện trở định mức:

Điện trở dây quấn roto:

Độ trƣợt tới hạn đặc tính tự nhiên xác định theo (3 - 65):

51

Momen ngắn mạch:

Theo ta vẽ đƣợc đƣờng đặc tính tự nhiên nhƣ hình 3.36 qua điểm: điểm khơng tải [M = 0; s = 0]; điểm định mức [M*

đm =1; sđm = 0,02]; điểm

tới hạn TH [ M*th =2,15; s = 0,08]; điểm ngắn mạch [M*nm =0,35; sđm= 1]

Đối với đặc tính nhân tạo có Rf = 0,175Ω ta có độ trƣợt tới hạn nhân tạo:

Phƣơng trình đặc tính nhân tạo là:

Và đặc tính đƣợc vẽ đồ thị hình 3.36

2.Các trạng thái khởi động động không đồng pha

Các yêu cầu khởi động nhƣ phƣơng pháp khởi động động khơng đồng nói chung khơng khác biệt với động chiều kích từ độc lập ta xét

52

Đối với động roto dây quấn để hạn chế dòng khởi động, tăng momen khởi động ngƣời ta đƣa điện trở phụ vào mạch roto trình khởi động sau loại dần điện trở phụ theo cấp

Sơ đồ nguyên lý đặc tính khởi động đƣợc biểu diễn hình 3.37

Để xác định trị số cấp điện trở khởi động ta sử dụng sơ đồ đặc tính đƣợc tuyến tính hóa đoạn khởi động

Q trình tính tốn khởi động nhƣ sau:

- Dựa vào thông số động vẽ đặc tính tự nhiên - Chọn trị số momen M1 ≤ 0,85 Mth

M2 ≥ (1,1 † 1,3)Mđm

- Từ M1 M2 gióng song song với trục tung cắt đặc tính tự nhiên a

b, đƣờng cắt đƣờng song song với trục hoành qua ω1 N Lấy N làm điểm

đồng quy xuất phát đặc tính khởi động Phƣơng pháp vẽ giống nhƣ với động chiều kích từ độc lập

- Xác định điện trở khởi động: Ta biết:

Nên:

Từ đồ thị ta có:

Hình 3.10: Khởi động động khơng đồng roto dây quấn cách đưa điện trở phụ

53

3.Các trạng thái hãm động không đồng pha 3.1 Hãm tái sinh

Động không đồng hãm tái sinh: ω > ω0, có trả lƣợng

lƣới

Hãm tái sinh động không đồng thƣờng xảy trƣờng hợp nhƣ: có nguồn động lực quay rôto động với tốc độ ω > ω0 (nhƣ hình 3.38),

hay giảm tốc độ động cách tăng số đơi cực (nhƣ hình 3.39), động truyền động cho tải có dạng lúc hạ tải với |ω| > |-ω0|

cách đảo pha stato động (nhƣ hình 3.14)

b) a) ĐK R2f ̃ MSX

Hình 3.11: a) Sơ đồ nối dây động ĐK hãm tái sinh (HTS) b) Đặc tính hãm tái sinh ω > ω0

ω0 HTS Mhts A(đ/c) B(m/f) M ω

Mc(ω)

0

a) ~

R2f

ĐK MSX ω

02

ω01

HTS

p1 < p2

C

B (m/f) A (đ/c)

Mhts Mc M

ω

b)

54 3.2 Hãm ngƣợc

Hãm ngƣợc mômen hãm M động không đồng ngƣợc chiều với tốc độ quay ω Hãm ngƣợc có hai trƣờng hợp:

- Hãm ngược cách đưa điện trở phụ đủ lớn vào mạch rôto:

Động làm việc điểm A, ta đóng thêm điện trở hãm lớn vào mạch rôto, lúc mômen động giảm (M < Mc) nên động bị giảm tốc độ

do sức cản tải Động chuyển sang điểm B, C tải động làm việc ổn định điểm D (ωD = ngƣợc chiều với tốc độ

điểm A) đặc tính có thêm điện trở hãm, đoạn CD đoạn hãm ngƣợc với lƣới điện (hình 3.15) động làm việc nhƣ máy phát nối tiếp với lƣới điện (hình 3.15)

G ~

a) ĐK

R2f

MSX

b) HTS

-ω0

ω0

ω

Mc

1

2

M

Hình 3.13: a) Sơ đồ nối dây ĐK hãm tái sinh cách đảo pha stato động ĐK b) Đặc tính HTS đảo pha stato động ĐK

Hình 3.14: a) Sơ đồ nối dây ĐK hãm ngược với R2f>.

55

Động vừa tiêu thụ điện từ lƣới vừa sử dụng lƣợng thừa từ tải để tạo mômen hãm

- Hãm ngược cách đảo chiều từ trường stato:

Động làm việc điểm A, ta đổi chiều từ trƣờng stato (đảo pha stato động cơ, hay đảo thứ tự pha điện áp stato), hình 3.16

Khi đảo chiều dịng đảo chiều lớn nên phải thêm điện trở phụ vào để hạn chế khơng q dịng cho phép Iđch ≤ Icp, nên động chuyển sang điểm B,

C làm việc xác lập D phụ tải phản kháng Đoạn BC đoạn hãm ngƣợc

3.3 Hãm động

Trạng thái hãm động xảy động quay ta cắt stator động khỏi nguồn điện xoay chiều, đóng vào nguồn chiều

Có hai trƣờng hợp hãm động động khơng đồng bộ: Hãm động kích từ độc lập tự kích

Hãm động kích từ độc lập thực theo sơ đồ nguyên lý hình 3.17a với nguồn chiều đƣợc lấy từ bên ngồi khơng liên quan đến lƣợng động tạo

~

R2f

ĐK

MSX

a) b)

1

Mc

-ω0

ω0đ

Mh.bđ

ω \\\

D C

B A

M ω0

56

Đối với hãm động tự kích, nguồn chiều đƣợc tạo từ lƣợng mà động tích lũy đƣợc, sơ đồ nguyên lý đƣợc thể hình 3.43b

Phƣơng trình đặc tính động khơng đồng hãm động kích từ độc lập:

Tốc độ tƣơng đối:

Tốc độ tƣơng đối tới hạn:

Momen tới hạn:

Ta thấy thay đổi Rf R ‟

2 thay đổi nên Mth = const Còn thay

đổi dòng điện I1 tức thay đổi dịng điện chiều momen tới hạn Mth thay

đổi ω*

th = const Các dạng đặc tính hãm động đƣợc biểu diễn

hình 3.44 Đƣờng có điện trở R‟2 nhƣng có Mth2 > Mth1 Cịn đƣờng

2 có dòng chiều nhƣng điện trở R‟2 lại khác

~

CL

Rđch

H H

MSX ĐK

K

b) _

+ Rđch

R2f

ĐK

MSX H

~ K

a)

Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý hãm động động không đồng

57

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 3.1: Có thể biểu thị phƣơng trình đặc tính động không đồng biểu thức nào? Viết phƣơng trình đó, giải thích đại lƣợng cách xác định đại lƣợng viết phƣơng trình dựng đặc tính

Câu 3.2: Có thơng số ảnh hƣởng đến dạng đặc tính động khơng đồng bộ? Cách nối dây động để tạo đặc tính nhân tạo thay đổi thông số này? Dạng họ đặc tính nhân tạo ứng dụng thực tế chúng?

Câu 3.3: Động khơng đồng có trạng thái hãm? Cách nối dây động để thực trạng thái hãm điều kiện để xảy hãm? Ứng dụng thực tế trạng thái hãm

Câu3.4: Giải thích ý nghĩa đặc tính đặc tính góc động đồng Sự phụ thuộc momen cực đại động với điện áp lƣới? Momen cực đại đặc tính góc có ý nghĩa nhƣ với đặc tính động này?

0 ω*th2

ω*th1

ω0

ω*

ω

(1) (2) (3)

Mth2 Mth1

A

M Mc(ω)

58 BÀI

ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TRUYỀN ĐỘNG VỚI ĐỘNG CƠ DC KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả : - Trình bày đƣợc phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động DC kích từ

độc lập

- So sánh đƣợc ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ - Lựa chọn đƣợc phƣơng án điều chỉnh tốc độ phù hợp với hệ truyền động

điện thực tế Nội dung:

1.Khái niệm hệ điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện

1.1 Khái niệm

Ngày nay, đại đa số máy sản xuất từ nhỏ đến lớn, từ đơn lẻ đến dây chuyền sản xuất sử dụng truyền động điện Để đảm bảo yêu cầu công nghệ phức tạp khác nhau, nâng cao mức độ tự động nhƣ suất, hệ truyền động điện thƣờng phải điều chỉnh tốc độ, tức cần phải điều chỉnh đƣợc tốc độ máy theo yêu cầu công nghệ Điều chỉnh tốc độ truyền động điện dùng phƣơng pháp túy điện, tác động lên thân hệ thống truyền động điện (nguồn động điện) để thay đổi tốc độ quay trục động điện

Tốc độ làm việc truyền động điện công nghệ yêu cầu đƣợc gọi tốc độ đặt, hay tốc độ mong muốn Trong trình làm việc, tốc độ động thƣờng bị thay đổi biến thiên tải, nguồn gây sai lệch tốc độ thực so với tốc độ đặt

1.2 Các tiêu đánh giá chất lƣợng hệ truyền động

59

tiêu đƣợc tính đến thiết kế chỉnh định hệ truyền động điện Bao gồm tiêu nhƣ sau:

1.2.1 Sai số tốc độ

Sai số tĩnh tốc độ đại lƣợng đặc trƣng cho độ xác trì tốc độ đặt thƣờng đƣợc tính theo phần trăm:

(4 - 1)

Trong đó: ωđ tốc độ đặt

ω tốc độ làm việc thực 1.2.2 Độ trơn điều chỉnh tốc độ

Độ trơn điều chỉnh tốc độ điều chỉnh đƣợc biểu thị tỷ số giá trị tốc độ cấp dải điều chỉnh:

(4 - 2)

Trong đó: ωi - Tốc độ ổn định cấp i

ωi+1 - Tốc độ ổn định cấp i+1

Trong dải điều chỉnh tốc độ, số cấp tốc độ lớn chênh lệch tốc độ cấp độ trơn tốt

Khi số cấp tốc độ lớn (k→∞) độ trơn điều chỉnh γ →1 Trƣờng hợp hệ điều chỉnh gọi hệ điều chỉnh vơ cấp có giá trị tốc độ toàn dải điều chỉnh

1.2.3 Dải điều chỉnh tốc độ

Dải điều chỉnh tốc độ (hay phạm vi điều chỉnh tốc độ) tỉ số giá trị tốc độ làm việc lớn nhỏ hệ truyền động điện ứng với momen tải cho:

(4 - 3)

Dải điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện lớn tốt

Mỗi máy sản xuất yêu cầu dải điều chỉnh định phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ đạt đƣợc dải điều chỉnh

60

Với động điện chiều xoay chiều chế độ làm việc tối ƣu thƣờng chế độ định mức động Để sử dụng tốt động điều chỉnh tốc độ cần lƣu ý đến tiêu nhƣ: dịng điện động khơng vƣợt dòng điện định mức, đảm bảo khả tải momen (trong khoảng thời gian ngắn), đảm bảo yêu cầu ổn định tĩnh có nhiễu… toàn dải điều chỉnh

Khi chọn hệ điều chỉnh tốc độ với phƣơng pháp điều chỉnh cho máy sản xuất cần lƣu ý cho đặc tính điều chỉnh bám sát yêu cầu đặc tính tải máy sản xuất Nhƣ hệ làm việc đảm bảo đƣợc yêu cầu chất lƣợng, độ ổn định

1.2.5 Chỉ tiêu kinh tế

Chỉ tiêu kinh tế có ý nghĩa quan trọng, nhiều tiêu định cho việc chọn phƣơng pháp điều chỉnh Chỉ tiêu kinh tế thể vốn đầu tƣ, chi phí vận hành hệ thống hiệu áp dụng phƣơng pháp đem lại Trong chi phí vận hành tổn thất lƣợng biến đổi điều chỉnh đóng vai trị quan trọng, ngồi hệ số cơng suất cosθ hệ thống góp phần ảnh hƣởng khơng nhỏ đến chi phí vận hành

1.2.6 Các tiêu khác

Ngoài tiêu chung nêu trên, trƣờng hợp cụ thể dùng tiêu khác để đánh giá hệ truyền động điện Ví dụ: độ trơn điều chỉnh, khả tự động hóa hệ thống…Việc đánh giá chung hệ truyền động điện toán tối ƣu đa mục tiêu, tùy trƣờng hợp cụ thể ta chọn tiêu ƣu tiên để định chọn lựa phƣơng án điều chỉnh

2.Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập

2.1. Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập điện trở phụ trong mạch phần ứng

61

trƣớc yêu cầu tốc độ làm việc ωlv ứng với momen phụ tải Mc đó, ta

xác định đƣợc giá trị điện trở phụ Rfƣ cần nối vào mạch

Đặc tính momen tải cho phép Mtcp = f(ω) điều chỉnh tốc độ điện

trở phụ mạch phần ứng đƣợc xác định từ biểu thức momen động cơ: M = KΦIƣ Nếu thay Iƣ=Iđm ta đƣợc M = Mtcp (theo định nghĩa momen tải cho

phép):

Mtcp = KΦđmIđm = Mđm=const

Nhƣ phƣơng pháp có momen tải cho phép động không đổi, không phụ thuộc tốc độ điều chỉnh (hình 4.1) Đặc tính phù hợp với loại tải cần trục Mc = const

Đặc điểm phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch phần ứng:

- Điện trở mạch phần ứng tăng, độ dốc đặc tính lớn, đặc tính mềm độ ổn định tốc độ kém, sai số tốc độ lớn

- Phƣơng pháp cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ phía giảm (do tăng thêm điện trở)

- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng tổn hao công suất dƣới dạng nhiệt điện trở lớn

- Dải điều chỉnh phụ thuộc vào trị số momen tải Tải nhỏ (M1) dải điều chỉnh nhỏ Nói chung, phƣơng pháp cho dải điều chỉnh: D ≈ 5:1

Mt.cp

βtn

βmin

ω

ωmin

ωmax

0 M

62

2.2 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập từ thơng kích thích

Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dịng điện kích từ động qua điện trở mắc nối tiếp mạch kích từ Rõ ràng phƣơng pháp cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ, nghĩa giảm dịng điện kích từ (Ikt ≤ Iktđm) thay đổi phía giảm từ thơng Khi

giảm từ thơng, đặc tính dốc có tốc độ khơng tải lớn Họ đặc tính giảm từ thơng nhƣ hình 4.2

Phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ thay đổi từ thơng có đặc điểm sau: - Từ thơng giảm tốc độ khơng tải lý tƣởng đặc tính tăng, tốc độ động lớn

- Độ cứng đặc tính giảm giảm từ thơng

- Có thể điều chỉnh trơn dải điều chỉnh: D ~ 3:1 - Chỉ điều chỉnh thay đổi tốc độ phía tăng

- Do độ dốc đặc tính tăng lên giảm từ thơng nên đặc tính cắt đó, với tải khơng lớn (M1) tốc độ tăng từ thơng giảm Còn

Iƣ _ + _ Rkt CKT Ikt E ω02 ω0đm ω01 ω I Inm

Hình 4.2: Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập phương

pháp thay đổi từ thông

63

vùng tải lớn (M2) tốc độ tăng giảm tùy theo tải Thực tế, phƣơng

pháp sử dụng vùng tải không lớn so với định mức

- Phƣơng pháp kinh tế việc điều chỉnh tốc độ thực mạch kích từ với dịng kích từ (1 † 10)% dòng định mức phần ứng Tổn hao điều chỉnh thấp

2.3 Điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập cách thay đổi điện áp phần ứng

Sơ đồ nguyên lý đƣợc biểu diễn nhƣ hình 4.3 Từ thông động đƣợc giữ không đổi Điện áp phần ứng đƣợc cấp từ biến đổi

Khi thay đổi điện áp cấp cho cuộn dây phần ứng, ta có họ đặc tính ứng với tốc độ không tải khác nhau, song song có độ cứng Điện áp U thay đổi phía giảm (U<Uđm) nên phƣơng pháp

này cho phép điều chỉnh giảm tốc độ

Giả sử động làm việc điểm A đặc tính ứng với điện áp U1 phần ứng Khi giảm điện áp từ U1 xuống U2, động thay đổi điểm

~ _ + _ + BBĐ ~ U2 ω ω0 TN U1 Uđm M Mđm

64

làm việc từ điểm A có tốc độ lớn ωA đƣờng xuống điểm D có tốc độ nhỏ

hơn (ωD<ωA) đƣờng (ứng với điện áp U2)

Trong giảm tốc độ theo cách giảm điện áp phần ứng, giảm mạnh điện áp, nghĩa chuyển nhanh từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp với q trình giảm tốc xảy q trình hãm tái sinh Chẳng hạn, hình 4.4, động làm việc điểm A với tốc độ lớn ωA đặc tính ứng

với điện áp U1 Ta giảm mạnh điện áp phần ứng từ U1 xuống U3 Lúc động

cơ chuyển điểm làm việc từ điểm A đƣờng sang điểm E đƣờng (chuyển ngang với ωA=ωE) Vì ωE lớn tốc độ khơng tải lý tƣởng ω03 đặc

tính nên động làm việc trạng thái hãm tái sinh đoạn EC đặc tính

Q trình hãm giúp động giảm tốc nhanh Khi tốc độ xuống thấp ω03 động lại làm việc trạng thái động Lúc momen MĐ =

nên động tiếp tục giảm tốc điểm làm việc F, F momen động sinh cân với momen cản MC Động chạy ổn định F với

tốc độ ωF<ωA

Khi tăng tốc, diễn biến q trình đƣợc giải thích tƣơng tự Giả sử động làm việc điểm I có tốc độ ωI nhỏ đặc tính 5, ứng với

điện áp U5 phần ứng Tăng điện áp từ U5 lên U4, động chuyển điểm làm

việc từ I đặc tính sang điểm G đặc tính Do momen MG lớn

momen cản MC nên động tăng tốc theo đƣờng (đoạn GH) Đồng thời với

quá trình tăng tốc, momen động bị giảm trình tăng tốc chậm dần Tới điểm H momen động cân với momen tải MH = MC động làm

việc ổn định điểm H với tốc độ ωH > ωI

Điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập biện pháp thay đổi điện áp phần ứng có đặc điểm sau:

- Điện áp phần ứng giảm, tốc độ động nhỏ - Điều chỉnh trơn toàn dải điều chỉnh

65

- Độ sụt tốc tuyệt đối toàn dải điều chỉnh ứng với momen nhƣ Độ sụt tốc tƣơng đối lớn đặc tính thấp dải điều chỉnh Do vậy, sai số tốc độ tƣơng đối (sai số tĩnh) đặc tính thấp khơng vƣợt sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh

- Dải điều chỉnh phƣơng pháp có thể: D ~ 10:1

- Chỉ điều chỉnh tốc độ phía giảm (vì thay đổi với Uƣ≤Uđm)

- Phƣơng pháp điều chỉnh cần nguồn để thay đổi trơn điện áp

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 4.1: Có tiêu chất lƣợng dùng để đánh giá phƣơng pháp điều khiển động cơ? Nêu định nghĩa trình bày ý nghĩa tiêu

Câu 4.2: Trình bày phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động chiều cách thay đổi điện áp phần ứng

Câu 4.3: Nêu ứng dụng phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động chiều kích từ độc lập cách thay đổi điện trở phụ phần ứng

66

BÀI

ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TRUYỀN VỚI ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng: - Trình bày đƣợc phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ động KĐB pha - So sánh đƣợc ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ - Lựa chọn đƣợc phƣơng án điều chỉnh tốc độ phù hợp với hệ truyền động

điện thực tế

Nội dung:

1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ mạch roto

Phƣơng pháp đƣợc sử dụng với động rotor dây quấn đƣợc ứng dụng rộng rãi tính đơn giản phƣơng pháp Sơ đồ nguyên lý đặc tính thay đổi điện trở phần ứng nhƣ hình 5-1

Nhận xét:

- Phƣơng pháp cho phép điều chỉnh tốc độ phía giảm - Tốc độ giảm, đặc

tính mềm, tốc độ động ổn định trƣớc lên xuống momen tải

- Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số momen tải Momen tải nhỏ, dải điều chỉnh hẹp

Hình 5-1: Phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ điện trở phụ

- Khi điều chỉnh sâu (tốc độ nhỏ) độ trƣợt động tăng tổn hao lƣợng điều chỉnh lớn

67 2.Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách thay đổi thông số điện áp đặt vào stator

Thực phƣơng pháp với điều kiện giữ không đổi tần số Điện áp cấp cho động lấy từ biến đổi điện áp xoay chiều (BĐĐA) Bộ biến đổi điện áp máy biến áp tự ngẫu biến đổi điện áp bán dẫn Hình 5-2 trình bày sơ đồ nối dây đặc tính thay đổi điện áp phần cảm

Nhận xét:

- Thay đổi điện áp thực đƣợc phía giảm dƣới giá trị định mức nên kéo theo momen tới hạn giảm nhanh theo bình phƣơng điện áp

- Đặc tính tự nhiên động khơng đồng thƣờng có độ trƣợt tới hạn nhỏ nên phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ cách giảm điện áp thƣờng đƣợc thực với việc tăng điện trở phụ mạch rotor để tăng độ trƣợt tới hạn tăng đƣợc dải điều chỉnh lớn

- Khi điện áp đặt vào động giảm, momen tới hạn đặc tính giảm, tốc độ khơng tải lý tƣởng (hay tốc độ đồng bộ) giữ nguyên nên giảm tốc độ độ cứng đặc tính giảm, độ ổn định tốc độ

3.Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số nguồn xoay chiều

Thay đổi tần số nguồn cấp cho động thay đổi tốc độ khơng tải lý tƣởng nên thay đổi đƣợc đặc tính Tần số cao, tốc độ động lớn

68

Khi điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động thông số liên quan đến tần số nhƣ cảm kháng thay đổi, đó, dịng điện, từ thơng, động bị thay đổi theo cuối đại lƣợng nhƣ độ trƣợt tới hạn, momen tới hạn bị thay đổi Chính vậy, điều chỉnh tốc độ động không đồng phƣơng pháp thay đổi tần số thƣờng kéo theo điều chỉnh điện áp, dịng điện từ thơng mạch stator

Khi giảm tần số xuống dƣới tần số định mức, cảm kháng động giảm dòng điện động tăng lên Tần số giảm, dòng điện lớn, momen tới hạn lớn Để tránh cho động bị dòng, phải đồng thời tiến hành giảm điện áp cho Đó luật điều chỉnh tần số - điện áp

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 5.1: Phƣơng pháp điều khiển tốc độ động không đồng cách thay đổi số điện trở phụ mạch roto?

Câu 5.2: Nêu đặc điểm phƣơng pháp điều khiển tốc độ động không đồng cách điều khiển điện áp lƣới

Câu 5.3: Ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp điều khiển tần số động không đồng bộ?

69 BÀI

ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả - Trình bày đƣợc yêu cầu ổn định tốc độ làm việc hệ truyền

động điện

- Phân tích đƣợc biện pháp chủ yếu dùng để ổn định tốc độ làm việc hệ truyền động điện

- Chọn đƣợc phƣơng án ổn định tốc độ cho hệ truyền động điện thực

Nội dung:

1 Khái niệm ổn định tốc độ; độ xác trì tốc độ

Trong trình làm việc hệ thống truyền động điện nhiều hệ thống đòi hỏi phải ổn định tốc độ để nâng cao chất lƣợng sản phẩm suất thiết bị Mặt khác ổn định tốc độ truyền động điện cịn có khả mở rộng dải điều chỉnh tốc độ tăng khả tải cho động điện

Để đánh giá khả trì điểm làm việc có tác động ngẫu nhiên vào hệ ngƣời ta đƣa thơng số độ xác trì tốc độ hay độ ổn định tốc độ Nó đƣợc đánh giá nhƣ sau:

Trong đó: độ sụt tốc độ tƣơng đối %, nhỏ độ ổn định tốc độ cao

n0 tốc độ không tải lý tƣởng

nđm tốc độ định mức

2 Hệ truyền động vịng kín; hồi tiếp âm điện áp, hồi tiếp âm tốc độ

2.1 Hệ truyền động vịng kín

70

theo mức độ thay đổi thông số đƣợc điều chỉnh đầu (đại lƣợng X) Muốn vậy, ta phải thiết lập hệ điều chỉnh vòng kín, lấy tín hiệu phản hồi từ đầu trực tiếp tỉ lệ với đại lƣợng X gián tiếp qua đại lƣợng liên quan đến X, cho tác động lên thông số đầu vào, làm cho thông số thay đổi tự động theo chiều hƣớng đƣa đại lƣợng X đạt đến giá trị đặt trƣớc

Cấu trúc chung hệ thống điều chỉnh tốc độ vịng kín:

Trong đó:

Uđ: Tín hiệu đặt, tỷ lệ với giá trị đặt thông số đƣợc điều chỉnh: tốc độ ωđ

Uph: Tín hiệu phản hồi, tỷ lệ với giá trị thực thông số đƣợc điều chỉnh ω

∆U = Uđk: Tín hiệu sai lệch, phản ánh mức độ sai lệch giá trị thực

thông số ω với giá trị mong muốn đặt trƣớc ωđ

Uđk tín hiệu dùng để điều khiển phần tử điều chỉnh Đch cho

thông số tự động thay đổi, tác động vào động Đ để đủ làm cho giá trị ω tiến đến ωđ

Biện pháp chủ yếu để ổn định tốc độ tăng độ cứng đặc tính điều khiển theo mạch kín

Các đặc tính hệ hở có tồn dải điều chỉnh

Sai số tĩnh:

Đch Đ

PH

ω Uđ

Uph

Hình 6.1: Cấu trúc chung hệ thống điều chỉnh tốc độ vịng kín

Hình 6.2: Đặc tính xác định Eb tải thay đổi.

E

b E

b(M)

Eb

71

Để sai số tĩnh S < Scp cần tìm biện pháp tăng tốc độ đến ω = ωmin Ta có

điểm làm việc (ωmin; Mđm), đƣờng đặc tính có độ cứng mong muốn βm và:

Giao điểm đặc tính mong muốn đặc tính hệ hở cho biết giá trị cần biết Eb Mc thay đổi

2.2 Phản hồi âm điện áp

Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhƣ hình 6.3

Trong đó:

Đ động chiều kích từ độc lập

BĐ biến đổi, tùy theo hệ thống mà BĐ biến đổi máy điện, chỉnh lƣu điều khiển dùng tiristor,…

Trong sơ đồ để lấy tín hiệu phản hồi âm điện áp ta sử dụng phân áp chiết áp R

Nếu bỏ qua dòng điện điện trở r1, r2 đặt Ka = r2/r1 +r2 ta có quan

hệ sau đây:

Kb hệ số khuếch đại biến đổi

βm = βtn

βm

ω0

ω

0 I, M

72

Nếu mạch có Kb.Ka >> phƣơng trình có dạng sau:

Khi thay đổi hệ số phản hồi điện áp (bằng trƣợt chiết áp R) tốc độ khơng tải lý tƣởng lẫn độ cứng đặc tính thay đổi theo Trƣờng hợp hệ thống có hệ số khuếch đại lớn độ cứng đặc tính đạt giá trị tối đa độ cứng đặc tính tự nhiên

2.3 Phản hồi âm tốc độ

Để ổn định tốc độ hệ truyền động điện ngƣời ta dùng mạch phản hồi âm tốc độ Sơ đồ thuộc nguyên lý điều chỉnh theo sai lệch Đại lƣợng đƣợc điều chỉnh ω đƣợc đo lƣờng nhờ cảm biến máy phát tốc FT lắp trục động cơ, điện áp tỷ lệ với tốc độ động đƣợc dùng làm tín hiệu phản hồi tốc độ:

Upω = UFT = Kpω.ω

Trong đó, Kpω = KFT – hệ số phản hồi tốc độ (ở hệ số khuếch

đại máy phát tốc)

Điện áp điều khiển đƣa vào mạch khống chế biến đổi là: Uđk = Uđ - Upω = Uđ - Kpω.ω

Nhờ đó, ngun nhân mà tốc độ ω động tăng lên chẳng hạn, theo biểu thức ta thấy Uđk giảm xuống, làm cho sức điện động

của biến đổi Eb (Eb = Kb Uđk) giảm theo, kết tốc độ ω giảm trở

giá trị cũ (giá trị đặt)

3 Hạn chế dòng điện truyền động điện tự động

73

khi khởi động hãm Để giải mâu thuẫn yêu cầu ổn định tốc độ làm việc yêu cầu hạn chế dòng điện, thƣờng dùng phƣơng pháp phân vùng tác dụng Trong vùng biến thiên cho phép momen dòng điện phần ứng, đặc tính cần có độ cứng cao để đảm bảo sai số tốc độ nhỏ Khi dòng điện momen vƣợt phạm vi phải giảm mạnh độ cứng đặc tính để hạn chế dịng điện Mặt khác, q trình khởi động, hãm, điều chỉnh tốc độ động thƣờng có yêu cầu giữ gia tốc không đổi để hệ đạt đƣợc tối ƣu thời gian trình độ Để đạt đƣợc điều hệ truyền động có momen tải khơng đổi đặc tính phải có đoạn độ cứng khơng

Sau ta nghiên cứu hạn chế dòng điện mạch ngắt dòng:

Biện pháp phân vùng mạch ngắt dòng thƣờng dùng cho truyền động điện hay bị tải ngẫu nhiên thời gian ngắn Khi bị tải hệ làm việc tiếp nhƣng tốc độ phải giảm để tránh va đập cấu truyền lực, tốc độ giảm hay nhiều tùy thuộc vào mức độ tải lớn hay nhỏ Để phát điểm chuyển vùng để giảm độ cứng đặc tính đến ức cần thiết, thƣờng dùng mạch phản hồi âm dòng điện có ngắt, sơ đồ nhƣ hình vẽ:

Khi dòng điện Iƣ > Ing, V0 thông điện áp phản hồi là:

Điện áp điều khiển đƣa vào biến đổi là:

74

Và sức điện động biến đổi phụ thuộc vào dòng Iƣ:

Khi dòng điện tăng (Iƣ > Ing), Eb giảm tốc độ động giảm mạnh

sao cho ω = (ngằn mạch) Inm = Icp Ta đƣợc đoạn đƣờng đặc tính

cơ hình 6.5

Khi dịng điện khơng lớn (Iƣ ≤ Ing), điện áp rơi điện trở Rđo nhỏ

ngƣỡng thông diot ổn áp ( ), van khóa, khâu phản hồi âm dịng bị ngắt ( ) Nhƣ vùng dòng điện < Iƣ < Ing, hệ

làm việc đặc tính tự nhiên, ta đƣợc đoạn hình 6.4

Đặc tính hai đoạn gấp khúc nhƣ đƣợc gọi „đặc tính máy xúc‟ hay gặp thực tế Ngƣời ta thƣờng chọn Ing ≈ (1,5 † 1,7)Iđm ; Imm = Icp =

(2 ÷ 2,5)Iđm

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 6.1: Hãy trình bày nguyên lý làm việc hệ “Bộ biến đổi - Động chiều” có điều chỉnh tốc độ tự động vịng kín dùng phản hồi âm điện áp phần ứng”

75 BÀI

ĐẶC TÍNH ĐỘNG CỦA CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả : - Trình bày đƣợc trình độ học, độ điện-cơ hệ

truyền động điện vòng hở

- Giải thích đƣợc quan hệ thời gian đại lƣợng điện-cơ hệ truyền động điện

Nội dung:

1 Đặc tính động truyền động điện

Các trƣớc trọng phân tích trạng thái làm việc xác lập hệ truyền động điện Đó trạng thái làm việc hệ momen động cân với momen cản: M = Mc Khi cac thơng số tốc độ, momen, dịng điện,

động có giá trị khơng đổi Các đặc tính điện xét tƣơng ứng với trạng thái

Tuy nhiên, hệ truyền động điện có khả rơi vào trạng thái cân học, M ≠ Mc Thậm chí có máy sản xuất mà hệ truyền

động điện chúng chủ yếu làm việc trạng thái cân nhƣ truyền động máy bào giƣờng, máy xúc… Hoặc có loại máy làm việc trạng thái cân học nhƣ truyền động búa máy, máy nén pittong… Ngƣời ta gọi trạng thái trạng thái độ

Đặc tính trạng thái gọi đặc tính động truyền động điện

Hình 7.1: Đặc tính động

0 ωxl

Tqđ

± 5% ζmax

ω

76

* Độ điều chỉnh ζmax (ζmax ≤ 40% nhỏ hơn)

* Thời gian độ Tqđ (Tqđ nhỏ tốt)

* Số lần dao động n (n = 2†3 tốt)

2 Quá độ học, độ điện – hệ truyền động điện

2.1 Quá độ học:

2.1.1 Khái niệm: Quá độ học trình độ xảy xét đến qn tính học hệ, cịn qn tính điện từ đƣợc bỏ qua Độ lớn quán tính học đƣợc đặc trƣng đại lƣợng „hằng số thời gian học‟:

Tc = J/β (s)

Trong đó, J – momen qn tính hệ (kgm2); β – độ cứng đặc tính động hệ (N.m.s)

Quá trình độ học thƣờng đƣợc ứng dụng để khảo sát cho trƣờng hợp sau:

+ Khởi động, hãm, đảo chiều quay động không đồng lồng sóc cách đóng trực tiếp vào lƣới điện qua điện trở phụ stator Trong trƣờng hợp đó, điện cảm mạch stator động nhỏ nên quán tính điện từ động bỏ qua

+ Các trình độ động chiều động không đồng roto dây quấn điều khiển điện trở phụ mạch nhƣ q trình khởi động, hãm, đảo chiều, điều chỉnh tốc độ…Khi đó, mạch (mạch phần ứng động chiều, mạch roto động khơng đồng bộ) có điện cảm nhỏ, mặt khác việc dùng thêm điện trở phụ lại làm tăng điện trở tổng mạch điện, kết qn tính điện từ trở nên nhỏ, bỏ qua

Chú ý trình độ học đơn giản nhƣng đặc trƣng cho truyền động điện Còn số thời gian học Tc đƣợc coi số có giá trị

lớn luôn đƣợc xét đến loại q trình q độ 2.1.2 Đặc tính độ

77

(7 - 1)

Trong đó:

M – momen động cơ, M = f(ω) Mc – momen cản, Mc = f(ω)

Giả sử đặc tính động đƣờng thẳng, ta có: M = Mnm – βω (7 - 2)

Ta xét trƣờng hợp momen cản không đổi: Mc = const

Thay (6 - 2) vào (6 - 1) ta có:

(7 - 3)

Với Mnm momen ngắn mạch động

– Độ cứng đặc tính

Biến đổi (6 - 3) ta đƣợc phƣơng trình vi phân viết cho tốc độ:

(7 - 4)

Hoặc: (7 - 5)

Trong đặt: Hằng số thời gian học

(7 - 6)

Tốc độ xác lập, độ làm việc kết thúc trình độ hệ đạt trạng thái cân với M = Mc là:

(7 - 7)

Nếu biểu thị phƣơng trình đặc tính theo quan hệ ngƣợc với (6 - 2), dạng ω = f(M) lấy đạo hàm dω/đặc tính, thay vào phƣơng trình (6 -1) sau biến đổi phƣơng trình ta đƣợc phƣơng trình vi phân viết cho momen động với dạng hoàn toàn giống với (6 - 5):

78

Giải phƣơng trình (6 - 5) (6 - 8) với điều kiện ban đầu t = → ω = ωbđ M = Mbđ, ta đƣợc nghiệm chúng phƣơng trình đặc tính q

độ:

(7 - 9)

(7 - 10)

Trong ta lấy Mxl = Mc (vì coi Mc const)

Các phƣơng trình cho thấy trình độ học, momen tốc độ động biến thiên theo thời gian với quy luật hàm mũ từ giá trị ban đầu (Mbđ, ωbđ) giá trị xác lập (Mxl, ωxl)

2.2 Quá độ điện – cơ: 2.2.1 Khái niệm:

Quá độ điện – trình độ phải xét đến quán tính học quán tính điện từ mạch điện Độ lớn quán tính điện từ đƣợc đặc trƣng „hằng số thời gian điện từ‟ Tđt đƣợc xác định theo tính chất mạch

điện:

Đối với mạch điện cảm: (s)

Trong đó: L điện cảm mạch (H) R điện trở mạch (Ω) Đối với mạch điện dung: Tđt = RC (s)

5%ωxl

Mxl = Mc2

ω =f(t)

tqđ

0 t

M=f(t)

5% Mxl

ωxl

79

Trong C điện dung mạch (F)

Nhƣ trƣờng hợp hệ có hai loại qn tính, tƣơng ứng với hai „kho lƣợng‟ Trong trình độ, lƣợng đƣợc tích phóng qua lại hai „kho‟ thƣờng tạo trình dao động đại lƣợng dòng điện, momen tốc độ

Quá trình độ điện – đƣợc ứng dụng cho trƣờng hợp q trình xảy hệ mạch có điện cảm lớn, ví dụ điều khiển động chiều cách thay đổi từ thông, điều khiển động xoay chiều điện kháng phụ, hệ chỉnh lƣu – động với chỉnh lƣu có sử dụng biến áp cuộn kháng lọc…

Riêng quán tính nhiệt đƣợc bỏ qua xét q trình độ hệ truyền động Lý bỏ qua qn tính q lớn so với qn tính điện từ quán tính học

2.2.2 Đặc tính cơ:

Xét q trình q độ hệ truyền động điện chiều có điều khiển điện áp phần ứng Ta có hai phƣơng trình sau:

Đối với mạch điện: (7 - 11)

Đối với phần cơ: (7 - 12)

Hoặc: (6 - 13)

Trong đó, iƣ = M/KΦ, Ic = Mc/KΦ

Để đơn giản ta giả thiết xét q trình q độ khơng tải tức coi Ic =

Mc = 0, thay (6 - 13) vào (6 - 11) ta đƣợc phƣơng trình vi phân bậc hai mơ tả cho

quá trình độ điện – (viết cho tốc độ):

(7 - 14)

Và phƣơng trình tƣơng tự viết cho dịng điện:

80

Trong số thời gian điện từ: ; tốc độ xác lập dòng

điện xác lập Ixl ≈ Ic = viết cho trƣờng hợp khởi động không tải

3 Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy

Khởi động hệ truyền động điện khởi động động truyền động cho hệ truyền động Trong q trình khởi động xảy tƣợng độ học Khi khởi động (mở máy) động cơ, dòng điện mở máy tăng cao, thƣờng từ † lần dòng điện định mức động Với động cơng suất lớn, dịng điện mở máy làm giảm điện áp lƣới điện, ảnh hƣởng đến làm việc bình thƣờng thiết bị khác hệ thống truyền động điện

Thời gian mở máy khoảng thời gian từ bắt đầu khởi động hệ đến hệ làm việc ổn định Thời gian mở máy nhỏ hệ nhanh chóng vào làm việc, động nhƣ thiết bị khác không bị phát nóng q mức (do dịng điện tăng cao thời gian mở máy)

4 Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy xác

4.1 Hãm hệ truyền động, thời gian hãm

Động chạy số vòng quay định mức, ta cắt mạch động khỏi lƣới điện, động ngừng lúc đứng yên Động tích lũy khối chuyển động tiêu hao ma sát Nhƣng tổn hao

81

ma sát nhỏ, q trình mà số vịng quay giảm dần dến số không kéo dài Rút ngắn thời gian cách hãm hãm điện

Truyền động điện có trạng thái hãm:

- Hãm cƣỡng khí: sử dụng phanh

- Hãm điện: hãm tái sinh, hãm ngƣợc, hãm động - Hãm dừng tự

4.2 Dừng máy xác

4.2.1 Ý nghĩa việc dừng xác:

Ở số máy có u cầu cao độ xác dừng máy, ví dụ máy khoan, doa, phay chuyên dùng…các phận làm việc nhƣ bàn dao, bàn máy phải dừng vị trí yêu cầu (với lƣợng sai số cho phép) để đảm bảo chất lƣợng gia công suất Ở thang máy, máy nâng yêu cầu buồng máy phải dừng sàn tầng mặt lấy tải, tháo tải Độ xác dừng máy máy ảnh hƣởng tới suất chất lƣợng công việc mà cịn ảnh hƣởng tới an tồn ngƣời máy

4.2.2 Các biện pháp nâng cao độ xác dừng máy

Độ xác dừng máy tăng ta sử dụng số biện pháp sau đây:  Giảm thời gian tác động: Để giảm thời gian tác động mạch khống chế

ngƣời ta sử dụng khí cụ tác động nhanh thiết kế sơ đồ khống chế tối giản có số lƣợng khí cụ tác động nối tiếp tối thiểu

 Tăng lực hãm: Dùng phƣơng pháp hãm cƣỡng bức: hãm khí, hãm điện

 Giảm momen quán tính khối lƣợng  Giảm vận tốc ban đầu

 Giảm điện áp phần ứng động chiều  Giảm từ thông động chiều

 Sử dụng điện trở phụ

82

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 7.1: Phƣơng trình để tính tốn q trình q độ học phƣơng trình nào? Viết phƣơng trình giải thích đại lƣợng phƣơng trình Các đại lƣợng đƣợc coi cho trƣớc chúng đƣợc lấy từ đâu? Có thể đơn giản hóa phƣơng trình nhƣ nào?

Câu 7.2: Dạng chung đặc tính độ học nhƣ ω = f(t), M = f(t) nhƣ nào? Viết phƣơng trình vẽ đƣờng cong đặc tính đó, phân tích ý nghĩa số thời gian học hệ

83

BÀI

CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng: - Chọn cơng suất động cho truyền động có điều chỉnh

không điều chỉnh tốc độ

- Kiểm nghiệm công suất động sau chọn cho phù hợp với máy sản xuất

Nội dung:

1 Phƣơng pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt

1.1 Mục đích việc tính tốn cơng suất động

Nguồn động lực hệ thống truyền động điện động điện Các yêu cầu kỹ thuật, độ tin cậy trình làm việc tính kinh tế hệ thống truyền động điện phụ thuộc vào lựa chọn động điện phƣơng pháp điều khiển động

Chọn động điện cho hệ thống truyền động điện bao gồm nhiều tiêu chuẩn phải đáp ứng:

 Động phải có đủ cơng suất kéo

 Tốc độ phù hợp đáp ứng đƣợc phạm vi điều chỉnh tốc độ với phƣơng pháp điều chỉnh thích hợp

 Thỏa mãn yêu cầu mở máy hãm điện

 Phù hợp với nguồn điện sử dụng (loại dòng điện, cấp điện áp )

 Thích hợp với điều kiện làm việc (điều kiện thơng thống, nhiệt độ, độ ẩm, khí độc hại, bụi bặm, trời hay nhà )

84

công suất động nhỏ cơng suất tải u cầu động không kéo tải hay kéo tải cách nặng nề, dẫn tới cuộn dây bị phát nóng mức, làm giảm tuổi thọ động làm động bị cháy hỏng nhanh chóng Việc tính công suất động cho hệ truyền động điện phải dựa vào phát nóng phần tử động cơ, đặc biệt cuộn dây Muốn vậy, tính cơng suất động phải dựa vào đặc tính phụ tải quy luật phân bố phụ tải theo thời gian Động đƣợc chọn công suất làm việc bình thƣờng nhƣ tải mức cho phép, nhiệt độ động không đƣợc tăng trị số giới hạn cho phép ηcp

1.2 Sự phát nóng nguội lạnh động điện

Khi máy điện làm việc, phát sinh tổn thất ∆P tổn thất lƣợng Tổn thất đốt nóng máy điện

Đối với vật thể đồng nhất, ta có quan hệ: ∆Pdt = Cdη + Aηdt (8- 1) Trong đó:

η nhiệt sai máy điện môi trƣờng (0C)

C nhiệt dung máy điện, nhiệt lƣợng cần thiết để nâng nhiệt độ máy điện lên 10C (J/độ)

A hệ số tỏa nhiệt (W/độ) phụ thuộc vào tốc độ truyền nhiệt khơng khí làm mát máy điện (ở máy điện có quạt làm mát, hệ số A phụ thuộc vào tốc độ quay)

Giải phƣơng trình ta nhận đƣợc:

(7 - 2)

Trong đó:

η nhiệt sai ban đầu động ứng với t = ηođ nhiệt sai ổn định động ứng với t = ∞

(8 - 3)

85

(8 - 4)

Nhƣ giả sử ban đầu động làm việc ổn định với phụ tải nhỏ Pc1,

ứng với tổn thất công suất (nhỏ) ∆P1 nhiệt sai làm việc ổn định η1 = ∆P1/A

Nếu ta tăng phụ tải động lên giá trị Pc2 (Pc2 > Pc1) tổn thất cơng suất

động tăng lên ∆P2, tƣơng ứng với nhiệt sai làm việc ổn định η2 = ∆P2/A

Thay giá trị ηbđ = η1 η0đ = ηođ2 vào (8 - 2) ta đƣợc biểu thức nhiệt sai

η = f(t) trình tăng nhiệt động cơ, theo ta vẽ đƣợc „đƣờng cong phát nóng‟ nhƣ hình 8.1a

Ngƣợc lại, giả sử động làm việc với tải Pc2, tƣơng ứng với nhiệt sai η2

= η0đ2, ta giảm phụ tải xuống Pc1, nhiệt sai giảm từ giá trị ban

đầu ηbđ = η2 = η0đ2 xuống giá trị ổn định Thay ηbđ = η2 = η0đ2 η0đ =

η0đ1 vào biểu thức (8 - 2) ta nhận đƣợc biểu thức tính nhiệt sai η = f(t)

quá trình giảm nhiệt động cơ, theo ta đƣợc „đƣờng cong nguội lạnh‟ nhƣ hình 8.1b

Biểu thức (8 - 2) cho thấy thời gian thay đổi nhiệt độ động phụ thuộc vào số thời gian phát nóng Tn Về lý thuyết, động đạt đến nhiệt

sai ổn định η0đ thòi gian tiến đến vô (t→∞) Nhƣng thực tế nhiệt sai

đạt đến 95 % η0đ ngƣời ta coi nhƣ ổn định, tƣơng ứng ta có thời gian phát

nóng động là:

Hình 8-1: Đường cong phát nóng (a) nguội lạnh động (b)

86

(8 -5)

Động lớn, Tn lớn tpn lâu Ngồi ra, Tn cịn phụ thuộc

vào điều kiện làm mát động kiểu vỏ bảo vệ Đối với loại động tự quạt mát, Tn phụ thuộc vào tốc độ làm việc Sau giá trị số

loại động cơ:

 Động nhỏ, kiểu hở: Tn ≈ † 20 phút

 Động cơng suất trung bình, kiểu hở, quạt gió ngồi: Tn ≈ 20 † 40 phút

 Động công suất lớn, kiểu hở, quạt gió ngồi: Tn ≈ 30 † 50 phút

 Động kiểu kín, làm mát bề mặt: Tn ≈ 50 † 120 phút

1.3 Các chế độ làm việc động

Căn vào đặc tính phát nóng nguội lạnh máy điện, ngƣời ta chia chế độ làm việc truyền động thành loại: Dài hạn, ngắn hạn ngắn hạn lặp lại

a) Chế độ dài hạn: Do phụ tải trì thời gian dài, nhiệt độ động đủ thời gian đạt tới trị số ổn định

b) Chế độ ngắn hạn: Do phụ tải trì thời gian ngắn, thời gian nghỉ dài, nhiệt độ động chƣa kịp đạt tới giá trị ổn định nhiệt độ động giảm giá trị ban đầu

c) Chế độ ngắn hạn lặp lại: Phụ tải làm việc có tính chất chu kỳ, thời gian làm việc thời gian nghỉ xen kẽ Nhiệt độ động chƣa kịp tăng đến trị số ổn định đƣợc giảm tải, nhiệt độ động suy giảm chƣa kịp giá trị ban đầu lại tăng lên có tải Do ngƣời ta đƣa khái niệm thời gian dùng điện tƣơng đối:

(8 - 6)

Trong đó:

thời gian làm việc có tải

87

2 Chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ

Để chọn công suất động cơ, cần phải biết đồ thị phụ tải Mc(t) Pc(t) quy đổi trục động giá trị tốc độ yêu cầu

Từ biểu đồ phụ tải, ta tính chọn sơ động theo cơng suất; tra sổ tay tra cứu ta có đầy đủ tham số động Từ tiến hành xây dựng đồ thị phụ tải xác

Dựa vào đồ thị phụ tải xác, tiến hành kiểm nghiệm động chọn 2.1 Chọn công suất động làm việc dài hạn

Đối với phụ tải dài hạn có loại khơng đổi loại biến đổi Phụ tải dài hạn không đổi:

Động cần chọn phải có cơng suất định mức Pđm ≥ Pc ωđm phù hợp với tốc độ u cầu Thơng thƣờng Pđm = (1÷1,3)Pc Trong trƣờng hợp việc kiểm nghiệm động đơn giản: Không cần kiểm nghiệm tải momen, nhƣng cần phải kiểm nghiệm điều kiện khởi động phát nóng

Phụ tải dài hạn biến đổi:

Để chọn đƣợc động phải xuất phát từ đồ thị phụ tải tính giá trị trung bình momen công suất

(8 - 7)

(8 - 8)

Động chọn phải có: Mđm = (1÷1,3)Mtb Pđm = (1÷1,3)Ptb

η t0 t P Pc Pc Pc tlv tck ηođ c) η t P Pc tlv ηođ b) t P Pc η ηođ a)

88

Điều kiện kiểm nghiệm: kiểm nghiệm phát nóng, tải momen khởi động

2.2 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn

Trong chế độ làm việc ngắn hạn sử dụng động dài hạn sử dụng động chuyên dùng cho chế độ làm việc ngắn hạn

Chọn động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:

Trong trƣờng hợp khơng có động chuyên dụng cho chế độ ngắn hạn, ta chọn động thơng thƣờng chạy dài hạn để làm việc chế độ ngắn hạn Nếu chọn động dài hạn theo phƣơng pháp thông thƣờng có Pđm = (1÷1,3)Pc làm việc ngắn hạn khoảng thời gian tlv nhiệt độ động

cơ tăng tới nhiệt độ η1 nghỉ làm việc sau hạ nhiệt độ đến nhiệt độ môi trƣờng ηmt Rõ ràng việc gây lãng phí khơng tận dụng hết khả chịu nhiệt (tới nhiệt độ ) động

Vì dùng động dài hạn để làm việc chế độ ngắn hạn, cần chọn công suất động nhỏ để động phải làm việc tải thời gian dùng điện tlv Động tăng nhiệt độ nhanh nhƣng kết thúc thời gian làm việc, nhiệt độ động không đƣợc nhiệt độ ηôđ cho phép Nếu phụ tải biến đổi nhƣ hình 7.3 giá trị momen tính cơng thức đẳng trị:

(8 - 9)

89

Nhƣ vậy, để chọn công suất động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn ta phải dựa vào công suất làm việc yêu cầu Plv giả thiết hệ số tải

công suất x để chọn sơ công suất động dài hạn (Plv = x.Pđm hay Mlv =

x.Mđm) Từ xác định đƣợc thời gian làm việc cho phép động vừa chọn Việc tính chọn đƣợc lập lại nhiều lần cho tlv tính tốn ≤ tlv

u cầu

Chọn động ngắn hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn:

Động ngắn hạn đƣợc chế tạo có thời gian làm việc tiêu chuẩn 15, 30, 60, 90 phút Nhƣ ta phải chọn tlv = tchuẩn công suất động Pđm chọn ≥ Plv

hay Mđm chọn ≥ Mlv

Nếu tlv ≠ tchuẩn sơ chọn động có tchuẩn Pđm gần với giá trị tlv

Plv Sau xác định tổn thất động ∆Pđm với công suất ∆Plv với Plv Quy tắc chọn động là:

Đồng thời tiến hành kiểm nghiệm động theo điều kiện tải momen momen khởi động nhƣ điều kiện phát nóng

2.3 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn lặp lại

Cũng tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp phụ tải ngắn hạn, ta chọn động dài hạn làm việc với phụ tải ngắn hạn lặp lại, chọn động chuyên dụng ngắn hạn lặp lại

Động ngắn hạn lặp lại, đƣợc chế tạo chuyên dùng có độ bền khí cao, quán tính nhỏ (để đảm bảo chế độ khởi động hãm thƣờng xuyên) khả tải lớn (từ 2,5†3,5) Đồng thời đƣợc chế tạo chuẩn với thời gian dùng điện ε% = 15%, 25%, 40% 60%

Động đƣợc chọn cần đảm bảo tham số:

 Pđm chọn ≥ Plv

 ε%đm chọn phù hợp với ε% làm việc

90

chỉnh lại công suất định mức theo công thức:

Sau phải kiểm tra momen tải, momen khởi động phát nóng * Chọn động dài hạn làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại:

Trƣờng hợp này, động chạy dài hạn đƣợc chọn với công suất nhỏ để tận dụng khả chịu nhiệt Động chạy dài hạn đƣợc coi có thời gian đùng điện tƣơng đối 100% nên công suất động cần chọn là:

3 Tính chọn cơng suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ

Để tính chọn cơng suất động trƣờng hợp cần phải biết yêu cầu sau:

- Đặc tính phụ tải Pyc(ω), Myc(ω) đồ thị phụ tải: Pc(t), Mc(t), ω(t); - Phạm vi điều chỉnh tốc độ: ωmax ωmin

- Loại động (một chiều xoay chiều) dự định chọn

- Phƣơng pháp điều chỉnh biến đổi hệ thống truyền động cần phải định hƣớng xác định trƣớc

Hai yêu cầu nhằm xác định tham số Pycmax Mycmax Ví dụ

đối với phụ tải truyền động yêu cầu phạm vi điều chỉnh, P = số Ta có cơng suất yêu cầu cực đại Pmax = Pđm = const, nhƣng momen yêu cầu cực đại lại phụ thuộc vào phạm vi điều chỉnh

Đối với phụ tải truyền động yêu cầu phạm vi điều chỉnh M = const Ta có cơng suất u cầu cực đại Pmax =Mđm.ωmax

91

này cho biết hiệu suất truyền động đặc tính điều chỉnh Pđc(ω), Mđc(ω) truyền động Thông thƣờng đặc tính thƣờng phù hợp với đặc tính phụ tải yêu cầu Pyc(ω), Myc(ω)

Tuy vậy, có trƣờng hợp ngƣời ta thiết kế hệ truyền động điện có đặc tính điều chỉnh khơng phù hợp mục đích đơn giản cấu trúc điều chỉnh

Ví dụ: Đối với tải P = const, sử dụng động chiều, phƣơng pháp điều chỉnh thích hợp điều chỉnh từ thơng kích từ Nhƣng ta dùng phƣơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng tính chọn cơng suất động cần phải xét yêu cầu Mmax Nhƣ công suất động lúc khơng phải Pđm = Pyc mà là:

Nhƣ công suất đặt lớn D lần so với Pyc

Mặt khác việc tính chọn cơng suất động phụ thuộc vào phƣơng pháp điều chỉnh tốc độ, ví dụ loại động nhƣ động không đồng bộ, phƣơng pháp điều chỉnh khác có đặc tính hiệu suất truyền động khác nhau, phƣơng pháp điều chỉnh điện áp dùng Thyristor có hiệu suất thấp so với phƣơng pháp điều chỉnh tần số dùng biến đổi Thyristor Vì tính chọn cơng suất động bắt buộc phải xét tới tổn thất công suất ∆P tiêu thụ công suất phản kháng Q suốt dải điều chỉnh

Do vậy, việc tính chọn cơng suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ cần gắn với hệ truyền động điện cho trƣớc để có đầy đủ yêu cầu cho việc tính chọn

4 Kiểm nghiệm cơng suất động

Việc tính chọn công suất động phần đƣợc coi giai đoạn chọn sơ ban đầu Để khẳng định chắn việc tính chọn chấp nhận đƣợc ta cần kiểm nghiệm lại việc tính chọn

u cầu kiểm nghiệm việc tính chọn cơng suất động gồm có: - Kiểm nghiệm phát nóng: ηmax ≤ ηcf

92

- Kiểm nghiệm momen khởi động: Mkđ.đcơ ≥ Mc mở máy

Ta thấy việc kiểm nghiệm theo yêu cầu tải momen momen khởi động thực dễ dàng Riêng yêu cầu kiểm nghiệm phát nóng khó khăn, khơng thể tính tốn phát nóng động cách xác đƣợc (vì tính tốn phát nóng động toán phức tạp)

Bài tập: Hãy xác định công suất động kéo máy sản xuất có đồ thị phụ tải sau: Hệ thống yêu cầu tốc độ 1450 vòng/ phút

t (s) 20 10 30 30

Mc (Nm) 40 90 40 70 120

Giải:

- Momen đẳng trị đƣợc tính theo cơng thức (6 - 9)

- Công suất phụ tải yêu cầu:

- Vậy ta chọn động có cơng suất: Pđm = 10 KW, nđm = 1420 vòng/ phút,

λ = 2,2

→

- Vậy điều kiện phát nóng đƣợc thỏa mãn: Mđm > Mđt

- Kiểm tra khả tải:

- Từ đồ thị phụ tải ta có: Mmax = 120 Nm < 147,95 Nm

2 Cho đồ thị phụ tải tĩnh máy sản xuất có tham số sau:

t (s) 25 12 40 40 15

Mc (Nm) 55 100 50 80 140 70

- Hệ thống yêu cầu tốc độ 1800 vòng/ phút

- Động để kéo hệ thống có: Pđm = 13 KW, nđm =1600 vịng/ phút, λm

= 2,2

93

Giải:

- Momen đẳng trị đƣợc tính theo công thức (6 - 9)

- Công suất phụ tải yêu cầu:

- Momen định mức động cơ:

- Kiểm tra điều kiện phát nóng so với momen đẳng trị: Ta thấy: Mđm > Mđt (77 > 74)

→ Vậy điều kiện phát nóng đƣợc thỏa mãn - Kiểm tra điều kiện tải:

- Từ đồ thị phụ tải ta có: Mmax = 140 Nm < 169,4 Nm

→ Vậy khả tải động đƣợc chọn thõa mãn - Kết luận: Động đƣợc chọn thỏa mãn yêu cầu phụ tải đề

CÂU HỎI ÔN TẬP:

Câu 8.1 Đối với động điện có máy chế độ làm việc? Đặc điểm làm việc động chế độ đó? Đồ thị phụ tải loại chế độ

Câu 8.2 Các bƣớc tính chọn cơng suất động chế độ dài hạn, chế độ ngắn hạn, chế độ ngắn hạn lặp lại

Câu 8.3 Cho đồ thị phụ tải tĩnh máy sản xuất có tham số sau:

t (s) 15 20 10 15 40

Mc (Nm) 240 140 190 260 100

- Dùng cho động dài hạn có Pđm = 10 KW, nđm = 750 vòng/ phút, Uđm =

94

- Hãy kiểm tra công suất động

Câu 8.4 Hãy xác định công suất động nâng hàng cầu trục có đồ thị phụ tải nhƣ sau: Tốc độ yêu cầu 720 vòng / phút, bỏ tổn hao khâu truyền lực

t (s) 12 20 10 25 15 40

95 BÀI

BỘ BIẾN TẦN

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng: - Giải thích đƣợc nguyên lý điều chỉnh tốc độ động phƣơng pháp

thay đổi tần số

- Nhận biết đƣợc cổng vào, cổng biến tần - Kết nối mạch động lực cho biến tần

- Khởi động thực dừng mềm, đảo chiều quay cho động

Nội dung:

1 Giới thiệu chung biến tần 1.1 Biến tần gì?

Biến tần thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều tần số thành dòng điện xoay chiều tần số khác điều chỉnh đƣợc

1.2 Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý làm việc biến tần Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều pha hay pha đƣợc chỉnh lƣu lọc thành nguồn chiều phẳng đƣợc thực chỉnh lƣu cầu diode tụ điện Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi hệ biến tần có giá trị khơng phụ thuộc vào tải có giá trị 0.96 Điện áp chiều đƣợc biến đổi (nghịch lƣu) thành điện áp xoay chiều pha đối xứng đƣợc thực thơng qua hệ IGBT (transistor lƣỡng cực có cổng cách ly) phƣơng pháp điều chế độ rộng xung (PWM)

Nhờ tiến công nghệ vi xử lý công nghệ bán dẫn lực nay, tần số chuyển mạch xung lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động giảm tổn thất lõi sắt động

96

Hệ thống điện áp xoay chiều pha đầu thay đổi giá trị biên độ tần số vô cấp tuỳ theo điều khiển Theo lý thuyết, tần số điện áp có quy luật định tuỳ theo chế độ điều khiển Đối với tải có mơ men khơng đổi, tỉ số điện áp - tần số không đổi

Tuy với tải bơm quạt, quy luật lại hàm bậc Điện áp hàm bậc tần số Điều tạo đặc tính mơ men hàm bậc hai tốc độ phù hợp với yêu cầu tải bơm/quạt thân mô men lại hàm bậc hai điện áp

Hiệu suất chuyển đổi nguồn biến tần cao sử dụng linh kiện bán dẫn công suất đƣợc chế tạo theo công nghệ đại Nhờ vậy, lƣợng tiêu thụ xấp xỉ lƣợng yêu cầu hệ thống

Ngoài ra, biến tần ngày tích hợp nhiều kiểu điều khiển khác phù hợp hầu hết loại phụ tải khác Ngày biến tần có tích hợp PID thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, phù hợp cho việc điều khiển giám sát hệ thống SCADA

1.3 Mục đích ứng dụng biến tần

1.3.1 Bảo vệ động khỏi mài mịn khí:

Khi khởi động động trực tiếp từ lƣới điện, vấn đề shock hao mịn khí khơng thể kiểm sốt Biến tần giúp khởi động êm động cơ, trình khởi động-ngắt động diễn liên tục, hạn chế tối đa hao mòn khí 1.3.2 Tiết kiệm điện, bảo vệ thiết bị điện hệ thống:

Khi khởi động trực tiếp, dòng khởi động lớn gấp nhiều lần so với dòng định mức, làm cho lƣợng điện tiêu thụ tăng vọt Biến tần không giúp khởi động êm, mà làm cho dòng khởi động thấp dòng định mức, tiết kiệm lƣợng điệnở thời điểm Đồng thời, khơng gây sụt áp (thậm chí gây hƣ hỏng) cho thiết bị điện khác hệ thống

97

1.3.3 Đáp ứng yêu cầu công nghệ:

Đối với ứng dụng cần đồng tốc độ, nhƣ ngành giấy, dệt, bao bì nhựa, in, thép,…hoặc ứng dụng cần điều khiển lƣu lƣợng áp suất, nhƣ ngành nƣớc, khí nén…hoặc ứng dụng nhƣ cẩu trục, thang máy…Việc sử dụngbiến tần điều tất yếu, đáp ứng đƣợc yêu cầu công nghệ, cải thiện suất

1.3.4 Tăng suất sản xuất

Đối với nhiều ứng dụng, nhƣ ngành dệt, nhuộm, nhựa…việc sử dụng biến tần làm suất tăng lên so với sửdụng nguồn trực tiếp, giúp loại bỏ đƣợc số phụ kiện cồng kềnh, hiệu nhƣ puli, motor rùa (motor phụ)…

2 Biến tần Omron 3G3 MV 2.1 Các phím chức

Hiển thị Tên Mổ tả chức

Hiển thị liệu

Hiển thị liệu liên quan, nhƣ tần số chuẩn, tần số ra, giá trị đặt cho thông số

Núm chỉnh tần số

Đặt tần số chuẩn khoảng từ 0Hz đến tần số tối đa

Đèn báo tần số FREF

Tần số chuẩn đƣợc theo dõi hay đặt đèn sáng

98

ra FOUT

khi đèn sáng

Đèn báo dòng IOUT

Dòng điện biến tần đƣợc theo dõi đèn sáng

Đèn báo MNTR Các giá trị đặt thơng số

U01 đến U10 đƣợc theo dõi đèn sáng

Đèn báo chế độ chỗ/từ xa LO/RE

Có thể lựa chọn hoạt động biến tần theo giao diện hay thông số thiết lập đèn sáng

Chú ý: Trạng thái đèn đƣợc theo dõi biến tần hoạt động Bất kỳ đầu vào lệnh RUN bị bỏ qua đèn sáng Đèn báo chiều

quay thuận nghịch

F/R

Có thể lựa chọn chiều quay

đèn sáng thao tác với biến tần nút RUN

Đèn báo chế độ PRGM

Các thơng số từ n01 đến n79 đƣợc theo dõi đèn sáng

Chú ý: Các thơng số đƣợc theo dõi số thay đổi đƣợc biến tần hoạt động Bất kỳ đầu vào lệnh RUN bị bỏ Nút chế độ

MODE

Chuyển đèn thị mục lựa chọn theo thứ tự Thông số đƣợc đặt bị bãi bỏ phím đƣợc nhấn trƣớc nhập thông số

99

và giá trị đặt

Nút giảm Giảm số theo dõi thông số, số thông số giá trị đặt

Nút Enter Chấp nhận số theo dõi thông số, số thông số giá trị bên sau chúng đƣợc đặt hay thay đổi

Nút chạy RUN Chạy biến tần biến tần hoạt động với giao diện

Nút Stop/Reset Dừng biến tần trừ thông số n06 đƣợc đặt để cấm nút Stop Cũng làm chức nhƣ phím reset có lỗi với biến tần

Chú ý: Vì lý an tồn, việc reset khơng hoạt động lệnh RUN (quay thuận hay nghịch) có hiệu lực Hãy chờ đến lệnh RUN OFF trƣớc reset biến tần

2.2 Các cổng vào/ra cách kết nối

Ký hiệu Tên Chức Mức tín hiệu

Input (đầu vào)

S1 Quay

thuận/Dừng

Quay thuận ON, dừng OFF

Photocoupler mA 24 V DC

Chú ý: NPN thiết lập mặc định nối chúng cách tạo đất chung Khơng cần nguồn ngồi Để cung cấp nguồn nối đầu nối qua dây dƣơng chung, đặt SW7 PNP nguồn cấp

24 V DC ±10% S2 Đầu vào đa

chức (S2)

S3 Đầu vào đa chức (S3)

100

S6 Đầu vào đa chức (S6)

S7 Đầu vào đa chức (S7)

SC Đầu vào chung logic trình tự

Chung cho S1 đến S9

FS Nguồn cấp cho tần số chuẩn

Nguồn cấp DC cho tần số chuẩn

20 mA 12 V DC

FR Đầu vào tần số chuẩn

Đầu vào tần số chuẩn

0 to 10 V DC

(trở kháng vào: 20 kΩ)

FC

Đầu nối chung cho đầu vào tần số chuẩn

Đầu nối chung cho đầu vào tần số chuẩn

RP Đầu vào xung

Tần số đáp ứng: 0-36KHz (30%-70% ED)

H: 3,5-13.2V L: 0,8V Max (trở kháng đầu vào 2,24 (kΩ)

CN2

1 Đầu vào áp analog đa chức

Điện áp vào (giữa đầu 3): 0-10VDC

Dòng điện vào (giữa đầu 3): 4-20mA

2 Đầu vào dòng analog đa chức Đầu vào

analog đa chức

Output (đầu

MA Đầu tiếp điểm đa chức

Đầu rơle

101

ra) A max 250 V AC

MB Đầu tiếp điểm đa chức

MC Đầu chung tiếp điểm đa chức

Chung cho MA MB

P1 Đầu

photocoupler (lõi)

Đầu hở collector 50mA max 48VDC P2 Đầu

photocoupler (lõi)

PC Đầu

photocoupler R+ Phía nhận

RS422/485 R-

S+ Phía gửi S-

AM Đầu theo dõi analog

Đầu analog: mA max Ở - 10 V DC

Đầu xung (điện áp max: 12VDC) AC Đầu chung

theo dõi analog

102

Ví dụ mạch điều khiển trình tự dây:

3 Khảo sát hoạt động biến tần Omron 3G3MV

3.1 Thiết lập ban đầu:

Lựa chọn cấm ghi thông số/đặt giá trị khởi đầu thông số (n01): đặt n01 = cho thơng số n01 đến n179 đƣợc đặt hay hiển thị

Lựa chọn chế độ điều khiển (n002): chọn chế độ V/f hay vector

103

N01 Lựa chọn cấm ghi thông số/khởi đầu giá trị thông số

Thay đổi chạy

0

Khoảng giá trị

đặt

0 đến 11 Đơn vị đặt Giá trị mặc định

Chú ý: Thông số làm cho cấm ghi thơng số, thay đổi thông số đặt hay khoảng đƣợc hiển thị, đặt giá trị khởi đầu cho tất thông số giá trị mặc định

Giá trị Mô Tả

0 Chỉ n01 đƣợc hiển thị đặt n02 đến n79 hiển thị N01 đến n49 đặt hiển thị (các thiết lập nhóm 1) N01 đến n79 đặt hiển thị (các thiết lập nhóm 2) N01 đến n119 đặt hiển thị (các thiết lập nhóm đến 3) N01 đến n179 đặt hiển thị (các thiết lập nhóm đến 4) Xoá ghi lỗi

8 Khởi đầu tất thông số theo logic dây để thông số quay giá trị mặc định

9 Khởi đầu tất thông số theo logic dây 10 Dùng cho logic dây Mỹ

11 Dùng cho logic dây Mỹ 3.2 Đặt chế độ điều khiển (n02):

3G3MV hoạt động chế độ điều khiển V/f hay vector tuỳ theo ứng dụng Các chế độ có đặc tính sau:

 Chế độ điều khiển vector:

104

Để hoạt động biến tần chế độ vector, ý đặt thơng số sau: n036 (dịng định mức motor), n106 (hệ số trƣợt định mức motor ), n107 (điện trở dây motor ) n110 (dịng khơng tải motor)

 Chế độ điều khiển V/f:

Chế độ thuận tiện thay biến tần thơng thƣờng 3G3MV biến tần hoạt động mà khơng cần biết thông số motor Hơn nữa, phải đặt biến tần chế độ biến tần tần phải nối với nhiều motor hay motor dặc biệt nhƣ motor tốc độ cao

N02

Đặt chế độ điều khiển Thay đổi chạy

0

Khoảng giá trị

đặt

0,1 Đơn vị đặt Giá trị mặc định

Giá trị Mô tả

0 Chế độ V/f

1 Chế độ vector

Chú ý:

1 Thông số không đƣợc đặt giá trị khởi đầu cách đặt n001 giá trị 8, 9, 10 hay 11 Hãy thay đổi thông số n002 trƣớc thay đổi chế độ điều khiển Một thông số sau đƣợc đặt giá trị khởi đầu theo chế độ điều khiển đƣợc đặt thông số Giá trị mặc định thay đổi theo chế độ điều khiển Do vậy, đảm bảo đặt thông số sau sau đặt chế độ điều khiển n02

Thông số Tên

Giá trị đặt V/f

(Giá trị đặt: 0)

Vector control (Giá trị đặt: 1)

N014 FB 1.5HZ 3HZ

105

(Xem ý 2.)

N016 FMIN 1.5HZ 1.0HZ

N017 VMIN 12.0 V (24.0 V)

(Xem ý 2.)

4.3 V (8.6 V)

N104 Hằng số thời gian trễ cấp1 bù

mômen

0.3s 0.2s

N111 Hệ số bù trƣợt 0.0 1.0

N112 Hằng số thời gian trễ cấp bù trƣợt

2.0s 0.2s

Chú ý:

1 Các giá trị ngoặc cho loại 400V

2 Với loại biến tần 5,5 7,5KW, giá trị đƣợc đặt 10V cho loại 200V 20V cho loại 400V

 Dòng định mức motor (n36):

Đặt dòng định mức motor (n36) để tránh làm cho motor cháy tải Thông số đƣợc dùng cho chức bảo vệ nhiệt điện tử để phát tải motor (OL1) Bằng cách đặt thông số, motor bị tải đƣợc bảo vệ khơng bị cháy

N36 Dịng định mức motor Thay đổi

đang chạy

0

Khoảng đặt

0.0% - 150% (A) dòng định mức biến

Đơn vị đặt

0.1A Giá trị mặc định

1

Chú ý:

3 Dòng định mức tiêu chuẩn motor lớn cho phép đƣợc dùng làm dòng định mức mặc định

106

3.3 Đặt đường cong V/f (n11 đến n17):

Đặt đƣờng cong V/f cho momen đầu motor đƣợc điều chỉnh đến mức momen tải yêu cầu

3G3MV có sẵn chức tăng momen tự động Do mức tối đa 150% momen bình thƣờng đƣợc đƣa đầu tần số 3Hz mà không cần thay đổi thông số mặc định Hãy kiểm tra hoạt động thẻ giữ nguyên thông số mặc định không cần phải thay đổi đặc tính momen

N11

Tần số max (FMAX) Thay đổi chạy

0

Khoảng đặt

50.0 - 400 (Hz)

Đơn vị đặt

0.1 Hz (Chú ý 1.)

Giá trị mặc định

60.0

N12

Điện áp max (VMAX) Thay đổi chạy

0

Khoảng đặt

1 - 255 (V)

(Chú ý 2.) Đơn vị đặt 1V

Giá trị mặc định

200 (400)

N13

Tần số điện áp max (FA) Thay đổi chạy

0

Khoảng đặt

0.2 - 400 (Hz)

Đơn vị đặt 0.1Hz Giá trị mặc định

60.0

N14 Tần số (FB) Thay đổi

đang chạy

0

Khoảng đặt

0.1 – 399,9 (Hz)

Đơn vị đặt

0.1 Hz (Chú ý

1.)

Giá trị mặc định

107

N15 Điện áp tần số (VC) Thay đổi chạy

0

Khoảng đặt

1 – 255 (V) [0.1 -

510.0] (Chú ý 2.) Đơn vị đặt 1V

Giá trị mặc định

12

N16 Tần số (FMIN) Thay đổi

đang chạy

0

Khoảng đặt

0.1 - 10.0 (Hz)

Đơn vị đặt 0.1Hz Giá trị mặc định

1.5

N17 Điện áp tần số (VMIN) Thay đổi chạy

0

Khoảng đặt

1 - 50 (V) [0.1 -

100.0](Chú ý 2.) Đơn vị đặt 1V

Giá trị mặc định

12

Chú ý:

1 Các giá trị đƣợc đặt theo đơn vị tăng 0,1Hz tần số nhỏ hơn100Hz 1Hz tần số lớn 100Hz Với loại biến tần

400Hz, giá trị cho giới hạn dải đặt giá trị mặc định lần giá trị

cho bảng số ngoặc

3 Với loại 5.5 7.5kW, giá trị đƣợc đặt 10.0 V cho loại 200V 20.0 V cho loại 400V

108

- Tải trục đứng hay tải với ma sát trƣợt lớn yêu cầu momen cao tốc độ thấp

Nếu không đủ momen tốc độ thấp, tăng điện áp dải tốc độ thấp khoảng 1V, với điều kiện khơng có qua tải (OL1 hay OL2) đƣợc phát Nếu phát thấy có tải, giảm giá trị đặt hay xem xét đến loại biến tần có cơng suất cao

Mômen yêu cầu điều khiển quạt hay máy bơm tăng theo tỷ lệ bình phƣơng vận tốc Bằng cách đặt đƣờng cong V/f bậc để tăng điện áp dải tốc độ thấp, công suất tiêu thụ hệ thống tăng lên

3.4 Đặt chế độ chỗ/từ xa:

3G3MV hoạt động chế độ chỗ từ xa Mô tả sau cung cấp thông tin chế độ cách lựa chọn chúng

 Khái niệm bản:

Chế độ làm việc

Hoạt động Mô tả

Tại chổ Biến tần hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ điều khiển chủ

Lệnh hoạt động: Lựa chọn từ loại đặt n03

Tần số chuẩn: Lựa chọn từ 10 loại đặt n04

Từ xa Biến tần hoạt động độc lập đƣợc kiểm tra độc lập

Lệnh hoạt động:

khởi động với nút RUN dừng với nút Stop/Reset

Tần số chuẩn: Đặt với giao diện hay núm FREQ Đặt với lựa chọn tần số chuẩn chế độ chỗ n07

 Phương pháp lựa chọn chế độ chỗ/từ xa:

Trong lệnh điều khiển hoạt động đƣợc đƣa vào biến tần, biến tần đƣợc đặt chế độ chỗ từ chế độ từ xa ngƣợc lại

109

Hoặc đặt số đầu vào đa chức đến (n50 đến n56) 17 để chuyển biến tần chế độ chỗ với đầu vào điều khiển bật lên ON

Chú ý: Nếu thiết lập đƣợc thực hiện, lựa chọn chế độ thực đƣợc với đầu vào đa chức năng, với giao diện hiển thị

Biến tần luôn chuyển sang chế độ từ xa nguồn đƣợc bật lên ON Do đó, để điều khiển hoạt động biến tần sau bật điện, tạo lệnh RUN

3.5 Lựa chọn lệnh hoạt động:

Mô tả sau cung ấp thông tin hƣớng dẫn cách nhập lệnh hoạt động để khởi động dừng biến tần hay đổi chiều quay biến tần Có phƣơng pháp để đƣa vào lệnh Hãy lựa chọn phƣơng pháp phù hợp với ứng dụng

 Lựa chọn chế độ hoạt động (n003):

Lựa chọn phƣơng pháp cho đầu vào chế độ hoạt động để khởi động dừng biến tần

Phƣơng pháp sau đƣợc cho phép chế độ từ xa Lệnh đƣợc đƣa vào qua nút giao diện

N03

Lựa chọn chế độ hoạt động Thay đổi chạy

0

Khoảng

đặt 0-3 Đơn vị đặt

Giá trị mặc định

12

Giá trị Mô tả

0 Khởi động với nút RUN dừng với nút Stop/Reset

1 Đầu vào đa chức logic dây qua đầu mạch điều khiển đƣợc cho phép

2 Dùng RS422/485

3 Đầu vào từ card tuỳ chọn (Compobus/D)

3.6 Đặt tần số chuẩn:

110

Chế độ từ xa: Lựa chọn đặt 10 tần số chuẩn n04 Chế độ chỗ: Lựa chọn đặt tần số chuẩn n08  Lựa chọn tần số chuẩn (n04) chế độ từ xa:

Lựa chọn phƣơng thức đầu vào tần số chuẩn chế độ từ xa Có tần số chuẩn chế độ từ xa Chọn số tần số tuỳ theo ứng dụng:

N04 Lựa chọn tần số chuẩn Thay đổi chạy không Khoảng

giá trị đặt 0-9 Đơn vị đặt

0

Giá trị Mô tả

0 Cho phép núm chỉnh FREQ (Chú ý 1) Cho phép tần số chuẩn (n24)

2 Cho phép đầu vào điều khiển tần số chuẩn (0 -10 V) (Chú ý 2) Cho phép đầu vào điều khiển tần số chuẩn (4-20mA) (Chú ý 3) Cho phép đầu vào điều khiển tần số chuẩn (0-20mA) (Chú ý 3) Cho phép đầu vào xung

6 Tần số chuẩn (002Hex) truyền tin RS485

7 Cho phép đầu vào áp analog (0-10V) Thiết lập không thiết phải đặt trừ cần có đầu vào analog điều khiển PID Cho phép đầu vào dòng analog (4-20mA) Thiết lập không

thiết phải đặt trừ cần có đầu vào analog điều khiển PID Cho phép đầu vào tần số chuẩn từ card Compobus/D

Chú ý:

1 Tần số lớn (FMAX) đƣợc đặt núm chỉnh FREQ đƣợc đặt MAX Tần số lớn (FMAX) đƣợc đặt với đầu vào 10V

3 Tần số lớn (FMAX) đƣợc đặt với đầu vào 20mA, với điều kiện SW8 mạch điều khiển đƣợc đặt từ V sang I

111

động tốc độ nhiều cấp Các già trị đặt n25 đến n31 từ n120 đến n127 cho tần số chuẩn đến 16 đƣợc cho phép

 Điều chỉnh đầu vào FR cho tần số chuẩn:

Đặt đặc tính đầu vào analog tần số chuẩn n60 (cho độ lớn tần số chuẩn) n61 (cho độ lệch tần số chuẩn)

Đặt tần số đầu vào analog lớn (10V hay 20mA) n60 theo phần trăm với tần số lớn 100%

Đặt tần số đầu vào analog nhỏ (0V, 0mA hay 4mA) n61 theo phân trăm với tần số lớn 100%

N60

Độ lớn tần số chuẩn Thay đổi chạy

có

Khoảng

đặt - 255% Đơn vị đặt 1%

Giá trị mặc định

12

N61 Độ lệch tần số chuẩn Thay đổi

đang chạy

có

Khoảng

đặt -99 - 99% Đơn vị đặt 1%

Giá trị mặc định

12

4 Biến tần MM420 Festo 4.1 Lắp đặt khí

4 1.1 Khoảng cách lắp đặt

112

Hình 9-2: Khoảng cách lắp đặt

4.1.2 Kích thƣớc lắp đặt

Hình 9-3: Kích thước lắp đặt

113 4.2.2 Đấu nối mạch động lực

Có thể tiếp cận với đầu nối nguồn điện vào đầu nối động cách tháo phần vỏmáy phía trƣớc

114

Hình 9-5: Các đầu nối mạch động lực

115 4.2.4 Sơ đồ nguyên lý

116 4.3 Cài đặt mặt định

Bộbiến tần MCROMASTER 420 đƣợc cài đặt mặc định xuất xƣởng cho có thểvận hành đƣợc mà không cần cài đặt thêm bất kỳthông sốnào Để đạt đƣợc điều này, thông sốcủa động đƣợc kết nối với biến tần phải có thơng số định mức phù hợp với thông sốcài đặtmặc định (P0304, P0305, P0307, P0310) tƣơng ứng với động cơ1LA7 cực Siemens (hãy xem thông số định mức ghi nhãn)

117 4.4 BOP (tùy chọn)

4.5 Cài đặt thông số

4.5.1 Cài đặt thống số nhanh

118

dụ động cơtiêu chuẩn 1LA cực Siemens) thích hợp với thơng số định mức ghi nhãn động nối vào biến tần

120 4.5.2 Cài đặt ứng dụng

Cài đặt ứng dụng để điều chỉnh/tối ƣu hoá sựkết hợp bộbiến tần động cơcho ứng dụng cụthể Bộbiến tần có nhiều tính nhƣng khơng phải tất cảcác tính cần thiết cho ứng dụng cụthể Có thểbỏqua tính cài đặt ứng dụng Phần lớn tính đƣợc mơ tả ởđây; xem danh sách thơng sốcho tính phụ

Các thông số đƣợc đánh dấu * có nhiều chế độcài đặt chế độ đƣợc liệt kê Hãy xem danh sách thông sốkhi muốn cài đặt thêm chế độkhác

121

122

4.5.2.3 Các đầu số (DOUT)

123

4.5.2.5 Đầu vào tƣơng tự (ADC)

124

4.5.2.7 Tần số cố định (FF)

125

4.5.2.9 Các tần sốquy chiếu / giới hạn

128 4.8 Bộ thí nghiệm MM420 Festo

Tính MM420

1- Tấm chắn hỗ trợ động đƣợc kết nối đến khối thiết bị đầu cuối MM420

2- Giao diện tùy chọn Bus (CB)

3- Kết nối motor – Khối kết nối đầu cuối connector đầu cắm an toàn mm

4- Ngõ analogue

129

8- Ngõ vào analogue – điện áp hặc tín hiệu 9- Nguồn cấp 230 VAC với công tắc

4.9 Ứng dụng

4.9.1 Reset biến tần

Sử dụng chức để đƣa thông số biến tần mặc định

4.9.2 Thiết lập thông số cho động AC

Kiểm tra thông số kỹ thuật động AC hoàn tất danh sách: Điện áp định mức động = 230 V

2 Dòng điện định mức động = 0,17 A Công suất định mức động = 22 W

130

Mã lệnh Chức Giá trị Mã lệnh Chức Giá trị

P0003

Cấp độ truy cập: Cơ Mở rộng Chuyên gia

1 P0307 Công suất định mức

0.02 0.026

P0010

Cài đặt thông số Sẵn sàng Cài đặt nhanh 30 Cài đặt nhà máy

1 P0308

Hệ số công suất định mức Ở mức giá trị đƣợc tính tốn tự động

0

P0100 Lựa chọn tần số nguồn

Dip switch P0310

Tần số định mức động

50

60

P0304 Điện áp định mức 230 P0311 Tốc độ định mức động

cơ

2600 3100

P0305 Dòng điện định mức

0.1

0.17

P1000

Lựa chọn ngỏ vào điều khiển Điểm đặt BOP

2 Điểm đặt tƣơng tự Tần số cố định

1

Mã lệnh Chức Giá trị

P1080 Tần số nhỏ

P1082 Tần số lớn 50.00

60.00

P1120 Thời gian tăng tốc 10

P1021 Thời gian giảm tốc 10

P3900 Kết thúc cài đặt nhanh

4.9.3 Cài đặt chế độ chạy nhấp

Yêu cầu trƣờng hợp bảo trì, động phải chạy với tần số 25 Hz chế độ chạy nhấp Thay đổi thông số P1058 P1059 để cài đặt tần số chạy nhấp động theo chiều thuận chiều nghịch

Kiểm tra: vị trí dừng chạy động

cơ giao diện POB kiểm tra kết (chú ý cài P0700=1 (POB))

Kết quả: Motor không chạy với tần số

50 60 Hz

Nguyên nhân:

131 4.9.4 Các chế độ START/STOP/Đảo chiều/Chạy nhấp kích hoạt ngõ vào mở rộng

4.9.5 Thay đổi tốc độ ngõ vào số (mã nhị phân)

1-Các ngõ vào số bên (DIN – 3)

Yêu cầu:

DIN = Start/Stop DIN = Đảo chiều

DIN = Chạy nhấp theo chiều kim đồng hồ

Giải pháp: P0700 = P0701 = (On/Off) P0702 = (Đảo chiều) P0703 = (Chạy nhấp)

Kiểm tra hoạt động motor

Yêu cầu: Dùng tổ hợp nút nhấn thay đổi

tốc độ động theo mức khác

Giải pháp:

132 4.9.6 Sử dụng biến trở đề điều khiển biến tần

5 Ứng dụng biến tần cơng nghiệp

Khảo sát mơ hình ổn định áp lực bơm nƣớc đƣờng ống Yêu cầu hệ thống giữ cho áp suất nƣớc đƣờng ống không đổi (bằng với áp suất đặt) cho dù nhu cầu sử dụng ( tải) có thay đổi

Yêu cầu: Tốc độ động thay đổi theo biến trở

Giải pháp:

Chọn nguồn lệnh P1000 = (điểm đặt tần số tƣơng tự)

133

Khi tải tăng tức áp suất giảm, cảm biến biết đƣợc thay đổi lƣu lƣợng nƣớc bể chứa tăng truyền tín hiệu cảm biến card USB (tín hiệu tín hiệu analog 0V-10V) Card USB đƣợc lập trình để nhận biết tín hiệu cảm biến truyền xử lý sau truyền xuống cho biến tần điều khiển biến tần cho động bơm chạy nhanh đạt đƣợc áp suất đặt Ngƣợc lại, tải giảm tức áp suất giảm cảm biến nhận biết đƣợc thay đổi lƣu lƣợng nƣớc đƣờng ống giảm, card USB điều khiển biến tần giảm tần số động bơm xuống đạt đƣợc áp suất đặt

 Xây dựng sơ đồ cấu trúc kết nối biến tần với thiết bị ngoại vi PI - Khâu điều khiển PI

BT - Bộ biến đổi tần số ( biến tần) Đ - Động KĐB pha

ĐB - Đầu bơm

CB - Cảm biến siêu âm

Pđ - Áp lực nƣớc đặt (giá trị mong muốn) PCB - Áp lực nƣớc phản hồi

134

Uđk - Điện áp điều khiển biến tần fđk - Tần số điều khiển động

 - Tốc độ động



l - Khoảng cách mực nƣớc đến cảm biến ứng với tốc độ  UCB - Điện áp cảm biến phản hồi

K1, K2 - Các hệ số khuếch đại

Muốn có hệ thống điều khiển chất lƣợng cao bắt buộc phải có phản hồi thơng tin, tức phải có đo lƣờng tín hiệu từ đối tƣợng

Trong mơ hình sử dụng ngun tắc điều khiển theo sai lệch, tín hiệu sai lệch E hiệu số áp lực nƣớc đặt Pđ áp lực nƣớc phản hồi đƣợc khâu điều khiển PI xử lý cho tín hiệu điện áp điều khiển Uđk điều khiển tần số xuất biến tần:

E = Pđ – PCB

intergal = intergal + E * dt

Uđk = KP * E + Ki * intergal

trong đó: KP - độ lợi tỉ lệ, thơng số điều chỉnh Ki - độ lợi tích phân, thông số điều chỉnh t - thời gian hay thời gian tức thời

Tốc độ động áp suất bể nƣớc phụ thuộc vào tần số phát biến tần

135 BÀI 10

BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM

Mục tiêu: Sau học xong học này, học sinh – sinh viên có khả năng: - Trình bày đƣợc chức khởi động mềm

- Nêu đƣợc số ứng dụng khởi động mềm

Nội dung:

1 Khái quát chung khởi động mềm

Với động có cơng suất tƣơng đối lớn việc khởi động phƣơng pháp làm giảm dòng khởi động có ý nghĩa lớn đến chất lƣợng nguồn cung cấp nói chung động nói riêng Một biện pháp sử dụng khởi động mềm:

- Khởi động mềm nhằm giảm dòng khởi động cho động tránh hƣ hỏng phận khí đáng tiếc, ngồi sử dụng khởi động mềm tránh sụt áp cho nhà máy khởi động tải

- Ngoài hầu nhƣ tất khởi động mềm điều có tích hợp sẵn chức bảo vệ động

- Thơng thƣờng động lớn 15kw phải sử dụng phƣơng pháp khởi động, nhƣng đa phần chọn khởi động mềm cách tối ƣu, sử dụng khởi động mềm cho tải nhỏ 15kw yêu cầu bảo vệ phần khí tránh hƣ hỏng

- Ƣu điểm khởi động mềm hẳn phƣơng pháp khởi động cổ điển, chỉnh tốc độ động khởi động mịn êm giá thành phù hợp cho nhà máy sản xuất

Phƣơng pháp tối ƣu dùng khởi động mềm để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh tăng mô men mở máy cách hợp lý, chi tiết động chịu độ dồn nén khí hơn, tăng tuổi thọ làm việc an tồn cho động làm cho điện áp nguồn ổn định không gây ảnh hƣởng

136

- Ứng dụng khởi động mềm khai thác tuyển than - Ứng dụng khởi động mềm trung áp nhà máy xi măng - Ứng dụng khởi động mềm bơm

- Ứng dụng khởi động mềm quạt máy có quán tính cao (máy nén, băng tải, máy dệt, thang máy)

- Ứng dụng khởi động mềm cho xe chở nguyên liệu

2. Khởi động dừng mềm

Mạch lực khởi động mềm gồm cặp thyristor đấu song song ngƣợc cho pha Vì mơmen động tỷ lệ với bình phƣơng điện áp, dòng điện tỷ lệ với điện áp nên mơmen gia tốc dịng điện khởi động đƣợc hạn chế thông qua điều chỉnh trị số hiệu dụng điện áp Nhƣ vậy, hoạt động khởi động mềm hoàn toàn dựa việc điều khiển điện áp khởi động dừng, tức có trị số hiệu dụng điện áp thay đổi

Mạch lực khởi động mềm gồm cặp thyristor đấu song song ngƣợc cho pha Vì mơmen động tỷ lệ với bình phƣơng điện áp, dịng điện tỷ lệ với điện áp nên mômen gia tốc dịng điện khởi động đƣợc hạn chế thơng qua điều chỉnh trị số hiệu dụng điện áp Nhƣ vậy, hoạt động khởi động mềm hoàn toàn dựa việc điều khiển điện áp khởi động dừng, tức có trị số hiệu dụng điện áp thay đổi

137

xác định (có thể điều chỉnh đƣợc từ 20 đến 100% điện áp nguồn) tới điện áp lƣới sau khoảng thời gian đặt

Khi dừng, không nên cắt trực tiếp động có mơmen qn tính nhỏ nhƣ băng truyền, thang máy, máy nâng để đảm bảo không nguy hiểm cho ngƣời thiết bị đƣợc chuyên chở, hay máy dừng đột ngột làm đứt chỉ, kẹt sản phẩm

Nhờ chức dừng mềm mà điện áp động đƣợc giảm từ từ khoảng từ đến 20s tùy thuộc yêu cầu Điệp áp ban đầu cho dừng mềm Ustop = 0,9UN điện áp cuối trình vào khoảng 0,85 điện áp ban đầu Thời gian ramp điện áp tới 1000s điện áp ban đầu cuối trình dừng mềm đặt theo chƣơng trình

Hinh 10-2 điện áp dừng tự khởi động mềm

Nhƣ vậy, thực chất dừng mềm cố ý kéo dài trình dừng cách giảm từ từ điện áp nguồn cung cấp vào động Nếu q trình dừng mà có lệnh khởi động, trình dừng bị hủy bỏ động đƣợc khởi động trở lại

3 Một số khởi động mềm thực tế 3.1 Bộ khởi động mềm AST

Bộ khởi động mềm AST sử dụng điều khiển kỹ thuật số, đƣợc Công ty Cổ phần điện tử ASO chế tạo sở linh kiện điện tử nhập từ nƣớc G7 Bộ khởi động AST thích hợp cho hệ thống Bypass (Chạy động qua khởi động từ, không sử dụng

138

bị AST tự động chuyển sang hệ thống Bypass Thiết bị có đầy đủ chức bảo vệ cho động

Chức điều khiển:

- Điều khiển trình khởi động mềm dừng mềm theo tham số cài đạt

- Cài đặt tham số phím mềm hiển thị hình LED - Điều chỉnh điện áp khởi động biến đổi xoay chiều – xoay chiều,

dùng Thysistor Chức bảo vệ:

AST có đầy đủ chức bảo vệ cần thiết, nhƣ: Q dịng cắt nhanh, q dịng có thời gian, q dịng pha, pha, ngƣợc pha AST cịn trì chức bảo vệ chế độ Bypass Đây đặc trƣng quan trọng AST

3.2 Khởi động mềm ATS 22

- Hãng Sản Xuất : Schneider

- Bộ khởi động dừng mềm, từ 7.5A đến 315 KW - Tích hợp nhiều chức giao thức truyền thông - Điện áp cung cấp: 220VAC đến 415VAC

- Bảo vệ máy: Khơng tải, q tải với ngƣỡng thời gian điều chỉnh đƣợc, kẹt roto, kiểm soát chiều quay

- Ứng dụng: Bơm, quạt, máy nén khí

3.3 Khởi động mềm ATS 01

- Hãng Sản Xuất : Schneider

139 3.4 Bộ khởi động mềm NJR2

- Hãng Sản Xuất : CHINT

- Bộ khởi động dừng mềm, từ 15A đến 579A

- Tích hợp nhiều chức giao thức truyền thông - Điện áp cung cấp: 380VAC

- Bảo vệ máy: Không tải, tải với ngƣỡng thời gian điều chỉnh đƣợc, kẹt roto, kiểm sốt chiều quay

140

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]- Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện – Nxb Khoa học Kỹ thuật 2007

[2]- Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện – Nxb Khoa học Kỹ thuật 2006

[3]- Nguyễn Tiến Ban, Thân Ngọc Hoàn, Điều khiển tự động hệ thống truyền động điện – Nxb Khoa học Kỹ thuật 2007

[4]- Võ Quang Lạp,Trần Thọ, Cơ sở truyền động điện – Nxb Khoa học Kỹ thuật 2004