Đang tải... (xem toàn văn)
-Hãm động năng là chế độ hãm thường được sử dụng, trong đó phương án sử dụng từ trường của dòng điện một chiều đi qua mạch stator được sử dụng phổ biến. -Theo đó mạch stator được ngắt [r]
(1)03/20/21 Bài giảng
Truyền động điện
(2)(3)03/20/21
(4)03/20/21
(5)03/20/21
(6)03/20/21
(7)03/20/21
(8)03/20/21
(9)03/20/21
(10)03/20/21 10
(11)03/20/21 11
(12)03/20/21 12
(13)03/20/21 13
(14)03/20/21 14
(15)03/20/21 15
Mơ hình xác:
(16)03/20/21 16
Mơ hình đơn giản:
(17)03/20/21 17
Mơ hình đơn giản:
(18)(19)(20)(21)(22)(23)03/20/21 23
(24)(25)03/20/21 25
Truyền động điện
(26)03/20/21 26
Truyền động điện
(27)03/20/21 27
-Động DC khởi động trực tiếp sinh Mkđ và Ikđ động lớn so với dòng định mức
Khởi động động DC kích từ độc lập
(28)03/20/21 28
- Để hạn chế Mkđ Ikđ vượt trị số mong muốn cần phải làm mềm hóa đặc tính cách khởi động qua cấp điện rở phụ thêm vào mạch phần ứng
- Dòng điện khởi động phải khống chế khơng lớn khả chịu dịng chổi than ( thường 2,5Iđm đến 3Iđm )
- Moment khởi động phải khống chế không lớn khả chịu đựng tải ( thường 3Mđm )
(29)03/20/21 29
Truyền động điện
Khởi động động DC qua điện trở phụ
(30)03/20/21 30
Truyền động điện
Khởi động động DC qua điện trở phụ
(31)03/20/21 31
1 Hãm tái sinh
(32)03/20/21 32
(33)03/20/21 33
(34)03/20/21 34
(35)03/20/21 35
(36)03/20/21 36
(37)03/20/21 37
(38)03/20/21 38
(39)03/20/21 39
(40)03/20/21 40
(41)03/20/21 41
(42)03/20/21 42
(43)03/20/21 43
Truyền động điện
(44)03/20/21 44
Truyền động điện
(45)03/20/21 45
(46)03/20/21 46
(47)03/20/21 47
(48)03/20/21 48
(49)03/20/21 49
(50)03/20/21 50
Truyền động điện
Điều khiển tốc độ động DC kích từ độc lập
(51)03/20/21 51
Truyền động điện
(52)03/20/21 52
Truyền động điện
(53)03/20/21 53
Truyền động điện
(54)03/20/21 54
Truyền động điện
(55)03/20/21 55
Truyền động điện
(56)03/20/21 56
(57)03/20/21 57
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
-Bộ chỉnh lưu biến đổi áp AC-DC cấp cho động DC
(58)03/20/21 58
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(59)03/20/21 59
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(60)03/20/21 60
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(61)03/20/21 61
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(62)03/20/21 62
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(63)03/20/21 63
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(64)03/20/21 64
5 Điều khiển động DC dùng chỉnh lưu
(65)03/20/21 65
(66)03/20/21 66
(67)03/20/21 67
(68)03/20/21 68
(69)03/20/21 69
(70)03/20/21 70
Hệ chỉnh lưu pha điều khiển hoàn toàn – động DC
(71)(72)(73)03/20/21 73
(74)03/20/21 74
(75)03/20/21 75
(76)03/20/21 76
Hệ chỉnh lưu kép pha điều khiển hoàn toàn – động DC
(77)03/20/21 77
(78)03/20/21 78
-Do điện áp ngõ tức thời hai chỉnh lưu có khác biệt nên xuất dịng điện cân dẫn qua nguồn xoay chiều hai chỉnh lưu
(79)03/20/21 79
- Khối chuyển yêu cầu dòng điện tải thành yêu cầu dòng điện nhánh chỉnh lưu
(80)03/20/21 80
(81)03/20/21 81
(82)03/20/21 82
(83)03/20/21 83
(84)03/20/21 84
(85)03/20/21 85
(86)03/20/21 86
(87)03/20/21 87
(88)03/20/21 88
(89)03/20/21 89
(90)03/20/21 90
(91)03/20/21 91
6 Điều khiển động DC dùng biến đổi xung áp ( Chopper) Bộ tăng áp kiểu đảo dòng ( Chopper C)
Điều khiển linh kiện thực theo hai phương án:
Phương án 1:
- Cho phép điều khiển riêng chế độ động khóa S1 (S2 bị ngắt)
điều khiển hãm động khóa S2 (khóa S1 ngắt)
Phương án 1:
- Cả hai khóa S1 S2 kích theo qui tắc kích đối nghịch Phương án cho dòng tải liên tục qua điểm zero, mạch điều khiển đơn giản
(92)03/20/21 92
(93)03/20/21 93
(94)03/20/21 94
(95)03/20/21 95
(96)03/20/21 96
(97)(98)(99)(100)(101)(102)(103)(104)(105)(106)(107)(108)(109)(110)(111)(112)(113)(114)(115)(116)(117)03/20/21 117
- Mạch công suất gồm chỉnh lưu điều khiển mắc vào lưới nguồn ac Điện áp ngõ chỉnh lưu mắc
vào phần ứng động Giả thiết mạch kích từ ni nguồn dc độc lập khác thiết lập giá trị không thay đổi
(118)03/20/21 118
-Tùy theo yêu cầu thực tế, mạch công suất chứa cuộn kháng phụ nắn dịng điện Ld mắc nối tiếp với mạch phần ứng
(119)03/20/21 119
- Với cấu trúc mạch cơng suất trên, hệ truyền động có khả làm việc phạm vi góc phần tư thứ thứ tư, cho phép thực chế độ kéo tải thụ động (hoặc nâng tảigóc
(120)03/20/21 120
-Để hệ truyền động hoạt động, mạch điều khiển nhận tín hiệu gồm tín hiệu điều khiển vận tốc yêu cầu (wyc), các tín hiệu đo lường hồi tiếp như dịng điện hồi tiếp, vận tốc hồi tiếp
(121)03/20/21 121
Mạch điều khiển gồm ba khối chức chính, chứa hai khối hiệu chỉnh gồm hiệu
(122)03/20/21 122
(123)03/20/21 123
Chức hiệu chỉnh vận tốc nhằm điều chỉnh moment động cho đáp ứng vận tốc động w bám sát giá trị tín hiệu vận tốc yêu cầu wyc
(124)03/20/21 124
- Tính chất động học vận tốc sai số tốc độ xuất trình điều chỉnh phụ thuộc vào giá trị tham số thiết lập khối hiệu chỉnh vận tốc Mặc khác, với phần tử giới hạn (có đặc tính bão hịa) tác dụng lên tín hiệu ngõ ra, khối hiệu chỉnh vận tốc thiết lập giá trị giới hạn cho phép
(125)03/20/21 125
(126)03/20/21 126
Khối hiệu chỉnh dịng điện thường gặp có dạng PI , ngõ vào nhận tín hiệu dòng điện phần ứng yêu cầu iưyc dịng điện hồi tiếp iht, khối có chức điều chỉnh thay đổi điện áp nguồn cấp cho phần ứng cho dòng điện phần ứng (và moment) thay đổi xác theo giá trị iưyc thiết lập ngõ hiệu
(127)03/20/21 127
-Tín hiệu uđk ngõ hiệu chỉnh dịng điện mang thơng tin về độ lớn điện áp nguồn cấp cho phần ứng động
- Kết hợp giá trị khống chế
Iưycmax, Iưycmin
(128)03/20/21 128
- Khối thứ ba mạch tạo xung kích Nó tiếp nhận tín hiệu uđk từ khối hiệu chỉnh dòng điện thực chức chuyển đổi tín hiệu uđk thành xung kích đóng các thời điểm thích hợp (góc kích α ) cho thyristor để đạt điện áp chỉnh lưu
(129)03/20/21 129
(130)03/20/21 130
- Xét trình độ động khởi động đến vận tốc nyc
-Tại thời điểm ban đầu, vận tốc động Sai biệt vận tốc đủ lớn làm cho hiệu chỉnh
vận tốc sớm đạt giá trị bão hòa
-Dịng điện u cầu ngõ thiết lập đến
(131)03/20/21 131
-Do dòng chưa qua mạch phần ứng nên sai biệt dòng iyc dòng tải tác động lên khâu hiệu chỉnh dịng điện sớm làm đạt trạng thái bão hịa với tín hiệu uđk xác lập giá trị cực đại.
- Điện áp chỉnh lưu cực đại tạo
(132)03/20/21 132
-Do vận tốc thay đổi chậm nên thành phần sức điện động kφt.ω lúc có giá trị khơng đáng kể
(133)03/20/21 133
-Tại thời điểm t=t2, iư=iưmax mạch hiệu chỉnh dòng điện vùng bão hịa Nó bắt đầu tác dụng lên q trình hiệu chỉnh dịng điện -Do dịng điện phần ứng độ tiếp tục tăng lên vượt giá trị iyc nên khối hiệu chỉnh dòng tác dụng làm giảm điện áp uđk từ giảm điện áp chỉnh lưu Quá trình nêu kết thúc thời
(134)03/20/21 134
-Khi đó, điện áp nguồn cung cấp mạch phần ứng phải vừa đảm bảo trì dịng qua phần ứng cực đại vừa bù cho thành phần sức điện động tỉ lệ với vận tốc tăng lên động
(135)03/20/21 135
- Trị trung bình tín hiệu điện áp điều khiển
trong giai đoạn (t2 < t <t3) gần thay đổi tỉ lệ thuận với vận tốc
-Tại thời điểm t=t3, vận tốc động w đạt giá trị vận tốc đặt wyc tiếp tục vượt qua wyc t>t3
(136)03/20/21 136
-Khi t>t3, hai khối hiệu chỉnh hoạt động phạm vi điều khiển tuyến tính -Do q trình khởi động xét khơng
mang tải, dịng điện trì qua phần ứng moment động tiếp tục tác động tăng vận tốc
-Sai biệt vận tốc tiếp
(137)03/20/21 137
-Đến thời điểm t=t4, dòng điện qua phần ứng triệt tiêu tín hiệu uđk có giá trị thấp khơng cho phép thực trình chuyển mạch
- Do đó, động sau thời điểm
t=t4 chạy không tải với điện áp phần ứng trì sức điện động đạt thời điểm
(138)03/20/21 138
-Một trường hợp khác mô tả khởi động động mang tải Q trình khởi động có giai đoạn đầu diễn tương tự trường hợp khảo sát
- Trong giai đoạn (t<t1), hai khối hiệu chỉnh trạng thái bão hòa Trong giai đoạn
(t1<t<t2), mạch hiệu chỉnh vận tốc trì trạng thái bão hòa hiệu chỉnh dòng điện hoạt động vùng tuyến tính Khi t>t2, hai khối hiệu chỉnh hoạt động phạm vi tuyến tính
- Do phải tạo nên moment cân với
(139)(140)03/20/21 140
- Cấu trúc hệ truyền động đảo chiều vịng kín mơ tả tương tự trường hợp Điểm khác biệt cấu trúc đảo chiều thể điểm sau
(141)03/20/21 141
(142)03/20/21 142
(143)(144)03/20/21 144
(145)03/20/21 145
(146)03/20/21 146
-Vận tốc yêu cầu động di chuyển theo quỹ đạo pha trình hãm dừng động Độ xác q trình điều khiển vị trí kỹ thuật analog đạt đến độ xác khoảng 1% Các ví dụ q trình điều khiển vị trí chẳng hạn
(147)(148)(149)(150)(151)(152)(153)03/20/21 153
(154)03/20/21 154
(155)03/20/21 155
(156)03/20/21 156
(157)03/20/21 157
(158)(159)03/20/21 159
1 Khởi động trực tiếp
Các tính chất:
-Điều khiển đơn giản, đóng pha động trực tiếp vào ba pha nguồn cơng tắc khí
-Dịng khởi động lớn gây sụt áp lưới điện mức cho phép, đặc biệt động có cơng suất lớn
-Moment khởi động chứa thành phần xung lớn gây shock học, động khởi động không êm
(160)03/20/21 160
2 Khởi động sao-tam giác để giảm dòng điện moment khởi động:
-Dòng khởi động qua cuộn stator giảm lần, dòng qua lưới nguồn giảm lần
(161)03/20/21 161
(162)03/20/21 162
(163)03/20/21 163
(164)03/20/21 164
(165)(166)03/20/21 166
6 Khởi động mềm (Soft Starter)
-Hiện phương pháp đại, áp dụng cho động công suất vừa lớn
(167)03/20/21 167
(168)03/20/21 168
(169)03/20/21 169
6 Khởi động mềm (Soft Starter) Ưu điểm:
-Moment khởi động thay đổi mềm (như moment động chiều) -Khống chế dịng khởi động
-Đáp ứng nhanh đóng ngắt -Khơng có vấn đề phát sinh hồ quang
Nhược điểm:
- Mạch công suất sử dụng linh kiện bán dẫn nên dẫn điện khơng hồn tồn đóng tổn hao nhiệt
(170)(171)(172)(173)(174)(175)(176)03/20/21 176
4.3 CÁC CHẾ ĐỘ HÃM ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1 Chế độ hãm tái sinh
(177)03/20/21 177
1 Chế độ hãm tái sinh
b/ Nguồn cung cấp có tần số điều chỉnh được: bằng cách điều chỉnh tần số nguồn thấp vận tốc làm việc động cơ, động chuyển sang chế độ hãm tái sinh đặc tính làm việc Do tần số nguồn điều chỉnh đến triệt tiêu nên phương pháp thực hãm dừng động
(178)03/20/21 178
1 Chế độ hãm tái sinh
(179)03/20/21 179
2 Chế độ hãm ngược
Xảy trường hợp sau:
Trường hợp nguồn cung cấp ac không thay đổi: vận tốc đồng giữ nguyên dấu:
- Xảy ra động tác dụng tải thực chuyển động quay theo chiều ngược lại với chiều từ trường ( ωm ωs ngược dấu) Để thực hãm ngược, đặc tính ω(M) động phải “mềm” hóa, cách thêm điện trở mạch rotor
(180)03/20/21 180
(181)03/20/21 181
Trường hợp nguồn cung cấp ac bị thay đổi: Đảo chiều từ trường quay hay vận tốc đồng đổi dấu:
-Xảy động vận hành vận tốc bị cắt khỏi nguồn thứ tự pha nguồn bị thay đổi cách đảo vị trí đấu dây hai ba pha nguồn mắc vào động không đồng
-Độ trượt rotor moment thời điểm xảy hãm ngược: 2 Chế độ hãm ngược
(182)03/20/21 182
Dễ thấy, shn>1 Do đó:
-Trở kháng tương đương lúc thực hãm ngược nhỏ trở kháng lúc khởi động Dịng điện hãm ngược lớn Để khống chế dòng điện hãm ngược, biện pháp mắc thêm điện trở mạch stator rotor sử dụng
- Phương án sử dụng điện trở mạch rotor có khả tăng moment trình hãm
- Moment động vận tốc triệt tiêu có giá trị âm khác khơng Vì thế, muốn thực hãm dừng động tránh tượng quay đảo chiều động cơ, cần thực cắt nguồn khỏi động vận tốc đạt lân cận giá trị zero
2 Chế độ hãm ngược
(183)03/20/21 183
(184)03/20/21 184
- Trong trình hãm ngược, lượng chuyển thành điện năng, phần lượng với lượng từ nguồn cung cấp tiêu hao điện trở dạng
nhiệt
-Rõ ràng, phương án hãm gây nhiều tổn hao, hiệu suất thấp
- Hãm ngược sử dụng thích hợp cho họat động đảo chiều vận tốc động
2 Chế độ hãm ngược
(185)03/20/21 185
3 Chế độ hãm động năng
(186)03/20/21 186
-Động khơng đồng bị hãm động nguồn ac không đối xứng Lúc đó, stator động đóng vào nguồn pha
-Có thể phân tích tác dụng nguồn ac pha tách thành nguồn ba pha đối xứng thành phần thứ tự thuận hệ nguồn ba pha đối xứng thành phần thứ tự nghịch
3 Chế độ hãm động năng
(187)03/20/21 187
-Khi động chạy vận tốc cho trước bị hãm động nguồn ac pha, moment hãm phát sinh moment hệ nguồn đối xứng thứ tự nghịch có trị tuyệt đối lớn moment hệ nguồn đối xứng theo thứ tự thuận
-Điều xảy điện trở rotor đủ lớn Do đó, hãm động bằng hệ nguồn ac khơng đối xứng chỉ sử dụng thích hợp động cơ không đồng rotor dây quấn hoặc có cấu tạo rotor đặc biệt với điện trở đủ lớn
3 Chế độ hãm động năng
(188)03/20/21 188
3 Chế độ hãm động năng
(189)03/20/21 189
3 Chế độ hãm động năng
(190)(191)03/20/21 191
-Hãm động chế độ hãm thường sử dụng, phương án sử dụng từ trường dòng điện chiều qua mạch stator sử dụng phổ biến
-Theo mạch stator ngắt khỏi nguồn ac đóng vào nguồn dc Khi đó, dịng điện chiều dẫn qua cuộn stator tạo nên từ trường đứng yên Chuyển động quay cuộn rotor cắt ngang đường sức từ trường đứng yên gây moment hãm động
3 Chế độ hãm động năng
(192)03/20/21 192
Các cấu trúc đấu mạch stator hãm động năng
3 Chế độ hãm động năng
(193)03/20/21 193
Các cấu trúc đấu mạch stator hãm động năng
Tổng trở tương đương, quan hệ điện áp chỉnh lưu dòng điện dc điện áp mạch chiều cho bảng
3 Chế độ hãm động năng
(194)03/20/21 194
-Mạch nguồn dc thực cách sử dụng chỉnh lưu, biến đổi điện áp lưới nguồn ac thành điện áp dc cấp cho cuộn dây stator
-Thực tế, ngưởi ta thường sử dụng cấu trúc mạch chỉnh lưu đơn giản để thực hãm động Cấu trúc bao gồm chỉnh lưu tia
một xung với diode không Trong số trường hợp, để tăng nhanh khả tắt dòng điện qua stator, cấu trúc dùng chỉnh lưu tia xung với thyristor sử dụng
3 Chế độ hãm động năng
(195)03/20/21 195
Nếu sử dụng máy biến thế, chọn cấu trúc chỉnh lưu khơng điều khiển (ví dụ chỉnh lưu cầu diode pha), độ lớn dòng điện dc thiết lập tỉ số vòng dây cuộn sơ cấp- thứ cấp máy biến Dòng điện kích từ dẫn qua cuộn stator giới hạn điện trở R1 mắc nối tiếp ngõ mạch chỉnh lưu
3 Chế độ hãm động năng
(196)03/20/21 196
-Moment hãm tác động q trình hãm thay đổi điện trở phụ mạch rotor R2 động không đồng rotor dây quấn 3 Chế độ hãm động năng
(197)03/20/21 197
-Đặc tính moment hãm thay đổi theo điện trở mạch rotor vẽ minh họa
3 Chế độ hãm động năng
(198)03/20/21 198
Moment hãm động năng:
3 Chế độ hãm động năng
(199)03/20/21 199
3 Chế độ hãm động năng
b/ Chế độ hãm động nguồn dc
(200)03/20/21 200
3 Chế độ hãm động năng