Mô hình hóa động cơ rotor lồng sóc 3 pha

I. Động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc 1.Lý thuyết Khi đặt điện áp xoay chiều ba pha lên hệ thống cuộn dây phía Stator sẽ tạo ra dòng stator, gây lên điện áp cảm ứng phía rotor và do đó gây lên dòng cảm ứng phía rotor. Dòng hai phía stator và rotor có tác dụng tạo ra dòng rotor, stator và đó cũng là nguyên nhân sinh ra mômen quay của máy điện. Điều kiện để xẩy ra cảm ứng và tạo được momen là tồn tại một sự trượt nhất đònh (không đồng bộ) giữa chuyển động của rotor và của vector từ thông stator. Trong trường hợp đồng bộ, máy điện sẽ không tạo ra được momen quay. K m M m = s K s + K s s 2 ; R s ≈ 0 m K = 2 3 p z σ s L 1 2 s s U ω ; s K = σω ss r L R m K Mômen lật s K Hệ số trượt khi K M m m = 1 m M Mômen động cơ U s Điện áp stator ω s Tần số stator z p Công thức trên là công thức trên là công thức gần đúng, xuất phát từ giả thiết điện trở stator = 0. Giả thiết đó có thể coi là gần đúng đối với máy điện công suất lớn, rất lớn. Các phương trình mô tả động cơ điện dò bộ rotor lồng sóc:  phương trình điện áp stator u s = R s i s + dt s ψd  phương trình điện áp rotor 0 = R r i r + dt r ψd - jω r ψ  phương trình từ thông s ψ = L s i s +L m i r r ψ = L m i s +L r i r Trong đó: R s Điện trở stator R r Điêïn trở rotor L s Điện cảm stator L r Điện cảm rotor L m Hỗ cảm giữa hai quận dây u s Vector điện áp stator i s Vector dòng điện stator s ψ Vector từ thông stator r ψ Vector từ thông rotor Mô hình động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc: dt s di α = - r T 1 + s T 1 σ σ σ i αs + α ψ σ σ r ′ r T 1 + ω β ψ σ σ r ′ 1 + α σ s u s L 1 dt s di β = - r T 1 + s T 1 σ σ σ i βs + ω α ψ σ σ r ′ 1 + β ψ σ σ r ′ r T 1 + β σ s u s L 1 dt r ′ d α ψ = β ψω α ψ α r ′ r ′ r T 1 s i r T 1 dt r ′ d β ψ = α ψω β ψ β r ′ + r ′ r T 1 s i r T 1 Trong đó : s R s L = s T ; r R r L = r T ; r L s L 2 m L 1=σ m L r j+ m L r = r ′ j+ r ′′ = m L r = ′ β ψ α ψ β ψ α ψ ψ ψ Phương trình mômen: ( ) s i r ′ s i r ′ s L1 p z 2 3 = M m α β ψ β α ψσ Hệ phương trình mô tả động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc được xây dựng trên cơ sở chấp nhận các giả thiết sau:  Hệ phương trình cơ bản thu được trên cơ sở sóng cơ bản của các đại lượng dòng, áp và từ thông. Hiện tượng móc vòng từ thông giữa stator và rotor chỉ xẩy ra với sóng cơ bản. Mômen hài chưa được quan tâm.  Hệ chưa xét tới hiện tượng bão hoà từ.  Chưa xét tới tổn hao dòng quẩn và tổn hao sắt từ.  Chưa xét đến hiện tượng dãn dòng (xuất hiện đối với hài dòng bậc cao, làm tăng giá trò hiệu dụng của điện trở).  Stator có kết tròn đều đối xứng. Việc đặt điện áp Rotor bằng 0 xuất phát từ kết cấu ngắn mạch của mạch điện phía rotor.  Tham số của mô hình là hằng  Bỏ qua tổn hao ma sát 2. Mô hình động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc: Các thông số: g = r T 1 σ σ J p z =h r L m 2 L p z 2 3 =f r R r L = r T II. Mô phỏng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc Sơ đồ simulink: 1. Mô hình Lựa chọn các thông số của động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc: Rs = 0.18 (Ω) Rr = 0.17 (Ω) Ls = 4.0 (Ω) Lr = 4.0 (Ω) Lm = 3.91 (Ω) Pc = 3 J = 0.5 2. Các đường đặc tính a. Đường đặc tính mômen cản Tải được đóng vào động cơ khi tốc độ đã ổn đònh, sau 0,5 s b. Đặc tính tốc độ theo thời gian c. Đặc tính của dòng điện βs i αs i d. Đặc tính của mômen trên trục động cơ III.Mô hình nghòch lưu băm xung nguồn áp Nghòch lưu băm xung nguồn áp la dạng thiết bò điện tử cong suất rất quan trọng, được sử dung để điều khiển các máy điện xoay chiều 3 pha. Nghòch lưu có nhiệm vụ tạo ra mot hệ thóng nguồn xoay chiều 3 pha có biên độ, tần số và góc pha theo như ý muốn, Nghòch lưu nguồn áp bao giờ cũng được nuôi bởi nguồn điện một chiều Trong bài này sử dụng phương pháp biến điệu bề rộng xung, đây là phương pháp có nhiều ưu điểm: - vừa điều chỉnh được điện áp ra, lai vừa điều chỉnh được tần số. - điện áp ra gần với hình sin. - có thể sử dụng chỉnh lưu không điều khiển ở đầu vào của nghòch lưu làm tăng hiệu quả của sơ đồ. Nội dung của phương pháp biến điệu bề rộng xung là so sánh một sóng sin chuẩn có tần số bằng tần số của điện áp ra nghòch lưu mong muốn, với một điện áp răng cưa tần số cao, cơ 2 dến 10 kH z . Phương pháp biến điệu bề rộng xungcos nhiều dạng, trong đó có 2 dang cơ bản là: biến điệu bề rộng xung ra một cực tính hoặch hai cực tính. Theo dạng điện áp một cực tính những khoảng điện áp sin chuẩn cao hơn điện áp răng cưa mở van để đưa điện áp ra tải, trong những khoảng điện áp sin chuẩn thấp hơn điện áp răng cưa khoá van để điện áp ra tải bằng không. Điện áp được tạo thành riêng cho nửa chu kỳ dương và nửa chu kỳ âm. Theo dạng áp ra hai cực tính điện áp ra sẽ là +E khi sin chuẩn cao hơn xung răng cưa va la -E khi sin chuẩn thấp hơn. 1. Sơ đồ simulink nghòch lưu nguồn áp 3 pha 2. Các đường đặc tính a.Điện áp vào b. Ñaëc tính cua U s α vaø U s β