Ly hợp trượt và Điều khiển tần số trong hệ thống truyền động điện

Ly hợp trượt (động cơ VS)

Lưới ồ Động cơ sơ cấp tốc độ cố định(KĐB) ồ Ly hợp trượt ồ Tải tốc độ thay đổi Ưu điểm là rất đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo và sử dụng động cơ KĐB rotor lồng sóc là truyền động sơ cấp. Ly hợp trượt làm việc theo nguyên lý của động cơ KĐB, phần thụ động chuyển động quay theo TTQ, nhưng độ trượt sẽ phụ thuộc vào dòng kích từ là dòng điện một chiểu qua cuộn dây và momen cản của tải.

ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ĐỘNG CƠ KĐB BẰNG BIẾN TẦN V/F

I I n , chỉ số “R “ dùng để chỉ giá trị hiệu dụng, Inm =V X1/ nm là dòng ngắn mạch của động cơ, còn gọi là dòng khóa rotor (dòng qua động cơ khi rotor không quay) hay quen thuộc hơn: dòng khởi động. Vì phát nóng trong mạch tỉ lệ với bình phương giá trị hiệu dụng dòng điện, khi sử dụng dòng điện không sin, động cơ phải chịu thêm sự phát nóng của sóng hài dòng điện, gọi là phát nóng phụ ΔPΣn. Khi tần số làm việc thấp, ảnh hưởng của sóng hài bậc cao trở nên quan trọng hơn và trong các hệ thống điều khiển tần số động cơ KĐB, ta luôn phải giải quyết bài toán hạn chế sóng hài bên cạnh việc điều khiển điện áp.

Vì hàm truyền dòng/áp của tải RL là mạch lọc thấp qua, ta có thể dùng mạch so sánh có trể (smit trigger) để đóng ngắt nguồn cung cấp động cơ sao cho dòng qua nó có dạng hình sin mong muoán. Khi muốn có áp ra tăng cao, ta cần mở rộng vùng điều khiển điện áp bằng cách tăng cao áp chuẫn V*, hệ thống làm việc trong vùng quá điều chế (overmodulation), m không còn tuyến tính và ta cần thay đổi công thức tính ta, tb.

ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN Cể TRUNG GIAN MỘT CHIỀU

Sơ đồ điều khiển nghịch lưu đơn giản

Bài tập : Sử dụng các Set – Reset Flip Flop để suy ra các tín hiệu điều khiển sơ đồ nghịch lưu nguồn áp hình IV.3.2 (mỗi lúc có 3 ngắt điện làm việc) từ logic ba pha duứng CD4017 treõn. Các mạch OR tổ hợp các ngỏ ra bộ đếm làm thành các xung điều khiển ngắt điện bán dẫn theo sơ đồ mỗi lúc có hai ngắt điện làm việc (trên hình 5.20 vẽ tín hiệu điều khiển hai ngắt điện S1 và S2, các ngắt điện khác cũng tương tự ). Với nhận xét trạng thái của các ngắt điện bán dẫn trong bộ nghịch lưu điều khiển độ rộng xung là đóng hay ngắt một cách tuần tự có chu kỳ, không thay đổi nếu dạng sóng ngỏ ra không đổi (như dạng sóng triệt tiêu các hài chọn trước đã khảo sát); có thể ghi trạng thái đóng ngắt sau.

Để thay đổi dạng sóng ngỏ ra theo tần số, ROM chứa nhiều dạng sóng ứng với các tần số khác nhau và khối đo tần số sẽ thay đổi phần địa chỉ do nó quản lý để chỉ đến vùng dữ liệu tương ứng. Nhược điểm lớn nhất là dạng sóng ở mỗi tần số là đã định trước, không thể thay đổi theo điều kiện thực tế ví dụ như áp lưới giảm so với tính toán, hay cần bù sụt áp theo tải.

Biến tần điều khiển từ thông và momen

Khi đó dòng xtator ba pha yêu cầu, tổng hợp từ ngỏ ra khối điều khiển từ thông và điều khiển tần số của sơ đồ hình IV.4.7, được so sánh với dòng vào động cơ bằng mạch so sánh có trể để tác động các ngắt điện làm cho dòng xtator có giá trị mong muoán. Nếu ở động cơ DC, ta luôn có momen tỉ lệ với dòng điện vì sin δ = 1 (dòng điện và từ trường luôn thẳng góc với nhau) và từ thông khe hở chỉ phụ thuộc vào dòng kích từ thì ở động cơ KĐB, cả từ trường khe hở và dòng cảm ứng ở rotor đều do áp xtator tạo ra làm ta khoõng theồ ủieàu khieồn momen động cơ bằng cách thay đổi độ lớn và tần số điện áp xtator. Sử dụng các phép biến đổi vector từ tọa độ (d,q) sang (α,β) rồi (a,b,c) ta có được dòng ba pha ia, ib, ic cần thiết để tạo ra momen M theo yêu cầu của bộ điều khiển và đảm bảo từ thông động cơ ở giá trị định mức.

Cùng nguyên lý điều khiển vector từ thông nhưng để tiện sử dụng với động cơ bất kỳ, người ta tận dụng khả năng tính toán của các vi xử lý, để tính ra các thành phần từ thông (d,q) từ dòng điện, điện áp và các thông số mạch điện của động cơ nên còn gọi là điều khiển không cần cảm biến từ thông (sensorless flux vector control). Các biến tần chỉ dùng điều chế độ rộng xung vector không gian (SVPWM) cũng được gọi là biến tần vector, nhưng nếu để ý, ta sẽ thấy không có các từ khóa từ thông (flux vector), điều khiển momen trực tiếp (direct torque control), truyền động điện chấp hành (servo drive) và thường không có phản hồi tốc độ.

ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KHễNG CỔ GểP

Sơ đồ điều khiển

Có thể thấykhi lý luận thêm là mạch tương đương của BBĐ + ĐC nhìn từ phía nguồn một chiều cũng giống động cơ DC, nhất là khi số cực từ tăng cao. Điều khiển góc dẫn 120O có thể áp dụng cho nghịch lưu nguồn dòng dùng SCR, sử dụng sức phản điện của cuộn dây để chuyển mạch. Đó chính là bộ điều khiển pha làm việc ở chế độ nghịch lưu với áp xoay chiều là sức điện động của cuộn dây động cơ.

Đây chính là khối điều khiển momen của hệ thống truyền động điện quen thuộc nếu đầu vào có phản hồi dòng. - Để nâng cao chất lượng điều khiển, người ta sử dụng dòng điện hình sin và điều khiển vector vì bản chất động cơ vẫn là động cơ đồng bộ.

TỪ TRƯỜNG QUAY VÀ CÁC PHÉP BIẾN ĐỔI VECTOR 1. Từ trường xtator và rotor của động cơ xoay chiều;

Biến đổi Clarke xác nhận lại một điều căn bản là có thể tạo TTQ từ một hệ hai pha vuông góc 90O, như thực tế đã có các động cơ hai pha. Sau khi giảm một thứ nguyên, việc khảo sát các hệ quay còn gặp một khó khăn: các đại lượng ở hệ tọa độ cố định thay đổi hình sin, biến đổi hệ thống trục tọa độ cố định thành hệ thống tọa độ quay với tốc độ góc của dòng điện có thể giúp ta giải quyết vấn đề: biến đổi Park. Sau hai phép biến đổi này, vector không gian V^ quay với tốc độ we của hệ ba pha bố trí lệch 120O không gian trở nên cố định đối với hệ quy chiếu vuông góc quay cùng tốc độ.

Điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế : dòng điện 3 pha đi qua 3 cuộn đây của máy điện xoay chiều tạo nên TTQ có biên độ không đổi và tốc độ (điện) của tần số góc của dòng điện.