Phương pháp điều khiển V/f được sử dụng hầu hết trong các biến tần hiện nay. Tốc độ của ĐCKĐB tỉ lệ trực tiếp với tần số nguồn cung cấp. Do đó, nếu thay đổi tần số của nguồn cung cấp cho động cơ cũng sẽ thay đổi được tốc độ đồng bộ, và tương ứng là tốc độ của động cơ.
HVTH TRƯƠNG THANH HIẾU - 1780628 64
Tuy nhiên, nếu chỉ thay đổi tần số mà vẫn giữ nguyên biên độ nguồn áp cấp cho động cơ sẽ làm cho mạch từ của động cơ bị bão hòa. Điều này dẫn đến dòng từ hóa tăng, méo dạng điện áp và dòng điện cung cấp cho động cơ gây ra tổn hao lõi từ, tổn hao đồng trong dây quấn stator. Ngược lại, nếu từ thông giảm dưới định mức sẽ làm giảm khả năng mang tải của động cơ.
Vì vậy, khi giảm tần số nguồn cung cấp cho động cơ nhỏ hơn tần số định mức thường đòi hỏi phải giảm điện áp V cung cấp cho động cơ sao cho từ thông trong khe hở không khí được giữ không đổi. Khi động cơ làm việc với tần số cung cấp lớn hơn tần số định mức, thường giữ điện áp cung cấp không đổi và bằng định mức, do giới hạn về cách điện stator hoặc điện áp nguồn.
4.5.2.1 Phương pháp E/f
Ta có công thức sau [28]:
𝑎 = 𝑓
𝑓đ𝑚
Với: f là tần số làm việc của động cơ, fdm là tần số định mức của động cơ.
Giả sử động cơ hoạt động dưới tần số định mức (a < 1). Từ thông động cơ được giữ ở giá trị không đổi. Do từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng từ hóa của động cơ nên từ thông được giữ không đổi khi dòng từ hóa được giữ không đổi tại mọi điểm làm việc của động cơ.
Ta có phương trình tính dòng từ hóa tại điểm làm việc định mức như sau:
𝐼𝑚 = 𝐸đ𝑚
𝑓đ𝑚 1 2 𝐿𝑚 Với: Lm là điện cảm mạch từ hóa
Tại tần số làm việc f:
𝐼𝑚= 𝐸đ𝑚
𝑎𝑓đ𝑚
1 2 𝐿𝑚
Từ 2 phương trình trên ta suy ra điều kiện để dòng từ hóa không đổi: 𝐸
𝑎 = 𝐸đ𝑚𝐸
𝑓 =
𝐸đ𝑚
𝑓đ𝑚 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
Như vậy từ thông động cơ được giữ không đổi khi tỷ lệ E/f không đổi (E/f=const).
4.5.2.2 Phương pháp V/f [28]
(4.26)
(4.27)
(4.28)
HVTH TRƯƠNG THANH HIẾU - 1780628 65
Tuy nhiên trong thực tế, việc giữ từ thông không đổi đòi hỏi mạch điều khiển rất phức tạp. Nếu bỏ qua sụt áp trên điện trở và điện kháng tản mạch stator, ta có thể xem như U E. Khi đó nguyên tắc điều khiển E/f=const được thay bằng phương pháp V/f=const.
Trong phương pháp V/f=const (gọi ngắn là V/f) như đã trình bày ở trên thì tỉ số V/f được giữ không đổi và bằng giá trị tỉ số này ở định mức. Cần lưu ý là khi moment tải tăng, dòng động cơ tăng làm gia tăng sụt áp trên điện trở stator dẫn đến E giảm, có nghĩa là từ thông động cơ giảm. Do đó động cơ không hoàn toàn làm việc ở chế độ từ thông không đổi.