Hình 2.14.: Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ khơng đồng bộ
2.4. điều khiển tần số động cơ khơng đồng bộ
2.4.1 Khái niệm chung
Điều khiển tần số là một phơng pháp điều khiển hiện đại cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ (ĐK) trơn, rộng và hiệu quả.
Hệ thống điều khiển tốc độ vịng hở động cơ bằng điều chỉnh tần số nguồn cấp sẽ chỉ thích hợp ở những hệ thống truyền động điện khơng yêu cầu cao về chất lợng quá trình quá độ và thơng thờng khi động cơ làm việc ở chế độ xác lập. Hệ thống điều khiển hở khơng thể đáp ứng đợc khi hệ thống cần cĩ quá trình gia tốc nhanh vì tần số nguồn cĩ thể thay đổi quá nhanh vợt quá tần số rơto giới hạn. ở ngồi vùng điểm tới hạn dịng điện động cơ sẽ lớn, nhng hệ số cơng suất, momen động cơ và hiệu suất thấp. Điều khiển cĩ phản hồi sẽ cần thiết cho hệ thống làm việc ổn định trong chế độ xác lập khi điện áp nguồn và phụ tải thay đổi và cĩ phản ứng quá độ nhanh.
2.4.2 Nguyên lý điều chỉnh tần số:
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách biến đổi tần số fi của điện áp stato đợc rút ra từ biểu thức xác định động cơ KĐB
ωs = 2.π.fs
Vậy sức điện động của dây quấn stato của động cơ tỷ lệ với tần số ra và từ
thơng: Es = C.φ.fs
Mặt khác nếu bỏ qua độ sụt áp trên tổng trở dây quấn stato tức coi 15 Us Es C fs X s Rs Is Us= + ≈ ⇒ ≈ = φ ∆ 2 2 0
Vậy đồng thời với việc điều chỉnh tần số ta phải điều chỉnh cả điện áp nguồn cung cấp. Từ cơng thức trên ta thấy khi điều chỉnh tần số mà giữ nguyên điện áp nguồn Us khơng đổi thì từ thơng động cơ sẽ biến thiên
*Khi ƒs giảm từ thơng φ của động cơ lớn lên làm cho mạch từ bão hồ và dịng điện từ hố lớn lên. Do các chỉ tiêu năng lợng xấu đi và đơi khi nhiều động cơ cịn phát năng lợng quá mức cho phép.
*Khi ƒs tăng từ thơng φ của động cơ giảm xuống và nếu mơmen phụ tải khơng đổi thì theo biểu thức M = k.φ.I.n.cosφ ta thấy dịng điện rotor Ir phải tăng lên.Vậy trong trờng hợp này dây quấn động cơ chịu quá tải cịn lõi thép thì phải non tải. Ngồi ra cũng vì lý do trên mơmen cho phép và khả năng quá tải của động cơ giảm xuống.
Vì vậy để tận dụng khả năng động cơ một cách tốt nhất là khi điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp biến đổi tần số ngời ta cịn phải điều chỉnh cả điện áp và dịng điện theo hàm của tần số và phụ tải
Việc điều chỉnh này chỉ theo hàm của tần số cĩ đặc máy sản xuất cĩ thể đ- ợc thực hiện trong hệ kín. Khi đĩ nhờ các mạch hồi tiếp điện áp ứng với một tần cho trớc nào đĩ sẽ biến đổi theo phụ tải
Yêu cầu chính đối với đặc tính của truyền động điều chỉnh tần số đảm bảo độ cứng đặc tính cơ và khả năng quá tải trong tồn bộ dải điều chỉnh tần số và phụ tải ngồi ra cịn cĩ thể cĩ vài yêu cầu về điều chỉnh tối u trong chế độ tĩnh