d. Đặc tớnh cơ tự nhiờn và đặc tớnh cơ nhõn tạo
1.2.2.2 Phƣơng phỏp khởi động dị bộ
Đõy là phương phỏp giống như khởi động động cơ dị bộ. Để thực hiện được phương phỏp này người ta đặt ở mặt cực một cuộn dõy ngắn mạch làm bằng cỏc thanh đồng (đồng thường hay đồng đỏ) giống như cuộn dõy của mỏy điện khụng đồng bộ rụ to ngắn mạch. Nếu bỏ qua cuộn kớch từ thỡ khi nối cuộn dõy 3 pha vào lưới sẽ cú dũng 3 pha chạy vào và tạo ra từ trường quay làm rụto quay như mỏy điện dị bộ. Khi đó đạt được tốc độ nhất định nếu ta cấp dũng kớch từ cho cuộn kớch từ thỡ giữa từ trường một chiều và từ trường quay sẽ tỏc động lờn nhau và tạo ra mụmen cú biờn độ tăng dần. Chu kỳ TM của mụ men này khi độ trượt nhỏ cú giỏ trị lớn (vớ dụ f = 50HZ, s = 0,005 thỡ TM = 4s), nờn mụ men sinh ra trong mỏy đồng bộ cú thể giỳp cho rụto tăng
tốc để bước vào đồng bộ. Cuộn dõy khởi động của mỏy cú thể là bản thõn cỏc lỏ thộp cực từ với kớch thước nhất định, khi từ trường biến thiờn trong nú sẽ xuất hiện dũng xoỏy và tạo ra mụmen đủ lớn để khởi động mỏy. Để giảm dũng khời động người ta sử dụng cỏc phương phỏp như ở mỏy dị bộ.
Cho tới lỳc này chỳng ta đó bỏ qua cuộn kớch từ. Nếu cuộn kớch từ hở mạch thỡ ở thời kỳ đầu của quỏ trỡnh khởi động, từ trường quay do stato tạo ra sẽ quay so với rotor một tốc độ rất lớn (ntt – n = sntt) sẽ cảm ứng trong cuộn kớch
từ hở một sđđ cú giỏ trị rất lớn gõy nguy hiểm cỏch điện cuộn kớch từ và cho người vận hành. Để trỏnh hiện tượng quỏ điện ỏp ta nối cuộn dõy qua một điện trở thớch hợp. Việc nối điện trở này lại tạo ra một hiện tượng khỏc gọi là hiện tượng Gorgesa. Bản chất hiện tượng này như sau:
- Từ trường quay của stato làm xuất hiện dũng xoay chiều ở mạch kớch từ cú tần số: s f 60 ) n n ( p f2 tt 1 (1.30) Dũng biến đổi này tạo ra một từ trường biến đổi mà theo nguyờn tắc ta cú thể tỏch ta làm 2 từ trường quay bằng nhau cú cựng tốc độ nhưng chiều
quay ngược nhau. Một từ trường quay cú chiều quay cựng chiều rụto cũn từ trường kia ngược chiều (xem động cơ dị bộ 1 pha). Tốc độ 2 từ trường đú so với rụto như sau:
Từ trường cựng chiều quay rotor :
n2q = 60f2 p (1.31) Từ trường ngược: n'2q = - 60f2 p (1.32) Và so với stato:
Từ trường quay thuận: nqs = n + n2q = ntt
Từ trường quay ngược: n‟qs = n + n‟2q = n – ntt + n = 2n - ntt
Ta thấy từ trường thuận cú tốc độ so với stato khụng đổi, vậy nú tạo ra mụmen dị bộ tỏc động lờn rụto theo chiều của mụmen do cuộn khởi động tạo ra.
Từ ta thấy tốc độ của từ trường ngược n‟qsphụ thuộc vào tốc độ quay của rụto, nú cú giỏ trị và hướng thay đổi. Qua phõn tớch thấy rằng: Ở phạm vi
0 n ntt
2 từ trường ngược quay so với stato sang trỏi moment do nú tạo ra
cú chiều sang phải trựng với chiều mụmen dị bộ và mụmen tạo ra bởi từ trường thuận. Khi n = ntt
2 từ trường ngược ở trạng thỏi khụng chuyển động so
với ststo nờn trong cuộn dõy khụng cảm cảm ứng một sđđ nào cả và khụng tạo ra mụmen phụ. Khi n > ntt
2 hướng quay của từ trường ngược so với stato
sẽ ngược với trường hợp n < ntt
2 nờn mụmen do nú sinh ra sẽ ngược với chiều
của mụmen tạo ra do cuộn khởi động và từ trường thuận. Trờn hỡnh 1.21. biểu diễn đặc tớnh cơ của cỏc loại từ trường tạo ra. Đặc tớnh mụmen do từ trường
ngược tạo ta cú: Khi n = ntt 2 thỡ Mq‟s = 0, khi n < ntt 2 thỡ Mas > 0 và khi n > ntt 2 thỡ Mq‟s < 0.
Hỡnh 1.21.Đặc tớnh mụ men khi khởi động động cơ đồng bọ bằng phương
phỏp dị bộ a) Mạch kớch từ bị nối tắt, b) mạch kớch từ nối qua một điện trở. Đặc tớnh khởi động sẽ là tổng mụmen ấy. Từ đồ thị ta thấy đặc tớnh cơ khởi động cú vựng yờn ngựa (hiện tượng Gorgesa). Nếu vựng yờn ngựa lớn
(do dũng xoay chiều cuộn kớch từ lớn) thỡ cú thể xảy ra trường hợp mụmen khởi động nhỏ hơn mụmen cản hỡnh 1.21.a, khởi động khụng thành cụng. Để giảm sự tỏc động của từ trường ngược, ta đưa vào cuộn kớch từ một điện trở phụ cú giỏ trị khoảng 10 lần giỏ trị điện trở mạch kớch từ: Rp 10Rkt (hỡnh 1.21.) . Nếu chọn Rp lớn quỏ sẽ gõy xuyờn thủng cỏch điện, cũn nếu chọn Rp nhỏ quỏ thỡ khụng giảm được hiện tượng Gorges, gõy dừng mỏy khụng khởi động được. M M A‟ M n1/2 nA‟ n1/2 nA A n n M M M n1 n1 a) b)
Hỡnh 1.22. Sơ đồ nối dõy khởi động động cơ đồng bộ bằng phương phỏp dị bộ
Nắm được tớnh chất này của mỏy đồng bộ sẽ cú lợi cho trường hợp động cơ dị bộ 3 pha dõy quấn bị đứt một pha ở rụ to. Khi động cơ dị bộ 3 pha dõy quấn đứt 1 pha ở rụto cú hiện tượng giống như trường hợp vừa nghiờn cứu.