- Có thể điều khiển động cơ không đồng bộ bằng cách tác động vào một
trong các thông số:
o Điện trở mạch rotor R2
o Điện áp stator U1
o Điện trở và điện kháng stator R1 hoặc X1
o Tần số dòng điện stator f
- Ngoài ra, người ta còn sử dụng sơ đồ đặc biệt – sơ đồ tầng để điều
khiển động cơ thông qua việc điều chỉnh công suất trượt trong mạch rơto.
3.3.1. Điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch rơto
- Phương pháp điều khiển động cơ khơng đồng bộ rơto dây quấn bằng điện trở phụ mạch rơto hồn tồn tương đồng với phương pháp điều khiển động cơ
một chiều kích từ độc lập bằng điện trở phụ mạch phần ứng về dạng sơ đồ nối dây và họđặc tính.
- Sơ đồ nguyên lý
Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch rơto
Hình 3.9: Họ đặc tính cơ điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch rơto
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 68
*) Khởi động bằng điện trở phụ trong mạch rơto:
- Chọn: M1 0,85Mth
M2 (11,3)Mc
- Ta có :
3.3.2. Điều khiển bằng điện áp stato
- Sơ đồ nguyên lý: 2 2 2 1 R oe ca R R oe ec R f f
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 69
- Khi thay đổi U1:
o Dòng ngắn mạch: Inm U1
o Momen ngắn mạch: Mnm U12
o Momen tới hạn: Mth U12
o Độ trược tới hạn: sth = const
Đối với động cơ rơto lồng sóc, do s nhỏ nên phạm vi điều chỉnh nhỏ,
vì vậy phương pháp này chỉ dùng để hạn chế dòng điện và mơmen khởi
động.
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 70
Đối với động cơ rơto dây quấn, người ta thường thêm R0 để làm tăng
s. Nhờ đó mở rộng được vùng điều chỉnh mơmen và tốc độ. Do đó phương
pháp này dùng có thể dùng để điều khiển tốc độ và khởi động động cơ.
3.3.3. Hạn chế dịng điện mở máy
- Thơng số Rf1 và Xf1 ít được sử dụng để điều chỉnh tốc độ, mà chủ yếu
để hạn chế dòng điện và mơmen lúc khởi động.
Hình 3.12: Họ đặc tính cơ rơto lồng sĩc khi điều khiển điệp áp stato
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 71
3.3.4. Điều khiển động cơ khơng đồng bộ bằng tần số
- Sơ đồ:
Hình 3.14: Các sơ đồ nối điện trở, điện kháng phụ để khởi động
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 72
- Chủ yếu dùng loại “Biến tần có khâu trung gian một chiều”, bao gồm
3 khâu chính : Khâu chỉnh lưu (có điều khiển hoặc không điều khiển), khâu
lọc (dung tính hoặc cảm tính) và khâu nghịch lưu (điện áp hoặc dòng điện)
Giáo Trình Truyền Động Điện Trang 73
CÂU HỎI ƠN TẬP
1. Những phương pháp điều khiển nào của động cơ điện một chiều dùng để điều chỉnh tốc độ? Phương pháp nào dùng để điều chỉnh mơmen và dịng điện?
2. Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách thay đổi điện áp?
3. So sánh các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều? Nêu ứng dụng của từng phương pháp?
4. Những phương pháp điều khiển nào của động cơ khơng đồng bộ dùng để điều chỉnh tốc độ? Phương pháp nào dùng để điều chỉnh mơmen và dịng điện?
5. Trình bày phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng cách thay đổi từ thơng?
6. So sánh các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ? Nêu ứng dụng của từng phương pháp?
Trang
Hình 1.1: Truyền động của máy bơm nước ... 2
Hình 1.2: Truyền động mâm cặp máy tiện ... 3
Hình 1.3: Truyền động của cần trục ... 4 Hình 1.4: Cấu trúc của hệ truyền động điện ... 5 Hình 1.5: Sơ đồ tính tốn phần cơ... 8 Hình 1.6: Đồ thị mơmen cản thếnăng ... 11 Hình 1.7: Đồ thị mơmen cản phản kháng ... 12 Hình 1.8: Đặc tính cơ của máy sản xuất ... 13 Hình 1.9: Đồ thị phụ tải ... 14
Hình 1.10: Đặc tính cơ của các động cơ điện ... 15
Hình 1.11: Các dạng độ cứng đặc tính cơ ... 16
Hình 1.12: Điểm làm việc ở trạng thái xác lập ... 17
Hình 1.13: Sơ đồ chếđộ động cơ ... 17
Hình 1.14: Sơ đồ chếđộ hãm tái sinh ... 18
Hình 1.15: Sơ đồ chếđộ hãm động năng ... 18
Hình 1.16: Sơ đồ chếđộ hãm ngược ... 19
Hình 1.17: Biểu diễn các trạng thái làm việc trên mặt phẳng [M,ω] ... 19
Hình 1.18: Mơ tả chếđộổn định và khơng ổn định tĩnh ... 20
Hình 1.19: Điểm làm việc động cơ khơng đồng bộtương ứng với các loại tải ... 21
Hình 2.1: Động cơ một chiều kích từ độc lập ... 25
Hình 2.2: Động cơ một chiều kích từ song song ... 25
Hình 2.3: Đặc tính cơ điện ... 26
Hình 2.6: Họ đặc tính nhân tạo biến trở ... 30
Hình 2.7: Họ đặc tính nhân tạo khi thay đổi điện áp phần ứng ... 31
Hình 2.8: Họ đặc tính cơ điện khi thay đổi từ thơng... 32
Hình 2.9: Họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi từ thơng ... 32
Hình 2.10: Chế độ làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập ... 33
Hình 2.11: Hãm tái sinh động cơ điện một chiềukích từ độc lập ... 34
Hình 2.12: Hãm ngược động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi thêm R fư ... 35
Hình 2.13: Hãm ngược động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi đảo ngược cực tính điện áp ... 36
Hình 2.14: Hãm động năng động cơ điện một chiều kích từ độc lập ... 37
Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý động cơ một chiều kích từ nối tiếp ... 38
Hình 2.16: Đặc tính cơ điện động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ... 39
Hình 2.17: Đặc tính cơ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ... 39
Hình 2.18: Các đặc tính vạn năng của động cơ một chiều kích từ nối tiếp ... 40
Hình 2.19: Từ đặc tính cơ tự nhiên vẽ đặc tính cơ nhân tạo ... 41
Hình 2.20: Hãm ngược động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp khi thêm điện trở phụ ... 42
Hình 2.21: Hãm ngược động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp khi đảo cực tính điện áp ... 42
Hình 2.22: Hãm động năng động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp ... 43
Hình 2.23: Sơ đồ nguyên lý của động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp... 44
Hình 2.24: Đặc tính cơ điện của động cơ một chiều kích từ hỗn hợp ... 45
Hình 2.25: Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ hỗn hợp ... 45
Hình 2.26: Sơ đồ nối dây và ký hiệu bản vẽ của động cơ khơng đồng bộ ... 45
Hình 2.29: Đặc tính cơ điện vẽ theo dịng stato của động cơ khơng đồng bộ ... 47 Hình 2.30: Đặc tính cơ của động cơ khơng đồng bộ ... 49 Hình 2.31: Sơ đồ nối dây và họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi điện trở mạch rơto của động cơ khơng đồng bộ ... 52 Hình 2.32: Họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi điện áp stato của động cơ khơng đồng bộ ... 52 Hình 2.33: Sơ đồ nối dây và họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi điện trở hoặc điện kháng mạch stato của động cơ khơng đồng bộ ... 53 Hình 2.34: Đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi số đơi cực từ (p2=2p1) với nguyên tắc giữ Mth=const của động cơ khơng đồng bộ ... 53 Hình 2.35: Họ đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi tần số của động cơ khơng đồng bộ ... 54 Hình 2.36: Hãm tái sinh khi hạ tải ở máy nâng hạ ... 55 Hình 2.37: Hãm tái sinh khi điều chỉnh giảm tần số dịng điện stato ... 55 Hình 2.38: Hãm ngược khi hạ tải bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rơto .. 56 Hình 2.39: Hãm ngược bằng cách đảo thứ tự pha điện áp stato ... 57 Hình 2.40: Hãm động năng động cơ khơng đồng bộ ... 57
Hình 3.1: Quy luật thay đổi tốc độ theo thời gian ... 61 Hình 3.2: Điều khiển động cơ một chiều kích từ song song bằng phương pháp dùng điện trở phụ mạch phần ứng ... 63 Hình 3.3: Khởi động bằng điện trở để giảm dịng điện khởi động ... 64 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế hệ điều khiển động cơ một chiều bằng điện áp phần ứng ... 64
điện áp phần ứng ... 65
Hình 3.6: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh từ thơng động cơ một chiều kích từ song song và kích từ độc lập ... 65
Hình 3.7: Các đặc tính cơ điều chỉnh bằng từ thơng của động cơ một chiều ... 66
Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch rơto ... 67
Hình 3.9: Họ đặc tính cơ điều khiển bằng điện trở phụ trong mạch rơto ... 67
Hình 3.10: Khởi động bằng điện trở phụ trong mạch rơto ... 68
Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý điều khiển bằng điện áp stato ... 69
Hình 3.12: Họ đặc tính cơ rơto lồng sĩc khi điều khiển điệp áp stato ... 70
Hình 3.13: Họ đặc tính cơ rơto dây quấn khi điều khiển điệp áp stato ... 70
Hình 3.14: Các sơ đồ nối điện trở, điện kháng phụ để khởi động ... 71
Hình 3.15: Sơ đồ khái quát hệ biến tần điều khiển động cơ ... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện – NXB Khoa học và kỹ thuật, năm 2001.
[2] PGS.TS. Bùi Đình Tiếu, Giáo trình Truyền động điện – NXB Giáo dục. [3] Bùi Đình Tiếu, Phạm Duy Nhi, Cơ sở Truyền động điện tự động – NXB
Đại học và trung học chuyên nghiệp, năm 1983.