2.1 .Cấu tạo
2.8. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
a. Khái niệm và biểu thức tốc độ
Trước đây, nếu có yêu cầu điều chỉnh tốc độ cao thường dùng động cơ điện một chiều. Nhưng ngày nay nhờ kỹ thuật điện tử phát triển nên việc điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ khơng gặp khó khăn mấy với yêu cầu phạm vi điều chỉnh, độ bằng phẳng khi điều chỉnh và năng lượng tiêu thụ.
Biểu thức tốc độ của động cơ không đồng bộ.
Từ biểu thức tốc độ ta thấy các phương pháp điều chỉnh có thể thực hiện : + Trên stato : Thay đổi hệ số trượt s (giảm điện áp U) đưa vào dây quấn stato, thay đổi số đôi cực từ (p) dây quấn stato và thay đổi tần số (f) nguồn điện.
+ Trên rôto : Thay đổi điện trở rôto ( đối với động cơ rôto dây quấn).
b. phương pháp điều chỉnh tốc độ
) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp
Ta đã biết, hệ số trượt tới hạn sm không phụ thuộc vào điện áp, nếu r’2 khơng đổi thì khi giảm điện áp nguồn U1, hệ số trượt tới hạn sm sẽ khơng đổi cịn Mmax giảm tỉ lệ với. Vậy họ đặc tính thay đổi như hình (3-22) làm cho tốc độ thay đổi theo. Phương pháp này chỉ thực hiện khi máy mang tải, còn khi máy không tải giảm điện áp nguồn, tốc độ gần như không đổi.
78
a) Sơ đồ mạch động lực; b) Đặc tính cơ với các U khác nhau
) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số
Hình 3-23 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn điện
a) Sơ đồ khối máy biến tần; b) Đặc tính cơ U1/f khơng đổi
Với điều kiện năng lực q tải khơng đổi, có thể tìm ra được quan hệ giữa điện áp U1, tần số f1 và mômen M. Trong công thức về mômen cực đại, khi bỏ qua điện trở r1 thì mơmen cực đại có thể viết thành :
Trong đó C là một hệ số.Giả thiết U’1 và M’ là điện áp và mômen lúc tần số f1’, căn cứ vào điều kiện năng lực quá tải không đổi, ta có :
Do đó ta có:
Trong thực tế ứng dụng, thường yêu cầu mômen không đổi, nên ta có :
hay 1 1 f U = const
Trường hợp yêu cầu công suất Pcơkhông đổi, nghĩa là mômen tỉ lệ nghịch với tần số, ta có :
79
Tóm lại, khi thay đổi tần số f1, ta phải đồng thời thay đổi U1 đưa vào động cơ. Trường hợp U1/f = Cte và tần số giảm có đặc tính cơ như hình 3.30b, cách điều chỉnh này có các đặc tính thích hợp với loại tải cần MC = Cte khi vận tốc thay đổi.
) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực
Phương pháp thay đổi số đối cực chỉ thích hợp cho loại động cơ rơ to lồng sóc. Đối với động cơ rơ to dây quấn phải thay đổi cả số cực dây quân Stato và dây quấn rô to. thay đổi số cực dây quấn rô to rất phức tạp.
Về nguyên tắc thay đổi số đối cực thực hiện bằng cách thay đổi cách nối các nhóm bối dây từ đấu nối tiếp sang đấu song song. Giả sử khi đấu nối tiếp có 2p = 4 thì khi đấu song song 2p = 2.
Theo biểu thức
P f
n 60. , khi P thay đổi thì n1 thay đổi, do đó tốc độ rơ to (n) cũng thay đổi.
Sơ đồ thay đổi số đối cực dây quấn 1 pha như hình 3-24
Hình 3-24
a. Đấu nối tiếp 2p = 4 b. Đấu song song 2p = 2
Đối với dây quấn 3 pha người ta thực hiện thay đổi số đối cực bằng phương pháp đổi nối các nhóm bối dây nối tam giác sang nối sao kép hoặc nối sao sang sao kép hay ngược lại.
80
Hình 3-25
) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở rôto
Thay đổi điện trở dây quấn rôto, bằng cách mắc thêm biến trở ba pha vào mạch rơto của động cơ rơto dây quấn như hình 3-26a.
Do biến trở điều chỉnh phải làm việc lâu dài nên có kích thước lớn hơn biến trở khởi động. Họ đặc tính cơ của động cơ rơto dây quấn khi dùng biến trở điều chỉnh tốc độ trên hình 3-26b. Khi tăng điện trở, tốc độ quay của động cơ giảm.
Tần số đóng cắt và điện trở tương đương của mạch BĐX :
a) Sơ đồ điều chỉnh b) Đặc tính
Hình 3-26 Điều chỉnh tốc độ động cơ rơto dây quấn dùng điện trở
Phương pháp này gây tổn hao trong biến trở nên làm hiệu suất động cơ giảm. Tuy vậy, đây là phương pháp khá đơn giản, tốc độ được điều chỉnh liên tục trong phạm vi tương đối rộng nên được dùng nhiều trong các động cơ cơng suất cơ trung bình.
3. ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ 1 PHA3.1. Mômen quay động cơ 1 pha: