- Vẽ sơ đồ khai khiển dây quấn song đơn 2p=4, G=S=Znt=15.
a. Hãm tái sinh
Hãm tái sinh là trạng thái xảy ra khi tốc độ của rotor lớn hơn tốc độ đồng bộ(tốc độ của từ trường quay) ở độâng cơ khơng đồng bộ hay lớn tốc độ khơng tải ý tưởng ở động cơ điện một chiều kích từ độc lập và song song
Hay nĩi cách khác, khi s<0 thì động cơ chuyển thành máy phát điện và sinh ra moment điện từ ngược chiều với moment trước đĩ của động cơ. Việc này được thực hiện bằng cách tăng số đơi cực trong bộ dây quấn stator khi đĩ tốc độ của từ trường quay mới sẽ nhỏ hơn tốc độ quay của rotor nên xảy ra hiện tượng hãm tái sinh làm
cho rotor giảm tốc xuống tốc độ tương ứng với từ trường mới. Như ta đã biết khi làm việc ở chế độ động cơ điện, tốc độ roto gần bằng tốc độ đồng bộ( s=3÷8) cho nên khi hãm cần đổi nối làm tăng số đơi cực của dây quấn phần ứng lên, lúc đĩ tốc độ của roto sẽ cao hơn tốc độ của từ trường quay sau khi đổi nối, lúc này động cơ trở thành máy phát điện trả năng lượng về cho nguồn đồng thời cĩ moment hãm hãm động cơ lại... Thơng thường người ta sử dụng động cơ cĩ 2 cấp tốc độ, trước tiên, ta cho động cơ hoạt động ở tốc độ cao, sau đĩ ta chuyển sang tốc độ thấp. Do tốc độ của từ trường sau nhỏ hơn tốc độ quay của rotor nrotor1 > nđb2 và khi đĩ trạng thái hãm tái sinh sẽ xảy ra.
Phương pháp này thường sử dụng trong máy cắt gọt kim loại
Đối với động cơ DC kích từ động lập, ta dùng phương pháp hạ điện áp cấp cho phần ứng khi đĩ tốc độ khơng tải lý tưởng n02 < nroto, lúc này động cơ ở trạng thái hãm tái sinh
Do phương pháp này trả năng lượng về cho lưới điện nên phương phá hãm này cịn cĩ tên là phương pháp biến đổi thành máy phát điện.
Lưu ý
Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp khơng cĩ chế độ hãm tái sinh
Ví dụ
Khi làm việc như động cơ, roto quay 2890 vịng/phút ứng với số đơi cực của stato là p =1. Khi hãm đổi số đơi cực của stato thành p = 2 thì tốc độ từ trường quay chỉ cịn là 1500vịng/phút, lúc đĩ tốc độ rotor sẽ lớn hơn tốc độ của từ trường quay tương ứng với số đơi cực p =2 (2890 >1500 vịng/phút) nên động cơ trở thành máy phát điện.
Như vậy hãm theo phương pháp này động cơ phải cĩ bộ dây quấn cĩ thể thay đổi được số đơi cực và làm việc bình thường với số đơi cực bé nhất.
Ví Dụ
Khi xe điện xuống dốc, tốc độ của động cơ tăng quá tốc độ đồng bộ như vậy động cơ cũng làm việc ở trạng thái hãm. Để tăng moment
lúc hãm, nhiều khi người ta cho phép tăng điện áp đặt vào dây quấn stato bằng cách đổi từ Y sang
Hãm tái sinh bằng bộ tụ điện
Để dừng chính xác, nhanh một động cơ khơng đồng bộ cơng suất nhỏ ta sử dụng phương pháp hãm bằng tụ điện
Sơ đồ mạch điện như hình vẽ
Bộ tụ điện gồm ba tụ điện được đấu theo hình và mắc song song với động cơ.
Khi động cơ làm việc thì bộ tụ điện được nạp điện Khi động cơ được ngắt ra khỏi lưới điện thì bộ tụ
phĩng điện tạo ra từ trường khơng tải lý tưởng thấp hơn rất nhiều so với tốc độ khơng tải lý tưởng của đặc tính cơ tự nhiên. Hay nĩi khác đi là lúc này tốc độ của
Motor
inh 2.6: Hãm tái sinh bằng bộ tụđiện
rotor lớn hơn tốc độ của từ trường quay do bộ dây quấn stator tạo ra và động cơ ở trạng thái hãm tái sinh
Tùy theo giá trị điện dung của tụ điện mà thời gian hãm nhanh hay chậm. Điện dung của tụ điện càng lớn thì moment hãm ban đầu càng lớn nên động cơ dừng cành nhanh.Giá trị điện dung của tụ điệân được chọn sao cho Ihãm < Imm.
Theo tính cho thấy với nguồn đện cĩ tần số là 50Hz, bộ tụ điện được đấu thì tụ điện cĩ điện dung là
Quá trình hãm bằng tụ kết thúc khi tốc độ động cơ giảm cịn 30 ÷40% tốc độ định mức.Để dừng hồn tồn, động cơ cần cĩ momen cản trên trục động cơ. Ngồi ra, ta cịn cĩ thể dùng một tụ điện mắc vào 1 trong 3 pha của động cơ. Để việc hãm đạt hiệu quả như dùng bộ 3 tụ điện, ta phải tăng giá trị điện dung lên khoảng 2, 1 lần. Tuy cần tụ điện cĩ điện dung lớn hơn nhưng ta vẫn tiết kiệm được 30% tổng giá trị điện dung
Kết luận
Đối với động cơ cơng suất trung bình và lớn thì việc hãm bằng tụ ít hiệu quả. Phương pháp này tỏ ra tin cậy và hiệu quả đối với động cơ cĩ cơng suất nhỏ khoảng vài chục kilowatt
Để khắc phục hạn chế của hãm dùng tụ là khơng dừng hồn tồn động cơ, ta kết hợp với hãm động năng. Khi quá trình hãm bằng tụ kết thúc thì ta chuyển sang hãm động năng
Để thỏa mãn yêu cầu kinh tế, ta sử dụng hãm tụ diện một pha
b. Hãm ngược
Phương pháp này cịn gọi là phương pháp hãm đổi thứ tự pha
Như ta đã biết khi độ trượt s >1 nghĩa là rotor quay ngược chiều với từ trường quay thì động cơ làm việc ở chế độ hãm. Ta ứng dụng nguyên lý đĩ như sau
Khi động cơ đang làm việc, rotor quay cùng chiều với từ trường quay. Sau khi cắt động cơ ra khỏi lưới điện, muốn động cơ ngừng quay nhanh chĩng ta đĩng cầu dao về phía khác để đổi thứ tự pha đặt vào stator. Do quán tính của phần quay rotor vẫn quay theo chiều cũ trong khi từ trường quay đã quay ngược lại (do đổi thứ tự pha) nên
động cơ đã ở chế độ hãm, moment điện từ sinh ra cĩ chiều ngược lại với chiều quay của roto và cĩ tác dụng hãm nhanh chĩng và bằng phẳng tốc độ quay của máy. Trong quá trình hãm như vậy dịng điện trong máy sẽ rất lớn.Khi rotor ngừng
C = 3185 k Ipha / Udây
Thường chọn k = 4 ÷ 6
C1 pha = 70%Cbapha
Motor
quay phải cắt ngay mạch điện nếu khơng động cơ sẽ quay theo chiều ngược lại.Để tự động ngắt động cơ ra khỏi lưới khi tốc độ rotor gần bằng 0, ta sử dụng rơle kiểm tra tốc độ (Xem mạch điện ở mơn trang bị điện)