- Dựa vào các thơng số của động cơ và đặc tính vạn năng vẽ được đặc tính cơ, đặc tính cơ điện tự nhiên.
2.3.4 Hãm trong động cơ khơng đồng bộ
a. Hãm tái sinh:
Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ của rơto lớn hơn tốc độ đồng bộ 1 ( >
1).
- Khi đang làm việc ở trạng thái động cơ thì từ trường quay cắt qua các thanh dẫn của cuộn dây stato và rơto theo chiều như nhau nên sức điện động stato E1 và sức điện động rơto E2 trùng pha nhau, cịn khi hãm tái sinh E1 vẫn giữ chiều như cũ cịn sức điện động E2 cĩ chiều ngược lại vì khi đĩ > 1
các thanh dẫn rơto cắt từ trường quay theo chiều ngược lại. - Dịng điện trong cuộn dây rơto được tính:
Ta thấy rằng khi chuyển sang hãm tái sinh s < 0 như vậy chỉ cĩ thành phần tác dụng của dịng điện rơto đổi chiều do đĩ mơmen đổi chiều, cịn thành phần phản kháng vẫn giữ chiều cũ. Ở trạng thái hãm tái sinh động cơ làm việc như một máy phát điện song song với lưới, trả cơng suất tác dụng về lưới cịn vẫn tiêu thụ cơng suất phản kháng để duy trì từ trường quay.
a) b)
Hình 2.36: Đặc tính cơ hãm tái sinh
a) Thay đổi tần số nguồn
b) Đảo chiều quay bằng đảo từ trường quay với tải thế năng - Những động cơ khơng đồng bộ điều chỉnh tốc độ bằng phương pháp tần số hoặc số đơi cực khi giảm tốc độ cĩ thể thực hiện hãm tái sinh.
- Với những động cơ khơng đồng bộ được sử dụng trong hệ truyền động cĩ tải là thế năng cĩ thể thực hiện hãm tái sinh khi hạ tải trọng với tốc độ > 1. Khi động cơ đang làm việc với tải Mc tại điểm a người ta đổi chiều quay của động cơ bằng cách đổi thứ tự 2 trong 3 pha điện áp đặt vào stato của động cơ.
Điểm làm việc của động cơ chuyển sang điểm b vì mơmen của động cơ đổi chiều nên tốc độ của động cơ giảm nhanh theo đoạn bc và ổn định tại điểm d. Tại điểm d tốc độ của động cơ > nên đoạn - 1d là đoạn đặc tính hãm tái sinh khi hạ tải.
b. Hãm ngược:
Tương tự như với động cơ một chiều kích từ độc lập, trạng thái hãm ngược của động cơ khơng đồng bộ cĩ hai trường hợp:
- Hãm ngược xảy ra khi động cơ đang làm việc (động cơ rơto dây quấn) ta đĩng vào mạch rơto điện trở phụ khá lớn, tạo ra đường đặc tính rất dốc, với tải thế năng động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm d đoạn cd sẽ là đoạn hãm ngược.
- Hãm ngược xảy ra khi động cơ đang làm việc ta đổi thứ tự 2 trong 3 pha điện áp đặt vào stato; động cơ sẽ chuyển sang làm việc trên đặc tính hãm ngược bc hoặc b’c’. Nếu cĩ tải phản kháng động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm d hoặc d’.
a) b)
Hình 2.37. Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi hãm ngược
a) Thêm điện trở phụ vào mạch roto b) Đảo chiều từ trường quay
Chú ý rằng trong cả hai trường hợp hãm ngược vì nên dịng điện rơto cĩ giá trị lớn. Mặt khác vì tần số dịng điện rơto f2 = sf1 lớn, nên điện kháng rơto lớn do đĩ mơmen nhỏ.
Vì vậy để tăng cường mơmen hãm và hạn chế dịng điện rơto ta cần đưa thêm điện trở phụ khá lớn vào mạch rơto (đối với động cơ rơto dây quấn). Điện trở phụ cĩ thể được xác định ứng với dịng điện hãm ban đầu tại b’.
c. Hãm động năng:
Trạng thái hãm động năng xảy ra khi động cơ đang quay ta cắt stato của động cơ khỏi nguồn điện xoay chiều, rồi đĩng vào nguồn một chiều.
Người ta chia hãm động năng của động cơ KĐB thành hai dạng: Hãm động năng kích từ độc lập và tự kích.
b) c)
Hình 2.38: Sơ đồ hãm động năng kích từ độc lập động cơ K.Đ.B
a- Chiều dịng điện và s.đ.đ cảm ứng trong mạch rơto b- Loại động cơ điện dùng điện áp thấp
c- Loại động cơ dùng điện áp cao
- Hãm động năng kích từ độc lập thực hiện theo sơ đồ nguyên lý hình 2.38 với nguồn một chiều được lấy từ bên ngồi khơng liên quan đến năng lượng do động cơ tạo ra.
- Hãm động năng tự kích, nguồn điện một chiều được tạo ra từ năng lượng mà động cơ đã tích lũy được (hình 2.39).
a) b)
Hình 2.39: Sơ đồ hãm động năng kích từ tự kích động cơ K.Đ.B
a- Hãm động năng tự kích dùng tụ
b- Hãm động năng tự kích dùng mạch chỉnh lưu ở mạch rơto
Khi cắt stato khỏi nguồn xoay chiều rồi đĩng vào nguồn một chiều thì dịng điện một chiều này sinh ra một từ trường đứng yên so với stato. Giả sử từ thơng cĩ chiều như mũi tên trên hình 2.38a. Rơto động cơ theo quán tính vẫn quay theo chiều cũ thể hiện trên hình vẽ và các thanh dẫn rơto sẽ cắt từ trường đứng yên, nên xuất hiện trong nĩ một sức điện động cảm ứng e2.
Xác định chiều của e2 theo quy tắc bàn tay phải và ứng với ký hiệu “+” khi sức điện động cĩ chiều đi vào và ký hiệu dấu “.”, khi sức điện động cĩ chiều đi ra.
Vì rơto kín mạch nên e2 lại sinh ra dịng I2 cùng chiều. Tương tác giữa dịng điện I2 và từ trường đứng yên tạo nên sức từ động F cĩ chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái. Lực F sinh ra mơmen hãm cĩ chiều ngược lại với chiều quay của rơto làm cho rơto quay chậm lại và sức điện động e2 cũng giảm dần.
Trong hãm động năng kích từ độc lập từ thơng cĩ giá trị khơng đổi cịn hãm động năng tự kích cĩ giá trị biến đổi. Khi hãm động năng động cơ KĐB làm việc như một máy phát điện đồng bộ cực từ ẩn cĩ tốc độ và tần số thay đổi và phụ tải của máy phát này là điện trở mạch rơto.
Một điểm chú ý là khơng được để cơng tắc tơ nguồn xoay chiều 3 pha cấp cho động cơ và nguồn 1 chiều cùng đồng thời đĩng. Vì vậy phải cĩ cơng tắc liên động khống chế chắc chắn.
Vì cuộn dây startor động cơ KĐB là 3 pha nên khi cấp nguồn kích từ 1 chiều ta cần thực hiện đổi nối theo các sơ đồ đấu như sau hình (2.40:
Hình 2.40: Sơ đồ đấu nối các cuộn dây pha stator động cơ KĐB
Chương 3