Để xỏc định trị số cỏc cấp điện trở khởi động ta cú thể sử dụng sơ đồ cỏc đặc tớnh dó được tuyến tớnh hoỏ trụng đoạn khởi động. Quỏ trỡnh tớnh toỏn khởi động như sau:
- Dựa vào cỏc thụng số của động cơ về đặc tớnh cơ tự nhiờn. - Chọn cỏc trị số của Momen
M1 ≤ 0,85Mth M2 ≤ (1,1- 1,3)Mđm
Từ M1và M2 dúng song song với trục tung cắt đặc tớnh tự nhiờn tại a và b, đường này cắt đường song song với trục hoành qua ự1 tại N. Lấy N làm điểm đồng quy xuất phỏt của cỏc đặc tớnh khởi động. Phương phỏp vẽ giống như đối với động cơ một chiều kớch từ độc lập.
Xỏc định điện trở khởi động: Ta biết : nờn Từ đồ thị ta cú : Bài tập thực hành:
22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ) . ( . . . ) . ( . . . . . S X R S X E J S X R S R E S X J R S E
A. Làm động cơ quay nhanh hơn
B. Dũng khởi động lớn, sụt ỏp trờn lưới điện
C. Động cơ chạy chậm hơn D. Động cơ bị chấn động mạnh
Cõu 2: Động cơ điện xoay chiều khụng đồng bộ Roto dõy quấn truyền động cho
một mỏy sản xuất với cỏc thụng số ghi trờn Cataloge: Pđm (kW) U1đm (V) Nđm (vg/ph) I1đm (A) cosđm E2nm (V) I2đm (A) J (kgm2) n0 (vg/ph) 1.4 380 855 2.3 5.3 0.65 112 4.3 0.021 870
2.Tớnh hiệu suất định mức và điện trở Roto của động cơ
3. Xỏc định cỏc cấp điện trở khởi động biết động cơ khởi động qua 3 cấp điện trở
1.5.Cỏc trạng thỏi hóm. 2.4.1 Hóm tỏi sinh
Hóm tỏi sinh xảy ra khi tốc độ của rụto lớn hơn tốc độ đồng bộ 1 khi đang làm việc ở trạng thỏi động cơ thỡ từ trường quay cắt cỏc thanh dẫn của cuộn dõy Stator và rụto theo chiều như nhau, nờn sức điện động Stator E1 và sức điện động rụto E2 trựng pha nhau, cũn khi hóm tỏi sinh E1 vẫn giữ chiều như cũ cũn sức điện động E2 cú chiều ngược lại vỡ khi đú >1, cỏc thanh dẫn rụto cắt từ trường quay theo chiều ngược lại. Dũng điện trong cuộn dõy rụto được tớnh:
Ta thấy rằng khi chuyển sang trạng thỏi hóm tỏi sinh S < 0, như vậy chỉ cú thành phần tỏc dụng của dũng điện rụto đổi chiều, do đú mụmen đổi chiều, cũn thành phần phản khỏng vẫn giữ chiều như cũ: ở trong trạng thỏi hóm tỏi sinh động cơ làm việc như một mỏy phỏt điện song song với lưới, trả cụng suất tỏc dụng về lưới, cũn vẫn tiờu thụ cụng suất phản khỏng để duy trỡ từ trường quay.
Những động cơ khụng đồng bộ điều chỉnh tốc độ bằng phương phỏp tần số hoặc số đụi cực. Khi giảm tốc cú thể thực hiện hóm và tỏi sinh.
Trờn hỡnh 2.38 đoạn đặc tớnh hóm tỏi sinh là b12,b13, ở đú 12hoặc 13
(a) (b)
Hỡnh 2-33. Đặc tớnh cơ hóm tỏi sinh khi thay đổi T (a) khi tải thế năng (b)
Với những động cơ khụng đồng bộ sử dụng trong hệ truyền động cú tải là thế năng, cú thể thực hiện hóm tỏi sinh hạ tải trọng với tốc độ >-1 trờn hỡnh là đoạn hóm tỏi sinh khi hạ tải ứng với đường đặc tớnh cơ này, từ trường quay đó đổi chiều bằng cỏch đổi thứ tự hai trong ba pha điện ỏp Stator.
2.4.2 Hóm ngược
a. Hóm ngược nhờ thờm điện trở phụ vào mạch phần ứng
Hóm ngược xảy ra khi động cơ đàn làm việc ta đúng vào mạch phần ứng (rụto) điện trở phụ đó lớn. Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm A trờn đặc tớnh cơ 1 gúc phần tư I để nõng tải với tốc độ. Lỳc này cỏc tiếp điểm K đúng lại để dừng vật và hạ xuống. Động cơ được nối thờm điện trở phụ Rp vào mạch phần ứng nhờ mở cỏc tiếp điển K (cụng tắc tơ K thụi tỏc động) đặc tớnh cơ tương ứng là đặc tớnh 2 rất dốc.
Hỡnh 2-34. Đặc tớnh hóm ngược khi thờm Rp
Ở chế độ này, mụmen động cơ sinh ra là mụmen cản chuyển động xuống của vật cũn mụmen tải trọng là mụmen gõy ra chuyển động xuống. Động cơ làm việc ở chế độ mỏy phỏt.
b. Hóm ngược nhờ đảo chiều quay
Hóm ngược xảy ra khi động cơ đang làm việc ta đổi thứ tự hai trong ba pha điện ỏp đặt vào Stator. Giả sử động cơ đang đúng điện quay thuận làm việc với tải cú mụmen phản khỏng tại điểm A trờn đặc tớnh cơ tự nhiờn 1. Để hóm mỏy động cơ được đảo chiều quay nhờ đảo chỗ hai trong ba pha cấp điện cho Stator. Động cơ chuyển điểm làm việc từ A trờn đặc tớnh cơ 1 sang B trờn đặc tớnh cơ 2 với cựng tốc độ (do quỏn tớnh cơ). Quỏ trỡnh hóm nối ngược băt đầu. Khi tốc độ động cơ giảm theo đặc tớnh 2 tới điểm D thỡ ự = 0. Lỳc này nếu cắt điện thỡ động cơ sẽ dừng. Đoạn hóm ngược (MĐ < 0, ựĐ > 0) là BD. Nếu khụng cắt điện khi ự = 0 thỡ trường hợp ở hỡnh (2.40d), động cơ cú mụmen MĐ > Mc nờn bắt đầu tăng tốc, mở mỏy quay ngược lại theo đặc tớnh cơ 2 và làm việc ổn định tại điểm E với tốc độ ựE theo chiều ngược lại.
Hỡnh 2-35. Sơ đồ nối dõy
Khi động cơ hóm nối ngược theo đặc tớnh cơ 2, điểm B ứng với mụmen (õm) trị số nhỏ nờn tỏc dụng hóm khụng hiệu quả. Thực tế phải tăng cường mụmen hóm ban đầu (Mh ~ 2,5Mđm) nhờ vào đảo chiều quay của từ trường Stator vừa đưa thờm điện trở phụ ngược theo đặc tớnh 4 (đoạn KL) với mụmen hóm ban đầu Mk đủ lớn. Tới điểm L thỡ ự = 0. Lỳc này nếu cắt điện thỡ động cơ sẽ dừng. Nếu khụng cắt điện thỡ động cơ sẽ tăng tốc theo chiều ngược lại tới điểm N. Nếu lỳc này lại cắt điện trở phụ thỡ động cơ sẽ chuyển điểm làm việc sang đặc tớnh cơ 2 và tăng tốc tiếp tới điểm E. Trường hợp điện trở phụ quỏ lớn, động cơ cú đặc tớnh 3 khi hóm nối ngược thỡ quỏ trỡnh hóm kết thỳc tại điểm I. Động cơ khụng thể tăng tốc chạy ngược lại vỡ |MI| < |Mc|
Chỳ ý: Trong cả hai trường hợp hóm ngược vỡ 1
11 1 S nờn dũng điện rụto cú giỏ trị lớn. Mặt khỏc vỡ tần số dũng điện rụto f2 = S f1 lớn, nờn điện khỏng X2’
lớn, do đú mụmen nhỏ. Vỡ vậy để tăng cường mụmen hóm và hạn chế dũng điện rụto ta cần đưa thờm điện trở phụ đủ lớn vào mạch rụto. Điện trở này cú thể ứng với dũng điện hóm ban đầu.
2.4.3 Hóm động năng
Trạng thỏi hóm động năng xẩy ra khi động cơ đang quay ta cắt Stator động cơ khỏi nguồn điện xoay chiều, rồi đúng vào nguồn một chiều. Người ta chia hóm động năng của động cơ loại này thành hai dạng: Hóm động năng kớch từ độc lập và hóm động năng tự kớch.
a. Hóm động năng kớch từ độc lập (kớch từ ngồi)
Để hóm động năng kớch từ độc lập một động cơ khụng đồng bộ rụto dõy quấn, ta phải cắt Stator ra khỏi lưới điện xoay chiều (mở cỏc tiếp điểm K) rồi cấp vào Stator dũng điện một chiều để kớch từ (đúng cỏc tiếp điểm H). Thay đổi dũng kớch từ nhờ Rkt .
Hỡnh 2-36.Sơ đồ nguyờn lý hóm động năng
Vỡ cuộn Stator là 3 pha nờn khi cấp kớch từ một chiều phải tiến hành đổi nối và cú thể thực hiện theo một trụng cỏc sơ đồ
Hỡnh 2-37. Sơ đồ đấu dõy mạch Stator và đồ thị vộc tỏ sức điện động
Khi cắt Stator khỏi nguồn xoay chiều rồi đúng vào nguồn một chiều thỡ dũng một chiều này sinh ra một từ trường đứng yờn so với Stator. Giả sử từ thụng cú chiều như mũi tờn (hỡnh 2.43). Rụto động cơ theo quỏn tớnh vẫn quay theo chiều cụ thể như trờn hỡnh vẽ và cỏc thanh dẫn rụto sẽ cắt từ trường đứng yờn. Nờn xuất hiện trong nú một sức điện động cảm ứng e2. Xỏc định chiều của e2 theo quy tắc bàn tay phải và ứng với ký hiệu dấu (+) khi sức điện động cú chiều đi vào và kớ hiệu dấu (•), khi sức điện động cú chiều đi ra. Vỡ rụto kớn mạch nờn b2 lại sinh ra dũng i1 cựng chiều. Tương tỏc giữa dũng điện i2 và từ trường đứng yờn tạo nờn sức điện động F cú chiều xỏc đinh theo quy tắc bàn tay trỏi.
Lỳc F sinh ra mụmen hóm cú chiều ngược với chiều quay của rụto làm cho rụto quay chậm lại và sức điện động e2 cũng giảm dần. Động cơ làm việc ở chế độ mỏy phỏt điện. Động năng của hệ qua động cơ sẽ biến đổi thành điện năng tiờu thụ trờn điện trở ở mạch rụto (điện trở cuộn ứng và điện trở nối thờm vào mạch phần ứng nếu cú).
• • • • • • F i 2 ự ệ F Mh
Giả sử trước khi hóm, động cơ làm việc tại điểm A trờn đặc tớnh cơ thỡ hóm động năng, động cơ chuyển sang làm việc tại điểm B trờn đặc tớnh hóm động năng 2 ở gúc phần tư II
Hỡnh 2-38. Đặc tớnh hóm động năng kớch từ độc lập
Tốc độ động cơ giảm dần theo đặc tớnh hóm về O theo đoạn BO. Tại điểm O, động cơ sẽ dừng nếu tải là phản khỏng. Nếu tải cú tớnh chất thế năng thỡ động cơ sẽ bị kộo quay ngược, ổn định tại điểm D (gúc phần tư IV).
Điện trở mạch rụto và dũng kớch từ cấp cho Stator lỳc hóm động năng cú ảnh hưởng tới dạng đặc tớnh cơ khi hóm. Thay đổi điện trở hóm ở mạch rụto theo sơ đồ.
(b)
Hỡnh 2-39