4.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động
Lúc động cơ không đồng bộ làm việc, sức điện động pha mạch rotor của nó là:
E2 = sE20 (9.1)
Trong đó: s là hệ số trượt của động cơ không đồng bộ; E20 là sức điện động pha của động cơ không đồng bộ rotor dây quấn khi rotor đứng yên, hay gọi là sức điện động mạch hở, s.đ.đ. định mức mạch rotor nếu đặt vào mạch stator điện áp xoay chiều với tần số và giá trị điện áp bằng định mức.
Thái Nguyên, 10/27/15 168
4.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động
Công thức (9.1) chứng tỏ, trị số của sức điện động E2 của rotor tỷ lệ thuận với hệ số trượt s, đồng thời tần số f2 của nó cũng tỷ lệ thuận với s:
f2 = sf1. Lúc rotor được nối dây bình thường, phương trình dòng điện pha rotor là:
Trong đó R2 là điện trở mỗi pha của cuộn dây rotor; X20 là điện kháng tản của mỗi pha cuộn dây rotor khi s = 1.
2 2 20 2
2 20
I sE
R (sX )
= +
4.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU TỐC NỐI CẤP VÀ CÁC DẠNG CƠ BẢN CỦA NÓ
4.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động
20 ph
2 2 2
2 20
sE E
I R (sX )
= ±
+
Hình 4.1: Sơ đồ đấu s.đ.đ. phụ (Eph) trong mạch rotor động cơ không đồng bộ
Khi đưa vào mạch rotor một sức điện động phụ Eph điều khiển được và mắc nối tiếp với sức điện động E2 của mạch rotor. Eph có cùng tần số, nhưng có thể cùng pha hoặc ngược pha với E2, như trên hình 9.1. Trong trường hợp này, phương trình dòng điện sẽ là:
Thái Nguyên, 10/27/15 170
4.1.1. Sự làm việc của động cơ không đồng bộ khi rotor có thêm sức điện động
Khi mô men phụ tải Mc là hằng số, có thể coi dòng điện rotor I2 cũng là hằng. Giả thiết trước khi có sức điện động phụ, động cơ đang làm việc ổn định với giá trị hệ số trượt s = s1. Sau khi đưa sức điện động phụ ngược dấu vào, do mô men phụ tải là hằng số, vế trái công thức (9.2) là hằng số (I2), vì thế hệ số trượt của động cơ buộc phải tăng lên và ổn định với s=s2 (s2>s1), quan hệ giữa s1, s2 và s.đ.đ. phụ thỏa mãn biểu thức:
2 20 ph 1 20
2 2 2 2 2
2 2 20 2 1 20
s E E s E
R (s X ) I R (s X )
− = =
+ +
4.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU TỐC NỐI CẤP VÀ CÁC DẠNG CƠ BẢN CỦA NÓ
4.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và hệ thống truyền động điều tốc nối cấp
Đưa sức điện động phụ vào mạch rotor động cơ không đồng bộ rotor dây quấn rõ ràng là có thể làm thay đổi tốc độ quay của động cơ, nhưng do tần số của sức điện động cảm ứng E2 của mạch rotor động cơ điện thay đổi theo hệ số trượt, nên tần số của sức điện động phụ Eph cũng buộc phải thay đổi theo tốc độ quay của động cơ. Để giải quyết vấn đề này một cách đơn giản nhất, trong hệ thống thực tế, đầu tiên điện áp xoay chiều trong mạch cuộn dây rotor động cơ được biến đổi thành sức điện động một chiều, sau đó so sánh nó với sức điện động phụ một chiều, điều khiển giá trị biên độ sức điện động phụ một chiều là có thể điều chỉnh được tốc độ quay của động cơ. Như vậy đã chuyển vấn đề thay đổi được tần số và giá trị của s.đ.đ. phụ xoay chiều sang vấn đề điều chỉnh giá trị của s.đ.đ. phụ một chiều không liên quan gì đến tần số, làm cho việc phân tích và điều khiển dễ dàng đi rất nhiều.
Thái Nguyên, 10/27/15 172
4.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và hệ thống truyền động điều tốc nối cấp
Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động nối cấp động cơ không đồng bộ
4.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU TỐC NỐI CẤP VÀ CÁC DẠNG CƠ BẢN CỦA NÓ
4.1.2. Tạo lập sức điện động phụ và hệ thống truyền động điều tốc nối cấp
Ta có phương trình cân bằng sức điện động trong mạch điện một chiều chỉnh lưu như sau:
Trong đó:
K1, K2 - các hệ số phụ thuộc vào loại sơ đồ bộ biến đổi BĐ1 và BĐ2, khi BĐ1 và BĐ2 đều dùng chỉnh lưu cầu 3 pha thì: K1 = K2 = 2,34
Ud1 - điện áp chỉnh lưu trung bình đầu ra của BĐ1;
U2 - giá trị hiệu dụng điện áp pha thứ cấp của máy biến áp nghịch lưu BA;
Ud2β - điện áp nghịch lưu trung bình đầu ra của BĐ2;
β - góc điều khiển nghịch lưu của BĐ2;
R - điện trở tương đương của mạch rotor quy đổi về phía một chiều một chiều.
Thái Nguyên, 10/27/15 174
4.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp
Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động nối cấp điện lực với BĐ2 mắc theo sơ đồ tia ba pha
4.1. NGUYÊN LÝ ĐIỀU TỐC NỐI CẤP VÀ CÁC DẠNG CƠ BẢN CỦA NÓ 4.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp
Hình 4.4: Hệ thống điều thống nối cấp điện lực thời kỳ đầu
Thái Nguyên, 10/27/15 176
4.1.3. Các dạng khác của hệ thống điều tốc nối cấp
Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều tốc nối cấp cơ khí