KHẢO SÁT HỆ BIẾN TẦN-ĐỘNG CƠ
Nguyờn lý của cỏc bộ điều tốc
kiểu cơ học và cỏc bộ điều tốc kiểu thủy lực. Ở đõy ta chỉ xột đến cỏc bộ điều tốc dựa trờn nguyờn lý điện .
Trỏi với cỏc bộ điều tốc kiểu cơ học hay thủy lực, bộ điều tốc kiểu điện điều khiển trực tiếp tốc độ của động cơ chứ khụng phải qua một thiết bị trung gian khỏc như hệ thống đai truyền hay dũng chất lỏng.
Hỡnh 39 Những thành phần chớnh của bộ truyền động xoay chiều kiểu PWM
Từ thụng khe hở khụng khớ Φ của động cơ khụng đồng bộ tỉ lệ thuận với điện ỏp cung cấp V và tỉ lệ nghịch với tần số f.
Do đú để duy trỡ mật độ từ thụng B khụng đổi trong quỏ trỡnh điều tốc, điện ỏp stator phải được điều chỉnh tương ứng với tần số. Nếu khụng như vậy cú thể mật độ từ thụng B sẽ lờn quỏ cao gõy bóo hũa nhiều phần trong lừi sắt động cơ. Điều này dẫn đến dũng kớch từ trở nờn quỏ lớn, gõy tăng tổn hao và phỏt nhiệt. Nếu mật độ từ thụng B xuống quỏ thấp, mụ men đầu ra sẽ giảm mạnh ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ.
Việc điều khiển tốc độ của động cơ xoay chiều khú khăn chủ yếu do sự phức tạp khi phải điều chỉnh đồng thời cả điện ỏp và tần số.
− Tương tự như động cơ một chiều, động cơ xoay chiều cú mụ men đầu ra phụ
thuộc vào tớch số của mật độ từ thụng B và dũng điện rotor IR. Do đú, để duy trỡ mụ men đầu ra khụng đổi, mật độ từ thụng phải được giữ cố định, tức là tỉ số V/f phải là hằng.
− Chiều quay của động cơ AC thay đổi bằng cỏch thay đổi thứ tự đỏnh xung
mở cỏc van của bộ nghịch lưu.
− Cụng suất đầu ra của động cơ xoay chiều tỉ lệ với tớch của mụ men và tốc độ. [10]
Cỏc luật điều khiển thường dựng nhất cho động cơ khụng đồng bộ là:
luật V/f (stator)
luật điều khiển vectơ ( điều khiển hướng trường )
luật điều khiển trực tiếp mụ men [19]
Luật điều khiển V/f vũng hở cho động cơ khụng đồng bộ là phương phỏp điều khiển phổ biến nhất hiện nay vỡ nú khỏ đơn giản. [4]
Ta cú Φ tỉ lệ với V/f. Nếu điện ỏp đặt vào stator khụng đổi V=const, thỡ khi tăng f>fđm từ thụng trong mỏy sẽ giảm, do đú mụ men của mỏy giảm. Nếu mụ
men tải giữ khụng đổi hoặc là hàm tăng của tốc độ, thỡ khi đú dũng điện của động cơ phải tăng lờn để làm tăng mụ men cho cõn bằng với mụ men cản. Kết quả là động cơ bị quỏ tải về dũng.
Khi giảm tần số để giảm tốc, từ thụng Φ tăng lờn và mạch từ sẽ bị bóo hũa. Hiện tượng này làm tăng dũng điện từ húa, nghĩa là tăng tổn hao thộp và làm núng mỏy điện.
Do vậy khi điều tần ta phải đồng thời thay đổi điện ỏp trờn stator.
Quy luật điều chỉnh gần đỳng cho cỏc loại tải như bảng sau. Quy luật này chỉ là gần đỳng do đú cú thể sử dụng khi dải điều chỉnh khụng rộng. Nếu dải điều chỉnh lớn thỡ quy luật này sẽ phạm phải sai số đỏng kể ở vựng tần số thấp. [4]
Loại tải Quy luật điều chỉnh điện ỏp
Mỏy tiện V/ f =const
Cần trục V/f=const
Ma sỏt nhớt V/ f = const3
Quạt giú V/f =const2
Bảng 5 Quy luật điều chỉnh [4]
Súng hài phỏt sinh từ biến tần