V I= (3.2) Trong đú n2 là hệ số biến đổi mỏy biến ỏp và là góc mở của nghịch
3.4.2/ Thay đổi điều khiển Scherbius cho mỏy phỏt VSCF
Một thay đổi điều khiển Scherbius, hơi giống nh hỡnh3-9, được sử dụng cho riờng mỏy phỏt VSCF. Nguồn ra mỏy phỏt cảm ứng được tự bơm trở lại, đường điện ỏp khụng đổi, 50 hz, cung cấp cụng suất tải phản khỏng và tỏc dụng nh hỡnh vẽ. Phõn bố cụng suất phản khỏng và cụng suất tỏc dụng trong dải đồng bộ và quỏ ỏp cũng được thể hiện trờn hỡnh vẽ. Cụng suất tỏc dụng
đầu ra stato Pm của mỏy phỏt bằng cụng suất trục động cơ và cụng suất trượt bơm trở lại rôto nhờ chu kỡ biến đổi. Cụng suất phản khỏng stato đũi hỏi tổng thành phần cụng suất phản khỏng Q’l của chu kỡ biến đổi. Cụng suất Q’l cú thể tăng tới Q’’l ở đầu vào chu kỡ biến đổi, nú được cung cấp bởi khung trục kớch thớch đồng bộ. Tần số trượt và dóy pha được điều chỉnh cho tốc độ trục khỏc nhau do đú làm cho từ thụng khe hở khụng khớ quay ở tốc độ đồng bộ, nh đó giải thớch ở trờn. ở dải tốc độ khụng đồng bộ, cụng suất trượt S.Pm được cung cấp tới rôto bởi kớch thớch và do đú cụng suất đầu ra tương ứng (1-S).Pm được cung cấp bởi trục. ở dải tốc độ quỏ ỏp, cụng suất đầu ra rôto chảy theo hướng cú thể. Vỡ vậy, tổng cụng suất trục tăng tới (1+S).Pm. Điện ỏp rôto và tần số thay đổi lệch từ tốc độ đồng bộ. Cho vớ dụ, nếu tốc độ trục biến đổi từ 800vũng/phỳt tới 1600 vũng/phỳt so với tốc độ đồng bộ là 1200 vũng/phỳt ( S = 0.33), dải tần số trượt tương ứng là từ 0 tới 20Hz so với tần số cung cấp là 50 Hz. Máy biến áp Chỉnh luu PWM Nghịch luu PWM S.Pg Nguồn 3 pha, 50 Hz Vd + -
Hỡnh 3-13. Điều khiển tĩnh Scherbius sử dụng hai nửa PWM biến đổi ngược điện ỏp
Thay đổi hệ thống Scherbius với một mỏy phỏt VSCF là một vài thay đổi trờn hệ thống Scherbius thụng thường. Một nguyờn lý khỏc là quÂn xung quanh hoặc lan truyền, KVA đũi hỏi cho rôto được cung cấp bởi kớch từ riờng
rấ thay cho cung cấp từ cuối stato động cơ. Một kết quả là động cơ chớnh phải cú cỡ nhỏ hơn, mặc dự trong trường hợp này cụng suất được chia cho hai động cơ. Đường VSCE phải được lọc với chỳ ý dũng điều hũa, bởi vỡ đầu vào chu kỡ biến đổi điều hũa là phản ứng lại kớch từ. Mạch điện kớch từ rôto cú thể được thiết kế với điện ỏp cao, và cần thiết cú một biến ỏp đầu vào được rút ra. Trong trường hợp nguồn cấp bị tạm thời lỗi ngắn mạch, hệ thống được cải thiện khả năng điều khiển và độ tin cậy của nguồn cấp trờn hệ thống Scherbius thụng thường. Một lần nữa, chu kỡ biến đổi cú thể thay thế bởi một mạch đụi, PWM điện ỏp biến đổi ngược, nú sẽ làm giảm bớt cụng suất phản khỏn và điều hũa tải của kớch từ.
3.5/ Tổng kết
Chương này cho thấy một cỏi nhỡn tổng quỏt về cỏc dạng điều khiển cụng suất trượt khỏc nhau. Khụng giống nh cỏc dạng điều khiển động cơ thụng thường, dạng điều khiển này đũi hỏi một đụi phản hồi động cơ roto dõy quÂn, nh vậy nú đắt hơn và bất tiện khi cú vành trượt và chổi than. Khi bắt đầu, dạng điều khiển biến trở rôto được thảo luận. Sau đú, nhiều dạng điều khiển cụng suất trượt quan trọng hơn nh là điều khiển tĩnh Kramer và Scherbius, được nờu chi tiết ứng dụng trong khoảng giới hạn tốc độ. Một lợi ớch quan trọng của điều khiển là giảm tổn hao bộ biến đổi và đỏp ứng của động cơ một chiều tạm thời nhanh hơn. Thờm vào những hạn chế của điều khiển là cần phương phỏp khởi động riờng rẽ, dải hệ số cụng suất thấp, khụng cú phản hồi điều khiển tốc độ. Điều khiển Scherbius với chu kỡ biến đổi hoặc hai nửa biến đổi điện ỏp ngược PWM, vấn đề hệ số cụng suất là khụng xuất hiện. ứng dụng cho cụng suất bơm và mỏy nộn trong khoảng giới hạn tốc độ, điều khiển này được sử dụng rộng rói hơn. Điều khiển Scherbius được ứng dụng điều tốc mỏy phỏt giú, hệ thống tớch trữ và hữu ớch hydro/bơm, và hệ thống bỏnh đà tớch trữ năng lượng.
Tài liệu tham khảo
Thiết kế mỏy điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
2.Vỡ Gia Hanh, Trần Khỏnh Hà, Phan Tư Thụ, Nguyễn Văn Sỏu. Mỏy điện (tập I)
3.Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drivers Prentice Hall PTR , USA , 2002
Mục Lục
Lời núi đầu 1
chương 1 Đại cương về động cơ khụng đồng bộ 2
i/ cấu tạo 2
1.1 Phõn loại 2
1.2 KỊt cÂu 2
1.2.1 Phấn tĩnh hay Stato 2
1.2.2 Phần quay hay rôto 4
II/ Nguyờn lý làm việc 5
Iii/ Sơ đồ thay thế 6
3.1 sơ đồ 6
3.2 cỏc chế độ làm việc 6
3.3 mômen của động cơ 7
3.4 cỏc lượng định mức 7
Iv/ cụng dụng của mỏy điện khụng đồng bộ 8
v/ nhiệm vụ thiết kế 8
Chương 2 tớnh toỏn thiết kế động cơ khụng đồng bộ
10
2.1 tớnh toỏn kớch thước chủ yếu 10
2.1.1 tỡm hiểu chung 10
2.1.2 lựa chọn tớnh toỏn cỏc kớch thước chủ yếu 10 2.1.3 thiết kế stato và khe hở khụng khớ 13
2.1.4 dõy quÂn, rónh và gụng rôto 24
2.2 tớnh toỏn mạch từ 28
2.2.1 tỡm hiểu về mạch từ trong mỏy điện khụng đồng bộ 28
2.2.2 tớnh toỏn mạch từ 29
2.3 tham số của động cơ điện ở chế độ định mức 33 2.3.1 tỡm hiểu về tham số của động cơ điện 33
2.3.2 tớnh toỏn tham số của động cơ điện 33
2.3.3 cỏc loại tổn hao trong động cơ 40
2.4 đặc tớnh làm việc 49
2.5 tớnh toỏn nhiệt 52
2.5.1 tỡm hiểu về phỏt núng mỏy điện 52
2.5.2 tớnh toỏn nhiệt 52
2.6 lựa chọn kết cÂu cơ bản 56
Chương 3 điều chỉnh cụng suất trượt của động cơ khụng đồng bộ
59
3.1 giới thiệu chung 60
3.2 Điều khiển động cơ hai tốc độ bằng biến trở rôto 60
3.3 điều khiển tĩnh Kramer 62
3.3.1 Đồ thị pha 66
3.3.2 Mạch xoay chiều tương đương 69
3.3.3 Biểu thức moomen 72
3.3.4 Hàm điều hũa 73
3.3.5 Điều khiển tốc độ trong phương phỏp Kramer 73
3.3.6 Cải thiện hệ số cụng suất 74
3.4 Điều khiển tĩnh Scherius 75
3.4.1 Phương thức hoạt động 78