Khi hãm tái sinh, sức điện động của động cơ lớn hơn điện áp nguồn E = Ce.ω> U, lúc này dòng hãm và momen hãm đã đổi chiều so với chế độ động cơ, động cơ làm việc như một máy phát và trả
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO BÀI T ẬP 2
Môn học : ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG
Giáo viên: Huỳnh Hữu Phương
Nhóm thực hiện : Nhóm: ……-A01 thứ 2 tiết 8-11
Sinh viên thực hiện :
TP.HCM, ngày 27 tháng 5 n ăm 2020
Trang 21/ Loại động cơ nào có tốc độ thay đổi tuyến tính theo điện áp (quan hệ gần đúng) ?
Đáp án: a/ Động cơ DC
Trong chế độ xác lập, dòng trung bình không đổi, suy ra:
2/ Loại hãm nào có năng lượng được trả về nguồn ?
Đáp án: b/ Hãm tái sinh
Hãm tái sinh khi tốc độ quay của động cơ lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng Khi hãm tái sinh, sức điện động của động cơ lớn hơn điện áp nguồn (E = Ce.ω> U), lúc này dòng hãm
và momen hãm đã đổi chiều so với chế độ động cơ, động cơ làm việc như một máy phát
và trả năng lượng về nguồn
3/ Phụ tải cánh quạt hay máy bơm ly tâm có đặc tính cơ dạng?
Đáp án: b/ Phi tuyến
Vì đặc tính cơ phụ tải là quan hệ giữa momen cản Mc của phụ tải và tốc độ quay của
nó Đặc tuyến của phụ tải quạt và máy bơm thường có dạng như hình dưới nên là phi tuyến
4/ Điều khiển tốc độ động cơ DC, thường dùng encoder để hồi tiếp tốc độ nhưng trong trường hợp
đơn giản, có thể dùng hồi tiếp điện áp để thay thế encoder
Đáp án: a/ Đúng
Phản hồi điện áp khi dùng máy phát tốc một chiều, xoay chiều là 2 loại máy phát đặc
biệt, có ngõ ra là điện áp tỉ lệ với tốc độ
Trang 35/ Nguyên nhân không thể dùng điện áp để điều khiển tốc độ động cơ KĐB là do momen suy giảm nhanh khi giảm điện áp
Đáp án: a/ Đúng
Momen tới hạn: Mt = 3.𝑈2
2𝜔0.𝑥𝑛𝑚 => Momen tỷ lệ với bình phương điện áp (ω ~U2)
6/ Bộ nguồn một chiều không thể có chức năng vừa ổn áp vừa ổn dòng
Đáp án: a/ Đúng
Vì bộ nguồn được sử dụng cho các tải có điện trở khác nhau, mà theo công thức định luật Ôm: I = U/R, thì khi ổn định áp U, do R có thay đổi nên I phải thay đổi, không thể ổn định cùng lúc được, chỉ có thể giới hạn trong khoảng nào đó và ngược lại, khi ổn định dòng I cũng tương tự, nên bộ nguồn một chiều không thể có chức năng vừa ổn áp vừa ổn dòng
7/ Khâu tích phân I trong bộ điều khiển PID được dùng để tăng thời gian đáp ứng của hệ
thống
Đáp án: b/ Sai
Khâu tích phân I trong bộ điều khiển PID được dùng để giảm sai số xác lập của hệ thống
8/ Điều chế độ rộng xung PWM trong biến tần được dùng để :
Đáp án: b/ Điều khiển điện áp
Trong biến tần, điện áp để điều khiển động cơ phải qua bộ nghịch lưu kết hợp với các khóa đóng ngắt tạo thành xung PWM điều khiển động cơ Các biến tần nguồn áp điều khiển có V/f = const (hằng số) vì khi tần số thay đổi, điện áp đặt vào cuộn dây cũng phải thay đổi để tránh việc tăng mật độ từ thông dẫn dẫn đến tăng dòng từ hóa Vì vậy khi ta điều khiển độ rộng xung thì làm thay đổi tần số thì điện áp cũng thay đổi theo để tỉ lệ V/f
= const
9/ Không thể dùng bộ chỉnh lưu điều khiển pha để nạp điện năng vào lưới
Đáp án: b/ Sai
Có thể, vì khi dòng liên tục và α > 900 , năng lượng đảo chiều truyền lại vào nguồn lưới
10/ Điều kiện cần và đủ để cầu H truyền năng lượng hai chiều là có các diod phục hồi nhanh song
song ngược với ngắt điện một chiều
Trang 4Đáp án: b/ Sai
Để là ĐK đủ cần có thêm luật điều khiển thích hợp (điều khiển hoàn toàn)
11/ Sơ đồ hiệu chỉnh nào luôn được dùng trong các bộ biến đổi hay điều khiển tốc độ động cơ :
Đáp án: a/ PI
Do nếu có thêm khâu D gây khuếch đại nhiễu thành phần tần số cao
12/ Khi thiết kế biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ AC, nếu giảm tần số f mà không
giảm điện áp U của ngỏ ra biến tần thì :
a/ Tốc độ của động cơ sẽ không giảm
b/ Dòng điện trong động cơ sẽ tăng cao gây ra phát nóng
Đáp án: b/ Dòng điện trong động cơ sẽ tăng cao gây ra phát nóng
Sử dụng loại trừ: Ta có 𝑁 =60𝑓𝑝
Khi f giảm N sẽ giảm (ko phụ thuộc U) => Loại a
Giải thích thêm câu b: 𝑈 = 𝑁Φ𝑓
Khi f giảm, để U không đổi thì từ thông Φ sẽ tăng và cũng làm cường độ dòng điện tăng theo (Φ = 𝐿𝐼)
Thành phần dòng điện từ hóa trong động cơ sẽ tăng cao do hiện tượng bão hòa từ thông gây ra phát nóng có thể làm cháy động cơ
13/ Động cơ quay đều với tốc độ không đổi khi :
a/ Điện áp đặt vào động cơ không đổi
b/ Momen động cơ luôn luôn bằng momen cản
c/ Cả hai câu đều sai
Đáp án: c/ Cả hai câu đều sai
a/ điện áp đặt vào động cơ không đổi nhưng tốc độ có thể thay đổi do tải thay đổi
b/ chỉ là điều kiện để tốc độ động cơ xác lập
M = Mc: động cơ không đổi tốc độ hay còn gọi là có điểm làm việc xác lập
14/ Nếu momen khởi động của động cơ nhỏ hơn momen cản thì động cơ sẽ không tăng
tốc được và sẽ gây ra phát nóng có thể dẫn đến cháy động cơ
Đáp án: a/ Đúng
Do Mđ = M – MC = J.𝑑𝑤𝑑𝑡 Từ biểu thức ta thấy nếu Mkđ < MC thì 𝑑𝑤
𝑑𝑡 < 0, gia tốc không cùng chiều chuyển động, động cơ sẽ không tăng tốc được, gây nóng động cơ
Trang 515/ Tốc độ động cơ một chiều tỉ lệ tuyến tính với từ thông kích thích
Đáp án: b/ Sai
Ta có 𝑀 = 𝑘ΦI => từ thông tỉ lệ thuận với momen, mà theo đặc tính cơ của động cơ 1 chiều thì momen tỷ lệ nghịch với tốc độ => từ thông kích thích tỷ lệ nghịch với tốc độ động cơ 1 chiều => Sai
16/ Để giữ ổn định tốc độ động cơ một chiều, có thể :
a/ hồi tiếp dòng điện phần ứng b/ hồi tiếp điện áp phần ứng
c/ hồi tiếp cả hai dòng, áp d/ hồi tiếp một trong hai dòng/áp
Đáp án: c/ hồi tiếp cả hai dòng, áp
Hồi tiếp âm áp để giữ ổn định năng lượng cung cấp, phản hổi dương dòng để hạn chế sụt
tốc theo tải
17/ Trong điều khiển tốc độ động cơ khâu hiệu chỉnh thường dùng là :
Đáp án: a/ PI
Do nếu có thêm khâu D gây khuếch đại nhiễu thành phần tần số cao
18/ Cho mạch điều khiển tốc độ động cơ DC như hình 1 Các linh kiện R16, R18, C5 tạo thành khâu có chức năng :
a/ So sánh b/ Hạn biên c/ Khởi động mềm d/ b/ và c/
Đáp án: d/ b/ và c/
Các linh kiện có chức năng hạn dòng và khởi động mềm (chỉnh được độ dốc hàm dốc)
19/ Trong mạch hình 1 có khâu hiệu chỉnh :
Đáp án: b/ PI
Ta có U1B và U1C là 2 khâu tích phân và khuếch đại đảo
Trang 620/ Giả sử ta có đặc tính cơ ω(M) của một động cơ DC Vậy có thể xác định momen
khởi động MKĐ của động cơ dựa vào :
a/ Giao điểm của đặc tính cơ với trục tung
b/ Giao điểm của đặc tính cơ với trục hoành
c/ Giao điểm của đặc tính cơ với đường momen phụ tải
d/ Cả 3 a/ , b/ , c/ đều sai
Đáp án: b/ Giao điểm của đặc tính cơ với trục hoành
Ta có đặc tính cơ của động cơ DC
21/ Khi cần dừng động cơ DC Ta chuyển động cơ sang chế độ :
a/ Hãm tái sinh b/ Hãm ngược c/ Hãm động năng d/ Cắt điện nguồn
Đáp án: c/ Hãm động năng
Hãm động năng : U = 0 → I = −E / R
→ M = Ce I 0, động cơ → máy phát, momen âm nên có tác dụng hãm, điểm làm việc chuyển sang II, năng lượng tiêu tán trên điện trở mạch, chế độ này được dùng khi hãm dừng động cơ
Trang 722/ Để điều khiển tốc độ động cơ KĐB hiệu quả ta dùng phương pháp sau :
a/ Thay đổi tần số đặt vào động cơ
b/ Thay đổi điện áp đặt vào động cơ
c/ Thay đổi số đôi cực của động cơ
d/ Thay đổi dòng điện stato của động cơ
Đáp án: a/ Thay đổi tần số đặt vào động cơ
Điều khiển tần số đặt vào động cơ là cách hiệu quả nhất để điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ Khi đó độ sụt tốc của động cơ bé, chỉ lệch với tốc độ của TTQ độ trượt s
có trị số khoảng vài phần trăm Ngoài ra còn có chi phí bảo trì thấp và hiệu suất làm việc cao
23/ Hầu hết các biến tần điều khiển tốc độ động cơ KĐB đều dựa trên nguyên lý điều
chế độ rộng xung PWM vì nó :
a/ Làm thay đổi tốc độ động cơ
b/ Làm thay đổi tần số động cơ
c/ Làm suy giảm điện áp động cơ
d/ Làm suy giảm phát nóng động cơ
Đáp án: d/ Làm suy giảm phát nóng động cơ
Do việc điều chế độ rộng xung PWM làm hạn chế các sóng hài bậc cao gây phát nóng
phụ (tăng tổn hao trong dây dẫn và lõi thép) làm phát nóng động cơ
24/ Trong biến tần V/F, ta cần giữ tỉ số V/F = const để :
a/ Động cơ không bị quá dòng
b/ Momen động cơ không bị suy giảm
c/ Tốc độ động cơ không bị suy giảm
d/ a/ và b/
Đáp án: d/ a/ và b/
Ta có: Φ = 𝑁1𝑈𝑓 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, mà Φ tỷ lệ với M nên moment động cơ sẽ ko bị suy giảm
Φ = 𝐿𝐼, mà Φ không đổi nên I cũng sẽ bị giới hạn, không bị hiện tượng quá dòng
25/ Cho bộ nghịch lưu áp 6 nấc Nếu thời gian đóng / mở của các switch S1, , S6 là Ton = Toff =
20 ms thì tần số của các điện áp ra pha A, B, C của bộ nghịch lưu :
Đáp án: a/ 25 Hz
f = 1/(Ton + Toff) = 25 Hz
26/ Momen động cơ KĐB tỉ lệ với dòng roto quy đổi trong trường hợp nào :
a/ Trong mọi chế độ làm việc, như động cơ một chiều
b/ Trong khoảng tốc độ nhỏ
c/ Trong khoảng độ trượt nhỏ
Trang 8d/ Cả ba ý trên đều sai
Đáp án: c/ Trong khoảng độ trượt nhỏ
27/ Trong mạch Hình 2 có hai phản hồi :
a/ Âm áp, âm dòng b/ Âm áp, dương dòng c/ Dương áp, âm dòng d/ Dương áp, dương dòng
Đáp án: b/ Âm áp, dương dòng
Vì phản hồi áp ở cực âm của động cơ và phản hồi dòng ở cực dương của động cơ
28/ Trong điều khiển động cơ DC, hồi tiếp áp để :
a/ Bù sụt áp nguồn
b/ Bù sụt tốc do tải
c/ Bù thiếu từ thông kích thích
d/ b/ và c/
Đáp án: a/ Bù sụt áp nguồn
Vì sụt áp trên các bộ biến đổi vốn khá lớn khi hoạt động vòng hở Nên khi hồi tiếp áp thì
áp đặt vào động cơ sẽ ổn định hơn
29/ Trong điều khiển động cơ DC, hồi tiếp dòng để :
a/ Bù sụt áp nguồn b/ Bù sụt tốc do tải
c/ Bù thiếu từ thông kích thích d/ a/ và c/
Đáp án: b/ Bù sụt tốc do tải
30/ Trong mạch Hình 2, tốc độ động cơ M1 được xác định bởi :
a/ Góc kích các SCR b/ Biến trở POT c/ Mạch R16, R18, C5 d/ Các giá trị
phản hồi dòng, áp
Đáp án: b/ Biến trở POT
31/ Trong chế độ hãm tái sinh của động cơ DC :
a/ Tốc độ tăng, dòng động cơ đổi chiều b/ Tốc độ giãm, dòng động cơ không đổi chiều
c/ Tốc độ tăng, dòng động cơ không đổi chiều d/ Tốc độ giãm, dòng động cơ đổi chiều
Đáp án: a/ Tốc độ tăng, dòng động cơ đổi chiều
Trang 9Vì momen M ngược chiều với tốc độ , P = M. < 0, động cơ chuyển thành chế độ máy phát
32/ Trong chế độ hãm động năng của động cơ DC :
a/ Tốc độ tăng, dòng động cơ đổi chiều
b/ Tốc độ giảm, dòng động cơ không đổi chiều
c/ Tốc độ tăng, dòng động cơ không đổi chiều
d/ Tốc độ giảm, dòng động cơ đổi chiều
Đáp án: d/ Tốc độ giảm, dòng động cơ đổi chiều
Khi hãm động năng, U = 0 → I = -E/R, như vậy dòng động cơ đổi chiều, tạo ra momen hãm làm giảm tốc độ động cơ
Trang 1033/ Có thể điều khiển tốc độ động cơ KĐB theo phương pháp sau :
a/ Thay đổi tần số đặt vào động cơ
b/ Thay đổi điện áp đặt vào động cơ
c/ Thay đổi số đôi cực của động cơ
d/ Các phương pháp trên đều được sử dụng
Đáp án: d/ Các phương pháp trên đều được sử dụng
Vì 𝑁 = 60𝑓𝑝 và 𝑈 = 𝑁Φ𝑓 nên có thể thay đổi tốc độ N bằng cách thay đổi f, p và U đều được
34/ Nguyên lý điều chế độ rộng xung PWM trong điều khiển tốc độ động cơ KĐB nhằm
mục đích :
a/ Tạo điện áp đặt vào động cơ có dạng hình sine
b/ Tạo dòng điện trong động cơ có dạng hình sine
c/ Thay đổi điện áp đặt vào động cơ
d/ Thay đổi dòng điện chạy trong động cơ
Đáp án: b/ Tạo dòng điện trong động cơ có dạng hình sine
Ta thấy điện áp của bộ nghịch lưu dùng phương pháp điều khiển Sin PWM có dạng hình sine do tính chất cuộn dây trong động cơ, còn điện áp thì không
35/ Trong biến tần V/F chất lượng cao người ta dùng hệ thống có phản hồi tốc độ Khâu
"ĐK s" trong hệ thống có ưu điểm hơn khâu "ĐK ω" vì :
a/ Tốc độ động cơ chính xác hơn
b/ Gia tăng dòng qua động cơ → tăng khả năng kéo tải
c/ Gia tăng moment động cơ → tăng khả năng kéo tải
d/ Hạn chế được quá dòng → hạn chế phát nóng
Đáp án: c/ Gia tăng moment động cơ → tăng khả năng kéo tải
Do bộ ĐK s giới hạn độ trượt lớn khắc phục được khuyết điểm của bộ ĐK ω (gia tăng momen ở vùng tốc độ thấp) => momen động cơ lớn, tăng khả năng kéo tải
36/ Softstart được ứng dụng trong điều khiển động cơ KĐB nhằm mục đích :
a/ Điều khiển tốc độ động cơ
b/ Điều khiển gia tốc động cơ
c/ Hạn chế dòng khởi động
d/ b/ và c/
Đáp án: d/ b/ và c/
Bộ khởi động mềm có chức năng hạn dòng và chỉnh được độ dốc hàm dốc nên cũng điều khiển được gia tốc động cơ
37/ Cho bộ nghịch lưu áp 6 nấc Nếu chu kỳ đóng/mở của các switch là T = 60 ms thì các điện áp
pha A, B, C sẽ lệch nhau :
Trang 11a/ 10 ms b/ 20 ms c/ 30 ms d/ 40 ms
Đáp án: b/ 20 ms
Ba pha lệch nhau 120 (2π/3) nên điện áp sẽ lệch nhau 1/3 chu kỳ đóng/mở của switch
∆𝒕 = 𝟏
𝟑∗ 𝟔𝟎 = 𝟐𝟎 𝒎𝒔
38/ Biến tần điều khiển vector từ thông nhằm mục đích :
a/ Điều khiển từ thông theo ý muốn b/ Điều khiển moment theo ý muốn c/ Điều khiển dòng điện theo ý muốn d/ Điều khiển tốc độ theo ý muốn
Đáp án: b/ Điều khiển moment theo ý muốn
Khi điều khiển áp từ thông , áp phần ứng giữ không đổi Uđm nên công suất động cơ không đổi, momen tỉ lẹ nghịch với sự tăng tốc độ do giảm từ thông Như vậy điều khiển
từ thông nhằm điều khiển momen theo ý muốn
H ết