- Phương pháp điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực chỉ thực hiện đối với động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc... Điều khiển điện áp stato tt• Phương pháp điều chỉnh tốc độ độ
Trang 1BÁO CÁO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
ĐỀ TÀI: CÁC CÁCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Trang 2CÁC CÁCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
1 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực
2 Điều khiển điện áp stato
3 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn áp
4 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn
Trang 31 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi số
đôi cực
- Với tần số nguồn cho trước ta có:
- Ta có thể thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay
đổi số đôi cực
- Phương pháp điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi
số đôi cực chỉ thực hiện đối với động cơ không
đồng bộ rotor lồng sóc
p
f s
n s
n 1 1 1 60
n1 :tốc độ đồng bộ
n: tốc độ động cơ f: tần số nguồn p: số đôi cực s: hệ số trượt
Trang 41 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi số đôi cực (tt)
• Ưu điểm: thiết bị đơn giản, rẻ tiền, các
đặc tính cơ đều cứng và khả năng điều
chỉnh triệt để.
• Nhược điểm: có độ tin cậy kém, dãy điều chỉnh không rộng và kích thước động cơ lớn.
Trang 52 Điều khiển điện áp stato
Sơ đồ nguyên lý
điều khiển tốc độ
động cơ không
đồng bộ
Trang 62 Điều khiển điện áp stato (tt)
• Khi thay đổi điện áp stato của động cơ, đặc tính cơ của động cơ bị thay đổi qua đó điều khiển được tốc
độ động cơ
• Để thay đổi điện áp người ta dùng bộ biến đổi điện
áp, máy biến áp tự ngẫu,…
• Ưu điểm: điều khiển dễ dàng và mang tính tự động hóa
• Nhược điểm: tuy tổn thất trong bộ biến đổi không đáng kể nhưng điện áp stato bị biến dạng so với
hình sin nên tổn thất phụ trong động cơ lớn do đó hiệu suất không cao
Trang 72 Điều khiển điện áp stato (tt)
• Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không
đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn
được sử dụng rộng rãi, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor.
• Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không
đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp thường
dùng trong hệ truyền động mà moment tải là hàm tăng theo tốc độ như quạt thông gió, bơm
ly tâm,…
Trang 83 Điều khiển tốc độ bằng cách
thay đổi tần số nguồn áp
3.1 Hệ truyền động động cơ không đồng bộ -
bộ biến tần áp điều khiển sáu bước
• Để điều khiển tần số áp tải ta cần phải điều khiển thay đổi điện áp nguồn DC (thay đổi góc kích bộ chỉnh lưu) để thay đổi biên độ thành phần hài cơ bản điện áp tải và điều
khiển tần số kích linh kiện bộ nghịch lưu áp.
Trang 93 Điều khiển tốc độ bằng cách
thay đổi tần số nguồn áp (tt)
nghịch lưu áp đơn giản Do số lần đóng ngắt linh kiện ít nên tổn hao do đóng ngắt không đáng kể.
chứa nhiều thành phần sóng hài bậc cao => gây phát nóng lõi thép và giảm moment khởi động.
Trang 103 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)
3.2 Hệ truyền động động cơ không đồng bộ - bộ
biến tần áp điều chế độ rộng xung sin (sin PWM)
không đáng kể, dòng điện pha tải gần như sin
Thành phần moment xung xuất hiện trong động
cơ giảm đáng kể, mạch lọc nguồn được thiết kế
đơn giản và gọn hơn.
lớn do đóng ngắt linh kiện và các nhiễu điện từ.
Trang 113 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)
3.3 Hệ truyền động động cơ không đồng bộ - bộ biến tần áp trực tiếp (cycloconverter)
Ưu điểm:
- Khả năng cung cấp công suất lớn đến hàng chục MW.
- Linh kiện thyristor có giá thành không cao và hoạt động
ổn định
- Điện áp và dòng điện ở ngỏ ra có dạng gần như sin.
- Hiệu suất làm việc cao.
- Có khả năng trao đổi công suất trực tiếp giữa lưới nguồn
AC và tải động cơ theo cả hai chiều
Trang 123 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)
Nhược điểm:
- Cấu tạo mạch công suất và mạch điều khiển phức tạp.
- Nguồn cung cấp đạt hệ số công suất không cao.
- Phạm vi hoạt động của bộ biến đổi chỉ dừng lại ở mức tần
số ngõ ra thấp Ở phạm vi tần số cao hơn, chất lượng điện
áp cung cấp không đảm bảo vì lượng sóng hài bậc cao phát sinh đạt giá trị lớn
• Cycloconverter được sử dụng hiệu quả cho các ứng dụng truyền động công suất lớn tốc độ chậm
Trang 134.Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn dòng điện Stato
4.1 Nguyên lý điều khiển tốc độ hệ truyền động nuôi bởi nguồn dòng điện:
cần điều khiển dòng stator theo tần số trượt rotor
Trang 144 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
4.2 Bộ nghịch lưu dòng – bộ biến tần dòng:
Trang 154 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
4.2 Bộ nghịch lưu dòng – bộ biến tần dòng:
- Điều khiển bộ biến tần dòng: về cơ bản, độ lớn dòng điện tải được điều khiển bởi bộ chỉnh lưu - phương
pháp điều biên Tần số bộ biến tần dòng được điều
khiển bởi tần số đóng ngắt mạch nghịch lưu
- Giản đồ đóng ngắt các linh kiện phải đảm bảo sao
cho tại mỗi thời điểm chỉ có một linh kiện nhóm
trên và một linh kiện nhóm dưới đồng thời dẫn điện
Trang 164.Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
• Ưu điểm:
- Giảm tổn thất điện năng.
- Gọn nhẹ và dễ điều chỉnh.
• Ứng dụng:dùng trong công nghiệp như điều
chỉnh tốc độ trong truyền động chính của các máy mài cao tốc, điều chỉnh tốc độ trong các hệ thống băng tải.
Trang 175 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto
5.1 Nguyên lý điều chỉnh khi thay đổi điện trở phụ trên mạch rôto.
• Khi động cơ đang làm việc ở trạng
thái xác lập với tốc độ n
Muốn điều chỉnh tốc độ động cơ,
ta đóng điện trở phụ vào cả 3 pha của roto
Tại thời điểm bắt đầu đóng điện trở phụ vào
thì tốc độ động cơ chưa kịp thay đổi,
lúc này dòng qua động cơ giảm nên tốc độ
động cơ giảm
Trang 185 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
5.2 Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch rotor dùng bán dẫn:
a.Sơ đồ nguyên lý b.Phương pháp điều chỉnh c.Phạm vi điều chỉnh
Trang 195 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
Trang 205 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
• Ưu điểm:
+ Có tốc độ phân cấp.
+ Tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc độ cơ bản.
+ Tự động hóa trong điều chỉnh được dễ dàng.
+ Hạn chế được dòng mở máy.
+ Làm tăng khả năng mở máy của động cơ.
+ Các thao tác điều chỉnh đơn giản.
+ Giá thành chi phí vận hành, sửa chữa thấp.
Trang 215 Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
• Nhược điểm:
+ Tốc độ kém ổn định
+ Tổn thất năng lượng lớn
• Ứng dụng:
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi Thường
được dùng với các hệ thống làm việc ngắn hạn hay
ngắn hạn lặp lại và dùng trong các hệ thống với yêu cầu tốc độ không cao như cần trục, cơ cấu nâng,
thang máy và máy xúc…
Trang 226 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi công suất trượt trả về nguồn
• Tổn thất công suất trượt trong hầu hết các
trường hợp đều tiêu tán vô ích dưới dạng
nhiệt trên điện trở rotor
• Đối với những động cơ không đồng bộ rotor
dây quấn có công suất lớn hoặc rất lớn thì tổn thất công suất trượt rất lớn.
• Để vừa vận dụng được năng lượng trượt đó
vừa điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng
bộ rotor dây quấn người ta dùng sơ đồ tầng.
Trang 236 Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi công suất trượt trả về nguồn (tt)
• Công suất trượt rotor thay vì tiêu hao
trên điện trở phụ mạch rotor sẽ được
đưa qua bộ biến đổi công suất để trả về
nguồn xoay chiều.
• Nguyên lý điều chỉnh công suất trượt
thường được áp dụng cho những truyền
động công suất lớn, khi đó làm việc tiết
kiệm điện năng có ý nghĩa lớn.
Trang 24Sơ lược kỹ thuật biến tần
Trang 251 Giới thiệu:
• Biến tần là bộ nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp
với động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha để thực hiện khởi động/dừng và điều chỉnh chính xác
số vòng quay động cơ theo yêu cầu công nghệ.
• Có nhiều loại biến tần được thiết kế phù hợp với
dãy động cơ công suất từ rất nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100 kW.
Trang 26Sơ lược kỹ thuật biến tần
2 Phân loại:
Có thể phân loại biến tần theo số pha, cấp điện áp Ngoài ra còn có thể phân loại theo cấu tạo như biến tần trực tiếp, biến tần gián tiếp
• Ưu điểm:
Hiệu suất làm việc cao
Khởi động và dừng động cơ êm
Tiết kiệm năng lượng
Trang 27• Nhược điểm:
- Giá thành đầu tư ban đầu cao.
- Yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên.
- Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng tải…
Trang 28CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ
CHÚ Ý LẮNG NGHE!
