Đồ án môn học truyền động điện tự động đề tài tính toán và thiết kế truyền động cho cơ cấu nâng hạ cầu trục

Cụ thể bài làm của em sẽ gồm những nội dung cơ bản như sau: ✓ Lý thuyết về động cơ không đồng bộ 3 pha: đặc tính cơ, cách khởi động, mở máy qua các cấp điện trở, các đặc tính hãm… ✓ Tính

ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TỰ ĐỘNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

TP Thủ Đức, tháng 06 năm 2022

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN

Họ và tên sinh viên thực hiện: Bùi Thành Đạt

MSSV:19142291 Lớp:191421C

Chuyên ngành: CNKT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Nội dung: Báo cáo môn học Đồ án Truyền Động Điện Tự Động

GV hướng dẫn và đánh giá: TS Nguyễn Thị Mi Sa

NỘI DUNG ĐÁNH GIÁ:

1 Nội dung & khối lượng bài báo cáo:

………

………

………

………

………

2 Ưu điểm: ………

………

………

………

………

………

………

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

o0o

TP Thủ Đức, tháng 06 năm 2022

3 Khuyết điểm

………

………

………

………

………

4 Nhận xét chung: ………

………

………

………

………

………

… 5 Điểm số: …………

Điểm bằng chữ: ………

TP Thủ Đức, ngày……tháng 06 năm 2022 GIẢNG VIÊN ĐÁNH GIÁ

TS Nguyễn Thị Mi Sa

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 7

PHẦN 1: CƠ SỞ, LÝ THUYẾT CỦA VIỆC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC SỬ DỤNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 8

CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 8

1.1 KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN CẤU TẠO 8

1.1.1 Động cơ điện không đồng bộ 3 pha là gì? 8

1.1.2 Đặc điểm, thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động 8

1.2 ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA 12

1.3 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA 15

1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ 19

1.4.1 Ảnh hưởng của điện áp nguồn cấp 19

1.4.2 Ảnh hưởng của tần số nguồn cấp 20

1.4.3 Ảnh hưởng của điện trở và điện kháng mạch stator 21

1.4.4 Thêm điện trở phụ vào mạch Rotor 22

1.5 CÁC CHẾ ĐỘ HÃM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA 23

1.5.1 Hãm tái sinh 24

1.5.1.1 Hãm tái sinh khi tải đảo chiều quay 24

1.5.1.2 Hãm tái sinh khi hạ tải thế năng bằng cách đảo chiều từ trường quay 25 1.5.2 Hãm ngược 27

1.5.2.1 Đảo thứ tự 2 trong 3 pha điện áp Stator 27

1.5.2.2 Hãm ngược bằng cách thêm điện trở phụ đủ lớn vào mạch rotor đối với động cơ rotor dây quấn mang tải thế năng 28

1.5.3 Hãm động năng 29

1.5.3.1 Hãm động năng tự kích 29

1.5.3.2 Hãm động năng kích từ độc lập 30

1.6 KHỞI ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ 31

1.6.1 Giảm điện áp phần Stator 32

1.6.1.1 Đổi nối sao tam giác 32

1.6.1.2 Sử dụng máy biến áp tự ngẫu 33

1.6.1.3 Khởi động mềm (soft starter) 34

1.6.2 Tăng tổng trở mạch khởi động 36

1.6.2.1 Thêm điện trở phụ vào mạch Stator 36

1.6.2.2 Thêm điện kháng phụ mạch Stator 37

1.6.2.3 Thêm điên trở phụ mạch Rotor 39

PHẦN II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 41

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN YÊU CẦU MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ 41

2 CÁC THÔNG SỐ ĐỊNH MỨC BAN ĐẦU 41

2.1 Tính toán dòng điện định mức phía Stator 41

2.2 Tính toán dòng điện định mức phía Rotor 41

2.3 Tính toán phần trở kháng ngắn mạch 42

2.4 Tính toán dòng điện khi mở máy 43

2.5 Tính toán tốc độ trượt định mức s 43

2.6 Tính toán tốc độ của từ trường và tốc độ định mức của động cơ 43

2.7 Tính toán momen định mức của động cơ 44

2.8 Đặc tính cơ tự nhiên 45

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ MỞ MÁY, ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ 46

3.1 TÍNH TOÁN GIỚI HẠN MOMEN LỚN NHẤT VÀ NHỎ NHẤT LÚC MỞ MÁY: 46

CHƯƠNG 4: YÊU CẦU NÂNG TẢI 49

4.1 TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 49 4.2 TÍNH TOÁN ĐIỆN TRỞ PHỤ ĐƯỢC THÊM VÀO MẠCH ROTOR ĐỂ ĐỘNG CƠ NÂNG TẢI BẰNG 14 TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC 50

CHƯƠNG 5: YÊU CẦU HẠ TẢI 53

5.1 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ¼ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC 53 5.2 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG ½ TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC 54 5.3 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ

MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC 56 5.4 ĐỘNG CƠ HẠ TẢI VỚI TỐC ĐỘ BẰNG 2 LẦN TỐC ĐỘ ĐỊNH MỨC CÓ MOMENT BẰNG 0,8 LẦN MOMEN ĐỊNH MỨC 57 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Tính toán và thiết kế truyền động điện cho một cơ cấu nâng hạ cầu trục dùng động cơ

AC không đồng bộ 3 pha có các số liệu sau đây (đề nhóm số 6):

P đm (w) Công suất động cơ 55

U1đm (V) Điện áp định mức 400

N1 Số vòng mỗi pha dây quấn stator 65

N2 Số vòng mỗi pha dây quấn rotor 35

Kdq1 Hệ số dây quấn stator 0,955

Kdq2 Hệ số dây quấn rotor 0,955

R1 (Ω) Điện trở dây quấn stator 0,25

R2 (Ω) Điện trở dây quấn rotor 0,06

X1 (Ω) Điện kháng dây quấn stator 0,35

X2 (Ω) Điện kháng dây quấn rotor 0,055

Dây quấn Rotor và Stator được đấu Y/Y

Sức từ động trên stator > sức từ động trên rotor 20%

Động cơ làm việc ở tần số 50Hz

Yêu cầu tính toán và thiết kế như sau:

1

2

độ lần lượt là: 1/2nđm và 1/4 nđm

3

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, cuộc sống và kinh tế ngày càng phát triển, nhu cầu của con người trong sinh hoạt cũng như sản xuất, lao động ngày càng tăng cao Đặc biệt những công việc nặng nhọc như nâng hạ cần cẩu trong xây dựng hay ở những thiết bị di chuyển tiện lợi như thang máy hay ở những thiết bị sữa chữa trong những chiếc ô tô…Và để thực hiện những công việc đó, hệ thống nâng hạ cầu trục đã ra đời phục vụ nhu cầu, công việc của con người đáp ứng hiệu quả trong kinh tế

Với sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Mi Sa, em đã tiến hành làm đồ án

môn Truyền Động Điện Tự Động với đề tài “Tính toán và thiết kế truyền động cho cơ

cấu nâng hạ cầu trục” Do đó, để cùng làm rõ những nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo của động cơ cho hệ thống nâng hạ cầu trục này Cụ thể bài làm của em sẽ gồm những nội dung cơ bản như sau:

✓ Lý thuyết về động cơ không đồng bộ 3 pha: đặc tính cơ, cách khởi động, mở máy qua các cấp điện trở, các đặc tính hãm…

✓ Tính toán số liệu: dòng điện, mô men của động cơ; các cấp điện trở mở máy; tốc độ, dòng điện khi nâng tải và hạ tải…

Và để làm rõ điều này, chúng ta sẽ đi đến bài làm chi tiết sau đây

PHẦN 1: CƠ SỞ, LÝ THUYẾT CỦA VIỆC TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦU TRỤC SỬ DỤNG ĐỘNG

CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

CHƯƠNG 1: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG

ĐỒNG BỘ 3 PHA

1.1 KHÁI NIỆM, ĐẶC ĐIỂM, THÀNH PHẦN CẤU TẠO

1.1.1 Động cơ điện không đồng bộ 3 pha là gì?

- Dựa theo hiện tượng cảm ứng điện từ có tốc độ rotor thay đổi so với tốc độ của từ trường mà người ta xây dựng được nên động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha, tùy theo nhu cầu và các mức điện áp mà người ta có thể chế tạo các mẫu mã động cơ với các tốc độ khác nhau

- Động cơ không đồng bộ 3pha (AC Induction Motor) giúp chuyển đổi năng lượng điện thành cơ năng , tạo ra các momen lực…Với các ưu điểm như: thiết kế đơn giản;

dễ dàng lắp đặt, sữa chữa; chi phí đầu tư, vận hành thấp; hiệu suất làm việc cao, tuổi thọ dài…; các dãi công suất nhiều cho ta dễ dàng lựa chọn… mà đã và đang được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, …

và cũng như trong đời sống

1.1.2 Đặc điểm, thành phần cấu tạo, nguyên lý hoạt động

- Động cơ không đồng bộ 3 pha cấu tạo gồm 2 thành phần chính:

Phần Stato (đứng yên) gồm cuộn dây đồng quấn trên khung được ghép lại bởi các lá thép kỹ thuật điện.Khi cho dòng điện chạy qua đó, điện năng sẽ biến đổi thành hệ thống các đường sức từ trường lông có hướng, khép kín trên mạch từ

Phần Rotor (chuyển động quay của động cơ) được chia làm hai dạng: rotor lồng sóc và dây quấn Nhưng trong thực tế, động cơ rotor lồng sóc chiến ưu thế hơn cả vì dễ dàng chế tạo và lắp đặt, chi phí giá thành rẻ hơn Nó gồm các thanh đồng được đúc xuyên qua các rãnh của rotor và được nối tắt ở hai đầu, kèm theo cánh tản nhiệt và quạt làm

mát

Phần đứng yên Stato có 3 cuộn dây quấn

Stator và rotor lồng sốc

Rotor dây quấn

Hình ảnh cắt ngang cấu tạo chi tiết của động cơ KĐB 3 pha

Ta có một lưu ý đó là vì rotor là 1 khối tròn nên khe hở đều Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2 đến 1mm trong máy điện nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn

Nguyên lý hoạt động: Khi chúng ta cấp điện áp 3 pha vào đầu cuộn dây của động cơ, trong stator sẽ có một từ trường như hình vẽ, từng trường này quét qua các thanh đồng của rotor, sẽ tạo ra dòng điện kín bên trong đó, làm xuất hiện các suất điện dộng và dòng điện cảm ứng

Hai lực tương tác giữa từ trường quay và dòng điện cảm ứng này tạo ra momen quay tác động lên rotor, làm rotor quay theo chiều của từ trường với tốc độ gần bằng tốc độ của

Hệ số công suất định mức Cos 𝜑

Ta có giảng đồ công suất như sau:

Vì các tổn hao được cộng dồn duy trì qua từng giai đoạn nên ta cần phải tính toán chi li hợp lý để lựa chọn động cơ phù hợp Tùy theo mục đích sử dụng, điện áp và tần số mà người ta sử dụng cách đấu dây tam giác hay sao cho phù hợp:

Cách đấu dây tam giác

Cách đấu dây hình sao

Và cần phải cẩn thận lưu ý về điện áp của động cơ khi ta tiến hành đổi nối sao-tam giác Động cơ không đồng bộ 3 pha có các ưu nhược điểm như:

- Đối với động cơ rotor dây quấn:

+ Nhược điểm là giá thành cao và động cơ vận hành kém tin cậy

- Đối với động cơ lồng sóc:

+ Có ưu điểm là giá thành rẻ và hoạt động đảm bảo

+ Nhược điểm là điều chỉnh khó và dòng điện khởi động lớn

1.2 ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA

Mạch tương đương một pha của động cơ không đồng bộ 3 pha có được bằng cách tách riêng stator và rotor Trong đó, R1, X1 là điện trở và điện kháng mạch stator Đặc trưng cho mạch từ lõi thép là Rm và Xm, Im gọi là dòng điện từ hóa N1 là số vòng dây quấn stator

E = − I R + X

Đối với động cơ công suất lớn thì có thể bỏ qua dòng từ hóa Im

Mạch tương đương 1 pha của stator

Ở trạng thái rotor đứng yên, ta có thể xem động cơ như là một máy biến áp cách ly Tổng trở mạch rotor bao gồm R2 và X2, N2 là số vòng dây quấn rotor E2 là sức điện động khi rotor đứng yên:

Mạch tương đương 1 pha khi quy đổi rotor về stator

R′

= R

(

N2

)

X′

= X

(

N2

)

22

Khi đó ta có mạch điện như sau:

Mặt khác, vì thường Im << I1 nên I 1 I’2 và chúng ta có thể xem tổng trở stator và rotor nối nối tiếp nhau Để cho đơn giản ta cộng hai thành phần trở kháng lại:

1

'

eq

Lúc này ta có sơ đồ hoàn chỉnh như sau:

Trong đó: V là điện áp pha (trên nhãn thiết bị là điện áp dây)

Đây cũng là mô hình tính toán gần đúng của động cơ KĐB 3 pha ở chế độ xác lập Tốc độ đồng bộ của động cơ đặc trưng cho khả năng sinh ra từ trường biến thiên được xác định như sau:

𝑛

=

Để đặc trưng cho độ sai lệch giữa tốc độ rotor và tốc độ đồng bộ là hệ số trượt tốc độ s:

Với: 𝜔 = 2𝜋.𝑛

60 (rad/s); 𝜔𝑠 = 2𝜋.𝑛𝑠

60

Để đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha, cần phải đảo thứ tự 2 trong 3 pha điện

áp đưa vào stator Khi đó, chiều từ trường quay ns sẽ bị đảo và dẫn đến đảo chiều quay của động cơ

Dựa vào sơ đồ thay thế như trên ta có được phương trình đặc tính tốc độ như sau:

1.3 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KĐB 3 PHA

Ta có công suất điên ngõ vào: 𝑃𝑖𝑛 = 3.V.𝐼1.𝑐𝑜𝑠𝜃1

Công suất cơ làm quay trục rotor

𝑃𝑑 = 𝑃𝑔 – 𝑃𝑐𝑜2 = 3.𝐼2′2.𝑅

′ 2

𝑠 (1-s) = 𝑃𝑔(1-s)

Vì công suất này công suất cơ sinh ra trên trục động cơ và bằng với tổng công suất cơ

và tổn hao cơ nên ta cũng có thể tính như sau:

Khi làm việc ở chế độ động cơ: 𝑇𝑑 > 𝑇𝑑𝑚

Ta có lại giản đồ phát họa như sau:

Giản đồ công suất của động cơ

Dựa vào giản đồ công suất như trên ta dễ dàng có được:

Hình vẽ biểu diễn sự phục thuộc của T và s

Ta thường vẽ đặc tính cơ ở chế độ động cơ để biểu diễn mỗi quan hệ giữa mô men và tốc độ động cơ Lúc mới khỏi động, tốc độ n = 0 và s =1, moment khởi động lúc này là

Tst Nếu Tst lớn hơn mô men tải và tổn hao thì động cơ sẽ tăng tốc và có tốc độ gần bằng với tốc độ đồng bộ khoảng 97-98% tốc độ đồng bộ và mô men cũng đạt giá trị max tại

Ta có hình vẽ như sau:

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mô men, hệ số trượt và tốc độ động cơ

1.4 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH CƠ

1.4.1 Ảnh hưởng của điện áp nguồn cấp

2.𝜔𝑠(𝑅1±√𝑅12± 𝑋𝑒𝑞2 )

𝑠

=

√𝑅12 + 𝑋𝑒𝑞2

Đặc tính cơ khi giảm điện áp

Dựa vào phương trình ta nhận thấy khi ta giảm điện áp từ lưới V thì Td sẽ giảm đi bình phương lần độ suy giảm điện áp còn độ trượt sth (tốc độ đồng bộ 𝜔𝑠) không thay đổi

1.4.2 Ảnh hưởng của tần số nguồn cấp

Khi thay đổi tần số dẫn đến thay đổi tốc độ đồng bộ và điện kháng, thay đổi luôn dạng đặc tính cơ Khi ta tăng tần số nguồn cấp vào giúp tăng tốc độ làm việc và giảm dòng điện động cơ, nhưng chính điều này làm giảm khả năng mang tải do mô men động cơ suy giảm và ngược lại Vì vậy khi thay đổi tần số nguồn cấp thì cũng cần động cơ suy giảm và ngược lại Vì vậy khi thay đổi tần số nguồn cấp thì cũng cần thay đổi điện áp phần ứng để mo men ổn định

Đặc tính khi thay đổi tần số: (a) đặc tính cơ, (b) đặc tính tốc độ

Qua đồ thị này ta nhận thấy có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần

số nguồn cấp nhờ có phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng và phù hợp với nhiều loại tải

Vì vậy, khi thay đổi tần số, cần phải thay đổi điện áp sao cho V/f = const nhằm giữ mômen không đổi trong giới hạn điện áp định mức Hình ở trên là đặc tính cơ và đặc tính tốc độ khi điều khiển V/f = const Khi đó, mô men cực đại và dòng khởi động hầu như không đổi và đây là ưu điểm của phương pháp này

1.4.3 Ảnh hưởng của điện trở và điện kháng mạch stator

Khi ta thêm điện trở phụ hoặc điện kháng vào mạch stator, dạng đặc tính cơ thay đổi theo Tuy tốc độ đồng bộ n không đổi nhưng trượt tới hạn s giảm, momen tới hạn Tdgiảm và momen mở máy cũng giảm

Động cơ KĐB 3 pha khi thêm điện trở phụ và điện kháng

2 2 2

'

'

'

3 2.

R

s V I

R

s V T

R R X R

Đồ Án Truyền Động Điện Tự Động GVHD: TS Nguyễn Thị Mi Sa

2 max

1

'

'

'

3 2.

R

s V T

R R X R

Khi thêm điện trở phụ hoặc điện kháng thì làm giảm mômenmax và smax

Đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ và điện kháng váo Stator (Rad=Xad)

Hình vẽ biểu diễn đặc tính cơ ở trên cũng cho thấy phạm vi điều chỉnh tốc độ của phương pháp thêm điện trở hoặc điện kháng vào stator khá hẹp khi phụ tải momen bằng hằng

số Do đó phương pháp điều chỉnh tốc độ này gần như không được sử dụng

1.4.4 Thêm điện trở phụ vào mạch Rotor

Ta có một số lưu ý như sau:

- Động cơ không đồng bộ 3 pha Rotor lồng sóc không thể thay đổi được điện trở mạch Rotor, chỉ thực hiện được đối với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn do mạch rotor

có thể nối với điện trở bên ngoài qua hệ vòng trượt - chổi than Ngoài ra, đặc tính cơ cũng có thể điều chỉnh dải tần số điều chỉnh tốc độ rộng

Đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ vào mạch rotor

Các thông số bị thay đổi: mô men cực đại không phụ thuộc vào giá trị điện trở phụ thêm vào rotor, đồng thời việc thêm điện trở phụ vào mạch rotor cũng giúp giảm dòng khởi động rất hiệu quả

Do sức điện động rotor có tần số thay đổi theo tốc độ, khi thêm điện kháng vào rotor, giá trị này sẽ thay đổi theo tốc độ (do điện kháng tỉ lệ với tần số) dẫn đến khó kiểm soát

Vì vậy, trong thực tế không bao giờ thêm điện kháng vào mạch rotor

1.5 CÁC CHẾ ĐỘ HÃM CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA

Ở chế độ hãm mô men và tốc độ động cơ ngược chiều nhau và có thể có các trạng thái hãm như sau:

1.5.1 Hãm tái sinh

Trường hợp này xảy ra khi tốc độ của động cơ lớn hơn tốc độ đồng bộ (n > ns) Lúc này phụ tải đóng vai trò như động cơ sơ cấp ở chế độ máy phát điện và phát điện về phía nguồn

Ta có: Pđ < 0, Pcơ < 0

Ta có các trường hợp của hãm tái sinh như sau:

1.5.1.1 Hãm tái sinh khi tải đảo chiều quay

Đặc tính cơ khi tải đảo chiều quay

Dựa vào hình vẽ ta nhận thấy s < 0 khi tải ở góc phần tư thứ 2 khi ta kéo dài đặc tính cơ lên hơn điểm A’, điều này cũng cho thấy khi s giảm đi thì tốc độ n của động cơ cũng đang tăng lên hay giả dụ như việc động cơ đang lên dốc tại điểm A và sau đó hạ dốc tại điểm A’

1.5.1.2 Hãm tái sinh khi hạ tải thế năng bằng cách đảo chiều từ trường quay

Ta có một cách khác để hạ tải thế năng chính là đảo từ trường quay bằng cách chúng ta thay đổi thứ tự pha 2 trong 3 pha bất kì, lúc này trường hợp hãm tái sinh của động cơ sẽ xảy ra ở góc phần tư thứ tư

Đặc tính cơ hãm tái sinh khi hạ tải thế năng bằng cách đảo 2 trong 3 pha điện áp

stator

Lúc này ta có một số công thức liên quan như sau:

2

2 2

Trong đó Q là công suất phản kháng hoạt động của động cơ ở trạng thái lúc này

Đặc tính công suất phản kháng khi hãm tái sinh

Mặc dù lúc này động cơ làm việc ở chế độ máy phát tức là công suất sẽ được trả về nguồn thế nhưng ngược lại công suất phản kháng lại được tiêu thụ để từ hóa lõi thép Ngoài ra khi ta làm giảm đột ngột điện áp V/f đủ lớn thì cũng gây ra trạng thái hãm tái sinh như trên

Đặc tính cơ hãm tái sinh khi giảm V/f đủ lớn

1.5.2 Hãm ngược

1.5.2.1 Đảo thứ tự 2 trong 3 pha điện áp Stator

Giả sử một động cơ đang quay thuận, nếu ta thực hiện đảo 2 trong 3 pha bất kì điện áp đặt vào Stator, chiều quay của từ trường sẽ bị đảo làm cho mô men động cơ cũng bị đảo

và quay theo Cụ thể:

Đặc tính cơ của hãm ngược khi đảo thứ tự 2 trong 3 pha điện áp Stator

Trong đó:

Điểm A là điểm mà động cơ hoạt động ban đầu

Khi ta thực hiện đảo 2 trong 3 pha thì lập tức điểm hoạt động mới của động cơ sẽ nhảy sang điểm B và điểm làm việc này có tốc độ giảm dần về điểm làm việc mới tại điểm C, quá trình đi từ B đến C này gọi là hãm ngược

Tại điểm C, động cơ bắt đầu hoạt động theo chiều ngược lại đến điểm ổn định mới là D nếu trường hợp tải là phản kháng và điểm ổn định mới là E nếu là tải thế năng

Như vậy có thế kết luận, khi ta đảo chiều trực tiếp của động cơ sẽ sinh ra quá trình hãm ngược, tuy động cơ có thể đảo chiều nhanh chóng nhưng đồng thời làm động cơ cũng

độ hãm này hoạt động ở góc phần tư thứ tư

Mạch động lực khi ta thêm điện trở phụ vào mạch rotor

eL = -L 𝑑𝑖

𝑑𝑡 với L là hệ số tự cảm của cuộn dây quấn 1 pha stator

Để có thể hãm động cơ một cách hiệu quả, ta cần phải chuyển mạch nhanh để có sức điện động ban đầu lớn phù hợp đối với động cơ công suất lớn (lớn hơn 1,5kW) Động

cơ có công suất càng lớn, giá trị điện trở phụ thêm vào mạch hãm càng lớn và ngược lại

Sơ đồ mạch điều khiển và động lực của hãm động năng tự kích

I