Một phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ

Một phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ

KHÔNG ĐÒNG BỘ

A METHOD OF STARTING INDUCTION MOTORS

Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TÁT

Bài báo trình bày một phương pháp giảm dòng điện mở máy nhờ tụ điện nối song song với động cơ không đồng bộ Phương pháp này đặc biệt có ích khi khởi động động cơ trong hệ có công suất hữu hạn, như hệ máy phát - động cơ ở các trạm bơm điện

ABSTRACT

This paper shows a method to reduce the starting current of induction motors It is very useful for the motors connected to a network with limited power, for example the generator-motor systems in hydraulic pumping stations

1 NOI THEM TY DIEN KHI MO MAY

Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc là loại động cơ được dùng nhiều trong thực tế Một trong các vấn đề đối với động cơ này là dòng điện khởi động thường khá lớn Một số phương pháp giảm điện áp được đùng để hạn chế dòng điện khởi động Các phương pháp này

đòi hỏi một số thiết bị để hạn chế dòng điện mở may [1] Các phương pháp mở máy đang

dùng thực hiện việc tăng tông trở toàn mạch đề hạn chê dòng điện khi mở máy

Trong hệ thống có công suất hữu hạn, dòng điện này ảnh hưởng rất lớn đến quá trình mở máy Chẳng hạn trong hệ máy phát ig co cd cong suat may phat 150 kW không thể khởi động được động cơ 90 kW Do vay iam dong khởi động bằng các biện pháp đơn giản

là rất cần thiết Vấn đề là ở chỗ ta cần tăng tổng trở của hệ động cơ - thiết bị mở máy nhưng không được tăng năng lượng tiêu thụ khi mở máy Để giải quyết vấn đề này ta nối song song động cơ với một hệ thống tụ điiện thích hợp với động cơ

Trước hết ta nghiên cứu ảnh hưởng của việc nối tụ điện song Song với một phụ tải Ta khảo sát một mạch điện như hình 1, gồm một tụ điện có điện dung C nôi song song với một

Tổng trở toàn mạch là:

joLx——~

1 joL+—

joC

Độ lớn(modun) của tổng trở là:

@LC-1

Theo (2) tổng trở sẽ tăng khi C tăng cho đến khi xảy ra hiện tượng cộng hưởng dòng điện Trên hình 2 là sự thay đôi của tong tro toan mach khi L = 0.1 H va C = 85 + 100uF

2000 -

1500 -

1000 -

500 -

Hình 2 Ảnh hưởng của điện dung đến tổng trở của mạch

Do động cơ là một tải có tính cảm nên nếu ta nối một hệ tụ điện song song với động thì tông trở của hệ thông động cơ - tụ điện sẽ được nâng cao và do đó dòng điện khởi động sẽ

giảm đi Theo [2], trị sô điện dung nôi vào động cơ là:

P

| Dé dat duge dòng khởi động cực tiểu, điện dung tối ưu của của tụ được xác định bằng

biêu thức:

Cy = “i (= 1] (4)

Trong đó xạ và r„ là các tham số ngắn mạch của động cơ

2 KET QUA

Quá trinh khoi dong mot dong co cd P = 160 kW, cose = 0.8, U = 400 V, n = 1478 vg/phút được mô phỏng trên máy tính Theo (2), giá trị điện dung tôi ưu của tụ điện là C =

7224 uF

Khi khởi động trực tiếp dòng điện xung lên tới 15.000A (hình 3 và hình 4)

Khi khởi động có nối thêm tụ điện C = 32'F dòng điện xung 2900A (hình 5 và hình 6) Khi khởi động có nối thêm tụ điện C = 7224uF dòng điện xung 2400A (hình 7 và hình

8)

Khi khởi động có nói thêm tụ điện C = 72240uF dong điện xung 3400 A (hình 9)

Thực nghiệm khởi động không tải một động cơ có công suất P = 1.1 kW, cos@ = 0.81 tai phòng thí nghiệm máy điện khi không có tụ cho kêt quả dòng điện khởi động là 3.5A và khi có

hệ tụ C = 5.09uF nối Y cho dòng điện khởi động là 2A

14000

12000

10000

6000

4000

2000

ad ———S. . _.———

0 05 1 15 2 25 8 95 4

Hình 3 Dòng điện khi khởi động trực tiếp

1500

1000

500

%6 0s 1 15 2

Hinh 5 Dong dién khi ding tu C=32uF

2500

2000

1500

1000 -

Hình 7 Dòng điện khi dùng tụ C=7224UF

140

120

100

80

60

40

20

oF

0 05 1 15 2 25 3 35 4

Hinh 4 Téc độ quay khi khởi động trực tiếp

Hình 6 Tốc độ quay khi dùng tu C=32uF

Hình 8 Tốc độ quay dùng tụ C=7224uF

5000

4000

3000 +

2000 ~

1000

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18 2 Hình 9 Dòng điện khi dùng tụ C=72240uiF'

3 NHẬN XÉT VÀ KÉT LUẬN

- Khi nối tụ điện song song với động cơ, dòng điện mở máy được hạn chế rõ rệt

- Dòng điện mở máy nhỏ nhất khi C có giá trị làm cho hệ thống tụ điện - động cơ trở thành một tải thuần trở Khi tụ vượt quá trị số này, dòng điện ban đầu giảm nhưng sau đó tăng lên

- Tụ điện mở máy không tiêu thụ công suất tác dụng nên hiệu quả sử dụng năng lượng

được cải thiện

~ Trong thực tế, khi đùng tụ điện, máy phát 150 kW của công ty cấp nước Ninh Thuận

đã khởi động được động cơ bơm 90 kW

- Đây là phương pháp mở máy đơn giản, không tiêu tốn năng lượng nên cần được áp

dụng rộng rãi khi khởi động động cơ không đồng bộ, đặc biệt là các động cơ làm việc với lưới

có công suât hữu hạn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

{1] Trần Văn Chính, Máy điện tập 2, Nhà xuất bản Giáo dục, 2000

[2] Đặng Văn Đào, Lê Văn Doanh, Kỹ /huật điện, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 2001.