Bài giảng tổng hợp hệ điện cơ (chương 7)

CÁC LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU 7.1.. LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ Các loại h

CÁC LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐỘNG

CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP XOAY CHIỀU

7.1 LOẠI HÌNH CƠ BẢN CỦA HỆ ĐIỀU TỐC ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ

Các loại hệ thống điều tốc động cơ không đồng bộ:

(1) Điều tốc giảm điện áp;

(2) Điều tốc sử dụng bộ ly hợp trượt điện từ;

(3) Điều tốc điện trở nối tiếp trong mạch rotor của động cơ không đồng

bộ rotor dây quấn;

(4) Điều tốc nối cấp động cơ không đồng bộ rotor dây quấn;

(5) Điều tốc thay đổi số đôi cực;

(6) Điều tốc biến tần v.v

y0 = 0

y0 = x

y1 =

y4 = x+

Các hệ điều tốc động cơ không đồng bộ theo góc độ chuyển đổi năng lượng:

1) Hệ thống điều tốc tiêu hao công suất trượt - toàn bộ công suất trượt

chuyển thành nhiệt năng tiêu hao mất

2) Hệ thống điều tốc kiểu tái sinh - một bộ phận của công suất trượt bị

tiêu hao đi, phần lớn còn lại nhờ có thiết bị chỉnh lưu được trả về mạng điện hoặc chuyển hoá thành dạng cơ năng để dùng vào việc có ích khác,

3) Hệ thống điều tốc công suất trượt không thay đổi - trong hệ thống này

không tránh khỏi tiêu hao công suất trên vòng đồng rotor, nhưng sự tiêu hao công suất trượt hầu như không phụ thuộc vào tốc độ cao hay thấp, vì thế hiệu suất khá cao

y0 = 0

y0 = x

y1 =

y4 = x+

7.2 HỆ THỐNG KÍN ĐIỀU TỐC BẰNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

XOAY CHIỀU - HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KIỂU TIÊU HAO CÔNG SUẤT TRƯỢT

y0 = 0

y0 = x

y1 =

y4 = x+

7.2 HỆ THỐNG KÍN ĐIỀU TỐC BẰNG ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

XOAY CHIỀU - HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KIỂU TIÊU HAO CÔNG SUẤT TRƯỢT

y0 = 0

y0 = x

y1 =

y4 = x+

7.2.1 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi điện áp

y0 = 0

y0 = x

y1 =

1

1 2

2

U

R

s

′

= =

Phương trình đặc tính cơ điện

Phương trình đặc tính cơ

2

s

′

′

′

7.2.1 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi thay đổi điện áp

y0 = 0

y0 = x

y1 =

Hệ số trượt tới hạn

Mô men tới hạn (mô men cực đại)

2

R s

′

=

′

2

t

3n U M

=

7.2.1 Đặc tớnh cơ của động cơ khụng đồng bộ khi thay đổi điện ỏp

y0 = 0

y0 = x

y1 =

n -s

n0 0

1

0

st

Mđt

Mc

U1đm

0,7U1đm 0,5U1đm

Đặc tính phụ tải dạng quạt gió

Mt

Hình 7.3: Đường đặc tính cơ của

động cơ điện cảm ứng với các giá

trị khác nhau của điện áp trên

stator

n -s

n0 0

1

0

Mđt

Mc

U1đm

0,7U1đm

0,5U1đm

Hình 7.4: Đường đặc tính cơ của

động cơ điện cảm ứng với rotor điện trở cao khi thay đổi giá trị điện áp

trên stator

A B C

E

F

A B C D

7.2.2 Hệ thống kớn điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện ỏp và đặc

tớnh tĩnh của hệ

y0 = 0

y0 = x

y1 =

Hình 7.5: Hệ thống kín điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp stator có phản hồi âm tốc độ: a) sơ đồ nguyên lý; b) đặc tính tĩnh

Rω =

ĐK

+

uđk

FT

FX

BĐXC

n -s

n0 0

1

0

Mđt

Mc

Đặc tính cơ

khi U1=U1đm

A

Đặc tính cơ

khi U1=min A” A

A’

* n1 u

*

n 2

u

* n3

u

*

n

u

n

γ

7.2.2 Hệ thống kớn điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện ỏp và đặc

tớnh tĩnh của hệ

y0 = 0

y0 = x

y1 =

Hình 7.6: Sơ đồ cấu trúc trạng thái tĩnh hệ thống điều tốc động cơ không đồng bộ bằng thay đổi điện áp stator

K

γ

n=f(U1,Mđt)

Rω

n

uđk U1 (-)

∆ uv

un

Mc

*

n

u

7.2.3 Sơ đồ cấu trỳc trạng thỏi động gần đỳng

y0 = 0

y0 = x

y1 =

Hình 7 7: Sơ đồ cấu trúc trạng thái động gần đúng của hệ thống điều tốc động cơ không đồng bộ bằng

thay đổi điện áp stator

Wfn(s)

WĐK(s)

-Un(s)

Wb(s) U1(s)

* n

U (s)

7.2.3 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động gần đúng

y0 = 0

y0 = x

y1 =

b b

K

W (s)

s 1

=

τ +

fn

fn

W (s)

T s 1

γ

=

+

A 1ĐK

1 2

2 2

p 1A

W (s)

J R

s 1 3n U

ω

′

( 1 A )

A 1 ĐK

2 2s

K

ω − ω

ω

2

J R T

3n U

′

ω

=

Hàm truyền BBĐ:

Hàm truyền phản hồi tốc độ:

Hàm truyền động cơ:

với: và

7.2.3 Sơ đồ cấu trỳc trạng thỏi động gần đỳng

y0 = 0

y0 = x

y1 =

Hình 7.8: Sơ đồ cấu trúc trạng thái động tuyến tính hoá

gần đúng của động cơ không đồng bộ

∆ω

-∆Mđt -∆Mc

∆U1

p

1A A 2

1 2

3n

2U s

R ′ ω

2

p 1A 2

3n U

R ′ ω

p

n Js