Bài giảng hệ thống truyền động điệ

- Hệ thống từ coi là tuyến tính, như ở ĐK ta tính mô men thông qua năng lượng ñối: Quan hệ giữa mô men và tốc ñộ: 6.3 Ph ươ ng trình mô men... - Như ở ĐK, coi rs = rsI thì phương trình

H ệ th ố ng truy ề n ñộ ng ñ i ệ n

Ch ươ ng 6: Máy ñ i ệ n ñồ ng b ộ

6.1 Giới thiệu

6.4 Phương trình ñiện áp trong hệ qui chiếu bất kì

6.5 Phương trình ñiện áp trong hệ qui chiếu gắn với rotor

6.8 Hệ thống giá trị tương ñối

6.9 Phân tích hoạt ñộng ở trạng thái xác lập

Ch ươ ng 6: Máy ñ i ệ n ñồ ng b ộ

- Phép phân tích ở ñây áp dụng cho hệ thống tuyến tính, bỏ

khá phức tạp và phải có sự trợ giúp của máy tính

6.1 Gi ớ i thi ệ u

- Xét máy ñiện cực lồi 3 pha 3 cực nối sao:

6.2 Các phtrình ñ i ệ n áp trên 3 pha stator

- Dây quấn stator phân bố sin với Ns vòng dây tương ñương

- Phtrình từ thông móc vòng:

Với:

6.2 Các phtrình ñ i ệ n áp trên 3 pha stator

- Nếu gọi các ñiện cảm từ hóa:

thì ta có

6.2 Các phtrình ñ i ệ n áp trên 3 pha stator

- Hệ thống từ coi là tuyến tính, như ở ĐK ta tính mô men thông qua năng lượng ñối:

( )

Quan hệ giữa mô men và tốc ñộ:

6.3 Ph ươ ng trình mô men

- Như ở ĐK, coi rs = rsI thì phương trình ñiện áp stator là:

Trong ñó:

- Vì các cuộn dây rotor khác nhau ⇒ không tạo thành một

lại ích lợi nào Nên ta viết phương trình ñiện áp rotor trên hqc gắn với rotor:

Phương trình từ thông:

Các phần tử của các ma trận khối ở ñây ñều phụ thuộc góc quay trừ L′r

6.4 Phtrình ñ i ệ n áp stator trong hqc b ấ t kì

Điện áp và từ thông có thể viết dưới dạng hệ phương trình:

6.5 Phtrình Đ A trong hqc g ắ n v ớ i rotor

Từ ñó có sơ ñồ mạch tương ñương của máy ñiện ñồng bộ

6.5 Phtrình Đ A trong hqc g ắ n v ớ i rotor

Từ thông móc vòng trên giây:

phép sử dụng một trong hai làm biến ñộc lập

Mô hình ñộng cơ dưới dạng hàm truyền:

6.5 Phtrình Đ A trong hqc g ắ n v ớ i rotor

Trong ñó

6.5 Phtrình Đ A trong hqc g ắ n v ớ i rotor

Từ thông móc vòng trên giây có thể viết lại thành:

Biểu diễn vector dòng ñiện theo từ thông móc vòng trên

truyền với ñầu vào là từ thông móc vòng trên giây

6.5 Phtrình Đ A trong hqc g ắ n v ớ i rotor

- Phương trình mô men trong hqc gắn với rotor:

Sau khi rút gọn ta ñược:

Sử dụng fép ñổi biến giữa các hqc với nhau thì cũng có thể

ñưa ra biểu thức của mô men ñiện từ trong hqc bất kì

6.6 Phtrình mô men theo các bi ế n thay th ế

- Góc rotor ñể biểu thị ñộ dịch chuyển của rotor có liên quan

tới ñiện áp ñầu cực của nó

- Góc giữa các rotor:

δ chính là góc trong phép ñổi biến giữa các hqc gắn với rotor và gắn với stator

6.7 Góc rotor và góc gi ữ a các rotor

- Tương tự ta có

của rotor (mục 6.9) Nếu ωe không ñổi thì ta có:

6.7 Góc rotor và góc gi ữ a các rotor

- Tương tự như ở ĐK

Chọn ñiện áp pha cơ bản là VB(abc) = Va(rms)

Trong hệ dq0 thường chọn VB(dq0) = 2Va(rms)

Công suất cơ bản là công suất ñịnh mức

Mô men cơ bản bằng công suất cơ bản chia cho tốc ñộ

ñồng bộ của rotor

ñược biểu thức mô men ở dạng giá trị tương ñối:

6.8 H ệ th ố ng giá tr ị t ươ ng ñố i

Phương trình liên hệ giữa mô men ñiện từ và tốc ñộ ở dạng

tương ñối:

Nếu ωe không ñổi thì quan hệ này trở thành:

Trong ñó hằng số quán tính H bằng:

6.8 H ệ th ố ng giá tr ị t ươ ng ñố i

- Ở trạng thái xác lập thì ω ωr = e ⇒ từ thông móc vòng xuyên

qua rotor không biến thiên và Icác cuộ n c ả n = 0 ⇒phương trình

ñiện áp ñược viết lại thành

Rút ra các dòng I′fd r ,I qs r ,I ds r rồi thế vào biểu thức mô men

và viết dưới dạng ñiện kháng ta ñược:

6.9 Phân tích ho ạ t ñộ ng ở tr ạ ng thái xác l ậ p

Khi xác lập ta cũng có:

Nếu bỏ qua ñiện trở stator (thường rất nhỏ so với ñiện

- 2 0 0

Mô men từ trở (số hạng thứ 2) thường bé hơn nhiều,gây ra do sự lồi của rotor Ở ñộng cơ từ trở thì ñây lại là

H ệ th ố ng truy ề n ñộ ng ñ i ệ n

Ch ươ ng 7: Lí thuy ế t v ề máy ñ i ệ n

m ộ t chi ề u không

ch ổ i than

7.1 Giới thiệu

7.3 Phương trình ñiện áp & mô men trong hqc gắn với rotor 7.4 Phân tích hoạt ñộng ở trạng thái xác lập

Ch ươ ng 7: Lí thuy ế t v ề máy ñ i ệ n BLCD

- BLDC ñược dùng nhiều ở dải công suất nhỏ

7.1 Gi ớ i thi ệ u

- Xét một BLDC 2 cực như hình:

7.2 Ptrình ñ i ệ n áp & t ừ thông trên 3 pha stator

Dây quấn stator 3 pha nối sao, phân bố sin, có Ns vòng dây

sinh ra bởi nam châm vĩnh cửu rotor:

7.2 Ptrình ñ i ệ n áp & t ừ thông trên 3 pha stator

Ta coi λm′ = L i md fd′ Tương tự như máy ñiện ñồng bộ ta có

Qh giữa mô men & tốc ñộ:

Hệ số cản Bm ñặc trưng cho các thành phần quay gắn với rotor và thường ñược bỏ qua

7.2 Ptrình ñ i ệ n áp & t ừ thông trên 3 pha stator

Trong ñó

Thay ngược lại các phương trình ñiện áp ta ñược

Còn mô men cũng tương tự như ở máy ñiện ñồng bộ

7.3 Ptr Đ A và mômen trong hqc g ắ n v ớ i rotor

- Xét hoạt ñộng ở trạng thái xác lập với ñiện áp ba pha tạo

Phương trình ñiện áp và mô men có thể viết lại:

+Kiểu hoạt ñộng thông thường

Gọi φ θν = ev −θr ở dạng hoạt ñộng thông thường thì φν = 0, khi ñó trong phép ñổi biến sang hệ qui chiếu gắn với rotor

sẽ có V qs r = 2V s và V ds r = 0 nên từ phương trình ñiện áp ta có:

⇒

7.4 Phân tích ho ạ t ñộ ng ở tr ạ ng thái xác l ậ p

- Nếu ω2L L q d tương ñối bé thì có thể bỏ qua và phương trình

ñiện áp vừa nêu có dạng như ở ñộng cơ một chiều

Để ñơn giản, giả sử L q =L d =L s thì ta rút ra I qs r và I ds r rồi thay

7.4 Phân tích ho ạ t ñộ ng ở tr ạ ng thái xác l ậ p

+Kiểu hoạt ñộng dựa trên dịch pha ñiện áp ñặt vào Khi dịch pha thì không có φv = 0 ⇒V ds r ≠ 0 nên

Với φvMT ta tìm dòng ñiện sau ñó suy ra mô men tới hạn:

Tốc ñộ tới hạn khi ñó:

r

r qs

I

ω

7.4 Phân tích ho ạ t ñộ ng ở tr ạ ng thái xác l ậ p