Điều khiển động cơ IM ở chế độ xác lập

Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển máy điện Điều khiển động cơ IM ở chế độ xác lập Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu về động cơ KĐB Rotor Stator Cấu tạo động cơ kđb: stator và rotor Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu về động cơ KĐB Rotor lồng sóc Rotor dây quấn Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Giới thiệu về động cơ KĐB Đặc tính moment – tốc độ. P: số cực we = 2*pi*fe wmech= 2*welec/P Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Đặc tính moment-tốc độ • Điểm P ứng với động cơ có tốc độ định mức (có trên nhãn của động cơ) • Đoạn OP được gọi là vùng hoạt động bình thường của động cơ Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển động cơ kđb ở chế độ xác lập Khi động cơ nối trực tiếp với nguồn: • Dòng khởi động cao tác động xấu tới nguồn • Tần số we và điện áp vào VS không thay đổi • Tốc độ trong khoảng từ wr đm tới we và phụ thuộc tải Để khắc phục thì có thể sử dụng các bộ biến đổi công suất: • Điều khiển V/f (thay đổi điện áp và tần số) • Thay đổi điện áp, tần số không đổi Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển động cơ kđb ở chế độ xác lập Bộ khởi động mềm dùng triac (2 SCR mắc đối song) Thay đổi góc kích SCR để thay đổi điện áp cung cấp Khi α tăng thì dòng và áp càng bị méo dạng chỉ nên được dùng khi khởi động Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển động cơ kđb ở chế độ xác lập Điều khiển V/f Tốc độ của động cơ có thể được thay đổi do tần số cung cấp thay đổi. Khi we thay đổi thì đường đặc tính moment-tốc độ cũng thay đổi Để hình dạng đặc tính không đổi thì điện áp phải thay đổi tỉ lệ với tần số Vs = k.we Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển V/f Động cơ KĐB Thay đổi tần số Thay đổi từ thông, dòng điện và moment Đề duy trì từ thông là hằng số,V/f phải đuợc duy trì là giá trị hằng số. Nếu V/f là hằng số, moment sẽ là hằng số. Từ thông phải đuợc duy trì là hằng số Từ thông rotor ~ V/f Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển V/f - Boost Điện áp rơi trên và điện trở stator trở nên đáng kể so với trở kháng. Từ thông giảm Ở tần số thấp Moment giảm Điện áp phải được bổ sung ở vùng họat động tần số thấp Vboost= RsIđm Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Field Weakening (suy yếu từ trường) Nếu Vs được giữ nguyên ở giá trị Vmax , we có thể tăng lên nếu giảm dòng từ hoá I0 (làm suy yếu từ trường) Để làm yếu từ trường, ta chỉ cần tăng we và giữ Vs không đổi. Nếu Vs=Vmax , moment sẽ giảm khi we tăng lên Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Bộ nghịch lưu tiếp áp Dạng mạch trên gọi là bộ nghịch lưu tiếp áp (voltage-fed inverter): tạo dạng sóng ngõ ra V/f thay đổi Được sử dụng phổ biến Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Điều khiển vòng hở tiếp áp Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (1/4) Đặc tính moment – tốc độ của một động cơ 415V Nếu động cơ có tốc độ rotor = 0 được nối đột ngột vào nguồn điện 415V, 50Hz. Dòng khởi động sẽ gần bằng a/ 6A b/ 25A c/ 30 A Nếu động cơ có tốc độ rotor = 0 được nối đột ngột vào nguồn điện 220V, 50Hz. Dòng khởi động sẽ gần bằng a/ 12 A b/ 16 A c/ 30 A Nếu động cơ có tốc độ rotor = 0 được nối đột ngột vào nguồn điện 220V, 50Hz. Moment khởi động của động cơ sẽ gần bằng a/ 2.5 Nm b/ 5 Nm c/ 10 Nm Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (2/4) Đặc tính moment – tốc độ của một động cơ 415V Động cơ được lái bởi bộ biến đổi V/f (415V, 50Hz). Nếu động cơ hoạt động ở 25 Hz, và moment tải là hằng số 10 Nm, dòng điện Is sẽ là a/ 5A b/ 6A c/ 25 A Nếu tần số đột nhiên tăng lên 50Hz (từ 25Hz), dòng điện Is sẽ là a/ 5 A b/ 20 A c/ 30 A Nếu tần số đột nhiên giảm xuống 40Hz (từ 50Hz), dòng điện Is sẽ là a/ -6 A b/ -12 A c/ -13 A d/ -16 A Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ(3/4) Động cơ 22KW, 380V, 50Hz, tốc độ định mức 1485 vòng/phút được nối với bộ biến tần cho ra điện áp định mức tại tần số định mức. Động cơ chạy với 50% tải định mức. Nếu tần số ra của bộ biến tần là 30Hz, tốc độ động cơ sẽ là a/ 900 vòng/phút tại 228V b/ 885 vòng/phút tại 190V c/ 1493 vòng/phút tại 300V d/ 892.5 vòng/phút tại 228V Động cơ chạy với 50% tải định mức. Nếu tần số ra của bộ biến tần là 65Hz, tốc độ động cơ sẽ là a/ 1950 vòng/phút b/ 1925 vòng/phút c/ 1899 vòng/phút d/ 1935 vòng/phút Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ(4/4) Động cơ 22KW, 380V, 50Hz, tốc độ định mức 1485 vòng/phút được nối với bộ biến tần cho ra điện áp định mức tại tần số định mức. Động cơ hoạt động với tải có đặc tính T = 1.1*wr (wr là tốc độ cơ rad/s). Động cơ có thể kéo được tải này ở tốc độ định mức không a/ Có, kéo dài b/ Không c/ Có, nhưng chỉ một vài phút Nếu tần số ra của bộ biến tần fe là 25Hz, với tải đặc tính như trên tốc độ động cơ sẽ là a/ 750 vòng/phút b/ 741 vòng/phút c/ 749.6 vòng/phút d/ 732 vòng/phút Điều khiển máy điện – N N Tú Bộ môn Thiết bị điện Minh hoạ (2*/4)