ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ VÀ TĐH TÒA NHÀ. ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ BIẾN TẦN DELTA

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN


ĐỒ ÁN MÔN HỌC
TĐĐ VÀ TĐH TÒA
NHÀ
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU VỀ BIẾN TẦN DELTA
GVHD: TH.s HOÀNG DUY KHANG.
Nhóm sinh viên thưc hiện:

Lời nói đầu.
Việc ứng dụng biến tần trong việc điều chỉnh tốc độ, đảo chiều quay…
của động cơ để phù hợp với yêu cầu sản xuất là lĩnh vực quan trọng và
ngày càng phát triển mạnh mẽ. Ngày nay trong thời kỳ phát triển về công
NHÓM :7 1

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
nghệ kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác cao, thay thế việc điều khiển thô sơ
cồng kềnh, các nhà sản xuất không ngừng cho ra đời các sản phẩm công
nghệ mới về các phần tử bán dẫn công suất và thiết bị đi kèm . Với yêu cầu
đặt ra của bài toán là việc thiết kế hệ truyền động truyền động XA-Đ có
đảo chiều cho động cơ kích từ độc lập bằng những kiến thức đã học được,
sự tìm hiểu và hướng dẫn của các thầy cô chúng em đã
cố gắng đưa ra phương án công nghệ sao cho bản đảm bảo yêu cầu kĩ thuật
vừa đảm bảo về mặt kinh tế .
Mặc dù chúng em đã nỗ lực và cố gắng với tinh thần học hỏi và quyết
tâm cao tuy nhiên do kiến thức chúng em còn hạn chế và kinh nghiệm làm

việc chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những thiếu sót , chúng em rất
mong nhận được những lời hê bình và góp ý của các thầy cô , giúp chúng
em hiểu rõ hơn các vấn đề trong đồ n cũng như việc ứng dụng trong thực tế
cho chúng em hoàn thiện đồ án tốt nhất và có những hành trang hữu ích khi
ra trường
Chúng em xin trân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện trường
ĐHCN Hà Nội đặc biệt là thạc sĩ Hoàng Duy Khang đã tận tình giúp đỡ
chúng em hoàn thành đồ án. Chúng em hi vọng thầy sẽ giúp đỡ chúng em
nhiều hơn nữa trong quá trình học tập sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm sinh viên thực hiện
Mục lục :


Chương I : Tìm hiểu chung.

1.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng bộ.
NHÓM :7 2

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
1.1.1.Cấu tạo……………………………………………… ….……6

1.1.2.Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ…… …….11

1.2.Đặc tính cơ của động cơ KĐB……………………………… ….13
1.3.Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB……………… …16
Chương II:Biến tần Delta .
2.1.Nguyên lý làm việc cơ bản của biến tần……………………….…24
2.2.Hướng dẫn lắp đặt, sử dụng Biến tần Delta…………………….25
2.3. Kết nối Biến tần và PLC qua cổng RS485 ………………………27

Chương III: Một số loại biến tần delta.
3.1.Biến tần Delta VFD-B series…………………… ……… … 30

3.2.Biến tần Delta VFD-E series………………………….……… 32

3.3.Biến tần Dleta VFD- F series……………………….………….33

3.4.Biến tần Delta VFD-L series…………………………….…… 34

3.5.Biến tần Delta VFD – M series……………………… … … 35

3.6 .Biến tần Delta VFD-S series……………………… ….….… 36

3.7 Biến tần Delta VFD-V series………………… …….…… ….37

3.8 .Biến tần Delta VFD-EL series………………………… … 38

3.9 .Biến tần Delta VFD-VE series……………… …………….…39

3.10 .Biến tần Delta VFD – VL series… 40

3.11 .C2000 Series - Biến tần thế hệ mới của Delta………… ….41
3.12. Biến tần VFD CP2000……………………………… ………42
Chương IV:Thông số cài đặt biến tần Delta-M series…………… …44
Chương V: Ứng dụng của một số loại biến tần delta.

5.1.Ứng dụng biến tần VFD-E cho hệ thống quạt thông gió… ….52
NHÓM :7 3

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG

5.2.Biến tần cho Máy dệt, sợi ……………………………… …… 54

5.3.Biến tần cho Bơm điều áp tiết kiệm điện……………… ….55
5.4.Biến tần cho Cẩu trục, cổng trục………………………… … 53
5.5. Tiết kiệm điện cho Quạt - Quạt thông gió - hút bụi………… 58
Kết Luận.
Chương I: Tìm hiểu chung.
NHÓM :7 4

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG

Biến tần Delta được tập đoàn DELTA ELEECTRONICS
INC phát triển từ năm 1995 với dòng sản phẩm đầu tiên
mang thương hiệu Biến tần Delta là dòng VFD-A Series
với các tính năng thông dụng và được đón nhận tích cực
tại thị trường Châu Á. Tính đến nay, Delta đã cho ra mắt
hàng chục Series Biến tần phù hợp cho mọi ứng dụng thực
tế như: Máy sản xuất, Máy gia công, Máy chế biến, lĩnh
vực Cầu trục, Thang máy, hệ thống Building - HVAC, Hệ
thống Bơm/ Quạt, các ngành công nghiệp nặng - nhẹ Các
sản phẩm mang thương hiệu Delta đã có mặt trên hầu hết
các Quốc gia và vùng lãnh thổ. Với phương châm phục vụ
khách hàng lấy chất lượng làm trọng tâm, Delta đang dần
khẳng định được vị trí và thương hiệu của mình trên thị
trường thiết bị Tự động hóa.
1.1 cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ không đồng
bộ
Khái niệm chung.
NHÓM :7 5

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Động cơ không đồng bộ hay còn gọi là động cơ dị bộ, được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung
bình . Chiếm tỉ lệl ớn so với động cơ khác, nhờ những ưu điểm :
- Động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn dễ chế
tạo ,vận hành an toàn, tin cậy giảm chi phí vận hành sửa chữa.
- Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha, không cần tốn kém các
thiết bị biến đổi.
- Được khai thác hết tiềm năng nhờ sự phát triển của công nghiệp chế
tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử .

1.1.1 Cấu tạo.
Động cơ không đồng bộ gồm hai phần chính : Phần tĩnh và phần quay.
1.Quạt làm mát.
2.Hộp đấu dây.
3.Vỏ máy.
4.Stato.
5.Chân đế lắp cố
định.
6.Roto.
Hình 1-1 .Động cơ khôngđồng bộ rôto dây quấn
NHÓM :7 6

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
A .phần tĩnh stato:
Lõi thép Stator: Được ghép bằng 23 các lá thép Kỹ thuật điện
hình vành khăn , có xẻ rãnh ở bên trong để đặt dây quấn Stator.
Trường hợp máy có công suất lớn, kích thước lõi thép lớn thì lõi thép
sẽ được ghép từ nhiều lá thép hình rẻ quạt như hình vẽ.

Dây quấn Stator: Là dây điện từ, có thể là dây Đồng hoặc Nhôm,
được quấn thành các Bối dây, Tổ bối dây; Tùy theo cuộn dây quấn Stator
là 1fa hay 3fa mà ta có động cơ không
đồng bộ 1fa hoặc 3fa.



B.phần động rotor:
Lõi thép: Cũng được ghép bằng các lá thép Kỹ thuật điện, có sẻ rãnh ở
bên ngoài để đặt dây quấn Rôto.
Dây quấn:
● Động cơ có cuộn dây Rôto nối ngắn mạch gọi là động cơ kh
ông
đồng bộ Rôto ngắn mạch hay Rôto lồng sóc vì có dạng như lồng sóc.

● Đối với loại Rôto dây quấn, cuộn dây Rôto nối hình sao (Y),
còn 3 đầu được nối đến 3 vòng góp cố định trên trục, được cách điện với
trục và goi là 3 Vành trượt. Có 3 Chổi than tiếp xúc
với 3 vành trượt này để
nối ra ngoài; Người ta có thể nối nối tiếp dây quấn Rôto với các điện trở
phụ để mở máy và điều chỉnh tốc độ.
Động cơ Rôto lồng sóc được dựng phổ biến nhất,
lồng sóc được đúc bằng Đồng hoặc Nhôm có dạng
như hình vẽ.

+ ) Rôto kiểu dây quấn : Rôto dây quấn có kiểu giống như dây quấn
NHÓM :7 7

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
stato số cực bằng số cực ở stato . Trong động cơ trung bình và lớn dây

quấn được quấn theo kiểu sóng hai lớp để bớt được các đầu nối , kết cấu
dây quấn chặt chẽ . Trong động cơ nhỏ thườ ng dùng dây quấn đồng tâm
một lớp . Dây quấn ba pha của động cơ thường đấu hình sao, ba đầu ra
của nó nối với ba vòng trượt bằng đồng thau gắn trên trục của rôto .Ba
vòng trượt này cách điện với nhau và với trục ,tỳ trên ba vòng trượt là ba
chổi than .Thông qua chổi than có thể đưa điện trở phụ vào mạch rôto,có
tác dụng cải thiện tính năng mở máy , điều chỉnh tốc độ, hệ số công suất
được thay đổi .
+) Rôto lồng sóc : Kết cấu rất khác với dây quấn stato các dây quấn là
các thanh đồng hay thanh nhôm đặt trên các rãnh lõi thép rôto . Hai đầu
các thanh dẫn nối với các vòng đồng hay nhôm gọi là vòng ngắn mạch .
Như vậy dây quấn rôto hình thành một cái lồng quen gọi là lồng sóc.
Hình1-3. Dây quấn rôto kiểu lồng sóc
Ngoài ra dây quấn lống sóc không cần cách điện với lõi thép rãnh
rôto có thể làm thành dạng rãnh sâu hoặc thành hai rãnh gọi là lồng sóc kép
dùng cho máy có công suất lớn đểcải thiện tính năng mởmáy . Với động
cơcông suất nhỏ rãnh rôto thường đi chéo môt góc so tâm trục.
 Khe hở
Giữa phần tĩnh và phần quay là khe hởkhông khí , khe hởrất ít
thường là (0,20mm đến 1mm), do rôto là khối tròn nên rôto rất đều . Mạch
từ động cơ không đồng kín từ stato sang rôto qua khe hở không khí. Khe
hở không khí càng lớn thì dòng từ hoá gây ra từ thông cho máy càng lớn
hệ số công suất càng lớn .
 Những đại lượng ghi trên động cơkhông đồng bộ.
- Công suất định mức Pđm: là công suất cơ hay công suất điện máy
đưa ra
- Điện áp định mức Uđm và dòng điện định mức Iđm
Vd: Trên nhãn máy có ghi Δ/Y 220v/380v_ 7.5/4.3A ta sẽ hiểu như sau
khi điện áp lưới điện là 220V thì ta nối dây quấn stato theo hình Δ, và
dòng điện định mức là 7.5A . Khi điện áp lưới điện là 380V thì ta đấu dây

NHÓM :7 8

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
quấn stato theo hình Y và dòng điện định mức là 4.3A .
-Hệ số công suất định mức : cosϕđm
-Tốc độ quay định mức nđm(vòng/ phút )
-Tần số định mức fđm (hz).
 Cách đấu dây của động cơ.
Tuỳ theo điện áp của lưới điện mà ta đấu dây stato theo hình Y hay
hình Δ.
Mỗi động cơ điện ba pha gồm có ba dây quấn pha .Khi thiết kế
người ta đã quy định điện áp định mức cho mỗi dây quấn .Động cơ làm
việc phải đúng với điện áp quy định ấy . Để thuận tiện cho việc đấu động
cơ,người ta ký hiệu 6 đầu dây của ba dây cuốn động cơ AX, BY, CZ và
đưa 6 đầu dây nối ra 6 bu lông (1….6) ở hộp dây trên vỏ động cơ. Cách
đấu 6 đầu dây như thế nào để điện áp vào động cơ luôn là định mức
- Động cơba pha có điện áp định mức cho mỗi pha dây quấn là
220V (UP=220V ),trên nhãn động cơghi là Δ/Υ220V/380V .
Nếu động cơlàm việc ở mạng điện có Ud= 380V ,thì động cơ phải
đấu theo
hình sao (Y) . Muốn nối hình sao ta nối ba điểm cuối của pha với nhau tạo
thành
điểm trung tính. Ba điểm đầu nối với nguồn
Cách đấu nhưhình vẽ:
Hình 1-4. Hộp đấu dây quấn stato hình sao
Trong cách nối hình Y
Id= Ip; Ud= Up
Khi đó điện áp vào mỗi dây quấn là: Up= = 220V bằng đúng điện áp
quy định.
- Trường hợp động cơ làm việc ở mạng điện có điện áp 220V thì động cơ

phải đấu theo hình ∆. Muốn nối hình tam giác , ta lấy đầu pha này nối với
cuối của pha kia Cách nối tam giác không có dây trung tính .
NHÓM :7 9

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Hình 1-5 .Hộp đấu dây quấn stato theo hình tam giác
Trong cách nối tam giác :
Ud = Up; Id = Ip
Khi đó điện áp vào mỗi dây quấn là 220V.
1.1.2 nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ.
Để giải thích nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ, ta giả sử đã
tạo ra từ quay trong lõi thép Stato; Giả sử chiều và vị trí của Từ trường tại
thời điểm ta xét như hình vẽ. Hai vòng tròn phía ngoài biểu diễn Lõi thép
và dây quấn Stato, vòng tròn phía trong thể hiện lõi thép Rôto, các
vòng tròn nhỏ thể hiện các thanh dẫn của Rôto lồng sóc.
Từ trường quay với tốc
độ cùng chiều kim đồng hồ. Tại thời
điểm mở máy, khi Rôto đứng yên; Từ trường
quay quét qua các thanh
dẫn của Rôto sẽ
tạo ra trong các thanh dẫn những Sức điện động
cảm ứng. Ta xét hai thanh dẫn nằm ở vị trí đặc
biệt như hình vẽ.

Bằng quy tắc bàn tay phải, xác định được chiều của Sđđ cảm ứng trong 2
thanh dẫn như hình vẽ. Ở thanh dẫn phía trên, Sđđ cảm ứng có chiều đi từ
trong ra ngoài ( ký hiệu là dấu .);Ở thanh dẫn phía dưới thì ngược lại,chiều
của Sđđ cản ứng là đi từ ngoài vào trong ( kí hiệu là dấu +).
Các thanh dẫn Rôto bị nối ngắn mạch bởi hai vòng ngắn mạch ở hai
đầu Rôto (Cấu tạo của Rôto lồng sóc), do đó Sđđ cảm ứng sẽ tạo thành

dòng điện cảm ứng trong các thanh dẫn; Chiều của dũng điện cảm
ứng là cùng chiều với Sđđ cảm ứng. Các thanh dẫn Rôto mang dòng
điện
NHÓM :7 10

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
lại nằm trong từ trường của dây quấn Stato nên chịu tác dụng của lực
điện từ, chiều của lực điện từ F
được xác định theo quy tắcbàn tay trái. Trên hình vẽ biểu diễn chiều
của lực điện từ F tác dụng lên hai thanh dẫn, ta thấy rằng các lực điện từ F
tạo thành ngẫu lực, có xu hướng kéo Rôto quay theo chiều kim đồng hồ
(Cùng chiều của từ trường quay). Dây quấn của Rôto lồng sóc gồm
có rất nhiều thanh dẫn, bằng cách tương tự ta xác định được chiều của
lực điện từ F tác
động lên từng thanh dẫn. Tổng hợp tác dụng của các lực điện từ F sẽ tạo
thành Mômen quay, kéo Rôto của động cơ quay theo chiều của từ trường v
ới
tốc độ n < n0. Rõ ràng tốc độ quay của Rôto phải luôn nhỏ hơn tốc
độ quay của từ trường; Thật vậy nếu n = n0
nghĩa là tốc độ tương đối giữa các thanh dẫn Rôto với từ trường là bằng 0,
như vậy sẽ không có Sđđ cảm ứng và dòng điện cảm ứng I = 0, lực điện
từ F cũng sẽ bằng 0 (F = 0) và Rôto phải quay chậm lại. Vậy nên tốc độ
quay
của Rôto phải luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường, chính vì vậy động cơ
này
được gọi là động cơ không đồng bộ.
Để biểu thị mức độ giảm nhỏ của n so với nngười ta dựng khái niệm
hệ số trượt S, theo biểu thức:

Hoặc tính theo phần trăm:

Về lý thuyết, hệ số trượt S biến thiên từ 0 đến 1, hoặc 0% đến 100%.
Thực tế thì trị số của S ở tải định mức đối với động cơ không đồng bộ
thông thường trong giới hạn 2 ÷ 3%; Với động cơ không đồng bộ c
ó hệ số trượt nâng cao, S có thể đạt đến 10%. Vì vậy tốc độ làm việc
của động cơ
không đồng bộ vẫn gần bằng tốc độ từ trường ở phụ tải định mức, giả sử tố
c độ của từ trường là 3000v/ph thì tốc độ của
Rôto khoảng 2850 ÷ 2950v/ph………
Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha , hệ thống dòng xoay
chiều ba pha chạy vào dây quấn sẽ sinh ra từ trường quay với tốc độ :
ω1 = 2π f 1 f1 tần số dòng trong dây quấn stato p
NHÓM :7 11

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
P số đôi cực
Từ trường quay quét qua các thanh dẫn rôto cảm ứng trong dây quấn rôtosức
điện động E2 sinh ra dòng điện I2 chạy trong dây quấn .Chiều của I2 xác định
theo quy tắc bàn tay phải. Dòng I2 nằm trong từ trường quay sẽ chịu lực tác
dụng tương hỗ tạo thành mô men M tác dụng lên rôto làm nó quay với tốc độ
n theo chiều quay từ trường (dùng quy tắc bàn tay trái để xác định chiều của
lực và do đó chiều của mômen M tác dụng lên rôto ).
Sơ đồ nguyên lí hoạt động của động cơ không đồng bộ
Tốc độ rôto (n) không bao giờ lớn được bằng tốc độ từ trường
quay(n
1
) mà phải nhỏ hơn, có như vậy mới có sự chuyển động tương hỗ
giữa tốc độ từ trường và rôto,vì vậy duy trì được dòng I
2
và mômen M .

Do tốc độ của quay của rôto nhỏ hơn tốc độ quay của từ trườ ng nên gọi
là động cơ không đồng bộ Giữa tốc độ từ trường và tốc độ rôto có liên
quan qua tỉ lệ
1.2-Đặc tính cơ của động cơ KĐB.
Để thành lập phươ ng trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ta sử
dụng sơ đồ thay thế một pha của động cơ . Tuy nhiên có các điều kiện sau
thoả mãn để xây dựng phương trình đặc tính cơ.
- 3 pha của động cơ là đối xứng .
- Các thông số của động cơ không đổi nghĩa là không phụ thuộc vào
nhiệt độ, điện trở không phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto , mạch từ
không bão hoà điện kháng X
1
, X
2
không đổi.
- Bỏ qua các tổn thất trong lõi thép các tổn thất của ma sát.
- Điện áp hoàn toàn sin và đối sứng ba pha.
NHÓM :7 12

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Với những giả tưởng trên ta có sơ đồ thay thế một pha của động cơ.

Sơ đồ thay thế một pha động cơ không đồng bộ
Trong đó U
1
: trị số hiệu dụng của điện áp ba pha stato
Trong đó : R
th
, R
1

, R
2
’
là điện trở tác dụng từ hoá , điện trở stato và điện trở
rôto đã quy đổi về phía stato .
X
th
, X
1
, X
2
’
, là điện kháng mạch từ hoá điện kháng tản stato và điện
kháng rôto đã quy đổi về phía stato.
I
th
,I
1
, I
2
’
là các dòng điện từ hoá , dòng điện stato, dòng điện rôto
đã quy đổi về stato
Với hệ số quy đổi như sau :
X
’
2
= K
u
2

.X
2
; I
’
2
= K
i
I
2
; R
2
’
= K
u
2
R
2
Trong đó:
NHÓM :7 13

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG

Đặc tính dòng điện rôto
Thông thường ta có I
2
’
max = (4 ÷ 7)I
đm
. Vì thế khi khởi động
động cơ cần chú ý giảm dòng mở máy phía rôto bằng cách mắc thêm

điện trở phụ phía rôto . Ta có dòng điện phía stato là :
Đặc tính dòng điện stato của động cơ không đồng bộ .
- Để xây dựng phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ ta
dựa vào điều kiện cân bằng công suất trong động cơ
Ta có công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto là :
P
đt
= M.ω
1
(1) M : Là mômen điện từ của
động cơ Giả sử bỏ qua tổn thất phụ thì : M = M
cơ
Công suất P
đt
chia làm hai phần
NHÓM :7 14

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ.
Để vẽ đường dặc tính cơ của động cơ cần phải tìm ra các điểm tới hạn
thông qua việc giải phương trình :
Ta tìm được trị số của M và S ở điểm cực trị : kí hiệu là M
tới hạn
(M
th
) và giá
trị S
tới hạn
( S
th

) . Cụ thể là :
Dấu “ + “ ứng với trạng thái
động cơ . Dấu “ - “ ứng với trạng
thái máy phát .
Khi ngiên cứu các hệ truyền động của động cơ không đồng bộ người
ta quan tâm nhiều đến trạng thái làm việc của động cơ.
Với những động cơ công suất lớn lớn thường R
1
rất nhỏ so với X
nm
nên
lúc này co thể bỏ qua R
1
nghĩa là R
1
= 0 . Do đó :
NHÓM :7 15

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
Trong thực tế khi nghiên cứu các hệ truyền động cho động cơ không đồng
bộ thường lựa chọn vùng làm việc là đường thẳng tuyến tính từ 0 D
1.3-Các phương pháp điều chỉnh tốc độ đọng cơ KĐB.
 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ .

Dùng bộ biến đổi trizistor. Mômen động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình
phươ ng điện áp stato , do đó có thể điều chỉnh được mômen và tốc độ
động cơ không đồng bộ ba pha bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato
trong khi giữ nguyên tần số .
NHÓM :7 16

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ
a) sơ đồ khối nguyên lý . b)đặc tính cơ điều chỉnh.
Để điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ ba pha phải dùng các bộ
biến đổi điện áp xoay chiều .N ếu coi điện áp xoay chiều là nguồn áp lý
tưởng (Z
b
= 0 ) thì căn cứ vào biểu thức mômen tới hạn, có quan hệ sau :
Công thức trên đúng với mọi giá trị điện áp và mômen .
Nếu tốc độ quay của động cơ là không đổi :
NHÓM :7 17

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Trong đó :
Uđm
: điện áp định mức của động cơ .
Ub : điện áp đầu ra của điện áp xoay chiều .
M
th
: mômen tới hạn khi điện áp là định mức .
M
u
: mômen động cơ ứng với điện áp điều chỉnh .
M
th
: mômen khi điện áp là định mức , điện trở phụ R
f
.
Vì giá trị độ trượ t tới hạn s

th
của đặc tính cơ tự nhiên là nhỏ , nên nói
chung không áp dụng điều chỉnh điện áp cho động cơ rôt lồng sóc .Khi điều
chỉnh điện
áp cho động cơ rôto dây quấn cần nối thêm diện trở phụ vào mạch rôto để
mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và momen .
Trên hình v ẽ b ta thấy , tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách giảm
độ cứng đặc tính cơ , trong khi đó tốc độ không tải lý tưởng của mọi đặc
tính như nhau và bằng tốc độ từ trường quay .Tổn thất khi điều chỉnh là :
Quan hệ này được mô tả bởi đồ thị dưới ứng với từng loại phụ tải cơ có
tính chất khác nhau .
NHÓM :7 18

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Sự phụ thuộc giữa rôto và tốc độ điều chỉnh
Nhận xét
Phương pháp điều chỉnh điện áp chỉ thích hợp với truyền động mà
mômen tải là hàm tăng theo tốc độ như : quạt gió , bơm ly tâm .Có thể
dùng biến áp tự ngẫu ,điện kháng hoặc bộ biến đổi bán dẫn làm điện áp
xoay chiều . Trong đó vì lý do kỹ thuật và kinh tế mà bộ điều áp kiểu van
bán dẫn là phổ biến hơn cả .
 Điều chỉnh điện trở mạch rôto.
Có thể điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng cách điều
chỉnh điện trở mạch rôto bằ ng bộ biến đổi xung tristo,ta sẽ khảo sát việc
điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng các van bán dẫn .
Ưu điểm : dễ tự động việc điều chỉnh .
Điện trở trong mạch rôto động cơ không
đồng bộ : R
r
= R

rd
+ R
f
.
Trong đó : : điện trở dây quấn rôto .
Rr
d
Rf
:điện trở ngoài mắc thêm vào mạch rôto .
Khi điều chỉnh giá trị điệ n trở mạch rôto thì mômen tới hạn của động
cơ không thay đổi và độ tr ượ t tới hạn tỷ lệ bậc nhất với điện trở . Nếu coi
đoạn đặc tính làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha , tức là đoạn có
độ trượt từ s = 0 đến s = s
th
là thẳng khi điều chỉnh điện trở ta có thể viết:
NHÓM :7 19

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Nếu gi ữ dòng điện không đổi thì mômen cũng không đổi và không phụ
thuộc vào tốc độ động cơ . Vì thế mà có thể ứng dụng phươ ng pháp điều
chỉnh điện trở mạch rôto cho truyền động có mômen tải không đổi .
a) Điều chỉnh xung điện trở rôto sơ đồ nguyên lý
b) phương pháp điều chỉnh
c) các đặc tính
Trên hình vẽ a) trình bày sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở
mạch rôto bằng phương pháp xung . Điện áp u
r
được chỉnh lưu bởi
cầu điôt CL ,
NHÓM :7 20

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
qua điện kháng lọc L đượ c cấp vào mạch điều chỉnh gồm điện trở R
0
nối song song với khoá bán dẫn T
1
.Khoá T
1
sẽ được đóng ngắt một cách
chu kỳ để điều chỉnh giá trị trung bình của điện trở toàn mạch .
Hoạt động của khoá bán dẫn tương tự như trong mạch điều chỉnh xung
áp một
chiều . Khoá T
1
đóng , điện trở R
0
bị loại ra khỏi mạch , dòng điện rôto
tăng lên . Khoá T
1
ngắt điện trở R
0
lại được đưa vào mạch , dòng điện rôto
giảm .Với tần số đóng ngắt nhất định , nhờ có điện cảm L mà dòng điện
rôto coi như không đổi
và ta có giá trị điện trở tương đương R
e
trong mạch .Thời gian ngắt :
t
n
= T – t

đ
.
nếu điều chỉnh trơn tỷ số giữa thời gian đóng t
đ
và thời gian ngắt t
n
ta điều
chỉnh trơn được giá trị điện trở trong mạch rôto .
Điện trở tươ ng đương R
e
trong mạch một chi ều được tính đổi về
mạch xoay chiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suất .Tổn hao
trong mạch rôto nối theo sơ đồ trên là :
P = T
d
2
(2R
rd
+ R
e
)
và tổn hao khi mạch rôto nối theo sơ đồ trên là :
P = 3I
r
2
(R
rd
+ R
f
)

Cơ sở để tính đổi tổn hao công suất như nhau nên :
3I
2
(R
rd
+ R
f
) = I
d
2
(2R
rd
+
R
e
) với sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha thì I
d
2
= 1,5I
r
2
nên
Khi đã có điện trở tính đổi ta sẽ dựng được đặc tính cơ theo phương
pháp thông thường , họ các đườ ng đặc tính cơ này quét kín phần mặt
phẳng giới hạn bởi đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ có điện trở phụ .
Để mở rộng phạ m vi điều chỉnh mômen có thể mắc nối tiếp với điện
trở R
0
một tụ điện dung đủ lớn .Việc xây dựng các mạch phản hồi điều
chỉnh tốc độ và

dòng điện rôto được tiến hành tương tự như hệ điều chỉnh điện áp .
 Nhận xét và ứng dụng
Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba
pha bằng cách thay đổi điện trở phụ có những ưu điểm sau:
Có tốc độ phấn cấp
Tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc
độ cơ bản Tự động hoá trong điều
chỉnh được dễ dàng Hạn chế được
dòng mở máy
Làm tăng khả năng mở máy của động cơ khi đưa điện trở phụ vào
mạch rôto Các thao tác điều chỉnh đơn giản
Giá thành vận hành , sửa chữa thấp
NHÓM :7 21

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Mặc dù có các ưu điểm trên nhưng vẫn còn các
nhược điểm: Tổn thất năng lượng lớn
Tốc độ ổn định kém
ứng dụng : Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi, mặc dù không kinh
tế lắ m . Thường được sử dụng trong các hệ thống làm việc ngắn hạn
hay ngắn hạn lặp lại và dùng trong các hệ thống có yêu cầu tốc độ
không cao như cầu trục,cơ cấu nâng, cần trục , thang máy và máy xúc
 Điều chỉnh tần số nguồn cấp .
Luật điều chỉnh tần số điện áp theo khả năng quá tải .
Khi điều chỉnh tần số thì trở kháng, từ thông, dòng điện…của động cơ
thay đổi , để đảm bảo một số chỉ tiêu điều chỉnh mà không làm động cơ bị
quá dòng cần phải điều chỉnh cả điện áp . Đối với hệ thống biến tần nguồn
áp thường có yêu cầu giữ cho khả năng quá tải về mômen là không đổi
trong suốt dải điều chỉnh tốc độ . Mômen cực đại mà động cơ sinh ra
được chính là mômen tới hạn M

th
,khả năng quá tải về mômen được quy
định bằng hệ số quá tải mômen λ
M
:
Xác định khả năng quá tải về mômen
Nếu bỏ qua điện trở của dây cuốn stato R
s
= 0 thì từ
Đặc tính cơ gần đúng của các máy sản xuất ( phụ tải ) có thể viết như sau :
NHÓM :7 22

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Từ (2) và (3) rút ra được luật điều chỉnh tần số điện áp để có hệ số quá tải
về
mômen là không đổi :
Như vậy, muốn điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách
thay đổi tần số ta phải có một bộ nguồn xoay chiều có thể điều chỉnh điện
áp đồng thời theo quy luật sau
Chương II.Biến tần Delta.
2.1 nguyên lý làm việc cơ bản của biến tần
NHÓM :7 23

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu
tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc
thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện
bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất
cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có
giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch

lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện
nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có
cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).
Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện
nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm
nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động
cơ.
Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị
biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết,
giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ
điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp - tần số là
không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc
4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô
men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải
bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.
Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển
khác nhau phù hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay
biến tần có tích hợp cả bộ PID và thích hợp với nhiều chuẩn truyền
thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển và giám sát trong
hệ thống SCADA.
2.2. Hướng dẫn lắp đặt, sử dụng Biến tần Delta.
Phần 1: Những cảnh báo quan trọng khi lắp đặt Biến tần
NHÓM :7 24

GVHD:TH.s HOÀNG DUY KHANG
- Không được cấp nguồn AC trước khi đấu dây tới biến tần.
- Mặc dù nguồn đã ngắt ra khỏi biến tần, nhưng điện tích vẫn còn tích lũy
trong tụ DC-link có thể gây nguy hiểm cho người vận hành trước khi đèn
led Power tắt. Vì vậy, tuyệt đối không được chạm tay trực tiếp các linh kiện
hay board mạch bên trong biến tần trước khi đèn led Power tắt.

- Các linh kiện MOS trên mạch in rất nhạy đặc biệt với từ trường. Vì vậy,
không được chạm tay trực tiếp vào các linh kiện hay mạch điện trước khi
sử dụng thiết bị đo đạc. Không được tự ý đấu dây hay lắp lại các linh kiện
bên trong biến tần.
- Sử dụng chân nối đất của biến tần để nối đất. Phương pháp nối đất phải
tuân thủ theo quy định của mỗi quốc gia nơi biến tần được lắp đặt.
- Không được lắp đặt biến tần ở nơi có ánh sáng chiếu trực tiếp, nhiệt độ
cao và dễ cháy.
+ CAUTION:
- Không được nối các chân U/T1, V/T2, W/T3 của biến tần trực tiếp tới
nguồn cấp.
- Chỉ những người có chuyên môn về thiết bị mới được phép lắp đặt, đấu
dây và bảo trì thiết bị.
NHÓM :7 25