TDD-CÁC CÁCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

BÁO CÁO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
ĐỀ TÀI: CÁC CÁCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ
Giảng viên hướng dẫn:
Hồ Minh Nhị
Khoa Công Nghệ
Nhóm thực hiện:
Phan Văn Thắng 1101255
Lê Hoàng Diên 1101282
Hồ Văn Nhật 1101320
CÁC CÁCH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
1. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực
2. Điều khiển điện áp stato
3. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn áp
4. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn
dòng điện stato
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch
rotor
6. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi công suất trượt
trả về nguồn
1. Điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi số
đôi cực
-
Với tần số nguồn cho trước ta có:
-
Ta có thể thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi
số đôi cực.
-
Phương pháp điều khiển tốc độ bằng cách thay đổi
số đôi cực chỉ thực hiện đối với động cơ không đồng

bộ rotor lồng sóc.
( ) ( )
p
f
snsn
60
11
1
−=−=
n
1
:tốc độ đồng bộ
n: tốc độ động cơ
f: tần số nguồn
p: số đôi cực
s: hệ số trượt
1. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi số đôi cực (tt)
•
Ưu điểm: thiết bị đơn giản, rẻ tiền, các đặc tính cơ
đều cứng và khả năng điều chỉnh triệt để.
•
Nhược điểm: có độ tin cậy kém, dãy điều chỉnh
không rộng và kích thước động cơ lớn.
2. Điều khiển điện áp stato
Sơ đồ nguyên lý
điều khiển tốc độ
động cơ không
đồng bộ
2. Điều khiển điện áp stato (tt)

•
Khi thay đổi điện áp stato của động cơ, đặc tính cơ
của động cơ bị thay đổi qua đó điều khiển được tốc
độ động cơ.
•
Để thay đổi điện áp người ta dùng bộ biến đổi điện
áp, máy biến áp tự ngẫu,…
•
Ưu điểm: điều khiển dễ dàng và mang tính tự động
hóa.
•
Nhược điểm: tuy tổn thất trong bộ biến đổi không
đáng kể nhưng điện áp stato bị biến dạng so với hình
sin nên tổn thất phụ trong động cơ lớn do đó hiệu
suất không cao.
2. Điều khiển điện áp stato (tt)
•
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng
bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn được sử dụng
rộng rãi, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor.
•
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng
bộ bằng cách thay đổi điện áp thường dùng trong hệ
truyền động mà moment tải là hàm tăng theo tốc độ
như quạt thông gió, bơm ly tâm,…
3. Điều khiển tốc độ bằng cách
thay đổi tần số nguồn áp
3.1. Hệ truyền động động cơ không đồng bộ - bộ biến
tần áp điều khiển sáu bước
•

Để điều khiển tần số áp tải ta cần phải điều khiển
thay đổi điện áp nguồn DC (thay đổi góc kích bộ
chỉnh lưu) để thay đổi biên độ thành phần hài cơ
bản điện áp tải và điều khiển tần số kích linh kiện
bộ nghịch lưu áp.
3. Điều khiển tốc độ bằng cách
thay đổi tần số nguồn áp (tt)
•
Ưu điểm: quá trình điều khiển kích đóng bộ nghịch
lưu áp đơn giản. Do số lần đóng ngắt linh kiện ít
nên tổn hao do đóng ngắt không đáng kể.
•
Nhược điểm: tính chất điện áp tải tạo thành chứa
nhiều thành phần sóng hài bậc cao => gây phát nóng
lõi thép và giảm moment khởi động.
3. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)
3.2. Hệ truyền động động cơ không đồng bộ - bộ biến tần
áp điều chế độ rộng xung sin (sin PWM)
•
Ưu điểm: tạo ra điện áp tải với lượng sóng hài không
đáng kể, dòng điện pha tải gần như sin. Thành phần
moment xung xuất hiện trong động cơ giảm đáng kể,
mạch lọc nguồn được thiết kế đơn giản và gọn hơn.
•
Nhược điểm: tần số đóng ngắt cao gây ra tổn hao lớn do
đóng ngắt linh kiện và các nhiễu điện từ.
3. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)
3.3. Hệ truyền động động cơ không đồng bộ - bộ biến tần áp

trực tiếp (cycloconverter)

Ưu điểm:
-
Khả năng cung cấp công suất lớn đến hàng chục MW.
-
Linh kiện thyristor có giá thành không cao và hoạt động
ổn định.
-
Điện áp và dòng điện ở ngỏ ra có dạng gần như sin.
-
Hiệu suất làm việc cao.
-
Có khả năng trao đổi công suất trực tiếp giữa lưới nguồn
AC và tải động cơ theo cả hai chiều.
3. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn áp (tt)

Nhược điểm:
-
Cấu tạo mạch công suất và mạch điều khiển phức tạp.
-
Nguồn cung cấp đạt hệ số công suất không cao.
-
Phạm vi hoạt động của bộ biến đổi chỉ dừng lại ở mức tần
số ngõ ra thấp. Ở phạm vi tần số cao hơn, chất lượng điện
áp cung cấp không đảm bảo vì lượng sóng hài bậc cao phát
sinh đạt giá trị lớn.
•
Cycloconverter được sử dụng hiệu quả cho các ứng dụng

truyền động công suất lớn tốc độ chậm.
4.Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn dòng điện Stato
4.1. Nguyên lý điều khiển tốc độ hệ truyền động nuôi bởi
nguồn dòng điện:
•
Để điều khiển giữ từ thông không đổi bằng định mức, cần
điều khiển dòng stator theo tần số trượt rotor.
•
Trong điều kiện từ thông không đổi, moment động cơ
đều khiển thay đổi theo tần số trượt rotor f
r
= f.s hoặc
theo độ lớn dòng điện stator I
s

4. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
4.2. Bộ nghịch lưu dòng – bộ biến tần dòng:
4. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
4.2. Bộ nghịch lưu dòng – bộ biến tần dòng:
- Điều khiển bộ biến tần dòng: về cơ bản, độ lớn dòng
điện tải được điều khiển bởi bộ chỉnh lưu - phương
pháp điều biên. Tần số bộ biến tần dòng được điều
khiển bởi tần số đóng ngắt mạch nghịch lưu.
- Giản đồ đóng ngắt các linh kiện phải đảm bảo sao
cho tại mỗi thời điểm chỉ có một linh kiện nhóm
trên và một linh kiện nhóm dưới đồng thời dẫn điện.
4.Điều khiển tốc độ bằng cách thay

đổi tần số nguồn dòng điện Stato (tt)
•
Ưu điểm:
-
Giảm tổn thất điện năng.
-
Gọn nhẹ và dễ điều chỉnh.
•
Ứng dụng:dùng trong công nghiệp như điều chỉnh tốc
độ trong truyền động chính của các máy mài cao tốc,
điều chỉnh tốc độ trong các hệ thống băng tải.
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto
5.1. Nguyên lý điều chỉnh khi thay đổi điện trở phụ trên mạch
rôto.
•
Khi động cơ đang làm việc ở trạng
thái xác lập với tốc độ n.
Muốn điều chỉnh tốc độ động cơ,
ta đóng điện trở phụ vào cả 3 pha của roto.
Tại thời điểm bắt đầu đóng điện trở phụ vào
thì tốc độ động cơ chưa kịp thay đổi,
lúc này dòng qua động cơ giảm nên tốc độ
động cơ giảm.
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
5.2. Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch rotor dùng
bán dẫn:
a.Sơ đồ nguyên lý
b.Phương pháp điều

chỉnh
c.Phạm vi điều chỉnh
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
•
Ưu điểm:
+ Có tốc độ phân cấp.
+ Tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc độ cơ bản.
+ Tự động hóa trong điều chỉnh được dễ dàng.
+ Hạn chế được dòng mở máy.
+ Làm tăng khả năng mở máy của động cơ.
+ Các thao tác điều chỉnh đơn giản.
+ Giá thành chi phí vận hành, sửa chữa thấp.
5. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi điện trở mạch rôto (tt)
•
Nhược điểm:
+ Tốc độ kém ổn định.
+ Tổn thất năng lượng lớn.
•
Ứng dụng:
Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi. Thường
được dùng với các hệ thống làm việc ngắn hạn hay
ngắn hạn lặp lại và dùng trong các hệ thống với yêu
cầu tốc độ không cao như cần trục, cơ cấu nâng,
thang máy và máy xúc…
6. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi công suất trượt trả về nguồn

•
Tổn thất công suất trượt trong hầu hết các trường
hợp đều tiêu tán vô ích dưới dạng nhiệt trên điện trở
rotor.
•
Đối với những động cơ không đồng bộ rotor dây
quấn có công suất lớn hoặc rất lớn thì tổn thất công
suất trượt rất lớn.
•
Để vừa vận dụng được năng lượng trượt đó vừa
điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rotor dây
quấn người ta dùng sơ đồ tầng.
6. Điều khiển tốc độ bằng cách thay
đổi công suất trượt trả về nguồn (tt)
•
Công suất trượt rotor thay vì tiêu hao trên điện trở
phụ mạch rotor sẽ được đưa qua bộ biến đổi công
suất để trả về nguồn xoay chiều.
•
Nguyên lý điều chỉnh công suất trượt thường được
áp dụng cho những truyền động công suất lớn, khi
đó làm việc tiết kiệm điện năng có ý nghĩa lớn.
Sơ lược kỹ thuật biến tần
Sơ lược kỹ thuật biến tần
1. Giới thiệu:
•
Biến tần là bộ nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với
động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha để thực hiện
khởi động/dừng và điều chỉnh chính xác số vòng quay
động cơ theo yêu cầu công nghệ.

•
Có nhiều loại biến tần được thiết kế phù hợp với dãy
động cơ công suất từ rất nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng
100 kW.