CÁC PHƯƠNG PHÁP THAY DỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB

Phần dành cho đơn vị
CÁC PHƯƠNG PHÁP THAY DỔI
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KĐB
GVHD: HỒ MINH NHỊ
Nhóm sinh viên thực hiện:
Phạm Minh Hoàng 1101296
Nguyễn Thái Hòa 1101295
Lê Văn Tấn 1101254
NỘI DUNG BÁO CÁO
1. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY ĐỔI
SỐ CỰC
2. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP STATO
3. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY ĐỔI
TẦN SỐ NGUỒN ÁP
4. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY ĐỔI
TẦN SỐ NGUỒN DÒNG ĐIỆN STATO
5. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY ĐỔI
ĐIỆN TRỞ MẠCH RÔTO
6. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG NỐI CẤP
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN
1. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI SỐ CỰC
Ưu điểm:
•
Thiết bị đơn giản, giá thành hạ.
•
Các đường đặc tính cơ đều cứng và tổn thất phụ
không đáng kể.
•
Động cơ làm việc chắc chắn.
•

Điều chỉnh và khống chế tốc độ khá đơn giản.
Nhược điểm:
•
Chỉ cho những tốc độ cấp với độ nhảy cấp khá
lớn.
•
Hiệu suất sử dụng dây quấn thấp.
•
Cấu tạo của động cơ tương đối phức tạp, nặng
nề giá thành cao.
Ứng dụng: đây là phương pháp được ứng dụng
trong thang máy nhiều tầng, máy cắt kim loại, máy
nâng trong hầm mỏ,…
1. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI SỐ CỰC
c)
τ/2 τ τ/2
A
1
X
1
A
2
X
2
Hình 17-6.
Sơ đồ nguyên lý thay đổi số đôi cực
τ τ τ τ
A
1

a)
X
1


X
2


A
2


τ/2 τ τ/2
A
1
X
1
A
2
X
2
b)
Thay đổi từ nối thuận (hình 17-
6a) sang nối ngược (hình 17-6b)
ta được số đôi cực khác nhau
theo tỷ lệ 2 : 1.
Cũng có thể đổi từ đấu nối tiếp

(hình 17-6a) sang đấu song
(hình 17-6c) hai cuộn dây tuỳ
theo yêu cầu của điện áp và
dòng điện để có số đôi cực khác
nhau.
1. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI SỐ CỰC
Sơ đồ thay đổi số đôi cực
như sau (hình 17-6):
1. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI SỐ CỰC
Với động cơ 3 pha, tuỳ theo cách đấu Y hay Δ và cách đấu
dây quấn pha song song hay nối tiếp mà ta có loại động cơ
hai cấp tốc độ có mômen không đổi hoặc công suất không
đổi.
H×nh 17-7. S¬ ®å ®Êu d©y quÊn khi ®æi
tèc ®é theo tû lÖ 2:1 víi m«men kh«ng ®æi
Y (p
2
=2p
1
) YY (p
1
)
I
’
f
A
B
C

I
’
f
I
d
I
d
C
BA
I
’
f
I
’
f
Ưu điểm: Phương pháp này cho phép tự động hóa hệ
thống và cải thiện các đặc tính điều chỉnh.
Nhược điểm: Làm việc không ổn định do hệ thống
nhạy với sự thay đổi của điện áp.
Ứng dụng: Phương pháp này thích hợp với truyền
động mà mô men tải là hàm tăng theo tốc độ như: quạt
gió, bơm ly tâm.
2. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP STATO
Phương pháp này chỉ có ý nghĩa thực tế khi dùng một
nguồn điện biến tần chung điều chỉnh nhiều động cơ điện có
cùng quy luật thay đổi tốc độ.
Ưu điểm:
-
Điều chỉnh vô cấp tốc độ quay của động cơ.
-

Dải điều chỉnh tốc độ D lớn
-
Hệ thống điều chỉnh động cơ dùng biến tần trực tiếp từ lưới,
do đó không cần các thiết bị biến đổi, nó sử dụng động cơ
KĐB rô to lồng sóc có kết cấu đơn giản.
-
Hệ thống điều chỉnh tốc độ dùng biến tần có thể hãm tái
sinh cho nên nguồn xoay chiều này có thể làm việc ở cả 4
góc tọa độ.
3. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI TẦN SỐ NGUỒN ÁP
Nhược điểm:
Bộ biến tần có giá thành đắt do sử dụng nhiều linh
kiện bán dẫn và mạch điều khiển điện tử.
3. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI TẦN SỐ NGUỒN ÁP
const
f
U
hay
f
f
U
U
==
1
1
1
'
1

1
'
1
3. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH
THAY ĐỔI TẦN SỐ NGUỒN ÁP
Trong thực tế sử dụng, khi yêu cầu mômen không
đổi (như trong máy cắt gọt kim loại) thì ta có:
4. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY
ĐỔI TẦN SỐ NGUỒN DÒNG ĐIỆN STATO
Khi thay giảm điện áp xuống x lần so với điện áp định
mức, U = xU
đm
(x < 1) thì mômen sẽ giảm xuống còn M =
x
2
M
đm
. Nếu mômen tải của động cơ không đổi thì tốc độ
động cơ sẽ giảm, hệ số trượt tăng tăng từ s
a
đến s
b
rồi s
c
như
hình 17-11.
Khi điện áp giảm x lần thì s.đ.đ. E và từ thông Φ cũng
giảm x lần so với trị số ban đầu.
Theo công thức M = C
M

.I
’
2
.Φ, để giữ cho M = const cân
bằng với mômen cản thì I
’
2
phải tăng lên 1/x lần.
M
max
M
C
s
s
a
s
b
s
c
0
1.0
s
2
3
M
1
Hình 17-11. Điều chỉnh tốc độ bằng thay
đổi điện áp đặt vào stato
4. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY
ĐỔI TẦN SỐ NGUỒN DÒNG ĐIỆN STATO

5. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY
ĐỔI ĐIỆN TRỞ MẠCH RÔTO
Phương pháp này chỉ dùng đối với động cơ
rôto dây quấn.
Với mômen tải không đổi, điện trở phụ càng lớn thì
hệ số trượt ở điểm làm việc càng lớn, nghĩa là tốc
độ càng giảm.
Khi thêm điện trở phụ vào mạch rôto thì đường đặc
tính M = f(s) nghiêng về phía trái (hình 17-12).
H×nh 17-12. §iÒu chØnh tèc ®é b»ng
c¸ch ghÐp thªm ®iÖn trë phô vµo
r«to
1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1
2
M/M
đm
1
234
a
d
b
c
M
C
/M
đm
5. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY
ĐỔI ĐIỂN TRỞ MẠCH RÔTO
5. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG CÁCH THAY

ĐỔI ĐIỆN TRỞ MẠCH RÔTO
Phương pháp này được sử dụng rộng rải như
cầu trục, cơ cấu nâng,…
Ưu điểm:
-
Có tốc độ phân cấp.
-
Tốc độ điều chỉnh được dễ dàng.
-
Hạn chế được dòng mở máy.
Nhược điểm:
-
Tốc độ ổn định kém.
-
Tổn thất lớn
-
Phạm vi điều chỉnh phụ thuộc vào phụ tải
6. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG NỐI CẤP
~
A
B
R
Hình 17-13. Động cơ điện không đồng bộ nối cấp
Khi nối cấp, rôto của hai động cơ được nối với nhau cả về cơ lẫn
về điện (hình 17-13).
Động cơ A nối với lưới điện, động cơ B rôto đóng vai trò sơ
cấp lấy điện từ mạch rôto của động cơ A, stato của động cơ B
nối với điện trở 3 pha đối xứng.
Như vậy, điện áp đưa vào động cơ B chỉ là điện áp tần số
thấp của rôto động cơ A.

Phương pháp này được dùng cho nhiều trong
động cơ điện KĐB dây quấn có công suất lớn
Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng hệ thống
nối tầng có khả năng điều chỉnh bằng phẳng.
6. ĐIỀU KHIỂN VẬN TỐC BẰNG NỐI CẤP
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN
Khi sử dụng thiết bị để điều khiển loại đơn giản thì động cơ
không đồng bộ lại tồn tại một số nhược điểm như:
- Dòng điện khởi động lớn, gấp 4-6 lần Iđm của động cơ, thậm
chí còn cao hơn.
-Tốc độ vòng quay của động cơ điện cảm ứng chỉ được điều
khiển theo từng cấp (hữu cấp); thông thường mỗi động cơ chỉ
thay đổi được một trong các dãy tốc độ đồng bộ như: 3.000 –
1.500vg/ph; 1.500 – 1.000vg/ph và 1.000 – 750 vg/ph,
- Một số phương pháp khởi khác không phù hợp, cũng như còn
bất cập nhiều vấn đề.
- Để khắc phục nhược điểm trên ta sử dụng Biến Tần
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.
Thay đổi tốc độ dựa theo nguyên lý
p
f
n
60
=
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN

•
Bộ biến tần phải thực hiện được các chức năng:
- Biến đổi điện áp xoay chiều ba pha của nguồn điện
vào thành điện áp một chiều nhờ bộ chỉnh lưu cầu ba
pha;
- Sau đó nhờ bộ nghịch lưu (INVERTER) sẽ đổi ngược
lại thành điện áp xoay chiều ba pha biến đổi theo
phương pháp điều chế độ rộng của xung;
- Kết quả là đầu ra của biến tần dòng điện có dạng
hình sin, còn điện áp có dạng xung vuông nối tiếp nhau
và tần số sẽ được điều chỉnh tùy ý để được tốc độ theo
công nghệ đã chọn.
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN
•
Về ứng dụng:
- Biến tần AC với công suất điều khiển lớn được sử
dụng hiệu quả trong các trường hợp như:
- Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15
đến trên 600 kW với tốc độ khác nhau;
- Điều chỉnh lưu lượng của bơm, lưu lượng không khí ở
quạt ly tâm, năng suất máy, năng suất băng tải….
- Ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ
thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí … cho dù nhu
cầu sử dụng thay đổi;
- Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác
động cơ trên hệ thống băng tải…
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN
•
Hiệu quả khi sử dụng:
Biến tần kết hợp với động cơ không đồng bộ đã đem lại

những lợi ích sau:
- Hiệu suất làm việc của máy cao;
- Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp
cho tuổi thọ của động cơ và các cơ cấu cơ khí dài hơn;
- An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã
giảm bớt số nhân công phục vụ và vận hành máy …
- Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi
động và vận hành.
7. SƠ LƯỢT VỀ BIẾN TẦN
CÁM ƠN THẦY VÀ BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!