ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ, chương 5 doc

CHƯƠNG 5
CÁC ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG HỆ
THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG
BỘ 3 PHA.
II.1 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
BẰNG CÁCH BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP CUNG CẤP:
I. Điều áp đối xứng bằng Thyristor:
- Sơ đồ nguyên lý của mạch như hình vẽ sau.
Hình II.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ dùng bộ điều chỉnh
Thyristor.
c
b
a
C
B
A
PHÁT XUNG
V
~
Vđk
ĐKĐ
Th6
Th2
Th3
Th5
Th1
Th4
R
R
R
Sụ ủo ủieu chổnh ủieọn aựp ba pha vaứ ủo thũ ủieọn aựp khi > /6.

V
A
V
B
V
C
wt
6
2
4
1
3
5
0


Hỡnh II.2 : Sụ ủo ủieu chổnh ủieọn aựp 3
pha.
Đồ thò điện áp.
 Các cuộn dây Stator của động cơ không đồng bộ là một dạng
trở kháng. Điện áp pha của lưới điện có biểu thức như sau:
V
A
=V
m
Sin
Điện áp dây của lưới điện.
Giá trò của điện áp trên tải mỗi pha phụ thuộc vào góc mở

và góc lệnh pha , khi điều khiển đối xứng tức là các Thyristor

đều có cùng góc mở
 như nhau vì thế ở đây chỉ xét điện áp trên
tải pha A.
 Như sơ đồ của đồ thò điện áp ta thấy rằng:
Cặp Thyristor Th
1
, Th
6
sẽ cho dòng chảy qua khi V
AB
>0 và khi
đã có xung mở.
Cặp Thyristor Th
1
,Th
6
sẽ cho dòng chảy qua khi V
AC
>0 và khi
đã có xung mở. Mỗi Thyristor đều có góc dẫn
=. Điện áp trên
tải pha A.
V
a
= V
m
Sin.
)(3
)(3
)(3

2
6
6









SinVV
SinVV
SinVV
mBC
mAC
mAB
)( điện

 Sin
Z
V
iDòng
m
a
Khi Thyristor mở thì điện áp trên các đoạn O
1
,O
2

, O
3
,O
4
, O
5
,O
6
là V
a
=V
m
Sin
Trong khoảng O
2
O
3
Trong khoảng O
4
O
5
Trong khoảng O
6
O
7
các Thyristor ở pha A sẽ bò khóa.
)(
2
3
2

6


 SinV
V
V
m
AB
a
)(
2
3
2
6


 SinV
V
V
m
AB
a
Nghiệm tổng quát của dòng điện ở mỗi đoạn có dạng như sau
Trong đó n: số thứ tự đoạn.
A
n
:Hằng số tích phân.

m
=0, /6 hoặc -/6 là các điểm mốc.


n
: góc mở Thyristor đoạn thứ n.
Vì giá trò của dòng ở đầu thứ n bằng giá trò của dòng ở cuối
đoạn thứ n-1 nên hằng số tích phân có thể xác đònh được.
Do tính chất phức tạp của quan hệ giữa sóng hài bậc một
của điện áp động cơ với góc
 và  không biểu diễn bằng giải
tích nên thường dùng phương pháp đồ thò để dựng các đặc tính
điều chỉnh, đồ thò biểu diễn như hình vẽ sau:
)(
22
)(
)(
m
wl
R
nm
n
n
eASin
wlR
VK
i







2
3
hoặc2

n
K
).(
)(
22
)1(
mn
nV
cuốinn
Sin
wlR
K
iA





V
b
/V
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0

30
0
40
0
50
0
60
0
70
0
80
0
90
0
100
0
110
0
Quan hệ giữa giá trò hiệu dụng của
sóng hài bậc 1 của điện áp Stator
động cơ với góc điều chỉnh
 và
góc pha phụ tải của động cơ không
đồng bộ
Các đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi điều chỉnh
tốc độ động cơ nhờ bộ điều áp bằng Thyristor có thể xây dựng
theo quan hệ như sau:
Trong đó M
gh
: moment trên đặc tính cơ có =0 gọi là đặ tính

giới hạn.
Trong đó:
Với R
T
:Điện trở theo chiều dẫn của Thyristor.
R
1
:Tôûng điện trở một pha của cuộn Stator và điện trở đẳng trò
một pha của bộ điều áp Thyristor.
R
1
2

:Điện trở một pha của Rotor kể cả điện trở phụ tính đổi về
phía Stator.
S
thgh
: Độ trượt tới đặc tính giới hạn.
M
thgh
: Moment tới hạn của đặc tính giới hạn.
).()( sM
V
V
sM
gh
đm
D





















thgh
thgh
thgh
thghgh
Sa
S
S
S
S
S
a
M

sM
'2
)
'
1
(
2
)(
)(2
3
22
110
2
m
đm
thgh
XRRw
V
M



1
2
1
22
1
1
2
'

R
RR
a
XR
R
S
T
nm
thgh






0
10
0
30
0
50
0
70
0
90
0
