một số ứng dụng của điện tử công suất trong điều chỉnh tốc độ động cơ 3 pha, chương 8 potx

Chương 8:
ĐIỀU CHỈNG TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA BẰNG
CÁCH ĐIỀU CHỈNH XUNG ĐIỆN
TRỞ MẠCH ROTOR
Theo đặc tính cơ động cơ không đồng bộ 3 pha ta
có thể điều chỉnh được tốc độ động cơ không đồng bộ
bằng cách điều chỉnh điện trở mạch Rotor, ưu thế của
phương pháp này là để tự động hóa việc điều chỉnh.
Điện trở trong mạch Rotor động cơ không đồng bộ
là:R
r
=R
rd
+R
f’
Trong đó: R
rd
:điện trở dây quấn Rotor.
R
f
:điện trở ngoài mắc thêm vào mạch Rotor.
Ta có sơ đồ nguyên lý điều chỉnh xung điện trở Rotor.
ĐKĐ
id
V1~
ĐKĐ
id
V1~
Cl
T1

Ro
L
C
L
Ro
T
HÌNH II-4: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh xung điện trở
Rotor.
Khi điều chỉnh giá trò điện trở mạch Rotor thì
moment tới hạn của động cơ không thay đổi và độ trượt
tới hạn thì tỉ lệ bậc nhất với điện trở. Nếu coi đoạn đặc
tính làm việc của động cơ tức là đoạn có độ trượt từ S=0
đến S=S
th
là thẳng thì điều chỉnh điện trở ta có thể viết.
Trong đó s:độ trượt khi điện trở mạch Rotor là R
r
.
S
i
:độ trượt khi điện trở mạch Rotor là R
rd
.
Ta được biểu thức tính moment:
constM
R
R
SS
rd
r

i
 ,
i
rdr
Sw
R
I
M
.
.
3
2

Nếu giữ dòng điện Rotor không đổi thì moment cũng
không đổi và không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Vì
vậy ta có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh điện trở
mạch Rotor cho truyền động có moment không đổi.
 Theo sơ đồ nguyên lý của việc điều chỉnh trên điện trở
mạch Rotor bằng phương pháp xung. Điện áp v
r
được
chỉnh lưu, qua điện kháng lọc L được cấp vào mạch điều
khiển gồm điện trở R
o
rồi song song với khóa bán dẫn
T
1
. Khóa T
1
sẽ được đóng, ngắt một cách chu kỳ để điều

chỉnh giá trò trung bình của điện trở toàn mạch.
 Hoạt động của khóa bán dẫn tương tự như trong mạch
điều chỉnh xung điện áp một chiều. Khi khóa T
1
đóng,
điện trở R
o
bò loại ra khỏi mạch, dòng điện Rotor tăng
lên, khi khóa T
1
ngắt điện trở R
o
lại được đưa vào mạch
dòng điện Rotor giảm. Với tần số đóng ngắt nhất đònh,
nhờ có điện cảm L mà dòng điện Rotor như không đổi
và ta có mộ giá trò điện trở tương đương R
c
trong mạch.
Thời gian ngắt t
n
=T – t
đ
. Nếu điều chỉnh trơn tỷ số giữa
thời gian dòng t
đ
và thời gian ngắt t
n
ta điều chỉnh trơn
được giá trò điện trở trong mạch Rotor
Điện trở tương đương R

e
trong mạch một chiều được
tính đổi về mạch xoay chiều ba pha ở Rotor theo qui tắc
bảo toàn công suất. Tổn hao trong mạch nguyên lý là:
p =T
2
đ
(2R
rd
+R
e
)
Và tổn hao khi mạch Rotor theo sơ đồ dùng biến
trở thông thường là:
p =3I
2
r
(2R
rd
+R
f
)

000
R
T
t
R
tt
t

RR
đ
nđ
đ
e



Theo cơ sở để tính đổi là tổn hao công suất như
nhau nên.
3I
2
(R
rd
+R
f
) =I
2
đ
(2R
rd
+R
e
)
với sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha thì I
2
d
=1,5I
2
r

nên
Khi đã có điện trở tính đổi, dễ dàng dựng được đặc
tính cơ theo phương pháp thông thường, họ 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.
 Phương pháp điều chỉnh được minh họa theo đồ thò sau.
Hình II-5: Phương pháp điều chỉnh
2
2
1
0
R
RR
ef


2
0
R
R
f

t(s)
t(s)
t(s)
Re
Ro
Ro
Ro
tđ

tđ
T
Ro
Ro
Ro
3
4
1
2
1
4
Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh xung điện trở Rotor
chỉ tạo ra những tốc độ thấp hơn tốc độ cơ bản
<
0
Độ tinh điều chỉnh cao hơn phương pháp dùng biến trở
- Chỉ phù hợp bởi các phụ tải có M
c
=const, giải điều
chỉnh phụ thuộc độ lớn moment phụ tải.