Thiết kế hệ điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn bằng thyristor

Nguyễn Minh Ngọc
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay động cơ điện có mặt ở khắp nơi trong tất cả các lĩnh vực
của cuộc sống, đặc biệt là trong công nghiệp. Khi động cơ điện được đưa
vào ứng dụng rộng rãi thì việc thiết lập một hệ thống tự động điều chỉnh để
đạt được sự tối ưu về các chỉ tiều kinh tế, kỹ thuật là một vấn đề quan trọng.
Với việc ứng dụng rộng rãi các tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử
- tin học, các hệ truyền động điện được phát triển và có những thay đổi
đáng kể. Đặc biệt, do công nghệ sản xuất các thiết bị điện tử công suất ngày
càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suất trong hệ truyền động
điện không những đáp ứng được yêu cầu tác động nhanh, độ chính xác cao
mà còn góp phần làm giảm kích thước và hạ giá thành của hệ truyền động.
Mặc dù là một lĩnh vực tương đối hẹp nhưng truyền động điện xoay
chiều dùng động cơ không đồng bộ ba pha rôto dây quấn luôn luôn có
những vấn đề hết sức hấp dẫn và cũng rất phức tạp. Vì vậy, với đồ án tốt
nghiệp “Thiết kế hệ điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha rôto
dây quấn bằng Thyristor” em không có tham vọng đi sâu vào tất cả các vấn
đề của lĩnh vực này. Những kết quả được trình bày trong bản đồ án môn tốt
nghiệp này mới chỉ là những kết quả bước đầu. Trong nội dung nghiên cứu
của bản đồ án này, em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau:

1
Nguyễn Minh Ngọc
 Tổng quan các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng
bộ ba pha.
 Lựa chọn và tính toán mạch động lực.
 Lựa chọn và tính toán mạch điều khiển.
 Tổng hợp hệ thống điều khiển hai mạch vòng.
Trong quá trình thực hiện, chắc chắn bản thân em không thể tránh
khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của
các thầy và các bạn để bản đồ án này hoàn thiện hơn.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới thầy giáo hướng
dẫn Tiến sĩ Nguyễn Trung Sơn, đã tận tình hướng dẫn và cho nhiều ý kiến
đóng góp quý báu, tới tập thể Bộ môn Thiết Bị Điện - Điện Tử trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội và các bạn sinh viên đã tạo những điều kiện nghiên
cứu tốt nhất trong suốt thời gian thực hiện bản đồ án tốt nghiệp này.

CHƯƠNG I

2
Nguyễn Minh Ngọc
TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
A. MẠCH ĐIỆN THAY THẾ VÀ ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA
I. Khái quát về động cơ không đồng bộ ba pha
Trong quá trình khai thác sử dụng các tài nguyên thiên nhiên phục vụ
cho nền kinh tế quốc dân nói riêng và các hoạt động của xã hội nói chung,
không thể không nói đến sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng
khác. Trong đó, động cơ điện là thiết bị biến đổi từ điện năng thành cơ năng
có vai trò rất to lớn trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, dân dụng và
rất nhiều lĩnh vực khác.
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ và kỹ thuật hiện đại. Đặc
biệt trong lĩnh vực điện tử và bán dẫn công suất (transistor công suất,
tiristor, triac…) đã tạo điều kiện cho việc sử dụng các động cơ điện có hiệu
quả và đưa ra nhiều phương án để lựa chọn những loại động cơ thích hợp.

3
Nguyễn Minh Ngọc
Hiện nay, động cơ điện không đồng bộ được sử dụng rộng rãi chiếm
tỷ lệ rất cao với mức công suất nhỏ từ vài chục W đến mức công suất trung

bình hàng trăm kW. Với những ưu điểm nổi bật của nó như: giá thành hạ
(chỉ bằng 1/6 động cơ điện một chiều khi có cùng công suất), làm việc tin
cậy chắc chắn, hiệu suất cao… Ngoài ra động cơ không đồng bộ còn dùng
trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị
biến đổi kèm theo, đỡ phức tạp cho hệ thống. Các lĩnh vực ứng dụng của
động cơ không đồng bộ như:
Trong công nghiệp thường dùng làm nguồn lực cho máy cán thép loại
vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ … Trong
hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng trong các
trạm bơm hay máy gia công nông sản phẩm. Trong đời sống sinh hoạt hàng
ngày, động cơ điện không đồng bộ cũng chiếm một vị trí rất quan trọng như
làm quạt gió, máy bơm nước, tủ lạnh, máy điều hoà nhiệt độ… Cùng với sự
phát triển của nền sản xuất điện khí hoá và tự động hoá thì phạm vi ứng
dụng của động cơ không đồng bộ ngày càng được cải thiện và mở rộng.
Tuy nhiên, với mỗi loại động cơ đều có những nhược điểm riêng của
nó. Đối với động cơ không đồng bộ bên cạnh những ưu điểm kể trên nó có
một số nhược điểm sau: Đặc tính điều chỉnh không tốt, cosϕ thấp, khống chế
các quá trình quá độ khó khăn. Riêng đối với động cơ rô to lồng sóc có đặc

4
Nguyễn Minh Ngọc
tính khởi động tương đối xấu. Chính vì những lý do đó nên ứng dụng của nó
trong một số điều kiện cụ thể còn có phần bị hạn chế.
Nói tóm lại, với những ưu điểm nổi bật của động cơ không đồng bộ
thì việc ứng dụng nó trong những lĩnh vực của cuộc sống ngày càng được
phát triển và cải tiến về mọi mặt.
II. Mạch điện thay thế
Nói chung, trên stato của động cơ không đồng bộ có dây quấn m
1
pha

(thường m
1
= 3), trên rôto có dây quấn m
2
pha (m
2
= 3 đối với động cơ rôto
dây quấn; còn đối với động cơ rôto lồng sóc thì m
2
> 3). Như vậy trong động
cơ không đồng bộ có hai mạch điện không nối với nhau và giữa chúng chỉ
có sự liên hệ về cảm ứng từ. Sau khi đã phân tích các quan hệ điện từ ta có
được hệ phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ lúc rôto quay như
sau:


5
;ZI=E-
;I='I+I
;E='E
);jx'+
s
r'
('I-'E=0
);jx+(rI+E-=U
m
0
•
1
•

0
•
2
•
1
•
1
•
2
•
2
2
2
•
2
•
11
1
•
1
•
1
•
(I)
Nguyễn Minh Ngọc
Dựa vào các phương trình cơ bản trên, ta có thể thiết lập được mạch
điện thay thế hình T cho động cơ không đồng bộ khi rôto quay như sau:
Thường để thuận lợi cho tính toán, người ta biến đổi mạch điện thay
thế hình T thành mạch điện thay thế hình à đơn giản hơn:

6
Hình 1. Mạch điện thay thế hình T của động
cơ không đồng bộ.
x
1
r
1
r'
2
x'
2
x
m
r
m
U
1
r'
2
(1-s)/s
I
1
-I'
2
I
0
Nguyễn Minh Ngọc
C
1
x

1
C
1
r
1
C²
1
r'
2
/s
C²
1
x'
2
x
m
r
m
U
1
I
1
-I''
2
I
00
r
1
x
1

Trong đó:
m
1
1
Z
Z
1C +=
•
;
m
1
•
1
•
00
•
ZC
U
=I
gọi là dòng điện không tải lý tưởng, nghĩa là dòng điện
không tải ứng với lúc s = 0;
1
•
2
•
2
•
C
'I-
=''I-

gọi là dòng điện thứ cấp của mạch điện hình Ã.
Thực tế,
1
C
•
chỉ lớn hơn 1 một ít và góc phức lại rất nhỏ, nên có thể
coi
1=+1=
1
1
•
m
x
x
C
.

7
Hình 2. Mạch điện thay thế hình Ã
của động cơ không đồng bộ.
Nguyễn Minh Ngọc
Như vậy:

Do vậy ta có thể có mạch điện thay thế đơn giản hơn nữa:
III. Đặc tính cơ của máy điện không đồng bộ
Từ sơ đồ mạch điện thay thế hình à đơn giản hóa, trị số hiệu dụng của
dòng điện rôto đã quy đổi về stato I’
2
là:

;'I=''I
2
•
2
•
;I=I-I=''I-I=''I
0
•
2
•
1
•
2
•
1
•
00
•
(II)
8
Hình 3. Mạch điện thay thế hình à đơn
giản hóa của động cơ không đồng bộ.
x
1
r
1
r'
2
/s
x'

2
x
m
r
m
U
1
I
1
-I'
2
I
0
r
1
x
1
(1)
2
nm
2
2
1
f
2
x)
s
'r
r(
U

'I
++
=
Nguyễn Minh Ngọc
Trong đó:
X
nm
= x
1
+ x’
2
điện kháng ngắn mạch.
Để tìm phương trình đặc tính cơ ta xuất phát từ điều kiện cân bằng
công suất trong động cơ: công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto:
P
12
=M
đt
.ω
0
Trong đó: M
đt
– mômen điện từ của động cơ
Nếu bỏ qua các tổn thất phụ thì M
đt
= M
cơ
, ta ký hiệu:
M
đt

= M
cơ
= M
Công suất đó được chia làm hai phần: công suất đưa ra trục động cơ
P
cơ
và công suất tổn hao trong rôto ∆P
2
nghĩa là:
P
12
= P
cơ
+ ∆P
2
hay
Mω
0
= Mω + ∆P
2
do đó
∆P
2
= M (ω
0
- ω) = Mω
0
s
Mặt khác:
2

2
22
'r'I3=P∆

9
Hình 4. Đặc tính cơ của động cơ không
đồng bộ.
ω
(s=s
th
)
ω
ω0
0
M®m
Mth
M
Nguyễn Minh Ngọc
nên
s
'r'I3
M
0
2
2
2
ω
=
Thay (1) vào phương trình trên ta có phương trình đặc tính cơ:
Kết hợp với phương trình tốc độ ω = ω

0
(1 – s) ta có dạng đường cong
đặc tính cơ:

10
]x+)
s
'r
+r[(
'rU3
=M
2
nm
2
2
1
0
2
2
f
ω
(2)
)xrr(2
U3
M
2
nm
2
110
2

f
th
++
=
ω
(3)
(4)
22
2
2
th
nm1
2
211
2
xr
'r
)'xx(r
'r
s
+
=
++
=
s
s
s
s
M2
M

th
th
th
+
=
Nguyễn Minh Ngọc
Điểm cực trị của đặc tính cơ thường được gọi là điểm tới hạn có tọa
độ [M
th
, s
th
]:
Ta có thể viết phương trình đặc tính cơ dưới dạng khác thuận tiện hơn
bằng cách lập tỉ số giữa (2) và (4) rồi biến đổi ta được:
(
)
th
th
th
thth
as2+
s
s
+
s
s
as+1M2
=M
Trong đó:
2

1
r
r
a =
.
Trong động cơ không đồng bộ thường r
1
≈ r’
2
mà s
th
= 0,1 ÷ 0,2 nên ta
có thể coi as
th
≈ 0 khi đó ta có dạng biểu thức Klôx:


11
nm
th
x
'r
s
2
=
nm0
2
f
th
x2

U3
M
ω
=
Nguyễn Minh Ngọc

Đối với các động cơ có công suất lớn thường r
1
<< x
nm
nên ta có:
(5)
B. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
KHÔNG ĐỒNG BỘ
Động cơ không đồng bộ khi mắc vào nguồn điện có tần số f
1
thì ta có
biểu thức của tốc độ:
ω = ω
0
(1 – s) (6)
Trong đó:
ω tốc độ quay của rôto;
ω
0
p
f2
=
1
0

π
ω
tốc độ không tải lý tưởng;

12
Nguyễn Minh Ngọc
s hệ số trượt của động cơ.
Do đó ta có:
s)-1(
p
f2
1
π
ω =
(7)
Từ phương trình trên ta thấy, muốn thay đổi tốc độ động cơ không
đồng bộ ω ta có thể thực hiện bằng cách thay đổi các thông số: tần số nguồn
f
1
, số đôi cực p và hệ số trượt s. Tương ứng với sự điều chỉnh các thông số
trên ta có các phương pháp điều chỉnh động cơ không đồng bộ:
-
Thay đổi tần số f
1
của nguồn cấp.
-
Thay đổi số cực 2p.
-
Điều chỉnh điện áp đặt vào stato.
-

Điều chỉnh điện trở mạch rôto.
-
Dùng sơ đồ nối tầng động cơ không đồng bộ.
I. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số
1. Nguyên lý điều chỉnh
Tần số của lưới điện quyết định giá trị tốc độ góc của từ trường quay
trong máy điện, do đó bằng cách thay đổi tần số dòng stato ta có thể điều
chỉnh được tốc độ của động cơ. Để thực hiện phương pháp điều chỉnh này ta

13
1
1
•
1
•
1
•
1
•
ZI-U=fc=E
φ
Hình 5. Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện có
điều chỉnh tần số.
§
var
f
b
U
b
const

f
1
U
1
BiÕn
TÇn
Nguyễn Minh Ngọc
dùng bộ nguồn biến tần BT để cung cấp cho động cơ. Sơ đồ tổng quát của hệ
như sau:

Máy điện được chế tạo để hoạt động ở tần số định mức nên khi thay
đổi tần số chế độ làm việc của máy điện cũng bị thay đổi vì tần số có ảnh
hưởng trực tiếp đến từ thông của máy điện. Quan hệ này có thể được phân
tích nhờ phương trình cân bằng điện áp đối với mạch stato của máy điện:
Trong đó:
•
1
E
Sức điện động cảm ứng trong cuộn dây stato;
•
φ
Từ thông móc vòng qua cuộn dây stato;
c Hằng số tỷ lệ;

14
Nguyễn Minh Ngọc

1
U
•

Điện áp đặt vào stato động cơ;
f
1
Tần số dòng stato.
Nếu bỏ qua sụt áp trên tổng trở của cuộn dây stato ta có :
1
1
cf
U
•
•
=φ
Từ phương trình trên ta thấy nếu giữ nguyên điện áp U
1
(U
1
= const),
khi tăng tần số f
1
thì từ thông trong máy sẽ giảm làm cho mômen của máy
điện giảm. Nếu mômen tải không thay đổi hoặc là hàm tăng của tốc độ thì
khi đó dòng điện cũng phải tăng để cho mômen cân bằng với mômen tải. Kết
quả là động cơ bị quá tải về dòng. Ngược lại khi giảm tần số để giảm tốc độ
lại dẫn đến từ thông tăng lên làm tăng mức độ từ hoá lõi thép, tăng tổn hao
thép và làm nóng máy điện.
Như vậy khi điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số thì ta cũng
phải thay đổi điện áp một cách tương ứng.
Người ta chứng minh được rằng, khi thay đổi tần số, nếu đồng thời điều
chỉnh điện áp sao cho hệ số quá tải của động cơ không thay đổi
)constM/M(

cth
==λ
thì chế độ làm việc của động cơ luôn được duy trì ở
mức tối ưu giống như khi làm việc ở thông số định mức. Khi đó hiệu suất và
cosj của máy trong toàn dải điều chỉnh gần như không đổi.

15
Nguyễn Minh Ngọc
2. Các đặc tính điều chỉnh
Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ khi điều chỉnh tần số không
chỉ phụ thuộc vào tần số mà còn phụ thuộc vào quy luật thay đổi điện áp,
nghĩa là còn phụ thuộc đặc tính của phụ tải.
-
Khi M
c
= const
0
M
c
M
th
M
ω
f
12
f
1®m
f
11
-

Khi M
c
≡
ω
1
M
M
c
0
f
11
f
1®m
f
12
ω
-
Khi M
c
≡ ω
2

16
Hình 6. Các đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh tốc độ động
cơ không đồng bộ bằng tần số với các loại tải khác nhau.
Nguyễn Minh Ngọc
M
Mc
0
f11

f1®m
f12
ω
3. Các ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách
thay đổi tần số có các ưu, nhược điểm sau:
 Ưu điểm
 Điều chỉnh vô cấp tốc độ quay của động cơ.
 Dải điều chỉnh tốc độ D lớn.
 Hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ dùng biến tần mắc trực
tiếp từ lưới điện, do đó không cần các thiết bị biến đổi, nó sử
dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc có kết cấu đơn
giản, vững chắc, giá thành rẻ, có thể làm việc trong mọi môi
trường.

17
Nguyễn Minh Ngọc
 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.
 Nhược điểm
 Bộ biến tần có giá thành đắt do sử dụng nhiều linh kiện bán
dẫn và mạch điều khiển điện tử.
 Phạm vi ứng dụng
 Hệ thống điều khiển tốc độ dùng biến tần có nhiều ưu điểm,
song phạm vi ứng dụng của nó phụ thuộc nhiều vào yếu tố
kinh tế. Do vậy, trong thực tế biến tần thường được sử dụng
khi có nhiều động cơ cùng thay đổi tốc độ theo một quy luật
chung. Động cơ không đồng bộ rôto dây quấn ít được sử
dụng cùng với biến tần do biến tần có thể điều chỉnh tốc độ

động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc một cách dễ dàng.
II. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi số đôi
cực
Khi thay đổi số đôi cực p của máy điện không đồng bộ, tốc độ từ
trường quay thay đổi và do đó tốc độ động cơ rôto cũng biến đổi theo. Quan
hệ đó thể hiện trong biểu thức tốc độ sau:

18
Nguyễn Minh Ngọc
s)-1(
p
f2
=
1
π
ω
Động cơ đa tốc thường có rôto lồng sóc, vì rôto này có khả năng tự
biến đổi số cực rôto theo stato. Do đó, số cực, điện trở và điện kháng rôto tự
thay đổi nhịp nhàng với stato. Đối vơi động cơ không đồng bộ rôto dây
quấn, phương pháp này hiếm khi được sử dụng vì khi thay đổi số cực stato
ta đồng thời phải thay đổi số cực rôto, làm cho cấu trúc động cơ rất phức tạp.
III. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện
áp đặt vào stato
1. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách điều
chỉnh trở – kháng mạch stato
a. Nguyên lý điều chỉnh
Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ:
]x+)
s
'r

+r[(
'rU3
=M
2
nm
2
2
1
0
2
2
f
ω
Ta thấy, có thể làm biến dạng đặc tính cơ bằng cách nối vào mạch
stato một điện trở phụ hoặc một điện kháng phụ. Trong thực tế, việc dùng
điện trở phụ có hiệu quả rất kém do có tổn hao trên bản thân nó, nên ít được

19
Nguyễn Minh Ngọc
sử dụng. Sơ đồ nguyên lý và các đặc tính điều chỉnh của động cơ không
đồng bộ ba pha khi dùng kháng trong mạch stato như sau:
Từ mạch điện thay thế hình à đơn giản hóa của động cơ không đồng
bộ ta thấy, khi nối kháng vào mạch stato, dòng điện stato và rôto đều giảm
xuống, do đó mômen M của động cơ giảm xuống và trở nên nhỏ hơn mômen
tải M
c
nên hệ sẽ giảm tốc. Kết quả là động cơ sẽ chuyển sang làm việc xác
lập ở tốc độ thấp hơn tốc độ cơ bản.

20

Hình 7. Sơ đồ nguyên lý v các à đặc tính điều
chỉnh của động cơ không đồng bộ khi dùng kháng
trong mạch trong mạch stato (x
f1
> x
f2
).
x
f2
x
f1
®t.gh
M
c.cp
M
0
ω
ω 0
§
x
f
U
∼
Nguyễn Minh Ngọc
Từ phương trình (3) và (4) ta thấy, khi mắc thêm cuộn kháng vào
stato, khi đó điện kháng ngắn mạch x
nm
tăng và do đó, độ trượt tới hạn s
th
và

mômen tới hạn M
th
đều giảm như trên hình 7.
b. Các ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách
điều chỉnh cuộn kháng ở mạch stato có những ưu, nhược điểm sau:
 Ưu điểm
 Mạch động lực và điều khiển đơn giản làm cho các thao tác
điều khiển dễ dàng, chi phí vận hành và sửa chữa thấp.
 Nhược điểm
 Hệ thống không điều chỉnh chỉnh triệt để (không điều chỉnh
được tốc độ không tải lý tưởng ω
0
.
 Càng điều chỉnh sâu, mômen tới hạn và độ trượt tới hạn càng
nhỏ, do đó khả năng mang tải càng kém và độ ổn định tĩnh
cũng như động của hệ càng thấp.
 Độ chính xác đặt tốc độ kém do độ cứng của đặc tính cơ
điều chỉnh khá nhỏ.

21
Nguyễn Minh Ngọc
 Các chỉ tiêu năng lượng đều xấu, hiệu suất giảm rất nhanh
khi giảm tốc độ và hệ số công suất cosϕ thấp do nối thêm
kháng.
 Phạm vi ứng dụng
Phương pháp này có thể ứng dụng cho cả động cơ không
đồng bộ rôto lồng sóc và rôto dây quấn nó có nhiều nhược
điểm do đó ít được dùng trong thực tế.
2. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng

cách thay đổi điện áp đặt vào stato
a. Nguyên lý điều chỉnh
Để điều chỉnh điện áp. người ta dùng bộ nguồn BĐ có điện áp ra thay
đổi tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển U
đk
với sơ đồ nguyên lý hình 8.

22
Hình 8. Sơ đồ tổng quát của hệ truyền động điện không
đồng bộ có điều chỉnh điện áp nguồn.
Var
Ub
U
®k
§
BiÕn
§æi
§iÖn
¸p
const=s=s
U.M=M
tn.thu.th
2*
bthu.th
Nguyễn Minh Ngọc
Khi thay đổi điện áp lưới, ví dụ khi giảm xuống còn x lần (x < 1) điện
áp định mức (U
1
= xU
đm

) thì mômen sẽ giảm xuống còn x
2
lần M = x
2
M
đm
.
Nếu mômen tải không đổi thì tốc độ giảm xuống còn hệ số trượt tăng lên.
Theo công thức về mômen M = c
m
I’
2
φ, trong đó c
m
là hằng số, thì khi
điện áp lưới U
1
= xU
đm
, thì sức điện động E và từ thông φ cùng bằng x lần
giá trị ban đầu và I’
2
tăng lên 1/x lần. Vì hệ số trượt:
1
2
2
21
t®
2cu
M

'r'Im
=
P
P
=s
ω
nên hệ số trượt s sẽ bằng 1/x
2
lần hệ số trượt cũ và tốc độ động cơ điện ở
điện áp
m®1
xU=U
sẽ là:
)
x
s
-1(n=n
2
1
Khi điện áp khác với giá trị định mức, mômen tới hạn M
th
sẽ thay đổi
đổi tỷ lệ với bình phương điện áp, còn độ trượt tới hạn s
th
thì giữ nguyên,
nghĩa là:
Đặc tính điều chỉnh có dạng như sau:

23
Nguyễn Minh Ngọc

b. Các ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng
 Ưu điểm
Phương pháp này cho phép tự động hóa hệ thống và cải thiện các đặc
tính điều chỉnh.
 Nhược điểm
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng điện áp
có nhược điểm là làm việc không ổn định do hệ thống nhạy với sự thay đổi
của điện áp.
 Phạm vi ứng dụng

24
Hình 9. Các đặc tính cơ khi điều chỉnh điện
áp stato, U
12
> U
11
.
U12
U11
®t.tn
M
Mth.u
Mth
0
ω0
ω
ω
(s=sgh)
Nguyễn Minh Ngọc
Phương pháp này thích hợp với truyền động mà mômen tải là hàm

tăng theo tốc độ như: quạt gió, bơm ly tâm.
IV. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách
điều chỉnh điện trở mạch rôto
1. Nguyên lý điều chỉnh
Khi thay đổi điện trở mạch rôto (bằng cách thay đổi điện trở phụ R
f
mắc vào rôto), dòng điện stato I
1
và do đó mômen của động cơ cũng thay
đổi, dẫn đến tốc độ của động cơ cũng thay đổi. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính
cơ của động cơ không đồng bộ khi điều chỉnh bằng phương pháp này như
sau:
Giả sử động cơ đang làm việc xác lập với đặc tính tự nhiên có tải là
M
c
và tốc độ là ω
1
, điểm làm việc là điểm a trên đồ thị hình 10. Để điều
chỉnh tốc độ ta đóng một điện trở R
f
vào cả ba pha rôto, khi đó điện trở mỗi
pha rôto là
f22
R + r = R
. Điện trở rôto tăng, từ sơ đồ mạch điện thay thế hình

25
Hình 10. Sơ đồ nguyên lý v à đặc tính cơ của động
cơ không đồng bộ điều chỉnh bằng điện trở.
U∼

Rf
a'
b
a
M
MthMc0
ω2
ω1
ω0
ω
§