KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ

www.hanghaivietnam.com

1
aỷi Hoỹc aỡ Nụng - Trổồỡng aỷi hoỹc Baùch Khoa
Khoa ióỷn - Nhoùm Chuyón mọn ióỷn Cọng Nghióỷp

Giaùo trỗnh
Bión soaỷn:

MAẽY IN 1
Buỡi Tỏỳn Lồỹi

Chổồng 15

KHI ĩNG VAè IệU CHẩNH TC ĩ
ĩNG C IN KHNG ệNG Bĩ

14.1. KHI ĩNG ĩNG C KHNG ệNG Bĩ
Phổồng trỗnh cỏn bũng mọmen trong quaù trỗnh khồới õọỹng:

M Mc = J

d
dt

trong õoù:
M : Mọmen õióỷn tổỡ cuớa õọỹng cồ õióỷn: f1().
MC : Mọmen caớn cuớa taới: f2().
J : Mọmen quaùn tờnh.
Ta thỏỳy: + Tng tọỳc õọỹ thuỏỷn lồỹi khi d/dt > 0 M > MC
+ (M - MC) caỡng lồùn thỗ tọỳc õọỹ tng caỡng nhanh.

+ Maùy coù quaùn tờnh lồùn thỗ thồỡi gian khồới õọỹng tk lỏu.
Doỡng õióỷn khồới õọỹng Ik : khi khồới õọỹng = 0 , s = 1 nón :
U1
Ik =
( r1 + C1r2' ) 2 + (x 1 + C1x '2 ) 2
Thổồỡng thỗ : Ik = (4ữ7)Iõm ổùng vồùi Uõm .
Mọmen khồới õọỹng Mk :
m1
U12 r2'
Mk =
ì
1 ( r1 + C1 r2' ) 2 + (x 1 + C1x '2 ) 2
Yóu cỏửu khi khồới õọỹng õọỹng cồ :
Mọmen Mk phaới lồùn õóứ thờch ổùng vồùi õỷc tờnh taới.
Doỡng Ik caỡng nhoớ caỡng tọỳt õóứ khọng aớnh hổồớng õóỳn caùc phuỷ taới khaùc.
Thồỡi gian tk cỏửn nhanh õóứ maùy coù thóứ laỡm vióỷc õổồỹc ngay.
Thióỳt bở khồới õọỹng õồn giaớn, reớ tióửn, tin cỏỷy vaỡ ờt tọỳn nng lổồỹng.
Nhổợng yóu cỏửu trón laỡ traùi ngổồỹc nhau, vỗ thóỳ tuỡy theo yóu cỏửu sổớ duỷng vaỡ cọng
suỏỳt cuớa lổồùi õióỷn maỡ ta choỹn phổồng phaùp khồới õọỹng thờch hồỹp.

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

2
14.1.1. Khồới õọỹng trổỷc tióỳp

Trón hỗnh 14.1 laỡ sồ õọử nọỳi dỏy khồới õọỹng trổỷc tióỳp õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ.
oùng cỏửu dao CD nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn stato vaỡo lổồùi, õọỹng cồ quay.

ặu õióứm cuớa phổồng phaùp naỡy:
+ Thióỳt bở khồới õọỹng õồn giaớn.
+ Mọmen khồới õọỹng Mk lồùn,
U1
+ Thồỡi gian khồới õọỹng tk nhoớ.
Khuyóỳt õióứm cuớa phổồng phaùp naỡy laỡ doỡng
CD
õióỷn khồới õọỹng Ik lồùn laỡm aớnh hổồớng õóỳn caùc
phuỷ taới khaùc. Do vỏỷy phổồng phaùp nỏửy duỡng
cho nhổợng õọỹng cồ cọng suỏỳt nhoớ vaỡ cọng suỏỳt
C
cuớa nguọửn lồùn hồn nhióửu lỏửn cọng suỏỳt õọỹng
Hỗnh 16-1 Khồới õọỹng trổỷc tióỳp
cồ.
14.1.2. Khồới õọỹng bũng caùch giaớm õióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn stato

Caùc phổồng phaùp sau õỏy nhũm muỷc õờch giaớm doỡng õióỷn khồới õọỹng Ik. Nhổng
khi giaớm õióỷn aùp khồới õọỹng thỗ mọmen khồới õọỹng cuợng giaớm theo.
1. Khồới õọỹng duỡng cuọỹn khaùng mừc nọỳi tióỳp vaỡo maỷch stato:
Trón hỗnh 14.2 laỡ sồ õọử nọỳi dỏy khồới
õọỹng õọỹng cồ khọng õọửng bọ duỡng cuọỹn
khaùng CKỹ. Khi khồới õọỹng : CD2 cừt,
õoùng CD1 õóứ nọỳi dỏy quỏỳn stato vaỡo lổồùi
õióỷn thọng qua CK, õọỹng cồ quay ọứn
õởnh, õoùng CD2 õóứ ngừn maỷch õióỷn
khaùng, nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn stato vaỡo
lổồùi.
ióỷn aùp õỷt vaỡo dỏy quỏỳn stato kõ:
(k < 1)
Uk= kU1

oỡng õióỷn khồới õọỹng:
Ik= kIk
Vồùi Ik: doỡng khồới õọỹng trổỷc tióỳp vồùi U1.
Mọmen khồới õọỹng:

U1
CD1

CK

CD2

C
Hỗnh 14. 2 Khồới õọỹng duỡng õióỷn

Mk= k2Mk.
2. Khồới õọỹng duỡng mba tổỷ ngỏựu:
Trón hỗnh 14.3 laỡ sồ õọử nọỳi dỏy khồới õọỹng õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ duỡng maùy
bióỳn aùp tổỷ ngỏựu (MBA TN). Trổồùc khi khồới õọỹng : cừt CD2, õoùng CD3, MBA TN
õóứ ồớ vở trờ õióỷn aùp õỷt vaỡo õọỹng cồ khoaớng (0.6ữ0,8)Uõm, õoùng CD1 õóứ nọỳi dỏy

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

3

quỏỳn stato vaỡo lổồùi õióỷn thọng qua MBA TN, õọỹng cồ quay ọứn õởnh, cừt CD3, õoỳng
CD2 õóứ ngừn maỷch MBA TN, nọỳi trổỷc tióỳp dỏy quỏỳn stato vaỡo lổồùi.

Khi khồới õọỹng, õọỹng cồ õổồỹc cỏỳp
õióỷn:
U1
(k < 1)
Uk= kT U1
Luùc õoù doỡng õióỷn khồới õọỹng:
CD1
Ik= kT Ik
vồùi Ik: doỡng khồới õọỹng trổỷc tióỳp.
Doỡng õióỷn MBATN nhỏỷn tổỡ lổồùi õióỷn:
CD2
I1 = kTIk = k2TIk
TN
Mọmen khồới õọỹng:
Mk= k2T Mk.
C

Hỗnh 14.3 Khồới õọỹng duỡng MBA TN

CD3

3. Khồới õọỹng bũng caùch õọứi nọỳi Y :
Trón hỗnh 14.4 laỡ sồ õọử nọỳi dỏy khồới õọỹng bũng caùch õọứi nọỳi sao Y sang
õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ. Phổồng phaùp naỡy chố duỡng cho õọỹng cồ luùc maùy laỡm vióỷc
bỗnh thổồỡng nọỳi , khi khồới õọỹng nọỳi Y, sau khi tọỳc õọỹ quay gỏửn ọứn õởnh chuyóứn vóử
nọỳi õóứ laỡm vióỷc.
ióỷn aùp pha khi khồới õọỹng:
1
U1
U 'kf =

Uk
3
CD1
Doỡng õióỷn khi khồới õọỹng nọỳi Y:
1
I kY = I 'kf =
I kf
3
CD2
Doỡng õióỷn khi khồới õọỹng trổỷc tióỳp:
I k = 3I kf

C
I k
3I kf
=
=3
I kf
I kY
3
Mọmen khồới õọỹng Mk giaớm õi 3 lỏửn.

Ta coù:

Y
Hỗnh 14. 4 Khồới õọỹng õọứi nọỳi Y

14.1.3. Khồới õọỹng bũng caùch thóm Rp vaỡo maỷch rọto dỏy quỏỳn:

Phổồng phaùp nỏửy chố duỡng cho nhổợng õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn vỗ õỷc õióứm cuớa

loaỷi õọỹng cồ naỡy laỡ coù thóứ thóm õióỷn trồớ phuỷ vaỡo maỷch rọto. Khi õióỷn trồớ rọto thay

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

4

õọứi thỗ õỷc tờnh M = f(s) cuợng thay õọứi theo. Khi õióửu chốnh õióỷn trồớ maỷch rọto
thờch õaùng thỗ Mk = Mmax (õổồỡng 3). Sau khi rọto quay õóứ giổợ mọỹt mọmen õióỷn tổỡ
nhỏỳt õởnh trong quaù trỗnh khồới õọỹng ta cừt dỏửn õióỷn trồớ nọỳi thóm vaỡo maỷch rọto laỡm
cho quaù trỗnh tng tọỳc õọỹng cồ tổỡ õỷc tờnh nỏửy sang õỷc tờnh khaùc vaỡ sau khi cừt
toaỡn bọỹ õióỷn trồớ thỗ seợ tng tọỳc õóỳn õióứm laỡm vióỷc cuớa õỷc tờnh cồ tổỷ nhión.
M
U1

r2

r2+ rp2

r2+ rp2+rp1

CD1

3

C
K2

s
0

rp2

(b)

K1
rp1

(a)

1

Hỗnh 14. 5 Khồới õọỹng õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn.
a) Sồ õọửkhồới õọỹng; b) ỷc tờnh khồới õọỹng

ặu õióứm cuớa phổồng phaùp nỏửy laỡ Mk lồùn coỡn doỡng õióỷn khồới õọỹng IK nhoớ.
Nhổồỹc õióứm cuớa phổồng phaùp nỏửy laỡ õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn chóỳ taỷo phổùc taỷp
hồn rọto lọửng soùc nón giaù thaỡnh õừt hồn, baớo quaớn khoù khn hồn vaỡ hióỷu suỏỳt cuợng
thỏỳp hồn.
14.2. IệU CHẩNH TC ĩ ĩNG C KHNG ệNG Bĩ
Trổồùc õỏy, nóỳu coù yóu cỏửu õióửu chốnh tọỳc õọỹ cao thổồỡng duỡng õọỹng cồ õióỷn
mọỹt chióửu. Nhổng ngaỡy nay nhồỡ kyợ thuỏỷt õióỷn tổớ phaùt trióựn nón vióỷc õióửu chốnh tọỳc
õọỹ õọỹng cồ khọng õọửng bọỹ khọng gỷp khoù khn mỏỳy vồùi yóu cỏửu phaỷm vi õióửu
chốnh, õọỹ bũng phúng khi õióửu chốnh vaỡ nng lổồỹng tióu thuỷ.
Ta thỏỳy caùc phổồng phaùp õióửu chốnh chuớ yóỳu coù thóứ thổỷc hióỷn :
+ Trón stato : Thay õọứi õióỷn aùp U õổa vaỡo dỏy quỏỳn stato, thay õọứi sọỳ õọi cổỷc tổỡ
p dỏy quỏỳn stato vaỡ thay õọứi tỏửn sọỳ f nguọửn õióỷn.
+ Trón rọto : Thay õọứi õióỷn trồớ rọto, nọỳi cỏỳp hoỷc õổa sõõ phuỷ vaỡo rọto.

14.2.1. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi õióỷn aùp

Ta õaợ bióỳt, hóỷ sọỳ trổồỹt tồùi haỷn sm khọng phuỷ thuọỹc vaỡo õióỷn aùp. Theo (14.40) vaỡ
(14.43), nóỳu r2 khọng õọứi thỗ khi giaớm õióỷn aùp nguọửn U1, hóỷ sọỳ trổồỹt tồùi haỷn sm seợ
khọng õọứi coỡn Mmax giaớm tố lóỷ vồùi U12 . Vỏỷy hoỹ õỷc tờnh thay õọứi nhổ hỗnh (14.7) laỡm
cho tọỳc õọỹ thay õọứi theo. Phổồng phaùp nỏửy chố thổỷc hióỷn khi maùy mang taới, coỡn khi
maùy khọng taới giaớm õióỷn aùp nguọửn, tọỳc õọỹ gỏửn nhổ khọng õọứi.

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

5
B

A

n

C

MC

nm
<

U1

<

U2
U3
M

C
0
(a)

(b)

Hỗnh 14.6 ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi õióỷn aùp nguọửn õióỷn
a) Sồ õọử maỷch õọỹng lổỷc; b) ỷc tờnh cồ vồùi caùc U khaùc nhau

14.2.2. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi tỏửn sọỳ

Vồùi õióửu kióỷn nng lổỷc quaù taới khọng õọứi, coù thóứ tỗm ra õổồỹc quan hóỷ giổợa õióỷn
aùp U1, tỏửn sọỳ f1 vaỡ mọmen M. Trong cọng thổùc vóử mọmen cổỷc õaỷi, khi boớ qua õióỷn
trồớ r1 thỗ mọmen cổỷc õaỷi coù thóứ vióỳt thaỡnh :

M max

U12
=C 2 ;
f1

Trong õoù C laỡ mọỹt hóỷ sọỳ.
n
Invertor
(dc - ac)

IM

f giaớm

Rectifier
(ac- dc)

MC

3
V control

f control

M
0
(a)

(b)

Hỗnh 14.7. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch thay õọứi tỏửn sọỳ nguọửn õióỷn
a) Sồ õọử khọỳi; b) ỷc tờnh cồ U1/f khọng õọứi

Giaớ thióỳt U1 vaỡ M laỡ õióỷn aùp vaỡ mọmen luùc tỏửn sọỳ f1, cn cổù vaỡo õióửu kióỷn
nng lổỷc quaù taới khọng õọứi, ta coù :

www.hanghaivietnam.com

www.hanghaivietnam.com

6

M'max M max
=
M'
M
M ' M ' max U1'2 f12
=
=
M M max U12 f1'2

hay

U1' f1 ' M '
=
U1 f1 M

Do õoù ta coù:

Trong thổỷc tóỳ ổùng duỷng, thổồỡng yóu cỏửu mọmen khọng õọứi, nón ta coù :

U1' f1 '
=
U1 f1

U1
= const
f1

hay

Trổồỡng hồỹp yóu cỏửu cọng suỏỳt Pcồ khọng õọứi, nghộa laỡ mọmen tố lóỷ nghởch vồùi tỏửn
sọỳ, ta coù :

M1' f1
= ;
M1 f1'
Thóỳ vaỡo trón ta õổồỹc :

U1'
f'
= 1
f1
U1
Toùm laỷi, khi thay õọứi tỏửn sọỳ f1, ta phaới õọửng thồỡi thay õọứi U1 õổa vaỡo õọỹng cồ.
Trổồỡng hồỹp U1/f = Cte vaỡ tỏửn sọỳ giaớm coù õỷc tờnh cồ nhổ hỗnh 14.7b, caùch õióửu
chốnh naỡy coù caùc õỷc tờnh thờch hồỹp vồùi loaỷi taới cỏửn MC = Cte khi vỏỷn tọỳc thay õọứi.
14.2.3. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch õióửu chốnh õióỷn trồớ rọto

Thay õọứi õióỷn trồớ dỏy quỏỳn rọto, bũng caùch mừc thóm bióỳn trồớ ba pha vaỡo maỷch
rọto cuớa õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn nhổ hỗnh 14.15a.
Do bióỳn trồớ õióửu chốnh phaới laỡm vióỷc lỏu daỡi nón coù kờch thổồùc lồùn hồn bióỳn trồớ
khồới õọỹng. Hoỹ õỷc tờnh cồ cuớa K rọto dỏy quỏỳn khi duỡng bióỳn trồớ õióửu chốnh tọỳc
õọỹ trón hỗnh 14.15b. Khi tng õióỷn trồớ, tọỳc õọỹ quay cuớa õọỹng cồ giaớm.
Tỏửn sọỳ õoùng cừt vaỡ õióỷn trồớ tổồng õổồng cuớa maỷch BX :

f=

1
1
= ;
t1 + t 2 T

R C = R1

t1
t
= R 1 1 = R 1
t1 + t 2
T

Phổồng phaùp nỏửy gỏy tọứn hao trong bióỳn trồớ nón laỡm hióỷu suỏỳt õọỹng cồ giaớm.
Tuy vỏỷy, õỏy laỡ phổồng phaùp khaù õồn giaớn, tọỳc õọỹ õổồỹc õióửu chốnh lión tuỷc trong
phaỷm vi tổồng õọỳi rọỹng nón õổồỹc duỡng nhióửu trong caùc õọỹng cồ cọng suỏỳt cồớ trung
bỗnh.

www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

7
M

U1

r2

CD1

r2+ rp1

r2+ rp2+rp1

IM
s

rp
0 s1 s2 s3 s4 s5
(b)

(a)

1

3
Id

Rcồ

+
UC

IM

R

(c)
3

Id
Tach

IM

Rcồ

+
UC

R



(d)
n



n*

+

+

Id

Hỗnh 14.8 ióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn duỡng õióỷn trồớ
a) Sồ õọử õióửu chốnh; b) ỷc tờnh; c. Sồ õọử maỷch hồớ; d. Sồ õọử maỷch kờn

14.2.4. ióửu chốnh tọỳc õọỹ bũng caùch nọỳi cỏỳp traớ nng lổồỹng vóử nguọửn

Nng lổồỹng trổồỹt tỏửn sọỳ f2 = sf1 leợ ra tióu hao trón õióỷn trồớ phuỷ õổồỹc chốnh lổu
thaỡnh nng lổồỹng mọỹt chióửu (hỗnh 15.9), sau õoù qua bọỹ nghởch lổu õổồỹc bióỳn õọứi
thaỡnh nng lổồỹng xoay chióửu tỏửn sọỳ f traớ vóử nguọửn.
Quan hóỷ giổợa hóỷ sọỳ trổồỹt s vaỡ goùc mồớ cuớa thyristor :
ióỷn aùp ra cuớa chốnh lổu cỏửu ba pha : U C = 1,35 s K D U
ióỷn aùp ra cuớa nghởch cỏửu : U N = 1,35 K B U cos
W2 k dq 2
; sKDU: õióỷn aùp ra cuớa rọto; KB : tố sọỳ bióỳn aùp
Vồùi K D =
W1k dq1
www.hanghaivietnam.com


www.hanghaivietnam.com

8

U
CD1
BA

C
Bọỹ CL

Bọỹ NL

UCL

(a)

UNL

3
Id
(b)

Tach

+

+
UCL

IM

UNL


n
n*

+



+

Id





Hỗnh 14.9 ióửu chốnh tọỳc õọỹ C bũng caùch traớ nng lổồỹng vóử nguọửn
a. Sồ õọử maỷch hồớ; b. Sồ õọử maỷch kờn

Vỏỷy, tổỡ caùc cọng thổùc trón ta coù:
s=

KB
cos
KD

vồùi 900 < < 1800 nón cos < 0

] R R^

www.hanghaivietnam.com