Đề tài điều khiển động cơ không đồng bộ dùng Psoc

Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Lu n Văn T t Nghi pậ ố ệ
Đ Tài: Đi u khi n đ ng c khôngề ề ể ộ ơ
đ ng b dùng PSocồ ộ
SVTH: Vũ Quang Trình
1
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
M c l cụ ụ
SVTH: Vũ Quang Trình
1
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
L I NÓI Đ UỜ Ầ

N i dung đ án này là tìm hi u và thi t k b bi n t n truy n th ng ba phaộ ồ ể ế ế ộ ế ầ ề ố
đi u khi n đ ng c không đ ng b theo ph ng pháp U/f = const và đi u chề ể ộ ơ ồ ộ ươ ề ế
SPWM. T c s lý thuy t v đ ng c không đ ng b ba pha, ph ng pháp đi uừ ơ ở ế ề ộ ơ ồ ộ ươ ề
khi n b ng t n s và qua tìm hi u kh o sát các b bi n t n th c t hi n nayể ằ ầ ố ề ả ộ ế ầ ự ế ệ
cũng nh đánh giá các ph ng pháp đi u khi n, n i dung c a đ án đã đ xu t raư ươ ề ể ộ ủ ồ ề ấ
mô hình bi n t n đi u khi n đ ng c không đ ng b ba pha dùng trong các hế ầ ề ể ộ ơ ồ ộ ệ
truy n đ ng v i giá thành th p, đáp ng đ c các yêu c u c b n c a th c t .ề ộ ớ ấ ứ ượ ầ ơ ả ủ ự ế
Do h n ch v m t th i gian nên trong ph m vi đ án này ch d ng l i đi uạ ế ề ặ ờ ạ ồ ỉ ừ ạ ở ề
khi n vòng h đ ng c không đ ng b ba pha và hi v ng đ tài s đ c ti p t cể ở ộ ơ ồ ộ ọ ề ẽ ượ ế ụ
phát tri n trong t ng lai. ể ươ
Em xin chân thành g i l i c m n t i t t c các th y cô trong b mônử ờ ả ơ ớ ấ ả ầ ộ
Trang thi t b Đi n - Đi n T trong công nghi p và giao thông v n t iế ị ệ ệ ử ệ ậ ả cùng
các th y cô trong khoa ầ Đi n - Đi n tệ ệ ử đã t n tình d y d em nh ng ki n th cậ ạ ỗ ữ ế ứ
chuyên môn làm c s đ em hoàn thành t t đ tài t t nghi p và đã t o đi u ki nơ ở ể ố ề ố ệ ạ ề ệ
thu n l i cho em hoàn t t khóa h c.ậ ợ ấ ọ

Đ c bi t em xin g i l i c m n t i th y h ng d n ặ ệ ử ờ ả ơ ớ ầ ướ ẫ TS. Nguy n Vănễ
Nghĩa, đã t n tình ch b o, g i ý, giúp đ , t o m i đi u ki n và nhi t tình giúpậ ỉ ả ợ ỡ ạ ọ ề ệ ệ
đ em hoàn thành đ tài này.ỡ ề

Hà n i, ngày 16 tháng 5 năm2009ộ
SVTH: Vũ Quang Trình
1
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
PH N IẦ
C S LÝ THUY TƠ Ở Ế
CH NG IƯƠ
T ng quan v đ ng c đi n không đ ng b ba phaổ ề ộ ơ ệ ồ ộ
1. Nguyên lý ho t đ ngạ ộ
Nh đã bi t trong v t lý, khi cho dòng đi n ba pha vào ba cu n dây đ t l chư ế ậ ệ ộ ặ ệ
nhau 120
o
trong không gian thì t tr ng t ng mà ba cu n dây t o ra trong là m từ ườ ổ ộ ạ ộ
t tr ng quay. N u trong t tr ng quay này có đ t các thanh d n đi n thì từ ườ ế ừ ườ ặ ẫ ệ ừ
tr ng quay s quét qua các thanh d n đi n và làm xu t hi n m t s c đi n đ ngườ ẽ ẫ ệ ấ ệ ộ ứ ệ ộ
c m ng trong các thanh d n. ả ứ ẫ
N i các thanh d n v i nhau và làm m t tr c quay thì trong các thanh d n s cóố ẫ ớ ộ ụ ẫ ẽ
dòng đi n (ng n m ch) có chi u xác đ nh theo quy t c ban tay ph i. T tr ngệ ắ ạ ề ị ắ ả ừ ườ
quay l i tác d ng vào chính dòng đi n c m ng này m t l c t có chi u xác đ nhạ ụ ệ ả ứ ộ ự ừ ề ị
theo quy t c ban tay trái và t o ra momen làm quay roto theo chi u quay c a tắ ạ ề ủ ừ
tr ng quay.ườ
T c đ quay c a roto luôn nh h n t c đ quay c a t tr ng qua. N u rotoố ộ ủ ỏ ơ ố ộ ủ ừ ườ ế
quay v i t c đ b ng t c đ c a t tr ng quay thì t tr ng s quét qua cácớ ố ộ ằ ố ộ ủ ừ ườ ừ ườ ẽ
dây qu n ph n c m n a nên sdd c m ng và dòng đi n c m ng s không còn,ấ ầ ả ữ ả ứ ệ ả ứ ẽ
momen quay cũng không còn. Do momen c n roto s quay ch m l i sau t tr ngả ẽ ậ ạ ừ ườ

và các dây d n roto l i b t tr ng quét qua, dòng đi n c m ng l i xu t hi nẫ ạ ị ừ ườ ệ ả ứ ạ ấ ệ
SVTH: Vũ Quang Trình
2
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
và do đó l i có momen quay làm roto ti p t c quay theo t tr ng nh ng v i t cạ ế ụ ừ ườ ư ớ ố
đ luôn nh h n t c đ t tr ng.ộ ỏ ơ ố ộ ừ ườ
Đ ng c làm vi c theo nguyên lý này g i là đ ng c không đ ng b (KDB)ồ ơ ệ ọ ộ ơ ồ ộ
hay đ ng c xoay chi u.ộ ơ ề
Hình 1-1: Nguyên lý làm vi c c a đ ng c không đ ng b ba phaệ ủ ộ ơ ồ ộ
N u g i t c đ t tr ng quay là ωế ọ ố ộ ừ ườ
o
(rad/s) hay n
o
(vòng/phút) thì t c đ quayố ộ
c a roto là ω ( hay n ) luôn nh h n ( ω < ωủ ỏ ơ
o
; n < n
o
). Sai l ch t ng t i gi a haiệ ươ ố ữ
t c đ g i là đ tr t s:ố ộ ọ ộ ượ
o
o
s
ω − ω
=
ω
(1-1)
T đó ta có:ừ
ω = ω

o
(1 – s) (1-2)
hay
SVTH: Vũ Quang Trình
3
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
n = n
o
(1 – s) (1-3)
V i:ớ
2 n
60
ω =
π
(1-4)
o 1
o
2 n 2 f
60 p
ω =
π π
=
(1-5)
f
1
- t n s đi n áp đ t lên cu n dây stato.ầ ố ệ ặ ộ
T c đ ωố ộ
o
là t c đ l n nh t mà roto có th đ t đ c n u không có l c c nố ộ ớ ấ ể ạ ượ ế ự ả

nào. T c đ này g i là t c đ không t i lý t ng hay t c đ đ ng b .ố ộ ọ ố ộ ả ưở ố ộ ồ ộ
ch đ đ ng c , đ tr t s có giá tr 0 ≤ s ≤ 1.Ở ế ộ ộ ơ ộ ượ ị
Dòng đi n c m ng trong cu n dây ph n ng roto cũng là dòng đi n xoayệ ả ứ ộ ầ ứ ở ệ
chi u v i t n s xác đ nh b i t c đ t ng đ i c a roto đ i v i t tr ng quay:ề ớ ầ ố ị ở ố ộ ươ ố ủ ố ớ ừ ườ
o
2 1
np(n
f
6
)
s
0
f
−
= =
(1-6)
2. Đ c tính c c a đ ng c đi n không đ ng b ba phaặ ơ ủ ộ ơ ệ ồ ộ
2.1. Ph ng trình đ c tính cươ ặ ơ
Theo lý thuy t máy đi n, khi coi đ ng c và l i đi n là lý t ng, nghĩa làế ệ ộ ơ ướ ệ ưở
ba pha c a đ ng c đ i x ng, các thông s dây qu n nh đi n tr và đi n khángủ ộ ơ ố ứ ố ấ ư ệ ở ệ
không đ i, t ng tr m ch t hóa không đ i, b qua t n th t ma sát và t n th tổ ổ ở ạ ừ ổ ỏ ổ ấ ổ ấ
trong lõi thép và đi n áp l i hoàn toàn đ i x ng, thì s đ thay th m t pha c aệ ướ ố ứ ơ ồ ế ộ ủ
đ ng c nh hình v 1-2ộ ơ ư ẽ
SVTH: Vũ Quang Trình
4
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Hình 1-2: S đ thay th m t pha đ ng c không đ ng bơ ồ ế ộ ộ ơ ồ ộ
Trong đó:
U

1
– tr s hi u d ng c a đi n áp pha stato (V)ị ố ệ ụ ủ ệ
I
µ
, I
1
, I
’
2
– dòng đi n t hóa, dòng đi n stato và dòng đi n roto đã quy đ iệ ừ ệ ệ ổ
v stato (A)ề
X
µ
, X
1
, X
’
2
– đi n kháng m ch t hóa, đi n kháng stato và đi n kháng rotoệ ạ ừ ệ ệ
đã quy đ i v stato (Ω) ổ ề
R
µ
, R
1
, R
’
2
– đi n tr tác d ng m ch t hóa, m ch stato và m ch roto đãệ ở ụ ạ ừ ạ ạ
quy đ i v stato (Ω)ổ ề
Ph ng trình đ c tính c c a đ ng c không đ ng b bi u di n m i quanươ ặ ơ ủ ộ ơ ồ ộ ể ễ ố

h gi a mômen quay và t c đ c a đ ng c có d ng:ệ ữ ố ộ ủ ộ ơ ạ
'
'
2
1 2
2
2
o 1 nm
3U
M
R
s R X
s
R
,[Nm]=
 
 
ω +
 
 
 
 
 
+
(1-7)
Trong đó:
X
nm
– đi n kháng ng n m ch, Xệ ắ ạ
nm

= X
1
+ X
’
2
2.2. Đ ng đ c tính cườ ặ ơ
SVTH: Vũ Quang Trình
5
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
V i nh ng giá tr khác nhau c a s (0 ≤ s ≤ 1), ph ng trình cho nh ng giáớ ữ ị ủ ươ ữ
tr c a M. Đ ng bi u di n M = f(s) trên tr c t a đ sOM nh hình v 1-4, đó làị ủ ườ ề ễ ụ ọ ộ ư ẽ
đ ng đ c tính c c a đ ng c đi n xoay chi u không đ ng b ba pha.ườ ặ ơ ủ ộ ơ ệ ề ồ ộ
Hình 1-3: Đ ng đ c tính c c a đ ng c không đ ng b ba phaườ ặ ơ ủ ộ ơ ồ ộ
Đ ng đ c tính c có đi m c c tr g i là đi m t i h n K. T i đi m đó:ườ ặ ơ ể ự ị ọ ể ớ ạ ạ ể
dM
0
ds
=
(1-8)
Gi i ph ng trình ta có:ả ươ
2
th
2 2
1 nm
'
R
R
s
X+

=
(1-9)
Thay vào ph ng trình đ c tính c ta có:ươ ặ ơ
SVTH: Vũ Quang Trình
6
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
2
1
th
2 2
o 1 1 nm
3U
M
2 (R R X )+ω 
=
(1-10)
Vì ta đang xem xét trong gi i h n 0 ≤ s ≤ 1 ( ch đ đ ng c ) nên giá tr sớ ạ ế ộ ộ ơ ị
th
và M
th
c a đ c tính c trên hình ng v i d u (+).ủ ặ ơ ứ ớ ấ
Đ c tính c c a đ ng c đi n xoay chi u KDB là m t đ ng cong ph c t pặ ơ ủ ộ ơ ệ ề ộ ườ ứ ạ
có hai đo n AK và BK, phân b i đi m t i h n K. Đo n AK g n th ng và c ng.ạ ở ể ớ ạ ạ ầ ẳ ứ
Trên đo n này momen đ ng c tăng khi t c đ gi m và ng c l i. Do v y đ ngạ ộ ơ ố ộ ả ượ ạ ậ ộ
c làm vi c trên đo n này s n đ nh. Đo n BK cong v i đ d c d ng. Trênơ ệ ạ ẽ ổ ị ạ ớ ộ ố ươ
đo n này đ ng c làm vi c không n đ nh.ạ ộ ơ ệ ổ ị
Trên đ ng đ c tính c t nhiên, đi m B ng v i t c đ ω = 0 ( s = 1 ) vàườ ặ ơ ự ể ứ ớ ố ộ
momen m máy:ở
2

1 2
mm
2 2
o 1 2
'
nm
'
R
R )
3U
X
M
(R
=
 
ω +

+

(1-11)
Đi m A ng v i momen c n b ng 0 ( Mể ứ ớ ả ằ
c
= 0 ) và t c đ đ ng b :ố ộ ồ ộ
1
o
2 f
p
ω =
π
(1-12)

3. nh h ng c a t n s ngu n fẢ ưở ủ ầ ố ồ
1
đ n đ c tính c :ế ặ ơ
Khi thay đ i fổ
1
thì theo (1-5) t c đ đ ng b ωố ộ ồ ộ
o
thay đ i, đ ng th i Xổ ồ ờ
1
, X
2
cũng
b thay đ i ( vì X = 2πfL ), kéo theo s thay đ i c a c đ tr t t i h n sị ổ ự ổ ủ ả ộ ượ ớ ạ
th
và
momen t i h n Mớ ạ
th
.
SVTH: Vũ Quang Trình
7
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Quan h đ tr t t i h n theo t n s sệ ộ ượ ớ ạ ầ ố
th
= f(f
1
) và momen t i h n theo t n sớ ạ ầ ố
M
th
= f(f

1
) là ph c t p nh ng vì ωứ ạ ư
o
và X
1
ph thu c t l v i t n s fụ ộ ỷ ệ ớ ầ ố
1
nên có thể
t các bi u th c c a sừ ể ứ ủ
th
và M
th
rút ra:
th
1
th
2
1
s
1
1
f
M
f








:
:
(1-13)
Khi t n s f gi m, đ tr t t i h n sầ ố ả ộ ượ ớ ạ
th
và momen t i h n Mớ ạ
th
đ u tăng nh ngề ư
M
th
tăng nhanh h n. ơ
Khi gi m t n s fả ầ ố
1
xu ng d i t n s đ nh m c fố ướ ầ ố ị ứ
1dm
thì t ng tr c a các cu nổ ở ủ ộ
dây gi m nên n u gi nguyên đi n áp c p cho đ ng c s d n đ n dòng đi nả ế ữ ệ ấ ộ ơ ẽ ẫ ế ệ
đ ng c tăng m nh. Vì v y khi gi m t n s ngu n xu ng d i giá tr đ nh m cộ ơ ạ ậ ả ầ ố ồ ố ướ ị ị ứ
c n ph i đ ng th i gi m đi n áp c p cho đ ng c theo quan h :ầ ả ồ ờ ả ệ ấ ộ ơ ệ
1
1
u
const
f
=
(1-14)
Nh v y Mư ậ
th
s gi không đ i vùng fẽ ữ ổ ở

1
< f
1dm
. vùng fỞ
1
> f
1dm
thì không thể
tăng đi n áp ngu n mà gi Uệ ồ ữ
1
= U
1dm
nên vùng này Mở
th
s gi m t l ngh ch v iẽ ả ỉ ệ ị ớ
bình ph ng t n s , đ ng th i ph i đi u ch nh đi n áp theo quy lu tươ ầ ố ồ ờ ả ề ỉ ệ ậ
f c/ tU ons=
đ gi cho đ ng c không b quá t i v công su t.ể ữ ộ ơ ị ả ề ấ
SVTH: Vũ Quang Trình
8
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Hình 1-4: H đ c tính c khi thay đ i t n s ngu nọ ặ ơ ổ ầ ố ồ
Hình 1-5: Đ c tính c c a đ ng c KDB khi thay đ i t n s ngu n k t h p v iặ ơ ủ ộ ơ ổ ầ ố ồ ế ợ ớ
thay đ i đi n ápổ ệ
4. ng d ng c a đ ng c không đ ng bỨ ụ ủ ộ ơ ồ ộ
Ngày nay các h th ng truy n đ ng đi n đ c s d ng r t r ng rãi trong cácệ ố ề ộ ệ ượ ử ụ ấ ộ
thi t b ho c dây truy n s n xu t công nghi p, trong giao thông v n t i và trongế ị ặ ề ả ấ ệ ậ ả
các thi t b đi n dân d ng… c tính có kho ng 50% đi n năng s n xu t raế ị ệ ụ Ướ ả ệ ả ấ
đ c tiêu th b i các h th ng truy n đ ng đi n.ượ ụ ở ệ ố ề ộ ệ

SVTH: Vũ Quang Trình
9
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
H th ng đi n có th ho t đ ng v i t c đ không đ i ho c t c đ thay đ iệ ố ệ ể ạ ộ ớ ố ộ ổ ặ ố ộ ổ
đ c. Hi n nay có kho ng 75 – 80% các h truy n đ ng là lo i ho t đ ng v iượ ệ ả ệ ề ộ ạ ạ ộ ớ
t c đ không đ i. V i các h th ng này, t c đ c a đ ng c h u nh không c nố ộ ổ ớ ệ ố ố ộ ủ ộ ơ ầ ư ầ
đi u khi n tr các quá trình kh i đ ng và hãm. Ph n còn l i là các h th ng cóề ể ừ ở ộ ầ ạ ệ ố
th đi u ch nh đ c t c đ đ ph i h p đ c tính đ ng c v i đ c tính t i theoể ề ỉ ượ ố ộ ể ố ợ ặ ộ ơ ớ ặ ả
yêu c u. V i s phát tri n m nh m c a k thu t bán d n công su t l n và kầ ớ ự ể ạ ẽ ủ ỹ ậ ẫ ấ ớ ỹ
thu t vi x lý, các h th ng đi u t c s d ng k thu t đi n t ngày càng đ cậ ử ệ ố ề ố ử ụ ỹ ậ ệ ử ượ
s d ng r ng rãi và công c không th thi u trong quá trình t đ ng hóa.ử ụ ộ ụ ể ế ự ộ
Đ ng c không đ ng b có nhi u u đi m nh sau: k t c u đ n gi n, làmộ ơ ồ ộ ề ư ể ư ế ấ ơ ả
vi c ch c ch n, hi u su t cao, giá thành h , có kh năng làm vi c trong môiệ ắ ắ ệ ấ ạ ả ệ
tr ng đ c h i ho c n i có kh năng cháy n cao. Vì nh ng u đi m này nênườ ộ ạ ặ ơ ả ổ ữ ư ể
đ ng c không đ ng b đ c s d ng r t r ng rãi trong các ngành kinh t qu cộ ơ ồ ộ ượ ử ụ ấ ộ ế ố
dân v i công su t t vài ch c đ n hàng nghìn kW. Trong công nghi p, đ ng cớ ấ ừ ụ ế ệ ộ ơ
không đ ng b th ng đ c dùng làm ngu n đ ng l c cho các máy cán thép lo iồ ộ ườ ượ ồ ộ ự ạ
v a và nh , cho các máy công c các nhà máy công nghi p nh … Trong nôngừ ỏ ụ ở ệ ẹ
nghi p, đ c dùng làm máy b m hay máy gia công nông s n ph m. Trong đ iệ ượ ơ ả ẩ ờ
s ng hàng ngày, đ ng c không đ ng b ngày càng chi m m t v trí quan tr ngố ộ ơ ồ ộ ế ộ ị ọ
v i nhi u ng d ng nh : qu t gió, đ ng c trong t l nh, trong máy đi u hòa…ớ ề ứ ụ ư ạ ộ ơ ủ ạ ề
Tóm l i cùng v i s phát tri n c a n n s n xu t đi n khí hóa và t đ ng hóa,ạ ớ ự ể ủ ề ả ấ ệ ự ộ
ph m vi ng d ng c a đ ng c không đ ng b ngày càng r ng rãi.ạ ứ ụ ủ ộ ơ ồ ộ ộ
Bên c nh đó thì nh c đi m c a đ ng c không đ ng b là so v i máy đi nạ ượ ể ủ ộ ơ ộ ộ ớ ệ
m t chi u, vi c đi u khi n máy đi n xoay chi u g p nhi u khó khăn b i vì cácộ ề ệ ề ể ệ ề ặ ề ở
thông s c a máy đi n xoay chi u là các thông s bi n đ i theo th i gian cũngố ủ ệ ề ố ế ổ ờ
nh b n ch t ph c t p v m t c u trúc c a đ ng c đi n xoay chi u.ư ả ấ ứ ạ ề ặ ấ ủ ộ ơ ệ ề
Đ có th đi u khi n đ c l p t thông và momen c a đ ng c đi n xoayể ể ề ể ộ ậ ừ ủ ộ ơ ệ
chi u đòi h i m t h th ng tính toán c c nhanh và chính xác trong vi c quy đ iề ỏ ộ ệ ố ự ệ ổ

các giá tr xoay chi u v các bi n đ n gi n. Vì v y cho đ n g n đây, ph n l nị ề ề ế ơ ả ậ ế ầ ầ ớ
SVTH: Vũ Quang Trình
10
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
đ ng c xoay chi u làm vi c v i các ng d ng có t c đ không đ i do cácộ ơ ề ệ ớ ứ ụ ố ộ ổ
ph ng pháp đi u khi n tr c đây dùng cho máy đi n th ng đ t và có hi uươ ề ể ướ ệ ườ ắ ệ
su t kém. ấ
5. Kh năng dùng đ ng c xoay chi u thay th đ ng c đi n m t chi uả ộ ơ ề ế ộ ơ ệ ộ ề
Nh ng khó khăn trong vi c ng d ng đ ng c đi n xoay chi u chính là làmữ ệ ứ ụ ộ ơ ệ ề
th nào đ có th d dàng đi u khi n đ c t c đ c a nó nh vi c đi u khi nế ể ể ễ ề ể ượ ố ộ ủ ư ệ ề ể
đ ng c m t chi u. Vì v y m t ý t ng v vi c bi n đ i m t máy đi n xoayộ ơ ộ ề ậ ộ ưở ề ệ ế ổ ộ ệ
chi u thành m t máy đi n m t chi u trên ph ng di n đi u khi n đã ra đ i. Đâyề ộ ệ ộ ề ươ ệ ề ể ờ
chính là đi u khi n vector. Đi u khi n vector s cho phép đi u khi n t thông vàề ể ề ể ẽ ề ể ừ
momen hoàn toàn đ c l p v i nhau thông qua đi u khi n giá tr t c th i c a dòngộ ậ ớ ề ể ị ứ ờ ủ
(đ ng c ti p dòng) ho c giá tr t c th i c a áp (đ ng c ti p áp).ộ ơ ế ặ ị ứ ờ ủ ộ ơ ế
Đi u khi n vecto cho phép t o ra nh ng ph n ng nhanh và chính xác c a cề ể ạ ữ ả ứ ủ ả
t thông và momen trong c quá trình quá đ cũng nh quá trình xác l p c a máyừ ả ộ ư ậ ủ
đi n xoay chi u gi ng nh máy đi n m t chi u. Cùng v i s phát tri n c a kệ ề ố ư ệ ộ ề ớ ự ể ủ ỹ
thu t bán d n và nh ng b vi x lý có t c đ nhanh và giá thành h , vi c ngậ ẫ ữ ộ ử ố ộ ạ ệ ứ
d ng c a đi u khi n vector ngày càng đ c s d ng r ng rãi trong nhi u hụ ủ ề ể ượ ử ụ ộ ề ệ
truy n đ ng và đã tr thành m t tiêu chu n công nghi p.ề ộ ở ộ ẩ ệ
V i s phát tri n nhanh chóng, ngành công nghi p t đ ng luôn đòi h i s c iớ ự ể ệ ự ộ ỏ ự ả
ti n th ng xuyên c a các lo i h truy n đ ng khác nhau. Nh ng yêu c u c iế ườ ủ ạ ệ ề ộ ữ ầ ả
ti n c t y u là tăng đ tin c y, gi m kh năng tiêu th đi n năng, gi m thi u chiế ố ế ộ ậ ả ẳ ụ ệ ả ể
phí b o d ng, tăng đ chính xác và tăng kh năng đi u khi n ph c t p. Vì v y,ả ưỡ ộ ả ề ể ứ ạ ậ
nh ng h truy n đ ng v i đ ng c đi n m t chi u đang d n b thay th b iữ ệ ề ộ ớ ộ ơ ệ ộ ề ầ ị ế ở
nh ng h truy n đ ng v i đ ng c xoay chi u s d ng đi u khi n vector. Lý doữ ệ ề ộ ớ ộ ơ ề ử ụ ề ể
chính đ s d ng r ng rãi đ ng c m t chi u tr c kia là kh năng đi u khi nể ử ụ ộ ộ ơ ộ ề ướ ả ề ể
đ c l p t thông và momen cũng nh c u trúc h truy n đ ng khá đ n gi n. Tuyộ ậ ừ ư ấ ệ ề ộ ơ ả

nhiên chi phí mua và b o trì đ ng c cao, đ c bi t là khi s l ng máy đi n ph iả ộ ơ ặ ệ ố ượ ệ ả
SVTH: Vũ Quang Trình
11
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
dùng l n. Trong khi đó, các ng d ng th c t c a lý thuy t đi u khi n vector đãớ ứ ụ ự ế ủ ế ề ể
đ c th c hi n t nh ng năm 70 v i các m ch đi u khi n liên t c. Nh ng cácượ ự ệ ừ ữ ớ ạ ề ể ụ ư
m ch liên t c không th đáp ng đ c s đòi h i ph i chuy n đ i t c th i c aạ ụ ể ứ ượ ự ỏ ả ể ổ ứ ờ ủ
h quy chi u quay do đi u này đòi h i m t kh i l ng tính toán trong m t th iệ ề ề ỏ ộ ố ượ ộ ờ
gian ng n.ắ
S phát tri n c a nh ng m ch vi x lý đã làm thay đ i vi c ng d ng c a lýự ể ủ ữ ạ ử ổ ệ ứ ụ ủ
thuy t đi u khi n vector. Kh năng t i u trong đi u khi n quá đ c a đi uế ề ể ả ố ư ề ể ộ ủ ề
khi n vector là n n móng cho s phát tri n r ng rãi c a các h truy n đ ng xoayể ề ự ể ộ ủ ệ ề ộ
chi u ( vì giá thành c a đ ng c xoay chi u r h n so v i đ ng c m t chi u ).ề ủ ộ ơ ề ẻ ơ ớ ộ ơ ộ ề
Ngoài nh ng phát tri n trong đi u khi n vector, m t s phát tri n đáng chú ýữ ể ề ể ộ ự ể
khác chính là phát tri n m ng neural ( neural network ) và logic m ( fuzzy logic )ể ạ ờ
vào đi u khi n vector đang là nh ng đ tài nghiên c u m i trong nghiên c uề ể ữ ề ứ ớ ứ
truy n đ ng. Hai k thu t đi u khi n m i này s t o nên nh ng c i ti n v tề ộ ỹ ậ ề ể ớ ẽ ạ ữ ả ế ượ
b c cho h truy n đ ng xoay chi u trong m t t ng lai g n. Tri n v ng ngậ ệ ề ộ ề ộ ươ ầ ể ọ ứ
d ng r ng rãi c a hai k thu t này ph thu c vào s phát tri n c a b vi x lýụ ộ ủ ỹ ậ ụ ộ ự ể ủ ộ ử
bán d n ( Semiconductor Microprocessor ).ẫ
V i s phát tri n m nh m c a các b bi n đ i đi n t công su t, m t lýớ ự ể ạ ẽ ủ ộ ế ổ ệ ử ấ ộ
thuy t đi u khi n máy đi n xoay chi u khác h n v i đi u khi n vector đã ra đ i.ế ề ể ệ ề ẳ ớ ề ể ờ
Đó là lý thuy t đi u khi n tr c ti p momen l c ( Direct Torque Control hay vi tế ề ể ự ế ự ế
t t là DTC ) do giáo s Noguchi Takahashi đ a ra vào cu i năm 80. Tuy nhiên kắ ư ư ố ỹ
thu t DTC v n ch a hoàn h o và c n đ c nghiên c u thêm.ậ ẫ ư ả ầ ượ ứ
CH NG 2ƯƠ
CÁC V N Đ LIÊN QUAN Đ N ĐI U KHI N Đ NG C ĐI N KHÔNGẤ Ề Ế Ề Ể Ộ Ơ Ệ
Đ NG B BA PHAỒ Ộ
SVTH: Vũ Quang Trình

12
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
1. Các yêu c u đ t ra đ i v i vi c đi u khi n đ ng c ầ ặ ố ớ ệ ề ể ộ ơ
Nh ng đ ng c tr c đây th ng đ c ch t o đ làm vi c v i t i khôngữ ộ ơ ướ ườ ượ ế ạ ể ệ ớ ả
đ i trong su t quá trình làm vi c. Đi u này làm cho hi u su t làm vi c c a hổ ố ệ ề ệ ấ ệ ủ ệ
th ng th p, m t ph n đáng k công su t đ u vào không đ c s d ng hi u qu .ố ấ ộ ầ ể ấ ầ ượ ử ụ ệ ả
H u h t th i gian momen đ ng c sinh ra đ u l n h n momen yêu c u c a t i.ầ ế ờ ộ ơ ề ớ ơ ầ ủ ả
Khi kh i đ ng tr c ti p t l i ngu n, dòng kh i đ ng r t l n. Đi u này làmở ộ ự ế ừ ướ ồ ở ộ ấ ớ ề
t n th t công su t l n trên đ ng truy n và trong roto, làm nóng đ ng c , th mổ ấ ấ ớ ườ ề ộ ơ ậ
chí có th làm h ng l p cách đi n. Dòng kh i đ ng l n có th làm s t đi n ápể ỏ ớ ệ ở ộ ớ ể ụ ệ
ngu n, nh h ng đ n các thi t b khác dùng chung ngu n v i đ ng c .ồ ả ưở ế ế ị ồ ớ ộ ơ
Khi ch y không t i, dòng đi n ch y trong đ ng c ch y u là dòng t hóa, t iạ ả ệ ạ ộ ơ ủ ế ừ ả
h u nh ch có tính c m. K t qu là h s công su t ( PF: Power Factor ) r tầ ư ỉ ả ế ả ệ ố ấ ấ
th p, kho ng 0,1. Khi t i tăng lên dòng đi n làm vi c b t đ u tăng. Dòng đi n tấ ả ả ệ ệ ắ ầ ệ ừ
hóa duy trì h u nh không đ i trong su t quá trình ho t đ ng t không t i đ nầ ư ổ ố ạ ộ ừ ả ế
đ y t i. Vì v y khi t i tăng h s công su t cũng lên. Khi đ ng c làm vi c v iầ ả ậ ả ệ ố ấ ộ ơ ệ ớ
h s công su t nh h n 1, dòng đi n trong đ ng c không hoàn toàn sin. Đi uệ ố ấ ở ơ ệ ộ ơ ề
này cũng làm gi m ch t l ng công su t ngu n, nh h ng đ n các thi t b khácả ấ ượ ấ ồ ả ưở ế ế ị
dùng chung ngu n v i đ ng c .ồ ớ ộ ơ
Trong quá trình làm vi c, nhi u lúc c n d ng kh n c p ho c đ o chi u đ ngệ ề ầ ừ ẩ ấ ặ ả ề ộ
c . Đ chính xác trong t c đ , kh năng d ng chính xác, đ o chi u t t làm tăngơ ộ ố ộ ả ừ ả ề ố
năng su t lao đ ng cũng nh ch t l ng s n ph m. Trong các ng d ng tr cấ ộ ư ấ ượ ả ẩ ứ ụ ướ
đây các ph ng pháp hãm c đ c s d ng. L c ma sat gi a ph n c và máươ ơ ượ ử ụ ự ữ ầ ơ
phanh có tác d ng hãm. Tuy nhiên vi c hãm này r t kém hi u qu và t n haoụ ệ ấ ệ ả ổ
nhi t l n.ệ ớ
Trong nhi u ng d ng, công su t đ u vào là m t hàm ph thu c vào t c đề ứ ụ ấ ầ ộ ụ ộ ố ộ
nh qu t, máy b m. nh ng t i lo i này, momen c n t l v i bình ph ng t cư ạ ơ Ở ữ ả ạ ả ỷ ệ ớ ươ ố
SVTH: Vũ Quang Trình
13

Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
đô, công su t t l v i l p ph ng c a t c đ . Do đó vi c đi u ch nh t c đ ,ấ ỷ ệ ớ ậ ươ ủ ố ộ ệ ề ỉ ố ộ
đi u này ph thu c vào t i, có th ti t ki m đi n năng. Tính toán cho th y vi cề ụ ộ ả ể ế ệ ệ ấ ệ
gi m 20% t c đ đ ng c có th ti t ki m đ c 50% công su t đ u vào. Màả ố ộ ộ ơ ể ế ệ ượ ấ ầ
đi u này là không th th c hi n đ c đ i v i nh ng đ ng c s d ng tr c ti pề ể ự ệ ượ ố ớ ữ ộ ơ ử ụ ự ế
đi n áp l i.ệ ướ
Khi l i đi n c p cho đ ng c có h s công su t nh h n đ n v , dòng đi nướ ệ ấ ộ ơ ệ ố ấ ỏ ơ ơ ị ệ
trong đ ng c ch a nhi u thành ph n đi u hòa b c cao. Đi u này làm tăng t nộ ơ ứ ề ầ ề ậ ề ổ
th t trong đ ng c d n đ n gi m tu i th c a đ ng c . Momen sinh ra b i đ ngấ ộ ơ ẫ ế ả ổ ọ ủ ộ ơ ở ộ
c b g n sóng. Các thành ph n đi u hòa b c cao có th lo i b khi ho t đ ng ơ ị ợ ầ ề ậ ể ạ ỏ ạ ộ ở
t n s cao b i tính ch t c m c a đ ng c . Nh ng t n s th p đ ng c ch yầ ố ở ấ ả ủ ộ ơ ư ở ầ ố ấ ộ ơ ạ
s b rung, làm nh h ng đ n các vòng đ ng c a roto. Đ ng c làm vi c l iẽ ị ả ưở ế ồ ủ ộ ơ ệ ở ướ
ngu n không n đ nh n u không đ c b o v s làm gi m tu i th c a đ ng c .ồ ổ ị ế ượ ả ệ ẽ ả ổ ọ ủ ộ ơ
T nh ng phân tích trên ta th y r ng c n ph i có m t h đi u khi n thôngừ ữ ấ ằ ầ ả ộ ệ ề ể
minh. S phát tri n c a các van công su t, công ngh s n xu t IC tích h p caoự ể ủ ấ ệ ả ấ ợ
cho ra đ i nh ng b vi x lý có t c đ x lý ngày càng nhanh và s phát tri nờ ữ ộ ử ố ộ ử ự ể
c a k thu t tính toán đã d n đ n vi c đi u khi n đ ng c không đ ng b cóủ ỹ ậ ẫ ế ệ ề ể ộ ơ ồ ộ
th đ t đ c ch t l ng cao.ể ạ ượ ấ ượ
2. Các ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c không đ ng b ba phaươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ồ ộ
Có nhi u ph ng pháp đi u ch nh t c đ đ ng c nh :ề ươ ề ỉ ố ộ ộ ơ ư
- Đi u ch nh b ng cách thay đ i đi n tr ph trong m ch roto Rề ỉ ằ ổ ệ ở ụ ạ
f

- Đi u ch nh b ng cách thay đ i đi n áp statoề ỉ ằ ổ ệ
- Đi u ch nh b ng cách thay đ i s đôi c c tề ỉ ằ ổ ố ự ừ
- Đi u ch nh b ng cu n kháng bão hòaề ỉ ằ ộ
- Đi u ch nh b ng ph ng pháp nói t ngề ỉ ằ ươ ầ
- Đi u ch nh b ng cách thay đ i t n s ngu n fề ỉ ằ ổ ầ ố ồ
1

SVTH: Vũ Quang Trình
14
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Trong các phu ng pháp trên thì ph ng pháp đi u ch nh b ng cách thay đ iơ ươ ề ỉ ằ ổ
t n s cho phép đi u ch nh c momen và t c đ v i ch t l ng cao nh t, đ tầ ố ề ỉ ả ố ộ ớ ấ ượ ấ ạ
đ n m c đ t ng đ ng nh đi u ch nh đ ng c đi n m t chi u b ng cáchế ứ ộ ươ ươ ư ề ỉ ộ ơ ệ ộ ề ằ
thay đ i đi n áp ph n ng. Ngày nay các h truy n đ ng s d ng đ ng c khôngổ ệ ầ ứ ệ ề ộ ử ụ ộ ơ
đ ng b đi u ch nh t n s đang ngày càng phát tri n. Sau đây xin trình bàyồ ộ ề ỉ ầ ố ể
ph ng pháp đi u ch nh đ ng c không đ ng b b ng cách thay đ i t n sươ ề ỉ ộ ơ ồ ộ ằ ổ ầ ố
ngu n fồ
1
.
3. Đi u ch nh đ ng c không đ ng b b ng cách thay đ i t n s ngu nề ỉ ộ ơ ồ ộ ằ ổ ầ ố ồ
Nh ta đã bi t, t c đ đ ng b c a đ ng c ph thu c vào t n s ngu n vàư ế ố ộ ồ ộ ủ ộ ơ ụ ộ ầ ố ồ
s đôi c c t theo công th c:ố ự ừ ứ
1
o
2 f
p
ω
π
=
(2-1)
Mà ta l i có, t c đ c a roto đ ng c quan h v i t c đ đ ng b theo côngạ ố ộ ủ ộ ơ ệ ớ ố ộ ồ ộ
th c:ứ
o
(1 s)ω = ω −
(2-2)
Do đó b ng vi c thay đ i t n s ngu n fằ ệ ổ ầ ố ồ

1
ho c thay đ i s đôi c c t có thặ ổ ố ự ừ ể
đi u ch nh đ c t c đ c a đ ng c không đ ng b . Khi đ ng c đã đ c chề ỉ ượ ố ộ ủ ộ ơ ồ ộ ộ ơ ượ ế
t o thì s đôi c c t không th thay đ i đ c do đó ch có th thay đ i t n sạ ố ự ừ ể ổ ượ ỉ ể ổ ầ ố
ngu n fồ
1
. B ng cách thay đ i t n s ngu n có th đi u ch nh đ c t c đ c aằ ổ ầ ố ồ ể ề ỉ ượ ố ộ ủ
đ ng c . Nh ng khi t n s gi m, tr kháng c a đ ng c gi m theo ( X=2πfL ).ộ ơ ư ầ ố ả ở ủ ộ ơ ả
K t qu là làm cho dòng đi n và t thông c a đ ng c tăng lên. N u đi n ápế ả ệ ừ ủ ộ ơ ế ệ
ngu n c p không gi m s làm cho m ch t b bão hòa và đ ng c không làmồ ấ ả ẽ ạ ừ ị ộ ơ
vi c ch đ t i u, không phát huy đu c h t công su t. Vì v y ng i ta đ t raệ ở ế ộ ố ư ợ ế ấ ậ ườ ặ
v n đ là khi thay đ i t n s c n có m t lu t đi u khi n nào đó sao cho t thôngấ ề ổ ầ ố ầ ộ ậ ề ể ừ
c a đ ng c không đ i. T thông này có th là t thông stato Φủ ộ ơ ổ ừ ế ừ
1
, t thông c aừ ủ
SVTH: Vũ Quang Trình
15
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
roto Φ
2
, ho c t thông t ng c a m ch t hóa Φặ ừ ổ ủ ạ ừ
µ
. Vì momen đ ng c t l v i tộ ơ ỉ ệ ớ ừ
thông trong khe h t tr ng nên vi c gi cho t thông không đ i cũng làm giở ừ ườ ệ ữ ừ ổ ữ
cho momen không đ i. Có th k ra các lu t đi u khi n nh sau:ổ ể ể ậ ề ể ư
- Lu t U/f không đ i: U/f = constậ ổ
- Lu t h s quá t i không đ i: λ = Mậ ệ ố ả ổ
th
/M

c
= const
- Lu t dòng đi n không t i không đ i: Iậ ệ ả ổ
o
= const
- Lu t đi u khi n dòng stato theo hàm s c a đ s t t c: Iậ ề ể ố ủ ộ ụ ố
1
= f(Δω)
4. Ph ng pháp đi u ch nh U/f = constươ ề ỉ
Sdd c a cu n dây stato Eủ ộ
1
t l v i t thông Φỷ ệ ớ ừ
1
và t n s fầ ố
1
theo bi u th c:ề ứ
1 1 1 1 1 1
K f U I ZE = = −Φ
& &&
&
(2-3)
T (2-3) n u b qua s t áp trên t ng tr stato Zừ ế ỏ ụ ổ ở
1
, ta có E
1
≈ U
1
, do đó:
1
1

1
U
K
f
Φ =
(2-4)
Nh v y đ gi t thông không đ i ta c n gi t s Uư ậ ể ữ ừ ổ ầ ữ ỷ ố
1
/f
1
không đ i. Trongổ
ph ng pháp U/f = const thì t s Uươ ỷ ố
1
/f
1
đ c gi không đ i và b ng t s này ượ ữ ổ ằ ỷ ố ở
đ nh m c. C n l u ý khi momen t i tăng, dòng đ ng c tăng làm tăng s t áp trênị ứ ầ ư ả ộ ơ ụ
đi n tr stato d n đ n Eệ ở ẫ ế
1
gi m, nghĩa là t thông đ ng c gi m. Do dó đ ng cả ừ ộ ơ ả ộ ơ
không hoàn toàn làm vi c ch đ t thông không đ i.ệ ở ế ộ ừ ổ
Ta có công th c tính momen c c a đ ng c nh sau:ứ ơ ủ ộ ơ ư
2
1
2 2
2
0 1
'
2
'

1 2
'
3U R / s
M
[(R ) ]
R
(X X )
s
=
ω + ++
(2-5)
SVTH: Vũ Quang Trình
16
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Và momen t i h n:ớ ạ
2
1
th
2
0 1 1 1 2
'
3U
M
2 ( RR X(X ))+ + +
=
ω
(2-6)
Khi ho t đ ng đ nh m c:ạ ộ ở ị ứ
2

1dm
dm
2 2
2
0dm 1 1dm 2d
'
2
'
m
'
3U R / s
M
[(R )
R
s
(X X ) ]
=
ϖ + + +
(2-7)
2
1dm
thdm
2 2
0dm 1 1 1dm 2dm
'
3U
M
2 (R (XR X ))ω + + +
=
(2-8)

Ta có công th c sau:ứ
1dm
1
a
f
f
=
(2-9)
V i fớ
1
– là t n s làm vi c c a đ ng c , fầ ố ệ ủ ộ ơ
1dm
– là t n s đ nh m c. Theo lu tầ ố ị ứ ậ
U/f= const :
1 1dm 1 1
1 1dm 1dm dm
U U U f
a
f f U f
=  = =
(2-10)
Ta thu đ c:ượ
1 1dm
1 1dm
U aU
f af
=
=
(2-11)
SVTH: Vũ Quang Trình

17
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
Phân tích t ng t , ta cũng thu đ c ωươ ụ ượ
o
= aω
odm
; X
1
= aX
1dm
; X
’
2
= aX
’
2dm
. Thay
các giá tr trên vào (2-5) và (2-6) ta thu đ c công th c tính momen và momen t iị ượ ứ ớ
h n c a đ ng c t n s khác đ nh m c:ạ ủ ộ ơ ở ầ ố ị ứ
2
2
'
'
1dm
2 2
1 2
o
1 2
'

3
R R
) X )
a a.
R
U
a.s
M
( (X
s
=
ω
 
 
 

+

 
+

+

(2-12)
2
1dm
th
2
o
2

1 1
'
1 2
3
2
R R
X )
a a
U
M
(X
=
ω
 
+ +
 
 
+
(2-13)
D a theo công th c trên ta th y, các giá tr Xự ứ ấ ị
1
và X
’
2
ph thu c vào t n sụ ộ ầ ố
trong khi R
1
l i là h ng s . Nh v y khi ho t đ ng t n s cao, giá tr (Xạ ằ ố ư ậ ạ ộ ở ầ ố ị
1
+ X

’
2
)
>> R
1
/a, s t áp trên Rụ
1
r t nh nên giá tr E suy gi m r t ít d n đ n t thông đ cấ ỏ ị ả ấ ẫ ế ừ ượ
gi g n nh không đ i. Momen c c đ i c a đ ng c g n nh không đ i.ữ ầ ư ổ ự ạ ủ ộ ơ ầ ư ổ
Tuy nhiên khi ho t đ ng t n s th p thì giá tr đi n tr Rạ ộ ở ầ ố ấ ị ệ ở
1
/a s t ng đ iẽ ươ ố
l n so v i giá tr c a (Xớ ớ ị ủ
1
+ X
’
2
) d n đ n s t áp nhi u trên đi n tr stato khiẫ ế ụ ề ệ ở
momen t i l n. Đi u này làm cho E b gi m, d n đ n suy gi m t thông momenả ớ ề ị ả ẫ ế ả ừ
c c đ i.ự ạ
Đ bù l i s suy gi m t thông t n s th p, ta s cung c p thêm cho đ ngể ạ ự ả ừ ở ầ ố ấ ẽ ấ ộ
c đi n m t đi n áp Uơ ệ ộ ệ
o
đ t thông c a đ ng c đ nh m c khi f = 0. T đó ta cóể ừ ủ ộ ơ ị ứ ừ
quan h sau:ệ
U
1
=U
o
+ Kf

1
(2-14)
SVTH: Vũ Quang Trình
18
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
V i K là m t h ng s đ c ch n sao cho giá tr Uớ ộ ằ ố ượ ọ ị
1
c p cho đ ng c U=Uấ ộ ơ
dm
t i f = fạ
dm
. Khi a > 1 (f > f
dm
), đi n áp đ c gi không đ i và b ng đ nh m c.ệ ượ ữ ổ ằ ị ứ
Khi đó đ ng c ho t đ ng ch đ suy gi m t thông. Sau đây là đ th bi u thộ ơ ạ ộ ở ế ộ ả ừ ồ ị ể ị
m i quan h gi a momen và đi n áp theo t n s trong ph ng pháp đi u khi nố ệ ữ ệ ầ ố ươ ề ể
U/f=const:
Hình 2-1:Đ th bi u th m i quan h gi a momen và đi n áp theo t n s theoồ ị ể ị ố ệ ữ ệ ầ ố
lu t đi u khi n U/f=constậ ề ể
T (hình 2-1) ta có nh n xét sau:ừ ậ
- Dòng đi n kh i đ ng yêu c u th p h nệ ở ộ ầ ấ ơ
- Vùng làm vi c n đ nh c a đ ng c tăng lên. Thay vì ch làm vi c t cệ ổ ị ủ ộ ơ ỉ ệ ở ố
đ đ nh m c, đ ng c có th làm vi c t 5% c a t c đ đ ng b đ n t c độ ị ứ ộ ơ ể ệ ừ ủ ố ộ ồ ộ ế ố ộ
đ nh m c. Momen t o ra b i đ ng c có th duy trì trong vùng làm vi c này.ị ứ ạ ở ộ ơ ể ệ
- Chúng ta có th đi u khi n đ ng c t n s l n h n t n s đ nh m cể ề ể ộ ơ ở ầ ố ớ ơ ầ ố ị ứ
b ng cách ti p t c tăng t n s . Tuy nhiên do đi n áp đ t không th tăng trên đi nằ ế ụ ầ ố ệ ặ ể ệ
SVTH: Vũ Quang Trình
19
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố

nghi pệ
áp đ nh m c. Do đó ch có th tăng t n s d n đ n momen gi m. vùng trênị ứ ỉ ể ầ ố ẫ ế ả Ở
v n t c c b n các h s nh h ng đ n momen tr nên ph c t p.ậ ố ơ ả ệ ố ả ưở ế ở ứ ạ
- Vi c tăng t c gi m t c có th đ c th c hi n b ng cách đi u khi n sệ ố ả ố ể ượ ự ệ ằ ề ể ự
thay đ i c a t n s theo th i gian.ổ ủ ầ ố ờ
CH NG 3ƯƠ
BI N T N Ế Ầ
1. Bi n t n và t m quan tr ng c a bi n t n trong công nghi pế ầ ầ ọ ủ ế ầ ệ
V i s phát tri n nh vũ bão v ch ng lo i và s l ng c a các b bi n t n,ớ ự ể ư ề ủ ạ ố ượ ủ ộ ế ầ
ngày càng có nhi u thi t b đi n – đi n t s d ng các b bi n t n, trong đó m tề ế ị ệ ệ ử ử ụ ộ ế ầ ộ
b ph n đáng k s d ng bi n t n ph i k đ n chính là b bi n t n đi u khi nộ ậ ể ử ụ ế ầ ả ể ế ộ ế ầ ề ể
t c đ đ ng c đi n.ố ộ ộ ơ ệ
Trong th c t có r t nhi u ho t đ ng trong công nghi p có liên quan đ n t cự ế ấ ề ạ ộ ệ ế ố
đ đ ng c đi n. Đôi lúc có th xem s n đ nh c a t c đ đ ng c mang y u tộ ộ ơ ệ ể ự ổ ị ủ ố ộ ộ ơ ế ố
s ng còn c a ch t l ng s n ph m, s n đ nh c a h th ng… Ví d : máy épố ủ ấ ượ ả ẩ ự ổ ị ủ ệ ố ụ
nh a làm đ gi y, cán thép, h th ng t đ ng pha tr n nguyên li u, máy ly tâmự ế ầ ệ ố ự ộ ộ ệ
đ nh hình khi đúc… Vì th , vi c đi u khi n và n đ nh t c đ đ ng c đ c xemị ế ệ ề ể ổ ị ố ộ ộ ơ ượ
nh v n đ chính y u c a các h th ng đi u khi n trong công nghi p.ư ấ ề ế ủ ệ ố ề ể ệ
Đi u ch nh t c đ đ ng c là dùng các bi n pháp nhân t o đ thay đ i cácề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ạ ể ổ
thông s ngu n nh đi n áp hay các thông s m ch nh đi n tr ph , thay đ i tố ồ ư ệ ố ạ ư ệ ở ụ ổ ừ
thông … T đó t o ra các đ c tính c m i đ có nh ng t c đ làm vi c m i phùừ ạ ặ ơ ớ ể ữ ố ộ ệ ớ
h p v i yêu c u c a ph t i c . Có hai ph ng pháp đ đi u ch nh t c đ đ ngợ ớ ầ ủ ụ ả ơ ươ ể ề ỉ ố ộ ộ
c :ơ
SVTH: Vũ Quang Trình
20
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
• Bi n đ i các thông s c a b ph n c khí t c là bi n đ i t s truy nế ổ ố ủ ộ ậ ơ ứ ế ổ ỷ ố ề
chuy n ti p t tr c đ ng c đ n c c u máy s n xu t.ể ế ừ ụ ộ ơ ế ơ ấ ả ấ
• Bi n đ i t c đ góc c a đ ng c đi n. Ph ng pháp này làm gi m tínhế ổ ố ộ ủ ộ ơ ệ ươ ả

ph c t p c a c c u và c i thi n đ c đ c tính đi u ch nh, đ c bi t linh ho tứ ạ ủ ơ ấ ả ệ ượ ặ ề ỉ ặ ệ ạ
khi ng d ng các h th ng đi u khi n b ng đi n t . Vì v y, b bi n t n đ cứ ụ ệ ố ề ể ằ ệ ử ậ ộ ế ầ ượ
s d ng đ đi u khi n t c đ đ ng c theo ph ng pháp này.ử ụ ể ề ể ố ộ ộ ơ ươ
Kh o sát cho th y:ả ấ
• Chi m 30% th tr ng bi n t n là các b đi u khi n moment.ế ị ườ ế ầ ộ ề ể
• Trong các b đi u khi n moment đ ng c chi m 55% là các ng d ngộ ề ể ộ ơ ế ứ ụ
qu t gió, trong đó ph n l n là các h th ng HAVC (đi u hòa không khí trungạ ầ ớ ệ ố ề
tâm), chi m 45% là các ng d ng b m, ch y u là trong công nghi p n ng.ế ứ ụ ơ ủ ế ệ ặ
• Nâng c p c i t o các h th ng b m và qu t t h đi u khi n t c đấ ả ạ ệ ố ơ ạ ừ ệ ề ể ố ộ
không đ i lên h t c đ có th đi u ch nh đ c trong công nghi p v i l i nhu nổ ệ ố ộ ể ề ỉ ượ ệ ớ ợ ậ
to l n thu v t vi c ti t gi m nhiên li u đi n năng tiêu th .ớ ề ừ ệ ế ả ệ ệ ụ
Tính h u d ng c a bi n t n trong các ng d ng b m và qu tữ ụ ủ ế ầ ứ ụ ơ ạ
• Đi u ch nh l u l ng t ng ng v i đi u ch nh t c đ B m và Qu t.ề ỉ ư ượ ươ ứ ớ ề ỉ ố ộ ơ ạ
• Đi u ch nh áp su t t ng ng v i đi u ch nh góc m c a van.ề ỉ ấ ươ ứ ớ ề ỉ ở ủ
• Gi m ti ng n công nghi p.ả ế ồ ệ
• Năng l ng s d ng t l thu n v i lũy th a b c ba c a t c đ đ ng c .ượ ử ụ ỉ ệ ậ ớ ừ ậ ủ ố ộ ộ ơ
• Giúp ti t ki m đi n năng t i đa.ế ệ ệ ố
Nh tên g i, b bi n t n s d ng trong h truy n đ ng, ch c năng chính làư ọ ộ ế ầ ử ụ ệ ề ộ ứ
thay đ i t n s ngu n cung c p cho đ ng c đ thay đ i t c đ đ ng c nh ngổ ầ ố ồ ấ ộ ơ ể ổ ố ộ ộ ơ ư
n u ch thay đ i t n s ngu n cung c p thì có th th c hi n vi c bi n đ i nàyế ỉ ổ ầ ố ồ ấ ể ự ệ ệ ế ổ
theo nhi u ph ng th c khác, không dùng m ch đi n t . Tr c kia, khi côngề ươ ứ ạ ệ ử ướ
ngh ch t o linh ki n bán d n ch a phát tri n, ng i ta ch y u s d ng cácệ ế ạ ệ ẫ ư ể ườ ủ ế ử ụ
ngh ch l u dùng máy bi n áp. u đi m chính c a các thi t b d ng này là sóngị ư ế Ư ể ủ ế ị ạ
SVTH: Vũ Quang Trình
21
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ
d ng đi n áp ngõ ra r t t t (ít hài) và công su t l n (so v i bi n t n hai b c dùngạ ệ ấ ố ấ ớ ớ ế ầ ậ
linh ki n bán d n) nh ng còn nhi u h n ch nh :ệ ẫ ư ề ạ ế ư
- Giá thành cao do ph i dùng máy bi n áp công su t l n.ả ế ấ ớ

- T n th t trên bi n áp chi m đ n 50% t ng t n th t trên h th ng ngh chổ ấ ế ế ế ổ ổ ấ ệ ố ị
l u.ư
- Chi m di n tích l p đ t l n, d n đ n khó khăn trong vi c l p đ t, duy tu,ế ệ ắ ặ ớ ẫ ế ệ ắ ặ
b o trì cũng nh thay m i.ả ư ớ
- Đi u khi n khó khăn, kho ng đi u khi n không r ng và d b quá đi n ápề ể ả ề ể ộ ễ ị ệ
ngõ ra do có hi n t ng bão hoà t c a lõi thép máy bi n áp.ệ ượ ừ ủ ế
Ngoài ra, các h truy n đ ng còn nhi u thông s khác c n đ c thay đ i,ệ ề ộ ề ố ầ ượ ổ
giám sát nh : đi n áp, dòng đi n, kh i đ ng êm (Ramp start hay Soft start), tínhư ệ ệ ở ộ
ch t t i … mà ch có b bi n t n s d ng các thi t b bán d n là thích h p nh tấ ả ỉ ộ ế ầ ử ụ ế ị ẫ ợ ấ
trong tr ng h p này.ườ ợ
2. Phân lo i bi n t nạ ế ầ
Bi n t n th ng đ c chia làm hai lo i:ế ầ ườ ượ ạ
- Bi n t n tr c ti pế ầ ự ế
- Bi n t n gián ti pế ầ ế
2.1. Bi n t n tr c ti pế ầ ự ế
Bi n t n tr c ti p là b bi n đ i t n s tr c ti p t l i đi n xoay chi uế ầ ự ế ộ ế ổ ầ ố ự ế ừ ướ ệ ề
không thông qua khâu trung gian m t chi u. T n s ra đ c đi u ch nh nh y c pộ ề ầ ố ượ ề ỉ ả ấ
và nh h n t n s l i ( fỏ ơ ầ ố ướ
1
< f
l iướ
). Lo i bi n t n này hi n nay ít đ c s d ng.ạ ế ầ ệ ượ ử ụ
2.2. Bi n t n gián ti pế ầ ế
SVTH: Vũ Quang Trình
22
Tr ng ĐHGTVT Đ án t tườ ồ ố
nghi pệ

Các b bi n t n gián ti p có c u trúc nh sau:ộ ế ầ ế ấ ư
Hình 3-1: S đ c u trúc c a bi n t n gián ti pơ ồ ấ ủ ế ầ ế

Nh v y đ bi n đ i t n s c n thông qua m t khâu trung gian m t chi u vìư ậ ể ế ổ ầ ố ầ ộ ộ ề
v y có tên g i là bi n t n gián ti p. Ch c năng c a các kh i nh sau:ậ ọ ế ầ ế ứ ủ ố ư
a) Ch nh l u: Ch c năng c a khâu ch nh l u là bi n đ i đi n áp xoay chi uỉ ư ứ ủ ỉ ư ế ổ ệ ề
thành đi n áp m t chi u. Ch nh l u có th là không đi u ch nh ho c có đi uệ ộ ề ỉ ư ể ề ỉ ặ ề
ch nh. Ngày nay đa s ch nh l u là không đi u ch nh, vì đi u ch nh đi n áp m tỉ ố ỉ ư ề ỉ ề ỉ ệ ộ
chi u trong ph m vi r ng s làm tăng kích th c c a b l c và làm gi m hi uề ạ ộ ẽ ướ ủ ộ ọ ả ệ
su t b bi n đ i. Nói chung ch c năng bi n đ i đi n áp và t n s đ c th cấ ộ ế ổ ứ ế ổ ệ ầ ố ượ ự
hi n b i ngh ch l u thông qua lu t đi u khi n. Trong các b bi n đ i công su tệ ở ị ư ậ ề ể ộ ế ổ ấ
l n, ng i ta th ng dùng ch nh l u bán đi u khi n v i ch c năng làm nhi m vớ ườ ườ ỉ ư ề ể ớ ứ ệ ụ
b o v cho toàn h th ng khi quá t i. Tùy theo t ng ngh ch l u yêu c u ngu nả ệ ệ ố ả ầ ị ư ầ ồ
dòng hay ngu n áp mà b ch nh l u s t o ra dòng đi n hay đi n áp t ng đ iồ ộ ỉ ư ẽ ạ ệ ệ ươ ố
n đ nh.ổ ị
b) L c: B l c có nhi m v san ph ng đi n áp sau ch nh l u.ọ ộ ọ ệ ụ ẳ ệ ỉ ư
c) Ngh ch l u: Ch c năng c a khâu ngh ch l u là bi n đ i dòng m t chi uị ư ứ ủ ị ư ế ổ ộ ề
thành dòng xoay chi u có t n s có th thay đ i đ c và làm vi c v i ph t iề ầ ố ể ổ ượ ệ ớ ụ ả
đ c l p Ngh ch l u có th là m t trong ba lo i sau:ộ ậ ị ư ể ộ ạ
SVTH: Vũ Quang Trình
23