ĐIỀU CHỈNH CÔNG SUẤT TRƯỢT

 

5-3:  Điều chỉnh công suất trượt.

 

            Trong các trường hợp điều chỉnh tốc độ KĐB bằng cách làm mềm đặc tính và để nguyên tốc độ không tải lư tưởn th́ công suất trượt  được tiêu tán trên điện trở mạch rôto. Ở các hệ thống truyền động điện công suất lớn, tổn hao này là đáng kể. V́ thế để vừa điều chỉnh được tốc độ truyền động, vừa tận dụng được công suất trượt người ta sử dụng các sơ đồ điều chỉnh công suất trượt, gọi tắt là các sơ đ̣ nối tầng. Có nhiều phương pháp xây dựng hệ nối tầng, dưới đây tŕnh bày phương pháp nôi tầng điện dùng tiristo (H5-9a)

            Theo cách tính tổn thất khi điều chỉnh th́:

                                        (5-15)

Giản đồ năng lượng khi bỏ qua tổn hao ở rôto được biểu diễn trên H.5-9b, trong đó P là công suất được trả về lưới điện,  là tổn hao trong mạch biến đổi công suất trượt thành công suất điện có cùng tần số điện áp lưới.

           

 

H́nh 5-9. Hệ thống nối tầng van điện

a) Sơ đồ nguyên lư; b) Giản đồ năng lượng

 

 

c) Đặc tính của hệ nối tầng công suất Pdm = 1000kW

 

                        Sức điện động rôto ur được chỉnh lưu thành điện áp một chiều qua điện kháng lọc L cấp cho nghịch lưu phụ thuộc NL. Điện áp xoay chiều của nghịch lưu (uA, uB, uC) có biên độ và tần số không đổi do được xác định bởi điện áp và tần số của lưới điện. Nghịch lưu làm việc với góc điều khiển  thay đổi từ 900  đến khoảng 1400, phần c̣n lại dành cho góc chuyển mạch  và góc hồi phục tính chất khoá của các van.

            Độ lớn ḍng điện rôto hoàn toàn phụ thuộc vào mômen tải của động cơ mà không phụ thuộc vào góc điều khiển nghịch lưu. Cụm mạch chỉnh lưu - nghịch lưu phụ thuộc chỉ làm thay đổi được góc pha của ḍng điện ở phía xoay chiều của nghịch lưu khi điều chỉnh góc mở. Giá trị trung b́nh của điện áp chỉnh lưu và nghịch lưu là như nhau:

                        Udr = Udn = Ud

            Sai lệch về giá trị tức thời giữa điện áp chỉnh lưu và nghịch lưu chính là điện áp trên điện kháng lọc L

            Để đơn giản trong cách viết, giả thiết bỏ qua điện trở và điện kháng tản mạch của stato và coi động cơ có số ṿng dây stato và rôto như nhau, th́ giá trị trung b́nh của biến áp chỉnh lưu khi Id = 0 là:

                                                (5-16)

Trong đó:    U1m – biên độ điện áp lưới

                    - tốc độ không tải lư tưởng

                  - tốc độ từ trường quay stato.

            Khi có tải Id # 0 th́ điện áp này giảm xuống do sụt áp chuyển mạch giữa các van trong cầu chỉnh lưu và sụt áp do điện trở dây quấn rôto.

                                    (5-17)

Trong đó:  là tần số trượt của rôto, ḍng điện chỉnh lưu trung b́nh sẽ là hàm số của tốc độ quay:

                                       (5-18)

 

            Độ trượt s0 gọi là độ trượt cơ bản của hệ thống khi không tải, độ trượt s’ là do tải gây ra:

                                                  (5-19)

            Điện áp stato có dạng , nếu bỏ qua điện trở dây quấn stato th́ từ thông có biên độ tỷ lệ điện áp stato:

                                               (5-20)

Và mômen của động cơ tỷ lệ với thành phần dọc trục của ḍng điện rôto động cơ (về khái niệm này cần tham khảo phần chuyển vị toạ độ các phương tŕnh mô tả động cơ không đồng bộ ba pha.

                                                             (5-21)

            Giá trị trung b́nh của ḍng điện ird được tính như sau:

                                                             (5-22)

Trong đó:         

            Cuối cùng phương tŕnh xác định mômen của hệ thống nối tầng van điện sẽ là:

                                                       (5-23)

            Trên h́nh 5-9c, có dựng các đặc tính cơ bản của hệ nối tầng van cho từng góc điều khiển  của nghịch lưu. Do điện cảm lọc L trong mạch một chiều có giá trị hữu hạn nên ḍng điện một chiều id có thể bị gián đoạn khi mômen tải nhỏ, đặc tính cơ ở đoạn này có độ dốc lớn. Mặt khác do sụt áp gây ra bởi điện trở stato, điện trở mạch một chiều, điện trở và điện kháng tản của  máy biến áp cũng như sụt áp do chuyển mạch của nghịch lưu và chỉnh lưu nên các đặc tính cơ điều chỉnh đều có độ cứng và mômen tới hạn nhỏ hơn độ cứng và mômen tới hạn của đặc tính cơ tự nhiên.

 

EYETECK.VN

Theo Chương 5, mục 5-3. Điều chỉnh công suất trượt – Tài liệu Truyền Điện Động

Tác giả: Bùi Quốc Khánh

Nguyễn Văn Liễn

Nguyễn Thị Hiền

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật