ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN TRỞ MẠCH RÔTO.

 

 

 

Động cơ không đồng bộ ba pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sở dĩ như vậy là do động cơ KĐB có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha. Tuy nhiên, trước đây các hệ truyền động động cơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lại chiếm tỷ lệ rất nhỏ, đó là việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB có khó khăn hơn động cơ một chiều. Trong thời gian gần đây, do phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử tin học, động cơ KĐB mới được khai thác các ưu điểm của mình. Nó trở thành hệ chuyển động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động tiristo - động cơ một chiều

            Khác với động cơ một chiều, động cơ KĐB được cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt. Từ thông động cơ cũng như mômen động cơ sinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ KĐB là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh. Trong định hướng xây dựng hệ truyền động điện động cơ KĐB, người ta có xu hướng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ một chiều.

            Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB.

  1. Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi tiristo
  2. Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung tiristo
  3. Điều chỉnh công suất trượt Ps.
  4. Điều chỉnh tần số nguồn cugn cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số tiristo hay tranzito.

 

5-2: ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN TRỞ MẠCH ROTO

Như đã phân tích ở phần đặc tính cơ KĐB, có thể điều chỉnh được tốc độ KĐB bằng cách điều chỉnh điện trở mạch rôto, trong mục này khảo sát việc thực hiện điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng các van bán dẫn, ưu thế của phương pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh. Điện trở trong mạch rôto động cơ không đồng bộ:

            Rr = Rrd +Rf

Trong đó: Rrd: điện trở dây cuốn rôto.

               Rf: điện trở ngoài mắc thêm vào mạch rôto.

            Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ không thay đổi và độ trượt tới hạn thì tỷ lệ bậc nhất với điện trở. Nếu coi đoạn đặc tính làm việc của KĐB, tức là đoạn có độ trượt từ s = 0 đến s = sth, là thẳng thì khi điều chỉnh điện trở ta có thể viết.

                        ,   M = const (5-10)

Trong đó: s - độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rr.

               Si - độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rrd.

Mà ta lại có:  

Thay (5-10) vào ta được biểu thức tính mômen:

                                                                       (5-11)

            Nếu giữ dòng điện rôto không đổi thì mômen cũng không đổi và không phụthuộc vào tốc độ động cơ. Vì thế mà có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh điện trở mạch rôto cho truyền động cómômen tải không đổi.

            Trên H.5-8a, trình bày sơ đồ nguyên lý của điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phương pháp xung. Điện áp ur được chỉnh lưu bởi cầu điôt CL, qua điện kháng lcọ L được cấp vào mạch điều chỉnh gồm điện trở R0 nối song song với khoá bán dẫn T1. Khoá T1 sẽ được đóng, ngắt một cách chu kỳ để điều chỉnh giá trị trung bình của điện trở toàn mạch.

 

 

Hình 5-8: Điều chỉnh xung trở roto

a) Sơ đồ nguyên lý; b)Phương pháp điều chinht; c,d) Các đặc tính

 

            Hoạt động của khoá bán dẫn tương tự như trong mạch điều chỉnh xung áp một chiều. Khi khoá T1 đóng, điện trở R0 bị loại ra khỏi mạch, dòng điện rôto tăng lên, khi khoá T1 ngắt điện trở R0 lại được đưa vào mạch, dòng điện rôto giảm. Với tần số đóng ngắt nhất định, nhờ có điện cảm L mà dòng điện rôto coi như không đổi và ta có một giá trị điện trở tương đương Re trong mạch. Thời gia ngắt tn = T – td (xem H5-8b), nếu điều chỉnh trơn tỷ số giữa thời gian đóng td và thời gian ngắt tn ta điều chỉnh trơn được giá trị điện trở trong mạch rôto.

                                            (5-12)

            Điện trở tương đương Re trong mạch một chiều được tính đổi về mạch xoay chiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suất. Tổn hao trong mạch rôto nối theo sơ đồ H.5-8a là

                                   (5-13)

Và tổn hao khi mạch rôto nối theo sơ đồ H.5-1a là:

                       

Cơ sở để tính đổi là tổn hao công suất như nhau, nên

                       

với sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha thì Id2 = 1,5Ir2 nên.

                       

            Khi đã có điện trở tính đổi, dẽ dàng dựng được đặc tính cơ theo phương pháp thông thường, họ các đặc tính cơ này quét kín phâng mặt phẳng giới hạn bởi đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ có điện trở phụ Rf = Ro/2 (xem H.5-8c)

            Để mở rộng phạm vi điều chỉnh mômen (H.5-8d) có thể mắc nối tiếp với điện trở Ro một tụ điện dung đủ lớn. Việc xây dựng các mạch phản hồi điều chỉnh tốc độ và dòng điện rôto được tiến hành tương tự như hệ điều chỉnh điện áp.

 

EYETECK.VN

Theo Chương 5, mục 5-2. Điều chỉnh điện trở mạch roto – Tài liệu Truyền Điện Động

Tác giả: Bùi Quốc Khánh

Nguyễn Văn Liễn

Nguyễn Thị Hiền

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật