Đề tài Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Đề Tài: Thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn GVHD: LÊ THỊ MINH TÂM SVTH: VŨ THÀNH TÂM LÊ SỸ THÀNH TRẦN VĂN TẠ LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của khoa học- công nghệ đã làm cho hệ thống điều khiển trong công nghiệp và đời sống phát triển. Do đó đã nâng cao năng suất lao động và hạn chế sức lao động của con người. Cùng với nó hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất ngày càng được sử dụng, ứng dụng rất rộng rãi trong các nhà máy xí nghiệp. Trong các loại máy điện, máy điện không đồng bộ do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử dụng và bảo quản thuận tiện , giá thành hạ nên được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máy công cụ ở nhà máy công nghiệp nhẹ…Trong hầm lò dùng làm máy tời hay quạt gió. Trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản... Thiết kế chế tạo hệ thống mở máy và hãm động cơ điện không đồng bộ xoay chiều ba pha rôto dây quấn là một đề tài quan trọng và cần thiết đối với sinh viên chuyên ngành tự động hóa.Vì qua đồ án sinh viên được tìm hiểu kĩ hơn về quá trình tính toán, các thông số, chỉ tiêu của loại động cơ vô cùng thông dụng này. Và em là một trong số những sinh viên nhận đề tài:“thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ ba pha roto dây quấn “ Nội dung đồ án nay gồm 4 chương: Chương 1:Khái quát về đông cơ không đồng bộ ba pha Chương 2:Các phương pháp điều khiển quá trình mớ máy động cơ không đồng ba rôto dây quấn Chương 3:phương pháp mở máy và hãm động cơ điện không đồng bọ ba pha roto dây quấn. Chương 4: phân tích lựa chọn thiết bị Ch­¬ng 1 kh¸i qu¸t vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé xoay chiÒu ba pha 1.1. Giới thiệu chung về động cơ không đồng bộ Động cơ không đồng bộ là máy điện xoay chiều, có tốc độ roto khác tốc độ stato. Từ trường quay có thể là một pha, hai pha, hoặc ba pha, tùy thuộc vào cấu tạo dây quấn. Ở stato là một pha, hai pha, hoặc ba pha. Theo cấu tạo dây quấn roto động cơ không đồng bộ được chia làm hai loại: roto lồng sóc và rôt dây quấn. Động cơ không đồng bộ lồng sóc có cấu tạo đơn giản, vận hành và bảo quản dễ dàng, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, nên được áp dụng rộng rãi trong thực tế. Động cơ không đồng bộ roto dây quấn có cấu tạo phức tạp vận hành và bảo quản khó hơn, độ tin cậy kém hơn, giá thành cao nhưng có ưu điểm là có thể đưa điện trở phụ ở ngoài vào để cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốc độ. Do đó nó không được sử dụng cho những nơi nào có cầu dao về mở máy và điều chỉnh tốc độ mà động cơ lồng sóc không đáp ứng được. Tuy nhiên động cơ không đồng bộ có nhược điểm là điều chỉnh tốc độ và khống chế các quá trình quá độ khó khăn riêng với động cơ roto lồng sóc các chỉ tiêu không đồng bộ. 1.2. CÊu t¹o a) CÊu t¹o phÇn tÜnh (stato): Gåm cã vá m¸y,lâi thÐp vµ d©y quÊn. Vá m¸y: Th­êng lµm b»ng gang. §èi víi m¸y cã c«ng suÊt lín (1000 kw), th­êng dïng thÐp tÊm hµn l¹i lµm vá. Vá m¸y cã t¸c dông cè ®Þnh vµ kh«ng dïng ®Ó dÉn tõ. Hai ®Çu vá cã l¾p m¸y æ trôc ®ì. Vá vµ l¾p cßn dïng ®Ó b¶o vÖ m¸y. Lâi thÐp: §­îc lµm b»ng c¸c l¸ thÐp kü thËt ®iÖn dÇy 0,35 mm ®Õn 0,5 mm ghÐp l¹i t¹o thµnh khèi h×nh trô rçng. Lâi thÐp lµ phÇn dÉn tõ. V× tõ tr­êng ®i qua lâi thÐp lµ tõ tr­êng xoay chiÒu , nh»m gi¶m tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y g©y lªn mçi l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ®Òu cã phñ líp s¬n c¸ch ®iÖn. MÆt trong cña lâi thÐp cã xÎ r·nh ®Ó ®Æt d©y quÊn. Lâi thÐp ®­îc Ðp vµo trong vá m¸y. H×nh1.1: CÊu t¹o stato D©y quÊn: D©y quÊn stato lµm b»ng d©y dÉn bäc c¸ch ®iÖn(d©y ®iÖn tõ). Th­êng lµm b»ng d©y ®ång ®­îc ®Æt trong c¸c r·nh cña lâi thÐp stato vµ c¸ch ®iÖn tèt víi lâi thÐp. D©y quÊn stato cã 3 cuén d©y ®Æt lÖch nhau 1200 ®iÖn dßng ®iÖn xoay chiÒu 3 pha ch¹y trong 3 pha d©y quÊn stato sÏ t¹o ra tõ tr­êng quay. b) CÊu t¹o phÇn quay(r«to): Gåm trôc, lâi thÐp vµ d©y quÊn. Trôc: Lµm b»ng thÐp h×nh trô trßn cè ®Þnh ®Ó ®ì lâi thÐp r«to. Lâi thÐp: Gåm c¸c l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn ghÐp l¹i gièng nh­ ë lâi thÐp stato.Lâi thÐp ®­îc Ðp trùc tiÕp trªn trôc bªn ngoµi lâi thÐp cã xÎ r·nh däc theo h­íng trôc ®Ó ®Æt d©y quÊn. D©y quÊn r«to: Gåm hai lo¹i: R«to d©y quÊn vµ r«to kiÓu lång sãc. - R«to kiÓu d©y quÊn: D©y quÊn r«to gièng nh­ d©y quÊn stato vµ sè cùc b»ng sè cùc stato .C¸c ®éng c¬ c«ng suÊt trung b×nh trë lªn th­êng dïng d©y quÊn sãng kiÓu hai líp ®Ó gi¶m ®­îc nh÷ng ®Çu nèi vµ kÕt cÊu d©y quÊn r«to chÆt chÏ h¬n. C¸c ®éng c¬ c«ng suÊt nhá th­êng dïng d©y quÊn ®ång t©m mét líp .D©y quÊn ba pha cña roto th­êng ®Êu h×nh Y, ba ®Çu kia nèi vµo ba vµnh tr­ît b»ng ®ång cè ®Þnh ë ®Çu trôc th«ng qua chæi than vµ vµnh tr­ît, ®­a ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to nh»m c¶i thiÖn tÝnh n¨ng më m¸y vµ ®iÒu chØnh tèc ®é. - R«to kiÓu lång sãc: Lo¹i d©y quÊn nµy kh¸c víi lo¹i d©y quÊn stato. Mçi r·nh cña lâi thÐp ®­îc ®Æt mét thanh dÉn b»ng ®ång hoÆc nh«m vµ ®­îc nèi t¾t l¹i ë hai ®Çu b»ng hai vßng ng¾n m¹ch ®ång hoÆc nh«m lµm thµnh mét c¸i lång, ng­êi ta gäi ®ã lµ lång sãc. D©y quÊn kiÓu r«to lång sãc kh«ng cÇn c¸ch ®iÖn víi lâi thÐp. Víi lo¹i r«to kiÓu lång sãc th× ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha kiÓu lång sãc ®­îc kÝ hiÖu : H×nh 1.2: CÊu t¹o r«to c) Khe hë : Khe hë trong ®éng c¬ kh«ng ®éng bé rÊt nhá tõ 0.2mm ®Õn 1 mm do ®ã d©y quÊn r«to lµ mét khèi trßn ®Òu. 1.3. Các lượng định mức Máy điện không đồng bộ có các trị số định mức đặc trưng cho điều kiện kỹ thuật mở máy. Các chỉ số này do nhà máy thiết kế, ché tạo quy định và được ghi trên nhã máy. Vì máy điện không đồng bộ chủ yếu làm việc ở chế độ động cơ điện nên trên nhãn máy ghi các trị số định mức của động cơ điện. Khi tải định mức các trị số đó thường bao gồm: công suất định mức ở trên đầu trục Pđm (kW hay W), dòng điện dây định mức Idm (A), điện áp dây định mức Udm (V), cách đấu dây (Y hay Δ) tốc độ quay định mức nđm ( vg/ph ), hiệu suất định mức ηđm và hệ số công suất định mức cosjđm,… 1.4. Công dụng của máy điện không đồng bộ Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều chủ yếu làm động cơ điện. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu quả cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ là loại máy được dùng rộng rai nhất trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kW. Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động cho máy cán thep loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nặng v.v...trong hầm mỏ dùng làm máy tời hoặc quạt gió. Trong nông nghiệp dùng để làm máy bơm hoắc máy gia công nông sản phẩm. Trong dời sống hàng ngày máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm vị trí quan trọng: quạt gió, máy quang điện, động cơ trong tủ lạnh. Tóm lại theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và sinh hoạt hàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi. Tuy vậy máy điện không đồng bộ có những nhược điểm sau: cosj của máy thường không cao và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên được ứng dụng của máy điện không đồng bộ có phần bị hạn chế. Máy điện không động bộ có thể dùng làm máy phát điện nhưng đặc tính không tốt so với máy phát điện đồng bộ nên chỉ trong một số trường hợp nào đó cấp nguồn điện phụ tạm thời thì nó cũng có một ý nghĩa quan trọng. 1.5 . §Æc ®iÓm cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé - CÊu t¹o ®¬n gi¶n - Gi¶i c«ng suÊt réng tõ nhá cho ®Õn trung b×nh vµ lín - §Êu trùc tiÕp ®­îc vµo l­íi ®iÖn xoay chiÒu ba pha - Tèc ®é quay cña r«to nhá h¬n tèc ®é tõ tr­êng quay cña stato n<n1 Trong ®ã : n : lµ tèc ®é quay cña r«to n1 : lµ tèc ®é tõ tr­êng quay cña stato (tèc ®é kh«ng ®ång bé cña ®éng c¬) 1.6. Nguyªn lý ho¹t ®éng Khi ta cho dßng ®iÖn ba pha tÇn sè f vµo ba d©y quÊn stato, sÏ t¹o ra tõ tr­êng quay p ®«i cùc quay víi tèc ®é lµ , = tõ tr­êng quay c¾t c¸c thanh dÉn cña d©y quÊn r«to, c¶m øng c¸c søc ®iÖn ®éng v× d©y quÊn r«to nèi ng¾n m¹ch nªn søc ®iÖn ®éng c¶m øng sÏ sinh ra dßng trong c¸c thanh dÉn r«to. Lùc t¸c dông t­¬ng hç gi÷a tõ tr­êng quay cña m¸y víi thanh dÉn mang dßng ®iÖn r«to, kÐo r«to quay cïng chiÒu quay tõ tr­êng víi tèc ®é n. §Ó minh ho¹, trªn h×nh 1.3 tõ tr­êng quay tèc ®é n1 chiÒu søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn c¶m øng trong thanh dÉn r«to, chiÒu c¸c lùc ®iÖn tõ F®t H×nh 1.3: Qu¸ trình tạo mômen của đông cơ không đồng bộ Khi x¸c ®Þnh chiÒu søc ®iÖn ®éng c¶m øng theo quy t¾c bµn tay ph¶i, ta c¨n cø vµo chiÒu chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña thanh dÉn víi tõ tr­êng. NÕu coi tõ tr­êng ®øng yªn, th× chiÒu chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña thanh dÉn ng­îc chiÒu n1, tõ ®ã ta ¸p dông bµn tay ph¶i, x¸c ®Þnh chiÒu søc ®iÖn ®éng nh­ h×nh vÏ (dÊu chØ chiÒu ®i tõ ngoµi vµo trang giÊy ). ChiÒu ®iÖn tõ x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i trïng víi chiÒu quay n1. Tèc ®é n cña m¸y nhá h¬n tèc ®é tõ tr­êng quay n1 v× nÕu tèc ®é b»ng nhau th× kh«ng cã sù chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi trong d©y quÊn r«to kh«ng cã søc ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn c¶m øng, lùc ®iÖn tõ b»ng kh«ng. NÕu tèc ®é tõ tr­êng quay lµ 0 (rad/s) hay n0(vßng /phót) th× tèc ®é quay cña phÇn c¶m ( hay n) lu«n nhá h¬n(<0;n<n0).sai lÖch t­¬ng ®èi gi÷ hai tèc ®é lµ ®é tr­ît S S = (1-1) Tõ ®ã : (1-S) hay n = n0(1-S) Víi ; (1-2) Trong ®ã : - n: lµ tèc ®é cña r«to - f1: lµ tÇn sè dßng ®iÖn l­íi - p:sè ®«i cùc - n0: Tèc ®é quay cña tõ tr­êng quay (tèc ®é ®ång bé cña ®éng c¬ ) Tèc ®é0 (rad/s) hay n0(vßng /phót) lµ tèc ®é lín nhÊt mµ r«to cã thÓ ®¹t ®­îc nÕu kh«ng cã lùc c¶n nµo. Tèc ®é nµy gäi lµ tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng hay tèc ®é ®ång bé ë chÕ ®é ®éng c¬, ®é tr­ît S cã gi¸ trÞ 0 S Dßng ®iÖn c¶m øng trong cuén d©y phÇn øng ë r«to còng lµ dßng ®iÖn xoay chiÒu víi tÇn sè x¸c ®Þnh bëi tèc ®é t­¬ng ®èi cña r«to ®èi víi tõ tr­êng quay (1-3) §éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé nhËn n¨ng l­îng ®iÖn tõ l­íi ®iÖn, nhê tõ tr­êng quay ®iÖn n¨ng ®· ®­îc biÕn thµnh c¬ n¨ng. §å thÞ qu¸ tr×nh n¨ng l­îng ®­îc vÏ trªn h×nh 1.4 khi sè pha stato m1 = 3 ta cã: P1 c«ng suÊt ®iÖn ®éng c¬ tiªu thô cña l­íi ®iÖn : P1= 3.U1.I1.cos Trong ®ã : U1:®iÖn ¸p pha I1: dßng ®iÖn pha H×nh 1.4: §å thÞ qu¸ tr×nh n¨ng l­îng Pdt : c«ng suÊt ®iÖn tõ : (1-3) Pc¬ : Lµ c«ng suÊt trªn trôc: (1-4) P2 :c«ng suÊt h÷u Ých trªn trôc ®éng c¬ : P2 = Pc¬ - Pcf (1-5) HiÖu suÊt cña ®éng c¬ : (1-6) P :lµ tæng c«ng suÊt hao tæn trong m¸y: (1-7) Pst1: Tæn hao s¾t tõ trong lâi thÐp stato do dßng ®iÖn xo¸y vµ tõ trÔ : Pdt : Tæn hao ®iÖn trë d©y quÊn stato: Pdt = 3.R1.I12 (1-8) Pd2 : Tæn hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn r«to Pd2 = 3.R’2.I’22 = m2.R2.I22 (1-9) Tæn hao s¾t tõ trong lâi thÐp r«to nhá ( cã thÓ bá qua ) v× tÇn sè dßng ®iÖn r«to nhá. Th«ng th­êng ng­êi ta x¸c ®Þnh gÇn ®óng hiÖu suÊt nh­ sau : (1-10) Trong ®ã: kt = I1/I1®m hÖ sè t¶i P0 = Pst1 + Pef tæn hao kh«ng t¶i Pn : Lµ tæn hao trªn ®iÖn trë d©y quÊn stato vµ r«to khi dßng ®iÖn b»ng ®Þnh møc. HiÖu suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé kho¶ng (0,75 0,95). ë chÕ ®é ®éng c¬ ®iÖn m«men ®iÖn tõ ®ãng vai trß m«men quay ,®­îc tÝnh lµ: (1-11) Mµ c«ng suÊt ®iÖn tõ : (1-12) TÇn sè gãc cña tõ tr­êng Khi ®ã dßng ®iÖn I2 ®­îc tÝnh lµ : (1-13) => (1-14) NÕu thay ta cã mèi quan hÖ n = f(M). §ã lµ ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé. Ch­¬ng 2 C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh më m¸y VÀ HÃM ĐỘNG CƠ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn 2.1. Lý luËn chung vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng kh«ng ®ång bé 2.1.1 Kh¸i niÖm chung. §éng c¬ kh«ng ®ång bé ®­îc sö dông nhiÒu. Tuy nhiªn tr­íc ®©y c¸c hÖ thèng truyÒn ®éng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã ®iÒu chØnh tèc ®é l¹i chiÕm tØ lÖ nhá, ®ã lµ viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã khã kh¨n h¬n ®éng c¬ mét chiÒu. Trong thêi gian gÇn ®©y do ph¸t triÓn c«ng nghiÖp chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vµ ®iÖn tö tin häc ®éng c¬ kh«ng ®ång bé míi ®­îc khai th¸c c¸c ­u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng tiristor ®éng c¬ mét chiÒu, ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ®­îc cÊu t¹o ®¬n gi¶n, phÇn c¶m øng vµ phÇn kh«ng t¸ch ®Æc biÖt tõ th«ng ®éng c¬ còng nh­ m«men ®éng c¬ sinh ra phô thuéc vµo nhiÒu tham sè. Do vËy hÖ ®iÒu chØnh ®éng c¬ kh«ng ®ång bé lµ hÖ ®iÒu chØnh nhiÒu tham sè cã phi tuyÕn m¹nh. 2.1.2 Nh÷ng yÕu tè ¶nh h­ëng tíi tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé trong qu¸ tr×nh lµm viÖc 1. ¶nh h­ëng cña sù suy gi¶m ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ Ta cã m«men tíi h¹n vµ tr­ît tíi h¹n lµ: (2-1) (2-2) Trong ®ã: Uf : Gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha stato . m: Sè pha : Tèc ®é cña tõ tr­êng quay. Xn: §iÖn ¸p ng¾n m¹ch. R1: §iÖn trë cña cuén d©y stato. R2 : §iÖn trë r«to ®· quy ®æi vÒ stato tõ hai biÓu thøc (2-1) vµ (2-2) ta thÊy khi ®iÖn ¸p gi¶m th× Sth=const , cßn Mth gi¶m b×nh ph­¬ng lÇn ®é suy gi¶m ®iÖn ¸p H×nh 2-1:§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé khi ®iÖn ¸p gi¶m. 2. ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë vµ ®iÖn ¸p phô m¹ch stato Khi ta nèi thªm ®iÖn trë hoÆc ®iÖn ¸p phô vµo m¹ch stato. Th× =const, Sth gi¶m, Mth gi¶m nªn ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng (h×nh 2-2) ta thÊy khi cÇn t¹o ra ®Æc tÝnh c¬ cã m«men khëi ®éng lµ Mnm th× ®Æc tÝnh víi Xf trong m¹ch cøng h¬n ®Æc tÝnh c¬ víi Rf H×nh 2-2 : §Æc tÝnh c¬ khi nèi Rf hoÆc Xf vµo m¹ch stato 3. ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë m¹ch r«to §èi víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn ng­êi ta th­êng m¾c thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn khëi ®éng hoÆc ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬. Khi ®­a Rf cµng lín th× Sth cµng lín vµ ®é cøng cµng nhá nghÜa lµ ®Æc tÝnh c¬ cµng mÒm, khi ®Æc tÝnh c¬ n»m trong ®o¹n lµm viÖc. a)§Æc tÝnh dßng ®iÖn b)§Æc tÝnh c¬ H×nh 2-3: ¶nh h­ëng cña ®iÖn trë m¹ch r«to ®Õn ®Æc tÝnh c¬ 4. ¶nh h­ëng cña thay ®æi tÇn sè l­íi ®iÖn f1 cÊp cho ®éng c¬ xuÊt ph¸t tõ biÓu thøc: (2-3) Khi thay ®æi tÇn sè th× tèc ®é ®ång bé thay ®æi, ®ång thêi X1,X2 còng thay ®æi () kÐo theo thay ®æi c¶ ®é tr­ît tíi h¹n Sth vµ m«men tíi h¹n Mth (2-4) Khi tÇn sè f1 t¨ng th× Mth gi¶m (®iÖn ¸p gi÷ kh«ng ®æi) do vËy khi tÇn sè f1 gi¶m nÕu gi÷ nguyªn ®iÖn ¸p U1 th× dßng ®iÖn ®éng c¬ t¨ng rÊt lín v× tæng trë ®éng c¬ gi¶m theo tÇn sè. Do vËy khi gi¶m tÇn sè cÇn gi¶m ®iÖn ¸p theo quy luËt nhÊt ®Þnh sao cho ®éng c¬ sinh m«men nh­ trong chÕ ®é ®Þnh møc H×nh 2-4 tr×nh bµy ®Æc tÝnh c¬ khi f1< f®m víi ®iÒu kiÖn tõ th«ng (hoÆc gÇn ®óng ) th× Mth kh«ng ®æi. Trong vïng f1< f1®m m«men tíi h¹n Mth tû lÖ nghÞch víi b×nh ph­¬ng tÇn sè H×nh 2-4: §Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi tÇn sè nguån cung cÊp cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 5. ¶nh h­ëng cña sè ®«i cùc: Khi sè ®«i cùc thay ®æi th× tèc ®é ®ång bé bÞ thay ®æi. Cßn Sth kh«ng phô thuéc vµo P nªn kh«ng thay ®æi, nghÜa lµ ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ gi÷ nguyªn nh­ng khi thay ®æi sè ®«i cùc sÏ ph¶i thay ®æi c¸ch ®Êu d©y ë stato ®éng c¬ nªn mét sè nh­ U1, R1 , X1 cã thÓ thay ®æi do ®ã tuú tõng tr­êng hîp sÏ ¶nh h­ëng kh¸c nhau ®Õn m«men tíi h¹n Mth cña ®éng c¬. H×nh 2-5: a)§Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi sè ®«i cùccña ®éng c¬ K§B Mth = const. b)§Æc tÝnh c¬ khi thay ®æi sè ®«i cùc cña ®éng c¬ K§B P1 =const. 6. ¶nh h­ëng cña sù thay ®æi t¶i: Ta cã biÓu thøc m«men c¶n (2-5) (2-6) H×nh2-6: §Æc tÝnh c¬ Trong ®ã : P2 : c«ng suÊt cã Ých Pc : c«ng suÊt sinh ra trªn trôc ®éng c¬ : hao tæn c¬ : hao tæn Thay vµo (2-5) ta ®­îc Víi n: Tèc ®é quay cña r«to Tõ ®å thÞ (2-6) ta thÊy khi m«men cña Mc t¨ng th× tèc ®é quay cña ®éng c¬ gi¶m hay níi c¸ch kh¸c khi thay ®æi t¶i th× tèc ®é ®éng c¬ sÏ thay ®æi theo . 2.1.3 C¸c chØ tiªu chÊt l­îng khi ®iÒu chØnh tèc ®é quay cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé §iÒu chØnh tèc ®é lµ mét trong nh÷ng néi dung chÝnh cña truyÒn ®éng ®iÖn nh»m ®¸p øng yªu cÇu c«ng nghÖ cña c¸c m¸y s¶n xuÊt. §iÒu chØnh tèc ®é truyÒn ®éng ®iÖn lµ dïng c¸c ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp t¸c ®éng nªn b¶n th©n hÖ théng truyÒn ®éng ®Ó thay ®æi tèc ®é quay cña trôc ®éng c¬. Tèc ®é lµm viÖc cña truyÒn ®éng ®iÖn do yªu cÇu c«ng nghÖ ®­îc gäi lµ tèc ®é ®Æt hay tèc ®é mong muèn. Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, tèc ®é cña ®éng c¬ th­êng bÞ biÐn ®æi do t¶i cña nguån vµ do ®ã g©y ra sai lÖch tèc ®é ®Æt vµ tèc ®é ®Æt 1. Sai sè tèc ®é Sai sè tèc ®é lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho ®é chÝnh x¸c duy tr× tåc ®é ®¹t vµ th­êng tÝnh theo phÇn tr¨m. (2-8) Trong ®ã : T«c ®é ®Æt : Tèc ®é lµm viÖc 2. §é tr¬n cña ®iÒu chØnh tèc ®é §é tr¬n cña ®iÒu chØnh tèc ®é ®­îc ®Þnh nghÜa (2 -9) Trong ®ã: : Gi¸ trÞ tèc ®é ®¹t ®­îc ë cÊp i : Gi¸ trÞ tèc ®é ®¹t ®­îc ë cÊp kÕ tiÕp i+1 Tõ chØ tiªu ®é tr¬n cña ®iiªï chØnh tèc ®é ta co thÓ ph©n lo¹i hÖ ®iÒu chØnh v« cÊp (2-10) Tøc lµ hÖ truyÒn ®éng cã thÓ lµm viÖc æn ®Þnh ë mäi gi¸ trÞ trong suÊt d¶i ®iÒu chØnh. HÖ ®iÒu chØnh v« cÊp khi nã chØ cã thÓ lµm viÖc ë mét sè gi¸ trÞ cña tèc ®é trong gi¶i ®iÒu chØnh. 3 . D¶i ®iÒu chØnh tèc ®é D¶i ®iÒu chØnh hay ph¹m vi ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña tèc ®é lµm viÖc øng víi m«men t¶i ®· cho (2-11) Gi¸ trÞ tèc ®é cùc ®¹i bÞ h¹n chÕ bëi ®é bÒn c¬ häc cña ®éng c¬ víi ®éng c¬ mét chiÒu nã cßn bÞ h¹n chÕ bëi kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch cña vµnh gãp .Gi¸ trÞ tèc ®é nhá nhÊt bÞ chÆn d­íi bëi yªu cÇu vÒ m«men khëi ®éng, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ sai sè tèc ®é l¸m viÖc cho khÐp. 4. Sù phï hîp gi÷a ®Æc ®iÓm ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh t¶i Víi c¸c ®éng c¬ mét chiÒu vµ xoay chiÒu th× chÕ ®é tèi ­u th­êng lµ chÕ ®é ®Þnh møc cña ®éng c¬. §Ó sö dông tèt ®éng c¬ khi ®iÒu chØnh tèc ®é cÇn l­u ý ®Õn c¸c chØ tiªu nh­: Dßng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng v­ît qu¸ dßng ®iÖn ®Þnh møc ®¶m b¶o kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ m«men (trong thêi gian ng¾n ) ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ æn ®Þnh tÜnh khi cã nhiÔu trong toµn gi¶i ®iÒu chØnh. V× vËy khi thiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ ®iÒu chØnh tèc ®é ng­êi ta th­êng h¹n chÕ truyÒn ®éng còng nh­ ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh sao cho ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña hÖ b¸m s¸t yªu cÇu ®Æc tÝnh cña t¶i. NÕu ®¶m b¶o ®­îc ®iÒu kiÖn nµy th× tæn thÊt trong qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn sÏ nhá nhÊt. 5.Tæn thÊt n¨ng l­îng khi ®iÒu chØnh §Ó tÝnh ®­îc dù ®o¸n tæn thÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt k× ,chØ cÇn x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ cña c¸c tæn thÊt trong hÖ thèng ë mét chÕ ®é lµm viÖc x¸c ®Þnh (th­êng chän chÕ ®é lµm viÖc ®Þnh møc ) sau ®ã cã thÓ x¸c ®Þnh tæn thÊt ë c¸c d¶i ®iÒu chØnh hay ph¹m vi ®iÒu chØnh lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ lín nhÊt vµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña tèc ®é lµm viÖc øng víi m«men t¶i ®· cho (2-12) Gi¸ trÞ tèc ®é cùc ®¹i bÞ h¹n chÕ bëi ®é bÒn c¬ häc cña ®éng c¬ víi ®éng c¬ mét chiÒu nã cßn bÞ h¹n chÕ bëi kh¶ n¨ng chuyÓn m¹ch cña vµnh gãp. Gi¸ trÞ tèc ®é nhá nhÊt bÞ chÆn d­íi bëi yªu cÇu vÒ m«men khëi ®éng, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, vÒ sai sè tèc ®é lµm viÖc cho phÐp. §Ó tÝnh to¸n ®­îc dù ®o¸n tæn thÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc bÊt k×, chØ cÇn x¸c ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ cña c¸c tæn thÊt trong hÖ thèng ë mét chÕ lµm viÖc x¸c ®Þnh (th­êng chän chÕ ®é ®Þnh møc ) sau cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc tæn thÊt ë c¸c chÕ ®é kh¸c theo ph­¬ng ph¸p tÝnh ®æi. D­íi ®©y m« t¶ nguyªn t¾c tÝnh to¸n tæn thÊt cña m¸y ®iÖn quay. Tæn thÊt nhiÖt trªn d©y quÊn Tæn thÊt trong m¹ch tõ: Do tõ trÔ Do dßng xo¸y Cã thÓ dïng c«ng thøc kinh nghiÖm, gÇn ®óng coi tæn thÊt trong m¹ch tõ lµ nh­ nhau Tæn thÊt c¬ häc do chuyÓn ®éng vµ qu¹t giã tû lÖ víi tæn thÊt do ma s¸t tû lÖ víi. Nãi chung tæn thÊt c¬ häc lµ hµm sè cña tèc ®é quay c¬ ë mçi phÇn cña m¹ch lùc l¹i cã thÓ chia tæn thÊt thµnh hai lo¹i + Tæn thÊt kh«ng ®æi +Tæn thÊt biÕn ®æi phô thuéc vµo b×nh ph­¬ng dßng ®iÖn VÝ dô : TÝnh tæn thÊt cña ®éng c¬ ®iÖn lµm viÖc t¹i ®iÓm A trªn ®Æc tÝnh c¬ (2-13) Tæn thÊt cña ®éng c¬ khi lµm viÖc t¹i ®iÓm A lµ (2-14) Chän k=1 víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu víi ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu R1: §iÖn trë d©y quÊn stato R’2:§iÖn trë d©y quÊn r«to ®· quy ®æi vÒ stato Khi thay ®æi tèc ®é tõ gi¸ trÞ ®Õn gi¸ trÞ trong kho¶ng thêi gian tõ t1 ®Õn t2 th× cã thÓ tÝnh ®­îc tæn thÊt n¨ng l­îng tõ ph­¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña hÖ thèng . (2-15) Trong ®ã tæn thÊt nhiÖt kh«ng phô thuéc vµo d¹ng ®Æc tÝnh c¬ mµ chØ phô thuéc vµo gi¸ trÞ tèc ®é ®Êu cuèi . (2-16) Cßn tæn thÊt c¬ häc trªn t¶i lµ: (2-17) 2.2 . C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh qu¸ tr×nh më m¸y Më m¸y: khi ®ãng ®iÖn trùc tiÕp vµo stato ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha r«to d©y quÊn ®Ó khi më m¸y th× tho¹t ®Çu r«to ch­a quay, ®é tr­ît lín (S=1). NÕu suÊt ®iÖn ®éng vµ dßng ®iÖn c¶m øng lín: Imm=(58)I®m, dßng ®iÖn nµy