Đồ án Thiết kế hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto dây quấn bằng phương pháp điện trở xung với van bán dẩn là Thyristor công suất

` LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, lĩnh vực Điện - Điện Tử Tin Học phát triển rất là nhanh chóng, chúng thay đổi trong từng ngày từng giờ. Hiện nay, trong các dây chuyền sản xuất hiện đại, truyền động điện đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Vì vậy các hệ truyền động luôn được quan tâm nghiên cứu để đáp ứng các yêu cầu công nghệ. Và hệ truyền động động cơ không đồng bộ cũng không nằm ngoài phạm vi đó. Do có kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau như: + Trong công nghiệp: dùng làm nguồn lực cho máy cán thép vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ,… + Trong hầm mỏ: dùng làm máy tời hay quạt gió. + Trong nông nghiệp: dùng làm máy bơm hay gia công nông sản. + Trong đời sống hàng ngày: động cơ không đồng bộ chiếm một vị trí quan trọng như: quạt gió, máy quay dĩa, máy bơm nước cỡ nhỏ,… Vì có những ứng dụng rộng rãi như vậy nên việc nghiên cứu, phát triển truyền động động cơ không đồng bộ là việc vô cùng ý nghĩa. Nhờ sự phát triển của công nghệ chế tạo bán dẩn mà các phương pháp điều chỉnh truyền động bằng cơ khí đang được thay thế bằng phương pháp điện. Điều đó mang lại nhiều lợi ích to lớn vì truyền động bằng phương pháp cơ khí đòi hỏi không gian lớn, cần có buồng dập hồ quang, không chắc chắn so với phương pháp truyền động bằng điện. Xuất phát từ vấn đề thực tế trên, đồ án này em sẽ nghiên cứu thiết kế hệ truyền động động cơ không đồng bộ roto dây quấn bằng phương pháp điện trở xung với van bán dẩn là Thyristor công suất, điều khiển động cơ 10 kW – 1460 v/ph. Nội dung của đồ án gồm 5 chương: Chương I : Tổng quan hệ truyền động động cơ không đồng bộ. Chương II : Tổng quan phương pháp điều chỉnh điện trở phụ mạch roto. Chương III : Tính chọn mạch động lực. Chương IV : Tính chọn mạch điều khiển. Chương V : Đánh giá chất lượng của hệ. Dưới sự hướng dẩn trực tiếp của thầy Trương Minh Tấn sau một thời gian em đã hoàn thành đồ án này đúng thời hạn. Nhưng vì khả năng và thời gian có hạn nên đồ án này vẩn còn nhiều sai sót, rất mong sự góp ý và chỉ bảo của quí thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trương Minh tấn ,người đã trực tiếp hướng dẩn em, đã tạo điều kiện thuận lợi cũng như giúp đỡ em hoàn thành đồ án này đúng thời gian qui định. Quy nhơn, Ngày 23 tháng 06 năm 2009. Sinh viên Ngô Trung Thành CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Trong thời gian gần đây, lĩnh vực truyền động điện phát triển rất mạnh mẽ. Nhiều hệ truyền động mới ra đời đã đáp ứng được yêu cầu công nghệ kỹ thuật cao. Như chúng ta đã biết động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB) được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, nó chiếm tỉ lệ rất lớn so với các loại động cơ khác. Có được như vậy là vì ĐCKĐB có kết cấu đơn giản, dể chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha. Tuy nhiên vì việc điều chỉnh tốc độ khó hơn các động cơ một chiều nên hệ truyền động ĐCKĐB rất ít. Thời gian gần đây do sự phát triển công nghiệp chế tạo bán dẩn công suất và kỹ thuật điện tử tin học. ĐCKĐB mới được khai thác các ưu điểm của nó. Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh với hệ truyền động thyristor - Động cơ một chiều. Khác với động cơ một chiều, ĐCKĐB được cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt. Từ thông và mômen phụ thuộc vào nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện ĐCKĐB là hệ điều chỉnh tham số có tính phi tuyến mạnh. Trước khi đi sâu vào nghiên cứu ta phải biết rõ các khái niệm về hệ truyền động điện. I.1. Khái niệm cơ bản về truyền động điện: I.1.1. Cấu trúc chung và phân loại: Cấu trúc chung: Gồm 2 phần chính. Phần lực: là bộ biến đổi và động cơ truyền động. + Bộ biến đổi thường dùng là bộ biến đổi máy điện (máy phát một chiều, xoay chiều), bộ biến đổi điện từ (khếch đại từ, cuộn kháng bão hoà), bộ biến đổi điện tử (chỉnh lưu Thyristor, biến tần Tranzitor, Thyristor). + Động cơ điện như: động cơ một chiều, xoay chiều đồng bộ, không đồng bộ, …. Phần điều khiển: Gồm các cơ cấu đo lường, các bộ điều chỉnh tham số và công nghệ, thiết bị điều khiển và đóng cắt.Đồng thời một số hệ truyền động có khả ngăng ghép nói với các thiết bị tự động khác Phân loại: Có 2 loại như sau: + Truyền động không điều chỉnh: Thường động cơ nối trực tiếp với lưới điện quay máy sản xuất với một tốc độ nhất định. + Truyền động có điều chỉnh: Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ mà có truyền động điều chỉnh tốc độ, mômen, lực kéo và vị trí.Trong cấu trúc hệ truyền động có điều chỉnh có thể là truyền động nhiều động cơ. BBĐ ĐC MSX R RT K KT GN VH Hình1.1: Mô tả cấu trúc chung của hệ truyền động Trong đó: + BBĐ: Bộ biến đổi + ĐC : Động cơ truyền động. + MSX: Máy sản xuất. + R : Các bộ điều chỉnh + K : Các bộ đóng cắt. + RT : Bộ điều chỉnh công nghệ. + KT : Bộ đóng cắt phục vụ công nghệ + VH : Người vận hành. + GN : Mạch nối ghép. I.1.2. Đặc tính cơ của động cơ điện: Là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen của động cơ. Đặc tính cơ tự nhiên: biểu hiện động cơ vận hành ở chế độ định mức trên đặc tính cơ tự nhiên có điểm làm việc định mức có giá trị: Mđm và wđm. Đặc tính cơ nhân tạo: là khi tham số nguồn thay đổi hoặc nối thêm điện trở, điện kháng vào động cơ. Để đánh giá và so sánh các đặc tính cơ, khái niệm độ cứng đặc tính cơ: + b : nhỏ - Đặc tính cơ mềm (đường 1) + b : lớn - Đặc tính cơ cứng (đường 2) + b ® vô cùng: Đặc tính cơ tuyệt đối cứng (đường 3) Hình 1.2: Độ cứng đặc tính cơ. w M DM Dw2 Dw1 0 2 1 3 Truyền động có đặc tính cơ cứng tốc độ thay đổi rất ít khi mômen biến biến đổi lớn. Truyền động có đặc tính cơ mềm tộc độ giảm nhiều khi mômen tăng. Được biểu diển như hình 1.2 I.1.3. Đặc tính cơ của máy sản xuất: Có dạng: Trong đó: + Mco: Mômen ứng với tốc độ w = 0. + Mđm: Mômen ứng với tốc độ định mức w = wđm + Mc : Mômen ứng với tốc độ w Khi a = 0 thì Mc = Mddm = const: loại này có ở cơ cấu nâng hạ, băng tải, cơ cấu ăn dao máy cắt gọt (đường 1). Khi a = 1: có ở máy phát một chiều tải thuần trở, ít gặp (đường 2). Khi a = 2: mômen tỉ lệ bậc hai với tốc độ, là đặc tính của các máy bơm , quạt gió (đường 3). Khi a = -1: Mômen tỉ lệ nghịch với tốc độ, có ở các cơ cấu máy cuốn dây, cuốn giấy, các truyền động quay trục chính máy cắt gọt kim loại (đường 4). 1 3 2 4 wcđm 0 MCĐ Mcđm w M Hình 1.3. Dạng đặc tính cơ của một số máy sản xuất Ngoài ra một số cơ cấu của các máy còn có đặc tính khác như: Mô men phụ thuộc vào góc quay, mô men phụ thuộc vào đường đi, mô men phụ thuộc vào số vòng quay, mô men phụ thuộc vào thời gian,… Hình dạng cụ thể được biểu diển trên hình 1.3. I.1.4.Trạng thái làm việc của truyền động điện: Trong hệ truyền động điện, bao giờ cũng có quá trình biến đổi năng lượng điện - cơ. Chính quá trình này quyết định trạng thái làm việc của truyền động điện. Định nghĩa: + Dòng công suất Pđ có giá trị dương nếu nó truyền từ nguồn đến động cơ và từ động cơ biến đổi công suất điện thành công suất cơ cho máy sản xuất. Công suất cơ này có giá trị dương nếu như mômen động cơ sinh ra cùng chiều với tốc độ quay. + Dòng công suất có giá trị âm nếu nó có chiều ngược lại. + Mômen của máy sản xuất gọi là mômen cản. Dấu âm, dương ngược lại với dấu mômen của động cơ. Phương trình cân bằng công suất của hệ truyền động: Trong đó: + Pđ : Công suất điện. + Pc : Công suất cơ. + DP : Tổn thất công suất. Tuỳ vào biến đổi động năng trong hệ mà ta có trạng thái làm việc của động cơ: Có hai trạng thái. + Trạng thái động cơ: gồm chế độ có tải và không tải. + Trạng thái hãm: Gồm: - Hãm tái sinh: Pđ< 0, Pc< 0: Cơ năng biến thành điện năng trả về lưới. - Hãm ngược: Pđ> 0, Pc< 0: Điện năng và cơ năng chuyển thành tổn thất DP. - Hãm động năng: Pđ= 0, Pc< 0: Cơ năng biến thành tổn thất công suất DP. Để dể hiểu và thuận tiện, hai trạng thái hãm và động cơ được biểu diển như hình sau. (I) – Trạng thái động cơ (II) – Trạng thái hãm (III) – Trạng thái động cơ (IV) – Trạng thái hãm Pc = Mđ.w < 0 Pc = Mđ.w > 0 Pc = Mđ.w < 0 Pc = Mđ.w > 0 Hình1.4.Trạng thái làm việc của truyền động điện trên các góc phần tư đặc tính cơ. I.1.5. Phương trình động học của truyền động điện: Phương trình cân bằng năng lượng của hệ truyền động điện. (1) Trong đó: + W: Năng lượng đưa vào động cơ. + Wc: năng lượng tiêu thụ của máy truyền động. + DW: Mức chênh năng lượng giữa năng lượng đưa vào và năng lượng tiêu thụ là động năng của hệ (2) Đạo hàm phương trình (1) và chia hai vế cho w ta có: (3) Trong đó: Phương trình động học tổng quát: (4) Thông thường dJ/dt = 0 nên (4)trở thành: (5) Từ (5) ta thấy: M > Mc thì dw/dt > 0 : Hệ tăng tốc. M < Mc thì dw/dt < 0 : Hệ giảm tốc. M = Mc thì dw/dt = 0 : Hệ làm việc ổn định. I.1.6.Điều kiện ổn định tĩnh của truyền động điện: Như đã biết khi M= Mc thì hệ truyền động làm việc ổn định tĩnh. Điểm làm việc ổn định là giao điểm của hai đặc tính cơ của động cơ và của máy sản xuất. Tuy nhiên không phải với bất kỳ động cơ nào cũng có thể làm việc với các loại loại tải mà nó phải có giao điểm giao nhau đó thoả mản điều kiện ổn định. Để xác định điểm làm việc ta dựa vào phương trình (5) tại giao điểm. Điều kiện ổn định là: Hay: bđc- bc < 0 I.2.Đặc tính cơ điện của động cơ không đồng bộ: I.2.1.Tổng quát: Như đã biết, quan hệ giữa tốc độ và mômen của động cơ gọi là đặc tính cơ của động cơ: w = f(M) hoặc n = f(M). Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sản xuất: wc = f(Mc) hoặc nc = f(Mc). Các biểu thức trên có thể biểu diển ở dạng hàm thuận hoặc hàm ngược ví dụ như: w = f(M) hay M = f(w). Trong kỹ thuật điện để đơn giản trong tính toán hoặc dể dàng so sánh, đánh giá các chế độ làm việc của truyền động điện người ta dùng hệ đơn vị tương đối. Muốn tính đại lượng tương đối ta lấy đại lượng đó chia cho trị số cơ bản của đại lượng đó. Đại lượng cơ bản thường được chọn là: Uđm, Iđm, wđm, Mđm, fđm, Rcb. Đại lượng tương đối ký hiệu có dấu *. Vậy: Tốc độ cơ bản của động cơ không đồng bộ là tốc độ đồng bộ (wo). Trị số điện trở cơ bản: Rcb + Động cơ không đồng bộ: Thông thường điện kháng định mức ở mỗi pha của rôto rất nhỏ so với tổng trở định mức nên có thể coi gần đúng là: R2cb = Z2cb. Khi mạch rôto đấu sao tacó: Trong đó:+ E2nm: sức điện động ngắn mạch + I2dm : dòng điện định mức ở mỗi pha Khi mạch rôto đấu tam giác thì: I.2.2.Phương trình đặc tính cơ: Để thành lập phương trình đặc tính cơ ta sử dụng sơ đồ thay thế một pha như hình vẽ và đưa ra một số giả thuyết sau: I1 Im X’2 R1 X1 I’2 Rm Uf1 Hình 1.5.Sơ đồ thay thế 1 pha của ĐCKĐB Giả thiết: + 3 pha của động cơ là đối xứng. + Các thông số của động cơ không đổi nghĩa là không phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở rôto không phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto, mạch từ không bão hoà nên điện kháng X1, X2 không đổi. + Tổng dẩn mạch từ hoá không thay đổi, dòng điện từ hoá không phụ thuộc tải mà chỉ phụ thuộc điện áp đặt vào stato động cơ. + Bỏ qua các tổn thất ma sát, tổn thất trong lõi thép. + Điện áp lưới hoàn toàn sin và đối xứng ba pha. Trên sơ đồ thay thế ta có: + Uf1: Trị số hiệu dụng điện áp pha stato. + Im, I1, I2’: Các dòng điện từ hoá, dòng stato và dòng rôto đã qui đổi về stato. + Xm , X1d , X2d’: Điện kháng mạch từ hoá, điện kháng tản stato và điện kháng tản rôto qui đổi về stato. + Rm , R1 , R2’: Điện trở mạch từ hoá , cuộn dây stato và cuộn dây rôto đã qui đổi về stato. + s: độ trượt của động cơ. + w1: Tốc độ góc của từ trường quay hay tốc độ đồng bộ. + f1: Tần số của điện áp nguồn đặt vào động cơ. + p: số đôi cực từ của động cơ. + w : Tốc độ góc của động cơ. Từ sơ đồ thay thế ta tính được dòng điện rôto: (6) Trong đó: Xnm = X1d + X2d w s w1 I1 I0 0 F ĐC Rf=0 Rf=0 I1nm + Biểu thức (6) là phương trình đặc tính dòng điện stato và được biểu diển như hình 1.6. Hình 1.6.Đặc tính dòng điện stato của ĐCKĐB + Ta thấy: + Khi w = 0, s = 1 thì I1 = Inm + Khi w = w1, s = 0 thì ta có: Với: + I1nm: Dòng điện ngắn mạch stato + Im : Dòng điện từ hoá có tác dụng tạo ra từ trường quay khi động cơ quay với tốc độ đồng bộ. Dòng điện rôto qui đổi về stato: + Khi w = w1, s = 0 thì I2’ = 0 + Khi w = 0, s = 1 thì: Đặc tính dòng điện được biểu diển như trên hình 1.7 I’2 w s 0 w1 1 I’2nm Rf=0 Hình 1.7.Đặc tính dòng điện rôto của ĐCKĐB Rf = 0 Công suất điện từ chuyển từ stato sang rôto: Trong đó: Mđt: mô men điện từ của động cơ, nếu bỏ qua tổn thất thì Mđt = Mcơ = M Công suất này chia làm hai phần: + Pcơ: Công suất cơ trên trục động cơ. + DP2: Công suất tổn hao đồng trong rôto. Vậy: P12 = Pcơ + DP2 Hay: Mw1 = Mw + DP2 DP2 = M(w1 - w) = Mw1s Mặt khác: DP2 = 3I2’2R2’ nên: (8) Thay (7) vào (8) ta được: (9) (9) là phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ. Đồ thị biểu diển đặc tính cơ như trên hình 1.8. MthF sthF MthĐ 0 sthĐ w1 w = 0 s=1 Hình 1.8.Đồ thị đặc tính cơ của ĐCKĐB Từ (9): dM/ds = 0 ta sẽ được trị số của M và s tại điểm cực trị, ký hiệu Mth, sth mà cụ thể là: (10) Thay (10) vào (9) ta được: (11) Dấu (+) ứng với trạng thái động cơ. Dấu (-) ứng với trạng thái máy phát. Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ có thể biểu diển thuận tiện hơn bằng cách lập tỉ số giữa (9) và (11) ta được: (12) Trong đó: a = R1/R2’ + Đối với động cơ công suất lớn thường R1 rất nhỏ so với Xnm nên có thể bỏ qua R1. Nghĩa là coi R1 = 0 và asth = 0. + Lúc này (12) trở thành: (13) Trong đó: (14) (15) + Trường hợp:- s<< sth thì s/sth » 0 lúc này: Với: ® Trong trường hợp này đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ có giá trị âm và gần như không đổi. - s>>sth thì bỏ qua sth/s lúc này: ® Trong đoạn này độ cứng b dương và giá trị của nó biến đổi. Động cơ không đồng bộ không làm việc trên đặc tính này. I.3.Ảnh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ: I.3.1.Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ Ta thấy các thông số ảnh hưởng đến đặc tính cơ. Ảnh hưởng điện trở , điện kháng mạch stato: bằng việc nối thêm điện trở phụ R1f và X1f vào mạch stato. Ảnh hưởng điện trở mạch rôto: đối với động cơ rô to dây quấn nối thêm điện trở phụ R2f vào mạch stato. Ảnh hưởng của suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ. Ảnh hưởng của thay đổi tần số lưới cấp cho động cơ. I.3.2.Ảnh hưởng của suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ: Khi U1 giảm thì: + Mth giảm bình phương lần độ suy giảm của điện áp. + w1 = const và sth = const. +Ta có đặc tính cơ như hình 1.9 M(N.m) s w w1 Mnm Uđm TN Mc2 Mnm2 Mnm3 Mc1 U2 U3 U1 Hình 1.9.Đặc tính cơ của ĐCKĐB khi giảm điện áp I.3.3.Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng phụ mạch stato: Khi nối thêm điện trở hay điện kháng vào mạch stato thì: + w1 = const. + sth giảm. + Mth giảm. Đặc tính cơ có dạng như hình 1.10. Rf Xf 0 1 s w TN s 0 w1 X1f R1f a) b) c) Hình1.10.Đồ thị đặc tính cơ với Rf và Xf trong mạch stato I.3.4.Ảnh hưởng của số đôi cực p: Để thay đổi số đôi cực ở stato ta thường thay đổi cách đấu dây.Vì và w = w1.(1- s) Nên thay đổi p dẩn đến thay đổi tốc độ động cơ còn sth không phụ thuộc vào p nên không thay đổi, nghĩa là đặc tính cơ vẩn giữ nguyên. Nhưng khi thay đổi số đôi cực sẽ phải thay đổi cách đấu dây ở stato động cơ nên một số thông số như: Uf , R1 , X1 có thể thay đổi và do đó tuỳ từng trường hợp sẽ ảnh hưởng khác nhau đến mômen tới hạn. I.3.5.Ảnh hưởng của điện trở mạch rôto: Đối với động cơ rôto dây quấn thường mắc thêm điện trở phụ vào mạch rô to để hạn chế dòng khởi động hoặc để điều chỉnh tốc độ. Khi đưa R2f vào thì: + w1 = const. + Mth = const. + Khi R2f càng lớn ® sth càng lớn ® b càng nhỏ ® đặc tính cơ càng mềm. Lúc này: Như vậy: R2f ­ thì I2nm’ ¯. Sơ đồ mắc mạch, đặc tính cơ được biểu diển như hình 1.11. Rf Mth 3 2 1 TN wo w M Hình 1.11. Ảnh hưởng của điện trở rô to đến đặc tính cơ I.3.6.Ảnh hưởng của thay đổi tần số lưới điện: Xuất phát từ biểu thức w1 = 2pf/p ta thấy khi thay đổi tần số sẽ làm thay đổi từ trường quay và tốc độ động cơ thay đổi. Khi f1> f1đm từ (15) ta có: (16) Ta thấy Mth ~ 1/f12. Khi f1 < f1đm: Nếu giữ nguyên điện áp U1 thì dòng điện động cơ sẽ tăng rất lớn (vì tổng trở động cơ giảm theo tần số). Do vậy khi giảm tần số cần phải giảm điện áp theo qui luật nhất định sao cho động cơ sinh ra được mômen như trong chế độ định mức. I.4.Khởi động và cách xác định điện trở khởi động: Vấn đề khởi động là một trong những yêu cầu quan trọng của truyền động, với giá trị dòng điện khởi động lớn sẽ không cho phép về mặt chuyển mạch và phát nóng của động cơ cũng như sụt áp trên lưới điện. Đối với động cơ rôto dây quấn để hạn chế dòng khởi động cũng như tăng mômen khởi động ta đưa điện trở phụ vào mạch rôto trong quá trình khởi động sau đó loại dần điện trở phụ theo từng cấp. Sau đây là nguyên lý và đặc tính khởi động: rf1 rf3 rf2 M2 w wo M M1 N 0 s b K a e d c g f h 1k 2k 3k Hình 1.12.Khởi động ĐCKĐB rôto dây quấn bằng cách đưa điện trở phụ vào mạch rôto khi khởi động Quá trình tính toán khởi động như sau: + Dựa vào các thông số của động cơ vẽ đặc tính cơ tự nhiên. + Chọn các trị số của mômen: + Từ M1 và M2 dóng song song với trục tung cắt đặc tính tự nhiên tại a và b, đường này cắt đường song song với trục hoành tại N. Lấy N làm điểm xuất phát của các đặc tính khởi động. Xác định điện trở khởi động: + Ta đã biết: ® + Từ đồ thị ta có: I.5. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ. Cho đến nay, người ta đã nghiên cứu rất nhiều về vấn đề điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ, nhưng nhìn chung thì mỗi phương pháp đều có ưu khuyết điểm riêng của nó và chưa giải quyết được toàn bộ các vấn đề như: Phạm vi điều chỉnh, năng lượng tiêu thụ, độ bằng phẳng khi điều chỉnh, thiết bị sử dụng,…. Mặc dù vậy, nhưng ứng với từng yêu cầu cụ thể thì ta có thể đưa ra các phương pháp điều chỉnh phù hợp, đáp ứng nhu cầu. Từ phương trình [], ta thấy tốc độ của động cơ điện không đồng bộ phụ thuộc vào tần số, số đôi cực và hệ số trượt của động cơ. Như vậy, để diều chỉnh tốc độ của động cơ này ta có thể điều chỉnh các thông số (f, s và p) cũng có thể đáp ứng được một số yêu cầu nhất định. Trong công nghiệp thường sử dụng một số hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ như sau: + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số của nguồn xoay chiều + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực của đông cơ + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào mạch stato + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto + Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi công suất trượt Ps (sơ đồ tầng) I.5.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số : Để thực hiện được phương pháp này, ta dùng bộ biến tần để cung cấp cho động cơ. Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ (1-3). 1. Sơ đồ nguyên lý: Ui;fi Ub;fb Bộ biến tần const var Hình1.13. Sơ đồ điều chỉnh tần số bằng bộ biến tần. Xuất phát từ biểu thức , ta thấy rằng: Tần số f1 của lưới thay đổi sẽ làm cho tốc độ ω0 và ω cũng thay đổi theo, hay tần số f1 của nguồn cấp cho động cơ không đồng bộ quyết định giá trị từ trường quay là tốc độ không tải lý tưởng: hay Do vậy, bằng cách thay đổi tần số nguồn cấp cho phần cảm, ta có thể điều chỉnh tốc độ của động cơ. Để làm được điều này người ta dùng bộ biến tần để cung cấp cho động cơ . Khi thay đổi tần số thì trở kháng động cơ thay đổi, do đó kéo theo từ thông, dòng điện … cũng thay đổi. Cụ thể khi giảm tần số thì nguồn cảm kháng (X1 = 2pf1) giảm làm cho dòng điện tăng lên. Muốn động cơ không bị quá dòng ta cần phải giảm điện áp theo sự giảm tần số. Người ta chứng minh được rằng, khi thay đổi tần số cần phải thay điện áp cấp cho phần cảm theo quy luật nhất định, tức là không bị quá dòng, hay điện áp thay đổi sao cho hệ số quá tải lM = giữ nguyên không đổi thì động cơ sẽ làm việc ở chế độ tối ưu như làm việc với các thông số định mức . Như vậy : Đặc tính của động cơ không đồng bộ khi điều chỉnh tần