Giáo trình Máy điện - Phần 6

Chia sẻ: Vũ Văn Nghĩa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

170
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình mở máy của động cơ là quá trình kể từ lúc đóng mạch đặt điện áp vào đô ̣ng cơ ( đô ̣ng cơ còn đứng yên n = 0) tới lúc đô ̣ng cơ làm viê ̣c với tố c đô ̣ quay ổn định. (n = 0 nđm) Trong quá trình mở máy đô ̣ng cơ điê ̣n , moment mở máy là đă ̣c tính chủ yế u nhấ t trong những đă ̣c tinh mở máy của đô ̣ng cơ điê ̣n . Để cho máy quay đươ ̣c thì M mm ́...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Máy điện - Phần 6

Giáo trình Máy điện §2.13 QUÁ TRÌNH MỞ MÁY ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ : Quá trình mở máy của động cơ là quá trình kể từ lúc đóng mạch đặt điện áp vào đô ̣ng cơ ( đô ̣ng cơ còn đứng yên n = 0) tới lúc đô ̣ng cơ làm viê ̣c với tố c đô ̣ quay ổn định. (n = 0  nđm) Trong quá trình mở máy đô ̣ng cơ điê ̣n , moment mở máy là đă ̣c tính chủ yế u nhấ t trong những đă ̣c tinh mở máy của đô ̣ng cơ điê ̣n . Để cho máy quay đươ ̣c thì M mm ́ phải lớn hơn moment tải tĩnh và moment ma sát tĩnh . MĐ : moment đô ̣ng cơ Mđl = MĐ - MC MC : moment tải Mđl : moment đô ̣ng lực d Mđl = j. >0 dt GD 2 J= : hằ ng số quán tính G : khố i lươ ̣ng rotor. 4g D : đường kinh rotor ́ g = 10m/s2 gia tố c tro ̣ng trường.  : tố c đô ̣ góc rotor.  Khi mở máy : s = 1 U1 I mm   (4  7)I ñm 2 (r1  r' 2 )  (x 1  x' 2 ) 2 2 m 1 .p.U 1 .r' 2 M mm   2f1 r1  r' 2   (x 1  x' 2 ) 2 2  Dòng điện mở máy quá lớn không những làm cho bản thân máy bị nóng mà còn gây su ̣t áp lớn trên lưới điê ̣n ảnh hưởng tới thiế t bi ̣khá c làm viê ̣c trên cùng lưới điê ̣n. Do vâ ̣y phải ha ̣n chế dòng mở máy .  Yêu cầ u khi mở máy : Dòng điện mở máy phải hạn chế đến mức thấp nhất . Moment mở máy phải đủ lớn để đảm bảo M đl> 0 để tiến hành tăng tốc. Thời gian mở máy ngắn. Tổ n hao trong quá trinh mở máy phải đươ ̣c ha ̣n chế ở mức thấ p nhấ t . ̀ Thiế t bi ̣và phương pháp mở máy phải đơn giản – vâ ̣n hành chắ c chắ n . §2.14 CÁC PHƢƠNG PHÁP MỞ MÁY: 2.14.1 Động cơ rotor lồng sóc: Trang 23
Giáo trình Máy điện a) Phương pháp mở máy trực tiế p: Đây là phương pháp mở máy đơn giản Dùng trong trường hợp công suất của nguồn cung cấp lớn hơn nhiều so với công suấ t của đô ̣ng cơ hoă ̣c mở máy không tải . L1 L2 L3 L1 L2 L3 CB D M K RN K M 3 K RN U V W M 3 Lúc mới đóng điện dòng mở máy lớn , tố c đô ̣ đô ̣ng cơ tăng dầ n thì dòng mở máy giảm xuống. Khi tố c đô ̣ ổ n đinh thì dòng điê ̣n ở la ̣i tri ̣số bình thường. ̣ b) Khởi động bằ ng cách giảm điê ̣n áp (khở i động gián tiế p qua điê ̣n trở , cuộn kháng, biế n áp, đổ i nố i sao – tam giác ) : Mục đích của các phương pháp này là giảm dòng mở máy . Nhưng vì M mm tỉ lệ với U2 nên khi U giảm thì M mm giảm khá nhiều. U giảm k lầ n thì M mm giảm k2 lầ n. (a) Dùng cuộn kháng nố i với mạch điê ̣n stator: Mở máy : đóng CD1, đô ̣ng cơ đươ ̣c khởi đô ̣ng qua cuô ̣n kháng . Khi mở máy xong đóng CD 2, điê ̣n kháng bi ̣nố i ngắ n ma ̣ch , dòng mở máy giảm k lần , Mmm giảm k2 lầ n. A B C A B C CD1 K2 CD2 CK K3 BA Trang 24 K1 M M 3 3
Giáo trình Máy điện (b) Dùng biến áp tự ngẫu: Dòng mở máy giảm k 2 lầ n, Mmm giảm k2 lầ n. Thứ tự đóng ma ̣ch biế n áp :  Đóng k1 để nối sao các cuộn MBA.  Đóng k 2 đô ̣ng cơ đươ ̣c cung cấ p điê ̣n áp đã ha ̣ áp . Thay đổ i vi ̣trí con cha ̣y để cho lúc mở máy điện áp đặt vào động cơ nhỏ sau đó tăng dần lên (70- 80)%Uđm.  Sau khi đô ̣ng cơ quay ổ n đinh, ngắ t k1 đóng k3 đưa Uđm vào động cơ. ̣ (c) Dùng phương pháp đổi nối Y -  : Phương pháp này chỉ dùng cho đô ̣ng cơ khi làm viê ̣c binh thường , dây quấ n stator ̀ đấ u hinh , điê ̣n áp pha bằ ng điê ̣n áp dây của lưới . ̀ Gọi Zf : tổ ng trở pha. Ul : điê ̣n áp của lưới điê ̣n. Khi mở máy đấ u Y : Ul = 3 UfY , IfY = IdY Ul IdY = IfY = 3Z f Ul Khi mở máy đấ u  : Ul = UfY , Id = 3 If = 3 Zf I dY Ul Z 1 I Do vâ ̣y  . f  => IdY = d . I d 3Z f 3U l 3 3 Vâ ̣y : dòng giảm đi 3 lầ n , áp giảm 3 , Mmm giảm ( 3 )2 = 3 lầ n. Đây là phương pháp đơn giản nên đươ ̣c dùng nhiề u . A B C CD1 Trang 25 B A C
Giáo trình Máy điện 2.14.2 Động cơ rotor dây quấ n: U UÙ I mm  (r1  r' 2  R' p ) 2  (X1  X' 2 ) 2 2 m 1 PU1 (r' 2  R' P ) Mmm = 2f1 [( r1  r' 2  R' P ) 2  (X1  X' 2 ) 2 ] Giảm I mm nhưng Mmm tăng lên . Đó là ưu điể m lớn của đô ̣ng cơ rotor dây quấ n so với rotor lồ ng sóc. A B C Vì vậy những tải cần moment mở máy lớn thì dùng động cơ rotor đây quấn. M 3 Rp §2.15. ĐIỀU CHỈ NH TÔC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐÔNG BỘ 3 PHA: ́ ̀ Tố c đô ̣ quay của đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ đươ ̣c xác đinh bằ ng biể u thức : ̣ Trang 26
Giáo trình Máy điện 60f1 n = (1 – s) n1 = (1 – s) P Vâ ̣y muố n thay đổ i tố c đô ̣ đô ̣ng cơ không đồ ng bô ̣ ta điề u chỉnh 1 trong 3 yế u tố : s, f, p. 2.15.1 Thay đổ i số cƣc tƣ̀: ̣  Trên ranh stator đă ̣t nhiề u bô ̣ dây có số đôi cực khác nhau ̃ ( đô ̣c lâ ̣p ) bô ̣ này làm việc thì bộ kia hở mạch.  Chế ta ̣o mô ̣t bô ̣ dây có 2 tố c đô ̣ (đổ i nố i các đầ u dây ) tỉ số biến tốc là 2 : 1. Động cơ không đồng bộ muốn tạo ra moment quay trên rotor thì số cực của rotor và của stator phải bằng nhau . Vâ ̣y khi thay đổ i p ở trên stator ta phải thay đổ i p trên rotor. Điề u này khó thực hiê ̣n đố i với đô ̣ng cơ rotor dây quấ n . Ở động cơ không đồ ng bô ̣ rotor lồ ng sóc có khả năng đă ̣t biê ̣t khi cuô ̣n stator chưa đóng điê ̣n áp vào thì rotor là khối lồng sóc chưa cực nhưng khi cuộn stator được đóng U và tạo ra dòng điện thì cuộn rotor sẽ tự động hình thành số đôi cực hoàn toàn phù hơ ̣p số đôi cực stator. Tùy theo tính chất của tải mà chọn kiểu đấu cho phù hợp :  Tải nâng hạ hàng phải đấu kiểu : M = const.  Máy công cụ thì đấu kiểu : P = const.  Động cơ bơm, quạt gió, chân viṭ tàu thủy …. M,P  const. a) M = const: T4  Tố c đô ̣ cao: (YY) A2 X1 Nguồ n T4, T5, T6. T3 A1 T1 Nố i tắ t T1 - T2 - T3. X2 C1 Y2 Z1 Z2 B1 B2  Tố c đô ̣ thấ p: () T2 Y1 T5 C2 T6 Nguồ n T1, T2, T3. Trang 27
Giáo trình Máy điện Phân tích : (1) (2) (3) (4) 2 p1 = 4 N S N S 60 f n11 = = 1500 v/ph. A1 p1 A2 X1 X2 T4 S N S N S N S N A1 A2 X1 X2 2 p2 = 8 T1 60 f n21 = = 750 v/ph. p2 L1 Chứng minh : 2I Đặt : Ud : điê ̣n áp dây nguồ n cung cấ p I I cho đô ̣ng cơ T3 T1 Ud I : dòng điện cho phép đi qua dây dẫn của mỗi pha dây quấ n Upha th :hiê ̣u suấ t đô ̣ng cơ vâ ̣n hàn h tại tốc độ thấp (ứng với 2p2) T2 L2 c : hiê ̣u suấ t đô ̣ng cơ vâ ̣n hành T6 L3 tại tốc độ cao (ứng với 2p1) T5 costh : hê ̣ số công suấ t đô ̣ng cơ tại tốc độ thấp. cosc : hê ̣ số công suấ t đô ̣ng cơ tại tốc độ cao.  Khi vâ ̣n hành tố c đô ̣ cao: đấ u YY nên: Ud  Điê ̣n áp mỗi pha dây quấ n : Upha = 3  Dòng điện mỗi pha (mô ̣t pha có 2 nhánh) là 2I Công suấ t đô ̣ng cơ trên tru ̣c đô ̣ng cơ khi vâ ̣n hành tố c đô ̣ cao là : Trang 28
Giáo trình Máy điện U  P c  3 d .(2I). c . cos c  2 3U d I c . cos c    3  Khi vâ ̣n hành tố c đô ̣ thấ p đấ u :  Điê ̣n áp mỗi pha dây quấ n là : Upha = Ud  Dòng điện qua mỗi pha là: I Pth = 3.Ud.I.th.costh Tỉ số: Pth 3U d I th cos th   . cos th    0,866  th   . cos   Pc 2 3U d I c cos c  c c  Pth   . cos th   0,866  th   . cos   Pc  c c   Gọi Mc là moment động cơ ở tốc độ cao. Mth là moment đô ̣ng cơ ở tố c đô ̣ thấ p . Pc Ta có: Mc  2n c Pth M th  2n th Trong đó: nc = 2.nth n M th Pth n c P n01 Mc Vâ ̣y:  .  2 th Mc Pc n th Pc n02 M th   . cos th   3 th   . cos   Mc  c c  M 0 Theo mô ̣t số tài liê ̣u thiế t kế : M = const  th . cos th  0,7  c . cos c Pth M th  0,6 &  1,2 Pc Mc Tóm lại: với sơ đồ YY nhanh,  châ ̣m :  Tại tốc độ thấp công suất đạt khoảng 0,6 lầ n công suấ t khi vâ ̣n hành tố c đô ̣ cao. Trang 29
Giáo trình Máy điện  Tại tốc độ thấp Mth đa ̣t 1,2 lầ n Mc (xem gầ n như không đổ i ) b) Trường hợp P = const:  Tố c đô ̣ cao: . Nguồ n T4, T5, T6  Tố c đô ̣ thấ p: YY: Nguồ n T1, T2, T3 Nố i tắ t T4 – T5 – T6. T4 T4 C2 A1 T3 T1 I Z2 X1 T3 T1 Z1 Ud = U p X2 C1 A2 B2 Y2 B 1 Y1 T5 T6 T6 T2 T5 T2  Khi đấ u : Upha = Ud , dòng điện qua mỗi pha là I. Công suấ t trên tru ̣c đô ̣ng cơ ở tố c đô ̣ cao: Pc = 3 Ud I cosc c  Khi đấ uYY: Ud U ph  ; dòng điện mỗi pha 2I Ud 3 I 2I U  Pth = 3  d  (2I)costhth   I  3 = 2 3 UdIcosthth Pth 2 3U d I cos th th   1,15.0,7  0,8 Pc 3U d I cos c c n Mc n01  n02 YY Trang 30 M 0
Giáo trình Máy điện M th P Tương tự:  2 th  0,8.2  1,6 Mc Pc Kế t luâ ̣n: Pth = 0,8 Pc & xem như không đổ i. Mth = 1,6 Mc S N S N A1 A2 X1 X2 T4 T6 N S N S N S N S A1 A2 X1 X2 T1 c) Trường hợp P, M  const. T4  Tố c đô ̣ cao: YY. Nguồ n: T4, T5, T6 A2 X1 Nố i tắ t: T1 – T2 –T3. X2 T1 A1  Tố c đô ̣ thấ p: Y C1 Y2 Nguồ n: T1-T2-T3. T3 Z1 T2 B2 Z2 B 1 n C2 MC Y1 n01 YY T5 T6 n02 Y M 0 Trang 31
Giáo trình Máy điện Ud Up  ; dòng điện mỗi pha I 3 U  Pth = 3  d  (2I)costhth = 2 3 UdIcosthth    3 T4 A2 X1 I A1 X2 T1 T3 Y2 Z1 C1 Z2 B1 B2 T2 Y1 T6 T5 C2 U  Pc = 3  d  (2I) cosc c = 2 3 cosc c    3 Pth 3 cos th th =>   0,5.0,7  0,35 Pc 2 3 cos c c M th P =>  2 th  2.0,35  0,7 Mc Pc Kế t luâ ̣n: Pth = 0,35 Pc Mth = 0,7 Mc  Vẽ sơ đồ dây quấn động cơ 3 pha hai tố c độ Cầ n biế t: - Tổ ng số ranh Z stator ̃ - Số cực 2p1 (tố c đô ̣ cao); 2p2 (tố c đô ̣ thấ p): 2p1 = ½ 2p2 Tính: - Bước dây quấ n : Z y 2p 2 Nố i tiế p tố c đô ̣ thấ p Nố i tiế p tố c đô ̣ cao - Số ranh/pha/: ̃ Z q 3(2p1 ) Song song tố c đô ̣ thấ p Song song tố c đô ̣ cao Trang 32
Giáo trình Máy điện 2.15.2 Thay đổ i tầ n số : 60 f n = (1 – s) n1 = (1 –s) p  Máy phát đồng bộ n 1 tức là f  Dùng biến tần: ngày nay được sử dụng nhiều .  Yêu cầ u bô ̣ biế n tầ n :  Bô ̣ biế n tầ n phải chinh đươ ̣c điê ̣n áp & nguồ n nuôi đô ̣ng cơ KĐB. ̉  Làm sao đa ̣t đươ ̣c moment đô ̣ng cơ không đổ i bấ t chấ p tố c đô ̣ đô ̣ng cơ => cầ n U giữ cho  không đổ i => tỉ số = hằ ng số . f Ta có: M = C. .I.cos = const  = const.  Nguyên lý bô ̣ biế n tầ n : Mạng tần số cố định Được chỉnh lưu, đươ ̣c lo ̣c Chỉnh lưu Lọc Dao đô ̣ng Tầ n số & điê ̣n áp chỉnh được M Lưới nguồ n xoay chiề u 50Hz (1 pha hay 3 pha) đươ ̣c chỉnh lưu, san phẳ ng, sau đó đươ ̣c tách thành 2: biế n tầ n số và điê ̣n áp 3 kiể u biế n tầ n:  Bô ̣ dao đô ̣ng dùng nguồ n dòng (CSI). Động cơ vận hành êm , không sử du ̣ng cho nhiề u đô ̣ng cơ đấ u song song.  Bô ̣ đ iề u biên xung (PAM). Cho nhiề u đô ̣ng cơ đấ u song song , nhưng gây ồn.Bô ̣ điề u rô ̣ng xung (PWM). Êm ,công suấ t ha ̣n chế . 2.15.3 Phƣơng pháp thay đ điên áp: ̣ M Điê ̣n áp giảm k lầ n thì M giảm k 2 lầ n. Nế u Mtải không đổ i thì tố c đô ̣ giảm , hê ̣ số tr ượt tăng từ sa  sb  sc. Uđm Do moment giảm nhiề u nên giảm rõ rê ̣t khả U1 năng quá tải của đô ̣ng cơ , nế u điê ̣n áp thấ p c b a U2 1 0 Trang 33 s sm sc sa sb
Giáo trình Máy điện đến mức moment lớn nhất thấp hơn moment phụ tải  đô ̣ng cơ không quay . Ngày nay người ta dùng bộ chỉnh nấc điện áp (dùng Thyristor ) để thay đổi điện áp nguồ n nuôi cho đô ̣ng cơ. 0 < n < nđm nđm < n < nmax 2.15.4 Phƣơng pháp thay đổ i điên trở phu ̣ trên ma ̣ch rotor: ̣ r' 2 r' 2  r' p   n' = n1 (1 –s') s s' Với moment tải nhấ t đinh , Rp càng lớn thì hệ số tr ượt ở điểm làm việc càng lớn ̣  tố c đô ̣ quay giảm xuố ng. Phương pháp này gây tổ n hao trong biế n trở nên làm giảm hiê ̣u suấ t đô ̣ng cơ , tuy vâ ̣y, nó khá đơn giản , vâ ̣n tố c đươ ̣c điề u chỉnh liên tu ̣c nên đươ ̣c dùng nhiề u trong các động cơ có công suất trung bình r' 2 m 1 I' 2 r' 2 m 1 I' 2 r' 2 Ta có : Pđt = m1I'22 => s  2  2 s Pñt M ñt Trang 34