Đồ án Thiết kế hệ truyền động bằng bộ biến tần nguồn áp

Trong những năm gần đây những tiến bộ trong khoa học kỹ thuật đ ã đưa lại những ứng dụng lớn lao v ào trong quá trình công nghi ệp hóa hiện đại hoá của mỗi đất nước. Bên cạnh những th ành tựu về mặt thực tiễn th ì những lý thuyết về điều khiển cũng l ần lượt ra đời góp phần không nhỏ trong việc xây dựng các nguyên lý điều khiển tối ưu các hệ thống truyền động trong công nghiệp.l à một nước đang trong quá tr ình xây d ựng nền kinh tế công nghiệp hiện đại với nhiệm vụ hiện nay l à thực hiện thành công quá tr ình công nghi ệp hoá hiện đại hoá, đất nước ta đang ng ày càng đ òi hỏi rất nhiều những ứng dụng manh mẽ các th ành tựu của khoa học kỹ thuật v ào quá trình s ản xuất để đ ưa lại năng suất lao động cao hơn, cạnh tranh được với các n ước trong khu vực v à thế giới. Từ trước đến nay máy doa ngang luôn được sử dụng phổ biến trong các nh à máy xí nghiệp, . Nhưng để đưa ra giải pháp điều khiển giúp tối ưu cho các ch ỉ tiêu ch ất lượng của hệ truyền động ăn dao thì ta c ần quan tâm mấy điểm sau đây: Động cơ không đồng bộba pha thuộc loại động c ơ được sử dụng rộng r ãi hơn động cơ một chiều vì có giá thành r ẻ, vận hành an toàn s ử dụng trực tiếp lưới điện công nghiệp. Mặt khác, do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử công suất và kỹ thuật vi điện tử đ ã tăng khả năng sử dụng động c ơ điện KĐB ba pha ngay cả khi yêu cầu cần điều chỉnh tự động truyền động trong phạm vi rộng có độ chính xác cao mà trư ớc đây phải d ùng động cơ điện một chiều. Mặt khác phương pháp đi ều chỉnh tốc độ ĐCKĐB ba pha rotor lồng sóc bằng cách thay đổi tần số dòng điện stator có ưu điểm nổi bật so với ph ương pháp khác là:  Tốc độ được điều chỉnh trong phạm vi rộng Tiết kiệm về mặt kinh tế Động cơ roto lồng sóc vận h ành một cách tin cậy Do đó ta thiết kế đồ án với hệ truyền động bằng bộ biến tần ngu ồn ápcó các nhiệm vụ chính l à: Giới thiệu về công nghệ của máy doa. Tổng hợp hệ thống( bao gồm tổng hợp mạch v òng tốc độ và mạch vòng dòng điện) Thiết kế mạch điều khiển cho hệ truyền động. Qua một thời gian t ương đối ngắn với số l ượng công việc cũng đ áng kể do đó đồ án này chắc chắn c òn có những thiếu sót, với sự nổ lực của bản thân em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo

pdf63 trang | Chia sẻ: oanhnt | Lượt xem: 1823 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ truyền động bằng bộ biến tần nguồn áp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
§å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Lời mở đầu Trong những năm gần đây những tiến bộ trong khoa học kỹ thuật đ ã đưa lại những ứng dụng lớn lao vào trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hoá của mỗi đất nước. Bên cạnh những thành tựu về mặt thực tiễn th ì những lý thuyết về điều khiển cũng lần lượt ra đời góp phần không nhỏ trong việc xây dựng các nguyên lý điều khiển tối ưu các hệ thống truyền động trong công nghiệp.l à một nước đang trong quá trình xây dựng nền kinh tế công nghiệp hiện đại với nhiệm vụ hiện nay là thực hiện thành công quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá, đất nước ta đang ngày càng đòi hỏi rất nhiều những ứng dụng manh mẽ các th ành tựu của khoa học kỹ thuật vào quá trình sản xuất để đưa lại năng suất lao động cao hơn, cạnh tranh được với các nước trong khu vực và thế giới. Từ trước đến nay máy doa ngang luôn được sử dụng phổ biến trong các nhà máy xí nghiệp, ... Nhưng để đưa ra giải pháp điều khiển giúp tối ưu cho các chỉ tiêu chất lượng của hệ truyền động ăn dao thì ta cần quan tâm mấy điểm sau đây: Động cơ không đồng bộ ba pha thuộc loại động cơ được sử dụng rộng rãi hơn động cơ một chiều vì có giá thành rẻ, vận hành an toàn sử dụng trực tiếp lưới điện công nghiệp. Mặt khác, do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử công suất và kỹ thuật vi điện tử đã tăng khả năng sử dụng động cơ điện KĐB ba pha ngay cả khi yêu cầu cần điều chỉnh tự động truyền động trong phạm vi rộng có độ chính xác cao mà trước đây phải dùng động cơ điện một chiều. Mặt khác phương pháp điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB ba pha rotor lồng sóc bằng cách thay đổi tần số dòng điện stator có ưu điểm nổi bật so với phương pháp khác là:  Tốc độ được điều chỉnh trong phạm vi rộng Tiết kiệm về mặt kinh tế Động cơ roto lồng sóc vận hành một cách tin cậy Do đó ta thiết kế đồ án với hệ truyền động bằng bộ biến tần ngu ồn áp có các nhiệm vụ chính là: Giới thiệu về công nghệ của máy doa. Tổng hợp hệ thống( bao gồm tổng hợp mạch v òng tốc độ và mạch vòng dòng điện) Thiết kế mạch điều khiển cho hệ truyền động. Qua một thời gian tương đối ngắn với số lượng công việc cũng đáng kể do đó đồ án này chắc chắn còn có những thiếu sót, với sự nổ lực của bản thân em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo. Hà n ội ngày 22 tháng 6 năm 2005 §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CỦA MÁY DOA NGANG I. Chức năng - công dụng của máy doa. I.1. Chức năng và công dụng của máy doa. Máy doa thuộc nhóm máy cắt gọt kim loại . Doa l à một phương pháp gia công chi tiết ,doa thuộc công đoạn gia công tinh ,nó gia công các lỗ đ ã được khoan khoét, những lỗ hình côn, hình trụ, cắt ren. Ngoài ra máy doa còn có thể được dùng để phay. Doa là một phương pháp gia công tinh nó có th ể đạt độ bóng bề mặt từ 6-9 và cấp chinh xác từ 4 - 2 hoặc cấp chính xác 1. I.2 Phân loại máy doa. Máy doa là máy gia công cắt gọt kim loại . Trên truyền động chính của máy có thể gá mũi khoan hoặc mũi doa, v ì vậy máy có thể gia công thô ( khoan ,khoét các lỗ hình côn ,hình trụ); có thể gia công tinh khi gá mũi doa. Đặc điểm của máy doa là có thể gia công đồng thời nhiều lỗ có trục song song hoặc trục thẳng góc với nhau.Máy doa có nhiều loại khác nhau với kích cỡ , công dụng và mức độ chuyên môn hoá khác nhau. + Nếu phân loại theo chức năng, công dụng có thể phân ra : Máy khoan , khoét. Máy doa. + Phân loại theo chuyển động. Doa đứng: dao quay theo phương thẳng đứng. Doa ngang: dao quay theo phương n ằm ngang. + Phân loại theo mức độ trang bị điện. Loại đơn giản: thường dùng động cơ KĐB không có điều chỉnh tốc độ về điện. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Loại trung bình thường dùng động cơ KĐB điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực hoặc dùng ddộng cơ một chiều nhưng là hệ thống hở. Loại phức tạp : dùng động cơ một chiều kích từ độc lập điều khiển theo hệ kín hoặc có thể điều khiển theo chương trình . Đây là loại máy doa gia công có độ chính xác rất cao. + Nếu phân loại theo trọng lượng của máy ,ta có: Loại nhỏ : trọng lượng của máy nhỏ hơn 10 tấn Loại trung bình :trọng lượng của máy từ 10 - 100 tấn Loại lớn: trọng lượng máy lớn hơn 100 tấn. II. Giới thiệu máy doa. II.1.Giới thiệu máy Máy doa ngang nằm trong nhóm máy cắt got kim loại thứ ba,Đây l à loại máy có vay trò quan trọng trong nền công nghiệp bởi v ì nó là loại máy doa vạn năng Loại máy này có hệ thống trang bị điện hiện đại, nó có thể gia công đ ược nhiều loại chi tiết khác nhau, khả năng công nghệ của nó có thể d ùng để doa, khoan, khoét, phay với các nguyên công sau: + Nguyên công doa: thường doa các lỗ hình côn ,hình trụ, các mặt phẳng vuông góc với nhau có độ định tâm cao. + Nguyên công tiện: khi nắp lưỡi dao tiện thì có thể tiện trong ,cắt mặt đầu, cắt ren... Với nguyên công cắt ren thì truyền động ăn dao được truyền từ trục chính. + Nguyên công khoan: khi cần gia công các lỗ có độ định tâm cao ta có thể thực hiện trên máy doa, nguyên công này thường nặng nề nhất. Nguyên công phay: phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong ,phay mặt ngo ài. II.2. Cảc truyền động cơ bản của máy doa. a, Truyền động chính §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Truyền động chính trong máy doa là truyền động quay mâm gá dao, truyền động này được thực hiện nhờ động cơ KĐB ro to lồng sóc, thay đổi tốc độ nhờ thay đổi tốc độ nhờ thay đổi cách đấy dây từ -YY Tốc độ của trục và mâm gá dao thay đổi trong phạm vi rộng có cấp nhờ hộp tốc độ Khi thay đổi tốc độ nếu các bánh răng ch ưa ăn khớp động cơ được đóng điện với mô men nhỏ tạo điêù kiện cho các bánh răng vào ăn khớp, truyền động này có nhiều cấp tốc độ nhờ kết hợp cả hai ph ương pháp thay đổi tốc độ bằng điện và bằng cơ khí. Động cơ chính được hãm ngược sau khi ấn nút dừng hoặc sau khi ấn nút thử máy. b, Truyền động ăn dao Bao gồm các truyền động: Chuyển động tịnh tiến theo phương ngang. Chuyển động sang trái. Chuyển động sang phải Ngoài ra còn có chuyển động của bàn máy và ụ máy theo hai chiều, các chuyển động này được truyền động bằng động cơ điện một chiều kích từ độc lập ,hoặc động cơ xoay chiều roto lồng sóc và nó là truyền động quan trọng nhất, phức tạp nhất trong máy doa với những yêu cầu về các thông số chất lượng rất cao. c. Các truyền động phụ Truyền động di chuyển cơ cấu kẹp chi tiết, được thực hiện nhờ động cơ KĐB ro to lồng sóc. Các truyền động bơm nước, bơm dầu... II.3.Kết cấu của máy doa. a, Thân máy Là phần cố định so với bệ máy, có kết cấu h ình chữ U, hai đầu có hai ụ §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ b, Ụ chính Nằm trên thân máy, có thể chuyển động tịnh tiến so với thân máy. Động cơ trục chính được gắn vào thân máy cùng với hộp tốc độ. Quá trình di chuyển được thực hiên nhờ trục chính hoặc động cơ chạy dao . c, Ụ trục phụ Nằm trên thân máy có thể chuyển động tịnh tiến nhờ động cơ ăn dao hoặc bằng tay. Khi gia công chi tiết có đòi hỏi độ chính xác cao thì nó có tác dụng giữ dao. d, Bàn máy Được bố trí giữa hai ụ, có thể di chuyển ngang, dọc, qua trái, qua phải. II.4. Các chế độ vận hành của máy a. Máy doa ngang có các chế độ vận hành sau: Truyền dộng ăn dao nhờ hai chế độ vận hành bằng tay hoặc tự động. Trong quá trình vận hành có thể thưc hiện chạy nhanh bàn dao bằng phương pháp giảm từ thông động cơ. Chỉnh định toạ độ của ụ, trục nhờ hệ kính phóng đại quang học. Điều khiển máy nhờ các nút bấm và tay gạt, chúng được bố chí trên hai ụ máy. b.Các thông số kỹ thuật. Tốc độ động cơ nmin : 2 [vòng/phút] Tốc độ động cơ nmax : 2900 [vòng/phút] Tốc độ ăn dao vmin : 10-4 [m/s] Tốc độ ăn dao vđm : 0,0785 [m/s] Tốc độ ăn dao vmax : 0,156 [m/s] Lực cắt Fz : 30 [kN] Mômen quán tính cơ cấu J : 0,01 [kg/m2] Hiệu suất  : 0,8 §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Bán kính quy đổi lực cắt về trục động cơ điện  /v 5.10-4 III.Các trang bị điện yêu cầu cho truyền động ăn dao của máy do a. Trong máy doa ngang truyền động ăn dao là truyền động phức tạp nhất, nó đòi hỏi hệ thống trang bị fđiện có mức độ tự động hoá cao. truyền động n ày có các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng như sau. 1. Phạm vi điều chỉnh tốc độ Truyền động ăn dao của máy doa ngang có yêu cầu phạm vi tốc độ rộng, dải điều chỉnh được đặc trưng bởi hệ số: 1500 2 3000 min max  n nD 2. Độ trơn khi điều chỉnh Vì máy làm việc ở nhiều chế độ gia công khác nhau nh ư doa lỗ có đường kính lớn thì cần tốc độ nhỏ, còn khi doa mặt thì cần tốc độ lớn . Để đảm bảo chất lượng gia công bề mặt có độ bóng từ 6- 9 thì tốc độ phải được điều chỉnh vô cấp.   n n i i 1 1 3.Độ ổn định tốc độ khi làm việc. Để đảm bảo duy trì ổn định tốc độ đạt mức chính x ác cao ngay cả khi tốc độ truyền động chính thay đổi . Khi phụ tải biến đổi từ 0  Mmax thì yêu cầu độ sụt tốc độ là: n n n n i dmi i    0 0 3 5( )% 4. Sự phù hợp giữa đặc tính điều chỉnh và đặc tính cơ. Truyền độmg ăn dao của máy bao gồm các chuyển động tịnh tiế n, nếu §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ mômen cản MC do lực kéo ăn dao qui định th ì nó phải đảm bảo phụ tải có mô men M lớn nhất. Nếu yêu cầu mô men M = const th ì Mmax này được xác định bởi lực ăn dao, bao gồm : lực kéo Fx ,tổn hao ma sát trên gờ trượt của máy. Trong hầu hết phạm vi điều chỉnh ở vùng tốc độ thấp lực ăn dao bị hạn chế bởi chiều sâu cắt do Fx không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao. Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao còn phụ thuộc vào công suất của truyền động chính vì những cấp ăn dao cực đại chỉ sử dụng vớ i các cấp tốc độ chính xác cực đại, do đó có thể dẫn tới quá tải và gây nguy hiểm cho truyền động chính. Mặt khác, cũng với cấp tốc độ này thường dùng để gia công tinh lên lực ăn dao không cần lớn, nếu có kể đến sự biến đổi của lực ma sát tr ên gờ trượt ảnh hưởng tới tốc độ thì lực kéo bàn là Qn và được biểu diễn như hình vẽ sau. Ở vùng tốc độ gia công ta có: M = const , P tỉ lệ với U Ở vùng chạy dao nhanh: M P/n ; P=const MC,PC n0 n1 n2 MC PC n HInh 1. Đồ thị phụ tải §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ 5.Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải. Trong quá trình làm việc thường xảy ra quá tải tĩnh và quá tải động Quá tải tĩnh: do vật liệu không đồng nhất, khi dao cắt đi v ào vùng chai cứng hoặc khi nhiệt độ tăng quá làm cho công suất cắt tăng dẫn tới quá tải. Quá tải động : đó là các quá trình khởi động ,hãm , đảo chiều. Để rút ngán thời gian quá tải động thì cần phải rút ngắn quá trình này. Các biện pháp han chế phụ tải: Hạn chế phụ tải truyền động chính thông qua truyền động ăn dao. Hạn chế phụ tải tĩnh và động bằng phương pháp sử dụng khâu phản hồi âm dòng có ngắt. 6. Yêu cầu hãm dừng chính xác Việc dừng máy chính xác là một yêu cầu rất qua trọng. Bởi v ì khi dừng chính Đxác thì đảm bảo chất lượng sản phẩm, tăng năng suất của máy, an to àn cho thiết bị và người vận hành. Các biện pháp nâng cao chất lượng quá trình hãm ( giảm thời gian hãm ) Sử dụng những thiết bị khống chế. Tăng gia tốc của hệ thống. Sử dụng những vật liệu nhẹ để giảm th ành phần mô men quán tính. Tăng lực cản bằng cơ khí. Hãm bằng điện , sử dụng một trong ba phương pháp: + Hãm ngược +Hãm động năng + Hãm tái sinh Giảm tốc độ bằng cách giảm điện áp đặt v ào phần ứng động cơ. 7. Yêu cầu về kinh tế Hệ thống thiết kế ra phải đảm bảo có kết cấu đ ơn giản, gọn nhẹ, thuận tiện cho vận hành và sửa chữa. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Vốn đầu tư mua sắm thiết bị , chi phí vận hành phải hợp lý. Giá thành hệ thống h, trong khi phải thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG I.Giới thiệu chung: I.1. Chọn động cơ Động cơ không đồng bộ ba pha (KĐB ) được sử dụng rộng dãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung b ình 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 l ưới điện xoay chiều ba pha Tuy nhiên , trước đây các hệ truyền động động c ơ KĐB có điều chỉnh tốc độ lại chiếp tỷ lệ rất nhỏ đó l à do 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 truyền 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 c ơ cũng như mômen động cơ sinh ra phj 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 xậy 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 c ơ một chiều . Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB : Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Tiristo Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung Tiristo Điều chỉnh công suất trượt Ps §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động c ơ KĐB bằng các bộ biến đổi Tiristo hay Transistor Trong phạm vi đồ án này ta sử dụng động cơ KĐB rôto lồng sóc I.2.Nội dung chọn phương án. Trong thực tế, khi đứng trước một vấn đề sẽ có nhiều phương án giải quyết. Tuy nhiên mỗi phương án có những ưu, nhược điểm riêng và nhiệm vụ của nhà thiết kế là phải chọn ra được phương án tốt nhất. Đối với các hệ thống truyền động đ ơn giản không có những yêu cầu cao thì chỉ cần dùng các động cơ xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản. Còn các hệ thống truyền động phức tạp có yêu cầu cao về chất lượng như điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng, đảo chều th ì phải dùng động cơ một chiều, các hệ thống điều khiển đi với nó phải đảm bảo đ ược các yêu cầu và có khả năng tự động hoá cao. Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù hợp chúng ta phải dựa vào công nghệ của máy từ đó đưa ra những phương án đáp ứng được yêu cầu công nghệ này. Để chọn được phương án tốt nhất trong các phương án đưa ra cần so sánh chúng về kỹ thuật và kinh tế. Đối với truyền động động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi là phần tử rất quan trọng, nó quyết định đến chất l ượng của hệ thống. Do đó việc chọn lựa phương án của ta là chọn bộ biến đổi thông qua việc xét ở hệ thống ( bộ biến đổi - động cơ ). Việc so sánh lựa chọn được phương án hợp lý nhất có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó được thể hiện qua các mặt: + Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản suất. + Đảm bảo làm việc tin cậy, lâu dài. + Giảm giá thành sản phẩm và tăng năg suất lao động. §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ + Khi sải ra hỏng hóc có thể sửa chữa, thay thế dễ d àng với các linh kiện , thiết bị dự trữ sẵn có, dễ kiếm, dễ mua. II. Các phương án truyền động. Để có được phương án truyền động phù hợp xét trên cả hai khía cạnh kỹ thuật và kinh tế cho truyền động ăn dao của máy doa , ở đây em đ ưa ra một số phương án mà đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật công nghệ của truyền động để từ đó làm căn cứ chọn ra phương án tốt nhất. Yêu cầu công nghệ của truyền động ăn dao máy doa có những đặc điểm sau: Phạm vi điều chỉnh: D= 3000:2=1500 Độ trơn khi điều chỉnh:   n n i i 1 1 Độ ổn định tốc độ khi làm việc : n n n n oi dm oi    ( )%3 5 Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của máy doa ta đưa ra các phương án kỹ thuật sau : Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Tiristo Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung Tiristo Điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động c ơ bằng các bộ biến đổi tần số Tiristo hay Transistor II.1.Phương án I . Điều chỉnh điện áp cấp cho động c ơ dùng bộ biến đổi Tiristo : Mômen động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình phương điện áp stato do đó có thể điều chỉnh được mômen và tốc độ KĐB bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số . §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Hình 2 : Sơ đồ khối nguyên lý Hình 3 : Đặc tính điều chỉnh MthMth, U1 0 S=0  Mc( ) Uđm, Rf=0 Sthgh  Sth Ub2 Ub1 M RF O U1~ O ĐAXCUđk      ĐK §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Để điều chỉnh điện áp KĐB phải dùng các bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC) . Nếu coi điều áp xoay chiều là nguồn lý tưởng (Zb= 0) thì căn cứ vào biểu thức mômen tới hạn , có quan hệ sau : 2 ,     dm b th uth U U M M , hay Mth,u * = Ub*2 (2.1) công thức 2.1 đúng với mọi giá trị của điện áp v à mômen . Nếu tốc độ quay của động cơ là không đổi : Mu*=ub*2 , const , Mu= gh u M M Trong đó : Uđm Điện áp định mức của động cơ Ub điện áp đầu ra của ĐAXC Mth mômen tới hạn khi điện áp là định mức Mu mômen động cơ ứng với điện áp điều chỉnh Mgh mômen khi điện áp là định mức , điện trở phụ R f Vì giá trị độ trượt tới hạn sth nhỏ , bởi vậy không áp dụng cho động c ơ roto lồng sóc . Khi thực hiện điều chỉnh động cơ roto dây quấn cần nối thêm điện trở phụ vào mạch rôto để mở rộng dải điều chỉnh tốc độ v à mômen . Như trên hinh 3 tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách g iảm độ cứng của đặc tính cơ , trong khi đó tốc độ không tải lý tưởng của mọi đặc tính đều như nhau và bằng tốc độ từ trường quay . Tổn thất khi điều chỉnh l à : s sPMP cocr  1.)( 1  Nếu đặc tính cơ của phụ tải có dạng gần đúng : Mc= Mcđm( dm  )x = Mcđm ( 1  )x Tổn thất trong mạch rôto khi điều chỉnh điện áp l à : §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ )1()( 1 1 1     xcdmr MP Tổn thất cực đại khi 0 dmcdmr PMP  .max Như vậy tổn thất trong mạch rôto là : )1.() 1 ( 1 1       xrP )1()( ***   x r P mômen của động cơ KĐB có thể được tính theo dòng điện rôto s RI M sr 1 23  nếu giữ dòng điện rôto là không đổi Ir= const thì mômen và độ trượt có quan hệ sau : M.s=const Vùng điều chỉnh tốc độ và mômen khi điều chỉnh điện áp bị giới hạn bởi các trục tọa độ và đường cong : M.s= 1 23  sr RI Hinh 4 : Dạng đặc tính cơ của hệ Ir= Irđm M S= 0  §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ II.2.Phương án II : Điều chỉnh điện trở rôto bằng bộ biến đổi xung Tiristo. Ưu thế của phương pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh . Điện trở trong mạch roto động cơ không đồng bộ được tính : Rr=Rrd+Rf Trong đó : Rrd điện trở dây quấn rôto Rf điện trở ngoài mắc thêm vào mạch rôto Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rôto th ì 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 động cơ , tức là đoạn có độ trượt từ s=0 đến đoạn có độ trượt s=sth , là thẳng thì khi điều chỉnh điện trở ta có thể viết : s=si Rrd Rr trong đó : s độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rr si độ trượt khi điện trở mạch rôto là Rrd ta có biểu thức tính mômen : i rdr s RI M . 3 2  Nếu giữ dòng điện rôto không đổi thì mômen cũng không đổi và không phụ thuộc vào tốc độ động cơ §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ ĐK Hình 5 : Sơ đồ nguyên lý §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Hình 6 : Sơ đồ phương pháp điều chỉnh Hình 7 : Đặc tính của động cơ  0 1 1 M 0 RC T 1RO 2 RO TN 3RO 4 T T TD 1RO 4 §å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ Hoạt động của khoá bán dẫn tương tự như trong mạch điện chỉnh lưu xung áp một chiều . Khi khoá T1 đóng , điện trở R0 bị loại ra khỏi mạch , dòng roto tăng lên khi khoá T1 ngắt điện trở R0 lại được đưa vào mạch , dòng điện rôto giảm . Với tần số đóng cắt nhất định , nhờ có điện cảm L m à dòng điện rôto coi như không đổi và ta có một giá trị điện trở tương đương Re trong mạch . thời gian ngắt tn= T-td nếu điều chỉnh trơn thì tỷ số giữa thời gian đóng và thời gian cắt tn ta điều chỉnh trơn được giá trị điện trở trong mạch rôto Re= R0 00 RT t R tt t d nd d  Điện trở tương đương trong mạch Re được tính đổi về mạch xoay chiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suất . Tổn hao trong mạch rôto : )2(2 erdd RRTP  từ các phương trình ta có được điển trở phụ quy đổi là : R=ff= 2 1 Re =  2 0R Khi đã có điện trở tính đổi , dễ d