Bài giảng Cơ sở truyền động điện - Chương 4: Synchronous Motor

Bài giảng Cơ sở truyền động điện - Chương 4: Synchronous Motor. Chương này cung cấp cho sinh viên những nội dung gồm: giới thiệu chung; điều chỉnh vectơ động cơ đồng bộ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu; điều khiển động cơ ở vùng tốc độ cao; điều khiển động cơ tối ưu tỉ số moment truyền động điện;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở truyền động điện - Chương 4: Synchronous Motor Môn học Chương 4:Synchronous Motor 2019.2Nội dung chương 44.1 Giới thiệu chung 4.1.1 Cấu tạo và phân loại 4.1.2 Nguyên lý sinh mô men và đặc tính cơ của động cơ đồng bộ (ĐC ĐB)4.2 Điều chỉnh vec tơ ĐC ĐB kích từ bằng nam châm vĩnhcửu 4.2.1 Nam châm bề mặt 4.2.2 Nam châm chìm4.3 Điều khiển động cơ ở vùng tốc độ cao4.4 Điều khiển động cơ tối ưu tỉ số moment TĐĐHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 24.1 Giới thiệu chungHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 34.1 Cấu tạo và phân loại§ Động cơ không đồng bộ có hiệu suất không cao do ngay cả khi không có tải vẫn phải tiêu thụ điện để sinh từ thông.§ Động cơ đồng bộ (kích từ bằng nam châm vĩnh cửu), dòng điện chỉ được sử dụng để sinh momen, không cần sinh ra từ thông (do nam châm vĩnh cửu đảm nhiệm).Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 44.1 Cấu tạo và phân loại§ Động cơ đồng bộ cũng có cấu tạo gồm hai phần ₋ Stator cấu tạo tương tự động cơ không đồng bộ ₋ Rotor dây quấn hoặc nam châm vĩnh cửu Stator: (A) dây quấn rải Rotor: (A) kiểu ngang trục (B) dây quấn tập trung (B) kiểu dọc trụcHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 54.1.1 Phân loại§ Động cơ đồng bộ cũng có cấu tạo gồm hai phần ₋ Stator cấu tạo tương tự động cơ không đồng bộ ₋ Rotor dây quấn hoặc nam châm vĩnh cửu (A) Dây quấn rải; (B) dây quấn tập trungHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 64.1.1 Phân loại§ ĐC ĐB được phân loại căn cứ vào phương pháp kích từ: ₋ Kích từ bằng cuộn dây ₋ Kích từ bằng nam châm vĩnh cửu (PMSM) • Nam châm bề mặt • Nam châm chìm Cấu tạo động cơ đồng bộ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu: (a) Nam châm bề mặt (SPM), (b) Nam châm chìm (IPM)Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 74.1.1 Phân loại§ ĐC ĐB được phân loại căn cứ vào phương pháp kích từ: ₋ Kích từ bằng cuộn dây ₋ Kích từ bằng nam châm vĩnh cửu (PMSM) • Nam châm bề mặt • Nam châm chìm (A) Nam châm bề mặt; (B) Nam châm chìm bố trí song song; (B) (C) Nam châm chìm kiểu vuông gócHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 84.1.1 Phân loại§ ĐC ĐB được phân loại căn cứ vào phương pháp kích từ: ₋ Kích từ bằng cuộn dây ₋ Kích từ bằng nam châm vĩnh cửu (PMSM) • Nam châm bề mặt • Nam châm chìmHanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 94.1.2 Ứng dụng§ Động cơ ĐB kích từ bằng cuộn dây có dải công suất lớn, tốc độ không cao, ứng dụng cho máy nghiền công suất lớn, kéo tàu, v.v…§ Động cơ ĐB nam châm vĩnh cửu có dải công suất nhỏ, thường dùng cho cơ cấu truyền động có vùng điều chỉnh rộng, độ chính xác cao, tốc độ cao (đối với động cơ IPM)§ Ứng dụng khác: bù động cos ?Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 104.1.3 Đặc tính cơ ? Δ? = 0 ?! ?#$%& ?#( ?Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 114.1.4 Nguyên lý sinh momen của độngcơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu§ Khi stator được cấp điện áp 3 pha: ? = ? ! ?# ? $§ Dòng điện sinh ra trong stator ?! tương tác với từ thông của rotor (sinh ra do nam châm vĩnh cửu) tạo ra momen quay làm quay động cơ với tốc độ ? = ?! là tốc độ đồng bộ.§ Do đó để điều khiển động cơ đồng bộ phải điều khiển điện áp ? và tần số ? tức là phải dùng biến tần và sử ! dụng phương pháp điều khiển tựa từ thông FOC (điều khiển vector).Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 124.1.4 Nguyên lý sinh momen của độngcơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu§ Phương trình momen: 3 ? = ? ?%& ?! + ?( − ? ?(! ?! = ?) + ?* 2§ Trong đó: • ? – số đôi cực • ?& , ?( – dòng điện theo trục ? • ?)* – từ thông nam châm vĩnh cửu • ?( – điện cảm dọc trục ? • ?& – điện cảm dọc trục ? +§ ?) = ??%& ?! là momen tương tác (giống DC motor) * +§ ?* = ? ?( − ? ?(! ?! là momen từ trở *Hanoi University of Science and Technology © DIA 2019.2 134.1.4 Nguyên lý sinh momen của độngcơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu§ Phương trình momen: 3 ? = ? ?%& ?! + ?( − ? ?(! ?! = ?) + ?* ...