Bài giảng Máy điện không đồng bộ - Chương 9: Khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ

Nội dung của bài giảng tìm hiểu vấn đề về khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ, nguyên lý, cấu tạo và hoạt động của các động cơ máy điện không đồng bộ. Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Máy điện không đồng bộ - Chương 9: Khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ PHẦN 3 – MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG 9 KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNHTỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘCHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Phương trình cân bằng mômen trong quá trình khởi động: d M  Mc  J phương trình cân bằng moomen khơi động dt Trong đó: M - Mômen điện từ của động cơ f1(ω); MC - Mômen cản của tải: f2(ω); J - Mômen quán tính. Ta thấy: + Tăng tốc độ thuận lợi khi dω/dt > 0 → M > MC + (M - MC) càng lớn thì tốc độ tăng càng nhanh. + Máy có quán tính lớn thì thời gian khởi động t k lớn.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘDòng điện khởi động Ik: (khi khởi động ω = 0 , s = 1) U1 Ik  (r1  C1r2 )2  ( x1  C1x 2 ) 2 Thông thường: Ik = (4 ÷ 7)Iđm ứng với điện áp Uđm .Mômen khởi động Mk: momen khởi động tỷ lệ thuận với điện áp stato mi U12r2 Mk  1 (r1  C1r2 )2  ( x1  C1x 2 )2CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Yêu cầu khi khởi động động cơ : • Mômen khởi động Mk phải lớn để thích ứng với đặc tính tải. • Dòng khởi động Ik càng nhỏ càng tốt để không ảnh hưởng đến các phụ tải khác. • Thời gian khởi động tk cần nhỏ để máy có thể làm việc được ngay. • Thiết bị khởi động đơn giản, rẻ tiền, tin cậy và ít tốn năng lượng. Những yêu cầu trên là trái ngược nhau, vì thế tùy theo yêu cầu sử dụng và công suất của lưới điện mà ta chọn phương pháp khởi động thích hợp.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.1. Khởi động trực tiếpĐóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stato vào lưới, động cơ quay.Ưu điểm:+ Thiết bị khởi động đơn giản.+ Mômen khởi động Mk lớn,+ Thời gian khởi động tk nhỏNhược điểm:+ Dòng khởi động Ik lớn làm ảnh hưởng đến các phụ tải khác.+ Phương pháp này dùng cho những động cơ công suất nhỏ và côngsuất của nguồn lớn hơn nhiều lần công suất động cơ.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2. Khởi động bằng cách giảm điện áp đặt vào dây quấn statoCác phương pháp sau đây nhằm mục đích giảm dòng điện khởi động.Nhưng khi giảm điện áp thì mômen khởi động cũng giảm theo.+ Khởi động dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vào mạch stato+ Khởi động dùng mba tự ngẫu+ Khởi động bằng cách đổi nối Y → ΔCHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.1. Dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vàomạch statoSơ đồ: Các cầu dao CD1 và CD2, cuộn điệnkháng CK.Nguyên lý hoạt động:+ Khi khởi động: CD2 mở, CD1 đóng, statonối vào lưới điện qua điện kháng CK.+ Khi động cơ quay ổn định: đóng CD2, ngắnmạch điện kháng CK, stato nối trực tiếp vàolưới.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.1. Dùng cuộn kháng mắc nối tiếp vàomạch statoCác thông số khởi độngĐiện áp đặt vào dây quấn stato: U1  k.U1 (hệ số k < 1)Dòng điện khởi động: Ik  k.Ik(Ik – dòng khởi động trực tiếp với điện áp U1)Mô men khởi động: Mk  k 2 .M kCHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.2. Khởi động dùng mba tự ngẫuSơ đồ: Các cầu dao CD1, CD2, CD3, biếnáp tự ngẫu TN.Nguyên lý hoạt động:Khi khởi động: cắt CD2, đóng CD3, MBATN để ở vị trí điện áp đặt vào động cơkhoảng (0.6÷0,8)Uđm, đóng CD1 để nốistato vào lưới điện thông qua MBA TN.Khi động cơ quay ổn định: cắt CD3, đóngCD2 để ngắn mạch MBA TN, nối trực tiếpdây quấn stato vào lưới.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.2. Khởi động dùng mba tự ngẫuThông số khởi động:Điện áp trên stato Uk  k T .U1 (hệ số kT < 1)Dòng điện khởi động Ik  k T .IkDòng điện mba nhận từ lưới I1  k T Ik  k T2 .IkMô men khởi động Mk  k T2 .M kCHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.3. Khởi động bằng cách đổi nốiY→ΔSơ đồ: Các cầu dao CD1, CD2, cầudao đảo chiều CDPhương pháp này chỉ dùng cho độngcơ lúc máy làm việc bình thường nốiΔ, khi khởi động nối Y, sau khi tốc độquay gần ổn định chuyển về nối Δ đểlàm việc.CHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2.3. Khởi động bằng cách đổi nối Y → ΔĐiện áp pha khi khởi động: Ukf  Uk / 3Dòng điện khởi động nối Y: IkY  Ikf  Ikf / 3Dòng điện khi khởi động trực tiếp: Ik  Ikf 3Vậy: I k I kf 3  3 I kY I kf / 3Mô men khởi động giảm đi 3 lầnCHƯƠNG 9: KHỞI ĐỘNG VÀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ1.2. Khởi động bằng cách thêm Rp vào mạch rôto dây quấnPhương pháp nầy chỉ dùng cho những động cơ rôto dây quấn vì đặcđiểm của loại động cơ này là có thể thêm điện trở phụ vào mạch rôto.Khi điện trở rôto thay đổi thì đặc tính M = f(s) cũng thay đổi theo.Điều chỉnh điện trở mạch rôto ...