Báo cáo khoa học: nghiên cứu Động cơ đồng bộ ba pha nối tiếp rôto dây quấn

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu về động cơ đồng bộ kích từ nối tiếp đ-ợc xây dựng từ động cơ không đồng bộ roto dây quấn: đ-a ra nguyên lý làm việc của động cơ, xây dựng mô hình toán học của động cơ, phân tích trạng thái ổn định của động cơ, từ đó xây dựng mô hình động cơ trên simulink, vẽ các đặc tính động của động cơ và chứng minh về mặt lý thuyết động cơ làm việc ổn định với tốc độ bằng hai lần tốc độ đồng bộ. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "nghiên cứu Động cơ đồng bộ ba pha nối tiếp rôto dây quấn" nghiªn cøu §éng c¬ ®ång bé ba pha nèi tiÕp r«to d©y quÊn ThS. Vò Duy nghÜa Bé m«n Kü thuËt ®iÖn Khoa §iÖn - §iÖn tö - Tr−êng §H GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ ®éng c¬ ®ång bé kÝch tõ nèi tiÕp ®−îc x©y dùng tõ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé roto d©y quÊn: ®−a ra nguyªn lý lμm viÖc cña ®éng c¬, x©y dùng m« h×nh to¸n häc cña ®éng c¬, ph©n tÝch tr¹ng th¸i æn ®Þnh cña ®éng c¬, tõ ®ã x©y dùng m« h×nh ®éng c¬ trªn simulink, vÏ c¸c ®Æc tÝnh ®éng cña ®éng c¬ vμ chøng minh vÒ mÆt lý thuyÕt ®éng c¬ lμm viÖc æn ®Þnh víi tèc ®é b»ng hai lÇn tèc ®é ®ång bé. Summary: The paper presents the study result about synchronous motor of connecting magnetic stimulation, which is built from the non - synchronous motor with induction - coil rotor. i. ®Æt vÊn ®Ò §éng c¬ ®ång bé ba pha nèi tiÕp roto d©y quÊn vÒ c¬ b¶n lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha roto d©y quÊn trong ®ã cã sù nèi tiÕp c¸c pha r«to vµ stato víi sù bè trÝ hai pha roto ®¶o nhau nh− h×nh 1. Stato ®−îc cung cÊp bëi nguån ®iÖn xoay chiÒu ba pha nªn tèc ®é tõ tr−êng quay cña stato lµ ω, mµ theo h×nh 1 r«to còng ®−îc cung cÊp bëi chÝnh nguån ®iÖn xoay chiÒu ®ã nh−ng ®¶o thø tù hai pha nªn tèc ®é tõ tr−êng quay r«to lµ -ω. Tõ ®ã suy ra tèc ®é quay roto ®éng c¬ so víi stato ®øng yªn sÏ t−¬ng øng víi mét tÇn sè gãc ωr = ω-(-ω) = 2ω, tøc lµ b»ng hai lÇn tÇn sè gãc tõ tr−êng quay stato. ub ib Do ®éng c¬ nµy vËn hµnh ë tèc ®é cè ®Þnh bs gÊp hai lÇn tèc ®é ®ång bé cho nªn tèc ®é ®ã còng chØ phô thuéc vµo sè ®«i cùc vµ tÇn sè nguån cung Cr cÊp. as ia ua Br Ar §Ó t¹o c¬ së cho viÖc thiÕt kÕ, vËn hµnh c¸c ®éng c¬ ®ång bé ba pha nèi tiÕp r«to d©y quÊn, cs vÊn ®Ò ®Æt ra lµ cÇn ph¶i x©y dùng m« h×nh to¸n ic häc cña ®éng c¬ th«ng qua nguyªn lý lµm viÖc cña uc nã, vµ sau ®ã lµ mét sè ph©n tÝch tr¹ng th¸i æn H×nh 1. S¬ ®å nguyªn lý ®éng c¬ ®ång bé ®Þnh cña ®éng c¬ nµy. ViÖc ph©n tÝch dùa trªn m« ba pha nèi tiÕp r«to d©y quÊn h×nh c¸c trôc d - q mµ trªn c¬ së ®ã t¹o nªn s¬ ®å gãc pha, tõ ®ã x©y dùng m« h×nh ®éng c¬, vÏ c¸c ®−êng ®Æc tÝnh ®éng cña ®éng c¬, vµ chøng minh vÒ mÆt lý thuyÕt ®éng c¬ lµm viÖc æn ®Þnh víi tèc ®é b»ng hai lÇn tèc ®é ®ång bé. ii. Gi¶i quyÕt vÊn ®Ò 1. X©y dùng m« h×nh ®éng c¬ Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p cña mçi d©y quÊn lµ: dψ k uk = R k i k + (1) dt Tõ th«ng mãc vßng cña mçi d©y quÊn lµ: ∑ L kj i j ψk = (2) k trong ®ã: k, j còng lµ tªn cña c¸c d©y quÊn pha Khi j = k: ®iÖn c¶m tù c¶m. j ≠ k: ®iÖn c¶m t−¬ng hç. NÕu lÊy c¸c ch÷ c¸i a, b, c chØ d©y quÊn stato vµ ch÷ c¸i A, B, C chØ d©y quÊn pha roto th×: k = a, b, c, A, B, C. j = a, b, c, A, B, C Ta coi c¸c d©y quÊn ®éng c¬ lµ ®èi xøng vµ khe hë kh«ng khÝ gi÷a r«to vµ stato lµ ®Òu, do ®ã: Ra = Rb = Rc = Rs RA = RB = RC = Rr Laa = Lbb = Lcc = Ls LAA = LBB = LCC = Lr Lab = Lbc = Lca = -Ms LAB = LBC = LCA = -Mr Hç c¶m gi÷a c¸c pha d©y quÊn ë r«to Mr vµ ë stato Ms phô thuéc vµo gãc lÖch θ gi÷a c¸c d©y quÊn nµy, tøc lµ phô thuéc vµo tèc ®é quay. Khi hai trôc cña c¸c pha d©y quÊn nµy trïng nhau, hç c¶m gi÷a chóng lµ cùc ®¹i vµ ®¹t gi¸ trÞ M. Do d©y quÊn stato nèi tiÕp víi d©y quÊn r«to nh− h×nh vÏ 1 nªn ta cã: LaA = LAa = LbC = LCb = LcB = LBc = Mcosθ. LaC = LCa = LbB = LBb = LcA = LAc = Mcos(θ + 2π/3). LAb = LbA = LcC = LCc = LBa = LaB = Mcos(θ - 2π/3). Tõ lý thuyÕt truyÒn ®éng ®iÖn trong tµi liÖu [1] ta cã thÓ viÕt ®−îc ph−¬ng tr×nh ®iÖn ¸p trªn cuén d©y stato vµ roto pha a d−íi d¹ng to¸n tö laplace: Uas = RaIa - pMsIb - pMsIc + pMcosθIA + pM cos(θ - 2π/3)IB + pM cos(θ+2π/3)IC + pLaaIa UAr = RAIA - pMrIB - pMrIC + pMcosθIa + pMcos(θ-2π/3)Ib + pM cos(θ+2π/3)Ic + pLAAIA V× hai cuén d©y stato vµ roto lµ nèi tiÕp nªn ta cã biÓu thøc ®èi víi ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn vµ c¸c tham sè ®iÖn trë vµ ®iÖn c¶m nh− sau: ⎧I a1 = I a = I A ⎧Ua = Uas + U Ar ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ...