Báo cáo nghiên cứu khoa học: MÔ HÌNH HOÁ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA CÓ MỘT VÒNG NGẮN MẠCH

Bài báo trình bày kết quả xây dựng mô hình toán học của động cơ không đồng bộ một pha mở máy bằng vòng ngắn mạch với giả thiết mạch từ của máy không bão hoà. Trên cơ sở mô hình toán học này, một sơ đồ mô phỏng dựa trên phần mềm Matlab được xây dựng. Từ kết quả mô phỏng có thể nhận thấy ảnh hưởng của các thông số của vòng ngắn mạch đến đặc tính làm việc của động cơ. Trên cơ sở đó có thể hiệu chỉnh vòng ngắn mạch để đạt được đặc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "MÔ HÌNH HOÁ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA CÓ MỘT VÒNG NGẮN MẠCH" MÔ HÌNH HOÁ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ MỘT PHA CÓ MỘT VÒNG NGẮN MẠCH MODELING SINGLE PHASE INDUCTION MOTORS WITH ONE SHORTED SHADING LOOP ON THE POLE TRẦN VĂN CHÍNH Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Bài báo trình bày kết quả xây dựng mô hình toán học của động cơ không đồng bộ một pha mở máy bằng vòng ngắn mạch với giả thiết mạch từ của máy không bão hoà. Trên cơ sở mô hình toán học này, một sơ đồ mô phỏng dựa trên phần mềm Matlab được xây dựng. Từ kết quả mô phỏng có thể nhận thấy ảnh hưởng của các thông số của v òng ngắn mạch đến đặc tính làm việc của động cơ. Trên cơ sở đó có thể hiệu chỉnh v òng ngắn mạch để đạt được đặc tính động cơ mong muốn. ABSTRACT This paper shows the mathematical model of induction motors with one shorted shading loop on the pole. The simulation schema is developed on the basis of the model. The impact of the short-circuit shading loop on the motor characterictics is derived from the simulation results. The parameters of the short-circuit shading loop will be corrected to attain the desirable characteristics of motors.1. Giới thiệu Động cơ không đồng bộ một pha được dùng nhiều trong các thiết bị điện gia đình. Đểcó thể tạo ra mô men quay, các động cơ loại này hoặc có cuộn dây phụ nối với tụ điện hoặc cóvòng ngắn mạch đặt trên cực từ. Loại động cơ thứ hai thường được dùng nhiều trong các máycó công suất nhỏ do kết cấu đơn giản. Trong [1], các công thức tính toán thông số được trìnhbày. Tuy nhiên khó dùng chúng để hiệu chỉnh động cơ nhằm đạt được tính năng mong muốn.Việc mô hình hoá động cơ là một cách cho phép nhận được quan hệ giữa đặc tính làm việccủa động cơ và các thông số của vòng ngắn mạch. Các thông số này sẽ được thay đổi cho đếnkhi nhận được đặc tính làm việc tốt nhất. Việc xây dựng mô hình toán học và sơ đồ mô phỏngcác dạng động cơ khác [2], [3], [4] được chú ý nhiều do tính phổ biến của chúng. Riêng môhình của động cơ một pha có vòng ngắn mạch còn ít được chú ý đến. Đây là một vấn đề cótính ứng dụng cao vì phương pháp này giúp cho việc tối ưu hoá động cơ một pha có vòngngắn mạch được dễ dàng.2. Xây dựng mô hình toán học Các động cơ không đồng bộ một pha có một vòng ngắn mạch có cấu tạo khá đơn giảnnhưng mô tả toán học quá trình biến đổi năng lượng trong chúng tương đối phức tạp. Sơ đồcấu trúc của động cơ có một vòng ngắn mạch như hình 1. Mỗi cuộn dây tạo nên một từ trườngđập mạch và từ trường tổng trong khe hở không khí của máy là từ trường quay ellip. Từtrường đập mạch của mỗi cuộn dây là tổng của hai từ trường quay thuận và nghịch theo haichiều ngược nhau. Ta phân tích cuộn dây ngắn mạch wB thành 2 cuộn dây vuông góc vớinhau là wBcos và cuộn dây wBsin. Các dây quấn roto đối xứng (hình 2). Mô hình này khôngđối xứng cả về điện từ lẫn không gian. Cuộn dây wB có 1 vòng dây và hệ số dây quấn kB = 1.Cuộn dây wA có hệ số dây quấn kA = 1. Như vậy hệ số quy đổi từ dây quấn B sang dây quấnA là: M M w Bk B 1  Bb  d k  (1) w A k A w A M Aa M qTừ (1) ta suy ra: Mq  M (2) M d  kM q w Bcos wA   w dr w sin w qr d B wA wB Hình 2: Mô hình động cơ Hình 1: Cấu trúc động cơPhương trình cân bằmg điện áp của các dây quấn là: d qs1 uqs1  i qs1rqs1  dt d qs2 uqs2  iqs2 rqs2  dt d ds2 uds2  ids2 rds2  (3) ...