Mô phỏng quá trình 'bắt' đồng bộ khi khởi động Động cơ đồng bộ công suất lớn

Bài báo "Mô phỏng quá trình “bắt” đồng bộ khi khởi động Động cơ đồng bộ công suất lớn" giới thiệu mô hình mô phỏng quá trình “bắt” đồng bộ khi khởi động động cơ đồng bộ trên phần mềm Matlab – Simulink. Thời điểm đưa dòng kích từ DC vào cuộn kích từ Rotor để từ trường quay của Stator “bắt” được từ trường của Rotor trong quá trình khởi động được xác định khi tốc độ của động cơ đạt xấp xỉ tốc độ đồng bộ. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng quá trình “bắt” đồng bộ khi khởi động Động cơ đồng bộ công suất lớn HỘI THẢO KHOA HỌC KHOA ĐIỆN - 30/10/2019 1 Dương Quốc Hưng - KTĐ Mô phỏng quá trình “bắt” đồng bộ khi khởi động Động cơ đồng bộ công suất lớn Dương Quốc Hưng1*, Lê Thị Thu Hà2 Bộ môn Kỹ thuật điện – Khoa Điện - Đại học kỹ thuật công nghiệp Abstract — Matlab - Simulink là một môi + Tần số quay không đổi và ít phụ thuộc trường ứng dụng dùng để mô phỏng và thiết kế các vào dao động tải (trong một giới hạn cho phép nào mô hình động học cũng như các hệ thống nhúng ở đó) trên trục Rotor. nhiều lĩnh vực khác nhau như giao tiếp, điều khiển tự động, điện tử công suất, xử lý tín hiệu số, xử lý video, hình ảnh…. Với một giao diện giao đồ họa trực quan từ thư viện đến các khối chức năng của chương trình, nó cho phép thiết kế, mô phỏng, thực thi chương trình và kiểm tra hệ thống ở các thời điểm khác nhau. Modul Simulink của Matlab tích hợp sẵn các thư viện của các loại máy điện khác nhau, do đó nó cho phép xây dựng mô hình điều khiển quá trình khởi động, làm việc của các loại máy điện này một cách linh hoạt. Kết quả mô phỏng luôn sát với đặc tính làm việc của thiết bị thực. Hình 1. Động cơ đồng bộ So với máy điện không đồng bộ có cùng công Xong nó cũng tồn tại nhược điểm: Vì Rotor có suất, máy điện đồng bộ có nhiều ưu điểm vượt trội, cuộn kích từ và các mạch điện liên quan như mạch tuy nhiên do có cấu tạo phức tạp, đặc biệt có thêm khởi động, mạch diệt từ, mạch góp điện ..., Đặc biệt mạch kích từ phía Rotor nên việc điều khiển nó khi việc khởi động và điều khiển động cơ đồng bộ phức khởi động cũng như trong quá trình làm việc sẽ gặp tạp hơn so với động cơ không đồng bộ do phải xác nhiều khó khăn. Bài báo này giới thiệu mô hình mô định được chính xác thời điểm để bơm dòng kích từ phỏng quá trình “bắt” đồng bộ khi khởi động động vào Rotor (Thời điểm “bắt” và hòa đồng bộ trong cơ đồng bộ trên phần mềm Matlab – Simulink. Thời quá trình khởi động) và trong quá trình làm việc điểm đưa dòng kích từ DC vào cuộn kích từ Rotor phải điều chỉnh dòng kích từ này sao cho ổn định để từ trường quay của Stator “bắt” được từ trường được hệ số công suất Cos ở giá trị tối ưu để dòng của Rotor trong quá trình khởi động được xác định Stator có giá trị nhỏ nhất, tổn hao ít nhất, an toàn khi tốc độ của động cơ đạt xấp xỉ tốc độ đồng bộ. cho động cơ và đem lại hiệu suất làm việc cao nhất. Nên động cơ đồng bộ yêu cầu chi phí vận hành cao Keywords- Synchronous motor, excitation methods hơn so với động cơ không đồng bộ. Tuy nhiên trong of synchronous motor, Modelling and Simulation of các nhà máy công nghiệp, với tải đặc biệt đòi hỏi Static Excitation, Matlab Simulink Model. động cơ điện dẫn động công suất lớn (đôi khi lên đến hàng trăm thậm chí hàng nghìn kW) thì việc sử I. GIỚI THIỆU dụng động cơ không đồng bộ là không cho phép. Động cơ đồng bộ sử dụng phổ biến hiện nay là Động cơ đồng bộ công suất lớn chủ yếu được ứng loại cực lồi với các thanh lồng sóc đặt ở mặt ngoài dụng trong các nhà máy điện, các trạm bơm, các các cực lồi của Rotor, Các thanh lồng sóc này cho máy nén khí cao áp trong ngành công nghiệp hoá phép mô men tăng tốc hình thành trong Rotor khi chất (hình 1). Ưu điểm của nó so với động cơ không dòng xoay chiều của stator vừa tạo ra dòng cảm ứng đồng bộ có cùng công suất là: trong các thanh lồng sóc, do đó khi bắt đầu khởi + Có hiệu suất cao hơn, có khả năng hoạt động nó làm việc như một động cơ không đổng bộ, động ở Cos  1, điều này cho phép nâng cao hệ số cấu tạo của động cơ đồng bộ cực lồi trình bày như Cos của lưới điện nhà máy và giảm kích thước, hình 2. trọng lượng bản thân động cơ do dòng nhỏ hơn. Khi bắt đầu khởi động, người ta không đưa dòng + Độ nhạy với dao động điện áp nguồn một chiều vào các cuộn kích từ của Rotor, Nếu toàn thấp hơn do mô men cực đại tỷ lệ bậc nhất với điện bộ dòng kích từ được bơm vào Rotor trong suốt quá áp. trình khởi động thì động cơ không thể tăng tốc lên được, đồng thời thành phần dao động có giá trị lớn HỘI THẢO KHOA HỌC KHOA ĐIỆN - 30/10/2019 2 Dương Quốc Hưng - KTĐ trong mômen tại tần số trượt tạo bởi cuộn từ trường Bài báo trình bày một phương pháp “bắt” đồng có thể gây hại đối với động cơ. Việc bơm dòng một bộ khi khởi động động cơ đồng bộ bằng cách xác chiều vào cuộn Rotor thường được trì hoãn cho đến định tốc độ của động cơ khi nó gần đạt tới tốc độ khi Rotor động cơ đạt tới vận tốc có thể tự cuốn vào đồng bộ. Kết quả của việc mô hình hóa động cơ chế độ đồng bộ mà không xảy ra hiện tượng trượt. đồng bộ và đặc tính khởi động được mô phỏng trên Theo kinh nghiệm, thời điểm đề bơm dòng kích từ Matlab - Simulink đã khẳng định đúng đắn về lý thường xác định khi tốc độ đạt xấp xỉ từ 95 ...