Đồ án Tính toán và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha

LỜI NÓI ĐẦU Thế kỉ XXI – thế kỉ của công nghệ thông tin, của khoa học kĩ thuật và công nghệ tự động. Nhằm đáp ứng nhu cầu của sự phát triển, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Truyền động điện ra đời là một trong những yếu tố quan trọng: Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. Truyền động điện là một hệ thống máy móc được thiết kế với nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành điện năng. Hệ thống truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không đổi hoặc thay đổi. Hiện nay khoảng 70-80% các hệ truyền động là loại không đổi, với các hệ thống này tốc độ hoạt động của động cơ hầu như không cần điều khiển, trừ các quá trình khởi động và hãm. Phần còn lại 20-25% các hệ thống điều khiển được tốc độ động cơ để phối hợp được các đặc tính động cơ với đặc tính tải yêu cầu. Với sự phát triển mạnh mẽ của kĩ thuật bán dẫn công suất lớn và kĩ thuật vi xử lý, các hệ thống điều tốc được sử dụng rộng rãi và là công cụ không thể thiếu trong quá trình tự động hóa sản xuất. Do đó nội dung của tập đồ án chủ yếu tính toán và điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha. Tập đồ án này có thể làm tài liệu tham khảo cho những ai quan tâm đến vấn đề liên quan đến động cơ không đồng bộ ba pha. Vì kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế không nhiều, nên tập đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn bè. Chúng em xin chân thành cảm ơn. Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Hồng Thái CHƯƠNG 1 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1: Cấu tạo: Động cơ không đồng bộ gồm hai loại: Động cơ Rotor dây quấn và động cơ Rotor lồng sóc (Động cơ Rotor ngắn mạch) Động cơ điện không đồng bộ được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế. 2: Ưu điểm: Ưu điểm nổi bật của loại động cơ này là: Cấu tạo đơn giản đặc biệt là động cơ Rotor lồng sóc. So với động cơ một chiều thì động cơ không đồng bộ giá thành hạ, vận hành tinh cậy, chắc chắn. Ngoài ra động cơ không đồng bộ dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm các thiết bị biến đổi kèm theo. 3: Nhược điểm Nhược điểm của động cơ không động bộ là điều chỉnh tốc độ và khống chế quá trình khó khăn. Riêng với các động cơ Rotor lồng sóc có các chỉ tiêu khởi động kém hơn. II. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỐC ĐỘ Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý Hình 3.2 Sơ đồ tương đương Trong đó: lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện mạch Stator. lần lượt là điện trở, điện kháng và dòng điện Rotor đã quy đổi về Stator. : Điện áp định mức đặt vào ba pha. : Điện áp pha đặt vào Stator. : là độ trượt (Hệ số của động cơ) : tốc độ góc của từ trường quay (rad/s) : tốc độ góc của từ trường (rad/s) : tốc độ của từ trường quay (vòng/phút) : tần số của điện áp nguồn đặt vào Stator (Hz) : là số đôi cực từ của động cơ. tốc độ quay của Rotor (vòng/phút) : Dòng điện quy đổi. :Hệ số quy đổi dòng điện. : Hệ số quy đổi sức từ động. :Số vòng mỗi pha dây quấn Stator, Rotor. : Sức từ động định mức xuất hiện trên hai vòng trượt Rotor khi: - Rotor hở mạch - Đặt điện áp vào Stator là Phương trình đặc tính tốc độ: Trong đó: : điện kháng ngắn mạch : điện trở qui đổi Khi mở máy tốc độ nên hệ số trượt dòng điện khi mở máy : Với : Thông thường : PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ Để tìm phương trình đặc tính cơ của động cơ ta dựa vào điều kiện cân bằng công suất động cơ. Công suất điện từ chuyển từ Startor sang Rotor Trong đó : : monment điện từ động cơ Pđt = Pcơ + ΔPphụ + ΔPcu2 Nếu tổn hao phụ không đáng kể ΔPphụ = 0 thì Mđt= Mcơ= M Pđt = Pcơ + ΔPcu2 Mđm.ω0 = Mcơ.ω + 3P’.I’22 Mà : Thay vào ta được: (2) (2) là phương trình đặc tính cơ xoay chiều không đồng bộ ba pha. - Đường biểu diễn của phương trình đặc tính cơ có dạng đường cong nên tọa độ điểm cực trị được xác định bằng cách giải phương trình ta được: - Độ trượt tới hạn: (3) Thay phương trình (3) vào phương trình (2) ta có: (4) Trong đó: (+) : ứng với trạng thái động cơ (-) : ứng với trạng thái máy phát - Hệ số quá tải về moment: Cách vẽ đặt tính cơ khi không biết R1,X1,R2,X2 chỉ biết các tham số định mức của động cơ trên nhãn máy và cần thục hiện các bước sau: Hình 3.3 Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ ba pha Bước 1: Xác định tọa độ ba điểm đặc biệt. Điểm đồng bộ của từ trường: Với n0= Điểm tới hạn : B (Mmax ,Smax) Mặt khác : Giải phương trình ta được: Điểm mở máy : Bước 2: Thay vào phương trình (2) ta được: Bước 3: lấy nhiều giá trị của S trong khoảng 01 thay vào biểu thức : Ta sẽ được moment tương ứng: S 0 S1 S2 ………. 1 M M0 M1 M2 ………. Mmm Bước 3: Từ tọa độ () với 3 điểm đặc biệt nối lại ta sẽ được đường đặc tính cơ của động cơ. Các dạng đặc tính cơ: Lập tỉ số và lấy dấu (+) ta được: (5) Trong đó: Đối với động cơ có công suất lớn: R1 <<Xnm thì Lúc này (5) có dạng gần đúng: (6) (7) (8) Cách vẽ đặc tính cơ khi không biết các thông số R1, X1, R2,X2 mà chỉ biết: Xác định tọa độ 3 điểm đặc biệt: Tọa độ điểm giới hạn: Thay tọa độ điểm làm việc định mức vào phương trình đặc tính cơ (6) giải phương trìh bậc 2 theo ta được tọa độ điểm tới hạn Thay vào phương trình (6) ta được: Lấy giá trị tùy ý của S thay vào phương trình (6) ta tìm được : S 0 S1 S2 S3 … Smax M M1 M2 M3 … M Hệ số moment mở máy: () Hệ số dòng điện mở máy: () Nhận xét: Đoạn đặc tính hãm tái sinh (hãm máy phát). Đoạn đặc tính động cơ quay thuận. Đoạn đặc tính động cơ quay ngược. ẢNH HƯỞNG CỦA THAM SỐ ĐẾN DẠNG ĐẶC TÍNH CƠ Ảnh hưởng của điện áp: Khi điện áp đặt vào động cơ giảm: Từ phương trình: () Ta thấy moment tới hạn giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ giảm của điện áp. Trong khi tốc độ đồng bộ: không thay đổi. Độ trượt tới hạn không thay đổi. - Mmax nói lên khả năng quá tải của động cơ. - Moment mở máy () giảm theo tỉ lệ bình phương lần độ suy giảm của điện áp. Hình 3.4 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 3 pha khi thay đổi điện áp Ảnh hưởng của điện trở phụ hay điện kháng phụ nối tiếp trên mạch Stator. - Khi thêm điện trở phụ vào Stator thì tốc độ đồng bộ không đổi, độ trượt tới hạn giảm, moment tới hạn giảm và momet mở máy cũng giảm. Hình 3.5. Động cơ không đồng bộ 3 pha khi điện trở phụ. - Khi thêm điện kháng phụ (giả sử ) vào mạch Stator thì tốc độ n0 không đổi, độ trượt tới hạn giảm (vẫn còn lớn khi thêm ), moment mở máy giảm (bằng với khi thêm ). Hình 3.6 Động cơ không đồng bộ khi thêm điện kháng và điện trở phụ Ta thấy khi thêm ta tăng được khả năng quá tải của động cơ (nói lên khả năng quá tải của động cơ). Đặc tính cơ khi thêm và có dạng: Ảnh hưởng của điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn Rotor - Động cơ không đồng bộ Rotor lồng sóc (hay rotor ngắn mạch) không thể thay đổi được điện trở mạch Rotor. Việc thay đổi chỉ sử dụng đối với động cơ không đồng bộ rotor dây quấn vì mạch rotor có thể nối với điện trở ngoài qua hệ vòng trượt - chổi than.(như hình vẽ) - Dễ thấy điện trở mạch rotor - do đó điện trở quy đổi - chỉ có thể thay đổi về phía tăng. Khi tăng thì độ trượt tới hạn tăng, còn tốc độ đồng bộ và moment tới hạn giữ nguyên. Hình 3.7: Đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ nối tiếp vào dây quấn rotor. Ảnh hưởng của số đôi cực từ P. Ta có : - Khi tăng (giảm) số đôi cực từ thì tốc độ n0 giảm (tăng) nên tốc độ quay của Rotor giảm (tăng) . Còn không phụ thuộc vào nên không thay đổi, nghĩa là độ cứng của đặc tính cơ vẫn giữ nguyên.Nhưng khi thay đổi số đôi cực từ sẽ thay đổi cách đấu dây ở Stator động cơ nên một số thông số như có thể thay đổi. Do đó tùy vào trường hợp sẽ ảnh hưởng khác nhau dến moment tới hạn của động cơ. Dạng của đặc tính cơ khi thay đổi số đôi cực từ còn phụ thuộc vào yêu cầu của việc đổi tốc độ. Đổi tốc độ đảm bảo moment không đổi.(/YY) Hình 3.8 Đổi tốc đảm bảo công suất không đổi. (YY/) Hình 3.9 Đổi tốc đảm bảo moment và công suất không đổi. (YY/Y) Hình 3.10 Ảnh hưởng của tần số: - Từ biểu thức ta thấy khi thay đổi tần số sẽ làm tốc độ động cơ thay đổi. - Từ biểu thức (7) Trong đó: là tần số điện áp đặt vào Stator. Khi thay giảm thì và tăng nhưng tăng mạnh hơn. Do đó độ cứng đặc tính cơ tăng khi giảm. - Khi giảm xuống dưới thì tổng trở các cuộn dây giảm nên giữ nguyên điện áp cấp thì dòng điện động cơ sẽ tăng đốt nóng động cơ quá mức. - Từ biểu thức (8) khi tần số thay đổi sẽ làm thay đổi . - Khi tăng tốc độ thì khả năng quá tải của động cơ sẽ giảm đi. Muốn giữ khả năng quá tải không thay đổi thì phải kết hợp điều chỉnh tần số và điện áp sao cho tỷ số: . Như vậy sẽ giữ không đổi ở vùng (hình 3.15). ở vùng f1>fđm thì không thể tăng điện áp nguôn cấp mà giữ nên ở vùng này sẽ giảm tỉ lệ nghịch với bình phương tần số. Hình 3.11. Đặc tính cơ khi thay đổi tần số. MỞ MÁY VÀ TÍNH ĐIỆN TRỞ MÁY - đối với động cơ Rotor dây quấn để hạn chế dòng khởi động và tăng moment khởi động người ta đưa điện trở phụ vào mạch Rotor trong quá trình khởi động sau đó loại dần các điện trở phụ này theo từng cấp. - khi đóng điện trực tiếp vào Stator động cơ không đồng bộ thì thoạt đầu do Rotor chưa quay ,độ trượt lớn () nên sức điện động cảm ứng và dòng điện cảm ứng lớn. - Dòng điện này có giá trị đặc biệt lớn ở các loại động cơ công suát trung bình và công suất lớn. - Sơ đồ nguyên lý và đặc tính khởi động được biểu diễn trên hình vẽ. Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý và đặc tính khởi động. Để xác định trị số các cấp điện trở khởi động ta có thể sử dụng sơ đồ các đặc tính đã được tuyến tính hóa trong đoạn khởi động. Quá trình khởi động như sau: Bước 1: Dựa vào các thông số định mức của động cơ tiến hành vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên. Bước 2: Chọn giá trị lớn nhất và nhỏ nhất cho phép trong quá trình mở máy. Chọn : nếu nếu - Đặt 2 giá trị lên trục hoành từ đó kẻ 2 đường thẳng I, II song song với trục tung nó sẽ cắt đường đặc tính cơ tự nhiên tại g và h. Kẻ đường thẳng gh kéo dài cắt đường thẳng song song với trục hoành xuất phát từ n0 tại t (t là điểm xuất phát của tia mở máy). - Từ b dựng đường thẳng song song với trục hoành cắt II tại c, nối N với c kéo dài cắt I tại d. (đường số 1). - Từ d dựng đường thẳng song song với trục hoành, cắt I tại e , nối e với N kéo dài cắt I tại c (đường số 2). - Từ f dựng đường thẳng song song với trục hoành, cắt II tại g , nối g với N kéo dài cắt I tại h (đường số 3). - Tia cuối cùng phải đi qua giao điểm h là giao điểm của trục hoành và đường thẳng song song với trục tung xuất phát từ M1. Nếu không phải tiến hành chọn lại M1, M2, hoặc cả hai. Bước 3: tính điện trở phụ bằng phương pháp đồ thị. Từ phương trình (7) ta có : Lập tỉ số: Trên đường số (1) ta có: Trên đường số (2) ta có: Trên đường số (3) ta có: Vậy: HÃM MÁY Hãm tái sinh : - Hãm tái sinh xảy ra khi tốc độ Lúc này động cơ máy phát điện trả điện năng về lưới điện và tạo ra moment hãm ngược chiều với chiều mà dòng điện đang quay. Vì tốc độ hãm lớn nên hãm tái sinh không dùng để hãm dừng mà chỉ dùng trong trường hợp hãm ghìm. Hãm tái sinh có thể thực hiện một trong hai cách trong hai cách sau: Cách 1: giảm tốc độ bằng phương pháp tăng số đôi cực từ đảm bảo moment không đổi. - Lúc này hãm tái sinh xảy ra góc phần tư thứ hai. Hình 3.13 Ở góc phần tư thứ hai : Đoạn Bn02 : Ta có thay vào phương trình : Đoạn Bn02 là đoạn hãm tái sinh. Đoạn n02C : Vì nên khi thay đổi vào phương trình đặc tính cơ Đoạn n02C là đoạn đặc tính động cơ giảm tốc. Đến điểm C thì và động cơ quay ổn định với tốc độ nhỏ Cách 2: Ta tiến hành hạ tải thế năng bằng phương pháp đảo cực tính 2 trong 3 pha nguồn đưa vào động cơ. Hãm tái sinh sẽ xảy ra ở gốc phần tư thứ tư. Hình 3.14 Hãm ngược : - Giống như động cơ một chiều kích từ độc lập, trạng thái hãm ngược của động cơ không đồng bộ cũng có 2 cách: Cách 1 : Động cơ dang quay thuận thì tiến hành đảo thứ tự 2 trong 3 pha nguồn đưa vào động cơ thì hãm ngược xảy ra ở góc phần tư thứ hai. - Động cơ chuyển điểm làm việc từ A trên đặc tính cơ 1 sang B trên đặc tính cơ với tốc độ (do quán tính cơ). Quá trình hãm nối ngược bắt đầu khi tốc độ động cơ giảm theo đặc tính 2 tới điểm D thì , lúc này nếu cắt điện thì động cơ sẽ dừng. Đoạn hãm ngược () là BD, nếu không cắt điện khi =0 thì nên bắt đầu tăng tốc mở máy quay ngược lại theo đặc tính 2 và làm việc ổn định tại E với tốc độ theo chiều ngược lại. - Khi động cơ hãm nối ngược theo đặc tính 2 điểm B ứng với moment âm trị số nhỏ nên tác dụng hãm không hiệu quả. Thực tế phải tăng cường moment hãm ban đầu. Hình 3.15 - Tới điểm L thì , lúc này nếu cắt điện sẽ dừng. Nếu không cách điện động cơ sẽ quay theo chiều ngược tới điểm N. lúc này nếu tiếp tục cắt điện trở phụ thì động cơ sẽ chuyển điểm làm việc sang đặc tính cơ 2 và tăng tốc tới điểm E. - Trường hợp quá lớn động cơ có đặc tính 3 khi hãm nối ngược thì quá trình hảm kết thúc tại I. Động cơ không thể tăng tốc chạy ngược vì Cách 2: Ta thêm điện trở phụ vào mạch Rotor lúc đó hãm ngược xảy ra ở góc phần tư thứ tư. * Đoạn B’C’ : Là đoạn đặc tính cơ giảm tốc. * Đoạn C’D’: Là đoạn đặc tính cơ hãm ngược thêm điện trở phụ Rp Phương pháp này chỉ áp dụng cho động cơ Rotor dây quấn truyền động cơ cấu nâng hạ tải. Để dừng và hạ tải xuống động cơ được nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng nhờ mở các tiếp điểm K (công tắc tơ K thôi tác động). Đặc tính tương ứng là đường rất dốc. - Động cơ chuyển điểm làm việc từ A trên dường 1 sang B trên dường 2 với tốc độ . Lúc này moment động cơ nên động cơ giảm tốc độ, vật dẫn được nâng lên với tốc độ nhỏ dần, điểm làm việc của động cơ dịch chuyển từ B xuống D theo đặc tính 2. Tới D thì và vật dừng lại. Do tải trọng gây moment nên vật bắt đầu tụt xuống. Chiều quay đảo lại, động cơ vẫn sinh moment dương, nhưng vì nên vật vẫn tiếp tục tụt xuống và lúc này động cơ làm việc ở trạng thái hãm ngược. Đặc tính hãm ngược nằm ở góc phần tư thứ IV. Điểm làm việc khi hãm của động cơ dịch chuyển theo đặc tính hãm từ D tới E. - Tại E thì và động cơ quay đều, hãm ghìm vật để hạ vật xuống đều với tốc độ . - Ở chế độ này động cơ làm việc ờ chế độ máy phát. Hình 3.16 Hãm động năng: 3.1. Hãm động năng kích từ độc lập. - Để hãm động năng kích từ độc lập một động cơ không đồng bộ dang làm việc ở chế độ động cơ ta phải cắt Stator ra khỏi lưới điện xoay chiều (mở các tiếp điểm k) cáp vào stator dòng điện một chiều để kích từ (đóng các tiếp điểm H). Thay đổi dòng kích từ nhớ (hình 3.17) Hình 3.17 - Giả sử trước khi hãm động cơ làm việc tại A trên đặc tính cơ 1, thì khi hãm động năng động cơ chuyển sang làm việc tại điểm b trên đặc tính hãm động năng ở góc phần tư thứ II. (hình 3.22) Hình 3.18. Đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập 3.2. Hãm động năng tự kích từ: - Trong cách hãm động năngkích từ độc lập, từ trường lúc hãm được tạo ra nhờ nguồn một chiều bên ngoài và có giá trị không đổi. Trong cách hãm động năng tự kích từ, từ trường lúc hãm được tạo ra do chính dòng điện cảm ứng của phần ứng. Dòng cảm ứng xoay chiều sẽ được chỉnh lưu rồi cấp lại kích từ qua điện trớ hạn chế. Từ trường hãm sẽ yếu dần khi tốc độ động cơ giảm (vì sức điện động cảm ứng giảm (hình 3.19). Hình 3.19 Ta có phương trình đặc tính cơ: Trong đó: tốc độ tương đối. : Điện kháng cùa mạch từ hóa phụ thuộc vào cách đấu dây Stator khi cho nguồn DC vào để hãm động năng. Y A C 0,82 0,44 I1 : Dòng điện đẳng trị khi thay ở Stator bằng dòng AC sao cho sức từ động ở 2 dòng này tạo ra như nhau. A: Là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ nối mạch Stator khi hãm động năng. Hình 3.20 Nhận xét : - Đường số 1 và số 2 có cùng , nhưng khác - Đường số 1 và số 3 có cùng , nhưng khác - Đường số 2 và số 4 có cùng , nhưng khác - Đường số 3 và số 4 có cùng nhưng khác - Đường số 1 và số 4 có nhưng CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG HẠ TRỤC DÙNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ĐỘNG CƠ MỞ MÁY QUA 3 CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ, TÍNH ĐIỆN TRỞ PHỤ Ở TỪNG CẤP BIẾT RẰNG ĐỘNG CƠ KÉO TẢI ĐỊNH MỨC: 1. Trình tự mở máy: Bước 1: Vẽ đặc tính cơ tự nhên dựa vào các thông số sau: n0=1000 (vòng/phút) Mmm=261.62 (N.m) Mc = Mđm = 499.5 (N.m) Mmax = Mth = 909.1 (N.m) Chọn: M1 = 0.85.Mth = 0,85.909,1 = 772,5 (N.m) M2 = 1,1Mđm = 1,1.499,5 = 549,5 (N.m) Lập tỷ số ta có: Ta có: Tương tự ta có: Vẽ đặc tính cơ tự nhên dựa vào các thông số sau: n0=1000 (vòng/phút) Mmm=261.62 (N.m) Mc = Mđm = 499.5 (N.m) Mmax = Mth = 909.1 (N.m) Chọn: M1 = 0.85.Mth = 0,85.909,1 = 772,5 (N.m) M2 = 1,1Mđm = 1,1.499,5 = 549,5 (N.m) Tính toán các điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để nâng tải lên với các tốc độ lần lượt là: Ta có phương trình đặc tính cơ khi nâng tải: Để tính toán điện trở phụ đóng vào mạch rotor ta cần tính toán các đại lượng sau: + Xác định dòng điện stator định mức: I1đm Hiệu suất của động cơ: Dòng điện stator trong cách mắc Y/Y: + Xác định dòng điện định mức cuộn rotor (I2đm) ta có: Sức từ động ở cuộn stator lớn hơn sức từ động ở cuộn rotor 15% do đó: Mà: Vì I1P=I1đm + Hệ số quy đổi sức từ động: điện kháng ngắn mạch: Với điện kháng rotor dã quy đổi về stator. + Tổng trở ngắn mạch: + Dòng mở máy: Khi mở máy: n=0, S=1 - Dòng điện stator đã quy đổi: Mặt khác: Độ trượt định mức: Tốc độ định mức: với f=50Hz, 2P=6 + Phương trình đăch tính ở chế độ định mức: Mà hệ số moment quá tải: Độ trượt tới hạn: Moment định mức: Moment tới hạn: Moment mở máy: vậy ta có: Tọa độ điểm đồng bộ (µ = 0, S = 0, n = n0 = 100 vòng/phút) Tọa độ điểm tới hạn (µmax, Smax) = (909.1 (N.m), 0.147 (N.m)) Điểm mở máy: S = 1, n = 0, µmm = 261.62 (N.m) 2.1. Khi nâng tải với tốc độ n1 = 1/2nđm: Phương trình đặc tính cơ đường số 1: Vì đi qua điểm B ta có: Với Và Phương trình (*) + Điện trở phụ: 2.2. Khi nâng tải với tốc độ n2 = 1/4nđm: Với Đặt + Điện trở phụ: Tính toán điện trở phụ cần thiết đóng vào mạch rotor để hạ tải xuống với tốc độ lần lượt là: 1/4nđm, 2/3nđm, nđm, 2.5nđm. Phương trình đặc tính cơ khi hạ tải: (2) 3.1. Khi hạ tải với tốc độ: n3 = -1/4nđm Độ trượt: Phương trình (2) vì (qua điểm D) Đặt Điện trở phụ khi hạ tải với tốc độ n = -1/4nđm 3.2. Khi hạ tải với tốc độ n4 = -2/3.nđm: Độ trượt: (vì phương trình đi qua điểm E) Tương tự ta có: Điện trở phụ khi hạ tải với tốc độ n = -2/3nđm 3.3.Khi hạ tải với tốc độ n5 = -nđm: Độ trượt: (vì phương trình đi qua điểm F) Tương tự ta có: Điện trở phụ khi hạ tải với tốc độ n = -nđm 3.4. Khi hạ tải với tốc độ n6 = -2.5nđm: Độ trượt: (vì phương trình đi qua điểm G) Tương tự ta có: Điện trở phụ khi hạ tải với tốc độ n = -2.5nđm Vậy các điện trở phụ cần thiết khi hạ tải với các tốc độ: 1/4nđm, 2/3nđm, nđm, 2.5nđm lần lượt là: RP3=0.656(Ω); RP4=0.874(Ω); RP5=1.0475(Ω); RP6=1.83(Ω). Thiết kế sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ. Khi mở máy: Hình (3.21) trình bày sơ đồ nguyên lý nối dây động cơ không đồng bộ rotor dây quấn để mở máy qua ba cấp điện trở phụ Rp1, Rp2, Rp3 ở cả 3 pha rotor, các tiếp điểm K1, K2, K3 điều khiển quá trình mở máy của động cơ. Hình 3.21: Sơ đồ nguyên lý khi mở máy. Quá trình mở máy được tiến hành như sau: Bắt đầu mở máy, các tiếp điểm K1, K2, K3 đều mở mỗi pha cuộn dây Rotor được nối với điện trở phụ có giá trị . Nên đặc tính cơ là đường số 3. Động cơ hoạt động với moment mở máy là: và bắt đầu tăng tốc theo đường số (3) từ điểm h tới điểm g, ứng với tốc độ của động cơ lúc này là và moment của động cơ giảm còn thì tiếp điểm đóng lại. các điện trở phụ được nối tắt, không tham gia vào mạch điện Rotor, động cơ chuyển điểm làm việc từ g trên đường đặc tính số 3 sang điểm f trên đường đặc tính số 2 (ứng với , tương ứng với điện trở pha Rotor là . Moment động cơ tăng từ lên và tiếp tục tăng tốc từ điểm f ( đến điểm e (tốc độ của động cơ tăng đến . Tới điểm e, moment của động cơ lúc này là . Đồng thời đóng các tiếp điểm , loại tiếp điện trở phụ ra khỏi mạch Rotor. Động cơ lại chuyển tiếp làm việc từ e trên đường đặc tính cơ số (2) sang điểm d trên đường đặc tính cơ số 1, với tốc độ , moment động cơ tăng từ lên , và tốc độ động cơ tiếp tục tăng trên đường đặc tính số 1. Đến điểm c tốc độ đạt , moment động cơ giảm còn sau đó người ta điều khiển cho tiếp điểm đóng lại và loại điện trở ra khỏi mạch Rotor. Động cơ chuyển sang làm việc tại điểm b (trên đường đặc tính cơ tự nhiên, với cùng tốc độ moment động cơ tăng lên và tiếp tục tăng tốc từ lên . ở đây , động cơ làm việc ổn định với tốc độ và . Chọn Khi nâng tải. Sơ đồ nguyên lý khi nâng tải được thiết kế như hình 3.22 và các đường đặc tính khi nâng tải ở các tốc độ. Để thực hiện nâng tải với tốc độ hay ta điều khiển cho tiếp điểm k Muốn nâng tải với tốc độ ta điều khiển tiếp điểm K mở, lúc đó điện trở phụ được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, lúc này động cơ làm việc trên đường đặc tính số (1) và làm việc ổn định tại điểm a. Tải lúc này được nâng lên với tốc độ . Hình 3.22: Sơ đồ nguyên lý khi nâng tải Để nâng tải với tốc độ ta điều khiển tiếp điểm k đóng, lúc đó điện trở phụ được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, lúc này động cơ làm việc trên đường đặc tính số (2) và làm việc ổn định tại điểm b. tải lúc này được nâng lên với tốc độ . Khi hạ tải. Sơ đồ nguyên lý khi hạ tải được thiết kế như hình 3.23 và các đường đặc tính khi hạ tải ở các tốc độ. Hình 3.23: Sơ đồ nguyên lý khi hạ tải Để thay đổi tốc độ khi hạ tải ta điều khiển các tiếp điểm . Để hạ tải với tốc độ ta điều khiển cho tiếp điểm đóng, khi đó điện trở phụ có giá trị được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, đường đặc tính làm việc của động cơ lúc này là đường số (1) và động cơ làm việc ổn định tại điểm A, tải đựợc hạ xuống với tốc độ . Để hạ tải với tốc độ ta điều khiển cho tiếp điểm đóng và tiếp điểm mở, khi đó điện trở phụ có giá trị được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, đường đặc tính làm việc của động cơ lúc này là đường số (2) và động cơ làm việc ổn định tại điểm B, tải được hạ xuống với tốc độ . Để hạ tải với tốc độ ta điều khiển cho tiếp điểm đóng đồng thời các tiếp điểm mở ra, khi đó điện trở phụ có giá trị được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, đường đặc tính làm việc của động cơ lúc này là đường số (3) và động cơ làm việc ổn định tại điểm C. tải được hạ xuống với tốc độ . Khi cần hạ tải với tốc độ ta điều khiển cho 3 tiếp điểm cùng mở ra, khi đó điện trở phụ có giá trị được nối tiếp vào mạch Rotor của động cơ, đường đặc tính làm việc của động cơ lúc này là đường số (4) và động cơ làm việc ổn định tại điểm D. tải đựợc hạ xuống với tốc độ . PHẦN B: KẾT LUẬN Sau thời gian thực hiện Đồ Án môn học Truyền Động Điện, chúng em nhận thấy mình phải nắm vững hơn vốn kiến thức được trang bị trong nhà trường, và cần phải trang bị cho mình những hành trang tri thức bằng việc đọc sách báo, các tài liệu kỹ thuật có liên quan đến chuyên ngành. Đồng thời phải học hỏi thêm từ thầy cô, anh - chị những người đi trước thuộc lĩnh vực chuyên môn. Từ đó tích lũy những kinh nghiệm quý báu cho bản thân, để bắt kịp với tốc độ phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật hiện nay. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Hải – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho chúng em hoàn thành tốt tập Đồ Án môn học này.