0.3 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ  (Page 8/10)

Hình 2-43: a)Sơ đồ nối dây ĐK khi HĐN TKTb) Sơ đồ nguyên lý tạo mômen hãm HĐN TKT++++ệFFe2i2RựMhb)ĐK~KMSXHRđchHa)CL

* Ví dụ 2-6:

Hãy lựa chọn đặc tính cơ hãm động năng và xác định các thông số mạch hãm, gồm dòng điện một chiều Imc cấp vào cuộn dây stato và điện trở phụ Rh nối vào mạch rôto của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn sao cho mômen hãm cực đại đạt được Mh.max = 2,5Mđm và hiệu quả hãm cao. Số liệu cho trước: Động cơ 11KW; 220V; 953vg/ph, ở = Mth/Mđm = 3,1; cosửđm = 0,71; cosửo (không tải) = 0,24; I1đm = 28,4A; I1.0 (không tải) = 19,2A; R1 = 0,415Ù; X1 = 0,465Ù; E2nm(điện áp dây) = 200V; I2đm = 35,4A; r2 = 0,132Ù; X2 = 0,27Ù; và Ke = 1,84.

* Giải:

Trước hết, xác định thêm các thông số của động cơ:

Tốc độ định mức:

${\omega }_{\text{đm}}=\frac{n_{\text{đm}}}{\mathrm{9,}\text{55}}=\frac{\text{953}}{\mathrm{9,}\text{55}}=\text{99},8\text{rad/s}$

Tốc độ từ trường quay: ựo = 1000/9,55 = 104,7 rad/s

Mômen định mức: $M_{\text{đm}}=\frac{P_{\text{đm}}\text{.}\text{1000}}{{\omega }_{\text{đm}}}=\frac{\text{11}\text{.}\text{1000}}{\text{99},8}=\text{110},\mathrm{2N}\text{.}m$

Độ trượt định mức: $s_{\text{đm}}=\frac{{\omega }_o-{\omega }_{\text{đm}}}{{\omega }_o}=\frac{\text{104},7-\text{99},8}{\text{104},7}=\mathrm{0,}\text{05}$

Điện kháng mạch hóa Xỡ được xác định theo s.đ.đ. và dòng điện không tải của stato (coi dòng không tải bằng dòng từ hóa):

$X_{\mu }=\frac{E{}_{1\text{.}0}}{I_{1\text{.}0}}=\frac{\text{212}}{\text{19},2}=\text{11},\text{05}\Omega$

(với: $E_{1\text{.}0}=K_e\text{.}{E}_{2\text{nmf}}=\mathrm{1,}\text{84}\text{.}\frac{\text{200}}{\sqrt{3}}=\text{212}\text{V}$ )

Điện kháng rôto qui đổi về stato:

$X_2^{\text{'}}=X_2\text{.}{K}_e^2=\mathrm{0,}\text{27}\text{.}\mathrm{1,}{\text{84}}^2=\mathrm{0,}\text{92}\Omega$

Theo yêu cầu của đề bài ta có thể chọn đặc tính hãm động năng có mômen tới hạn là: Mth.đn = Mh.max = 2,5Mđm.

Tốc độ tới hạn ${\omega }_{\text{th}}^{}$ có thể chọn bằng tốc độ hãm ban đầu:

${\omega }_{\text{th}}^{}={\omega }_{\text{bđ}}^{}={\omega }_{\text{đm}}/{\omega }_o$

Khi đó ta có đặc tính hãm là đường 2 trên hình 2-38. Rõ ràng đặc tính này có hiệu quả hãm thấp vì mômen giảm gần như tuyến tính từ tốc độ ban đầu ựbđ = ựđm cho đến ự = 0.

Để cho việc hãm có hiệu quả cao, ta cần tạo ra một đặc tính cơ đảm bảo bao một diện tích lớn nhất giữa nó với trục tung của đồ thị (vùng gạch sọc trên hình 2-44). Khi đó mômen hãm trung bình trong toàn bộ quá trình hãm sẽ là lớn nhất. Việc tính toán cho thấy đặc tính cơ dạng này có tốc độ tới hạn: ${\omega }_{\text{th}\text{.}\text{tu}}^{}$ = 0,407.

Vậy đặc tính cơ hãm động năng được chọn là đường (1) trên hình 2-44.

ự

ự00,05

ựbđ =ựđm

(1)

(2)

ự*th.tư

Mh.max = Mth.đn Mđm 3,1Mđm M

Hình 2-44: Đặc tính cơ TN và đặc tính cơ hãm ĐN

Từ biểu thức của mômen tới hạn hãm động năng (biểu thức 2-106) ta rút ra biểu thức tính dòng điện xoay chiều đẳng trị I1:

$\begin{array}{}{I}_1=\sqrt{\frac{M{}_{\text{th}\text{.}\text{đn}}\text{.}{\mathrm{2\omega }}_o(X_{\mu }+X_2^{\text{'}})}{{\mathrm{3X}}_{\mu }^2}}=\\ =\sqrt{\frac{\mathrm{2,5}\text{.}\text{110},2\text{.}2\text{.}\text{104},7\text{.}(\text{11},\text{05}+\mathrm{0,}\text{92})}{3\text{.}\text{11},{\text{05}}^2}}=\text{43},\mathrm{4A}\end{array}$

Qua hệ số tỷ lệ A của sơ đồ nối dây stato vào nguồn điện một chiều khi hãm, ví dụ chọn sơ đồ 1 trong bảng 2-2, ta có: $A=\sqrt{2}/\sqrt{3}=\mathrm{0,}\text{815}$ , ta xác định được dòng điện một chiều cần thiết:

Imc = I1/A = 43,4/0,815 = 53A

Từ biểu thức của tốc độ tới hạn (2-74) ta xác định được giá trị điện trở trong mạch rôto khi hãm:

$R_{\mathrm{2t}}^{\text{'}}={\omega }_{\text{th}}^{}(X_{\mu }+X_2^{\text{'}})=\mathrm{0,}\text{407}\text{.}(\text{11},\text{05}+\mathrm{0,}\text{92})=\mathrm{4,}\text{87}\Omega$

Tương ứng với giá trị trước khi qui đổi là:

$R_{\mathrm{2t}}=R_{\mathrm{2t}}^{\text{'}}/K_e^2=\mathrm{4,}\text{87}/\mathrm{1,}{\text{84}}^2=\mathrm{1,}\text{44}\Omega$

Vậy điện trở phụ cần nối vào mạch rôto là:

Rh = R2t - r2 = 1,44 - 0,132 = 1,308 Ù

Đảo chiều động cơ đk:

Giả sử động cơ đang làm việc ở điểm A theo chiều quay thuận trên đặc tính cơ tự nhiên thuận với tải Mc:

$M=\frac{{\mathrm{2M}}_{\text{th}}(1+{\text{as}}_{\text{th}})}{\frac{s}{s_{\text{th}}}+\frac{s_{\text{th}}}{s}+2{\text{as}}_{\text{th}}}$ (2-108)

ựự00 Mc MA (đ/cT)b)-ự0Hình 2-45: a) Sơ đồ nối dây ĐK khi đảo 2 trong 3 pha stato động cơ ĐKb) Đặc tính cơ khi làm việc thuận (A) và ngược (B)ĐK~R2fa)MSXM’c sthNB (đ/cN)