0.3 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ  (Page 7/10)

Dựa vào sơ đồ thay thế một pha của động cơ trong chế độ hãm động năng để xây dựng đặc tính cơ (hình 2-40).

Ở chế độ động cơ ĐK thì điện áp đặt vào stato không đổi, đó là nguồn áp, dòng từ hóa $I_{\mu }$ từ thông ệ không đổi, còn dòng điện stato I1, dòng điện stato I2 biến đổi theo độ trượt s.

Còn ở trạng thái hãm động năng kích từ độc lập, vì dòng điện một chiều Imc không đổi nên dòng xoay chiều đẳng trị cũng không đổi, do đó nguồn cấp cho stato là nguồn dòng. Mặt khác, vì tổng trở mạch rôto khi hãm phụ thuộc vào tốc độ nên dòng rôto I2 và dòng từ hóa Iỡ đều thay đổi, vậy nên từ thông ệ ở stato thay đổi theo tốc độ.

I1I’2E’2XỡIỡX’2R’2 / ự*R’2f / ự*Hình 2-40: Sơ đồ thay thế khi hãm động năng ĐK

Trong chế độ làm việc của động cơ ĐK, độ trượt s là tốc độ cắt tương đối của thanh dẫn rôto với từ trường stato, ở trạng thái hãm động năng nó được thay bằng tốc độ tương đối:

${\omega }^{}=\frac{\omega }{{\omega }_o}$ (2-95)

E’2I1ử2ử2I’2IỡHình 2-41: Đồ thị vectơdòng điện khi HĐNTừ sơ đồ thay thế hình 2-39, ta có đồ thị vectơ dòng điện như hình 2-41.

Từ sơ đồ thay thế ta có:

$I_2^{\text{'}}=\frac{E_2^{\text{'}}}{\sqrt{{\frac{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}}{{\omega }^{}}}^2+X_2^{\text{'}2}}}=\frac{E_2^{\text{'}}\text{.}{\omega }^{}}{\sqrt{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}2}+(X_2^{\text{'}}\text{.}{\omega }^{}{)}^2}}$ (2-96)

Hay: $I_2^{\text{'}}=\frac{I_{\mu }\text{.}{X}_{\mu }\text{.}{\omega }^{}}{\sqrt{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}2}+(X_2^{\text{'}}\text{.}{\omega }^{}{)}^2}}$ (2-97)

Trong đó: $R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}=R_2^{\text{'}}+R_{\mathrm{2f}}^{\text{'}}$

Theo đồ thị vectơ ta có:

$I_1^2=(I_{\mu }+I_2^{\text{'}}\text{sin}{\varphi }_2{)}^2+(I_2^{\text{'}}\text{sin}{\varphi }_2{)}^2$ ;

Hay $I_1^2=I_{\mu }^2+I_2^{\text{'}2}+{\mathrm{2I}}_{\mu }\text{.}{I}_2^{\text{'}}\text{sin}{\varphi }_2{)}^2$ ;(2-98)

Trong đó:

$\text{sin}{\varphi }_2=\frac{X_2^{\text{'}}\text{.}{\omega }^{}}{\sqrt{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}2}+(X_2^{\text{'}}\text{.}{\omega }^{}{)}^2}}$ (2-99)

Thay $I_2^{\text{'}}$ và sinử2 vào (2-98), ta có:

$I_1^2=I_{\mu }^2+\frac{I_{\mu }^2{X}_{\mu }^2{\omega }^{\text{*2}}}{R_{\text{2Σ}}^{\text{'2}}+(X_2^{\text{'}}{\omega }^{}{)}^2}+\frac{{\text{2I}}_{\mu }^2{X}_{\mu }{X}_2^{\text{'}}{\omega }^{\text{*2}}}{R_{\text{2Σ}}^{\text{'2}}+(X_2^{\text{'}}{\omega }^{}{)}^2}$ (2-100)

Từ đó rút ra:

${\omega }^{}=R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}\sqrt{\frac{{\frac{I_1}{I_{\mu }}}^2-1}{(X_2^{\text{'}}+X_{\mu }{)}^2-{\frac{I_1}{I_{\mu }}}^2{X}_2^{\text{'}2}}}$ (2-101)

Từ các biểu thức (2-98) $$ (2-100), sau khi biến đổi ta có:

$I_2^{\text{'}}=\frac{I_{\mu }\text{.}{X}_{\mu }\text{.}{\omega }^{}}{\sqrt{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}2}+(X_2^{\text{'}}+X_{\mu }{)}^2\text{.}{\omega }^2}}$ (2-102)

Tương tự như đã xét ở động cơ ĐK, ta xác định được mômen:

$M=\frac{{\mathrm{3I}}_2^{\text{'}2}\frac{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}}{{\omega }^2}}{{\omega }_o}$ (2-103)

Hay: $M=\frac{{\text{3I}}_2^{\text{'2}}{X}_{\mu }{R}_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}{\omega }^{}}{{\omega }_o[R_{\text{2Σ}}^{\text{'2}}+(X_2^{\text{'}}+X_{\mu }{)}^2{\omega }^{{}^2}]}$ (2-104)

Đường cong M = f(ự*) cũng được khảo sát tương tự như với đường cong đặc tính cơ của động cơ ĐK và cho ta những kết quả:

${\omega }_{\text{th}}^{}=\frac{R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}}{X_{\mu }+X_2^{\text{'}}}$ (2-105)

$M_{\text{th}\text{.}\text{th}}=\frac{{\mathrm{3I}}_1^2{X}_{\mu }^2}{{\mathrm{2\omega }}_o(X_{\mu }+X_2^{\text{'}})}$ (2-106)

Và: $M=\frac{{\mathrm{2M}}_{\text{th}\text{.}\text{th}}}{\frac{{\omega }^{}}{{\omega }_{\text{th}}^{}}+\frac{{\omega }_{\text{th}}^{}}{{\omega }^{}}}$ (2-107)

Biểu thức (2-107) là phương trình đặc tính cơ của động cơ ĐK khi hãm động năng kích từ độc lập.

Ta thấy rằng, khi thay đổi R2f thì $R_{\mathrm{2\Sigma }}^{\text{'}}$ thay đổi, nên ${\omega }_{\text{th}}^{}$ thay đổi, còn Mth = const, còn khi thay đổi dòng điện xoay chiều đẳng trị I1, nghĩa là thay đổi dòng điện một chiều Imc, thì mômen Mth thay đổi, còn ${\omega }_{\text{th}}^{}$ = const.

Các đường đặc tính hãm động năng được biểu diễn như trên hình 2-42. Trên đó: đường (1) và (2) có cùng điện trở $R_{\mathrm{2\Sigma }(1)}^{\text{'}}=R_{\mathrm{2\Sigma }(2)}^{\text{'}}$ nhưng có Mth2>Mth1 nên dòng một chiều tương ứng Imc2>Imc1.

Như vậy khi thay đổi nguồn một chiều đưa vào stato động cơ khi hãm động năng thì sẽ thay đổi được mômen tới hạn.

Hình 2-42: Đặc tính cơ của động cơ ĐK khi HĐN-KTĐLự* ựự0Mth2 Mth1 0 MMc(ự)A (đ/c)(3)HĐN(2)(1)ự*th2ự*th1

Còn đường (2) và (3) thì có cùng dòng điện một chiều nhưng điện trở .

Như vậy khi thay đổi điện trở phụ trong mạch rôto hoặc dòng điện một chiều trong stato động cơ khi hãm động năng thì sẽ thay đổi được vị trí của đặc tính tính cơ.

B) hãm động năng tự kích từ:

Động cơ đang hoạt động ở chế độ động cơ (tiếp K kín, tiếp điểm H hở), khi cho K hở, H kín lại, động cơ sẽ chuyển sang chế độ hãm động năng tự kích từ. Khi đó, dòng điện Imc không phải từ nguồn điện một chiều bên ngoài, mà sử dụng ngay năng lượng của động cơ thông qua bộ chỉnh lưu ở mạch rôto (hình 2-43a) hoặc bộ tụ điện ở mạch stato.