Nghiên cứu điện tử công suất và ứng dụng điện tử công suất để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ

cöïc. Ngöôïc laïi, rotor loàng soùc coù theå thích öùng vôùi baát cöù soá ñoâi cöïc naøo cuûa daây quaán stator, do ñoù noù thích hôïp vôùi caùch ñieàu chænh naøy. - Daây quaán stator coù theå noái thaønh bao nhieâu soá ñoâi cöïc khaùc nhau thì toác ñoä coù baáy nhieâu caáp. Thöôøng coù hai caáp toác ñoä goïi laø ñoäng cô ñieän hai toác ñoä. Hieän nay ngöôøi ta ñaõ cheá taïo caùc ñoäng cô thay ñoåi soá ñoâi cöïc p, coù moät, hai hay ba heä thoáng daây quaán ôû phía stator, nghóa laø ñoäng cô coù theå coù 2, 4, 6 caáp toác ñoä. Ñoái vôùi ñoäng cô maø stator nhieàu heä thoáng daây quaán thì khi laøm vieäc heä thoáng naøo khoângsöû duïng ñöôïc ñeå hôû maïch. Ba caùch cô baûn ñeå thay ñoåi soá ñoâi cöïc ñöôïc trình baøy sau ñaây: a/ Ñoåi noái cuoän stator Y thaønh Y ½ ngöôïc: a1 x1 a2 øx2 X Y Z c1 z1 c2 øz2 b1 y1 b2 øy2 U1,f1 A B C Hình 2-10 Sô ñoà nguyeân lyù Stator noái Y Sô ñoà khai trieån cuûa pha A khi noái stator hình Y ( P= 4 -> 2 p = 8) X Y Z Hình 2-11 Sô ñoà nguyeân lyù stator noái Y ½ ngöôïc. Sô ñoà khai trieån pha A khi noái stator Y ½ ngöôïc. ÔÛû tröôøng hôïp naøy: (2.22) (2.23) (2.24) n2 n 1y ½ nguoc n1Y o Y ½ nguoc Y MtY ½ MtY M Hình 2-12:Ñaëc tính cô M=f(n2) cuûa ñoäng cô khi cuoän stator ñoåi caùch noái töø Y sang Y ½ ngöôc Phöông phaùp naøy phuø hôïp vôùi phuï taûi mang tính ma saùt. b)Ñoåi noái cuoän stator töø Y sang YY: Hình 2-13 : Sô ñoà nguyeân lyù stator noái YY. -Sô ñoà khai trieån cuûa pha A khi cuoän stator noái YY gioáng hoaøn toaøn nhö sô ñoà khai trieån Y ½ ngöôïc ( Hình 2-11 b). -Coâng suaát ñoäng cô tieâu thuï töø löôùi ñieän trong caùc tröôøng hôïp: Khi daây quaán stator ñaáu hình sao (Y) : P2Y = Ö 3 U1 I’f hcos j1 (2-25) Khi daây quaán stator ñaáu hình sao keùp (YY) : P1YY = 2Ö 3 U1 I’f hcos j1 (2-26) Giaû thieát khi ñoåi toác ñoä, hieäu suaát h vaø heä soá coâng suaát cos j khoâng ñoåi, ta coù: (2-27) Vì toác ñoä khi maùy coù coâng suaát P1YY gaáp ñoâi toác ñoä khi maùy coù coâng suaát P1Y (nYY = 2 nY) vaø do quan heä p =wM, trong ño ùw laø toác ñoä goùc cuûa rotor ñoäng cô ñieän, M, P laø moment ñieän töø vaø coâng suaát ñaàu truïc cuûa ñoäng cô ñieän; neân ta coù: Vaäy :M1=M2. (2-28) w1, M1 ,w2, M2 laø vaän toác goùc vaø moment ñieän töø öùng vôùi tröôøng hôïp daây quaán stator ñaáu hình sao keùp (YY), hình sao (Y). Mc= const n2 n1 YY n1Y o YY M Y Hình 2-14 : Ñaëc tính cô f (n2) = M cuûa ñoäng cô khi cuoän daây ôû stator ñoåi caùch noái Y sang YY. Ta thaáy: Phöông phaùp ñoåi noái stator töø Y sang YY laøm toác ñoä taêng gaáp ñoâi, coøn moment quay cuûa ñoäng cô ñöôïc duy trì khoâng ñoåi. Phöông phaùp naøy phuø hôïp vôùi phuï taûi coù moment laø haèng soá (maùy naâng, maùy xuùc, caàn truïc, thang maùy). c/ Ñoåi noái stator töø tam giaùc (D) sang sao keùp (YY). (a) (b) Hình 2-15 : (a) Sô ñoà nguyeân lyù stator noái D. (b) Sô ñoà nguyeân lyù stator noái YY. Sô ñoà khai trieån cuûa pha A khi noái stator theo sô ñoà D gioáng khi stator noáiY ( P D = PY = 4). Hình 2-16:Sô ñoà khai trieån cuûa pha A khi noái stator theo sô ñoà YY(PYY =2) Vôùi caùch ñaáu D /YY , coâng suaát cuûa maùy laø : P1YY = 2Ö 3 U1 I’f hcos j1 (2-29) P2D = Ö 3 U1 Ö 3 I’f hcos j1 (2-30) Ta coù : (2-31) Neáu xem heä soá coâng suaát hai tröôøng hôïp laø nhö nhau thì khi tieán haønh ñieàu chænh toác ñoä, coâng suaát thay ñoåi khoâng ñaùng keå .Vaäy caùch chuyeån ñoåi töø ñaáu D sang YY thích hôïp khi coâng suaát truyeàn ñoäng khoâng ñoåi, töông öùnvôùi caùc ñaëc tính cô treân hình 2-17. MtYY M tD M n2 n1Y n 1D 0 Hình 2-17 : Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khi daây quaán stator ñoåi noái töø D sang YY. *Nhaän xeùt : -Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô baèng phöông phaùp thay ñoåi soá ñoâi cöïc (P) chæ cho nhöõng toác ñoä nhaûy caáp, vì P coù theå thay ñoåi ñöôïc töø: 1- 2 : no = 3000 voøng / phuùt- 1500 voøng / phuùt 2- 4 : no = 1500 voøng / phuùt- 750 voøng / phuùt 4- 8 : no = 1000 voøng / phuùt - 500 voøng / phuùt 6-12 : no = 500 voøng / phuùt - 250 voøng / phuùt Toái ña chæ coù 6 caáp toác ñoä vì stator chæ coù 3 heä thoáng daây quaán. - Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm laø giöõ nguyeân ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô, toån thaát naêng löôïng khi ñieàu chænh gaàn nhö baèng khoâng. Nhöng hieäu suaát söû duïng, heä thoáng daây quaán thaáp neáu coù nhieàu heä thoáng daây quaán. - Phöông phaùp treân ñöôïc söû duïng roäng raõi, khi khoâng coù yeâu caàu veà ñoä trôn ñieàu chænh vaø öùng duïng trong quaït gioù, maùy bôm, maùy naâng, thang maùy. IV / Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng phöông phaùp thay ñoåi ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô: Moment ñoäng cô khoâng ñoàng boä (ÑKB) tyû leä vôùi bình phöông ñieän aùp stator, do ñoù coù theå ñieàu chænh ñöôïc moment vaø toác ñoä ñoäng cô baèng caùch ñieàu chænh giaù trò ñieän aùp stator, trong khi giöõ nguyeân taàn soá. Uñk Ul,fl ÑAXC Ub,fb Hình 2-17 : Sô ñoà nguyeân lyù ñieàu chænh ñieän aùp ÑKB (2-32) Ñeå ñieàu chænh ñieän aùp ÑKB phaûi duøng caùc boä bieán ñoåi ñieän aùp xoay chieàu (ÑAXC). Neáu xem ÑAXC laø nguoàn aùp lyù töôûng (fb = 0) thì caên cöù vaøo bieåu thöùc moment tôùi haïn, ta coù: Uñm : ñieän aùp ñònh möùc Ub : ñieän aùp ñaàu ra cuûa ÑAXC Mm : moment tôùi haïn khi ñieän aùp laø ñònh möùc Mtu : moment ñoäng cô öùng vôùi ñieän aùp ñieàu chænh Vì giaù trò ñoä tröôït tôùi haïn Sm cuûa ñaëc tính cô töï nhieân laø nhoû, neân khoâng aùp duïng ñieàu chænh ñieän aùp cho ñoäng cô rotor loàng soùc. Khi duøng phöông phaùp naøy cho ñoäng cô rotor daây quaán, caàn noái theâm ñieän trôû phuï vaøo maïch rotor ñeå môû roäng daûi ñieàu chænh toác ñoä vaø moment. Ub2 Ub1 Mt1 Mt M n2 n1 Ñaëc tính töï nhieân,Uñm,Rf=0 Ñaëc tính giôùi haïn,Uñm,Rf#0 *Ñaëc tính cô: Hình 2-18 : Ñaëc tính cô khi ñieàu chænh U cuûa ÑKB Nhö treân hình 2-18, toác ñoä ñoäng cô ñöôïc ñieàu chænh baèng caùch giaûm ñoä cöùng ñaëc tính cô, trong khi ñoù toác ñoä khoâng taûi lyù töôûng cuûa moïi ñaëc tính ñeàu nhö nhau vaø baèng toác ñoä töø tröôøng quay. Giaû söû ñieän aùp löôùi giaûm xuoáng coøn x laàn ñieän aùp ñònh möùc (U 1 = x Uñm ) thì moment seõ giaûm xuoáng coøn x2 laàn : M = x2 Mñm. (2-33) Ta coù M= Cm I’2 f , trong ñoù Cm laø heä soá, thì khi ñieän aùp löôùi U1= xU ñm, söùc ñieän ñoäng E vaø töø thoâng f cuõng baèng x laàn trò soá ban ñaàu vaø I’2 taêng leân 1/x laàn Neân heä soá tröôït s seõ baèng 1/x2 laàn heä soá tröôït cuõ vaø toác ñoä ñieän ôû ñoäng cô ñieän ôû ñieän aùp U 1 = x Uñm laø : n2 = n1 ( 1 – S/ x2) (2-34) Phöông phaùp ñieàu chænh ñieän aùp chæ thích hôïp vôùi truyeàn ñoäng maø moment taûi laø haøm taêng theo toác ñoä nhö: quaït gioù, bôm ly taâm. Coù theå duøng maùy bieán aùp töï ngaãu, ñieän khaùng, hoaëc boä bieán ñoåi baùn daãn laøm ÑAXC, trong ñoù vì lyù do kyõ thuaät vaø kinh teá maø boä ñieàu chænh ñieän aùp kieåu van baùn daãn laø phoå bieán hôn caû.(duøng tinstor). V/Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay ñoåi taàn soá nguoàn: Toác ñoä cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä : (2-35) Khi heä soá tröôït thay ñoåi ít thì n2 tæ leä thuaän vôùi f1. Vì vaäy ta coù theå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng baèng caùch thay ñoåi taàn soá nguoàn. Ñoái vôùi ÑKB rotor loàng soùc, chæ coù ñieàu chænh taàn soá môùi thöïc hieän ñieàu chænh trôn toác ñoä trong phaïm vi roäng. Khi ñieàu chænh taàn soá f1 (f cuûa nguoàn ñieän) caàn thieát phaûi giöõ cho caùc ñaëc tính ñieàu chænh vaø ñoäng cô ñaûm baûo khaû naêng quaù taûi. Ñieàu naøy coù theå ñaït ñöôïc neáu ñoäng cô vaän haønh vôùi töø thoâng khoâng ñoåi, f = const. Ñoái vôùi ñoäng cô khoâng ñoàng boä, neáu boû qua ñieän aùp rôi treân ñieän trôû vaø ñieän caûm daây quaán stator, ta coù: U 1@ E @ 4,44. Kdq1. W1 f1 . f Suy ra: (2-36) vôùi K = 1 laø haèng soá 4,44. Kdq1 . W1 Töø coâng thöùc (2-36) neáu giöõ U khoâng ñoåi vaø giaûm taàn soá f1. Giaû söû f1 giaûm xuoáng coøn nöûa trò soá ban ñaàu thì töø thoâng f taêng gaáp ñoâi, maïch töø ñoäng cô trôû neân raát baõo hoøa. Duøng ñieän töø hoùa vaø toån thaát saét trong loõi theùp stator seõ lôùn, ñeán möùc laøm cho ñoäng cô phaùt noùng döõ doäi vaø coù theå bò chaùy ñoäng cô. Ñeå ñaûm baûo cho maïch töø maùy ñieän, laøm vieäc vôùi töø thoâng khoâng ñoåi, baèng töø thoâng ñònh möùc vôùi moïi giaù trò cuûa taàn soá f1 thì phaûi bieán ñoåi ñieän aùp U1, cuøng vôùi taàn soá f1. (2-37) Khi thay ñoåi taàn soá theo quy luaät (2-37), heä soá tröôït tôùi haïn: bieán thieân tæ leä nghòch vôùi f1: (2-38) (2-39) coøn moment tôùi haïn coù trò soá thay ñoåi: Do aûnh höôûng cuûa ñieän aùp rôi treân daây quaán stator khi f1 nhoû vaø U1 nhoû neân moment tôùi haïn Mt bò suy giaûm ôû caùc taàn soá thaáp. *Caùc quy luaät ñieàu chænh ñieän aùp U vaø taàn soá theo phuï taûi: a/ Nhoùm phuï taûi Mc (n2) = haèng soá ( cô caáu naâng, caàn truïc, thang maùy ).. ta phaûi ñieàu chænh U vaø f theo quy luaät U/f= haèng soá. n2 f’1 f’2 TN f1 f2 Mc M Hình 2-19 : Ñaëc tính cô M= f(n2) vôùi Mc = const f ’2 >f ’1 >fñm > f1 >f2 n’2 >n’1 >ncb >n1 >n2 n2 b/ Nhoùm phuï taûi Mc(n) = a+ bn22 ( phuï taûi cuûa quaït gioù, maùy neùn, maùy bôm ly taâm…) M Hình 2-20 : Ñaëc tính cô M = f(n2) vôùi Mc(n) = a+ bn22. Ñieàu chænh U vaø f1 theo quy luaät : w/ f12= const. c/ Nhoùm phuï taûi : Mc(n) = a+ bn2-1 khi toác ñoä caøng cao thi Mc caøng nhoû neân ñieàu chænh theo quy luaät u2/f = const. n2 M Hình 2-21: Ñaëc tính cô M = f(n2) vôùi Mc(n) = a+ bn2-1. Ñeå ñaûm baûo khaû naêng quaù taûi cuûa ñoäng cô, ngöôøi ta phaûi duøng boä nguoàn coù U vaø f1 thay ñoåi, tuøy theo ñaëc tính cô cuûa töøng phuï taûi vaø tæ soá U vaø f phaûi taêng theo quy luaät nhaát ñònh. * Phöông phaùp thay ñoåi taàn soá ñeå ñieàu chænh toác ñoä laø caùch ñieàu chænh baèng phaúng, vaø ñöôïc öùng duïng roäng raõi, nhaát laø trong heä thoáng taêng toác, caùc heä thoáng caàn toác ñoä cao: maùy neùn, maùy bôm … VI/Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng noái caáp: Duøng phöông phaùp naøy coù theå ñan naêng löôïng tieâu hao treân ñieän trôû phuï maïch rotor truyeàn cho moät ñoäng cô ñieän noái caáp ñeå ñoåi thaønh cô naêng. Nhö vaäy lôïi duïng trieät ñeå naêng löôïng ñieän laáy töø löôùi ñieän. Sau ñaây laø kieåu noái caáp vôùi maùy ñieän khoâng ñoàng boä: Ulöôùi R i B A Hình 2-21 : Ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä noái caáp Khi noái caáp thì rotor cuûa hai ñoäng cô ñieän khoâng ñoàng boä ñöôïc noái vôùi nhau caû veà cô laãn veà ñieän, hình 2-21. Ñoäng cô ñieän A laøm vieäc bình thöôøng vôùi löôùi ñieän coøn daây quaán stator cuûa ñoäng cô B noái vôùi moät bieán trôû ba pha ñoái xöùng. Ñieän aùp ñöa vaøo ñoäng cô B chæ laø ñieän aùp taàn soá thaáp cuûa rotor ñoäng cô ñieän A, thoâng qua vaønh tröôït. PA,PB : soá ñoâi cöïc cuûa maùy A,B. f1 : taàn soá löôùi ñieän f2 : taàn soá doøng ñieän rotor cuûa maùy A n1A, n1B : toác ñoä ñoàng boä cuûa maùy A,B nC : toác ñoä chung cuûa caû hai maùy. (2-40) (2-40) Toác ñoä ñoàng boä cuûa maùy B: (2-41) Heä soá tröôït : (2-42) (2-44) (2-43) Khi khoâng taûi, heä soá tröôït cuûa maùy B, SB = 0 neân n1B = nC, luùc naøy nC laø toác ñoä ñoàng boä cuûa caû heä thoáng noái caáp (n1C) Do ñoù : Töø coâng thöùc (2-44) ta thaáy toác ñoä ñoàng boä cuûa heä thoáng laø toác ñoä ñoäng cô ñieän töông öùng, cô soá ñoâi cöïc baèng PA +PB . Caùc ñoäng A, B coù theå laøm vieäc rieâng leû neân ta ñöôïc ba toác ñoä töông öùng PA, PB , PA +PB. Coâng suaát ñieän töø cuûa maùy A (PñtA) chia laøm 2 phaàn: -1 phaàn bieán thaønh coâng suaát cô ôû ñaàu truïc Pcô A. -1 phaàn thaønh coâng suaát ñieän truyeàn cho maùy B laø Ps. (2-47) (2-46) (2-45) Coâng suaát cô cuûa maùy A vaø B : Laäp tæ soá(2-45)/(2-46), ta coù: Töø coâng thöùc (2-47) ta thaáy raèng: taûi cuûa 2 maùy phaân phoái tyû leä theo soá ñoâi cöïc cuûa chuùng. Doøng ñieän khoâng taûi cuûa heä thoáng lôùn hôn so vôùi ñoäng cô ñieän thöôøng, do coâng suaát kích töø phaûi duøng ñeå gaây neân töø tröôøng quay cuûa caû 2 maùy ñieän. Toång trôû ngaén maïch ra lôùn neân doøng ñieän ngaén maïch nhoû ñi. Ñieàu ñoù laøm cos j vaø Mmax giaûm xuoáng. CHÖÔNG III : CAÙC HEÄ THOÁNG ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ KHOÂNG ÑOÀNG BOÄ DUØNG ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT I/ Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng caùch bieán ñoåi ñieän aùp nguoàn ñaët leân cuoän Stator : Duøng boä ñieàu chænh ñieän aùp baèng tiristor ñeå ñieàu chænh toác ñoä ( ÑAT) 1/ Nguyeân lyù ñieàu chænh: T1 T2 T3 T4 T5 T6 rñc U b U 1 ,f1 ÑK Hình 3-1 Sô ñoà nguyeân lyù cuûa heä thoáng duøng boä ñieàu chænh tiristor. ub Duøng boä bieán ñoåi ñieän aùp baèng tiristor ñeå ñieàu chænh toác ñoä, baèng caùch thay ñoåi goùc thoâng chaäm cuûa tiristor so vôùi thôøi ñieåm ban ñaàu, taïi baùn kyø döông ñieän aùp pha cuûa löôùi ñieän. ÔÛû traïng thaùi xaùc laäp, caùc tiristor môû nhöõng goùc nhö nhau vaø khoâng ñoåi. Do ñoù T1, T3 T5 thoâng ôû baùn kyø döông coøn T2, T4 ,T6 thoâng ôû baùn kyø aâm cuûa ñieän aùp löôùi. ub uL wt 2p p d d a0 T1 thoâng T2 thoâng Hình 3-2 : Ñoà thò ñieän aùp ñaàu ra cuûa boä ñieàu chænh tiristo . Ñieän aùp ñaët vaøo stator ñoäng cô Ub laø ñieän aùp ra cuûa boä bieán ñoåi vaø laø nhöõng thaønh phaàn cuûa ñöôøng u2 = Um sin (wt) ôû hình 3-2. Giaû thieát ñöôøng hình sin treân hình 3-2 laø ñoà thò ñieän aùp pha A ñöa vaøo stator cuûa ñoäng cô qua 2 tiristor T1, T4. Neáu T1 môû ôû nhöõng goùc a o tính töø goác cuûa ñöôøng sin thì noù seõ thoâng cho ñeán thôøi ñieåm p, do ñieän aùp löôùi döông ñaët vaøo anoát vaø sau ñoù töø p ñeán (p+ d) noù vaãn thoâng nhôø naêng löôïng ñieän tích luõy trong daây quaán stator. Töông töï ta coù T4 daãn ôû nöõa chu kyø aâm. X0 R1å X1 X2 Khi phaân tích söï laøm vieäc cuûa ÑAT cung caáp nguoàn cho ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha, ta xem ñoäng cô naøy laø phuï taûi trôû caûm coù sô ñoà thay theá ôû hình (3-3). R’2å S Hình 3-3 : Sô ñoà thay theá cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä . Goùc pha j cuûa ñoäng cô coù ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : (3-1) Vôùi XÑ ñtr ; RÑ ñtr: ñieän khaùng vaø ñieän trôû ñaúng trò moät pha cuûa ñoäng cô. R1: ñieän trôû moät pha cuûa cuoän daây stator , R2: ñieän trôû maïch rotor keå caû ñieän trôû phuï ñöôïc qui ñoåi veà stator. Töø coâng thöùc (3-1) ta thaáy goùc pha j cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä phuï thuoäc vaøo ñoä tröôït s. Ta coù quan heä j (s) laø 1 ñöôøng cong nhö hình ( 3-4). j p/2 1 S 0 Hình 3-4 : Quan heä giöõa goùc pha j vaø ñoä tröôït s. Ñoà thò ñieän aùp ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha theo thôøi gian, khi ñieàu chænh baèng tiristor coù daïng ñieän aùp stator khoâng sin ñöôïc phaân tích thaønh nhöõng thaønh phaàn soùng haøi. Trong ñoù ngoaøi thaønh phaàn soùng haøi baäc 1 coøn coù caùc thaønh phaàn soùng haøi baäc leû khaùc nhö 5, 7, 11… Tuy nhieân, bieân ñoä caùc thaønh phaàn soùng haøi baäc cao cuûa ñieän aùp thöôøng khoâng ñaùng keå. Do ñoù, giaù trò hieäu duïng cuûa soùng haøi baäc 1 (U11) phuï thuoäc vaøo goùc môû ao vaø caû goùc pha j cuûa ñoäng cô. Quan heä U 11=f (a , j ) coù daïng nhö hình 3-4. Hình 3-4 : Quan heä giöõa giaù trò hieäu duïng giöõa soùng haøi baäc 1 cuûa ñieän aùp stator cuûa ñoäng cô vôùi ao vaø j. 2/ Ñaëc tính cô : Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha khi ñieàu chænh toác ñoä duøng ÑAT ñöôïc xaây döïng theo bieåu thöùc: M(s) = (U1)2 Mgh (s) = U12 Mgh (s) ( 3-2 ) Uñm2 Ñaët a = R1 + RT R2 RT: ñieän trôû theo chieàu daãn cuûa tiristor (3-3) Ta coù: Mgh trong coâng thöùc (3-2) : moment treân ñaëc tính cô coù a=0 (goïi laø ñaëc tính cô giôùi haïn): (3-4) Ta coù : (3-5) Neáu ta xem ñieän trôû cuûa ÑAT laø khoâng ñaùng keå vaø khoâng coù ñieän trôû phuï coá ñònh trong maïch rotor thì ñöôøng ñaëc tính cô giôùi haïn truøng vôùi ñaëc tính cô töï nhieân. n2 n1 Ñaëc tính cô töï nhieân Ñaëc tính cô giôùi haïn Stgh a3 a2 a1=0 M Mtgh Hình 3-5 : Hoï ñaëc tính ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä, duøng boä ñieàu chænh tiristor öùng vôùi goùc a o= const khaùc nhau (a 3 > a 2 > a 1). Muoán döïng ñaët tính ñieàu chænh, ta boû ñieän trôû cuûa tiristor khi noù daãn vaø döïng ñaëc tính giôùi haïn öùng vôùi goùc a o = 0 (hay a=0). Sau ñoù öùng vôùi giaù trò S, ta tìm nhöõng giaù trò cuûa Mgh vaø xaùc ñònh ñöôïc caùc giaù trò cuûa j töông öùng theo hình 3-4 . Hoï ñaëc tính ñieàu chænh khi duøng boä ñieàu chænh tiristor treân hình 3-5 vôùi chuù yù laø: vì ñieän aùp stator cuûa ñoäng cô phuï thuoäc vaøo goùc j neân ñoä tröôït töông öùng vôùi moment cöïc ñaïi cuûa caùc ñöôøng ñaëc tính coù theå khaùc vôùi Stgh. Khi goùc a o taêng leân moment cöïc ñaïi cuûa caùc ñaëc tính cô ñeàu giaûm. 3/Nhaän xeùt : Phöông phaùp naøy duøng ngaøy caøng phoå bieán. Thöôøng duøng keát hôïp vôùi heä thoáng phaûn hoài, ñeå töï ñoäng ñieàu chænh toác ñoä khi phuï taûi thay ñoåi vaø coù b cöùng, do ñoù môû roäng phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä. Neáu duøng phöông phaùp thay ñoåi ñieän aùp khoâng coù phaûn hoài thì phaïm vi ñieàu chænh nhoû: Neáu coù phaûn hoài thì: Heä thoáng naøy coù khaû naêng hoaøn toaøn ñieàu khieån voâ caáp . Phöông phaùp naøy thích hôïp vôùi nhöõng heä thoáng truyeàn ñoäng maø phuï taûi coù ñaëc tính cô theo daïng parabol : a+ bn2 vaø môû maùy khoâng taûi hoaëc non taûi. II /Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng boä bieán taàn: Bieán ñoåi taàn soá laø pheùp bieán ñoåi ñieän naêng moät chieàu hoaëc xoay chieàu coù taàn soá coá ñònh thaønh nhöõng doøng ñieän xoay chieàu coù taàn soá ñieàu khieån ñöôïc nhôø caùc khoùa ñieän töû. II .1/ Boä bieán taàn tröïc tieáp: Taàn soá ñöôïc taïo ra baèng caùch ñoùng caét töøng ñoaïn thích hôïp moät doøng ñieän xoay chieàu, bieán ñoåi taàn soá vaøo f1 thaønh taàn soá ra fb, khoâng qua 1 khaâu trung gian naøo). 1/ Bieán taàn tröïc tieáp ñaàu vaøo 1 pha, ñaàu ra moät pha: T1 T2 T3 T4 R Hình 3-6 : Sô ñoà bieán taàn tröïc tieáp ñaàu vaøo 1 pha ñaàu ra 1 pha ( taûi thuaàn trôû ). Hình treân coù nhoùm chuyeån maïch noái theo sô ñoà hai pha nöõa chu kyø .Nhoùm döông ñöôïc ghi baèng chöõ P nhoùm aâm baèng chöõ N . u,i i u -Daïng soùng hình 3-7 bieåu dieãn coâng suaát töùc thôøi treân taûi tieán trieån theo 4 giai ñoaïn: t 1 2 3 4 Hình 3-7 : Caùc daïng soùng lyù töôûng cuûa taûi ( L+R) Phaàn 1:Nhoùm aâm nghòch löu. Phaàn 2:Nhoùm döông chænh löu Phaàn 3:Nhoùm döông nghòch löu. Phaàn 4:Nhoùm aâm chænh löu. Theo daïng soùng veõ treân hình 3-8 thì nhoùm P chæ daãn trong 5 nöõa chu kyø, caùc tiristor ñöôïc moài khoâng coù treã (nhoùm P coi nhö 1 nhoùm chænh löu baèng diode). Trong nöûa 5 chu kyø sau chæ coù nhoùm N daãn ñieän ñeå toång hôïp nöõa chu kyø aâm cuûa ñieän aùp ra. Hình 3-8:Boä bieán ñoåi hai pha coù taûi thuaàn trôû. Hình 3-8: (a)Ñieän aùp taûi khi moãi tiris ttor daãn hoaøn toaøn (b)Caùc daïng soùng doøng ñieän ñi vôùi (a) (c)Ñieän aùp taûi khi ñieàu chænh pha caùc tiristor (d) Caùc daïng soùng doøng ñieän ñi vôùi (c ). Caùc daïng soùng doøng ñieän bieåu dieãn treân hình 3-8 b cho caùc khoaûng daãn cuûa caùc tiristor, doøng ñieän do nguoàn cung caáp laø moät soùng hoaøn toaøn hình sin. Hình 3-8 c bieåu dieãn gaàn ñuùng moät soùng hình sin ñöôïc toång hôïp baèng caùch ñieàu khieån caùc thôøi ñieåm moài caùc tiristor. Taûi nhaän caû hai nöûa chu kyø cuûa nguoàn vôùi bieân ñoä ñieän aùp ra khoâng treã vaø khi taêng goùc môû thì ñieän aùp naøy tieán ñeán khoâng . Caùc daïng soùng cuûa doøng ñieän ôû hình 3-8 d : doøng ñieän ra mang thaønh phaàn ñaäp maïch öùng vôùi taàn soá nguoàn, doøng ñieän bò bieán daïng raát nhieàu. 2/ Bieán taàn tröïc tieáp ñaàu vaøo ba pha, ñaàu ra moät pha: Ñoái vôùi loaïi bieán taàn naøy coù 2 loaïi: loaïi coù cuoän khaùng caân baèng vaø loaïi khoâng coù cuoän khaùng caân baèng. UA UA UA UA Taûi UA UA UA UA Taûi T1 T2 T3 T4 T5 T6 T1 T2 T3 T4 T5 T6 L1 L2 Hình 3-9 a/ Khoâng coù cuoän khaùng caân baèng b/ Coù cuoän khaùng caân baèng Ñoái vôùi loaïi bieán taàn khoâng coù cuoän khaùng caân baèng, neáu caùc tiristor cuûa nhoùm P vaø nhoùm N daãn ñieän ñoàng thôøi thì xaûy ra ngaén maïch nguoàn cung caáp. Do ñoù khi laøm vieäc phaûi coù söï ñoùng ngaét döùt khoaùt giöõa 2 nhoùm chuyeån maïch. Khi moät nhoùm ôû traïng thaùi daãn thì nhoùm coøn laïi phaûi ôû traïng thaùi ngaét hoaøn toaøn. Ñeå traùnh hieän töôïng ôû loaïi treân, ngöôøi ta coù theå ñaët moät cuoän daây caân baèng giöõa caùc nhoùm, ñeå haïn cheá doøng ñieän chaïy voøng, hay caàn ñieàu khieån sao cho moät nhoùm khoâng theå ñöôïc moài khi coù doøng ñieän chaïy trong nhoùm khaùc. Hình 3-10 laø ñoà thò bieåu dieãn caùc daïng soùng vôùi ñieän aùp cöïc ñaïi treân taûi thuaàn trôû. Ñieän aùp ra hình sin mong muoán ñöôïc bieåu dieãn ôû moät taàn soá sao cho moät chu kyø ra nhoû hôn naêm chu kyø vaøo moät chuùt. Caùc tiristor ñöôïc moài vôùi goùc môû sao cho soùng cô baûn gaàn hình sin nhaát. Daïng soùng ñaàu ra cuûa nhoùm aâm ( N ) khaùc vôùi daïng soùng cuûa nhoùm döông ( P), vì soùng ñieän aùp ra khoâng ñöôïc noái ôû soá nguyeân chu kyø cuûa soùng ñaàu vaøo. Hình 3-10:Caùc daïng soùng vôùi ñieän aùp cöïc ñaïi treân taûi thuaàn trôû Hình 3-11: Caùc daïng soùng vôùi ñieän aùp cöïc ñaïi treân taûi ñieän caûm Theo hình 3-10 doøng ñieän ôû taûi chaäm pha so vôùi ñieän aùp vaø chieàu doøng ñieän taûi xaùc ñònh nhoùm phaûi daãn ñieän. Muoán coù ñieän aùp ra mong muoán, caùc khoaûng daãn cuûa nhoùm seõ khoâng ñeàu nhau. Caùc tiristor ñöôïc moài vôùi goùc sao cho taïo neân ñieän aùp gaàn hình sin nhaát. Caùc nhoùm N vaø P cuøng laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu do coù söï chaäm treã cuûa doøng ñieän taûi. Moät nhoùm ngöøng daãn khi doøng ñieän taûi ngöôïc chieàu. Theo daïng soùng ñieän aùp cuûa taûi, söï chuyeån ñoåi giöõa caùc nhoùm laø töùc thôøi, nhöng thöïc teá caàn moät khoaûng thôøi gian ñeå ñaûm baûo ngöøng doøng ñieän vaø trôû veà traïng thaùi bò khoùa cuûa moät nhoùm, tröôùc khi moài nhoùm khaùc. Caùc daïng soùng ñieän aùp ñöôïc bieåu dieãn cho thaáy doøng ñieän ñöôïc loïc baèng phuï taûi, do ñoù seõ coù daïng gaàn hình sin. (b)_ (a)_ iN iP iL iN iP t t t N P t iL t Vôùi boä bieán taàn coù cuoän khaùng caân baèng nhö hình 3-9b, cuoän daây caân baèng naèm giöõa nhoùm döông P vaø nhoùm aâm N, cho pheùp hai nhoùm coù theå daãn ñoàng thôøi. Hình 3-12 : Boä bieán taàn tröïc tieáp lyù töôûng laøm vieäc coù doøng ñieän voøng . a/ Maïch töông ñöông b/ Caùc daïng soùng Hình 3-12 bieåu dieãn caùc doøng ñieän cuûa caùc nhoùm khi coù doøng ñieän taûi. Giaû söû nhoùm döông P baét ñaàu daãn, ñieän aùp caûm öùng trong cuoän daây do iP taêng leân, ñöôïc xuaát hieän trong maïch cuûa nhoùm aâm, coù cöïc tính ngöôïc vôùi tiristor laøm ngaên caûn doøng ñieän iN chaïy. Ñieän aùp ngöôïc caûm öùng trong cuoän daây do iP giaûm cho pheùp nhoùm aâm cung caáp ñieän. Vai troø cuûa cuoän daây laø giöõ cho möùc naêng löôïng töø tröôøng tích luõy khoâng ñoåi, do ñoù khi iP giaûm thì iN taêng leân vôùi cuøng moät toác ñoä. Trong nöûa chu kyø aâm cuûa doøng ñieän taûi, iP giaûm ñeán khoâng vaø iN taêng ñeán cöïc ñaïi. Vì naêng löôïng töø tröôøng tích luõy trong cuoän daây khoâng thay ñoåi neân ñieän aùp cuûa cuoän daây baèng khoâng. Keát quaû ta coù daïng soùng doøng ñieän gioáng nhö hình 3-12 b vôùi iL= iP – iN vaø doøng ñieän trung bình cuûa moãi nhoùm baèng moät nöûa doøng ñieän cöïc ñaïi cuûa taûi. Trong thöïc teá, chæ söû duïng caùch laøm vieäc coù doøng ñieän voøng khi doøng ñieän taûi beù ñeå duy trì daïng soùng doøng ñieän taûi khoâng bò giaùn ñoaïn. Seõ laø thuaän lôïi neáu cuoän daây bò baõo hoøa khi doøng ñieän lôùn, cho neân vôùi nhöõng boä bieán taàn laøm vieäc coù nhoùm bò khoùa, coù theå duøng loõi cuûa cuoän daây nhoû hôn. 3/ Bieán taàn tröïc tieáp ñaàu vaøo 3 pha, ñaàu ra 3 pha: a/ Sô ñoà nguyeân lyù cuûa boä bieán taàn tröïc tieáp duøng tiristor . Ub,fb A B C an bn cn at bt ct an bn cn CKAT CKAN CKBT CKBN CKCT CKCN TC NC NA TB TB NB TA U1, f1=const a b c at bt ct an bn cn at bt ct ÑKB Hình 3-13 : Sô ñoà nguyeân lyù boä BTTT duøng tiristor Nguoàn vaøo boä bieán taàn laø nguoàn xoay chieàu ba pha a,b,c coù U1, f1 khoâng ñoåi. Nguoàn ra cuûa boä bieán taàn laø nguoàn xoay chieàu ba pha A, B, C coù Ub, fb thay ñoåi ñöôïc. Sô ñoà hình 3-13 duøng tiristor chia laøm ba pha, moãi pha chia thaønh hai nhoùm: -Nhoùm coù catoát ( K) noái chung goïi laø nhoùm thuaän (T) cung caáp phaàn ñieän aùp döông treân moãi pha cuûa ñoäng cô. -Nhoùm coù anoát ( A) noái chung goïi laø nhoùm ngöôïc (N) cung caáp phaàn ñieän aùp ra cho nöõa chu kyø aâm. ÔÛ moãi pha duøng 2 cuoän khaùng CK ñeå laøm giaûm bôùt doøng ñieän caân baèng cuûa caùc tiristor khi chuyeån maïch nhoùm thuaän (T) vaø nhoùm ngöôïc (N). Goïi : f1 laø taàn soá cuûa ñieän aùp ñaàu vaøo cuûa boä bieán taàn. Soá pha cuûa ñieän aùp ñaàu ra laø m ( m=3). Soá ñænh hình sin cuûa soùng ñieän aùp ñaàu vaøo trong nöûa chu kyø cuûa soùng ñieän aùp ñaàu ra laø n. Ñeå tìm quan heä giöõa taàn soá ñieän aùp ra cuûa boä bieán taàn vaø taàn soá löôùi ñieän tæ (f1) ta laäp tæ soá thôøi gian cuûa ñieän aùp löôùi T1 vaø ñieän aùp ra Tb. Do ñoù : fb = f1 (3-6) 1 + 2( n-1 )/m Ñeå thay ñoåi taàn soá fb ta thay ñoåi soá ñænh hình sin cuûa nöûa chu kyø ñieän aùp ñaàu vaøo trong nöûa chu kyø cuûa ñieän aùp ñaàu ra (töùc laø thay ñoåi thôøi gian laøm vieäc cuûa caùc tiristor trong cuøng moät nhoùm thuaän hay nghòch so vôùi chu kyø soùng ñieän aùp ñaàu vaøo). Khaûo saùt daïng soùng ñieän aùp ñaàu vaøo , ñaàu ra cuûa boä bieán taàn : UbA Ua Ub Uc T1 T2 wt Hình 3-14 (a) : n=3 UbA Ua Ub Uc T1 T2/2 wt Hình 3-14 (b) : n=4 Hình 3-14 (a,b ) Daïng soùng ñieän aùp ñaàu ra cuûa boä bieán taàn vôùi goùc kích a = 0 -Neáu n=3 ( hình 3-14 a ), ta coù : (3-7a) (3-7b) Vì goùc kích a = 0 neân ta kích xung leân cöïc khieån cuûa caùc tiristor ôû thôøi ñieåm chuyeån maïch töï nhieân. Ta chæ xeùt nhoùm thuaän (TA) vaø nhoùm ngöôïc (NA) cuûa pha A, coøn caùc pha kia thì töông töï. ÔÛ baùn kyø döông kích nhoùm thuaän TA: caùc tiristor laàn löôït cuûa pha a, b, c laø aT, bT, cT sau ñoù kích nhoùm ngöôïc NA : cN,aN,bN roài bT, cT, aT, aN, bN, cN. -Neáu n= 4 (hình 3-14 b) fb = f1 = f1 ( 3-8a) 1+ 2( 4 -1 ) / 3 3 Tb = 3 T1 (3-8 b) Trình töï kích leân cöïc khieån caùc tiristor laø : aT, bT, cT , aT, aN, bN ,cN, aN, aT, bT, cT,aT. Muoán thay ñoåi trò soá ñieän aùp ñaàu ra cuûa boä bieán taàn laø Ub, ta khoáng cheá thôøi ñieåm chuyeån maïch töï nhieân, töùc laø taïo ra moät soùng ñieän aùp ñaàu ra coù trò soá trung bình nhoû hôn trò trung bình cuûa ñieän aùp ñaàu ra khi chuyeån maïch töï nhieân. Ñeå ñoàng thôøi thay ñoåi ñieän aùp vaø taàn soá ñaàu ra cuûa boä bieán taàn cung caáp cho stator ñoäng coù Ub , fb theo moät qui luaät nhaát ñònh, ngöôøi ta thay ñoåi goùc kích a vaø thay ñoåi soá ñænh hình sin cuûa ñieän aùp ñaàu vaøo trong nöûa chu kyø cuûa ñieän aùp ra. Nhö vaäy ta coù theå ñeàu chænh ñieän aùp Ub vaø taàn soá fb hoaøn toaøn ñoäc laäp vôùi nhau. -Khaûo saùt boä bieán taàn khi coù khoáng cheá, xung kích tiristor vôùi goùc a ¹ 0 hình 3-15. Ua Ub Uc T1 T2 wt UbA Hình 3-15: Daïng soùng ñieän aùp ñaàu ra boä bieán taàn khi coù khoáng cheá : a ¹ 0 , n=3. Ta coù : fb = f1 = 3 f1 ( 3-9a) 1+ 2( 3-1 ) / 3 7 Tb = 7 f1 @ 2,33 T1 (3-9b) 3 Ñoà thò treân hình 3-15 coù soá ñænh hình sin n=3 gioáng nhöhình 3-14 a, taàn soá ñaàu ra cuûa hai tröôøng hôïp nhö nhau, nhöng ñieän aùp ôû hình 3-15 coù giaù trò nhoû hôn * Luaät ñieàu khieån bieán taàn tröïc tieáp: + Goïi a laø goùc môû cuûa moät nhoùm chænh löu – nghòch löu. Noù phaûi ñöôïc ñieàu khieån sao cho trò soá ñieän aùp trung bình, trong töøng khoaûng ôû ñaàu ra cuûa caùc nhoùm hôïp thaønh daïng soùng töùc thôøi cuûa bieán taàn nhö mong muoán. Nghóa laø giaù trò cos a phaûi bieán thieân theo qui luaät hình sin theo thôøi gian vôùi chu kyø cuûa ñieän aùp ra cuûa boä bieán taàn. b/ Nhaän xeùt : Boä bieán taàn tröïc tieáp ñaàu vaøo 3 pha, ñaàu ra 3 pha -Boä bieán taàn tröïc tieáp naøy chæ coù theå taïo ñöôïc taàn soá fb vaø ñieän aùp Ub nhoû hôn taàn soá f1 vaø ñieän aùp U1, vì soá ñænh n chæ coù theå baèng 1, 2, 3, 4. Khi n=1 thì fbmax = f1 ; khi n ³ 2 thì fb chæ nhoû hôn f1, nghóa laø chuùng ta coù theå giaûm taàn soá. Do ñoù toác ñoä ñoäng cô ñöôïc ñieàu chænh nhoû hôn toác ñoä cô baûn. -Vì soá ñænh n chæ baèng nhöõng soá nguyeân (1, 2 ,3…) neân taàn soá fb thu ñöôïc coù trò soá caùch bieät .Vaäy ñaây laø caùch ñieàu chænh toác ñoä nhaûy caáp. -Heä thoáng naøy coù toån thaát coâng suaát phuï khi ñieàu khieån raát nhoû vì ñieän aùp toån thaát treân tiristor töø 0,5 ¸ 1,5 v vaø hieäu suaát cuûa heä thoáng Tuy nhieân heä thoáng duøng 18 tiristor neân boä khoáng cheá raát phöùc taïp . -Keát hôïp vieäc ñieàu chænh soá ñænh n vaø goùc kích a, ta hoaøn toaøn coù khaû naêng taïo ñöôïc taàn soá fb vaø ñieän aùp Ub phuø hôïp vôùi phuï taûi. II .2 Caùc boä bieán taàn coù khaâu trung gian moät chieàu: Thieát bò bieán taàn laø loaïi thieát bò ñieän töû, noù bieán ñoåi nguoàn ñieän moät chieàu ra xoay chieàu coù taàn soá mong muoán. Goïi laø giaùn tieáp vì coù duøng moät khaâu chænh löu ñeå taïo ra nguoàn ñieän moät chieàu. Goàm 2 loaïi: Bieán taàn nghòch löu aùp vaø bieán taàn nghòch löu doøng. 1/ Bieán taàn nghòch löu aùp ba pha, chuyeån maïch baèng tuï ñieän: L0 C0 C0 C3 C1 C5 + C2 C4 C6 + D4 D6 D2 D1 D3 D5 U0 ÑKB U2,f2 A B C ~U1,f1 T7 T9 T11 D7 D8 D9 T1 T3 T5 T10 T12 T8 D10 D11 D12 T4 T6 T2 Hình 3-16 : Sô ñoà nghòch löu aùp 3 pha chuyeån maïch baèng tuï Sô ñoà naøy ta thaáy coù nhoùm chænh löu goàm 6 tiristor vöøa laøm chöùc naêng bieán ñoåi daïng ñieän aùp xoay chieàu thaønh moät chieàu vaø coù nhieäm vuï ñieàu chænh giaù trò ñieän aùp Uo. Khoái trrung gian moät chieàu L0-C0 laø khaâu loïc ñieän ñeå taïo ñieän aùp moät chieàu Uo khoâng ñoåi. Khoái nghòch löu ñoäc laäp.Trong khoái nghòch löu coù diode D7-D12 taïo thaønh caàu ba pha, ñaáu song song ngöôïc vôùi caàu ba pha taïo neân bôûi caùc tiristor T1-T6 cho pheùp doøng ñieän phuï taûi traû naêng löôïng phaûn khaùng veà nhôø coù tuï Co. Khoái ñoäng cô khoâng ñoàng boä ba pha. Thöù töï môû caùc tiristor laø T1, T2, T3, T4, T5, T6. Caùc khoùa tiristor ñöôïc ñieàu khieån môû leänh pha nhau moät khoaûng thôøi gian baèng 1/6 chu kyø T cuûa ñieän aùp ñaët vaøo ñoäng cô . Moãi tiristor môû daãn ñieän trong khoaûng daãn l=p. Taïi moãi thôøi ñieåm coù 3 tiristor cuøng môû daãn ñieän, 2 tiristor cuûa nhoùm naøy vaø 1 tiristor cuûa nhoùm kia theo troã hôïp sau: (T1,T6,T5) cuøng môûõ trong khoaûng 0-æ1 (T1,T6,T2) cuøng môûtrong khoaûng æ1-æ2 (T1,T2,T3) cuøng môûõ trong khoaûng æ2-æ3 (T4,T2,T3) cuøng môû trong khoaûng æ3-æ4 (T4,T5,T3) cuøng môûtrong khoaûng æ4-2p Khi tiristor T1 hay T4 môû seõ hình thaønh töông öùng nöûa soùng döông hay nöûa soùng aâm cuûa doøng ñieän iA cuûa pha A. Töông töï khi tiristor T3 hay T6 môû seõ hình thaønh töông öùng nöûa soùng döông hay nöûa soùng aâm cuûa doøng ñieän iB cuûa pha B. Coøn khi tiristor T5 hay T2 môû seõ hình thaønh töông öùng nöûa soùng döông hay nöûa soùng aâm cuûa doøng ñieän iC cuûa pha C. Ñoà thò ñieän aùp vaø doøng ñieän: uA U0/3 -U0/3 t æ t æ t æ 0 0 O æ1 æ2 æ3 æ4 æ5 2p 2p p uB 2U0/3 -2U0/3 t æ T 2p T/2 p T T/2 iA uAB U0 -U0 Hình 3-16b:Ñoà thò ñieän aùp phuï taûi uA,uB,uAB vaø doøng ñieän pha A cuûa phuï taûi iA Ñoái vôùi tröôøng hôïp phuï taûi laø ñoäng cô coù tính caûm khaùng neân doøng ñieän caùc pha cuûa phuï taûi iA,iB,iC, laø nhöõng doøng ñieän xoay chieàu khoâng ñieàu hoøa bao goàm caùc ñoaïn ñöôøng cong taêng tröôûng vaø suy giaûm theo haøm muõ. Muoán ñieàu chænh taàn soá f2 cuûa ñieän aùp phuï taûi caàn thay ñoåi khoaûng thôøi gian môû giöõa caùc tiristor T/6. Ñeå ñieàu chænh ñieän aùp treân phuï taûi chæ caàn ñieàu chænh trò soá U0 cuûa ñieän aùp chænh löu baèng caùch thay ñoåi goùc môû µ cuûa caùc tiristor cuûa khaâu chænh löu. Ñeå chuyeån maïch giöõa caùc tiristor ta duøng tuï ñieän C1-C6. Giaû söû trong khoaûng thôøi gian naøo ñoù T1 vaø T2 thoâng, tuï C1 ñöôïc naïp ñieän töø nguoàn. Khi cho xung kích laøm T3 thoâng, tuï C1 thoâng qua T1 vaø T3 taïo ra doøng ñieän khoùa T1 vaø hoã trôï cho T3 thoâng. Caùc diode D1-D6 ngaên caùch tuï ñieän vôùi phuï taûi, khoâng cho tuï phoùng ñieän qua phuï taûi. Ta bieát raèng caùc tiristor cuûa chuyeån maïch theo tín hieäu ñieàu khieån neân cöïc tính ñieän aùp treân moãi pha cuûa stator thay ñoåi theo taàn soá ñieàu khieån. Trong luùc ñoù chieàu doøng ñieän vaãn giöõ chieàu cuõ trong thôøi gian nhaát ñònh do aûnh höôûng cuûa ñieän caûm ñoäng cô. Chænh löu caàu D7-D12 duy trì chieàu doøng ñieän treân cho ñeán khi naêng löôïng ñieän töø tích luõy trong taûi ñöôïc phoùng heát. 2/ Bieán taàn nghòch löu aùp ba pha chuyeån maïch baèng tiristor phuï : T 4 T6 T2 T’4A T’4 D4 T’6A T’6 D6 T’2A T’2 D2 T 1 T3 T5 T’1A T’1 D1 T’3A T’3 D3 T’5A T’5 D5 C0 C0 L0 A ~B C ~U1,f1 Hình 3-17 : Bieán taàn nghòch löu aùp ba pha chuyeån maïch baèng tiristor phuï Boä loïc phaúng goàm cuoän khaùng Lo vaø tuï Co. Phaàn chính cuûa nhoùm nghòch löu laø caùc tiristor T1-T6. ÔÛ moãi thôøi ñieåm coù 2 tiristor thoâng. Moät tiristor noái vôùi cöïc döông vaø moät tiristor noái vôùi cöïc aâm cuûa ñieän aùp Uo. Keát quaû ñieän aùp pha ñöa vaøo ñoäng cô coù daïng nhö hình 3-18.  uA U0/3 -U0/3 t æ t æ 0 O æ1 æ2 æ3 æ4 æ5 2p 2p p t æ T 2p T/2 p T T/2 uAB U0 -U0 uB 2U0/3 -2U0/3 Hình 3-18 : Ñoà thò ñieän aùp pha ñaàu ra cuûa boä bieán taàn nghòch löu aùp 3 pha chuyeån maïch baèng tiristor phuïï . Khi thay ñoåi thôøi gian thoâng cuûa caùc tiristor ta thay ñoåi ñöôïc chu kyø cuûa ñieän aùp ra, nghóa laø ñieàu chænh ñöôïc taàn soá ra . Caùc tiristor T1 ñeán T6 laø caàu chænh löu ba pha coù ñieàu khieån . Caùc tiristor phuï taûi töø T’1A ñeán T’6A hôïp vôùi caùc cuoän khaùng vaø caùc tuï laø caùc phaàn töû chuyeån maïch . Quaù trình chuyeån maïch cuûa sô ñoà treân ( xeùt söï chuyeån maïch cuûa moät pha ): Khoùa tiristor T’1 baèng caùch moài tiristor phuï T’1A khi ñöôïc moài tiristor T’4 seõ laøm maïch chænh löu noái tieáp vôùi T’1 vaø doøng ñieän cuûa tuï ñieän taêng leân .Khi doøng ñieän cuûa tuï baèng doøng ñieän taûi , T’1 bò khoùa vì doøng ñieän coù xu höôùng ñoåi chieàu , doøng ñieän cuûa taûi seõ ñi qua diode D1 .Khi ñieän aùp treân tuï ñoåi cöïc tính , doøng ñieän cuûa tuï bò giaûm döôùi doøng ñieän taûi ,diode D1 seõ ngöng daãn vaø doøng ñieän chuyeån qua diode D4 , söï chuyeån maïch keát thuùc . Giaù trò cöïc ñaïi cuûa doøng ñieän ic coù theå lôùn hôn doøng ñieän taûi iL , diode D1 daãn ñieän trong thôøi gian T’1 khoùa .Toác ñoä bieán thieân ñieän aùp treân caùc cöïc cuûa tiristor T’1 lôùn neân trong thöïc teá caàn coù linh kieän phuï ñeå haïn cheá toác ñoä bieán thieân naøy . 3/Bieán taàn aùp giaùn tieáp duøng transistor coâng suaát: Tröôøng hôïp phuï taûi laø ñoäng cô coù coâng suaát nhoû vaø toác ñoä lôùn, ngöôøi ta duøng transistor coâng suaát. Trong sô ñoà naøy ñeå ñieàu chænh trò soá ñieän aùp ñaët vaøo phuï taûi baèng caùch thay ñoåi trò soá cuûa nguoàn ñieän aùp moät chieàu U,ngöôøi ta duøng thieát bò baêm ñieän moät chieàu duøng khoùa ñieän laø moät transistor T, ñaët giöõa khaâu chænh löu vaø khaâu nghòch löu. Neáu duøng phöông phaùp ñieàu cheá beà roäng xung ñeå ñieàu chænh ñieän aùp treân phuï taûi thì khoâng caàn thieát bò baêm moät chieàu.ÔÛ tröôøng hôïp naøy ngöôøi ta thöôøng söû duïng caùc transistor coâng suaát tröôøng MOS thay cho caùc transistor löôõng cöïc vì noù coù öu ñieåm laø khaû naêng chuyeån trang thaùi (môû) sang trang thaùi khoùa vaø ngöôïc laïi ra raát nhanh neân ñaùp öùng ñöôïc taàn soá ñoùng môû raát lôùn cuûa kyõ thuaät ñieàu cheá beà roäng xung. Hình 3-19:Bieán taàn aùp giaùn tieáp 3 pha duøng transistor coâng suaát. 4/ Bieán taàn nghòch löu doøng ba pha chuyeån maïch baèng tuï : Ld Id A B C ~U1,f1 C3 C1 C5 + C2 C4 C6 + D4 D6 D2 D1 D3 D5 L0 T’4 T’6 T’ 2 T4 T6 T2 T’1 T’3 T’5 T1 T3 T5 iA iB iC ÑKB Hình 3-20 : Sô ñoä boä bieán taàn nghòch löu doøng 3 pha chuyeån maïch baèng tuï Caùc tuï ñieän C1-C6 laø caùc tuï chuyeån maïch . Caùc diode töø D1 –D6 laø caùc diode caùch ly tuï vôùi taûi, giaûm ñieän aùp ngöôïc leân caùc tiristor. Taïi baát cöù thôøi ñieåm naøo cuõng chæ coù 2 tiristor cuøng daãn cho doøng ñieän ñi qua. + Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa maïch : - Taïi thôøi ñieåm kích T1 , T2 seõ coù doøng ñieän chaïy töø nguoàn qua T1 –taûi A –taûi C, roài trôû veà nguoàn. -Khi q = 60 o kích T3 , T1 bò ngaét do T3 ñaët aùp ngöôïc UC1 leân noù. Do coù cuoän khaùng Ld, neân doøng Id khoâng theå giaûm ngay xuoáng khoâng, maø tieáp tuïc chaïy qua taûi A-taûi C- D2-T2-nguoàn –T3-C1-D1, trôû veà taûi A. Tuï C1 naïp ngöôïc vôùi doøng ñieän baèng 2/3 Id.Tuï C3 noái C5 ñöôïc naïp ngöôïc vôùi doøng ñieän naïp baèng 1/3 Id. Ngoaøi ra tuï C3 coøn ñöôïc naïp tröïc tieáp töø nguoàn –T3-C3-D5-D2-T2 trôû veà nguoàn vaø ñaït giaù trò cöïc ñaïi Ucmax. Doøng IA tieáp tuïc naïp cho C1 ñeán giaù trò Ucmax. Tuï C5 bò naïp ngöôïc neân giaûm xuoáng giaù trò khoâng. Khi Uc1 =0 doøng IA baét ñaàu giaûm, doøng IB baét ñaàu taêng theo quan heä IA+IB=Id. Khi q =120o kích cho T4 thoâng, T2 bò khoùa. Doøng Id=IC cuõng chöa giaûm ngay, doøng ñieän vaãn chaïy theo cuõ. Ngoaøi ra, C4 coøn ñöôïc naïp tröïc tieáp töø nguoàn –T3-D3-D6-C4-D4 roài quay veà nguoàn vaø ñaït giaù trò Ucmax. Tuï C6 bò naïp ngöôïc neân Uc6 giaûm ñeán khoâng, doøng Ic tieáp tuïc naïp cho C2 ñeán giaù trò Ucmax vôùi cöïc tính ngöôïc laïi. Khi Uc2 = o thì doøng IC baét ñaàu giaûm, doøng IA baét ñaàu taêng giöõ quan heä IA +IC =Id.Khi q = 180 o cho xung môû T5 caùc quaù trình cuõng xaûy ra töông töï nhö treân Imax = 2 Ö3 . Id n Ñieän aùp ngöôïc ñaët treân moãi tiristor baèng Ucmax . Ñoà thò doøng ñieän ñöôïc trình baøy nhö sau: 1 iB Id 0 -Id q q p 1 6 5 3 2p p 2 4 p 2p 2p iA Id 0 -Id iA iD iC Id 0 -Id q q1 T/6 Hình 3-21 : Ñoà thò doøng ñieän caùc pha cuûa maïch 5/ Bieán taàn nghòch löu doøng 3 pha chuyeån maïch baèng tiristor phuï: Ld id T4 T6 T2 T’4A T’6A T’2A T’4 T’6 T’2 T1 T3 T5 T’1A T’3A T’5A T’1 T’3 T’5 A iA B iB iC C A B C C1 C2 C3 ~UÙ1,f1 Hình 3-21 : Bieán taàn nghòch löu doøng 3 pha chuyeån maïch baèng tiristor phuï. Sô ñoà treân: Khaâu chænh löu laø maïch chænh löu caàu 3 pha coù ñieàu khieån .Söï chuyeån maïch thoâng qua caàu tiristor phuï (T’1A ¸ T’6A). Ñeå chuyeån doøng ñieän töø pha naøy sang pha khaùc, phaûi cho xung môû tiristor phuï töông öùng vôùi tiristor caàu khoùa. Tröôùc luùc chuyeån maïch: doøng ñieän chaïy qua T’3 vaøo pha B, qua pha C vaø T’2 ñeå trôû veà nguoàn iA=0, iB=iC=id. Caùc tiristor T’4 vaø T’2A bò khoùa, Uc = -Uco (cöïc döông ôû beân traùi ). Khi q = q1 cho xung môû T’2A vaø T’4, ñaët ñieän aùp Uc= -Uco leân T’2 laøm cho T’2 bò khoùa. Doøng ñieän IC =Id chaïy töø pha C qua tuï C3, T’2A veà nguoàn. ÔÛ thôøi ñieåm q = q1, UT’4 < 0 cho neân tiristor T’4 tuy nhaän ñöôïc xung môû nhöng vaãn bò khoùa. Ñeán thôøi ñieåm q = q2, T’4 môùi baét ñaàu môû cho doøng ñieän chaïy qua, luùc naøy 3 tiristor cuøng daãn doøng (T’3, T’2A, T’4), quaù trình chuyeån maïch keát thuùc khi iC=0 Caùc daïng soùng ñieän ra cuûa maïch nhö sau: q 1 q iB Id 0 -Id p 1 6 5 3 2p p 2 4 p 2p 2p iA Id 0 -Id iA iD q1 q2 T/6 q iC Id 0 -Id q Hình 3-22 : Caùc daïng soùng doøng ñieän ra cuûa maïch 5/ Nhaän xeùt : Bieán taàn nghòch löu aùp coù daïng soùng ñieän aùp ra hình chöõ nhaät, ñöôïc duøng chuû yeáu ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô rotor loàng soùc. Vì caùc moment ñieàu hoøa gaây maát oån ñònh vôùi truyeàn ñoäng ôû toác ñoä thaáp, ngöôøi ta phaûi söû duïng boä ñieàu cheá ñoä roäng xung. ÔÛ taàn soá treân 100 Hz, caùc toån hao chuyeån maïch lieân quan vôùi taàn soá chuyeån maïch lôùn do boä ñieàu cheá ñoä roäng xung taïo ra khoâng ñöôïc pheùp söû duïng boä bieán taàn nghòch löu aùp daïng chöõ nhaät ôû toác ñoä lôùn. -Boä bieán taàn nghòch löu doøng ñieän coù daïng soùng ñieän aùp ra hình baäc thang, gaây khoù khaên cho ñoäng cô laøm vieäc ôû toác ñoä thaáp. Boä bieán taàn naøy khoâng söû duïng roäng raõi vôùi caùc truyeàn ñoäng coâng suaát nhoû do coù khuyeát ñieåm gaây moment ñaäp maïch ôû toác ñoä thaáp , caùc tuï ñieän vaø cuoän daây coù kích thöôùc lôùn vaø vieäc ñieàu chænh toác ñoä khoù. Tuy nhieân cuoän daây lieân laïc moät chieàu ngaên caûn caùc bieán thieân ñoät ngoät cuûa doøng ñieän, thích hôïp vôùi caùc truyeàn ñoäng caàn traùnh bieân thieán ñoät ngoät cuûa moment treân truïc ñoäng cô . III/ Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng phöông phaùp ñieän trôû xung rotor daây quaán: Ta coù : moment tôùi haïn cuûa ñoäng cô tính theo coâng thöùc : Mt = 3 U12 f (3-10) 2 n1 [ Ö R12+ Xn2 + R1 ] 9,55 Do ñoù ta coù theå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng caùch ñieàu chænh ñieän trôû maïch rotor baèng caùc van baùn daãn (phöông phaùp ñieän trôû xung). Ñieän trôû trong maïch rotor ñoäng cô khoâng ñoàng boä : Rr= Rrd + Rf (3-11) Rrd : ñieän trôû daây quaán rotor. Rf : ñieän trôû phuï maéc theâm vaøo maïch rotor Khi thay ñoåi giaù trò ñieän trôû maïch rotor thì moment tôùi haïn (Mt) khoâng ñoåi vaø ñoä tröôït tôùi haïn (St) tæ leä baäc nhaát vôùi ñieän trôû. Neáu coi ñoaïn coù ñoä tröôït S =0 ñeán S =St laø thaúng thì khi ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng phöông phaùp ñieän trôû xung coù theå vieát : S=SiRr/Rrd (3-12) S:ñoä tröôït khi ñieän trôû maïch rotor laø Rr Si:ñoä tröôït khi ñieän trôû maïch rotor laø Rrd Moment cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä coù theå tính theo doøng ñieän rotor : M = 3 Ir2 .Rrd (3-13) w1.Si Khi doøng ñieän rotor khoâng ñoåi thì moment cuõng khoâng ñoåi vaø khoâng phuï thuoäc toác ñoä ñoäng cô. Vì vaäy, phöông phaùp naøy phuø hôïp vôùi heä thoáng truyeàn ñoäng vôùi ñoäng cô coù moment taûi khoâng ñoåi. Ro L ~U 1,f1 CL ÑKB C L1 T1 T2 id Hình 2-24a:Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng ñieàu chænh toác ñoä ÑKB baèng phöông phaùp ñieän trôû xung rotor daây quaán. Ro Re R0/4 R0/2 3 R0/4 o o o t t t T tñ tn T Ro Re R0 Re Hình 3-24 b : Phöông phaùp ñieàu chænh . n n1 n n1 r=1 r=0 r=1 r=0 M M Hình 3-24c. Giôùi haïn vuøng ñieàu chænh Hình 3-24d. Phaïm vi ñieàu chænh Theo hình 3-24a trình baøy sô ñoà nguyeân lyù ñieàu chænh ñieän trôû maïch rotor baèng phöông phaùp xung. Ñieän aùp Ur ñöôïc chænh löu bôûi caàu diode (CL) qua ñieän khaùng loïc L caáp ñieän vaøo maïch ñieàu chænh goàm ñieän trôû Ro noái song song vôùi tiristor T1. Khoùa T1 ñoùng ngaét moät caùch chu kyø ñeå ñieàu chænh giaù trò trung bình cuûa ñieän trôû toaøn maïch. -Hoaït ñoäng cuûa maïch ñieàu chænh ñieän trôû rotor: + Khi khoùa T1 ñoùng, ñieän trôû Ro bò loaïi ra khoûi maïch, doøng ñieän rotor taêng leân. + Khi khoùa T1 ngaét ñieän trôû Ro ñöôïc ñöa vaøo maïch , doøng ñieän rotor giaûm. Vôùi taàn soá ñoùng ngaét nhaát ñònh, nhôø coù ñieän caûm L maø doøng ñieän rotor coi nhö khoâng ñoåi vaø ta coù giaù trò ñieän trôû töông ñöông Re trong maïch. Thôøi gian ngaét: tn = T –tñ (neáu ñieàu chænh trôn ñöôïc giaù trò ñieän trôû trong maïch rotor) (3-14) Ñieän trôû töông ñöông Re trong maïch moät chieàu ñöôïc ñoåi veà maïch xoay chieàu ba pha ôû rotor theo qui taéc baûo toaøn coâng suaát . Toån hao trong maïch rotor theo sô ñoà 3-24 a DP = Id2 ( 2 Rrd +Re) (3-15a) Vaø DP = 3 Ir2 ( Rrd +Rf) (3-15b) Vôùi sô ñoà chænh löu caàu ba pha thì : Id2 = 1,5 Ir2 (3-16a) Neân Rf = R e/2 = r . Ro/2 (3-16b) - Ñaëc tính cô laø phaàn queùt kín phaàn maët phaúng giôùi haïn bôûi ñaëc tính cô töï nhieân vaø ñaëc tính cô coù ñieän trôû phuï Rf = Ro/2. - Ñeå môû roäng phaïm vi ñieàu chænh moment coù theå maéc noái tieáp Ro vôùi moät tuï ñieän ñuû lôùn. IV/ Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô khoâng ñoàng boä baèng phöông phaùp noái caáp duøng ñieän töû coâng suaát: Ôû caùc heä thoáng truyeàn ñoäng coâng suaát lôùn , toån hao coâng suaát tröôït treân maïch rotor laø ñaùng keå .Ñeå vöøa ñieàu chænh ñöôïc toác ñoä , vöøa taän duïng ñöôïc coâng suaát tröôït tieâu taùn trong maïch rotor , ngöôøi ta söû duïng caùc sô ñoà noái caáp . Sô ñoà noái caáp laøm vieäc theo nguyeân taéc chænh löu söùc ñieän ñoäng ba pha cuûa daây quaán rotor , roài qua boä nghòch löu phuï thuoäc nhaèm traû laïi naêng löôïng tröôït veà cho löôùi ñieän . ÑKB f1 sP1 f2=sf1 f2=Sf1 n2=n1(1-s) P1(1-s) P1 ~U 1,f1 NL CL Hình 3-25 : Sô ñoà nguyeân taéc maïch noái caáp cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä Ta coù quan heä coâng suaát tröôït D PCu2= s Pñt @ s .P1 (3-17) neáu boû qua toån thaát ñoàng treân stator D PCu1 vaø toån thaát saét D PFe. D PCu2 laø coâng suaát tröôït ñöôïc traû laïi cho nguoàn , P1 laø coâng suaát ñoäng cô tieâu thuï töø löôùi . Pñt laø coâng suaát ñieän töø cuûa töø tröôøng quay. Coâng suaát löôùi ñieän truyeàn cho heä thoáng : P1 - sP1 = P1 ( 1-s) (3-18) Sô ñoà hình 3-26 laø maïch noái caáp söû duïng maïch chænh löu diode caàu ba pha(CL) noái tieáp vôùi boä nghòch löu phuï thuoäc (NL) coù ñieàu khieån. ÑKB CL ~U 1,f1 NL L Ud U’d Id BA f1 I1 f1 Hình 3-26 : Sô ñoà maïch noái caáp cuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä * Hoaït ñoäng cuûa maïch ôû hình 3-26 : Maïch chænh löu CL bieán ñoåi coâng suaát tröôït D PCu2 coù taàn soá f2 = s f1 thaønh coâng suaát cuûa doøng moät chieàu id.Boä nghòch löu phuï thuoäc NL coù nhieäm vuï bieán ñoåi coâng suaát moät chieàu naøy thaønh coâng suaát maïch ba pha coù taàn soá baèng taàn soá f1 cuûa löôùi ñieän vaø traû laïi cho löôùi ñieän qua bieán aùp ba pha coù tæ leä bieán ñoåi ñieän aùp laø k. Ñeå ñieàu chænh coâng suaát tröôït traû laïi cho löôùi ñieän, caàn thay ñoåi goùc ñieàu khieån môû caùc tiristor laø a cuûa boä nghòch löu (theo lyù thuyeát goùc a bieán ñoåi töø 90o ñeán 180o). Cuoän daây san baèng L ñeå san baèng doøng chænh löu: i d = Id. * Phaân tích aûnh höôûng cuûa goùc a ñieàu khieån môû caùc tiristor cuûa boä nghòch löu ñeán toác ñoä ñoäng cô : Goïi U1 laø ñieän aùp pha ñaët vaøo daây quaán stator, E2s laø söùc ñieän ñoäng moãi pha cuûa daây quaán rotor khi ñoäng cô coù toác ñoä quay laø n2. Vì U1 @ E1 = 4,44 . f1.W1.Kdq1. f. (3-19) (3-21) (3-20) E2s = s. E2 = s.4,44.f1 .W2 . Kdq2. f. Hay E 2s=U1ske laø tæ soá bieán ñoåi söùc ñieän ñoängcuûa ñoäng cô khoâng ñoàng boä. Ñieän aùp ñaàu ra cuûa boä chænh löu laø : Ud=3¨6E 2s/p=3¨6skeU1/p (3-23) Ñieän aùp cuûa boä nghòch löu laø : U’d=3¨6kU1cosa/p (3-24) Khi ñoäng cô chaïy khoâng taûi,momen cuûa ñoäng cô raát nhoû coù theå boû qua doøng chænh löu Id cuõng xaáp xæ baèng khoâng.Maët khaùc caùc ñieän aùp Ud vaø U’d baèng nhau veà trò soá nhöng ngöôïc daáu nhau: Ud=-U’d suy ra 3¨6 s0 keU1/p =-3¨6kU1cosa (3-25) Ta ñöôïc:S0=-kcosa/ke (3-26) So : laø heä soá tröôït khi ñoäng cô cuûa heä thoáng noái caáp quay khoâng taûi vôùi toác ñoä khoâng taûi no. Vì ôû cheá ñoä nghòch löu 90 o 0 (1) Do s=( n1-n2)/n1 neân so =( n1 – no)/n1 (2) : heä soá tröôït khi heä thoáng noái caáp quay khoâng taûi (no). Töø (1),(2) ta coù n1 > no. Keát luaän : Toác ñoä khoâng taûi cuûa heä thoáng noái caáp no nhoû hôn toác ñoä töø tröôøng quay n1 vaø thay ñoåi theo trò soá cuûa goùc ñieàu khieån môû caùc tiristor ( cuûa boä nghòch löu). * Quan heä Ud = f(s) vaø U’d = f (a). Ud -n2 s a=1800 a=const n0=0 n0min no a=900 nomax=n1 s0=1 s0max=k/ke s0 s0=0 Hình 3-27 : Caùc quan heä Ud = f(s); U’d = f (a). Töø sô ñoà hình 3-27, ta thaáy raèng: Khi goùc a thay ñoåi töø 90o ñeán 180o thì So coù giaù trò nhoû nhaát laø baèng khoâng taêng ñeán giaù trò lôùn nhaát Somax = k. Coøn no bieán thieân töø giaù trò lôùn nhaát: no max = n1 ñeán giaù trò nhoû nhaát nomin = n1 (1-So max) = n1 (1- k) . Khi choïn k = ke thì no min = 0 öùng vôùi somax = 1. Trong thöïc teá ngöôøi ta xaùc ñònh Somax = k ñeå coù moät toác ñoä khoâng taûi nomin = n1 (1 – k) theo yeâu caàu ñieàu chænh. Nhö vaäy toác ñoä khoâng taûi no (hay ñoä tröôït khoâng taûi So) tuøy thuoäc vaøo goùc môû a cuûa caùc tiristor, neân ñieàu chænh a daãn ñeán thay ñoåi toác ñoä quay cuûa ñoäng cô. -Phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä phuï thuoäc vaøo tæ soá k/ke, khi k/ke = 1 ta coù phaïm vi ñieàu chænh lôùn nhaát. * Ñaëc tính ñieàu chænh cuûa heä thoáng noái caáp khi goùc môû a thay ñoåi: Trong heä thoáng noái caáp, hieäu soá giöõa coâng suaát ñieän töø cuûa töø tröôøng quay Pñt vaø coâng suaát chuyeån thaønh cô naêng laøm quay rotor P’2 laø: Pñt – P’2 = D Pcu2 + Ud .Id (3-27) Vôùi D Pcu2 : laø phaàn toån hao treân daây quaán rotor. Ud.Id : laø coâng suaát cuûa maïch chænh löu noái tieáp vôùi nghòch löu . (3-28) Neáu boû qua D Pcu2 : thì coâng thöùc (3-27) ñöôïc vieát daïng : hay M . 2 n1 p (n1 – n2) @ Ud . Id (3-29 a) 60 n1 suy ra Pñt . s = Ud . Id (3-29b) Bieåu thöùc (3-29a) coù theå vieát döôùi daïng: Suy ra M =90Ö6 . ke . U1 . Id (3-30b) p2 n1 Doøng Id tæ leä vôùi hieäu caùc ñieän aùp Ud vaø U’d (Ud – U’d ) = 3Ö6 ( ke .s- k cos a). U1 (3-31) p Vôùi goùc môû a khoâng ñoåi neáu taêng heä soá tröôït s doøng Id taêng neân moment M taêng coøn toác ñoä n2 = (1-s) n1 giaûm . -Khi I = 0 , M= 0 ta coù s= so = k cosa /ke= (n1-n0)/ n1 vaø n0=n1(1+k cosa/ke) -Khi a = 90o thì no = n1. -Khi 90o£ a £ 180o ta coù no min < no < n1 vôùi no min = n1 (1- k/ke) a3 a2 a4=1500 a1 a=900 n2 s=0 n0=n1 n01 n02 n03 n04 M n2=0 s=1 Mñm M’t Mt s Ñaëëc tính cô töï nhieân Hình 3-28 : Hoï ñaëc tính ñieàu chænh cuûa heä thoáng noái caáp khi goùc môû a thay ñoåi. * Nhaän xeùt: - Ñaëc tính cô cuûa heä thoáng noái caáp khi a bieán ñoåi coù ñoä doác haàu nhö khoâng ñoåi. Thöïc teá do coù hieän töôïng chuyeån maïch giöõa caùc tiristor, neân caùc ñaëc tính hôi doác hôn ôû cuøng toác ñoä thaáp. -Moment tôùi haïn cuûa heä thoáng noái caáp nhoû hôn moment tôùi haïn cuûa ñoäng cô treân ñaëc tính cô töï nhieân laø do coù suït aùp gaây ra treân ñieän trôû cuûa maïch moät chieàu, treân ñieän trôû ñieän khaùng taûn cuûa maùy bieán aùp vaø do suït aùp gaây neân bôûi hieän töôïng chuyeån maïch cuûa nghòch löu vaø chænh löu. - Phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä baèng maïch noái caáp cho pheùp taän duïng ñöôïc coâng suaát tröôït leõ ra bò tieâu hao treân daây quaán rotor vaø treân ñieän trôû ñieàu chænh, neân cho pheùp naâng cao hieäu suaát ñieàu chænh toác ñoä.