0.3 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ  (Page 9/10)

Muốn đảo chiều động cơ, ta có thể đảo chiều từ trường stato (±ựo), hay đảo thứ tự pha điện áp (u1) động cơ ĐK (thường đảo 2 trong 3 pha stato). Khi đảo chiều, dòng đảo chiều rất lớn nên phải cho thêm điện trở phụ vào mạch rôto để hạn chế Iđch Icp.

Khi động cơ ĐK làm việc ở chiều ngược lại thì Mth sẽ đảo dấu và sth>1 như hình 2-45:

Động cơ quay ngược chiều tương ứng với điểm B trên đặc tính cơ tự nhiên bên ngược, hoặc trên đặc tính cơ nhân tạo ngược.

Đặc tính cơ của động cơ đồng bộ (đđb)

Đặc tính cơ của động cơ đđb:

Khi đóng stato của động cơ đồng bộ vào lưới điện xoay chiều có tần số f1 không đổi, động cơ sẽ làm việc với tốc độ đồng bộ không phụ thuộc vào tải:

${\omega }_0=\frac{{\mathrm{2\pi f}}_1}{p}$ (2-109)

ĐKB~Rđcha)MSX+ Uđk -0 Mđm Mựự0b)Hình 2-46: Sơ đồ nối dây và đặc tính cơ của động cơ ĐĐB

Như vậy đặc tính cơ của động cơ ĐĐB này tong phạm vi mômen cho phép M ≤ Mmax là đường thẳng song song với trục hoành, với độ cứng õ = ∞ và được biểu diễn trên hình 2 -46.

Tuy nhiên khi mômen vượt quá trị số cực đại cho phép M>Mmax thì tốc độ động cơ sẽ lệch khỏi tốc độ đồng bộ.

Đặc tính góc của động cơ đđb:

Trong nghiên cứu tính toán hệ truyền động dùng động cơ ĐĐB, người ta sử dụng một đặc tính quan trọng là đặc tính góc. Nó là sự phụ thuộc giữa mômen của động cơ với góc lệch vectơ điện áp pha của lưới Ul và vectơ sức điện động cảm ứng E trong dây quấn stato do từ trường một chiều của rôto sinh ra:

M = f(ố)

Đặc tính này được xây dựng bằng cách sử dụng đồ thị vectơ của mạch stato vẽ trên hình 2-47 với giả thiết bỏ qua điện trở tác dụng của cuộn dây stato (r1 ≈ 0).

Trên đồ thị vectơ hình 2-47:

Ul - điện áp pha của lưới (V)

E - sức điện động pha stato (V)

I - dòng điện stato (A)

ố - goác lệch giữa Ul và E;

ử - góc lệch giữa vectơ điện áp Ul và dòng điện I.

Xs = xỡ + x1 - điện kháng pha của stato là tổng của điện kháng

mạch từ hóa xỡ và điện kháng cuộn dây 1 pha của stato x1 (Ù)

Từ đồ thị vectơ ta có:

$U_l\text{cos}\varphi =E\text{cos}(\varphi -\theta )$ (2-110)

Từ tam giác ABC tìm được:

$\text{cos}(\varphi -\theta )=\frac{\text{CB}}{\text{CA}}=\frac{U_l\text{sin}\theta }{{\text{Ix}}_s}$ (2-111)

Thay (2-110) vào (2-111) ta được:

$U_1\text{cos}\varphi =E\frac{U_l\text{sin}\theta }{{\text{Ix}}_s}$ (2-112)

Hay: $U_{1}I\text{cos}\varphi =\frac{{\text{EU}}_l}{x_s}\text{sin}\theta$ (2-113)

Vế trái của (2-113) là công suất 1 pha của động cơ.

Vậy công suất 3 pha của động cơ:

$P=3\frac{{\text{EU}}_l}{x_s}\text{sin}\theta$ (2-114)

Mômen của động cơ:

$M=\frac{P}{{\omega }_0}=\frac{3{\text{EU}}_l}{{\omega }_0{x}_s}\text{sin}\theta$ (2-115)

(2-115) là phương trình đặc tính góc của động cơ ĐĐB. Theo đó ta có đặc tính góc là đường cong hình sin như trên hình 2-48.

Khi ố = ð/2 ta có biên độ cực đại của hình sin là:

$M_m=\frac{3{\text{EU}}_l}{{\omega }_0{x}_s}$ (2-116)

Phương trình (2-115) có thể viết gọn hơn:

M = Mmsinố (2-117)

Mm đặc trưng cho khả năng quá tảI của động cơ. Khi tải tăng góc lệch pha ố tăng. Nếu tải tăng quá mức $\theta >\frac{\pi }{2}$ , mômen giảm.

Động cơ đồng bộ thường làm việc định mức ở trị số của góc lệch ố = 20o $$ 25o. Hệ số tải về mômen tương ứng sẽ là:

${\lambda }_M=\frac{M_m}{M_{\text{đm}}}=2÷\mathrm{2,5}$

Những điều đã phân tích ở trên chỉ đúng với những động cơ đồng bộ cực ẩn và mômen chỉ xuất hiện khi rôto có kích từ. Còn đối với những động cơ đồng bộ cực lồi, do sự phân bố khe hở không khí không đều giữa rôto và stato nên trong máy xuất hiện mômen phản kháng phụ. Do đó đặc tính góc có biến dạng ít nhiều, như đường nét đứt trên hình 2-48.