Tuy nhiên khi sử dụng động cơkhông đồng bộ trong sản xuất đặc biệt với các động cơ có công suất lớn ta cần chú ý tới quátrình khởi động động cơ do khi khởi động rotor ở trạng thái ngắn m
Tìm hiểu chung về động cơ không đồng bộ
Cấu tạo
Động cơ không đồng bộ ba pha, như hình 1.1, bao gồm hai phần chính để hoạt động, trong đó phần tĩnh (stato) đóng vai trò quan trọng.
Vỏ máy có vai trò quan trọng trong việc cố định lõi sắt và dây quấn, nhưng không được sử dụng làm mạch dẫn từ Thông thường, vỏ máy được chế tạo từ gang, và khi đường kính ngoài lớn hơn, người ta thường sử dụng các tấm hình rẻ quạt để ghép lại.
* Dây quấn: Được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt và lõi sắt.
Dây quấn stato bao gồm ba cuộn dây được bố trí lệch nhau 120 độ điện, tạo ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Sự chuyển đổi điện năng này hình thành nên các đường sức từ trường có hướng, khép kín trong mạch từ Phần quay, hay rotor, cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Rotor được chia làm hai dạng : rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lông sốc.
Rotor dây quấn tương tự như dây quấn của stato, với dây quấn 3 pha thường được đấu hình sao Ba đầu còn lại được nấu vào vành trượt làm bằng đồng, cố định ở một đầu trục, cho phép kết nối với mạch điện bên ngoài qua chổi than Đặc điểm nổi bật là khả năng đưa điện trở phụ hoặc suất điện động phụ vào mạch điện rotor thông qua chổi than, giúp cải thiện tính năng khởi động Khi máy hoạt động bình thường, dây quấn rotor sẽ được nối ngắn mạch.
* Rotor lồng sốc : Kết cấu loại dây quấn này rất khác với dây quấn stato.
Trong lõi sắt rotor, các rãnh chứa thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm được kéo dài ra và nối lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch Cấu trúc này tạo thành một lồng, thường được gọi là lồng sốc.
Nguyên lý hoạt động
Khi dòng điện xoay chiều ba pha tác động lên ba cuộn dây lệch nhau 120 độ, từ trường tổng tạo ra là từ trường quay Từ trường quay này tác động lên dòng cảm ứng, sinh ra lực từ theo quy tắc bàn tay trái, tạo momen quay cho rotor Tốc độ quay của rotor luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường; nếu tốc độ của rotor bằng với từ trường, sẽ không có dòng điện cảm ứng, dẫn đến việc mất momen quay Do đó, momen cản khiến rotor quay chậm hơn, cho phép dòng điện cảm ứng xuất hiện trở lại, duy trì momen quay và khiến rotor tiếp tục quay, nhưng luôn với tốc độ thấp hơn từ trường quay Nguyên tắc hoạt động này khiến động cơ được gọi là động cơ không đồng bộ.
Tốc độ quay của từ trường phụ thuộc vào số đôi cực p; khi số đôi cực tăng, tốc độ quay của từ trường giảm Cụ thể, nếu cuộn cảm tạo ra từ trường có p đôi cực, tốc độ quay sẽ giảm theo tỷ lệ p, tức là f = 1/p (vòng/s).
Tốc độ đồng bộ, hay còn gọi là tốc độ không tải lý tưởng, được xác định bởi công thức ω₀ = 2πn₀, trong đó ω₀ là tốc độ từ trường quay và n₀ là tốc độ tối đa của rotor khi không có lực cản Tại Việt Nam, tần số lưới điện là 50Hz, dẫn đến các giá trị tốc độ đồng bộ phổ biến như 3000, 1500, 1000, 750, 600 và 500 vòng/phút, với p là số nguyên.
Hệ số trượt (s) là đại lượng dùng để đánh giá sự sai lệch giữa tốc độ không đồng bộ của rotor (n2) và tốc độ đồng bộ (n0), với công thức tính là s = (n0 - n2) / n0 = (ω0 - ω2) / ω0 = 1 - (ω2 / ω0) Trong chế độ động cơ, hệ số trượt có giá trị trong khoảng 0 ≤ s ≤ 1.
Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây rotor cũng là dòng xoay chiều với tần số xác định qua tốc độ tương đối của rotor khi từ trường quay: f 2 = p ( n 0 − n 2 )
Phân loại máy điện
*Phân loại máy điện theo chuyển động tương đối giữa các bộ phận của máy
Máy điện tĩnh: loại máy điện mà giữa các bộ phận của máy không có chuyển động tương đối, ví dụ: máy biến áp.
Máy điện quay: loại máy điện mà trong cấu tạo của nó có bộ phận chuyển động quay, ví dụ: máy phát điện, động cơ điện.
*Phân loại theo dòng điện gắn vào máy
Máy điện một chiều là thiết bị sử dụng dòng điện một chiều, trong khi máy điện xoay chiều hoạt động với dòng điện xoay chiều.
Máy điện đồng bộ là loại máy điện có đặc điểm nổi bật là tốc độ quay của rotor bằng với tốc độ quay của từ trường Điều này có nghĩa là rotor và từ trường quay đồng bộ với nhau, tạo ra hiệu suất hoạt động ổn định và hiệu quả trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
Máy điện không đồng bộ: loại máy điện mà tốc độ của rotor khác với tốc độ quay của từ trường quay.
*Phân loại theo công dụng máy: máy phát, động cơ, biến áp, …
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ
4.1 Thay đổi số cực từ Động cơ không đồng bộ muốn tạo ra moment quay trên rotor thì số cực của rotor và của stator phải bằng nhau Vậy khi thay đổi p ở trên stator ta phải thay đổi p trên rotor Điều này khó thực hiện đối với động cơ rotor dây quấn. Động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc có khả năng đặc biệt khi cuôn stator chưa đóng điện áp vào thì rotor là khối lồng sóc chưa cực nhưng khi cuộn stator được cấp nguồn và tạo ra dòng điện thì cuộn rotor sẽ tự động hình thành số đôi cực hoàn toàn phù hợp số đôi cực stator.
Tốc độ quay của động cơ KĐB: n = (1 – s) n1 = (1 – s) 60 f 1 p
Tần số có mối quan hệ tỉ lệ thuận với tốc độ động cơ, vì vậy để điều chỉnh tốc độ động cơ, cần điều chỉnh tần số tương ứng Sự phát triển của các bộ máy biến tần đã mở ra nhiều triển vọng trong việc kiểm soát tốc độ động cơ xoay chiều thông qua việc thay đổi tần số Biến tần hoạt động bằng cách biến đổi dòng điện lưới xoay chiều thành nguồn DC phẳng qua bộ chỉnh lưu và bộ lọc, sau đó chuyển đổi lại thành điện áp xoay chiều đối xứng thông qua bộ nghịch lưu.
Hình 1.2 Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số bộ biến tần
Moment được tính theo công thức:
Khi giảm điện áp k lần, mô men Md giảm k² lần Nếu mô men tải không thay đổi, tốc độ giảm và hệ số trượt tăng lên Sự giảm mô men này làm giảm khả năng quá tải của động cơ, và nếu điện áp thấp đến mức mô men lớn nhất thấp hơn mô men phụ tải, động cơ sẽ không quay Hiện nay, người ta sử dụng bộ chỉnh nấc điện áp (thyristor) để điều chỉnh điện áp nguồn cung cấp cho động cơ.
Hình 1.3 Đặc tính cơ khi thay đổi điện áp stator
4.4 Thêm điện trở phụ trên mạch rotor
Ta có công thức sau:
Với một moment tải nhất định, khi Rp tăng lên, hệ số trượt tại điểm làm việc cũng tăng, dẫn đến việc tốc độ quay giảm Mặc dù phương pháp này gây tổn hao trong biến trở và làm giảm hiệu suất động cơ, nhưng nó lại đơn giản và cho phép điều chỉnh vận tốc một cách liên tục Do đó, phương pháp này thường được áp dụng trong các động cơ có công suất trung bình.
Hình 1.4 Đặc tính cơ khi thêm điện trở phụ mạch rotor
4.5 Điều chỉnh công suất trượt (rotor dây quấn)
Hình 1.5 Mạch điều chỉnh công suất trượt
Tìm hiểu chung về biến tần
Khái quát về biến tần
Để nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống, việc sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ động cơ là một giải pháp hiệu quả Biến tần là thiết bị chuyển đổi năng lượng điện từ dòng điện một chiều hoặc xoay chiều có cấu hình tần số và pha này sang dòng điện xoay chiều với cấu hình tần số và pha khác Qua đó, biến tần cho phép thay đổi tín hiệu và độ rộng xung, giúp kiểm soát chính xác tốc độ của động cơ.
Hình 2.1 Ứng dụng lựa chọn biến tần điều khiển tốc độ động cơ
Bộ chỉnh lưu: biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
Bộ lọc: hỗ trợ bộ chỉnh lưu và bộ nghịch lưu để cho ra dòng điện thích hợp
Bộ nghịch lưu: biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều
Nguồn điện AC được chỉnh lưu và lọc thành nguồn DC bằng phẳng Điện áp
DC sau đó sẽ được biến đổi nghịch lưu thành điện áp xoay chiều ba pha đối xứng.
Điện áp một chiều ban đầu được lưu trữ trong giàn tụ điện Sau đó, thông qua quá trình tự kích hoạt và điều khiển bằng transistor IGBT, điện áp xoay chiều 3 pha được tạo ra nhờ phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.
Hình 2.2 Biển đổi điện áp/tần số qua biến tần
Lợi ích của việc sử dụng biến tần
Dễ dàng thay đổi tốc độ động cơ, đảo chiều quay động cơ.
Giảm dòng khởi động so với phương pháp khởi động trực tiếp, khởi động sao – tam giác nên không gây ra sụt áp hoặc khó khởi động.
Khởi động động cơ bằng biến tần từ tốc độ thấp giúp giảm thiểu sự khởi động đột ngột khi mang tải lớn, từ đó bảo vệ các bộ phận cơ khí và ổ trục, đồng thời nâng cao tuổi thọ cho động cơ.
Biến tần giúp tiết kiệm năng lượng hiệu quả hơn so với phương pháp chạy động cơ trực tiếp, đồng thời nâng cao năng suất sản xuất Việc sử dụng biến tần cũng giúp loại bỏ những phụ kiện cồng kềnh và kém hiệu quả như puli và motor rùa Hệ thống điện tử bảo vệ quá dòng, quá áp và thấp áp của biến tần tạo ra một môi trường vận hành an toàn.
Nguyên lý hoạt động của chuyển đổi nghịch lưu qua diode và tụ điện giúp giảm công suất phản kháng từ động cơ, từ đó làm giảm đáng kể dòng điện trong quá trình hoạt động Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí lắp đặt tụ bù mà còn giảm thiểu hao hụt điện năng trên đường dây.
Biến tần được tích hợp các module truyền thông giúp cho việc điều khiển và giám sát từ trung tâm rất dễ dàng.
Cách lựa chọn biến tần
Để chọn biến tần phù hợp, cần xác định rõ nhu cầu ứng dụng và mục đích sử dụng, đồng thời cân nhắc mức đầu tư Các nguyên tắc lựa chọn cần được lưu ý để đảm bảo hiệu quả tối ưu.
Khi lựa chọn biến tần, việc xác định loại động cơ và công suất của nó là rất quan trọng Cần tìm hiểu kỹ về loại động cơ mà bạn sẽ lắp biến tần để đưa ra quyết định chính xác và phù hợp nhất.
Lựa chọn biến tần theo tải: cần xác định được loại tải của máy móc là loại nào: tải nhẹ, tải nặng hay tải trung bình.
Khi lựa chọn biến tần, chế độ làm việc của hệ thống băng tải đóng vai trò quan trọng Cần xác định rõ hệ thống hoạt động theo chế độ ngắn hạn hay dài hạn, cũng như liên tục hay không liên tục để đưa ra quyết định chính xác.
Khi lựa chọn biến tần, cần tính toán công suất động cơ trước, sau đó xác định công suất của biến tần phù hợp với yêu cầu kỹ thuật từ nhà đầu tư hoặc khách hàng.
Lựa chọn biến tần theo kinh tế tài chính: Tùy theo điều kiện kinh tế chọn biến tần cho phù hợp.
Lựa chọn biến tần LS SV040IG5A-
Khi sử dụng ứng dụng cho băng tải, nên chọn dòng biến tần tải trung bình để đảm bảo chế độ vận hành lâu dài, giúp động cơ duy trì tốc độ ổn định trong thời gian dài khi khởi động.
*Các thông số cơ bản của biến tần:
Với các thông số tính toán đã xác định, nhóm chọn loại biến tần STARVERT IG5A có công suất 4kW kiểu SV040IG5A-4 của hãng LS
*Thông số kỹ thuật SV040IG5A-4
Tần số hoạt động: 50 60Hz ( 5%)
Khả năng chịu tải: 150% trong 1 phút (tải nặng) và 120% trong 1 phút (tải nhẹ)
Khả năng tự làm mát không khí
Kích thước: 140 x 128 x 155 (mm), Trọng lượng: 1,89 Kg
Tiêu chuẩn toàn cầu CE UL 61800-5-1
*Cách đấu nối dây biến tần
Hình 2.3 Sơ đồ nối dây biến tần SV040IG5A-4
Tính toán các thông số cài đặt bộ biến tần
5.1 Tính toán thông số bộ nghịch lưu
Hình 2.4 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ bằng biến tần
Hình 2.5 Sơ đồ bộ nghịch lưu SinPWM
Ngày nay, nghịch lưu áp ba pha chủ yếu sử dụng biện pháp biến đổi bề mặt xung để tạo ra điện áp ra gần giống hình sine Để điện áp ra không phụ thuộc vào tải, người ta thường áp dụng biến điệu bề rộng xung hai cực tính, cho phép mỗi pha trong sơ đồ ba pha được điều khiển độc lập Vấn đề quan trọng trong biến điệu bề rộng xung ba pha là cần có ba sóng sine chuẩn với biên độ chính xác và lệch pha 120 độ trong toàn bộ giải điều chỉnh Điều này yêu cầu đảm bảo dạng xung điều khiển ra phải đối xứng và khoảng dẫn của mỗi khóa bán dẫn phải được xác định chính xác.
Giản đồ kích đóng khóa bán dẫn của bộ nghịch lưu dựa trên cơ sở so sánh hai tín hiệu cơ bản:
Sóng mang URC (Carrier Signal) có tần số cao và có thể ở dạng tam giác Tần số càng cao, lượng sóng hài bậc cao bị khử càng nhiều Tuy nhiên, tần số đóng ngắt cao cũng dẫn đến tổn hao phát sinh do quá trình đóng ngắt tăng.
Sóng điều khiển Udk (Reference Signal) hoặc sóng điều chế dạng Sine chứa thông tin quan trọng về độ lớn, trị số hiệu dụng và tần số sóng hài cơ bản của điện áp ngõ ra.
Hình 2.6 Đồ thị dạng sóng DC-AC SinPWM
Hình 2.7 Đồ thị dạng sóng điện áp dây và điện áp pha ngõ ra
Tiêu thụ điện năng ít
Công suất xử lý năng lượng cao
Biên độ và tần số có thể được kiểm soát độc lập
Giảm đáng kể THD của dòng tải
Băng thông phải lớn để sử dụng trong giao tiếp
Suy hao chuyển mạch cao do tần số PWM cao
Công suất tức thời của máy phát thay đổi
Động cơ 3K112M4 0.4kW yêu cầu điện áp 220/380V Áp dụng công thức (4.5) với ma = 0.86, ta tính được nguồn điện DC cần thiết cho bộ nghịch lưu.
Vậy nguồn DC cung cấp cho bộ nghịch lưu là 510V.
5.2 Tính toán thông số bộ chỉnh lưu
Hình 2.8 Sơ đồ bộ chỉnh lưu cầu 3 pha
* Điện áp các pha lệch nhau 1 góc 120 :
Ua = U2Sin θ , Ub = U2Sin( θ − 2 3 π ), Uc = U2Sin( θ− 4 3 π )
* Xét sự làm việc của sơ đồ tại một khoảng thời gian π
Hình 2.9 Đồ thị dạng sóng điện áp bộ chỉnh lưu tải R
*Ưu điểm của chỉnh lưu cầu
- Điện áp một chiều lấy ra có độ gợn sóng nhỏ
- Tần số gợn sóng, dễ lọc
- Hiệu quả hơn so với các mạch chỉnh lưu khác
*Nhược điểm của chỉnh lưu cầu
- Biến áp phải lấy điểm giữa, chia thành 2 nửa cân xứng nhau
-Có điện áp rơi đặt lên mỗi diode khi phân cực
Do ta đã tính được điện áp trung bình qua tải trong 1 chu kỳ là Ud = E 510V Á p dụng công thức xét trường hợp có điện áp rơi trên diode là 0.7V.
Vậy giá trị điện áp ban đầu cài đặt cho bộ chỉnh lưu là: 220√ 2 V.
*Thông số cài đặt bộ biến tần Điện áp các pha đầu vào (V) 220 V
Hình 4.11 Bảng tính toán cài đặt thông số biến tần
Tính toán lựa chọn công suất động cơ
Tính toán công suất động cơ
Giả sử hệ thống băng tải có thông số sau:
Hình 3.1 Hệ thống băng tải
Khi tính toán công suất động cơ cho thiết bị vận tải liên tục, thường dựa vào công suất cản tĩnh, vì chế độ quá độ không đáng kể do số lần đóng cắt ít Phụ tải của thiết bị này thường ổn định trong quá trình hoạt động, do đó không cần kiểm tra theo điều kiện phát nóng và quá tải Tuy nhiên, trong điều kiện làm việc nặng, cần thực hiện kiểm tra theo điều kiện mở máy.
Sau đây là phương pháp tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải.
Trên hình 1 cho thấy: Một lực bất kì theo phương thẳng đứng đặt trên mặt nghiêng, có thể phân thành 2 thành phần vuông góc với mặt nghiêng.
15 0.8 3 1 100 song song với mặt nghiêng.
Hình 3.2 Sơ đồ tính toán lực của băng tải
Chọn công suất động cơ truyền động băng tải, thường tính theo các thành phần sau:
Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
Vì thành phần pháp tuyến tạo ra lực cản (ma sát) trong các ổ đỡ và ma sát giữa băng tải và các con lăn.
- góc nghiêng của băng tải,
- khối lượng vật liệu trên 1m băng tải k1 - hệ số tính đến lực cản khi dịch chuyển vật liệu k1 = 0,05
* Công suất P1 Công suất cần thiết để dịch chuyển vật liệu là:
Lực cản do các loại ma sát sinh ra khi băng tải chuyển động không tải sẽ là: k2 - hệ số tính đến lực cản khi không tải
- khối lượng băng tải trên 1 mét chiều dài băng tải, giả sử 5kg.
Công suất P2 là cần thiết để khắc phục tổn thất do ma sát trong các ổ đỡ và giữa băng tải với các con lăn khi băng tải hoạt động Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, cần tính toán công suất cần thiết để vượt qua các lực cản ma sát.
Lực cần thiết nâng vật:
Trong biểu thức trên lấy dấu (+) khi tải đi lên và dấu (-) tương ứng với tải đi xuống.
* Công suất P3 để nâng tải (nếu là băng tải nghiêng) :
Công suất tĩnh của băng tải:
Công suất tĩnh của băng tải khi tải đi lên là:
Công suất động cơ truyền động băng tải được tính theo công thức sau:
Công suất động cơ truyền động băng tải được ký hiệu là , trong khi P đại diện cho công suất tĩnh của băng tải Hệ số dự trữ về công suất được ký hiệu là k3, và hiệu suất truyền động được xác định là 0,85.
Với 100% công suất định mức, công suất động cơ truyền động là:
Lựa chọn công suất động cơ
Trong ngành công nghiệp, việc lựa chọn loại động cơ phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
Nguyên lý hoạt động của động cơ ba pha không đồng bộ roto lồng sóc dựa trên việc dòng điện xoay chiều cung cấp năng lượng cho cuộn dây stator, tạo ra từ thông quay Từ thông này hình thành một từ trường quay trong khe hở không khí giữa stator và rotor, đồng thời tạo ra điện áp để kích thích dòng điện chạy qua các thanh rotor Khi mạch và dòng điện trong dây dẫn được kích hoạt, tác động đồng thời của từ thông quay và dòng điện sẽ sinh ra một lực mô men xoắn, giúp khởi động động cơ.
Công suất động cơ phải lớn hơn công suất tính toán:
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả, lựa chọn động cơ có công suất 4kW là rất quan trọng Tôi đã quyết định sử dụng động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto lồng sóc với các thông số kỹ thuật phù hợp.
* Thông số động cơ KĐB 3 pha roto lồng sóc 3K112M4:
Hình 3.3 Bảng chọn động cơ cho hệ thống băng tải
Ứng dụng - Mô phỏng trên Matlab Simulink
Mô phỏng điều khiển động cơ băng tải – phần mềm Matlab Simulink
Hình 4.1 Mạch chỉnh lưu của bộ biến tần
Hình 4.2 Thông số cài đặt nguồn mạch chỉnh lưu của bộ biến tần
1.2 Bộ lọc và mạch nghịch lưu
Bộ biến tần hỗ trợ bộ chỉnh lưu và bộ nghịch lưu để cung cấp dòng điện phù hợp, đồng thời thực hiện chức năng lọc nhiễu và tạo ra dạng sóng hình Sine chuẩn cho tín hiệu đầu ra Thiết bị này giúp điều khiển các động cơ và thiết bị tải với độ chính xác cao, tốc độ nhanh và tần số lớn.
Hình 4.3 Bộ lọc của bộ biến tần Hình 4.4 Mạch nghịch lưu của bộ biến tần
Tải động cơ với thông số 5.4HP_400V_50Hz_1430RPM.
Hình 4.5 Tải động cơ tiêu thụ
Hình 4.6 Thông số cài đặt tải động cơ
Hình 4.7 Bộ điều khiển điều chế xung
Hình 4.8 Mạch điều khiển động cơ bằng biến tần
Kết quả mô phỏng Matlab Simulink
Hình 4.9 Kết quả mô phỏng dạng sóng điện áp một chiều
*Nhận xét: Kết quả mô phỏng (515V) gần bằng với kết quả tính toán
(510V) ở mục 4.1.Tính toán thông số bộ nghịch lưu.
Hình 4.10 Kết quả mô phỏng dạng sóng dòng điện một chiều
Hình 4.11 Kết quả mô phỏng dạng sóng DC - AC SinPWM
*Nhận xét: Kết quả mô phỏng dạng sóng SinPWM giống với lý thuyết đã trình bày ở mục 4.1: Tính toán thông số bộ nghịch lưu
Hình 4.12 Kết quả mô phỏng dạng sóng điện áp ngõ ra
Kết quả mô phỏng chưa nhân với chỉ số m = 0,8.
Khi nhân thêm m = 0,8 Kết quả ngõ ra = 520*0,8 = 416 V
Kết quả mô phỏng gần với điện áp ngõ ra cần để cung cấp cho tải động cơ là 400V.
Hình 4.13 Kết quả mô phỏng dạng sóng tốc độ và momen động cơ (FPHz)
Tại thời điểm T = 3s, tốc độ động cơ thay đổi do tải trọng kéo Khi động cơ kéo tải 50kg, tốc độ giảm xuống còn 1200RPM, trong khi khi kéo tải 25kg, tốc độ tăng lên 1400RPM Sự thay đổi tải trọng này cũng dẫn đến sự biến đổi của momen động cơ.
Khảo sát sự thay đổi tốc độ động cơ
Thay đổi tần số F từ 50Hz xuống 25Hz để khảo sát sự thay đổi tốc độ động cơ
Hình 4.14 Kết quả mô phỏng dạng sóng tốc độ và momen động cơ (F%Hz)
Trong khoảng thời gian 3 giây đầu, động cơ kéo tải 50kg với tốc độ 700RPM, trong khi thời gian còn lại kéo tải 25kg với tốc độ 730RPM Kết quả mô phỏng cho thấy sự thay đổi tốc độ động cơ khi tần số F thay đổi.
Cách tiếp cận vấn đề đơn giản, dễ hiểu, hình ảnh minh họa rõ ràng.
Có sử dụng phần mềm mô phỏng làm rõ đề tài.
* Nhược điểm: Đề tài chỉ đề cập đến những vấn đề cơ bản nhất của phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ qua biến tần.
Vấn đề điều tốc xoay chiều vẫn chưa thực tế do biến tần gián tiếp với nguồn áp chỉnh lưu có hiệu suất thấp Hơn nữa, nghịch lưu điện áp xoay chiều sử dụng thyristor không đáp ứng được yêu cầu cho hoạt động ở tần số cao.
Ví dụ ứng dụng chưa phong phú.
Điều tốc biến tần là một vấn đề phức tạp nhưng thiết yếu trong bối cảnh khoa học kỹ thuật điện-điện tử đang phát triển Sự ra đời và hoàn thiện của các bộ biến đổi điện tử công suất đã thúc đẩy lĩnh vực truyền động điều tốc biến tần, giúp tăng độ chính xác và khả năng đáp ứng nhiều đặc tính làm việc khác nhau Việc tìm hiểu đề tài này không chỉ mang lại kiến thức lý thuyết mà còn rất hữu ích cho công việc thực tiễn trong tương lai.
Đề tài điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha bằng biến tần mang đến nhiều cơ hội phát triển và ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực khác nhau Một số hướng phát triển và đề xuất có thể được xem xét để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng ứng dụng của công nghệ này.
Nghiên cứu và phát triển công nghệ tập trung vào việc tối ưu hóa các phương pháp điều khiển, nhằm cải thiện hiệu suất và đáp ứng của hệ thống thông qua việc nghiên cứu và phát triển các thuật toán điều khiển tiên tiến hơn.
Tăng cường tính linh hoạt và hiệu suất của biến tần bằng cách phát triển công nghệ điều chỉnh tốc độ trong dải tần số rộng, từ thấp đến cao, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng mà còn giảm thiểu tổn thất trong quá trình điều chỉnh.
Tích hợp công nghệ tiên tiến với kết nối IoT cho phép quản lý và giám sát từ xa, cung cấp thông tin trực tuyến về hiệu suất và tình trạng hệ thống Hệ thống chẩn đoán sự cố và dự báo bảo trì được phát triển nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống.
Năng lượng tái tạo: Tối ưu hóa ứng dụng trong các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và mặt trời để tăng cường hiệu suất.
Tối ưu hóa Quá trình sản xuất: Tăng cường việc sử dụng biến tần để giảm lượng điện tiêu thụ và tăng cường hiệu suất sản xuất.
Xây dựng hệ thống hiệu quả năng lượng là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất trong các ngành công nghiệp Việc phát triển hệ thống điều khiển sử dụng biến tần giúp cải thiện hiệu suất năng lượng, giảm thiểu lãng phí và tăng cường độ tin cậy của hệ thống Sử dụng biến tần không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao khả năng điều chỉnh và kiểm soát quá trình sản xuất.
Chương trình đào tạo và hướng dẫn sử dụng biến tần được thiết kế nhằm cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho người dùng và kỹ thuật viên, giúp họ sử dụng thiết bị một cách hiệu quả nhất.
Cải Thiện An Toàn Vận Hành: Tối ưu hóa tính năng an toàn của biến tần để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Việc nghiên cứu và phát triển điều chỉnh tốc độ cho động cơ không đồng bộ ba pha thông qua biến tần không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng mà còn mang lại tính linh hoạt và sự tiến bộ cho nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau.