Tổng quan về động cơ điện
Tình hình khí thải hiện nay
Tính đến tháng 02 năm 2020, Việt Nam có 3.553.700 xe ô tô và khoảng 45 triệu xe máy đang lưu hành, trong đó nhiều phương tiện cũ không đảm bảo tiêu chuẩn khí thải và hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp Điều này góp phần vào tình trạng ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng, đặc biệt tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh Từ năm 2010 đến nay, nồng độ bụi PM2.5 đã có xu hướng tăng, đặc biệt từ năm 2018 đến 2019 Trong giai đoạn từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2019, miền Bắc đã trải qua nhiều đợt ô nhiễm không khí nghiêm trọng, với chỉ số AQI tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh thường xuyên ở mức xấu, có khi vượt quá 200 Bụi mịn PM2.5, với kích thước dưới 2.5 micromet, có thể thẩm thấu qua đường hô hấp, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho cộng đồng.
Trên toàn cầu, khoảng 5,5 tỷ tấn carbon dioxide mỗi năm phát sinh không phải do bất kỳ quốc gia nào đang là con số sai lệch lớn, mà là do sự khác biệt trong các phương pháp khoa học được sử dụng trong kiểm kê khí thải Theo báo cáo của Dự án Carbon Toàn cầu (GCP), tổng lượng khí thải CO2 từ các hoạt động của con người sẽ đạt mức kỷ lục khoảng 43,1 tỷ tấn Đáng chú ý, khí thải CO2 từ nhiên liệu hóa thạch và công nghiệp chiếm tỷ trọng lớn với 36,8 tỷ tấn, tăng 0,6% so với năm 2018 Trung Quốc tiếp tục dẫn đầu danh sách các quốc gia thải nhiều khí CO2 ra môi trường với 26%.
Mỹ 14%, châu Âu 9% và Ấn Độ 7%.
Tình hình ngành công nghiệp oto hiện nay
Sự phát triển của thế giới đã dẫn đến tác hại nghiêm trọng của khí thải công nghiệp và phương tiện vận chuyển đối với môi trường, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và thiên nhiên Do đó, ngày càng nhiều sản phẩm thân thiện với môi trường ra đời Xu hướng hiện nay trên toàn cầu là loại bỏ động cơ diesel và thay thế bằng động cơ điện nhằm giải quyết vấn đề khí thải.
Định nghĩa động cơ điện
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, động cơ điện đã trở thành yếu tố thiết yếu cho sự tiến bộ của xã hội Số lượng ô tô sử dụng động cơ điện ngày càng tăng, hoạt động chủ yếu nhờ vào điện năng Động cơ điện đóng vai trò quan trọng như là máy phát điện, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ.
Phân loại động cơ điện
Động cơ điện có 2 loại động cơ chính là :
Động cơ không đồng bộ, hay còn gọi là động cơ cảm ứng, rất phổ biến trong ngành công nghiệp nhờ vào chi phí sản xuất thấp và yêu cầu bảo trì ít Tuy nhiên, nhược điểm của nó là kích thước lớn và sinh nhiệt khi hoạt động Hiệu suất của động cơ này dao động từ 85-96%, phụ thuộc vào cấu tạo và điều kiện vận hành, với hiệu suất cao hơn khi quay nhanh So với động cơ chạy xăng có hiệu suất chỉ 20-25%, động cơ điện thể hiện sự vượt trội Ngoài ra, động cơ nam châm vĩnh cửu, hay còn gọi là động cơ đồng bộ, cũng là một lựa chọn đáng chú ý trong lĩnh vực này.
Thay cái ruột (rotor) bằng nam châm vĩnh cửu tạo ra động cơ nam châm vĩnh cửu, hoạt động dựa trên dòng điện 3 pha Loại động cơ này nhỏ gọn hơn và có hiệu suất cao hơn, đạt từ 92-97% so với các loại động cơ truyền thống.
Máy điện cảm ứng, còn gọi là máy điện không đồng bộ, là loại máy được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp Động cơ cảm ứng rất thông dụng, đến nỗi nhiều nhà máy không có loại máy điện khác Động cơ có sẵn dưới dạng một pha hoặc ba pha, trong đó động cơ cảm ứng một pha thường được thiết kế cho các kích cỡ nhỏ (tối đa 3 HP) Do đó, việc nghiên cứu động cơ cảm ứng là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về vai trò thiết yếu của nó trong ngành công nghiệp.
Trong bài nghiên cứu này, chúng ta sẽ đi sâu vào tìm hiểu về động cơ không đồng bộ, hay còn gọi là động cơ cảm ứng, để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và ứng dụng của loại động cơ này trong công nghiệp.
Cơ sở lý thuyết về động cơ điện cảm ứng (Induction motor)
Lịch sự về sự ra đời của Induction motor
Động cơ cảm ứng (IM) là một loại động cơ AC không đồng bộ, hoạt động dựa trên phương pháp cảm ứng điện từ Được phát minh bởi Nikola Tesla vào năm 1882 tại Pháp, động cơ cảm ứng với cánh quạt quấn đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1888 sau khi Tesla chuyển đến Hoa Kỳ Mikhail Dolivo-Dobrovolsky phát minh ra động cơ cảm ứng có lồng vào khoảng một năm sau đó ở Châu Âu Công nghệ này đã phát triển mạnh mẽ, cho phép sản xuất động cơ 100 mã lực (74,6 kW) có cùng khối lượng với động cơ 7,5 mã lực (5,5 kW) từ năm 1976 và 1897 Hiện nay, động cơ rotor lồng sóc là loại phổ biến nhất, chuyển đổi công suất điện thành công suất cơ học trong rotor Động cơ cảm ứng đôi khi được gọi là máy biến áp quay, với stato là phần đứng yên và rotor là phần quay Chúng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là động cơ cảm ứng nhiều pha trong truyền động công nghiệp, nhờ vào cấu trúc chắc chắn, không có chổi quét và khả năng kiểm soát tốc độ hiệu quả.
Cấu tạo của động cơ điện
Một động cơ điển hình bao gồm hai phần là stato và rôto giống như các loại động cơ khác động cơ
1 Một stato đứng yên bên ngoài có các cuộn dây được cung cấp dòng điện xoay chiều để tạo ra một từ trường quay
2 Một rotor bên trong gắn với trục đầu ra được cho một mômen quay khi quay
Hình 1- 1 Cấu tạo động cơ cảm ứng
Hình 1-2 Các thành phần động cơ cảm ứng
Stato của động cơ cảm ứng là một lõi sắt nhiều lớp với các rãnh tương tự như stato của máy điện đồng bộ Các cuộn dây được đặt trong các khe, tạo thành một ba hoặc một cuộn dây pha.
Hình1-3 Stato một pha với các cuộn dây
Hình 1-4 Mạch từ của động cơ cảm ứng hiển thị các khe của stato và rôto
Rotor có hai loại khác nhau
Rotor lồng sóc là một loại rotor trong đó dây quấn rotor được làm từ đồng đơn hoặc thanh nhôm, được đặt trong các khe và nối ngắn mạch bởi các vòng cuối ở cả hai mặt Hầu hết các động cơ cảm ứng một pha sử dụng rotor lồng sóc, với một hoặc hai dây được gắn vào trục ở các mặt của rotor để làm mát mạch.
Hình1-5 rotor lồng sóc
Trong rotor quấn, một cuộn dây ba pha được quấn tương tự như cuộn dây stato và có cùng số cực, được đặt trong các khe của rotor Các đầu cuộn dây rotor được nối với ba vòng trượt trên trục, cho phép kết nối để khởi động hoặc điều khiển tốc độ.
Nó thường dành cho động cơ cảm ứng 3 pha lớn
Rotor có cuộn dây giống như stator và phần cuối của mỗi pha được nối với vòng trượt
Rotor lồng sóc là lựa chọn phổ biến hơn trong ngành công nghiệp do chi phí thấp và yêu cầu bảo trì đơn giản hơn so với động cơ rotor dây quấn, vốn đắt tiền và cần bảo dưỡng vòng trượt cùng chổi than.
Nguyên tắc vận hành của động cơ cảm ứng
Dòng điện xoay chiều được đặt trong phần ứng stato tạo ra từ thông trong mạch từ stato
Khi nam châm di chuyển, nó tạo ra một sức điện động (emf) trong các thanh dẫn của rôto do hiện tượng "cắt" thông lượng.
( E = BV L (Định luật Faraday))
Dòng điện trong mạch rôto được tạo ra bởi emf cảm ứng, dẫn đến một lực (F = BI L) có thể chuyển đổi thành mômen đầu ra Trong động cơ cảm ứng ba pha, các dòng điện i a, i b và i c có cùng độ lớn nhưng lệch pha 120° Mỗi pha tạo ra một từ thông, với sự dịch chuyển vật lý 120° giữa các từ thông Tổng từ thông trong máy là tổng của ba từ thông, tạo ra một từ thông quay với tốc độ và biên độ không đổi, gọi là từ trường quay (RMF) RMF quay với tốc độ đồng bộ, là điều kiện thiết yếu cho hoạt động của động cơ cảm ứng Khi stato được cấp năng lượng bằng dòng điện xoay chiều, RMF được tạo ra từ dòng điện áp dụng vào cuộn dây stato, tạo ra từ trường trong khe hở giữa stato và rôto Từ trường này tạo ra điện áp trong các thanh nối mạch của rôto, dẫn đến dòng điện qua các thanh Sự tương tác giữa từ thông quay và dòng điện rôto tạo ra lực và mômen quay, tỷ lệ thuận với mật độ từ thông và dòng thanh rôto (F BLI) Tốc độ động cơ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ, và hướng quay của rôto giống với chuyển động của từ trường trong khe hở không khí Để các dòng điện này được tạo ra, tốc độ vật lý của rôto và tốc độ của từ trường quay trong stato phải khác nhau; nếu không, từ trường sẽ không chuyển động so với các dây dẫn của rôto, dẫn đến không có dòng điện nào được tạo ra Nếu tình huống này xảy ra, rôto thường chậm lại một chút cho đến khi có dòng điện được sinh ra.
Độ trượt là sự khác biệt giữa tốc độ của rôto và tốc độ của từ trường quay trong stato Đây là tỷ số giữa tốc độ tương đối của từ trường mà rôto cảm nhận được (tốc độ trượt) và tốc độ của trường quay stato Do đó, động cơ cảm ứng thường được gọi là máy không đồng bộ.
Mối quan hệ giữa tần số cung cấp, f , số cực, p và tốc độ đồng bộ (tốc độ của trường quay), n s được cho bởi :
Từ trường stato (từ trường quay) hoạt động với tốc độ đồng bộ ns Tốc độ của rôto và độ trượt s trong động cơ cảm ứng được xác định dựa trên các yếu tố này.
𝑛 𝑠 Lúc đứng yên, rôto không quay, n = 0 nên s = 1 Ở tốc độ đồng bộ, n = n S , s = 0
Tốc độ cơ học của rôto, về tốc độ trượt và tốc độ đồng bộ được cho bởi:
Tần số của dòng điện và điện áp rôto
Khi rôto đứng yên, tần số của điện áp và dòng điện cảm ứng tương đương với tần số của stato (nguồn cung cấp).
Nếu rôto quay với tốc độ n thì tốc độ tương đối là tốc độ trượt : n trượt = n s -n n trượt làm nhiệm vụ cảm ứng
Do đó, tần số của điện áp và dòng điện cảm ứng trong rôto là, f r = s.f e
Dòng năng lượng của động cơ cảm ứng
Hình 1-7 Sơ đồ hoạt động của đông cơ cảm ứng
P SCL - tổn hao của stato
P RCL - tổn thất của rotor
RPI - đầu vào công suất rotor
Khái niệm về tổng công suất khe hở không khí có thể được đưa ra khi:
Tuy nhiên, sức mạnh cơ học chỉ được phát triển trên điện trở biến đổi mới,do đó
𝑠 𝑃 2 Khi hào tổn của rotor là P 2 =I 2 2 R 2= sP g thì tỷ số lũy thừa có thể được xác định:
Momen động cơ được tạo ra bởi:
Hiệu suất lý tưởng có thể được xác định bằng cách giả định rằng công suất truyền qua khe hở không khí tương đương với công suất đầu vào.
Do đó, hiệu quả được đưa ra bởi:
Hiệu suất của máy cảm ứng tăng lên khi tốc độ hoạt động tăng Do đó, để đảm bảo hiệu quả và công suất cao, máy cảm ứng cần được vận hành ở các giá trị trượt thấp.
Cách vận hành động cơ cảm ứng
Khởi động động cơ 3 pha
Có hai yếu tố quan trọng cần được xem xét khi khởi động động cơ cảm ứng:
1 Dòng điện khởi động được lấy từ nguồn cung cấp
Để tránh quá nhiệt cho động cơ và giảm điện áp trong mạng cung cấp, dòng khởi động nên được giữ ở mức thấp Mômen khởi động cần phải lớn hơn một mức nhất định để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Để đảm bảo động cơ hoạt động hiệu quả trong một khoảng thời gian ngắn hợp lý, mô-men xoắn tải dự kiến cần đạt từ 50% đến 100% Tại tốc độ đồng bộ, giá trị s bằng 0, dẫn đến 𝑅2.
Do đó, dòng điện stato chỉ bao gồm từ hóa hiện tại tức là I 1 = I φ và khá do đó khá nhỏ Ở tốc độ thấp 𝑅 2 ′
𝑠 + 𝑗𝑥 2 = ∞ là nhỏ nên I2’ khá là cao do đó I1 lớn
Trên thực tế, dòng khởi động điển hình cho máy cảm ứng là ~ 5 đến 8 lầndòng điện chạy bình thường
Để giảm thiểu các dòng khởi động, cần áp dụng các phương pháp thông thường trong việc khởi động động cơ cảm ứng pha, đặc biệt là với động cơ vòng trượt.
- Khởi động điện rotor ằ Đụ́i với đụ̣ng cơ lồng sóc
- Khởi động từ Star-delta
- Khởi động tự động biến áp
3.1.1 Khởi động điện trở rotor
Bằng cách thêm điện trở vĩnh cửu vào mạch roto, mômen khởi động có thể đạt đến mức tối đa, và đồng thời giảm dần mức kháng trở cao trong suốt quá trình khởi động Sự bổ sung sức đề kháng cũng giúp giảm dòng khởi động, cho phép mômen khởi động đạt từ 2 đến 2,5 lần mức mômen tải tối đa có thể nhận được, với dòng khởi động chỉ từ 1 đến 1,5 lần dòng đầy tải.
3.1.2 Khởi động trực tiếp Đây là cách khởi động lồng sóc đơn giản và ít tốn kém nhất động cơ cảm ứng Động cơ được bật trực tiếp đến điện áp cung cấp đầy đủ Ban đầu dòng khởi động lớn, thông thường khoảng 5 đến 7 lần dòng định mức nhưng khởi động mô-men xoắn có thể bằng 0,75 đến 2 lần mô-men xoắn đầy tải Để tránh cung cấp quá nhiều điện áp giảm do dòng khởi động lớn, phương pháp này bị hạn chế đối với động cơ nhỏ chỉ một Để giảm dòng khởi động động cơ lồng có kích thước trung bình và lớn hơn là bắt đầu ở điện áp cung cấp giảm Điện áp cung cấp giảm bắt đầu được áp dụng trong hai phương pháp tiếp theo
3.1.3 Khởi động Star-delta
Các động cơ thiết kế để kết nối theo hình delta trong điều kiện hoạt động bình thường có quy trình khởi động đặc biệt Hai đầu mỗi pha cuộn dây stato được kết nối với công tắc chuyển đổi 3 pha Khi khởi động, các cuộn dây stato được nối theo hình sao, và sau đó nhanh chóng chuyển sang kết nối delta khi máy bắt đầu chạy Việc này giúp giảm điện áp pha và dòng pha trong kết nối sao xuống còn 1/√3 so với giá trị trực tiếp trong kết nối delta, dẫn đến dòng điện chỉ bằng 1/3 giá trị ở delta Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là mômen khởi động cũng giảm xuống còn 1/3 giá trị của kết nối delta, tỷ lệ với bình phương điện áp được áp dụng.
3.1.4 Khởi động máy biến áp tự động
Phương pháp này giúp giảm điện áp ban đầu đặt vào động cơ, từ đó giảm dòng điện khởi động và mômen quay Động cơ có thể được kết nối cố định ở chế độ delta hoặc sao, và được khởi động bằng điện áp giảm từ bộ biến áp tự động có nấc điều chỉnh 3 pha Khi động cơ đã tăng tốc đủ, nó sẽ được chuyển sang chế độ hoạt động với điện áp đầy đủ Nguyên tắc hoạt động tương tự như khởi động sao/tam giác, nhưng cũng có những hạn chế nhất định Lợi thế của phương pháp này là dòng điện và mô-men xoắn có thể được điều chỉnh đến giá trị cần thiết thông qua bộ biến đổi tự động Tuy nhiên, phương pháp này có chi phí cao hơn do yêu cầu bổ sung bộ biến đổi tự động.
Máy cảm ứng điều chỉnh tốc độ
Chúng ta đã nhận diện đặc tính mômen tốc độ của máy trong khu vực ổn định hoạt động ở chế độ lái xe Đường cong khá dốc cho thấy mô-men xoắn bắt đầu từ 0 tại tốc độ đồng bộ với mô-men cản tại giá trị độ trượt s = ˆs Thông thường, giá trị ˆs có thể khiến mô-men xoắn dừng lại khoảng ba lần mô-men xoắn vận hành của máy, tương đương với khoảng 0,3 hoặc ít hơn Điều này cho thấy trong toàn bộ phạm vi tải, hiệu suất hoạt động của máy có thể bị ảnh hưởng đáng kể.
Máy cảm ứng có tốc độ thay đổi khá nhỏ, với tốc độ máy tương đối cố định đối với tải thay đổi Sự thay đổi tốc độ nằm trong khoảng từ ns đến (1 - s) ns, trong đó ns phụ thuộc vào tần số cung cấp và số lượng cực Điều này cho thấy máy cảm ứng, khi hoạt động từ nguồn điện, thực chất là một máy có tốc độ không đổi Nhiều ổ đĩa công nghiệp, thường sử dụng cho quạt hoặc ứng dụng máy bơm, yêu cầu tốc độ không đổi, và vì vậy máy cảm ứng là lựa chọn lý tưởng cho những ứng dụng này Tuy nhiên, máy cảm ứng, đặc biệt là kiểu lồng sóc, có cấu tạo đơn giản và độ bền cao, làm cho nó trở thành ứng viên tốt cho các ứng dụng có tốc độ thay đổi nếu có thể đạt được.
3.2.1 Khởi động tốc độ bằng cách thay đổi điện áp
Mômen phụ thuộc vào bình phương của điện áp đặt vào, cho thấy rằng sự biến thiên của đường cong mômen tốc độ liên quan đến điện áp được thể hiện rõ Khi điện áp giảm, giá trị mômen xoắn dừng cũng giảm, nhưng dải tốc độ hoạt động ổn định vẫn được duy trì Mômen xoắn khởi động cũng thấp hơn ở điện áp thấp, điều này có thể dẫn đến việc máy không khởi động mặc dù điện áp đạt mức đủ để duy trì mômen xoắn chạy Phương pháp kiểm soát tốc độ này phù hợp với tải yêu cầu ít mômen xoắn khởi động, nhưng mômen xoắn có thể tăng theo tốc độ.
Hình2-1 Đường cong tốc độ-mô-men xoắn: sự thay đổi điện áp
Mômen tải của quạt thể hiện sự biến thiên của mômen xoắn với tốc độ, cho phép động cơ hoạt động ở tốc độ thấp hơn trong khoảng từ ns đến (1 - s) ns Khi mômen xoắn không bằng 0, máy có thể khởi động ngay cả khi điện áp giảm, điều này không thể thực hiện với mômen xoắn không đổi Nếu điện áp đầu vào giảm, điện áp trên nhánh từ hóa cũng sẽ giảm, dẫn đến giảm dòng điện từ hóa và mức thông lượng Sự giảm mức thông lượng làm suy yếu sản xuất mômen xoắn, nhưng trong điều kiện tải nhẹ, hoạt động dưới mức thông lượng danh định là không cần thiết Trong trường hợp này, giảm dòng điện từ hóa có thể cải thiện hệ số công suất, tiết kiệm một lượng năng lượng nhất định Kiểm soát điện áp có thể đạt được thông qua việc thêm điện trở nối tiếp, sử dụng bộ biến đổi điện dẫn tự động nối tiếp, hoặc áp dụng giải pháp hiện đại hơn với thiết bị bán dẫn.
Bộ điều khiển điện áp AC, hay còn gọi là bộ cắt AC, là một phần quan trọng trong việc điều chỉnh điện áp cho các thiết bị Một ứng dụng khác của điện áp điều khiển là trong phương pháp 'khởi động mềm' của máy, giúp giảm thiểu tác động sốc khi khởi động Các phương pháp khởi động này đã được thảo luận chi tiết trong phần trước của bài viết.
3.2.2 Kiểm soát điện trở của rotor
Mômen của máy điện cảm ứng phụ thuộc vào điện trở của rôto, tuy nhiên giá trị lớn nhất không bị ảnh hưởng bởi điện trở này Khi điện trở rôto thay đổi, điểm mômen xoắn cực đại sẽ chuyển sang độ trượt cao hơn mà vẫn giữ mômen xoắn không đổi Việc thay đổi điện trở rôto có thể làm tăng mômen xoắn khởi động, ngay cả khi tải là loại mômen không đổi Mặc dù có nhiều lợi thế, phương pháp này cũng tồn tại hai nhược điểm lớn: đầu tiên, cần kết nối các điện trở biến đổi bên ngoài để thay đổi điện trở rôto, yêu cầu một máy phát, và đối với máy rôto lồng, không có đầu cuối rôto Thứ hai, hiệu quả của phương pháp này bị giảm do sức đề kháng bổ sung và hoạt động ở độ trượt cao dẫn đến tiêu tán năng lượng.
Hình 2-2 Các đường cong tốc độ-mô-men xoắn: sự thay đổi điện trở của rôto
Các điện trở kết nối với máy phát cần có khả năng tản điện tốt, và các chất lưu biến gốc nước có thể được sử dụng cho mục đích này Một "chất bán dẫn" thay thế cho một bộ biến trở là một điện trở được kiểm soát bằng cách ngắt điện, trong đó kiểm soát tỷ lệ nhiệm vụ của máy ngắt điện tạo ra một tải có điện trở thay đổi đối với roto của máy điện cảm ứng.
3.2.3 Phương án thay đổi cực Đôi khi máy điện cảm ứng có một cuộn dây stato đặc biệt có khả năng nối với bên ngoài để tạo thành hai số cực khác nhau Kể từ khi tốc độ đồng bộ của máy điện cảm ứng được cho bởi ns = fs / p (tính bằng vòng / s ) trong đó p là số cặp cực, điều này sẽ tương ứng với việc thay đổi tốc độ đồng bộ Với trượt bây giờ tương ứng với tốc độ đồng bộ mới, tốc độ hoạt động được thay đổi Phương pháp điều khiển tốc độ này là một biến thể theo từng bước và thường được giới hạn ở hai bước Nếu các thay đổi trong kết nối cuộn dây stato được thực hiện để từ
Khi thông khe hở không khí không đổi, mọi kết nối cuộn dây đều có thể đạt được mô-men xoắn cực đại Sự bố trí cuộn dây này được gọi là mô-men không đổi kết nối Tuy nhiên, nếu sự thay đổi kết nối làm thay đổi thông lượng khe hở không khí tỷ lệ nghịch với tốc độ đồng bộ, thì các kết nối này được gọi là loại mã lực không đổi Hình ảnh minh họa nguyên tắc cơ bản của cấu tạo cực với bốn mặt cực A, B.
C, D như hình dưới đây
Hình 2-0-1 sự sắp xếp cực
Các cuộn dây được quấn trên A và C theo hướng hiển thị Hai cuộn dây trên A và C có thể được mắc nối tiếp theo hai cách khác nhau, trong đó A2 có thể được nối với
C1 hoặc C2 kết nối với thiết bị đầu cuối tại C, tạo thành các thiết bị đầu cuối của tổ hợp tổng thể Hai kết nối này được minh họa trong hình (a) và (b) dưới đây.
Hình 0-2 các cách nối cuộn dậy
Hiện nay, với một hướng nhất định của dòng điện tại đầu cuối A1, giả sử ở đầu cuối A1, hướng từ thông trong các cực được thể hiện trong các hình Trong trường hợp (a), các đường từ thông ra ngoài của cực A (nhìn từ roto) cho vào cực C, tạo thành một cấu trúc hai cực Ngược lại, trong trường hợp (b), các đường từ thông nằm ngoài các cực A và C Các đường từ thông này sẽ hoàn thành mạch bằng cách chảy vào các cấu trúc cực ở hai bên Khi nhìn từ roto, các cực phát ra từ thông được coi là cực bắc, trong khi cực nam là nơi chúng đi vào Các cấu hình cực được tạo ra bởi những kết nối này tương ứng với sự sắp xếp hai cực trong hình (a) và cách sắp xếp bốn cực trong hình (b) Do đó, bằng cách thay đổi các kết nối đầu cuối, chúng tôi có thể nhận được một khoảng cách không khí giữa hai cực trường hoặc trường bốn cực trong một máy cảm ứng.
26 ứng, điều này sẽ tương ứng với một đồng bộ giảm một nửa tốc độ từ trường hợp (a) đến trường hợp (b)
Hình 2-0-3 Thay đổi cực: Các kết nối khác nhau
Lưu ý rằng không phụ thuộc vào kết nối, điện áp đặt vào được cân bằng bởi việc bổ sung hàng loạt các EMFs cảm ứng trong hai cuộn dây, dẫn đến thông lượng khe hở không khí trong cả hai trường hợp là như nhau Trường hợp (a) và (b) tạo thành một cặp kết nối mô men không đổi Trong trường hợp (c), các thiết bị đầu cuối T1 và T2 là nơi kích thích đầu vào được đưa ra, với hướng dòng điện trong các cuộn dây giống như trường hợp (b), dẫn đến cấu trúc bốn cực Tuy nhiên, trong hình (c), chỉ có một cuộn dây cảm ứng EMF để cân bằng điện áp đặt vào, do đó thông lượng trong trường hợp (c) sẽ giảm một nửa so với trường hợp (b) hoặc (a) Trường hợp (a) và (c) tạo thành một cặp mã lực không đổi kết nối, và điều quan trọng cần lưu ý là khi tạo ra các số cực khác, dòng điện thông qua một cuộn dây (trong số hai, cuộn dây C trong trường hợp này) được đảo ngược.
3.2.4 Thay đổi tần số Stato
Biểu thức cho tốc độ đồng bộ cho thấy rằng việc thay đổi stato tần số có thể thực hiện được thông qua các mạch điện tử công suất, gọi là bộ biến tần chuyển đổi DC sang AC Tùy thuộc vào sơ đồ điều khiển, xoay chiều có thể thay đổi tần số, biên độ hoặc cả hai Việc điều khiển điện tử công suất cho phép điều chỉnh nhịp nhàng điện áp và tần số đầu ra xoay chiều, giúp máy hoạt động với tốc độ được kiểm soát Để giảm tốc độ, tần số cần phải giảm, nhưng nếu điện áp được giữ không đổi, biên độ của emf cảm ứng sẽ phải tăng, điều này có thể dẫn đến tình trạng bão hòa sâu Để tránh điều này, mức thông lượng phải duy trì không đổi, nghĩa là điện áp cũng phải giảm cùng với tần số Điện áp trên nhánh từ hóa phải được duy trì không đổi, vì đây là yếu tố quyết định emf cảm ứng Trong điều kiện điện áp stato giảm không đáng kể so với điện áp đặt, phương trình trên vẫn hợp lệ, cho thấy điện áp trên điện cảm từ hóa giảm biên độ khi tần số giảm, dẫn đến điện kháng cảm ứng không đổi Điều này có nghĩa là dòng điện qua cuộn cảm và từ thông trong máy không thay đổi, và đặc tính mômen tốc độ tại bất kỳ tần số nào cũng có thể được ước tính như trước.
Tốc độ đồng bộ tương ứng với 28 giá trị, với các đường cong hiển thị bên dưới Mômen xoắn cực đại được duy trì không đổi trong quá trình này.
Hình 2-4 Đường cong tốc độ mô-men xoắn với E / f không đổi
