Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 4.5: Đặc tính cơ của động cơ ĐC1 khi điều khiển U/f = const.

Hình 4.5: Đặc tính cơ của động cơ ĐC1 khi điều khiển U/f = const.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Chương 4: Mô phỏng hệ truyền động động cơ –Biến tần bằng MATLAB.Trang 55

Thay các thông số ở Bảng 4.5 vào phương trình (4.3). xây dựng được họ các

đường đặc tính cơ khi thay đổi tần số f vẽ từ MATLAB như sau:

80

4



3



2



70



5



6



60



Mômen [Nm]



1

50

40

30

20

10

0



0



20



40



60



80



100



Tốc độ [rad/s]



120



140



160



Hình 4.6: Đặc tính cơ của động cơ ĐC2 khi điều khiển U/f = const.



Nhận xét:

Mômen cực đại của động cơ gần như được giữ không đổi khi tần số giảm. Tuy

nhiên, ở tần số thấp (f < 3 Hz, đường số 1) mômen cực đại giảm điều này là do ở các

tần số này sụt áp trên điện trở stator ứng với mômen tải lớn sẽ dẫn đến việc giảm

đáng kể giá trò từ thông động cơ, dẫn đến mômen động cơ giảm.

Mômen khởi động của động cơ thay đổi khi tần số thay đổi.

c) Mômen khởi động của động cơ ĐC1 khi điều khiển U/f = const.

Phần tiếp theo sau khảo sát sự thay đổi của mômen khởi động của động cơ theo

tần số. Tương tự phần trước, thay giá trò s = 1 vào phương trình (4.3), mômen khởi

động của động cơ được xác đònh như sau:





U 2TH R r

3a 

M

.



đb  R Th  R r 2  aX Th  X r 2 



(4.4)



Thay các thông số ở Bảng 4.4 vào phương trình (4.4). Đáp ứng mômen khởi

động Mkđ theo tần số f được vẽ từ MATLAB như sau:



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Chương 4: Mô phỏng hệ truyền động động cơ –Biến tần bằng MATLAB.Trang 56



1.4



Mômen khởi động Mkđ [Nm]



1.2



1



0.8



0.6



0.4



0.2



0



0



5



10



15



20



25



30



Tần số f [Hz]



35



40



45



50



Hình 4.7: Đặc tính mômen khởi động của động cơ ĐC1 khi điều khiển U/f = const.



Nhận xét:

Mômen khởi động đạt cực đại Mkđmax = 1,29 [Nm] tại tần số f = 2 [Hz].

Trong khoảng tần số 2 < f < 50 [Hz], mômen khởi động giảm khi tần số tăng. Trong

khoảng tần số 0 < f < 2 [Hz], do ảnh hưởng của sụt áp trên điện trở dây quấn nên

mômen khởi động của động cơ giảm.

d) Mômen khởi động của động cơ ĐC2 khi điều khiển U/f = const.

40



Mômen khởi động Mkđ [Nm]



35

30

25

20

15

10

5

0



0



5



10



15



20



25



30



Tần số f [Hz]



35



40



45



50



Hình 4.8: Đặc tính mômen khởi động của động cơ ĐC2 khi điều khiển U/f = const.



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Chương 4: Mô phỏng hệ truyền động động cơ –Biến tần bằng MATLAB.Trang 57

Nhận xét:

Mômen khởi động đạt cực đại Mkđmax = 38,01 [Nm] tại tần số f = 3 [Hz].

Trong khoảng tần số 3 < f < 50 [Hz], mômen khởi động giảm khi tần số tăng. Trong

khoảng tần số 0 < f < 3 [Hz], do ảnh hưởng của sụt áp trên điện trở dây quấn nên

mômen khởi động của động cơ giảm.



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Chương 4: Mơ phỏng hệ truyền động động cơ –Biến tần bằng MATLAB.Trang 58



KẾT LUẬN

Luận văn đã thực hiện được một số nội dung sau:

Tìm hiểu biến tần và phương pháp điều khiển biến tần.

Tìm hiểu nguyên lý điều khiển mômen động cơ không đồng bộ.

Mô hình hóa động cơ trên hệ tọa độ stator bằng phần mềm MATLAB.

 Với những kết quả đạt được, nhận thấy:

Động cơ đạt được mômen khởi động lớn khi làm việc với biến tần, khả năng

khởi động của động cơ được nâng cao. Điều này có ý nghóa quan trọng trong

trường hợp động cơ khởi động khi đang mang tải như hệ thống cầu trục, băng

tải…

Mômen khởi động của động cơ đạt cực đại tại một giá trò tần số xác đònh, từ đó

có thể chọn ra được giá trò tần số của bộ biến tần cung cấp cho động cơ để khởi

động một cách tối ưu.

Khi động cơ làm việc ở tần số thấp (f < 2 Hz đối với các động cơ được khảo sát),

do ảnh hưởng của sụt áp trên điện trở dây quấn, mômen khởi động của động cơ

giảm. Khi đó, bộ biến tần sẽ có qui luật điều khiển tần số thích hợp để bù lại sự

ảnh hưởng này.

Hệ thống động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc – biến tần với mômen khởi

động lớn phát huy được hiệu quả kinh tế so với hệ thống động cơ một điện chiều

hay động cơ không đồng bộ rotor dây quấn có chi phí vận hành, bảo dưỡng cao.

Hướng phát triển đề tài:

Hướng mở rộng của đề tài là viết chương trình cho phép xác đònh tần số tối ưu

để đạt được mômen khởi động cực đại khi nhập các giá trò đầu vào là thông số

của động cơ và với các dạng tải khaùc nhau.



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



PHỤ LỤC

1.1. Chương trình tính toán đặc tính cơ E/f = const.

1.1.1. Chương trình tính toán đặc tính cơ.

a) Động cơ ĐC1:

clear all

clc

%*******************Thong so dong co DC1**********************

Rs =

1.17;

% dien tro stator

Rr =

1.38;

% dien tro rotor

Ls =

0.119;

% dien cam stator

Lr =

0.119;

% dien cam rotor

Lm =

0.113;

% ho cam

Un =

380;

% dien ap dinh muc

fn =

50;

% tan so dinh muc

p =

2;

% so doi cuc

n =

1450;

% toc do dinh muc



%***********Tinh suc dien dong Edm theo hinh 3.6**************

w = 2*pi*n/60;

n_sync = 60*fn/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (n_sync - n)/n_sync;

Xr = 2*pi*fn*Lr;

Xs = 2*pi*fn*Ls;

Xm = 2*pi*fn*Lm;



%

%

%



dien khang mach rotor

dien khang mach stator

dien khang tu hoa



Zr = Rr/s + j*Xr;

Zs = Rs + j*Xs;

Zm = j*Xm;

Zin = Zs +Zr;



%

%

%

%



tro

tro

tro

tro



Is

Ir

Is

Ir

En



%

%



dong dien stator

dong dien rotor



%



suc dien dong dinh muc



=

=

=

=

=



(Un/sqrt(3))/Zin;

j*Xm*Is/(j*Xm + Zr);

abs(Is);

abs(Ir);

Ir*abs(Zr);



khang

khang

khang

khang



mach rotor

mach stator

tu hoa

dong co



%*******************TAN SO f10**********************

f = 10;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Trang 59



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



Trang 60



w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f20**********************

f = 20;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f30**********************

f = 30;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f40**********************

f = 40;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



Trang 61



Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f50**********************

f = 50;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

xlabel('Tốc độ [rad/s]','fontname','VNI-Times','FontSize',12,'color','b');

ylabel('Mômen [Nm]','fontname','VNI-Times','FontSize',12,'color','b');

hold off;



b) Động cơ ĐC2:

clear all

clc

%*******************Thong so dong co DC2******************

Rs =

0.1062;

% dien tro stator

Rr =

0.0764;

% dien tro rotor

Ls =

0.0056;

% dien cam stator

Lr =

0.0056;

% dien cam rotor

Lm =

0.0155;

% ho cam

Un =

380;

% dien ap dinh muc

fn =

50;

% tan so dinh muc

p =

2;

% so doi cuc

n =

1450;

% toc do dinh muc



%***********Tinh suc dien dong Edm theo hinh 3.6**************

w = 2*pi*n/60;



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



Trang 62



n_sync = 60*fn/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (n_sync - n)/n_sync;

Xr = 2*pi*fn*Lr;

Xs = 2*pi*fn*Ls;

Xm = 2*pi*fn*Lm;



%

%

%



dien khang mach rotor

dien khang mach stator

dien khang tu hoa



Zr = Rr/s + j*Xr;

Zs = Rs + j*Xs;

Zm = j*Xm;

Zin = Zs +Zr;



%

%

%

%



tro

tro

tro

tro



Is

Ir

Is

Ir

En



%

%



dong dien stator

dong dien rotor



%



suc dien dong dinh muc



=

=

=

=

=



(Un/sqrt(3))/Zin;

j*Xm*Is/(j*Xm + Zr);

abs(Is);

abs(Ir);

Ir*abs(Zr);



khang

khang

khang

khang



mach rotor

mach stator

tu hoa

dong co



%*******************TAN SO f10**********************

f = 10;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f20**********************

f = 20;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



Trang 63



end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f30**********************

f = 30;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f40**********************

f = 40;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

%*******************TAN SO f50**********************

f = 50;

a = f/fn;

E = a*En;

Xs = 2*pi*f*Ls;

Xr = 2*pi*f*Lr;

Xm = 2*pi*f*Lm;

n_sync = 60*f/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com



Trang 64



s = (0:1:50) / 50;

s(1) = 0.00001;

w = (1 - s) * w_sync;

for ii = 1:51

M(ii) = (3/(a*w_sync)*((a*E)^2*Rr/s(ii))/((Rr/s(ii))^2 + (a*Xr)^2));

end

plot(w,M,'Color','k','LineWidth',3.0);

hold on;

xlabel('Tốc độ [rad/s]','fontname','VNI-Times','FontSize',12,'color','b');

ylabel('Mômen [Nm]','fontname','VNI-Times','FontSize',12,'color','b');

hold off;



1.1.2. Chương trình tính toán mômen khởi động.

a) Động cơ ĐC1:

clear all

clc

%*******************Thong so dong co DC1******************

Rs =

1.17;

% dien tro stator

Rr =

1.38;

% dien tro rotor

Ls =

0.119;

% dien cam stator

Lr =

0.119;

% dien cam rotor

Lm =

0.113;

% ho cam

Un =

380;

% dien ap dinh muc

fn =

50;

% tan so dinh muc

p =

2;

% so doi cuc

n =

1450;

% toc do dinh muc



%***********Tinh suc dien dong Edm theo hinh 3.6***********

w = 2*pi*n/60;

n_sync = 60*fn/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (n_sync - n)/n_sync;

Xr = 2*pi*fn*Lr;

Xs = 2*pi*fn*Ls;

Xm = 2*pi*fn*Lm;



%

%

%



dien khang mach rotor

dien khang mach stator

dien khang tu hoa



Zr = Rr/s + j*Xr;

Zs = Rs + j*Xs;

Zm = j*Xm;

Zin = Zs +Zr;



%

%

%

%



tro

tro

tro

tro



Is

Ir

Is

Ir

En



%

%



dong dien stator

dong dien rotor



%



suc dien dong dinh muc



=

=

=

=

=



(Un/sqrt(3))/Zin;

j*Xm*Is/(j*Xm + Zr);

abs(Is);

abs(Ir);

Ir*abs(Zr);



khang

khang

khang

khang



mach rotor

mach stator

tu hoa

dong co



%*******************Tinh Momen khoi dong********************

f = (0:1:50);

f(1) = 0;

s = 1;



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



Phụ lục: liên hệ mail: thienngatrang85@gmail.com

for ii

Xs

Xr

Xm



=

=

=

=



Trang 65



1:51

2*pi*f(ii)*Ls;

2*pi*f(ii)*Lr;

2*pi*f(ii)*Lm;



ns(ii) = 60*f(ii)/p;

ws(ii) = 2*pi*ns(ii)/60;

a = f(ii)/fn;

E = a*En;

M(ii) = (3/ws(ii))*(((E^2)*Rr/(a*s))/((Rr/(a*s))^2 + Xr^2));

end

plot(f,M,'Color','k','LineWidth',3.0,'LineStyle','-');

hold on;

xlabel('Tần số f [Hz]','fontname','VNI-Times','FontSize',12,'color','b');

ylabel('Mômen khởi động M_{kđ} [Nm]','fontname','VNITimes','FontSize',13,'color','b');

title ('Mômen khởi động của ĐC KĐB khi f
grid on;

hold off;



b) Động cơ ĐC2:

clear all

clc

%*******************Thong so dong co DC2********************

Rs =

0.1062;

% dien tro stator

Rr =

0.0764;

% dien tro rotor

Ls =

0.0056;

% dien cam stator

Lr =

0.0056;

% dien cam rotor

Lm =

0.0155;

% ho cam

Un =

380;

% dien ap dinh muc

fn =

50;

% tan so dinh muc

n =

1450;

% toc do dinh muc

p =

2;

% so doi cuc

%***********Tinh suc dien dong Edm theo hinh 3.6************

w = 2*pi*n/60;

n_sync = 60*fn/p;

w_sync = 2*pi*n_sync/60;

s = (n_sync - n)/n_sync;

Xr = 2*pi*fn*Lr;

Xs = 2*pi*fn*Ls;

Xm = 2*pi*fn*Lm;



%

%

%



dien khang mach rotor

dien khang mach stator

dien khang tu hoa



Zr = Rr/s + j*Xr;

Zs = Rs + j*Xs;

Zm = j*Xm;

Zin = Zs +Zr;



%

%

%

%



tro

tro

tro

tro



Is

Ir

Is

Ir

En



%

%



dong dien stator

dong dien rotor



%



suc dien dong dinh muc



=

=

=

=

=



(Un/sqrt(3))/Zin;

j*Xm*Is/(j*Xm + Zr);

abs(Is);

abs(Ir);

Ir*abs(Zr);



CBHD: TS. Nguyễn Bách Phúc



khang

khang

khang

khang



mach rotor

mach stator

tu hoa

dong co



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 4.5: Đặc tính cơ của động cơ ĐC1 khi điều khiển U/f = const.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×