Bách Khoa HN_Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm

33 1.6K 10
Bách Khoa HN_Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC MỤC LỤC………………………………………………………………… DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT………………………………………………3 DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU…………………………………………….3 DANH MỤC HÌNH VẼ………………………………………… LỜI MỞ ĐẦU………………………………………………………………5 CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ 1.1 Tìm hiểu động xoay chiều đồng pha………………… 1.2 Cấu tạo………………………………………………………… 1.3 Nguyên lí hoạt động động điện đồng pha………….9 1.4 Phân loại động đồng bộ…………………………………… CHƯƠNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU …… 10 CỰC CHÌM 2.1 Cấu tạo động IPM… ………………………………………11 2.2 Sơ đồ thay động đồng bộ………………………… 14 2.3 Đặc tính động IPM….…………………………… 15 2.4 Ứng dụng………………….………………………………… 18 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MOMEN TRÊN DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI 3.1 Mô hình động IPM hệ tọa độ d-q…………………… 19 3.2 Phương pháp điều khiển momen dòng điện cực đại…… 20 KẾT LUẬN…………………………………………………………… 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………… 31 PHỤ LỤC………………………………………………………………….32 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ĐB NCVC Đồng nam châm vĩnh cửu KĐB Không đồng SPM Surface Permanent-Magnet Động nam châm vĩnh cửu bề mặt IPM Interior Permament Magnet Động nam châm vĩnh cửu cực chìm FOC Field Orientated Control Điều khiển định hướng từ thông DTC Direct Torque Control Điều khiển trực tiếp momen MTPA Maximun torque per amp Cực đại momen dòng DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 3.1 Bảng số liệu MTPA Bảng P.1 Tham số động DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo động đồng Hình 1.2: Hình ảnh so sánh động ĐB NCVC cực ẩn cực chìm Hình 2.1: Phân loại động đồng nam châm vĩnh cửu Hình 2.2: Cấu tạo động IPM Hình 2.3: Thành phần ngang trục dọc trục động IPM Hình 2.4: Một số loại rotor động IPM thường gặp Hình 2.5: Sơ đồ thay pha Hình 2.6: Đặc tính động IPM Hình 2.7: Đồ thị vector động IPM Hình 2.8: Đặc tính momen động IPM Hình 3.1: Sơ đồ thay cho động IPM Hình 3.2: Đồ thị vector dòng Is Hình 3.3: Ảnh hưởng góc pha vector dòng điện lên momen động Hình 3.4: Quỹ đạo dòng điện với momen để đạt cực đại tỉ số momen/dòng điện Hình 3.5: Quan hệ hàm số thành phần dòng điện stato momen để đạt cực đại tỉ số “ momen/dòng điện” Hình 3.6: Cấu trúc điều khiển động IPM với []cực đại LỜI MỞ ĐẦU Ngày động điện đồng sử dụng nhiều lĩnh vực điều khiển, công nghiệp có đặc điểm vượt trội hiệu suất, Cos ϕ cao, tốc độ phụ thuộc vào điện áp Cũng hệ thống điều khiển khác, chất lượng hệ truyền động điện phụ thuộc nhiều vào chất lượng điều khiển Yêu cầu đòi hỏi hệ thống phải tạo khả thay đổi tốc độ trơn, mịn với phạm vi điều chỉnh rộng Nhiều phương pháp điều khiển động đồng nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực truyền động như: Phương pháp điều khiển vô hướng (V/f=const), phương pháp điều khiển dựa theo từ thông ( Field Orientated Control- FOC) Để tìm hiểu biết thêm kiến thức động đồng bộ, em giao đề tài Đồ án II với nội dung “ Tìm hiểu điều khiển động đồng nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm” Nội dung bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan động đồng Chương 2: Động đồng nam châm vĩnh cửu cực chìm Chương 3: Phương pháp điều khiển momen dòng điện cực đại Trong trình làm đồ án, em nhận giúp đỡ tận tình thầy PGS-TS Nguyễn Văn Liễn.Do em hoàn thành Đồ án II với đầy đủ nội dung mà thầy yêu cầu Tuy nhiên thân em kiến thức hạn chế, thời gian hạn chế nên báo cáo đồ án nhiều hạn chế thiếu sót Em mong nhận góp ý thầy cô bạn để báo cáo tốt CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ 1.1.Tìm hiểu động xoay chiều đồng pha Động điện đồng thời gian gần sử dụng nhiều so sánh với động không đồng lĩnh vực truyền động điện -Ưu điểm: Động điện đồng có khả làm việc chế độ cosϕ = 1, không cần lây công suất phản kháng từ lưới điện, nên hệ số công suất lưới điện nâng cao, làm giảm điện áp rơi tổn hao công suất đường dây Động điện đồng chịu ảnh hưởng điện áp lưới moomen tỷ lệ với điện áp U, động di có momen tỷ lệ với bình phương điện áp U -Nhược điểm: Cấu tạo động đồng phức tạp, đòi hỏi phải có nguồn kích từ, việc khởi động phức tạp, việc thay đổi tốc độ thực nhờ thay đổi tần số nguồn điện Động đồng pha có tốc độ quay roto (n) tốc độ quay từ trường (n1) Ở chế độ xác lập động điện đồng có tốc độ quay roto luôn không đổi tải thay đổi, tùy thuộc vào tần số nguồn số đôi cặp cực Tốc độ quay động tính biểu thức sau: Trong đó: fs tần số nguồn cung cấp, pc số cặp cực động 1.2 Cấu tạo Hình 1.1: Cấu tạo động đồng Gồm phần chính: Rotor stator (phần cảm đặt rotor phần ứng đặt stator) -Rotor: Rotor kích từ điện gồm dây quấn lõi Ta có rotor cực ẩn cực lồi (dựa theo cuộn dây kích từ quấn nào) Hình 1.2: Hình ảnh so sánh động ĐB NCVC cực ẩn cực chìm +)Loại cực lồi: Dây quấn quấn xung quanh cực từ Ở máy điện lớn cực xẽ rãnh để đặt cuộn khởi động Dành cho loại có tốc độ quay thấp, số đôi cực lớn (2p>4) +)Loại cực ẩn: Người ta rãnh 2/3 chu vi roto Roto loại thường làm thép chất lượng cao để đảm bảo lực li tâm tốc độ lớn, số đôi cực 2p=2 Với động đồng nam châm vĩnh cửu: phần cảm ứng kích thích phiến nam châm bố trí bề mặt bề mặt phần cảm ứng Các nam châm làm đất ví dụ Samariucobalt(SmCO5, SmCO7) Neodymium-iron-boron(NdFeB), nam châm có suất lượng cao tránh khử từ, thường gắn mặt bên lõi thép rotor để đạt độ bền khí cao, tốc độ làm việc cao khe hở nam châm đắp vật liệu từ sau bọc vật liệu có độ bền cao, ví dụ sợi thủy tinh bắt bu lông vít lên nam châm Ngoài loại động có roto có kích từ điện phải có thêm hệ thống kích thích động đồng để cung cấp nguồn điện chiều cho dây quấn kích thích động đồng 1.3 Nguyên lí hoạt động động điện đồng pha Cho dòng điện ba pha ia, ib, ic vào dây quấn ba pha stato, dòng điện ba pha sinh từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p Ta hình dung từ trường quay stato nam châm có hai cực quay với tốc độ n1 Đồng thời cho dòng điện chiều vào dây quấn rôto, rôto trở thành nam châm điện (đối với động roto dây quấn).Tác dụng tương hỗ từ trường stato từ trường rôto tạo lực tác dụng lên rôto Vì từ trường quay stato quay với tốc độ n1 nên lực tác dụng kéo rôto quay với tốc độ n = n1 Chú ý: Động điện chiều động KĐB làm việc theo nguyên lý lực điện từ tác dụng, động đồng làm việc theo nguyên lý lực tác dụng hai từ trường 1.4 Phân loại động đồng Động đồng xoay chiều pha phân loại làm hai loại chính: - Loại rotor có kích từ điện với dải công suất lớn từ vài trăm tới vài MW.Cuộn kích từ theo cực ẩn hay cực lồi - Loại rotor nam châm vĩnh cửu với dải công suất nhỏ Hiện có động đặc biệt( động bước) CHƯƠNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU CỰC CHÌM Dựa vào loại sức phản điện động stator động đồng xoay chiều ba pha(PMAC) chia làm loại dạng hình sin (PMSM) dạng hình thang (BLDC) Hình 2.1: Phân loại động đồng nam châm vĩnh cửu Loại động có sức phản điện động hình thang (PMAC) gọi động chiều không chổi than(BLDC) Điểm khác biệt so với động đồng khác sức phản điện động (back-EMF) động có dạng hình thang cấu trúc dây quấn tập trung (các loại khác có dạng hình sin cấu trúc dây quấn phân tán) Dạng sóng sức phản điện động hình thang khiến cho động BLDC có đặc tính giống động chiều, mật độ công suất, khả sinh mômen cao, hiệu suất cao Dựa vào vị trí nam châm rotor người ta phân động có sức phản điện động hình sin(PMAC) thành loại động đồng nam châm bề mặt (SPMSM) động đồng nam châm chìm (IPMSM) 10 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MOMEN TRÊN DÒNG ĐIỆN CỰC ĐẠI 3.1 Mô hình động IPM hệ tọa độ d-q Hình 3.1: Sơ đồ thay cho động IPM Phương trình điện áp stator: Us = RsIs + dψs/dt (3.1) Chuyển phương trình từ hệ thống pha cuộn dây pha stator sang hệ tọa độ đồng từ thông ta thu được: Us = RsIs + dψs/dt + j.ωsψs (3.2) Quan hệ từ thông stator rotor mô tả sau: ψs = LsIs + ψp (3.3) Trong ψp vector từ thông cực Vì trục d tọa độ trùng với trục từ thông cực, thành phần vuông góc (thành phần trục q) ψp Vậy vector từ thông cực có thành phần thực ψp Từ ta có phương trình thành phần từ thông: ψsd = LsdIsd + ψp (3.4) ψsq = LsqIsq Dựa vào sơ đồ thay ta tính được: 19 Ud0 = -ωsψsq (3.5) Uq0 = ωsψsd Thay phương trình (3.4) vào phương trình (3.4) ta được: Ud0 = -ωs LsqIsq (3.6) Uq0 = ωs(LsdIsd + ψp) Từ phương trình momen tổng quát máy điện từ trường quay ta có: MM = pc(ψsdisq - ψsqisd) (3.7) MM = pc(ψpisq - isdisq(Lsd – Lsq)) Theo phương trình (3.6) momen quay động đồng bao gồm thành phần: thành phần ψpisq thành phần phản kháng chênh lệch ( Lsd – Lsq) gây 3.2 Phương pháp điều khiển momen dòng điện cực đại cho động Có nhiều phương pháp điều khiển động đồng nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực truyền động như: - Phương pháp điều khiển vô hướng ( ) - Phương pháp điều khiển trực tiếp DTC - Phương pháp điều khiển vector FOC Phương pháp điều khiển vô hướng (): Tỉ lệ V/f giữ nguyên không đổi thay đổi với f, từ thông giữ không đổi momen quay trở thành độc lập với tần số đầu vào Khi tốc độ tăng, điện áp Stator phải tăng cách cân xứng để giữ cho tỉ lệ Vs/f không đổi Phương pháp điều khiển trực tiếp mômen (Direct Torque Control- DTC) dựa tác động trực tiếp véc tơ điện áp lên véc tơ từ thông móc vòng stator, làm thay đổi trạng thái vec tơ từ thông stator dẫn đến thay đổi trực tiếp tới mô men điện từ động Đây phương pháp điều 20 khiển đơn giản, phụ thuộc vào thông số động cơ, đáp ứng mô men nhanh, linh hoạt Phương pháp FOC (Field Orientated Control) gồm có loại sau: điều khiển định hướng theo từ thông stator điều khiển định hướng theo từ thông rotor Tuy nhiên phương pháp điều khiển định hướng theo từ thông rotor có nhiều ưu điểm vượt trội: ứng dụng phương pháp vector không gian ta dễ dàng xây dựng mô hình động phương trình hệ tọa độ (dq) ,triệt tiêu thành phần từ thông rotor trục q, thành phần từ thông trục d xem đại lượng chiều, đại lượng dòng điện điện áp chiếu lên hai trục tọa độ d,q thành phần chiều Với ưu điểm đề tài em sử dụng phương pháp điều khiển động đồng định hướng theo từ thông rotor Phương pháp điều khiển Ta có phương trình momen động cơ: MM = pc(ψpisq + isdisq(Lsd – Lsq)) (3.8) Từ phương trình ta thấy MM có thành phần: - Thành phần momen từ thông nam châm sinh ra: M1 = pcψpisq - Thành phần momen từ trở: M2 = pcisdisq(Lsd – Lsq) Vậy điều khiển isd=0 lúc M2=0 momen động có thành phần M1 phương pháp chưa tối ưu cực đại giá trị momen Vậy nên với động IPM nên điều khiển dòng isd≠0 để tận dụng tối ưu thành phần momen từ trở vào tổng momen cho động Phương pháp gọi sử dụng phương pháp momen dòng cực đại (MTPA) Sử dụng phương pháp MTPA tối ưu momen đạt cực đại giá trị dòng qua động nhỏ 21 Khi điều khiển Isd 0, ta có vector đồ thị hình sau: Hình 3.2: Đồ thị vector dòng Is Đặt: isq = Iscosβ isd = -Issinβ Is: biên độ dòng lớn cung cấp từ nghịch lưu: Thay vào phương trình (3.8) ta thu phương trình sau: MM = pc(ψpiscos(β) – is2sin(β)cos(β)(Lsd – Lsq) (3.9) Momen bao gồm:Momen từ thông nam châm gây momen từ trở Lúc momen hàm β Vậy ta tìm β để tỉ số ] lớn Từ công thức ta vẽ ảnh hưởng góc pha dòng điện thành phần momen Sau hình vẽ simulink cho giá trị momen 22 Hình 3.3: Ảnh hưởng góc pha vector dòng điện lên momen động Chúng ta nhận thấy khả sinh momen động phương pháp điều khiển momen cực đại lớn nhiều so với phương pháp điều khiển isd=0 Do phương pháp điều khiển isd≠0 có thêm thành phần momen từ trở nên thành phần momen tổng lớn so với phương pháp điều khiển isd=0 hình 3.2 Điều chứng minh đáp ứng tốc độ phương pháp điều khiển momen cực đại nhanh hơn.Tốc độ lớn đạt momen cực đại phương pháp điều khiển bị giới hạn điện áp đầu nghịch lưu, phương pháp momen cực đại tốc độ lớn công suất động phương pháp điều khiển cải thiện nhiều so với phương pháp điều khiển isd=0 Do huy động công suất lớn Bởi lý nên động IPM ứng dụng lớn động ô tô khởi động, leo dốc cần lượng lớn momen nên điều kiện dòng nhỏ tăng thời gian hoạt động cho acquy ô tô Vậy điều khiển cực đại tối ưu” momen/ dòng điện “ dẫn đến cực tiểu tổn thất điện động có ý nghĩa tối ưu hiệu suất truyền động Tuy nhiên điều ý nghĩa tối ưu đáp ứng hệ truyền động 23 Để tính toán đơn giản, tốt sử dụng phương trình đặc tính hệ đơn vị tương đối (p,u) Trước hết ta định nghĩa momen bản: MB = pcψpIB (3.10) Trong dòng điện IB định nghĩa sau: IB = (3.11) Các giá trị MB, IB định nghĩa để thuận tiện cho tính toán mà thôi, chúng giá trị định mức hay giá trị cực đại Giá trị dòng điện ngang trục, dọc trục hệ tương đối là: (3.12) Từ biểu thức ta viết biểu thức momen hệ tương đối là: (3.13) (3.14) 24 Hình 3.4: Quỹ đạo dòng điện với momen để đạt cực đại tỉ số momen/dòng điện Hình 3.4 mô tả quỹ đạo momen số cho m* hàm số thành phần dòng điện dọc trục ngang trục Thí dụ ta quan sát trường hợp m* =1 góc phần tư thứ hai Độ dài khoảng cách từ điểm quỹ đạo đến gốc tọa độ biên độ dòng stato (3.15) |i s| = Tại điểm A quỹ đạo khoảng cách điểm OA ngắn nhất, tức dòng điện đạt cực tiểu, hay nói cách khác tỷ số “momen/dòng điện” đạt cực đại 25 m*=1 với dòng stato OA Từ ta tìm giá trị i*sd, i*sq cho với góc giá trị vecto dòng điện is nhỏ Xét hàm số: F(|is|) = i*sd2 + i*sq2 (3.16) => F(|is|) = i*sd2 – ( )2 (3.17) Với giá trị M*M cho trước ta tìm quỹ đạo tối ưu momen cách tìm cực tiểu giá trị hàm F( is ) Đạo hàm phương trình theo i*sd ta được: = 2i*sd + 2( )2 Thay (3.18) M *M = i *sq (1 − i*sd ) = 2i*sd + (3.19) Cho đạo hàm 0, giải hệ ta tìm nghiệm phương trình: i*sd = (1± ) (3.20) Ta thấy phương trình có hệ số bậc hai âm nên nghiệm bé phương trình điểm cực tiểu Quỹ tích thỏa mãn phương trình sau điểm A, B, C để tối ưu momen dòng i*sd = (1 - ) (3.21) Từ phương trình cho tìm mối liên hệ thành phần dòng điện stator momen để cực đại tỉ số MTPA M*M(i*sd) = (1-i*sd) (3.22) M*M(i*sq) = i*sq(1 + ) (3.23) Từ quan hệ dòng i*sd,i*sq với momen M*M ta vẽ simulink đồ thị quan hệ dòng điện stator để momen đạt cực đại: 26 Hình 3.5: Quan hệ hàm số thành phần dòng điện stato momen để đạt cực đại tỉ số “ momen/dòng điện” Từ tín hiệu đặt M* dòng điều khiển i*sd i*sq phát từ máy phát hàm FU1 FU2 tương ứng Các máy phát hàm sử dụng đường cong dựa vào quan hệ thành phần dòng điện momen.Các máy phát hàm sử dụng đường cong hình chuyển chúng thành giá trị đặt dòng điện với để ý cực tính isd âm, không phụ thuộc vào dấu ϕ momen Phép quay góc chuyển động dòng điện hệ tọa độ đứng yên sau thành dòng ba pha tương ứng Thuật toán điều khiển có giá trị vùng momen không đổi, điều khiển nghịch lưu cho phép điều khiển dòng điện Sau bảng tính giá trị MTPA dựa theo công thức tính toán bên : Phương pháp tính bảng trên: Chọn giá trị cho isq* từ (-1;1) 27 Tính giá trị M* theo công thức: M * M (i* sq ) = i* sq (1 + + 4i* sq ) i*sd = Tính giá trị isd* theo công thức: (1 − + 4i* sq ) Bảng 3.1: Bảng số liệu MTPA 28 Cấu trúc điều khiển động Hình 3.6: Cấu trúc điều khiển động IPM với []cực đại 29 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, hướng dẫn tận tình thầy PGS-TS Nguyễn Văn Liễn em hoàn thành Đồ án II với báo cáo “ Tìm hiểu điều khiển động đồng nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm” với yêu cầu mà thầy đề Sau hoàn thành xong em thấy đề tài hay, có ứng dụng rộng rãi thực tế Đồ án giúp em nắm vững kiến thức lĩnh vực truyền động điện lý thuyết điều khiển tự động có thêm nhiều hiểu biết thực tế công việc sau Tuy nhiên, với kiến thức hạn chế nên đồ án thiếu sót nhiều.Mong nhận đóng góp thầy, cô bạn để em hoàn thiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 23 tháng 11 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thành Luân 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Quốc Khánh & Nguyễn Văn Liễn , Cơ sở Truyền động điện ,NXB khoa học kỹ thuật 1994 [2] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Phạm Quốc Hải & Dương Văn Nghi Điều chỉnh tự động truyền động điện , NXB khoa học kỹ thuật 2008 [3] Nguyễn Phùng Quang, Điều chỉnh tự động truyền động điện xoay chiều ba pha, NXB Giáo Dục 1998 [4] Nguyễn Phùng Quang, Truyền động điện thông minh, NXB Khoa Học Kĩ thuật 2006 [5] BIMAL K.BOSE, Modern Power Electronics and Variable Frequency AC Drivers, Prentice Hall PTR, Prentice – Hall Inc, Upper Saddle River, NJ 07548,©2002 31 PHỤ LỤC Các bảng số liệu dùng mô Bảng P.1: Tham số động Tham số P VDC R Ld Lq Pp Φ Giá trị 47kw 330V 0.012Ω 0.375mH 0.835mH 0.06Wb Lệnh vẽ momen động phụ thuộc vào góc pha vector dòng điện x=-pi/2:0.0001:pi/2; y=1.5*4*0.06*500*cos(x) plot(x,y) hold on; y=-1.5*4*(0.00014-0.00021)*500*500*(cos(x).*sin(x)); plot(x,y) hold on; y=1.5*4*(0.06*500*cos(x)-(0.000140.00021)*500*500*cos(x).*sin(x)); plot(x,y) Lệnh vẽ quan hệ thành phần dòng điện momen để cực đạị: x = 0:0.01:3 y = 0.5*x.*(1+sqrt(1+4*x.^2)); 32 plot(y,x,'k-','LineWidth',1); hold on; 3x = -2.7:0.01:0; y = (1-x).*sqrt(x.^2-x); plot(y,x,'k-','LineWidth',1); 33 [...]...- Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có từ thông dạng hình sin, cực từ bố trí mặt ngoài ( SPM: Simusoidal Surface Magnet Machine) - Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu có từ thông dạng hình sin, cực từ bố trí chìm bên trong (IPM: Simusoidal Interior Magnet Machine) 2.1 Cấu tạo động cơ IPM Hình 2.2: Cấu tạo động cơ IPM Động cơ xoay chiều đồng bộ nam châm vĩnh cửu (ĐB NCVC) có rotor... stator Trong động cơ đồng bộ NCVC thường kèm theo các cảm biến vị trí và cảm biến tốc độ sử dụng cho hệ truyền động servo ĐB NCVC thường được cấp hoặc điều khiển từ một biến tần nguồn áp hoặc nguồn dòng với điều khiển tần số và điện áp theo quy luật yêu cầu Động cơ IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor), còn gọi là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu cực chìm, thuộc loại động cơ đồng bộ ba pha... cứng tuyệt đối, đặc tính cơ của động cơ đồng bộ như sau: Hình 2.6: Đặc tính cơ của động cơ IPM 15 Khi momen vượt qua giá trị Mmax tốc độ động cơ sẽ mất dần tính đồng bộ Trong hệ truyền động dùng động cơ đồng bộ người ta còn sử dụng đặc tính góc: M= f(θ) Hình 2.7: Đồ thị vector của động cơ IPM Từ đồ thị vector hình trên ta có thể viết: Is.cosϕ=Isq.cosθ-Isd.sinθ (2.3) Công suất động cơ nhận được từ lưới... thông cắt ngang các cực này và cả không gian vuông góc với từ thông nam châm Do đó hiệu ứng lồi là rất rõ ràng và nó làm thay đổi cơ chế sinh momen của động cơ Hình 2.3: Thành phần ngang trục và dọc trục của động cơ IPM 12 Hình 2.4: Một số loại rotor động cơ IPM thường gặp Đối với cấu trúc nam châm vĩnh cửu chìm, máy không thể được coi là khe hở không khí đều như động cơ nam châm cực lồi Trong trường... kích từ nam châm vĩnh cửu Trong đó phần cảm được kích thích bằng những phiến nam châm bố trí dưới bề mặt rotor Các thanh nam châm thường được làm bằng đất hiếm, là các nam châm có suất năng lượng 11 cao và giảm tối đa hiệu ứng khử từ Rotor của động cơ IPM thường làm bằng thép hợp kim chất lượng cao, được rèn thành khối trụ sau đó gia cong phay rãnh để đặt các thanh nam châm Khi các thanh nam châm ẩn... được cấu trúc cơ học bền vững hơn, kiểu này thường được sử dụng trong các động cơ cao tốc Tốc độ loại này thường cao nên để hạn chế lực li tâm rotor thường có dạng hình trống với tỉ số “chiều dài/đường kính” lớn Cấu trúc nam châm vĩnh cửu cực chìm các thanh nam châm được lắp bên trong lõi thép rotor về mặt vật lý không có sự thay đổi nào của bề mặt hình học các thanh nam châm Mỗi thanh nam châm được bọc... ) 2 Bảng 3.1: Bảng số liệu MTPA 28 Cấu trúc điều khiển của động cơ Hình 3.6: Cấu trúc điều khiển động cơ IPM với [ ]cực đại 29 KẾT LUẬN Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS-TS Nguyễn Văn Liễn em đã hoàn thành Đồ án II với bài báo cáo “ Tìm hiểu về điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm với các yêu cầu mà thầy đề ra Sau khi hoàn thành xong... thông linh động với mọi loại tải, giảm nguy cơ khử từ của nam châm vĩnh cửu, tang sức đề kháng với các tác động cơ học và ăn mòn, cộng với khả năng làm việc ở nhiệt độ cao đã khiến động cơ IPM trở thành hướng nghiên cứu mới tiềm năng cho các nhà khoa học 2.2 Sơ đồ thay thế của động cơ đồng bộ Để nghiên cứu, phân tích các quá trình điện từ xảy ra bên trong động cơ và xây dựng đặc tính của chúng người ta... điện động phần ứng I: dòng điện chạy trong mạch phần ứng R: điện trở phần ứng X: điện kháng phần ứng Từ phương trình trên ta có sơ đồ thay thế một pha của động cơ: Hình 2.5: Sơ đồ thay thế một pha 2.3 Đặc tính cơ của động cơ IPM Khi đóng stator động cơ đồng bộ vào nguồn điện có tần số fs không đổi, động cơ sẽ quay với tốc độ đồng bộ là: ω1= (2.2) Trong phạm vi momen cho phép M≤Mmax, đặc tính cơ là... phương tiện giao thông các máy công cụ như máy nén khí, máy nghiền và máy kéo tàu Về động cơ IPM có những ưu thế gần như tuyệt đối trong ứng dụng cho ô tô điện Động cơ nam châm vĩnh cửu thông thường có nam châm được gắn trên bề mặt rotor (SPM) vốn đã có đặc tính điều khiển rất tốt Động cơ IPM có nam châm được gắn chìm bên trong rotor, dẫn tới sự khác biệt giữa điện cảm dọc trục và điện cảm ngang trục, ... Tìm hiểu điều khiển động đồng nam châm vĩnh cửu kiểu cực chìm Nội dung bao gồm chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan động đồng Chương 2: Động đồng nam châm vĩnh cửu cực chìm Chương 3: Phương... theo cực ẩn hay cực lồi - Loại rotor nam châm vĩnh cửu với dải công suất nhỏ Hiện có động đặc biệt( động bước) CHƯƠNG ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU CỰC CHÌM Dựa vào loại sức phản điện động. .. loại động đồng nam châm bề mặt (SPMSM) động đồng nam châm chìm (IPMSM) 10 - Động đồng nam châm vĩnh cửu có từ thông dạng hình sin, cực từ bố trí mặt ( SPM: Simusoidal Surface Magnet Machine) - Động

Ngày đăng: 23/02/2016, 22:40

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Hình 3.4: Quỹ đạo dòng điện với momen hằng để đạt được cực đại tỉ số

  • momen/dòng điện

  • Hình 3.5: Quan hệ hàm số giữa các thành phần dòng điện stato và momen để

  • -Ưu điểm:

  • Động cơ điện đồng bộ có khả năng làm việc ở chế độ cos = 1, và không cần lây công suất phản kháng từ lưới điện, nên hệ số công suất của lưới điện được nâng cao, làm giảm điện áp rơi và tổn hao công suất trên đường dây. Động cơ điện đồng bộ ít chịu ảnh hưởng của điện áp lưới do moomen tỷ lệ với điện áp U, còn động cơ di bộ có momen tỷ lệ với bình phương điện áp U.

  • -Nhược điểm:

  • Cấu tạo của động cơ đồng bộ phức tạp, đòi hỏi phải có nguồn kích từ, việc khởi động phức tạp, việc thay đổi tốc độ chỉ có thể thực hiện được nhờ thay đổi tần số của nguồn điện.

  • Chú ý: Động cơ điện một chiều và động cơ KĐB đều làm việc theo nguyên lý lực điện từ tác dụng, còn ở động cơ đồng bộ thì làm việc theo nguyên lý lực tác dụng giữa hai từ trường.

    • Hình 3.4: Quỹ đạo dòng điện với momen hằng để đạt được cực đại tỉ số

    • momen/dòng điện

    • => F(|is|) = i*sd2 – ( )2 (3.17)

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan