Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
IV.THI T K PH N M M I U KHI N 114Ế Ế Ầ Ề ĐỀ Ể 1
CH NG I: TÌM HI U V CÔNG NGH C U TR CƯƠ Ể Ề Ệ Ầ Ụ 4
I. NG C M T CHI UĐỘ Ơ Ộ Ề 13
CH NG V. THI T K H I U KHI N C U TR CƯƠ Ế Ế ỆĐỀ Ể Ầ Ụ 82
I.H TH NG C U TR C C C A NH M Y THU I N IALYỆ Ố Ầ Ụ Ũ Ủ À Á ỶĐỆ 82
II.THI T K H TH NG M IẾ Ế Ệ Ố Ớ 83
3. Tính toán v ch n i n tr hãm cho bi n t nà ọ đệ ở ế ầ 94
IV.THIẾT KẾ PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN 114
IV.KHAI BÁO CHẾ ĐỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BIẾN TẦN 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO 125
PHỤ LỤC 126
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 1
Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Trong quá phát triển công nghiệp của đất nước ta hiện nay, nhu cầu về
tự động hóa đang là một trong những yếu tố được đặt nên hàng đầu. Điều này
đảm bảo cho nhiều nghành công nghiệp có được thế đứng của mình trong
điều kiện cạnh tranh khác nhiệt của nền kinh tế thị trường ngày nay. Trong
quá trình sản xuất, máy nâng vận chuyển đóng một vai trò rất quan trọng đặc
biệt trong những nghành công nghiệp nặng. Máy nâng-vận chuyển là cầu nối
giữa các hạng mục công trình sản xuất riêng biệt, giữa các phân xưởng trong
một nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền sản xuất.
Hiện nay có rất nhiều giải pháp trong việc lựa chọn hệ điều khiển
truyền động cầu trục. Mỗi hệ thống điều khiển truyền động đều có những ưu
và nhược điểm riêng, việc chọn lựa hệ truyền động điều khiển cầu trục nào
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Tính chất, số lượng hàng hóa cần vận chuyển
và đặc thù của quá trình sản xuất.
Ứng dụng biến tần và PLC trong hệ điều khiển cầu trục công suất lớn là
một trong những phương pháp ứng dụng hệ điều khiển truyền động hiện đại

giới hóa và tự động hóa các quá trình sản xuất. Trong quá trình sản xuất, máy
nâng- vận chuyển đóng vai trò khá quan trọng. Máy nâng-vận chuyển là cầu
nối giữa các hạng mục công trình sản xuất riêng biệt, giữa các phân xưởng
trong một nhà máy, giữa các máy công tác trong một dây chuyền sản xuất
v.v…
Tính chất và số lượng hàng hóa cần vận chuyển tuỳ thuộc vào đặc thù
của quá trình sản xuất.
Trong ngành khai thác mỏ, trên các công trình thuỷ lợi, trên các công
trường xây dựng nhà máy thuỷ điện, xây dựng công nghiệp, xây dựng dân
dụng v.v… , phần lớn các công việc nặng nề như bốc, xúc, đào, khai thác đất
đá đều do các máy nâng-vận chuyển thực hiện.
Trong các nhà máy chế tạo cơ khí, máy nâng vận chuyển dùng để vận
chuyển phôi, bán thành phẩm và thành phẩm từ nhà máy này sang nhà máy
khác, từ phân xưởng này sang phân xưởng khác.
Việc sử dụng các máy nâng-vận chuyển trong các hạng mục công trình
lớn sẽ làm giảm đáng kể thời gian xây dựng, giảm bớt số lượng công nhân
(khoảng 10 lần). Đặc biệt một số nơi chỉ có thể vận chuyển bằng máy.
a.Phân loại máy nâng-vận chuyển
Phụ thuộc vào đặc điểm của hàng hóa cần vận chuyển, kích thước, số
lượng và phương vận chuyển mà các máy nâng-vận chuyển rất đa dạng. Việc
phân loại một cách hoàn hảo các máy nâng-vận chuyển rất khó khăn. Có thể
phân loại các máy nâng-vận chuyển theo các đặc điểm chính sau.
- Theo phương vận chuyển hàng hóa:
+Theo phương thẳng đứng: Thang máy, máy nâng
+Theo phương nằm ngang: Băng chuyền, băng tải
+Theo phương nằm nghiêng: Xe kíp, thang chuyền, băng tải
+Theo các phương kết hợp: Cầu trục, cần trục, cầu trục cảng,
máy xúc v.v…
- Theo cấu tạo của cơ cấu di chuyển:
+Máy nâng-vận chuyển đặt cố định: thang máy, máy nâng, thang

c
lớn hơn 2 ữ 2,5 lần ứng với tốc độ định mức.
Đặc điểm trên cũng đúng với một số máy nâng-vận chuyển khác như
thang chuyền, băng chuyền …
Động cơ truyền động cầu trục, nhất là đối với cơ cấu nâng hạ, mômen
thay đổi theo tải trọng rất rõ rệt. Khi không có tải trọng mômen của động cơ
không vượt quá(15 ữ 20)% M
đm
, đối với cớ cấu nâng của cần trục gầu ngoạm
đạt tới 50% M
đm
,đối với động cơ di chuyển xe con bằng (35 ữ 50)% M
đm
, đối
với động cơ di chuyển xe cầu bằng (50 ữ 55)% M
đm
.
Năng suất của máy nâng- vận chuyển quyết định bởi hai yếu tố: tải
trọng của thiết bị và số chu kì bốc, xúc trong một giờ. Số lượng hàng hóa bốc
xúc mỗi một chu kì không như nhau và nhỏ hơn trọng tải định mức, cho nên
phụ tải đối với động cơ chỉ đạt (60 ữ 70)% công suất định mức của động cơ.
Do điều kiện làm việc của máy nâng-vận chuyển nặng nề, thường
xuyên làm việc trong chế độ quá tải nên các máy nâng-vận chuyển được chế
tạo có độ bền cơ khí cao, khả năng chịu quá tải lớn.
c.Yêu cầu đối với hệ truyền động và trang bị điện cầu trục
Cầu trục là một thiết bị nâng vận chuyển dùng trong các xí nghiệp công
nghiệp để vận chuyển nguyên vật liệu. Cầu trục có ba cơ cấu chính:
-Cơ cấu nâng hạ.
-Cơ cấu di chuyển xe cầu.
-Cơ cấu di chuyển xe cam (xe trục).

chủ yếu khi thiết kế và chế tạo hệ truyền động điện cho cầu trục là thường
chọn hệ truyền động biến tần- động cơ xoay chiều.
-Với hệ thống điều khiển:
Có thể dùng hệ điều khiển với các công tác tơ, rơle, khởi động từ là các
tiếp điểm hay dùng các khí cụ phi tiếp điểm. Ngày nay với sự phát triển của
điện tử tin học hệ điều khiển các tiếp điểm trên có thể được thay thế bởi các
máy tính, các hệ PLC có độ tin cậy cao, khả năng điều khiển linh hoạt, dễ
dàng thay đổi chương trình điều khiển.
II. TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
VÀ TRANG BỊ ĐIỆN CẦU TRỤC.
1. Tính chọn công suất động cơ
a.Động cơ truyền động cơ cấu nâng-hạ
Động cơ truyền động cơ cấu nâng-hạ giữ vai trò quan trọng trong các
máy nâng-vận chuyển nói chung và trong cầu trục nói riêng. Động cơ truyền
động cơ cấu nâng-hạ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, nên khi chọn công
suất động cơ phải tính đến cả tải động.
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 6
Đồ án tốt nghiệp
*Tính toán phụ tải tĩnh. Phụ tải tĩnh của cơ cấu nâng-hạ chủ yếu là do
tải trọng quyết định. Để xác định phụ tải tĩnh, phải dựa vào sơ đồ động học
của cơ cấu nâng-hạ cụ thể. Giả sử có sơ động học như hình 1- 1
Phụ tải tĩnh khi nâng có tải:
M
n
=
c
t
ui
RGG
η

Hình 1-1: Sơ đồ động học của cơ cấu nâng- hạ dùng móc
Trong các công thức tính trên, hiệu suất
c
η
lấy bằng định mức khi tải
trọng bằng định mức,
cần xác định
c
η

theo tải trọng như
hình 1- 2
Xác định
c
η
dựa theo hệ số mang
tải:
K =
cdm
c
P
P
- Phụ tải tĩnh khi
nâng tải:
M
no
=
c
t
iu

t
=
iu
RGG
t
.
)(
0
+
, [Nm]
Khi hạ tải, năng lượng được truyền từ phía tải trọng sang cơ cấu truyền
động, nên:
M
h
= M
t
-
∆
M = M
t
.
c
η
, [Nm] (1-1)
Trong đó: M
h
– Mômen trên trục động cơ khi hạ tải ,[Nm]
∆
M – Tổn thất mômen trong cơ cấu khi hạ tải.
c

= M
t
– M
t
(
c
η
1
- 1 ) = M
t
(2 -
c
η
1
)
=
iu
RGG
t
.
)(
0
+
(2 -
c
η
1
) (1-2)
So sánh hai biểu thức 1- 1 và 1- 2 ta có:
c

Đồ án tốt nghiệp
Khi tính toán hệ số tiếp điện tương đối, chúng ta bỏ qua thời gian hãm
máy và mở máy.
Thời gian toàn bộ 1 chu kì làm việc của cơ cấu nâng-hạ có thể tính
được theo năng suất Q và tải trọng định mức G
đm
.
T
ck
=
Q
G
dm
3600
, [s]
TĐ% =
%100.
ck
lv
T
T
Trong đó: T
lv
thời gian làm việc của một chu kì, xác định theo điều kiện
làm việc cụ thể của cơ cấu.
*Chọn sơ bộ công suất động cơ.
Chọn sơ bộ công suất động cơ có thể theo phụ tải trung bình M
tb
, hoặc
theo phụ tải đẳng trị M

Trong đó: M
i
trị số mômen ứng với khoảng thời gian t
i
.
K=(1,2
÷
1,3) hệ số , phụ thuộc vào độ nhấp nhô của đồ thị
phụ tải, tần số mở máy, hãm máy.
Điều kiện để chọn công suất động cơ:
M
đmĐC

≥
M
tb
M
đmĐC
≥
M
đt
*Kiểm nghiệm
Để kiểm nghiệm công suất động cơ đã chọn, cần phải xây dựng biểu đồ
phụ tải chính xác. Sau khi đã xét đến thời gian mở máy, hãm máy và thời gian
nghỉ của động cơ, tính lại thời gian tiếp điện tương đối thực.
TĐ%
th
=
ck
immihi

th
tc
TD
T
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 9
Đồ án tốt nghiệp
Trong đó: M
tc
: Mômen quy đổi về hệ số tiếp điện tiêu chuẩn
TĐ
tc
% : Hệ số tiếp điện tiêu chuẩn
b)Tính chọn công suất động cơ cho các cơ cấu di chuyển theo
phương nằm ngang
Ví dụ điển hình cho cơ cấu di chuyển ngang theo phương nằm ngang là
cơ cấu xe cầu và xe con của cầu trục. Sơ đồ lực được giới thiệu trên hình1-3
Phụ tải tĩnh của cơ cấu
là do lực cản chuyển động gây
ra. Lực đó bao gồm hai thành
phần chính: lực ma sát lăn trên
đường đi F
l
và lực ma sát
trong cổ trục bánh xe F
ct
.
Thành phần F
l
được xác
định theo biểu thức:

,[N]
Nếu dời điểm đặt của lực này về vành bánh xe thì tính theo biểu thức:
F
ct
= (G
o
+ G)
µ
b
ct
R
R
,[N]
Trong đó:
µ
là hệ số ma sát trượt : Khi dùng ổ trượt
µ
= 0,08
÷
0,05 ; khi
dùng ổ bi
µ
= 0,01
÷
0,05
R
ct
: Bán kính cổ trục, [cm]
Toàn bộ lực đặt lên bánh xe là:
F

0
fR
R
GG
ct
b
+
+
µ
, [N]
Hệ số k được lấy từ thực tế và kinh nghiệm vận hành.
Ví dụ : Đối với cầu khi dùng ổ bi: k = 1,25
÷
2; khi dùng ổ trượt
k = 2,5
÷
4. Đối với xe con tương ứng là k = 1,25
÷
1,6 và k = 2,5
÷
3,2
Nếu cơ cấu di chuyển trên đường dốc có góc nghiêng là
α
, toàn bộ lực
cản được tính theo biểu thức:
F”
c
=
)(
0

C hệ số kinh nghiệm = 0,8
÷
0,9
γ
trọng lượng riêng của không khí, 12N/m
3
q diện tích cản gió [m
3
]
g gia tốc trọng trường 9,8 m/s
2
∑
v
tốc độ tổng của cơ cấu và gió, [m/s]
Công suất và mômen trên trục của động cơ được tính theo biểu thức sau:
P
c
=
η
1000.60
.vF
c
, [kW]
M
c
=
η
.
.
i

Đồ án tốt nghiệp
dài yêu cầu lực hút nhỏ, nhưng kết cấu cơ khí cồng kềnh và phức tạp. Thực tế
thường dùng phanh hãm hành trình ngắn.
Sơ đồ động học của cơ cấu phanh đai và phanh guốc giới thiệu trên hình 1-
4
Khi cuộn dây của nam châm có điện, lực hút của nam châm sẽ nâng
cánh tay đòn L lên, làm cho đai phanh (hoặc guốc phanh) không ép chặt vào
trục động cơ. Khi mất điện, do tự trọng của nam châm G
nc
và đối trọng phanh
G
ph
cánh tay đòn hạ xuống và đai phanh ghì chặt trục động cơ.
Đối với loại phanh hành trình ngắn, khi mất điện, dưới tác dụng của lực
lò xo, đai phanh sẽ ép chặt vào trục động cơ.
Khi chọn cơ cấu phanh cần chú ý đến 3 thông số cơ bản: điện áp làm
việc, hệ số tiếp điện tương đối(TĐ%) và độ dài hành trình của phần ứng(hoặc
trị số góc quay lớn nhất).
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 12

G

pb

G

nc

F


G

ph

NC

l

l

1

l

2

C

b

a

A

L

C

F


Để điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng động cơ, ta dùng các bộ nguồn
điều áp như : máy phát điện một chiều, các bộ biến đổi van hoặc khuếch đại
từ… Các bộ biến đổi trên dùng để biến dòng xoay chiều của lưới điện thành
dòng một chiều và điều chỉnh giá trị sức điện động của nó cho phù hợp theo
yêu cầu.
Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:
Ta có tốc độ không tải lý tưởng: n
0
= U
đm
/K
E
Φ
đm
.Và độ cứng của đường
đặc tính cơ:
Khi thay đổi điện áp đặt lên phần ứng của động cơ thì tốc độ không tải lý
tưởng sẽ thay đổi nhưng độ cứng của đường đặc tính cơ thì không thay đổi.
Như vậy, khi ta thay đổi điện áp thì độ cứng của đường đặc tính cơ
không thay đổi. Họ đặc tính cơ là những đường thẳng song song với đường
đặc tính cơ tự nhiên:
Hình 2. 1 Họ đặc tính cơ khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
thực chất là giảm áp và cho ra những tốc độ nhỏ hơn tốc độ cơ bản n
cb
. Đồng
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 13
M
KK
RR

đm
)
n
0
n
cb
n
1
n
2
n
3
M
n
M
C
U
đm
> U
1
> U
2
> U
3
n
cb
> n
1
> n
2

2.Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
Hình 2. 2 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.
Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều
chỉnh moment điện từ của động cơ M = K
M
φI
ư
và sức điện động quay của
động cơ.
E
ư
= K
E
φn. Thông thường, khi thay đổi từ thông thì điện áp phần ứng được
giữ nguyên giá trị định mức.
Đối với các máy điện nhỏ và đôi khi cả các máy điện công suất trung bình,
người ta thường sử dụng các biến trở đặt trong mạch kích từ để thay đổi từ
thông do tổn hao công suất nhỏ. Đối với các máy điện công suất lớn thì dùng
các bộ biến đổi đặc biệt như: máy phát, khuếch đại máy điện, khuếch đại từ,
bộ biến đổi van…
Thực chất của phương pháp này là giảm từ thông. Nếu tăng từ thông thì
dòng điện kích từ I
KT
sẽ tăng dần đến khi hỏng cuộn dây kích từ. Do đó, để
điều chỉnh tốc độ chỉ có thể giảm dòng kích từ tức là giảm nhỏ từ thông so với
định mức. Ta thấy lúc này tốc độ tăng lên khi từ thông giảm: n = U/K
E
Φ.
Mặt khác ta có: Moment ngắn mạch M
n

Theo lý thuyết thì từ thông có thể giảm gần bằng 0, nghĩa là tốc độ tăng
đến vô cùng. Nhưng trên thực tế động cơ chỉ làm việc với tốc độ lớn nhất:
n
max
= 3n
cb
tức phạm vi điều chỉnh: D = n
max
/n
cb
= 3/1.
Bởi vì ứng với mỗi động cơ ta có một tốc độ lớn nhất cho phép. Khi
điều chỉnh tốc độ tùy thuộc vào điều kiện cơ khí, điều kiện cổ góp động cơ
không thể đổi chiều dòng điện và chịu được hồ quang điện. Do đó, động cơ
không được làm việc quá tốc độ cho phép.
Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
có thể điều chỉnh tốc độ vô cấp và cho những tốc độ lớn hơn n
cb
. Phương pháp
này được dùng để điều chỉnh tốc độ cho các máy mài vạn năng hoặc là máy
bào giường. Do quá trình điều chỉnh tốc độ được thực hiện trên mạch kích từ
nên tổn thất năng lượng ít, mang tính kinh tế. Thiết bị đơn giản.
3.Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên mạch
phần ứng
Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên
mạch phần ứng có thể được dùng cho tất cả động cơ điện một chiều. Trong
phương pháp này điện trở phụ được mắc nối tiếp với mạch phần ứng của động
cơ theo sơ đồ nguyên lý như sau:
Hình 2. 4 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện
trở phụ trên mạch phần ứng.

1
Φ
đm
0 M
C
M
2
M
1
M
n
Hình 2. 3 Họ đặc tính cơ khi thay đổi từ thông.
n
cb
n
1
n
2
n
M
φ
ủm
> φ
1
> φ
2
n
cb
< n
1

ta đóng thêm R
f
vào mạch phần ứng. Khi đó dòng điện phần ứng I
ư
đột ngột giảm xuống, còn tốc độ động cơ do quán tính nên chưa kịp biến đổi.
Dòng I
ư
giảm làm cho moment động cơ giảm theo và tốc độ giảm xuống, sau
đó làm việc xác lập tại tốc độ n
2
với n
2
> n
1
.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ này chỉ có thể điều chỉnh tốc độ n < n
cb
.
Trên thực tế không thể dùng biến trở để điều chỉnh nên phương pháp này sẽ
cho những tốc độ nhảy cấp tức độ bằng phẳng γ xa 1 tức n
1
cách xa n
2
, n
2
cách
xa n
3
…
Khi giá trị n

dm
ME
TN
R
KK
2
Φ
−=
β
TN
R
p1
R
p2
R
p3
0
M
C
n
3
n
2
n
1
n
cb
n
0
n

+
Φ
−=
2
β
;
Đồ án tốt nghiệp
nên, để đảm bảo tính kinh tế cho hệ thống ta chỉ điều chỉnh sao cho phạm vi
điều chỉnh: D = ( 2 → 3 )/1.
Khi giá trị R
f
càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm. Đồng thời dòng
điện ngắn mạch I
n
và moment ngắn mạch M
n
cũng giảm. Do đó, phương pháp
này được dùng để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản.
Và tuyệt đối không được dùng cho các động cơ của máy cắt kim loại.
Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ
trên mạch phần ứng chỉ cho những tốc độ nhảy cấp và nhỏ hơn n
cb
.
* ưu điểm: Thiết bị thay đổi rất đơn giản, thường dùng cho các động cơ cho
cần trục, thang máy, máy nâng, máy xúc, máy cán thép.
* Nhược điểm: Tốc độ điều chỉnh càng thấp khi giá trị điện trở phụ đóng vào
càng lớn, đặc tính cơ càng mềm, độ cứng giảm làm cho sự ổn định tốc độ khi
phụ tải thay đổi càng kém. Tổn hao phụ khi điều chỉnh rất lớn, tốc độ càng
thấp thì tổn hao phụ càng tăng.
*Nhược điểm chung của cả ba phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một

iKdcKbR −
.M
Độ cứng đặc tính cơ hệ kín:
K
β
=
iKdcKbR
K
β
.
)(
2
−Σ
Φ
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 17

Uñ

∆

U

Ui

Uñk

Boä ÑC

K


h
β
=
Σ
)Φ(
2
R
K
So sánh
K
β

>
h
β
Muốn tăng độ cứng đặc tính cơ
K
β
ta phải tăng hệ số khuếch đại bộ
điều chỉnh K
đc
K
đc
=
iB
K
R
β
Σ


K
β
=
Σ
.Φ)Φ(
2
R
KdcKbKK
γ
+
Độ cứng đặc tính cơ hệ hở:
h
β
=
Σ
)Φ(
2
R
K
So sánh:
K
β

>
h
β
Thấy độ cứng đặc tính cơ hệ kín lớn hơn hệ hở,muốn tăng độ cứng đặc
tính cơ
K
β

ω

Uñk

Boä ÑC

K

ÑC

K

B

BBA

(E

B

)

U

Ñ

0

Ñ


trong mạch roto thì hệ số trượt S
tf
sẽ
thay đổi và làm cho tốc độ động cơ thay đổi.
Từ các đường đặc tính trên hình vẽ (2-1), ta thấy với trị số phụ tải
không đổi, r
f
càng lớn thì động cơ làm việc với tốc độ càng thấp
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 19
22
1
2
''
n
f
tf
rr
rr
S
+
+±
=
M
r
f
= 0
r
f1
r
f2

I
2↓
•
•
•
•
•
•
a) Sơ đồ nguyên lý
b) Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ
Đồ án tốt nghiệp
r
f1
< r
f2
< r
f3
n
cb
> n
1
>

n
2
> n
3
Khi M
c
bằng hằng số thì động cơ làm việc xác lập tương ứng với các

sẽ thay đổi, vì vậy tốc độ của động
cơ thay đổi.
Để thay đổi số đôi cực P ta thay đổi cách đấu dây và cũng là cách thay
đổi chiều dòng điện đi trong các cuộn dây mỗi pha stato của động cơ.
Khi thay đổi số đôi cực ta chú ý rằng số đôi cực ở stato và roto là như nhau.
Nghĩa là khi thay đổi số đôi cực ở stato thì ở roto cũng phải thay đổi theo. Do
đó rất khó thực hiện cho động cơ roto dây quấn, nên phương pháp này chủ
yếu dùng cho động cơ không đồng bộ roto lồng sóc và loại động cơ này có
khả năng tự biến đổi số đôi cực ở roto để phù hợp với số đôi cực ở stato.
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 20
P
f
n
1
1
60
=
Đồ án tốt nghiệp
Đối với động cơ có nhiều cấp tốc độ, mỗi pha stato phải có ít nhất là hai
nhóm bối dây trở lên hoàn toàn giống nhau. Do đó càng nhiều cấp tốc độ thì
kích thước, trọng lượng và giá thành càng cao vì vậy trong thực tế thường
dùng tối đa là bốn cấp tốc độ.
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi số
đôi cực có ưu điểm sau:
- Thiết bị đơn giản, giá thành hạ.
- Các đường đặc tính cơ đều cứng và tổn thất phụ không đáng kể.
- Động cơ làm việc chắc chắn.
- Điều chỉnh và khống chế tốc độ khá đơn giản.
Nhưng vẫn có các nhược điểm sau:
- Kích thước động cơ lớn.

2.2
0 o
U
1
~
o
KĐB
BBĐ
U
ủk
•
•
•
•
•
•
Đồ án tốt nghiệp
Hình 5-1. a) Sơ đồ nguyên lý
b) Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện áp
Ưu nhược điểm:
Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay
đổi điện áp nguồn được sử dụng rộng rải, nhất là bộ điều chỉnh dùng thyristor
vì thực hiện dể dàng và tự động hóa. Xét về chỉ tiêu năng lượng, tuy tổn thất
trong bộ biến đổi không đáng kể nhưng điện áp stato bị biến dạng so với hình

Trong đó: ω
1
tốc độ góc đồng bộ
x
n
= ω
1
L
n

L
n
= L
1
+ L’
2
Thay vào ta được:
Đoàn Trung Kiên-Phạm Văn Hoàng ĐLTH1-K45 22
n
n
t
x
U
x
n
U
M
1
2
1

π
=
2
1
2
1
t
n
2
2
f
U
aM :tacoù
L)2(2
3P
consta Ñaët
=
==
π
Đồ án tốt nghiệp
Biểu thức cho ta thấy khi tăng tần số nguồn mà vẫn giữ nguyên U
1
thì
mômen tới hạn cực đại M
t
giảm rất nhiều. Do đó khi thay đổi tần số f
1
thì
đồng thời phải thay đổi U
1

M
M
c
t
M ==
λ
x
)
ñm
cocñmcoc
n
n
)(M(MMM −+=
const
f
U
const
f
U
const
f
U
=
=
=
1
2
1
2
1

cb
n
1.2
f
1.1
f
1ủm
f
1.2
n
1.1
n
1cb
n
1.2
MM
c
n
0
M
c
=
const
f
1.1
f
1ủm
f
1.2
n

1
= 0.1ữ0.5 f
2
). Về lý thuyết có thể lập biến
tần với f
2
>f
1
song mức độ phức tạp sẽ tăng lên nhiều.
Trong biến tần trực tiếp đường cong điện áp đầu ra là đường ghép nối
các đoạn hình sin của điện áp nguông bằng cách nối tải vào các pha của
nguồn một cách luân phiên nhờ các van bán dẫn. Các van bán dẫn trong biến
tần trực tiếp được chuyển mạch tự nhiên.
Biến tần trực tiếp có hiệu suất cao do chỉ có một lần biến đổi điện năng
và cho phép thực hiện hãm tái sinh năng lượng mà không cần có mạch điện
phụ. Cũng có thể dễ dàng thực hiện điều chỉnh điện áp và tần số đầu ra của
biến tần trực tiếp với dạng sóng điện áp gần hình sin.
Tuy vậy biến tần trực tiếp cũng có các nhược điểm dễ nhận thấy như:
hệ số công suất thấp, số lượng các van bán dẫn ở mạch lực khá nhiều và tần
số điều chỉnh bị giới hạn trên bởi tần số nguồn cung cấp và điều kiện chuyển
mạch tự nhiên của các van bán dẫn này.Vì vậy ngày nay người ta ít sử dụng
loại biến tần này và thường sử dụng lọai biến tần gián tiếp.
Biến tần trực tiếp thường được dùng cho truyền động điện công suất
lớn, tốc độ làm việc thấp, như để cung cấp cho các động cơ rôto lồng sóc, các
động cơ rôto dây quấn cấp bởi hai nguồn, các động cơ đồng bộ v.v…
+ Biến tần gián tiếp :
Là loại biến tần sử dụng một khâu trung gian một chiều. Đầu tiên điện
áp xoay chiều được chuyển thành điện áp một chiều nhờ mạch chỉnh lưu, sau
đó qua mạch lọc rồi mới được biến đổi trở lại thành điện áp xoay chiều với
tần số f