I. Giới thiệu về đề tài
Đề tài 'Mô Phỏng Hệ Thống Khởi Động Mềm Động Cơ Dị Bộ Lồng Sóc Có M=Const' tập trung vào việc nghiên cứu và mô phỏng hệ thống khởi động mềm cho động cơ dị bộ lồng sóc với mômen không đổi. Động cơ dị bộ lồng sóc được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nhờ cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao. Tuy nhiên, dòng điện khởi động lớn là một nhược điểm cần được giải quyết. Hệ thống khởi động mềm sử dụng bộ điều khiển điện tử để hạn chế dòng điện khởi động, đồng thời điều chỉnh mômen khởi động một cách hợp lý. Đề tài này nhằm mục đích tối ưu hóa quá trình khởi động, giảm thiểu tác động tiêu cực đến lưới điện và tăng tuổi thọ của động cơ.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của đề tài là thiết kế và mô phỏng hệ thống khởi động mềm cho động cơ dị bộ lồng sóc, đảm bảo dòng điện khởi động được hạn chế và mômen khởi động được điều chỉnh phù hợp. Đề tài cũng hướng đến việc giảm thiểu sụt áp trong lưới điện và tăng độ ổn định cho các thiết bị khác trong hệ thống.
1.2. Phương pháp tiếp cận
Phương pháp tiếp cận của đề tài dựa trên việc sử dụng bộ điều áp xoay chiều và vi điều khiển AVR để điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ. Góc mở của các tiristor được điều khiển để điện áp tăng dần từ một giá trị thấp đến điện áp định mức, giúp giảm dòng điện khởi động và tăng mômen khởi động một cách hợp lý.
II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ dị bộ lồng sóc
Động cơ dị bộ lồng sóc là loại động cơ không đồng bộ phổ biến trong công nghiệp. Cấu tạo của động cơ bao gồm hai phần chính: stato và rôto. Stato gồm các cuộn dây được đặt trong các rãnh của lõi thép, trong khi rôto được thiết kế dạng lồng sóc với các thanh dẫn ngắn mạch. Nguyên lý hoạt động của động cơ dựa trên sự tương tác giữa từ trường quay của stato và dòng điện cảm ứng trong rôto, tạo ra mômen quay. Tốc độ quay của rôto luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường, tạo ra độ trượt.
2.1. Cấu tạo của stato và rôto
Stato được cấu tạo từ các lá thép điện ghép lại, bên trong có các rãnh để đặt cuộn dây. Rôto dạng lồng sóc được làm từ các thanh dẫn bằng nhôm hoặc đồng, ngắn mạch hai đầu bằng các vòng ngắn mạch. Cấu tạo này giúp động cơ có độ bền cao và dễ dàng bảo trì.
2.2. Nguyên lý hoạt động
Khi cấp điện vào cuộn dây stato, từ trường quay được tạo ra. Từ trường này cắt các thanh dẫn rôto, sinh ra dòng điện cảm ứng. Sự tương tác giữa dòng điện này và từ trường tạo ra mômen quay, làm rôto quay với tốc độ nhỏ hơn tốc độ từ trường.
III. Hệ thống khởi động mềm và ứng dụng
Hệ thống khởi động mềm là giải pháp tối ưu để giảm dòng điện khởi động và điều chỉnh mômen khởi động của động cơ dị bộ lồng sóc. Hệ thống sử dụng bộ điều áp xoay chiều và vi điều khiển AVR để điều chỉnh điện áp đặt vào động cơ. Góc mở của các tiristor được điều khiển để điện áp tăng dần từ một giá trị thấp đến điện áp định mức, giúp giảm dòng điện khởi động và tăng mômen khởi động một cách hợp lý. Hệ thống này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng có tải trọng thay đổi như máy bơm và quạt gió.
3.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống khởi động mềm
Hệ thống khởi động mềm hoạt động dựa trên việc điều chỉnh góc mở của các tiristor trong bộ điều áp xoay chiều. Khi động cơ bắt đầu khởi động, góc mở lớn, điện áp đặt vào động cơ thấp, giúp giảm dòng điện khởi động. Khi động cơ tăng tốc, góc mở giảm dần, điện áp tăng lên đến giá trị định mức, đảm bảo mômen khởi động đủ lớn.
3.2. Ứng dụng thực tế
Hệ thống khởi động mềm được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là các hệ thống máy bơm và quạt gió. Hệ thống giúp giảm thiểu sụt áp trong lưới điện, tăng tuổi thọ của động cơ và đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị khác trong hệ thống.
