LI NOI DU repaired

LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta hội nhập ngày sâu rộng vào n ền kinh tế th ế giới, việc cạnh trạnh thị trường khốc liệt Để có sản phẩm cạnh tranh cần phải thay đổi cơng nghệ sản xuất lạc hậu, thay vào dây chuyền sản xuất khép kín, tính tự động hóa cao nh ằm mang đ ến sản phẩm chất lượng với giá thành rẻ, tăng tính cạnh tranh th ị trường Với ưu điểm hệ số công suất cao, vận hành tin cậy, giá thành rẻ chi phí vận hành năm thấp Do đó, động khơng đ ồng b ộ đáp ứng yêu cầu cao điều khiển ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác đặc biệt sản xuất công nghi ệp… Tuy nhiên, c ấu trúc phi tuyến với nhiều thông số nên việc điều khiển động khơng đồng khó khăn Những năm gần đây, với phát tri ển mạnh mẽ công ngh ệ bán dẫn, vi điều khiển nhiều phương pháp điều ển đề xu ất cho điều khiển động không đồng Sử dụng biến tần kh ởi động m ềm hai phương pháp điều khiển động tiên tiến nay, ứng dụng rộng rãi v ới nhiều tính năng, đảm bảo yêu cầu điều khiển Đây lí mà nhóm chúng em lựa chọn đề tài: “Các phương pháp điều khiển tốc độ động xoay chiều” Qua thời gian tìm hiểu, nghiên cứu nhận hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn Trần Văn Hải với thầy cô giáo khoa, b ạn, đ ến đ án c em hoàn thành Với khả kiến thức nhiều hạn chế, b ản đ án khơng tránh khỏi thiếu xót Chúng em r ất mong nh ận đ ược s ự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô bạn để đồ án hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 SVTH: Nguyễn Minh Thiện NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: .2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài: .6 1.2 Nội dung đề tài: 1.3 Phương pháp nghiên cứu: .6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.2 CẤU TẠO 2.2.1 Phần tĩnh (Stator) 2.2.2 Phần quay (rotor): 2.2.3 Khe hở khơng khí 10 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 10 2.4 CÁC YÊU CẦU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 13 2.4.1 Những yêu cầu đặt trình điều khiển động 13 2.4.2 Các phương pháp khởi động động không đồng 14 2.4.2.1 Mở máy trực tiếp động điện rotor lồng sóc .14 2.4.2.2 Hạ điện áp mở máy 15 2.4.2.3 Nối điện kháng nối tiếp vào mạch điện stator: 16 2.4.2.4 Dùng biến áp tự ngẫu hạ điện áp mở máy 17 2.4.2.5 Mở máy phương pháp đổi nối Y -  : .18 2.4.2.6 Mở máy cách thêm điện trở phụ vào rotor 20 2.4.2.7 Mở máy dùng khởi động mềm (bộ điều áp xoay chiều) 21 2.4.2.8 Mở máy dùng biến tần .21 CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP 22 ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU 22 3.1 Điều khiển cách thay đổi tần số nguồn f 22 3.2 Điều khiển cách thay đổi điện áp stator .23 3.3 Thay đổi số đôi cực: .25 3.4 Điều khiển phương pháp nối dây: 26 3.5 Điều khiển tần số nguồn cấp stato 27 CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ 29 BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM .29 4.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN 29 4.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 29 4.2.1 Cấu tạo khởi động mềm 29 4.2.2 Nguyên lý hoạt động khởi động mềm 33 4.3 ỨNG DỤNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM TRONG THỰC TẾ 34 4.4 MỘT SỐ LOẠI KHỞI ĐỘNG MỀM TRÊN THỊ TRƯỜNG HIỆN NAY 35 4.4.1 Khởi động mềm SIEMENS 35 4.4.2 Khởi động mềm ABB 38 4.4.2.2 Khởi động mềm PSS30/ 52-500L 39 4.4.2.3 Khởi động mềm PST250-600-70 .40 CHƯƠNG V: ỨNG DỤNG VÀ THI CÔNG 41 BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM .41 5.1 ỨNG DỤNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM SIEMENS-3RW44 41 5.1.1 Sơ đồ kết nối mạch nguồn mạch điều khiển 41 5.1.2 Hiển thị cài đặt thông số .43 5.1.2.1 Hiển thị 43 5.1.2.2 Cài đặt tham số 44 5.1.2.3 Bộ khởi động mềm siemens 3RW28 .62 KẾT LUẬN 66 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài: Trong ngành sản xuất công nghiệp, động điện không đồng sử dụng phổ biến hệ thống truyền động, dây chuyền sản xuất tính chất đơn giản tin cậy thiết kế chế tạo sử dụng Tuy nhiên s dụng động không đồng sản xuất đặc biệt với động có cơng suất lớn ta cần ý tới trình khởi động động kh ởi đ ộng rotor trạng thái ngắn mạch, dẫn đến dòng điện khởi động momen kh ởi đ ộng l ớn, khơng có biện pháp khởi động thích hợp có th ể khơng khởi động động gây nguy hiểm cho thiết bị khác hệ thống ện Nên sau phương pháp điều khiển tốc độ động 1.2 Nội dung đề tài: Đề tài bao gồm: - Tổng quan động không đồng phương pháp điều ển - Các phương pháp điều khiển động - Nghiên cứu, ứng dụng khởi động mềm - Thi công khởi động mềm 1.3 Phương pháp nghiên cứu: Đây đề tài nghiên cứu lĩnh vực ứng dụng, phương pháp chủ yếu sử dụng để thực đề tài là: - Phương pháp tham khảo tài liệu: Bao gồm tài liệu chun mơn, giảng giáo trình liên quan đến đề tài, tài li ệu tải từ Internet,… - Phương pháp thực nghiệm mô phỏng: Tiến hành cài đặt, hi ệu ch ỉnh vận hành thực tế, thiết kế mô mạch điện, CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA 2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Động không đồng ba pha kết cấu đơn giản, làm việc ch ắc ch ắn, s dụng bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên sử dụng rộng rãi n ền kinh tế quốc dân, loại công suất 100 kW Động điện không đồng rotor lồng sóc cấu tạo đơn giản (nh ất loại rotor lồng sóc đúc nhơm) ếm số lượng l ớn lo ại đ ộng cơng suất nhỏ trung bình Nhược điểm động ều ch ỉnh t ốc độ khó khăn dịng điện khởi động lớn thường 5-7 lần dòng ện định mức Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đơng khơng đồng rotor lồng sóc nhiều tốc độ dùng rotor rãnh sâu, l ồng sóc kép đ ể h dòng điện khởi động, đồng thời tăng mơmen khởi động lên Hình 2.1: Động khơng đồng ba pha Động điện không đồng rotor dây quấn điều chỉnh tốc tốc độ chừng mực định, tạo mơmen khởi động l ớn mà dịng khởi động khơng lớn lắm, chế tạo có khó so v ới v ới lo ại rotor lồng sóc, giá thành cao hơn, bảo quản khó 2.2 CẤU TẠO Động không đồng ba pha có cấu tạo gồm hai phần: phần tĩnh (stator) phần quay (rotor) 2.2.1 Phần tĩnh (Stator) Stato có cấu tạo gồm vỏ máy, lỏi sắt dây quấn:  Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng đ ể làm mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất tương đ ối lớn (1000kW ) thường dùng thép hàn lại làm thành vỏ máy Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác  Lõi sắt: Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ tr ường quay nên đ ể giảm tổn hao lõi sắt làm thép kỹ thu ật ện ép l ại Khi đường kính ngồi lõi sắt nhỏ 90 mm dùng trịn ép l ại Khi đường kính ngồi lớn dùng hình rẻ quạt ghép l ại Mặt c lõi thép có rãnh để đặt dây quấn Hình 2.2: (a) lõi thép stator; (b) thép; (c) rãnh chứa dây quấn Rãnh chứa dây quấn có nhiều hình dạng khác Trong đó, phổ biến rãnh hình thang rãnh lê Hình 2.3: Rãnh mặt stator  Dây quấn: Dây quấn stator đặt vào rãnh lõi sắt cách ện tốt v ới lõi sắt Hình 2.4 (a) sơ đồ bố trí ba cuộn dây stator (b) dây quấn ba pha đặt rãnh 2.2.2 Phần quay (rotor): Rotor có loại : rotor kiểu dây quấn rotor ki ểu lòng sóc  Rotor dây quấn : Rotor có dây quấn giống dây quấn stator Dây quấn pha rotor thường đấu hình cịn ba đầu nối vào vành trượt thường làm đồng đặt cố định đầu trục thông qua chổi than có th ể đấu với mạch điện bên ngồi Đặc điểm thơng qua chổi than đ ưa ện tr ph ụ hay suất điện động phụ vào mạch điện rotor để cải thiện tính mở máy, ều 10 Hình 5.22: Đường đặc tuyến moment trình khởi động Hình 5.23: Đường đặc tuyến dòng điện khởi động  Cài đặt chế độ khởi động trực tiếp: 60 Hình 5.24: Đường đặc tuyến dịng điện khởi động trực tiếp Hình 5.25: Đường đặc tuyến dòng điện khởi động trực tiếp  Cài đặt nhiệt độ phát nóng động cơ: 61  Cài đặt chế độ dừng: 62 Hình 4.26: Đường đặc tính tốc độ n(s) qua phương pháp dừng động 63  Thiết lập chế độ dừng “coasting down”: 64  Cài đặt chế độ dừng mềm điều khiển Moment: Hình 5.27: Đường đặc tính moment dừng mềm  65  Cài đặt thơng số giới hạn dịng điện khởi động: 66 5.1.2.3 Bộ khởi động mềm siemens 3RW28 Hình 5.28: khởi động mềm 3RW28 Thơng số kỹ thuật: - Kích cỡ size: S00/S0/S3 - Dịng định mức 400C: 3…106A - Điện áp định mức: 200…480V - Công suất motor 400V (mạch inline): 1.5…55kW - Điện áp điều khiển Us: 24V AC/DC; 100…230V AC/DC - Khởi động/ dừng mềm; điện áp hàm dốc - Điện áp khởi động/ dừng: 40% 100%; thời gian khởi động dừng: 0…20s - Tích hợp contact bypass bên trong; bán dẫn công suất ều ển pha - Nhiệt độ môi trường: -25…600C - Tiêu chẩn: IEC 60947-4-2;UL/CSA Ứng dụng: bơm, bơm nhiệt, sử dụng cho bơm thủy lực, máy ép, băng tải, băng Vis tải 67 Hình 5.29: Các chân khởi động mềm Hình 5.30: Sơ đồ kết nối chân khởi động mềm 68 - Sau kết nối chân hình bạn ki ểm tra chân v ới t ủ đ ể trắc dòng điện khơng bị rị rỉ bên ngồi võ hộp đựng kết n ối v ới mơtơ - Đóng cầu giao điện khởi động mềm đèn báo sang xanh kh ởi đ ộng mềm hoạt động Hình 5.31 Bộ khởi động mềm hoạt động Hình 5.32 Kết nối motor với khởi động mềm 69 - sau kết nối với mơtơ hồn tất việc ki ểm tra đ ể đảm b ảo r ằng m ọi thứ khơng xãy sai sót - đóng cầu giao điện pha nhấn nút on/off môtơ chạy theo ều chỉnh vòng thời gian cài đặt trước 70 NHẬN XÉT: Bộ khởi động mềm xem giải pháp kinh tế để khởi động dừng động cơng suất lớn nhờ có ưu điểm vượt trội so v ới phương pháp khởi động truyền thống như: - Bảo vệ tránh chạy không tải, ngược pha, tải động cơ, kẹt khí - Giảm ảnh hưởng đến nguồn cung cấp (dòng đỉnh sụt áp khởi động) - Khả giao tiếp với mạng điều khiển - Về mặt cơng nghệ, dễ dàng tích hợp vào khởi động mềm chức dịch lui pha sóng điện áp để tiết kiệm điện động c làm vi ệc chế độ nhẹ tải - Tuy nhiên, chức tiết kiệm điện khởi động mềm, có, thực chất nhằm vào việc cải thiện hiệu suất động 71 KẾT LUẬN Biến tần khởi động mềm giải phần nh ững nhược điểm mà phương pháp điều khiển truyền th ống mắc phải, để từ nâng cao lực tự động hóa, nâng cao chất lượng s ản ph ẩm b ước tìm câu trả lời cho tốn tiết kiệm lượng Trong đồ án này, chúng em trình bày vấn đề đề tài: - Tổng quan động không đồng - Các phương pháp điều khiển động - Biến tần ứng dụng - Khởi động mềm ứng dụng - Tìm hiểu sản phẩm biến tần, khởi động mềm thị trường hi ện 72 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu, ứng dụng sâu tính thực biến tần khởi động mềm có thị trường nay, là: bảo vệ nhi ệt cho động cơ, ngõ vào/ra đa chức - Thiết kế hệ thống điều khiển tối ưu - Kết nối điều khiển cho toàn hệ thống Với tầm hiểu biết nhiều hạn chế thời gian nghiên cứu đề tài không nhiều nên đồ án chúng em không tránh kh ỏi nh ững sai xót Chúng em mong nhận ý kiến góp ý từ q thầy cơ, bạn để đồ án hoàn thiện Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn giúp đ ỡ, hướng d ẫn nhi ệt tình thầy Trần Văn Hải với quý thầy cô khoa Đi ện- Đi ện tử, bạn động viên từ phía gia đình, giúp chúng em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Điện tử công suất - Trường ĐH CNTP Tp.HCM, 2011 [2] Bài giảng Truyền động điện - Trường ĐH CNTP Tp.HCM, 2009 [3] Catalogue biến tần, khởi động mềm hãng ABB, Siement, Schneider, Omron…cung cấp [4] Vũ Gia Hanh – Máy điện 1, NXB Khoa học- Kỹ thuật, 2009 [5] Nguyễn Văn Nhờ – Giáo trình Điện tử cơng suất- tập 1, NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM, 2005 [6] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh – Giáo trình Điện tử cơng suất NXB Khoa học - Kỹ thuật, 2007 [7] 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 [8] Tài liệu tham khảo từ trang web như: http://tailieu.vn http://www.webdien.com http://www.dientuvietnam.net http://thietbidien.vn http://www.bientan.com.vn http://www.kilobooks.com 74 ... yếu sử dụng để thực đề tài là: - Phương pháp tham khảo tài li? ??u: Bao gồm tài li? ??u chun mơn, giảng giáo trình li? ?n quan đến đề tài, tài li ệu tải từ Internet,… - Phương pháp thực nghiệm mô phỏng:... 3RW28 .62 KẾT LUẬN 66 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 67 TÀI LI? ??U THAM KHẢO .68 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài: Trong... gây nguy hiểm cho thiết bị khác hệ thống ện Nên sau phương pháp điều khiển tốc độ động 1.2 Nội dung đề tài: Đề tài bao gồm: - Tổng quan động không đồng phương pháp điều ển - Các phương pháp điều