1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn

111 4 0

Đang tải... (xem toàn văn)

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

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Ứng Dụng Thiết Bị Điện Tử Công Suất Và Thiết Bị Điều Khiển Logic Khả Trình Vào Điều Khiển Động Cơ Không Đồng Bộ Roto Dây Quấn Công Suất Lớn
Tác giả Hồ Thị Kim Liền
Người hướng dẫn PGS.TS Thái Duy Thức
Trường học Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
Thể loại luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Năm xuất bản 2006
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 111
Dung lượng 3,64 MB

Cấu trúc

  • 1.1. Đặt vấn đề (16)
  • 1.2. Điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ trong mạch roto theo cấp (0)
  • 1.3. Điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi điện áp mạch stato (0)
    • 1.3.1. Nguyên lý hoạt động (25)
    • 1.3.2. Điều khiển tốc độ ĐC bằng phương pháp thay đổi điện áp nguồn (0)
  • 1.4. Điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ bằng bộ băm xung điện trở mạch roto (29)
    • 1.4.1. Cấu trúc bộ điều khiển PID (33)
    • 1.4.2. IGBT (transistor có cực điều khiển cách ly) (34)
    • 1.4.3. Nguyên lý làm việc của chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển (36)
  • Chương 2- MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐCKĐB BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI ĐIỆN TRỞ PHỤ THEO CẤP TRONG MẠCH ROTO 2.1. Đặt vấn đề (16)
    • 2.2. Thông số kỹ thuật của động cơ (45)
    • 2.3. Xác định giá trị điện trở khởi động trong mạch roto (46)
      • 2.4.2. Kết quả mô phỏng (53)
  • Chương 3- NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ HỢP LÝ CỦA HỆ THỐNG ĐK.ĐCKĐB BẰNG BỘ BĂM XUNG ĐIỆN TRỞ MẠCH ROTO 3.1. Đặt vấn đề (45)
    • 3.2. Mô phỏng điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng bộ băm xung điện trở mạch (60)
      • 3.2.1. Kết quả mô phỏng (61)
      • 3.2.2. Kết luận mô phỏng (74)
    • 3.3. Mô phỏng điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng bộ băm xung điện trở mạch (0)
      • 3.3.1. Đặt vấn đề (79)
      • 3.3.2. Sơ đồ mô phỏng tốc độ ĐCKĐB theo hệ thống kín (0)
  • Chương 4- NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB ROTO DÂY QUẤN 4.1. Đặt vấn đề (59)
    • 4.2. Ứng dụng lập trình PLC S7-200 vào điều khiển tốc độ động cơ (0)
      • 4.2.1. Lựa chọn thiết bị (99)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (0)

Nội dung

Điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi điện áp mạch stato

Nguyên lý hoạt động

Khi thay đổi điện áp stato của động cơ, đặc tính cơ của động cơ bị thay đổi và qua đó điều khiển được tốc độ của động cơ

Phương trình đặc tính cơ của động cơ có momen tỷ lệ với bình phương điện áp pha stato:

Với tham số biến thiên là điện áp stato U Đặc tính cơ có momen cực trị giảm dần theo bình phương điện áp stato (đặc tính cơ như hình 1.4)

Momen cực đại xảy ra tại cùng giá trị Sth khi U thay đổi và Sth chỉ phụ thuộc vào sự thay đổi điện trở roto

= (1.22) Ưu điểm của phương pháp điều khiển này là tính đơn giản

1.3.2 Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp nguồn

Khi thay đổi điện áp, stato chỉ ảnh hưởng đến Mth mà không làm thay đổi hệ số trượt tới hạn Hệ số trượt tới hạn tự nhiên S thtn của động cơ rất nhỏ, do đó không hiệu quả trong việc điều chỉnh tốc độ của động cơ roto lồng sóc Để mở rộng phạm vi điều chỉnh cho động cơ roto dây quấn, người ta thêm điện trở phụ vào mạch roto Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách thay đổi độ cứng của đặc tính cơ.

Sơ đồ nguyên lý và các đặc tính cơ của hệ thống truyền động điện cho thấy phương pháp này phù hợp với những thiết bị có momen cản Mc là hàm bậc hai theo tốc độ, chẳng hạn như bơm nước ly tâm và quạt thông gió trong hầm lò Để điều chỉnh điện áp stato, có thể sử dụng biến áp tự ngẫu, điện kháng hoặc bộ biến đổi có điều khiển.

Trong quá trình điều khiển tốc độ động cơ thay đổi, còn dòng điện roto không thay đổi và bằng dòng định mức

Nếu I2= const thì M.S= const hay

Từ biểu thức (1.23) là đường cong giới hạn vùng điều chỉnh tốc độ, độ rộng của vùng này phụ thuộc vào giá trị điện trở trong mạch roto

Cấu trúc của hệ thống điều chỉnh điện áp như trên hình 1.5, ta sử dụng hai hồi tiếp: Hồi tiếp theo tốc độ và hồi tiếp theo dòng điện ωđ

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi điện áp nguồn ω đặt

Biên giới của vùng điều chỉnh tốc độ được xác định bởi các yếu tố tự nhiên, tốc độ tối đa và đường cong theo công thức (1.23) như thể hiện trong hình 1.6.

Từ phân tích trên cho ta nhận xét như sau:

Do giá trị độ trượt tới hạn S th của đặc tính cơ tự nhiên nhỏ, việc điều chỉnh điện áp cho động cơ roto lồng sóc thường không được áp dụng Trong khi đó, để thực hiện điều chỉnh điện áp cho động cơ roto dây quấn, cần phải thêm điện trở vào mạch roto nhằm mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và mô men.

Để giảm áp lực lên động cơ, người ta thường sử dụng biến áp tự ngẫu kết nối vào stato của động cơ Việc này sẽ làm tăng điện trở và điện cảm trong mạch stato, dẫn đến việc giảm hệ số trượt tới hạn và momen.

Do những yêu cầu trên, ta cần nghiên cứu hệ thống điều khiển tốc độ động cơ KĐB bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto

Hình 1.6 Họ đặc tính cơ của động cơ KĐB khi thay đổi điện áp nguồn.

Điều khiển tốc độ ĐC bằng phương pháp thay đổi điện áp nguồn

Khi thay đổi điện trở phụ R f trong mạch roto, hệ số trượt tới hạn S th sẽ bị ảnh hưởng, trong khi momen tới hạn M th của động cơ vẫn giữ nguyên Điều này cho phép chúng ta điều khiển tốc độ của động cơ Bài viết đã trình bày các sơ đồ điều khiển tốc độ cho động cơ không đồng bộ thông qua phương pháp thay đổi điện trở phụ trong mạch roto.

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ bằng bộ băm xung điện trở mạch roto ω đặt

Điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp thay đổi điện trở phụ bằng bộ băm xung điện trở mạch roto

Cấu trúc bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) được coi là giải pháp lý tưởng cho các hệ thống có mô hình liên tục nhờ cấu trúc đơn giản và độ bền cao Chính vì vậy, bộ điều khiển PID được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, thay thế cho các phương pháp điều khiển khác Bộ điều khiển này có đặc điểm là hàm trễ lớn, với hàm truyền đạt có dạng: K P.

Trong đó: Kp, Ki, Kd là các hệ số tỉ lệ, tích phân và đạo hàm

Nếu viết theo hàm thời gian thì tín hiệu ra của bộ PID là:

T d = K d /K p là hằng số thời gian tích phân và đạo hàm e(t): tín hiệu vào của bộ điều khiển u(t): tín hiệu ra của bộ điều khiển

Nếu viết theo hàm thời gian thì tín hiệu ra của bộ PID là:

Td = Kd/Kp là hằng số thời gian tích phân và đạo hàm e(t): tín hiệu vào của bộ điều khiển u(t): tín hiệu ra của bộ điều khiển

Bộ điều khiển PID cho phép người sử dụng tích hợp linh hoạt các luật điều khiển như điều khiển tỉ lệ, điều khiển tỉ lệ tích phân và điều khiển tỉ lệ vi phân Trong các quá trình điều khiển tự động, bộ điều khiển PID đóng vai trò thiết yếu và không thể thay thế, như minh họa trong sơ đồ khối bộ điều khiển PID.

IGBT (transistor có cực điều khiển cách ly)

IGBT (transistor có cực điều khiển cách ly) là một phần tử kết hợp, sở hữu khả năng đóng cắt nhanh giống như Mosfet và khả năng chịu tải lớn của transistor thông thường Về mặt điều khiển, IGBT hoạt động tương tự như Mosfet, tức là được điều khiển bằng điện áp, giúp giảm công suất điều khiển xuống mức rất nhỏ Hình 1.11 minh họa cấu trúc bán dẫn cùng các ký hiệu trên sơ đồ của IGBT.

Hình 1.10 Sơ đồ khối bộ điều khiển PID

IGBT mở khi điện áp U CE lớn hơn 0 và ở trạng thái mở bão hòa khi U CE vượt ngưỡng U GE Đặc tính vào của IGBT khi dẫn điện tương tự như Mosfet Để khóa IGBT, cần có điện trở nhỏ tối đa giữa G và E để tạo điều kiện cho tụ đầu vào phóng điện Dòng I c của IGBT phụ thuộc vào tốc độ thay đổi điện áp điều khiển dUCE/dt; tốc độ này càng cao thì dòng khống chế càng thấp Mạch thay thế và đặc tính (VA) của IGBT được minh họa trong hình 1.12.

Hình 1.11 a) cấu trúc bán dẫn, b) các ký hiệu trên sơ đồ của IGBT b) a, Cấu trúc bán dẫn của IGBT

IGBT được sử dụng phổ biến trong dải công suất và tần số trung bình Mặc dù lý thuyết cho rằng IGBT có khả năng chịu điện áp ngược, nhưng thực tế cho thấy chúng dễ bị chọc thủng khi gặp điện áp ngược thấp Do đó, để cải thiện đặc tính và giảm sụp áp, cần thiết phải sử dụng điốt mắc song song với cực phát và cực thu của van, và đôi khi điốt này đã được tích hợp sẵn trong các loại van.

MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐCKĐB BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI ĐIỆN TRỞ PHỤ THEO CẤP TRONG MẠCH ROTO 2.1 Đặt vấn đề

Thông số kỹ thuật của động cơ

Để mô phỏng động cơ không đồng bộ, điều quan trọng là phải có các tham số của nó Trong luận văn này, việc xác định các tham số của động cơ không đồng bộ roto dây quấn không được đề cập, vì vấn đề này đã được thảo luận trong tài liệu tham khảo (10).

Để thu thập số liệu thực tế cho luận văn, tác giả đã sử dụng dữ liệu từ hệ thống truyền động điện của tời khoan Y2-5-5, được áp dụng trong ngành khoan khai thác dầu khí tại xí nghiệp Vietsovpetro.

Động cơ tời khoan được mô tả trong bảng 2.1 với công suất P = 160 kW, thông số kỹ thuật được trích xuất từ thư viện Asynchronous Machine trong phần mềm Matlab 7.0.1.

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Loại ĐC KĐB roto dây quấn

Công suất động cơ định mức P đm 160 kW Điện áp định mức U đm 400 V

Bảng 2.1 Thông số của động cơ KĐB với công suất P0kW

Bảng 2.2 Giá trịđiện trở từng cấp (như hình 2.1a)

Tốc độ quay định mức n 1487 v/ph Điện trở Stato R s 0,01379 Ω Điện cảm stato Ll s 0,000152 H Điện trở Roto R r 0,007728 Ω Điện cảm roto Ll r 0,000152 H

Momen quán tính của roto J qtđc 2,9 Kg.m 2

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ HỢP LÝ CỦA HỆ THỐNG ĐK.ĐCKĐB BẰNG BỘ BĂM XUNG ĐIỆN TRỞ MẠCH ROTO 3.1 Đặt vấn đề

Mô phỏng điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng bộ băm xung điện trở mạch

mạch roto theo hệ hở

Hình 3.1 trình bày sơ đồ mô phỏng phần mềm Simulink của Matlab, nhằm nghiên cứu và xác định các tham số hợp lý cho hệ thống điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ thông qua phương pháp băm xung điện trở mạch roto Các đặc tính làm việc của điện áp xoay chiều mạch roto, điện áp trên điện trở, điện áp một chiều và dòng sau chỉnh lưu được hiển thị trên khối scope 2 cùng với các khối Goto và From [A], [B], [C], [D] với giá trị điện trở R=1,498Ω Giá trị điện cảm L, tần số điều khiển (chu kỳ T), ε 50% và độ rộng xung 50% của chu kỳ xung cũng được thay đổi Dòng điện xoay chiều roto, stato, tốc độ động cơ và mô men điện từ được thể hiện trên khối scope 1.

Khi mô phỏng ta vẫn sử dụng momen cản Mc=const (Mc%0Nm) và thông số của động cơ như đã mô phỏng ở chương 2

Sơ đồ mô phỏng phỏng điều khiển động cơ không đồng bộ bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto cho ở hình 3.1

Các đại lượng Đơn vị G.trị cực đại G.trị ổn định

Momen điện từ Nm 2500 250 Điện áp ra roto (V) 300 200 Điện áp ra 1chiều (V) 400 100 Điện áp trên điện trở (V) 400 100

Hình 3.1 Sơ đồ mô phỏng điều khiển động cơ KĐB bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto theo hệ hở

Khi giá trị điện cảm L=0, dòng điện xoay chiều của roto không còn dạng sin mà bị nhiễu và dao động mạnh, trong khi dòng điện stato vẫn duy trì dạng sin nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ hệ thống chỉnh lưu Mặc dù tốc độ động cơ ổn định, momen điện từ vẫn bị nhiễu Điện áp xoay chiều của roto không còn dạng sin mà biến thành những xung gián đoạn, dẫn đến điện áp trên điện trở và dòng một chiều qua chỉnh lưu trở nên không liên tục, làm tăng biên độ.

Dòng xoay chi ề u Iroto, Istato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ , L=0 T.h ợ p khi ổ n đị nh c ủ a dòng xoay chi ề u

Các đại lượng Đơn vị G.trị cực đại G.trị ổn định

Momen điện từ Nm 1000 250 Điện áp ra roto (V) 400 110 Điện áp ra 1chiều (V) 350 100 Điện áp trên điện trở (V) 400 100

Dòng qua điện trở (V) 400 125 a, Hình 3.3 b, Đ i ệ n áp ra roto, Ura 1chi ề u, Ura trên đ i ệ n tr ở , dòng sau ch ỉ nh l ư u, L=0

Th ợ p khi ổ n đị nh c ủ a đ i ệ n áp ra roto, Ura 1chi ề u, Ura trên đ i ệ n tr ở , dòng sau ch ỉ nh l ư u, L=0

Khi giá trị điện cảm L=0,001H, dòng điện roto xoay chiều không còn dạng sin mà dao động mạnh, trong khi dòng điện stato vẫn duy trì dạng sin nhưng bị ảnh hưởng bởi nhiễu Mặc dù tốc độ động cơ ổn định, momen điện từ cũng gặp phải nhiễu Điện áp xoay chiều của roto không còn là sin mà bị băm thành những xung không liên tục nhưng vẫn không bị gián đoạn Hơn nữa, điện áp trên điện trở và dòng một chiều qua chỉnh lưu cũng cho thấy sự không liên tục nhưng vẫn giữ được trạng thái không bị gián đoạn.

Dòng xoay chi ề u Iroto, Istato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ , L=0,001H T.h ợ p ổ n đị nh c ủ a dòng xoay chi ề u

Với giá trị điện trở R=1,498Ω, L=0,001H, ε = 50% và tần số điều khiển f=0Hz (chu kỳ T=0,001s), hình 3.4a và hình 3.5a cho thấy dòng điện roto và stato có dạng sin nhưng bị ảnh hưởng bởi nhiễu, dẫn đến hiện tượng nhấp nhô Mặc dù tốc độ động cơ ổn định, momen điện từ ở trạng thái ổn định lại không phẳng và dao động Điện áp xoay chiều của mạch roto và điện áp một chiều sau chỉnh lưu đều bị băm thành những xung gián đoạn và không liên tục, tương tự như dòng một chiều qua chỉnh lưu.

Hình 3.5 Đ i ệ n áp Ura roto, Ura 1 chi ề u, đ i ệ n áp trên đ i ệ n tr ở , dòng m ộ t chi ề u và xung

T.h ợ p ổ n đị nh L=0,001H,Ura roto Ura 1 chi ề u, đ i ệ n áp trên đ i ệ n tr ở , dòng 1 chi ề u

Các đại lượng Đơn vị G.trị cực đại G.trị ổn định

Momen điện từ Nm 1000 250 Điện áp ra roto (V) 400 120 Điện áp ra 1chiều (V) 350 100 Điện áp trên điện trở (V) 400 200

Dòng qua điện trở (V) 380 125 a, Hình 3.6 b,

T.h ợ p 2 chu k ỳ đầ u c ủ a đ i ệ n áp xoay chi ề u roto,Ura 1chi ề u, Ura trên đ i ệ n tr ở , dòng sau ch ỉ nh l ư u và xung, L=0,001H, f00Hz

T.h ợ p 2 chu k ỳ đầ u c ủ a dòng roto, stato, t ố c độ độ ng c ơ , momen đ i ệ n t ừ L=0,001H, f00Hz a, b,

Hình 3.7 Dòng đ i ệ n xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ khi L=0,0015H, f00Hz Đ i ệ n áp ra xoay chi ề u roto, Ura m ộ t chi ề u, Ura trên đ i ệ n tr ở , dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u L=0,0015H

Với giá trị điện cảm L=0,0015H, dòng xoay chiều roto sin ổn định và không có hiện tượng nhấp nhô do nhiễu Mặc dù momen điện từ vẫn còn nhấp nhô, điện áp xoay chiều của mạch roto sin không bị băm và gián đoạn Điện áp một chiều sau chỉnh lưu trên tải R cũng duy trì liên tục, trong khi dòng một chiều không còn hiện tượng nhấp nhô nhiều.

T.h ợ p 2 chu k ỳ đầ u c ủ a dòng xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ độ ng c ơ và momen đ i ệ n t ừ khi L=0,0015H

T.h ợ p 2 chu k ỳ đầ u c ủ a đ i ệ n áp ra xoay chi ề u roto, đ i ệ n áp 1 chi ề u, đ i ệ n áp trên t ả i, dòng m ộ t chi ề u sau ch ỉ nh l ư u và xung khi L=0,0015H, f00Hz

Với giá trị điện cảm L=0,1H, dòng điện xoay chiều giữa roto và stato không có sự cải thiện đáng kể, trong khi đó điện cảm lớn làm cho hệ thống trở nên cồng kềnh.

T.h ợ p ổ n đị nh c ủ a dòng xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ độ ng c ơ và momen đ i ệ n t ừ khi L=0,0015H

T.h ợ p ổ n đị nh c ủ a đ i ệ n áp ra xoay chi ề u roto, đ i ệ n áp 1 chi ề u, đ i ệ n áp trên t ả i, dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u và xung L=0,0015H, f00Hz Hình 3.9 b,

Sau nhiều lần thay đổi tham số điện cảm L với các giá trị khác nhau (khi R=1,498Ω, ε = 50%, tần số điều khiển f=0Hz), chương trình mô phỏng cho thấy rằng nếu giá trị điện cảm L quá lớn hoặc quá nhỏ (L≈0), dòng điện trong mạch roto và điện áp ra xoay chiều sẽ không còn dạng sin do ảnh hưởng của nhiễu Giá trị điện cảm L=0,0015H là tương đối phù hợp, giúp điều khiển dòng điện xoay chiều roto và làm cho điện áp ra xoay chiều gần với dạng sin hơn, đồng thời áp liên tục không bị gián đoạn.

Khi Thay đổi tần số điều khiển f (Tchu kỳ)

T.h ợ p khi ổ n đị nh dòng đ i ệ n xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ , T=0,002s

T.h ợ p ổ n đị nh đ i ệ n áp xoay chi ề u roto, stato, đ i ệ n áp m ộ t chi ề u, dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u T=0,002s

Khi giá trị điện cảm L=0,0015H và tần số điều khiển fP0Hz (T chu kỳ, T = 0,002s) thay đổi, dòng điện xoay chiều ở roto và dòng stato trở nên không sin và đồng pha, dẫn đến momen điện từ nhấp nhô nhiều, ảnh hưởng xấu đến tốc độ động cơ (hình 3.10a, hình 3.11a) Điện áp xoay chiều trên mạch roto bị băm thành các xung gián đoạn và không liên tục Tương tự, điện áp ra một chiều và dòng một chiều sau khi chỉnh lưu cũng gặp tình trạng tương tự (hình 3.10b và 3.11b).

T.h ợ p 2 chu k ỳ đầ u c ủ a dòng đ i ệ n xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ , T=0,002s

T.h ợ p 2chu k ỳ đầ u đ i ệ n áp xoay chi ề u roto, stato, đ i ệ n áp 1chi ề u, dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u

Các đại lượng Đơn vị G.trị cực đại G.trị ổn định

Momen điện từ Nm 1700 250 Điện áp ra roto (V) 400 120 Điện áp ra 1chiều (V) 350 100 Điện áp trên điện trở (V) 550 200

Dòng qua điện trở (V) 390 160 a, Hình 3.12 b,

Dòng roto, stato, tốc độ động cơ, momen điện từ, điện áp Ura xoay chiều khi tần số điều khiển f = 1500Hz, ω = f(t)

Trên hình 3.12a,b khi thay đổi tần số điều khiển f00Hz (R=1,498

Dòng xoay chiều roto và dòng stato sin có sự tương đồng về đầu vào, nhưng chất lượng tín hiệu bị suy giảm Momen điện từ xuất hiện hiện tượng nhiễu và nhấp nhô, trong khi tốc độ động cơ duy trì ổn định do tần số phụ thuộc vào tốc độ (ω = f(t)) Điện áp xoay chiều trong mạch roto có dạng sin, trong khi điện áp một chiều được băm thành các xung không liên tục Sau khi chỉnh lưu, dòng một chiều trở nên phẳng và không bị gián đoạn.

T.h ợ p khi ổ n đị nh c ủ a dòng xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ khi đ i ề u khi ể n v ớ i t ầ n s ố f00Hz

T.h ợ p khi ổ n đị nh c ủ a Ura xoay chi ề u, Ura

1 chi ề u, U trên đ i ệ n tr ở , dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u, khi đ i ề u khi ể n v ớ i f00Hz

Tần số điều khiển f P0Hz (chu kỳ=0,002s) có tác động tiêu cực đến chất lượng và các đặc tính hoạt động của động cơ Khi sử dụng tần số điều khiển f00Hz, dòng điện xoay chiều và điện áp xoay chiều sin sẽ ổn định, giúp tốc độ động cơ duy trì ở mức ổn định (hình 3.14a,b) Trong quá trình ổn định (hình 3.13a,b), dòng điện xoay chiều roto và stato duy trì dạng sin, liên tục và không bị gián đoạn.

T.h ợ p 2chu k ỳ đầ u c ủ a dòng xoay chi ề u roto, stato, t ố c độ , momen đ i ệ n t ừ khi đ i ề u khi ể n v ớ i t ầ n s ố f00Hz

T.h ợ p 2chu k ỳ đề u c ủ a Ura xoay chi ề u, Ura 1 chi ề u, U trên đ i ệ n tr ở , dòng 1chi ề u sau ch ỉ nh l ư u, khi đ i ề u khi ể n v ớ i f00Hz đoạn, momen điện từ luôn ổn định Điện áp ra xoay chiều sin, không bị băm, áp một chiều và dòng một chiều sau chỉnh lưu liên tục

Sau khi thay đổi tham số điện cảm L và tần số điều khiển f, chương trình mô phỏng cho thấy rằng với L = 0,0015H và tần số f từ 0Hz đến 2000Hz, động cơ hoạt động hiệu quả hơn Dòng xoay chiều của roto và stato có dạng sin, ít dao động, và điện áp ra cũng ổn định không bị băm thành xung gián đoạn Tuy nhiên, trong thời gian quá độ, nhiễu ảnh hưởng đến momen điện từ, khiến dòng stato chưa đạt dạng sin do chỉnh lưu Do đó, cần lắp thêm tụ để lọc nhiễu, cải thiện hệ thống điều khiển, và nghiên cứu này sẽ được thực hiện trong phần tiếp theo.

Nghiên cứu mô phỏng đã xác định các tham số tối ưu cho hệ thống điều khiển tốc độ động cơ với tần số điều khiển f=0Hz, điện cảm L=0,0015H và điện trở R=1,498Ω, cho phép đạt tốc độ ω=rad/s với sai số ε=0,01% Để mở rộng phạm vi điều khiển ở tốc độ thấp hơn, cần thêm điện trở phụ vào mạch roto; với R=2,5Ω, động cơ đạt tốc độ ω=2,5rad/s và ε=0,01% Khi tăng điện trở lên R=3Ω, tốc độ tối thiểu của động cơ đạt ω=0,5rad/s.

Vậy khi giá trị điện trở tăng thì tốc độ động cơ giảm thấp

* Khi R = 1,498 ΩΩΩΩ, L = 0,0015H, εεεε = 50%, f00Hz (T = 0,000666s) và lắp thêm tụ lọc vào hệ thống điều khiển

Hiện tượng nhiễu đã ảnh hưởng đến chất lượng các đặc tính, vì vậy cần lắp thêm bộ lọc cho cả hai chiều xoay chiều và một chiều để giảm thiểu các thành phần sóng bậc cao.

Hình 3.15 Sơ đồ mô phỏng điều khiển tốc độ ĐCKĐB bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto theo hệ hở khi đấu thêm các bộ lọc

Hình 3.15 trình bày sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển tốc độ động cơ bằng phần mềm Simulink của Matlab, khi tích hợp bộ lọc Các đặc tính điện áp xoay chiều mạch roto, điện áp trên điện trở, điện áp một chiều và dòng sau chỉnh lưu được hiển thị qua khối scope cùng các khối Goto, From [A], [B], [C], [D] Thông số điện trở và điện cảm được thiết lập lần lượt là R=1,498Ω và L=0,0015H, với ε = 50% Tần số điều khiển là f=00Hz hoặc chu kỳ T=0,000666s, và độ rộng xung 50% của chu kỳ xung Các thông số như dòng điện xoay chiều roto, stato, tốc độ động cơ và mô men điện từ cũng được thể hiện trên khối scope 1.

* Giới thiệu sơ lược về chức năng bộ lọc

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PLC S7-200 VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KĐB ROTO DÂY QUẤN 4.1 Đặt vấn đề

Ngày đăng: 10/10/2022, 07:11

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1. Sơ đồ thay thế 1pha của động cơ KĐB - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
Hình 1.1. Sơ đồ thay thế 1pha của động cơ KĐB (Trang 17)
Hình 1.9.Điều chỉnh xung trở mạch roto - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
Hình 1.9. Điều chỉnh xung trở mạch roto (Trang 32)
hình 1.13 các cuộn sơ cấp của máy biến áp có thể nối theo hình sao hoặc tam giác, còn cuộn thứ cấp nối theo hình saọ - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
hình 1.13 các cuộn sơ cấp của máy biến áp có thể nối theo hình sao hoặc tam giác, còn cuộn thứ cấp nối theo hình saọ (Trang 36)
Xét tại thời điểm θ1 (xem hình 1.14) điện thế tại điểm A,B,C như sau: uA> uB > uC - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
t tại thời điểm θ1 (xem hình 1.14) điện thế tại điểm A,B,C như sau: uA> uB > uC (Trang 37)
Trên hình 1.18 là đường cong dòng áp chỉnh lưu nhận được khi mô - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
r ên hình 1.18 là đường cong dòng áp chỉnh lưu nhận được khi mô (Trang 41)
Hình 1.18. Đường cong dòng, - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
Hình 1.18. Đường cong dòng, (Trang 42)
Đường cong dòng áp chỉnh lưu trong trường hợp này như hình 1.20 và - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
ng cong dòng áp chỉnh lưu trong trường hợp này như hình 1.20 và (Trang 43)
Bảng 2.2. Giá trị điện trở từng cấp (như hình 2.1a) - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
Bảng 2.2. Giá trị điện trở từng cấp (như hình 2.1a) (Trang 46)
- Momen điện từ của động cơ KĐB khi khởi động không tải (hình 2.8) - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
omen điện từ của động cơ KĐB khi khởi động không tải (hình 2.8) (Trang 54)
- Dòng điện stato và roto của ĐCKĐB khi khởi động không tải (hình 2.10). - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
ng điện stato và roto của ĐCKĐB khi khởi động không tải (hình 2.10) (Trang 55)
tải (hình 2.11). - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
t ải (hình 2.11) (Trang 56)
Hình 3.1. Sơ đồ mô phỏng điều khiển động cơ KĐB bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto theo hệ hở - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
Hình 3.1. Sơ đồ mô phỏng điều khiển động cơ KĐB bằng phương pháp băm xung điện trở mạch roto theo hệ hở (Trang 61)
a, Hình 3.6 b, - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
a Hình 3.6 b, (Trang 66)
a, Hình 3.10 b, - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
a Hình 3.10 b, (Trang 70)
Trên hình 3.10a,b với giá trị điện cảm L=0,0015H khi thay đổi tần số điều khiển f=500Hz (T chu kỳ, T = 0,002s) thì làm cho dịng điện xoay chiều - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị điện tử công suất và thiết bị điều khiển logic khả trình vào điều khiển động cơ không đồng bộ roto dây quấn công suất lớn
r ên hình 3.10a,b với giá trị điện cảm L=0,0015H khi thay đổi tần số điều khiển f=500Hz (T chu kỳ, T = 0,002s) thì làm cho dịng điện xoay chiều (Trang 71)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN