Luận án tốt nghiệp động cơ không đồng bộ

Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí PHẦN I THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I Đại cương máy điện không đồng II Nguyên lý làm việc động không đồng III Cấu tạo động không đồng IV Công dụng V Kết cấu máy điện CHƯƠNG NHỮNG VẤN DỀ CHUNG KHI THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ RƠTO LỒNG SĨC 13 I Ưu diểm 13 II Khuyết điểm 13 III Biện pháp khắc phục 13 IV Nhận xét 13 V Tiêu chuẩn sản suất động 13 VI Phương pháp thiết kế 14 VII Nội dung thiết kế 14 VIII Các tiêu chuẩn động không đồng rôto lồng sóc 14 IX Trình tự thiết kế 18 CHƯƠNG TÍNH TỐN MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ 19 I Xác định kích thước chủ yếu 19 II Thiết kế stato 21 III Thiết kế lõi sắt rôto 23 IV Khe hở khơng khí 25 V Tham số động điện khơng đồng q trình khởi động 26 PHẦN II THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ BA PHA RƠTO LỒNG SÓC 30 CHƯƠNG KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU 32 Số đôi cực 32 Đường kính ngồi stato 32 CHƯƠNG DÂY QUẤN, RÃNH STATO VÀ KHE HỞ KHƠNG KHÍ 34 Mã hiệu thép bề dầy thép 34 Kết cấu stato vỏ máy điện xoay chiều 34 Bước rãnh stato 34 Số dẫn tác dụng rãnh ur1 35 Số vòng dây nối tiếp pha 35 Tiết diện đường kính dây dẫn 35 Kiểu dây quấn 35 Hệ số dây quấn 37 10 Từ thơng khe hở khơng khí Ф 37 11 Mật độ từ thơng khe hở khơng khí Bδ tải đường A 37 12 Sơ định chiều rộng b’z1 37 13 Sơ chiều cao gông stato hg1 37 14 Kích thước rãnh cách điện 38 15 Diện tích rãnh trừ nêmS’r 38 16 Bề rộng stator bz1 39 SVTH : Châu Quang Đạt Trang-1 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí 17 Chiều cao gông stato 39 18 Khe hở khơng khí 39 CHƯƠNG DÂY QUẤN, RÃNH VÀ GÔNG RÔTO 40 Số rãnh rôto Z2 40 Đường kính ngồi rơto D’ 40 Bước rôto t2 40 Sơ định chiều rộng rôto b’z2 40 Đường kính trục rơto Dt 40 Dịng điện dẫn rơto Itd 40 Dòng điện vòng ngắn mạch Iv 41 Tiết diện dẫn vịng nhơm S’td 41 Sơ chọn mật độ dòng điện vòng ngắn mạch Sv = 2,5 A/mm2 41 10 Kích thước rãnh rơto vịng ngắn mạch 41 11 Chiều cao vành ngắn mạch hv 41 12 Đường kính trung bình vành ngắn mạch Dv 41 13 Bề rộng vành ngắn mạch bv 41 14 Diện tích rãnh rơto Sr2 41 15 Bề rộng rôto 1/3 chiều cao 41 16 Chiều cao gông rôto hg2 42 17 Làm nghiên rãnh rôto bn 42 CHƯƠNG TÍNH TỐN MẠCH TỪ 43 Hệ số khe hở khơng khí 43 Dùng thép KTĐ cán nguôi 2211 43 Sức từ động khe hở khơng khí Fδ 43 Mật độ từ thông stator Bz1 43 Sức từ động stato 43 Mật độ từ thômg rôto Bz2 44 Sức từ động rôto Fz2 44 Hệ số bão hòa kz 44 Mật độ từ thông gông stator Bg1 44 10 Cường độ từ trường gông stator Hg1: theo Bảng V-9 (Phụ lục V, trang 611 TKMĐ), ta chọn 44 11 Chiều dài mạch từ gông stator Lg1 44 12 Sức từ động gông stator Fg1 44 13 Mật độ từ thông gông rôto Bg2 44 14 Cường độ từ trường gông rôto Hg2: theo Bảng V-9 (Phụ lục V, trang 611 TKMĐ), ta chọn 44 15 Chiều dài mạch hở gông rôto Lg2 44 16 Sức từ động gông rôto Fg2 45 17 Tổng sức từ động mạch từ F 45 18 Hệ số bão hịa tồn mạch kμ 45 19 Dòng điện từ hóa Iμ 45 20 Dịng điện từ hóa phần trăm 45 CHƯƠNG THAM SỐ ĐỘNG CƠ ĐIỆN Ở CHẾ ĐỘ ĐỊNH MỨC 46 Chiều dài phần đầu nối dây quấn stator Lđ1 46 Chiều dài trung bình nửa vòng dây quấn stator ltb 46 SVTH : Châu Quang Đạt Trang-2 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Chiều dài dây quấn pha stator L1 46 Điện trở tác dụng dây quấn stator r1 46 Điện trở tác dụng dây quấn rôto rtd 46 Điện trở vòng ngắn mạch rv 47 Điện trở rôto r2 47 Hệ số quy đổi γ 47 Điện trở rôto quy đổi 47 10 Hệ số từ dẫn tản rãnh stator λr1 47 11 Hệ số từ dẫn tản tạp stator 48 12 Hệ số từ tản phần đầu nối λđ1 48 13 Hệ số từ dẫn tản stator 48 14 Điện kháng dây quấn stator x1 48 15 Hệ số từ dẫn tản rãnh rôto λr2 48 16 Hệ số từ dẫn tản tạp rôto 49 17 Hệ số từ dẫn tản phần đầu nối 49 18 Hệ sốtừ tản rãnh nghiên 49 19 Hệ số từ tản rôto 49 20 Điện kháng tản dây quấn rôto 49 21 Điện kháng rôto quy đổi 49 22 Điện kháng hổ cảm x12 49 23 Tính lai kE 50 CHƯƠNG TỔN HAO THÉP VÀ TỔN HAO CƠ 51 51 Trọng lượng gông từ stato 51 Tổn hao sắt lõi sắt stato 52 Tổn hao bề mặt rôto 52 Tổn hao đập mạch rôto 53 Tổng tổn hao thép 53 Tổn hao 53 Tổn hao không tải 53 CHƯƠNG ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC 54 Hệ số C1 54 Thành phần phản kháng dòng điện chế độ đồng 54 Thành phần tác dụng dòng điện chế độ đồng 54 Sức điện động E1 55 Hệ số trượt định mức 55 Hệ số trượt momen cực đại 55 Bội số momen cực đại 55 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐẶC TÍNH KHỞI ĐỘNG 58 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt với s = 58 Tham số động điện xét đến hiệu ứng mặt bão hòa mạch từ tản s=1 59 Dòng điện khởi động 61 Bội số dòng điện khởi động 61 Bội số momen khởi động 61 CHƯƠNG TÍNH TỐN NHIỆT 62 SVTH : Châu Quang Đạt Trang-3 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Các nguồn nhiệt sơ đồ thay nhiệt bao gồm 62 Nhiệt trở mặt lõi sắt stator 63 Nhiệt trở phần đầu nối dây quấn stator 63 Nhiệt trở đặc trưng cho độ chênh lệch khơng khí nóng bên máy vỏ máy 64 Nhiệt trở bề mặt vỏ máy 64 Nhiệt trở lớp cách điện rãnh 65 Độ chênh nhiệt vỏ máy với môi trường 66 Độ tăng nhiệt dây quấn stato 66 CHƯƠNG 10 TÍNH TỐN THƠNG GIĨ VÀ LÀM NGUỘI 67 I Hệ thống thông gió 67 II Tính tốn thơng gió 68 Xác định lượng khơng khí cần thiết 68 III Tính tốn quạt gió 69 Đặc điểm quạt ly tâm 69 Đặc tính quạt ly tâm 69 Xác định lượng khơng khí cần thiết Q 70 Lượng khong khí tiêu hao cực đại 70 Tính tốn quạt ly tâm 70 Chiều cao cánh quạt 73 Số cánh quạt 73 Kích thước quạt 73 Công suất quạt Pq 73 CHƯƠNG 11 TÍNH TOÁN CƠ 74 I Tính tốn trục 74 II Chọn kích thước trục 75 Kiểm tra độ bền trục 75 Tính tốn gối trục bi 78 Chọn vỏ máy 79 Chọn nắp máy 80 Kích thước tổng quát chân đế máy theo phụ lục I trang 598 (TKMD) 80 Chọn móc treo 80 CHƯƠNG 12 TRONG LƯỢNG VẬT LIỆU TÁC DỤNG VÀ CHỈ TIÊU SỬ DỤNG 82 Trọng lượng thép silic cầu chuẩn b 82 Trọng lượng dồng dây quấn stato 82 Trọng lượng nhôm rôto (không kể cánh quạt vành ngắn mạch) 82 PHẦN III TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐIỆN BẰNG CÁCH ĐIỀU KHIỂN HỆ SỐ CƠNG SUẤT…………………………………………………………………………………………83 1.Điều Khiển Hệ Số Cơng Suất- Mạch Chi Tiết Cơ Bản………………………83 2.Mạch Khuếch Đại Chế Độ Không Liên Tục Đến Với Chế Độ Liên Tục Cho Sư Điều Chỉnh Hệ Số Công Suất…………………………………………………………85 3.Sự Ổn Định Điện Áp ngõ Vào Trong Bộ Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục… 88 4.Sự Ổn Định Ngõ Ra Trong Bộ Ổn Định Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục ….89 SVTH : Châu Quang Đạt Trang-4 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I Đại cương máy điện không đồng Máy điện không đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn, sử dụng bảo quản thuận tiện, giá thành rẽ nên sử dụng rộng rãi kinh tế quốc dân, loại công suất 100 kW Động điện khơng đồng rơto lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất loại rơto lồng sóc đúc nhôm) nên chiếm số lượng lớn loại động cơng suất nhỏ trung bình Nhược điểm động điều chỉnh tốc độ khó khăn dòng điện khởi động lớn thường 6-7 lần dòng điện định mức Để bổ khuyết cho nhược điểm này, người ta chế tạo đông không đồng rơto lồng sóc nhiều tốc độ dùng rơto rãnh sâu, lồng sóc kép để hạ dịng điện khởi động, đồng thời tăng mômen khởi động lên Động điện khơng đồng rơto dây quấn điều chỉnh tốc tốc độ chừng mực định, tạo mơmen khởi động lớn mà dịng khởi động khơng lớn lắm, chế tạo có khó so với với loại rơto lồng sóc, giá thành cao hơn, bảo quản khó Động điện không đồng sản xuất theo kiểu bảo vệ IP23 kiểu kín IP44 Những động điện theo cấp bảo vệ IP23 dùng quạt gió hướng tâm đặt hai đầu rôto động điện Trong động rơto lồng sóc đúc nhơm cánh quạt nhôm đúc trực tiếp lên vành ngắn mạch Loại động điện theo cấp bảo vệ IP44 thường nhờ vào cánh quạt đặt vỏ máy để thổi gió mặt ngồi vỏ máy, tản nhiệt có với loại IP23 bảo dưỡng máy dễ dàng Hiện nước sản xuất động điện không đồng theo dãy tiêu chuẩn Dãy động không đồng công suất từ 0,55-90 KW ký hiệu K theo tiêu chuẩn Việt Nam 1987-1994 ghi bảng 10-1 (Trang 228 TKMĐ) Theo tiêu chuẩn này, động điện không đồng dãy điều chế tạo theo kiểu IP44 Ngồi tiêu chuẩn cịn có tiêu chuẩn TCVN 315-85, quy định dãy công suất động điện không đồng rơto lồng sóc từ 110 kW-1000 kW, gồm có cơng suất sau: 110,160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800 1000 kW Ký hiệu động điện khơng đồng rơto lồng sóc ghi theo ký hiệu tên gọi dãy động điện, ký hiệu chiều cao tâm trục quay, ký hiệu kích thước lắp đặt dọ trục ký hiệu số trục II Nguyên lý làm việc động không đồng Động không đống ba pha có hai phần chính: stato (phần tĩnh) rơto (phần quay) Stato gồm có lõi thép có chứa dây quấn ba pha Khi đấu dây quấn ba pha vào lưới điện ba pha, dây quấn có dịng điện chạy, hệ thống dịng điện tao từ trường quay, quay với tốc độ: SVTH : Châu Quang Đạt Trang-5 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp n1 = 60 * GVHD : Nguyễn Cửu Trí f1 p Trong đó: -f1: tần số nguồn điện -p: số đơi cực từ dây quấn Phần quay, nằm trục quay bao gồm lõi thép rôto Dây quấn rôto bao gồm số dẫn đặt rãnh mạch từ, hai đầu nối hai vành ngắn mạch n1 N1 Fdt n2 n2 Fdt s1 n1 Hình 1.1 Từ trường quay stato cảm ứng dây rơto sức điện động E, dây quấn stato kín mạch nên có dịng điện chaỵ Sự tác dụng tương hổ dẫn mang dòng điện với từ trường máy tạo lực điện từ Fđt tác dụng lên dẫn có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái Tập hợp lực tác dụng lên dẫn theo phương tiếp tuyến với bề măt rôto tạo mômen quay rôto Như vậy, ta thấy điện lấy từ lưới điện biến thành trục động Nói cách khác, động không đồng thiết bị điện từ, có khả biến điện lấy từ lưới điện thành đưa trục Chiều quay rơto chiều quay từ trường, phụ thuộc vào thứ tự pha điện áp lưới đăt dây quấn stato Tốc độ rôto n2 tốc độ làm việc luôn nhỏ tốc độ từ trường trường hợp xảy cảm ứng sức điện động dây quấn rôto Hiệu số tốc độ quay từ trường rôto đặc trưng đại lượng gọi hệ số trượt s: s= n1 − n2 n1 Khi s=0 nghĩa n1=n2, tốc độ rôto tốc độ từ trường, chế độ gọi chế độ khơng tải lý tưởng (khơng có sức cản lên trục) Ở chế độ khơng tải thực, s≈0 có sức cản gió, ma sát ổ bi … Khi hệ số trượt s=1, lúc rơto đứng n (n2=0), momen trục momen mở máy SVTH : Châu Quang Đạt Trang-6 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Hệ số trượt ứng với tải định mức gọi hệ số trựơt định mức Tương ứng với hệ số trượt gọi tốc độ động gọi tốc độ định mức Tốc độ động không đồng bằng: n2 = n1 * (1 − s) Một đăc điểm quan trọng động không đồng dây quấn stato không nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động dịng điện rơto có cảm ứng, người ta gọi động động cảm ứng Tần số dịng điện rơto nhỏ, phụ thuộc vào tốc độ trựơt rôto so với từ trường: f2 = p * n1 − n2 p * n1 * ( n1 − n2 ) = = s * f1 60 60 * n1 Động không đồng làm việc chế độ máy phát điện ta dùng động khác quay với tốc độ cao tốc độ đồng bộ, đầu nối với lưới địện Nó làm việc độc lập đầu kích tụ điện Động khơng đồng cấu tạo thành động pha Động pha tự mở máy được, để khởi động động pha cần có phần tử khởi động tụ điện, điện trở … III Cấu tạo động không đồng Động không đồng cấu tạo chia làm hai loại: động khơng đồng ngắn mạch hay cịn gọi rơto lồng sóc động dây quấn Stato có hai loại Ở phần luận văn nghiên cứu động khơng đồng rơto lồng sóc Stato (phần tĩnh) Stato bao gồm vỏ máy, lõi thép dây quấn - Vỏ máy Vỏ máy nơi cố định lõi sắt, dây quấn đồng thời nơi ghép nối nắp hay gối đỡ trục Vỏ máy làm gang nhơm hay lõi thép Để chế tạo vỏ máy người ta đúc, hàn, rèn Vỏ máy có hai kiểu: vỏ kiểu kín vỏ kiểu bảo vệ Vỏ máy kiểu kín yêu cầu phải có diện tích tản nhiệt lớn người ta làm nhiều gân tản nhiệt bề mặt vỏ máy Vỏ kiểu bảo vệ thường có bề mặt ngồi nhẵn, gió làm mát thổi trực tiếp bề mặt ngồi lõi thép vỏ máy Hộp cực nơi để dấu điện từ lưới vào Đối với động kiểu kín hộp cực yêu cầu phải kín, thân hộp cực vỏ máy với nắp hộp cực phải có giăng cao su Trên vỏ máy cịn có bulon vòng để cẩu máy nâng hạ, vận chuyển bulon tiếp mát SVTH : Châu Quang Đạt Trang-7 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí - Lõi sắt Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ trường quay, nên để giảm tổn hao lõi sắt làm thép kỹ thuật điện dây 0,5mm ép lại Yêu cầu lõi sắt phải dẫn từ tốt, tổn hao sắt nhỏ chắn Mỗi thép kỹ thuật điện có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên (hạn chế dịng điện phuco) - Dây quấn Dây quấn stator đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Dây quấn đóng vai trị quan trọng máy điện trực tiếp tham gia trình biến đổi lượng điện thành hay ngược lại, đồng thời mặt kinh tế giá thành dây quấn chiếm phần cao toàn giá thành máy Phần quay (Rôto) Rôto động không đồng gồm lõi sắt, dây quấn trục (đối với động dây quấn cịn có vành trượt) - Lõi sắt Lõi sắt rôto bao gồm thép kỹ thuật điện stator, điểm khác biệt khơng cần sơn cách điện thép tần số làm việc rôto thấp, vài Hz, nên tổn hao dịng phuco rơto thấp Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy lên giá rơto máy Phía ngồi lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn rơto - Dây quấn rơto Phân làm hai loại chính: loại rơto kiểu dây quấn va loại rơto kiểu lồng sóc - Loại rơto kiểu dây quấn Rơto có dây quấn giống dây quấn stato Máy điện kiểu trung bình trở lên dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp, bớt dây đầu nối, kết cấu dây quấn rôto chặt chẽ Máy điện cỡ nhỏ dùng dây quấn đồng tâm lớp Dây quấn ba pha rôto thường đấu hình Đặc điểm loại động kiểu dây quấn thơng qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch rơto để cải thiện tính mở máy ,điều chinh tốc độ hay cải thiện hệ số công suất máy - Loại rơto kiểu lồng sóc Kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn stato Trong rãnh lõi sắt rôto, đặt dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt nối tắt lại hai đầu hai vòng ngắn mạch đồng hay nhôm Nếu rôto đúc nhơm vành ngắn mạch cịn có cánh khốy gió Rơto đồng chế tạo từ đồng hợp kim có điện trở suất cao nhằm mục đích nâng cao mômen mở máy SVTH : Châu Quang Đạt Trang-8 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Để cải thiện tính mở máy, máy có công suất lớn, người ta làm rãnh rôto sâu dùng lồng sóc kép Đối với máy điện cỡ nhỏ, rãnh rơto làm chéo góc so với tâm trục Dây quấn lồng sóc khơng cần cách điện với lõi sắt - Trục Trục máy điện mang rôto quay lịng stato, chi tiết quan trọng Trục máy điện tùy theo kích thước chế tạo từ thép Cacbon từ đến 45 Trên trục rơto có lõi thép, dây quấn, vành trượt quạt gió Khe hở Vì rơto khối trịn nên khe hở Khe hở máy điện không đồng nhỏ (0,2÷1 mm máy cỡ nhỏ vừa) để hạn chế dịng từ hóa lấy từ lưới vào, nhờ hệ số công suất máy cao IV Công dụng Máy điện không đồng máy điện chủ yếu dùng làm động điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắn, hiệu cao, giá thành rẻ, dễ bảo quản … Nên động không đồng loại máy điện sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân với công suất vài chục W đến hàng chục kW Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa nhỏ, động lực cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ… Trong hầm mỏ dùng làm máy tưới hay quạt gió Trong nơng nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công nông phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng chiếm vị trí quan trọng quạt gió, quay đĩa động tủ lạnh, máy giặt, máy bơm … loại rơto lồng sóc Tóm lại phát triển sản suất điện khí hóa, tự động hóa sinh hoạt ngày, phạm vi máy điện không ngày rộng rãi Máy điện khơng đồng dùng làm máy phát điện, đặc tính khơng tốt so với máy điện đồng bộ, nên vài trường hợp (như q trình điện khí hóa nơng thơn) cần nguồn điện phụ hay tạm thời có ý nghĩa quan trọng V Kết cấu máy điện Mặc dù kích thước phận vật liệu tác dụng đặc tính máy phụ thuộc phần lớn vào tính tốn điện từ tính tốn thơng gió tản nhiệt, có phần liên quan đến kết cấu máy Thiết kế kết cấu phải đảm bảo cho máy gọn nhẹ, thơng gió tản nhiệt tốt mà có độ cứng vững độ bền định Thường vào điều kiện làm vệc máy để thiết kế kết cấu thích hợp, sau tính tốn phận để xác định độ cứng độ bền chi tiết máy Vì thiết kế kết cấu phần quan trọng tòan thiết kế máy điện Máy điện có nhiều kiểu kết cấu khác Sở dĩ ngun nhân sau: SVTH : Châu Quang Đạt Trang-9 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí - Có nhiều loại máy điện công dụng khác máy chiều, máy đồng bộ, máy không đồng v v… yêu cầu kết cấu máy cũmg khác Công suất máy khác nhiều Ở máy cơng suất nhỏ giá đỡ trục đồng thời nắp máy Đối với máy lớn phải có trục đỡ riêng - Tốc độ quay khác Máy tốc độ cao rơto cần phải chắn hơn, máy tốc độ chậm đường kính rơto thường lớn - Sự khác động sơ cấp kéo (đối với máy phát điện) hay tải (đối với động điện) tuabin nước, tuabin hơi, máy diezen, bơm nước hay máy công tác v v…Phương thức truyền động hay lắp ghép khác - Căn vào tính tốn điện từ tính tốn thơng gió đưa nhiều phương án khác Những phương án kích thước, trọng lượng, tính tiện lợi sử dụng, độ tin cậy làm việc, tính giản đơn chế tạo giá thành máy khơng giống Vì thiết kế cần ý đế tất yếu tố Nguyên tắc chung để tiết kế kêt cấu: - Đảm bảo chế tạo đơn giản, giá thành hạ - Đảm bảo bảo dưỡng máy thuận tiện - Đảm bảo độ tin cậy máy làm việc Phân loại kiểu kết cấu máy điện định hình Kết cấu máy điện định hình theo cách bảo vệ, cách lắp ghép, thơng gió, đặc tính mơi trường bên ngồi… a) Phân loại theo phương pháp bảo vệ máy môi trường bên ngồi Cấp bảo vệ máy có ảnh hưởng lớn đến kết cấu máy Cấp bảo vệ ký hiệu chữ IP hai chữ số kèm theo, chữ số thứ mức độ bảo vệ chống tiếp xúc người vật khác rơi vào máy, chia làm cấp đánh số từ đến 6, số máy khơng bảo vệ (kiểu hở hồn tồn) cịn số máy bảo vệ hồn tồn khơng cho người tiếp xúc ,đồ vật bụi không lọt vào, chữ số thứ hai mức độ bảo vệ chống nước vào máy gồm cấp đánh số từ đến 8, số máy khơng bảo vệ cịn số máy ngâm nước thời gian vơ hạn định Thường có thói quen chia cấp bảo vệ theo phương pháp làm nguội máy Theo cách máy điện chia thành kiểu kết cấu sau: - Kiểu hở Loại khơng có trang bị bảo vệ tiếp xúc tự nhiên phận quay phận mang điện, khơng có trang bị bảo vệ vật bên rơi vào máy Loại chế tạo theo kiểu tự làm nguội Theo cấp bảo vệ loại IP00 Loại thường đặt nhà có người trơng coi khơng cho người ngồi đến gần - Kiểu bảo vệ Có trang bị bảo vệ chống tiếp xúc ngẫu nhiên phận quay hay mang điện, bảo vệ vật ngồi nước rơi vào theo góc độ khác Loại SVTH : Châu Quang Đạt Trang-10 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí PHẦN III TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐIỆN BẰNG CÁCH ĐIỀU KHIỂN HỆ SỐ CƠNG SUẤT Các động khơng đồng rơto lồng sóc quạt gió, máy hút bụi, máy khoan Theo phát triển khoa học công nghệ, động không đồng phát triển mạnh mẽ Đa số động thường làm việc lúc đầy tải mà hệ số công suất hiệu suất động có giá trị cao động hoạt động đầy tải Chính lúc hoạt động không tải hay non tải, hệ số công suất thấp, làm ảnh hưởng lưới điện cung cấp tổn hao công suất phản kháng nhiều Như vấn đề đặt để đảm bảo động hoạt động hệ số công suất cao Đó mong muốn lớn xí nghiệp cơng nghiệp để tiết kiệm lượng điện Trong thời kỳ điện khí hóa theo sau đèn điện, động khơng đồng có phổ biến rộng lớn đời sống xã hội đại Người ta khai thác triệt để khả ổn định tốc độ momen theo thay đổi tải điện áp Ở tải nhẹ hiệu suất động thấp, trước phát minh kỹ thuật điện tử, tổn hao thực tế làm giảm xuống Động đầy tải tiêu thụ dòng điện gần đồng pha với điện áp, hệ số cơng suất lúc bảo toàn, suất vận hành động đạt tối ưu Nhưng tải nhẹ tình hồn tồn khác, lúc thấy lệch pha dịng áp, làm cho hệ số cơng suất thấp, biên độ dòng tiêu thụ mức cao, điều làm tổn hao I2R lớn động đường dây, nhiên điều kiện pha bảo toàn.Tất nhiên tình vậy, biên độ dịng giảm xuống để cần cung cấp momen cần thiết cho tải nhẹ Theo điều kiện, mang tải mong muốn tốt hơn, việc khởi động cảm biến hệ số công suất tải cung cấp động sau thay đổi tham số vận hành để thay đổi quan hệ pha Rất may, cần giảm địên áp đặt để cải thiện điều kiện pha đông nhẹ tải Thực tế, điều thực cách tự động làm cho động vận hành hệ số cơng suất cao (dịng áp gần đồng pha điều kiện tải) 1.Điều Khiển Hệ Số Công Suất- Mạch Chi Tiết Cơ Bản Sơ đồ sử dụng để thực điều chỉnh hệ số cơng suất trình bày hình SVTH : Châu Quang Đạt Trang-83 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Vin (a) I ac with power factor correction (b) Vin I ac L1 Vac V0 = Vin /(1-Ton/T) D1 Q1 C0 R0 Rs T Ton T Ton (c) Hình Đầu tiên mạch cho phép điện áp giảm xuống zero sau chỉnh lưu cầu sóng sin ngõ qua điểm zero Dịng ngõ vào chảy liên tục có dạng hình sin, tránh xung dịng độ rộng hẹp Kết điện áp bán hình sin điều khiển biến đổi khuếch đại chế độ liên tục Nhiệm vụ mạch điều khiển hệ số công suất sử dụng biến đổi khuếch chuyển áp ngõ vào thay đổi lên xuống theo bán hình sin thành điện áp không đổi, điều chỉnh điện áp DC tốt mức so với đỉnh sóng sin ngõ vào.Thực điều cách sử dụng khuếch đại chế độ dẫn liên tục theo cách sau Bộ khuếch đại khuếch đại điện áp thấp thành điện áp cao cách mở Q1 thời gian Ton tích trữ lượng cuộn cảm L1 Khi Q1 tắt, L1được phân cực nghịch điểm có chấm L1 tăng đến V0 cao điện áp SVTH : Châu Quang Đạt Trang-84 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí ngõ vào –Vin Năng lượng tích trữ L1 thời gian Ton chuyển qua D1 đến tải C1 thời gian Q1 tắt Nó trình bày quan hệ điện áp ngõ vào – ngõ khuếch đại sau: V0 = Vin (1) T on 1− T Bây xuyên suốt hình sin Vin, thời gian mở Q1 biểu thị Ton điều chỉnh độ rộng phù hợp với biểu thức sinh điện áp không đổi DC V0 cao mức so với đỉnh sóng sin điện áp ngõ vào Thời gian mở xuyên suốt chu kỳ hình sin điều khiển chip điều khiển PFC cảm ứng V0, so sánh với điện áp chuẩn bên khuếch đại sửa sai điện áp DC vòng hồi tiếp âm chỉnh giữ V0 không đổi theo giá trị chọn Thời gian mở Q1 lớn để tăng điện áp ngõ vào thấp lên giá trị cao hơnđỉnh hình sin Và Vin tăng đến đỉnh, chip điều khiển PFC tự động giảm thời gian mở Q1 để chuỗi thời gian mở xuyên suốt nửa hình sin thấy hinh Q1 On Q1 On Q1 On Q1 On Q1 On Q1 On di/dt = Vin /L1 I(Q1) di/dt = V0 - Vin /L1 I(D1) 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° Hình Nhiệm vụ thứ hai mạch điều chỉnh hệ số công suất cảm ứng dịng ngõ vào tạo trở thành dang sóng sin pha với ngõ vào Điều thực điều biến độ rộng thời gian mở ổn định khuếch đại Thời gian mở xác định vòng hồi tiếp âm, so sánh mẫu dòng ngõ vào thực tế với biên độ dịng sóng sin chuẩn mạch Sự khác hai sóng sin điện áp sai số mà sử dụng để điều chỉnh thời gian mở để buộc hai sóng sin biên độ Điện áp cuối điều khiển thời gian mở ổn định khuếch đại phải hỗn hợp sai số điện áp DC ngõ điện áp sai số dòng ngõ vào Điều thực phân ráp theo khối mà ngõ tỉ lệ thuận với tích số điện áp sai số ngõ điện áp ngõ sai số dòng vào 2.Mạch Khuếch Đại Chế Độ Không Liên Tục Đến Với Chế Độ Liên Tục Cho Sư Điều Chỉnh Hệ Số Công Suất SVTH : Châu Quang Đạt Trang-85 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Bộ biến đổi khuếch đại hoạt động chế độ không liên tục hay liên tục Nhưng mạch khuếch đại chế độ liên tục sử dụng tốt để sinh hình sin dịng ngõ vào khơng có độ gợn sóng, tương đối trịn ứng dụng Có thể thấy từ hìnhC cho thấy biến đổi khuếch đại chế độ liên tục cấp từ điện áp DC ngõ vào không đổi Trong chế độ liên tục này, cuộn cảm L1 chọn lớn Khi dịng Q1 có dạng dịng bước lớn với dạng cưa lên chậm dịng D1 có dạng dòng bước lớn với dạng cưa xuống chậm Và đặc biệt, khơng có khoảng trống dịng zero lúc kết thúc tắt mở tiếp Dòng ngõ vào (hìnhC1) tổng IQ1và Id dạng cưa chọn cách sử dụng L1 lớn, dòng ngõ vào chu kỳ chuyển mạch lúc dịng Iav khơng đổi với độ gợn sóng đỉnh- đỉnh ∆I nhỏ Cơng suất ngõ vào lúc Vin*Iav Bây ngõ vào AC, biến đổi khuếch đại chế độ liên tục sử dụng sau ngõ chỉnh lưu cầu hình C Ở điểm điện áp ngõ vào hình sin, thời gian mở Q1 thay đổi chip điều khiển PWM để điện áp tức thời thành điện áp ngõ yêu cầu Một khuếch đại sửa sai điện áp DC, điện áp chuẩn DC biến điệu độ rộng xung chip điều khiển, điều biến thời gian mở Q1 vòng hồi tiếp để sinh điện áp ngõ DC không đổi SVTH : Châu Quang Đạt Trang-86 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp I GVHD : Nguyễn Cửu Trí ac VTPB L1 Vref Veao Vin EA _ Vb PWM D1 Q1 VC C0 R0 Vea in Vb Vt Veao VPWMO (a) Ton Ton Vb (Q1) (b) I av I (Q1) (c) I (D1) (d) Δl I in amperes (e) I(Q1) cho dò ng tả i DC thay đổ i ởđiệ n p ngõvà o khô ng đổ i Hình Dòng ngõ vào tức thời cảm ứng Rs tỷ lệ thuận với điện áp tức thời Trong thời gian mở, dòng chảy qua L1, Q1 Rs trở điểm âm chỉnh lưu cầu, thời gian tắt, chảy qua L1, D1 (R0 C0) mắc song song Rs trở điểm âm chỉnh lưu cầu Bằng cách chọn L1 lớn, dịng gợn sóng đỉnh-đỉnh xun suốt chu kỳ chuyển mạch nhỏ Phụ thuộc vào tốc độ chuyển mạch Q1, có xung nhọn độ SVTH : Châu Quang Đạt Trang-87 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí rộng nhỏ sóng hình sin dịng quan sát qua Rs (hình1b) Nếu có, điều gây vấn đề RFI Nhưng với tụ nhỏ (trong khoảng lân cận 1,0mF) qua Rs khử dễ dàng 3.Sự Ổn Định Điện Áp ngõ Vào Trong Bộ Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục Xét quan hệ điện áp ngõ ra-ngõ vào biểu thức (1) Trong hình C, Transistor chuyển mạch Q1 mở thời kỳ Ton tắt thời kỳ Toff Bỏ qua sụt áp mở Q1 D1 Vì cuộn cảm L1 có điện trở bỏ qua nên điện áp trung bình chu kỳ chuyển mạch phải zero Và điện áp đỉnh L1 Vin nên điện áp trung bình điểm chu kỳ phải Vin Điều có nghĩa diện tích A1 phải diện tích A2 9hình(15.6a) Vì thời gian Toff, đỉnh L1 có điện V0 nên: Vin*T0=(V0-Vin)*Toff =(V0-Vin)*(T-T0) Hay V0 = Vin T − on T Bây hìnhC, ổn định điện áp ngõ đạt cách thay đổi Ton phù hợp với biểu thức Vin thay đổi Điều thực với biến điệu độ rộng xung (hình 3a) Nếu Vin thay đổi tạm thời V0 Một phần điện áp V0 cảm ứng khuếch đại sai số EA so sánh với điện áp chuẩn để tạo điện áp Vea,0 so sánh với điện áp cưa Vt so sánh điện áp Vc Ngõ Vc sóng vng cao thời gian bắt đầu xung tam giác đến xung tam giác ngang qua mức điện áp sai số ngõ Vea,0 Và Q1 mở điều khiển (TPD) thời gian cao ngõ Vc với TPD totem pole driver Do giảm tạm thời V0 ngõ vào đảo đến Vea giảm Do V ngõ tăng, xung điện ápVt ngang qua ngõ khuếch đại sửa sai chậm hơn, thời gian mở V0 tăng phù hợp với biểu thức Hiển nhiên Vin tăng, Vea,0 giảm, Ton giảm V0 giảm SVTH : Châu Quang Đạt Trang-88 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Toff Vo A2 A2 Vin A1 A1 Vcollector 0V Ton C2 C1 C B2 B1 B B2 B1 B C2 C1 C I(Q1) dò ng tả i DC A1 A D I(D1) dò ng tả i DC Iin dò ng tả i DC 0A Hình 4.Sự Ổn Định Ngõ Ra Trong Bộ Ổn Định Khuếch Đại Chế Độ Liên Tục Bộ biến đổi khuếch đại chế độ liên tục hoạt động cách khác để điều chỉnh có thay đổi dòng tải Từ biểu thức 1, ý V0 Ton độc lập với dòng tải Nếu dòng tải DC tăng, hiển nhiên dòng Transistor dòng diot ngõ phải thay đổi thời gian mở không đổi SVTH : Châu Quang Đạt Trang-89 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Mạch đáp ứng thay đổi dòng tải cách sau Trước dòng tải tăng, giả sử dòng Q1 ABCD hình Bây dịng tải tăng nhỏ, trạng thái ổn định, dòng Q1sẽ dịch chuyển lên AB1C1D Nếu dịng tải thay đổi lớn dòng Q1 dịch chuyển lên AB2C2D để gây thay đổi này, Ton thay đổi vài chu kỳ chuyển mạch trở giá trị ban đầu trạng thái ổn định Dịng diod D1 trang thái ổn định ba dòng tải khác trình bày hình 4c Dòng tải ngõ tổng IQ1 dòng gợn sóng đỉnh-đỉnh Ior nhỏ yêu cầu cách tăng L1 Giá trị tăng dạng sóng cưa hìmh 4b c tải DC tăng, xảy nhiều chu kỳ sau (hình 3a) Nếu dịng tải DC tăng,V0 giảm cách tạm thời Do Vea in giảm,Vea0 tăng Xung tam giácVt qua Vea0 chậm Ton tăng Bây dòng IQ1 tăng đến giá trị cao thời gian dài Khi Id bắt đầu chậm từ giá trị cao với thời gian tắt ngắn hơn, có giá trị cao lúc kết thúc thời gian tắt Do dịng It lúc bắt đầu mở tiếp lớn Điều tiến hành nhiều chu kỳ với dịng trung bình tâm IQ1, Id tăng hính 15.5c d đến chúng dịng tải DC tăng, thời gian Ton Toff giảm chậm xuống giá trị ban đầu chúng biểu thức Do thay đổi dòng tải DC, Ton Toff thay đổi tạm thời giảm chậm giá trị ban đầu chúng Do xét định tính, thấy dải thong khuếch đại sửa sai điện áp ngõ phải khơng q lớn Nếu lớn, đáp ứng nhanh khơng cho phép dịch chuyển tải thời gian từ giá trị bình thường điện áp ngõ cố định Điện áp ngõ phải cho phép dịch chuyển từ giá trị điều khiển điện áp ngõ vào thời gian đầy đủ dòng điện tạo mô tả xảy nhiều chu kỳ chuyển mạch Tất chức năngyêu cầu mô tả thực với chip có sẳn mạch IC điều chỉnh hệ số công suất từ nhà sản suất Các chức mà chip thực điện áp dòng điện cảm ứng khuếch đại sủa sai, trộn với tín hiệu sai số phát xung điều khiển mở Transistor khuếch đại điều khiển độ rộng 5.Chip IC Cho Sự Điều Khiển Hệ Số Cơng Suất Nhiều nhà sản suất có sẳn chip IC để thực tất chức yêu cầu cho điều chỉnh hệ số công suất Tất chúng sử dụng sơ đồ khối giống dựa ổn định khuếch đại chế độ liên tục sơ đồ để cảm ứng điều khiển điện áp ngõ DC dòng ngõ vào điều biến độ rộng thời gian mở Các chip thường sử dụng rông rãi, Unitrode UC 3854 kiểu hầu hết chip khác trình bày chi tiết 5.1Chip Điều Khiển Hệ Số Cơng Suất Unitrode UC 3854 Sơ đồ khối đơn giản cho thấy phần tử chip hình Chức thành phần khác sau: Transisor Q1,cuộn cảm L1,diod D1 tụ ngõ C0 bao gồm biến đổi khuếch đại Máy phát xung điện áp cưa, hoạt động tần số Fs=1,25 (R14 Ct) điều chỉnh tần số chuyển mạch.transistor chuyển mạch Q1 mở tắt điều khiển (TPB) Q2 Q3 ngõ SVTH : Châu Quang Đạt Trang-90 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí Thời gian mở bắt đầu FF1(Flip-flop 1) điều chỉnh xung nhọn lúc bắt đầu xung cưa từ dao động Kết thúc thời gianmởxảy FF1 điều chỉnh lại ngõ biến điệu độ rộng xung (PWM) lúc xung cưa ngõ vào không đảo qua mức điện áp DC ngõ chân số khuếch đại dịng điện tuyến tính EA2 Điện áp chân điện áp khuếch đại, khơng đảo tức thời hồn tồn khác giửa sụt áp Rs tăng điện áp R2 Hình Bộ điều biến độ rộng thời gian mở máy PWM làm tăng điện áp ngõ vào hình sin từ chỉnh lưu cầu thành điện áp ngõ khơng đổi Nó buộc dịng ngõ vào trở nên hình sin xác pha điện áp ngõ vào 5.2 Tạo Sóng Vào Hình Sin Với Chip UC 3854 Dòng khỏi chân số dịng liên tục hình sin qua mức dương mà biên độ tỷ lệ thuận với tích số điện áp DC điểm A dòng điện vào chân số Ngõ vào chân số dịng nửa hình sin chuẩn pha với điện áp nửa hình sin sau chỉnh lưu cầu Điện áp chân số dòng liên tục nửa hình sin pha với hình sin điện áp ngõ chỉnh lưu cầu Biên độ sóng sin tỷ lệ thuận với địên áp ngõ khuếch đại sửa sai EA1 Dòng điện ngỏ vào tạo thành SVTH : Châu Quang Đạt Trang-91 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí hình sin cách sụt áp Rs (từ phải sang trái hình 6c) tăng điện áp (từ trái sang phải hình 6b) R2 (a) Vin (b) V(R2) = Pin voltage from right to left (c) V(Rs) voltage from right to left (d) V(R2 - Rs) volts (e) voltage pin to ground Ton , long Ton , long Ton , long Ton , short Ton , short Ton , long Hình Bây dịng qua Rs, tính trung bình chu kỳ chuuyển mạch với dịng ngõ vào tính trung bình chu kỳ Bởi dịng ngõ vào tổng dòng Q1 Q1 mở dòng D1 Q1 tắt Do sụt áp Rs buộc tăng điện áp R2 dịng ngõ vào nửa hình sin pha với dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu cầu Nó thấy từ hình 3c, d e mạch khuếch đại hoạt động chế độ liên tục với cuộn cảm lớn, nên dòng gợn sóng chu kỳ chuyển mạch nhỏ Khi sụt áp Rs tạo tăng điện áp R2 suất nửa chu kỳ, SVTH : Châu Quang Đạt Trang-92 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí điện áp R2 nửa hình sin nên dịng ngõ vào qua Rs hình sin với chút độ gợn sóng tần số chuyển mạch Bây rong suất chu kỳ tần số 50hz, tăng điện áp R2 cao lượng nhỏ sụt áp Rs sụt áp Rs liên tục để giữ tăng điện áp chuẩn trrên R2 Sự khác này-điện áp sai số thời- trình bày hình 6d Nó điện áp dương điện áp đặt nửa chu kỳ có dạng sóng đỉnh lõm hình 6d Nó khuếch đại khuếch đại dịng khơng đảo EA2 có dạng sóng lõm hình 6e Trong so sánh PWM, dạng sóng chân số so sánh với xung tam giác có áp đỉnh 5V chân số 14 Ở điểm X Y (hình 6e) xung tam giác qua mức điện áp cao trễ thời gian mở dài Ở đỉnh sóng sin (điểm P), mức điện áp thấp xung tam giác qua điện áp thấp sớm thời gian mở ngắn Do nửa chu kỳ, sóng đỉnh chân số sinh thời gian mở cực đại Thời gian mở thay đổi tăng dạng sóng ngõ vào hình sin thành điện áp ngõ vào DC không đổi C0 biểu thức Thời gian mở điều khiển tín hiệu điện áp sai số chân số vài chu kỳ Khi dòng yêu cầu thay đổi điện áp hình sin R2, xung dòng dạng cưa qua Rs thay đổi Điều xảy trình bày phần cách thay đổi tạm thời điện áp sai số chân số chân số Do so sánh PWM thay đổi tạm thời thời gian mở để xung dòng dạng cưa chảy qua Rs gây điện áp trung bình điện áp R2 Và sau vài chu kỳ điện áp nhau, thời gian mở giảm trở giá trị yêu cầu biểu thức để tăng điện áp ngõ vào tức thời thành điện áp ngõ DC khơng đổi 5.3 Duy Trì Điện Áp Ngõ Ra Không Đổi Với Chip UC 3854 Điện áp ngõ chân số tích số điện áp điểm A ngõ vào dòng qua điểm B ngõ vào Sự ổn định chống lại thay đổi V0 sau Điểm A điện áp ngõ khuếch đại sửa sai V0 so sánh với phần nhỏ V0 với điện áp chuẩn cố định Điện áp chân số trình tự nửa sóng sin khơng méo dạng điện áp mà biên độ tỷ lệ thuận với mức DC chân số (ngõ khuếch đại sửa sai EA1-Error Amplifier) Do V0 tăng, điện áp chân số giảm biên độ sóng sin chân số nhỏ Bây khác điện áp sai số chân số điện áp đất (hình 5d) gần điện áp zero điện áp chân sổ tương tự Vì so sánh PWM, xung cưa qua điện áp chân số sớm hơn, thời gian mở chu kỳ chuyển mạch giảm phù hợp với biểu thức 1, V0 tăng trở lại Ngõ chân số bao gồm thông tin cần thiết để giữ điện áp ngõ V0 khơng đổi va dịng ngõ vào hình sin Dịng vào chân hình sin pha với điện áp ngõ vào tổng trở chân thấp điện trở lớn R8 điều khiển điện áp hình sin sau chỉnh lưu cầu SVTH : Châu Quang Đạt Trang-93 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí 5.4 Cơng Suất Ngõ Ra Với Chip UC 3854 Hình Hình sơ đồ khối điều khiển hệ số công suất 15 kW sử dung UC 3854 Công suất ngõ đạt cực đại xác định cách điều chỉnh đỉnh dịng hình sin IP1 qua điện trở cảm ứng Rs Nó xác định dịng hiệu dụng ngõ vào đạt cực đại công suất ngõ đạt cực đại điện áp hiệu dụng ngõ vào Trong hình ta có: P0=E*Pin=E*Vrms*Irms=E*Vrms*(0,707*IP1) (2) Với E hiệu suất IP1 dòng chảy vào điện trở cảm ứng dòng Rs đỉnh sóng sin Vrms Đầu tiên IP1 chọn từ biểu thức Sau Rs chọn để giảm tổn hao nhỏ tải cực đại điện áp ngõ vào thấp có sụt áp đỉnh điện áp ngõ vào thấp không nhỏ 1V Do nói sụt áp Rs 1V: Rs = I P1 Vì chi tiết bên Ipmd, dịng cực đại sẳn có ngõ MD (chân số 5) xác định bởi: I pmd = 3,75 R14 Và Ipmd 0,5 mA thường chỉnh 0,25 mA Bây tất giá trị tức thời, vòng hồi tiếp giữ sụt áp Rs tăng áp điện áp R2 điện áp ngõ vào cực đại dịng IP1 Ipmd có: SVTH : Châu Quang Đạt Trang-94 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí I P1 *R s I pmd R2 = Đối với P0=15 kw,Vrms=220 V, hiệu suất E=0,89 15 * 103 = 76,6 A 0,89 * 220 I rms= Và IP1=1,41*76,6=108 A Và sụt áp 1V Rs : Rs = = 0,0093Ω 108 Ta lại có với Ipmd=0,25 mA, ta có: R14 = 3,75 = 15kΩ 0,00025 Để giảm nhỏ trôi EA2 (hình 5), R3 chỉnh R2 5.5 Tần Số Chuyển Mạch Khuếch Đại Với Chip UC 3854 Ngồi việc xác định dịng MD chân số 5, chi tiết thiết kế bên trong, R14 chỉnh tần số chuyển mạch Boost Khi R14 xác định tần sốchuyển mạch boost : Fs = 125 R14 * C11 Với C11 tụ nối chân số 14 với đất, Chip UC 3854 sử dụng 200Hz thường sử dụng gần 100Hz 5.6 Ổn Định Vòng Hồi Tiếp Với Chip UC 3854 Có hai vịng hồi tiếp, vịng bên dải thơng cao (EA2) buộc dịng ngõ vào trở nên hình sin vịng bên ngồi dải thơng thấp (EA2) trì điện áp ngõ khơng đổi Bộ EA2 khuếch đại tuyến tính có điếm khơng 1 , cực Fp = , cực gốc tọa độ * π * R * C15 * π * R * C13 * π * R3 * (C13 + C15) Fz = Bộ khuếch đại sửa sai điện áp EA1, việc trì điện áp ngõ DC khơng đổi, giảm tối thiểu méo dạng hài dòng ngõ vào 50Hz có băng thơng thấp độ lợi thấp sóng hài bậc tần số điện áp ngõ vào Kiểm Tra Kết Quả Của Việc Sử Dụng Mạch Điều Khiển hệ Số Công Suất Giả sử momen tải giảm cịn ¾ Mđm Lúc momen tỷ lệ với bình phương điện áp nên điện áp định mức ¾ tải : U = ( ) * U đm = * 220 16 Vì lúc đầy tải so với điện áp * U đm nên độ trượt s định mức, hệ số công suất 16 tính sau: Rns=8,77 Ω Xns=1,463 Ω Zns=8,89 Ω SVTH : Châu Quang Đạt Trang-95 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí U đm 220 * = 1,016 * * = 14,14 A 16 Z ns 16 8,89 U đm 16 16 16 ≈ * I đbx = * 8,15 == 14,49 A I 'đbx ≈ * 9 ( x1 + x2 ) 16 16 I 'đbr ≈ * I đbr = * 0,58 = 1,03 9 I "2 *Rns 14,14 * 1,463 I '1x = I 'đbx + = 14,49 + = 16,78 A C1 * Z ns 1,016 * 8,89 I ' '2 = C1 * I '1r = I 'đbr + I "2 *Rns 14,14 * 8,77 = 1,03 + = 14,76 A C1 * Z ns 1,016 * 8,89 2 I '1 = I '1r + I '1x = 16,782 + 14,76 = 22,35 A Hệ số cơng suất đó: cos ϕ = I '1r 14,76 = = 0,66 I '1 22,35 Nếu giữ nguyên điện áp độ trượt tỷ lệ nghịch với momen nên độ trượt lúc : s’=(1-3/4)*sđm=1/4*0,024=0,006 Hệ số công suất là: X’ns=1,463 C * r '2 1,016 * 0,196 R 'ns = C1 * r1 + = 1,016 * 0,33 + = 34,06Ω s' 0,006 2 Z 'ns = X 'ns + R 'ns = 1,4632 + 34,062 = 34,09Ω U đm 220 = 1,016 * = 6,56 A Z 'ns 34,09 I ' *R ' 6,56 * 34,06 I '1r = I đbr+ ns = 0,58 + = 7,03 A C 1*Z 'ns 1,016 * 34,09 I ' * X 'ns 6,56 * 1,463 I '1x = I đbx+ = 8,15 + = 8,43 A C 1*Z 'ns 1,016 * 34,09 I '2 = C1 * 2 I '1 = I '1r + I '1x = 7,032 + 8,432 = 10,98 A cos'ϕ = I '1r 7,03 = = 0,64 I '1 10,98 Như rõ rang hệ số công suất điện áp giảm tốt không giảm điện đặt tải nhẹ Khi động hoạt động tải 0,375 lần định mức lúc điện áp định mức cần thiết để đáp ứng cho động hoạt động đầy tải (0,375)2Uđm Độ trượt lúc giảm 0,375 lần định mức tức độ trượt lúc bằng: s’=(1-0,375)*sđm=0,625*0,024=0,015 Theo bảng số liệu đặc tính làm việc: Cosφ=0,857 Bây ta xét động hoạt động điện áp U=(0,357)2*Uđm =0,141*Uđm SVTH : Châu Quang Đạt Trang-96 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí U 0,141 * U đm = = 0,141 * I đbx = 0,141 * 8,15 = 1,15 A x1 + x2 x1+ x2 P p I 0,58 I 'đbr = = = đbr = = 3,83 A m * U m * 0,141 0,141 0,141 I "2 = 0,141* I '2 = 0,141* 6,56 = 0,93 A I " *R ' 0,93 * 34,06 I '1r = I 'đbr + ns = 3,83 + = 4,74 A C 1*Z 'ns 1,016 * 34,09 I ' ' * X 'ns 0,93 * 1,463 = 1,15 + = 1,19 A I '1x = I 'đbx + C 1*Z 'ns 1,016 * 34,09 I 'đbx = 2 I1 = I '1r + I '1x = 4,742 + 1,192 = 4,89 A cos'ϕ = I '1r 4,74 = = 0,97 I '1 4,89 Từ kết rõ ràng có mạch điều khiển hệ số cơng suất động cải thiện nhiều Dĩ nhiên hiệu suất động cải thiện theo SVTH : Châu Quang Đạt Trang-97 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... pha Động pha khơng thể tự mở máy được, để khởi động động pha cần có phần tử khởi động tụ điện, điện trở … III Cấu tạo động không đồng Động không đồng cấu tạo chia làm hai loại: động khơng đồng. .. Nguyễn Cửu Trí PHẦN THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ CHƯƠNG NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ I Đại cương máy điện không đồng Máy điện không đồng kết cấu đơn giản, làm việc chắn,... luanvanchat@agmail.com Luận Án Tốt Nghiệp GVHD : Nguyễn Cửu Trí - Có nhiều loại máy điện công dụng khác máy chiều, máy đồng bộ, máy không đồng v v… yêu cầu kết cấu máy cũmg khác Công suất máy khác nhiều Ở máy cơng