đồ án tốt nghiệp .khảo sát biến tần altivar 31

Trờng Đại Học Bách khoa Hà Nội Khoa Điện Bộ môn kỹ thuật đo & tin học công nghiệp =========*********=========== Đồ án tốt nghiệp Cử nhân cao đẳng -ngành điện bộ môn đo lờng &tin học công nghiệp đề tài : khảo sát biến tần ALTIVAR 31 Giáo viên hớng dẫn: Thầy Nguyễn Hoàng Nam Sinh viên thực hiện :Trần Văn An Hà Nội - 2006 Lời cảm ơn E m xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy cô giáo trờng đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung và thầy cô giáo bộ môn kỹ thuật đo & tin học công nghiệp nói riêng đã nhiều công dìu dắt em . Đặc biệt em biết ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Hoàng Nam là thầy trực tiếp h- ớng dẫn em thực hiện đồ án này . Thầy đã hớng dẫn mang tính quyết định giúp em có đợc sản phẩm mà theo em nghĩ đó kà sự học hành của em suốt 3 năm học . Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn những bạn bè , ngời thân gia đình đã động viên khích lệ em để học tập tốt và hoàn thành đồ án này . Em xin chân thành cảm ơn . Sinh viên : Vơng bá viện §å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31 Sinh viªn: TrÇn V¨n An 2 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 Lời nói đầu. Đối với mỗi sinh viên, sau thời gian học tập và nghiên cứu trên nghế nhà trờng đều mang nặng công lao dạy dỗ của các Thầy Cô luôn tận tuỵ với công việc hết lòng với sinh viên thế hệ làm chủ tơng lai, làm chủ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới. Chúng em những sinh viên lớp CĐ Đo l- ờng & tin học công nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội sau 3 năm miệt mài học tập, công trình lớn nhất của chúng em đạt đợc đó là:đồ án tốt nghiệp. Đó không chỉ là nỗ lực của bản thân mà còn là sự chỉ bảo tận tình của các Thầy Cô trực tiếp hớng dẫn. Đề tài đồ án của em, sinh viên lớp CĐ Đo lờng & tin học công nghiệp Đại học Bách Khoa Hà Nội tuy còn đơn giản và cha có ứng dụng trong thực tế nhng đó cũng phần nào đền đáp đợc công lao dạy dỗ của các Thầy Cô giáo trong trờng và đặc biệt là thầy trực tiếp hớng dẫn:Nguyễn Hoàng Nam. Nếu không có sự chỉ bảo tận tình của thầy thì em không thể hoàn thành đồ án này đợc. Em xin chân thành cảm ơn các thầy. Và cuối cùng em xin chúc các thầy luôn thành công trong công việc và cuộc sống để luôn đào tạo ra những lớp sinh viên tài năng phục vụ cho đất nớc. Sinh viên: Vơng bá Viện CHNG I NG C KHÔNG ÔNG B V CC PHNG PHP IU CHNH TC NG C KHÔNG NG B. I - NG C KHÔNG NG B (KĐB ). 1.1-Khái nim chung. Sinh viên: Trần Văn An 3 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 ng c KB c dựng tng i ph bin trong sn xut cụng nghip ng y nay,chúng thay th c ng nhi u cho các ng c mt chiu .Vì chúng: giá th nh r ,cu to n gin , hiu sut cao , có th l m vi c trong môi trng khc nhit :nhit cao, n mòn hn na hin nay vic s dng các b bin i (bin tn ) ang m ra mt trin vng ln cho các loi ng c không đồng bộ . Tuy nhiên ng c không ng b cng có mt s nhc im : + Mômen t l vi bình phng in áp , cho nên khi in áp li in gim xung s l m cho mômen kh i ng và mômen ti hn gim xung rất nhiu . + Khe h không khí nh l m cho tin cy gim . +Khi in áp li tng d sinh tình trng nóng quá mc i vi stato cũng khi in áp li gim d l m cho rôto nóng quá m c . 1.2 Cu to ng c KB l m t loi máy in xoay chiu hai dây qun ,dây qun s cp nhận in áp li vi tn s f 1 dây qun th cp c khép kín . Dây qun th cp sinh ra dòng in nh hin tng cm ng iện t vi tn số f 2 v nó l h m c a tc góc rôto . ng c KB c chia l m hai lo i: ng c KB dây qun v ng c KB rôto lng sóc . ng c KB rôto dây qun l lo i ng c m rôto có dây qu n ging nh dây qun stato , dây quấn 3 pha ca ro to thng u hình sao , ba u cũng li c ni vi v nh tr t , u với mch ngo i b ng chi than .Nh c cu n y m ta có th ni thêm in tr ph v o m ch rôto ci thiện tính nng m máy v iu chnh tc ộ . ng c KB rôto lng sóc có dây qun rôto khác hẳn với kết cu ca dây quấn stato .Trong rãnh ca lõi st rôto ngi ta đt các thanh dẫn bng ng hay nhôm v nối t t chúng hai u vòng ngn mch. Sinh viên: Trần Văn An 4 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 Cu to gm hai phn chính Phm cm : gm ba cun dây , t lch nhau 120 v c cấp in áp xoay chiu ba pha to t trng quay . Phn cm t stato . Ni sao hoc l tam giác . Phn ng : cng gm ba cun dây ,thng t ở rôto. vi rôto bằng sắt và rôto dây qun . 1.3 Nguyên lý l m vi c ca ng c KB. ng c không ng b l m vi c da trên hin tng cm ng in t . Khi t in áp 3 pha v o 3 dây qu n 3 pha t i xng trong lõi thép stato. Khi từ trng quay (gi thit l chi u kim ng h ) ca phn cm quay qua các dây dẫn phn ứng thì các cun dây (hay thanh) phn ng xut hin sức điện động (s__ ) cm ng .Nu mch phn ng ni kín thì có dòng in cm ng sinh ra (chiu xác nh theo quy tc b n tay ph i) . Từ trng quay li tác dng v o chính dòng c m ng n y , 2 l c từ có chiu xác nh theo quy tc b n tay trái v t o ra mô men l m quay ph n cm theo chiu quay ca t trng quay . Sinh viên: Trần Văn An 5 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 Hình 1.nguyên lý l m vi c ca ng c xoay chiu ba pha KK Tc quay ca phn cm luôn nh hn tc quay ca t trng quay.Nu phn cm quay vi tc bằng tc ca t trờng thì từ trờng s không quay qua các dây n phn cm na nên sc in ng cm ng v dòng in cm ng không còn . Do mômen cn phn cm s quay chm li sau t trờng v các dây d n phn cm li b t trng quay qua , dòng in cm ng li xut hin v do đó la mômen quay ln phn cm tip tc quay theo từ trờng nhng vi tốc độ luôn nh hơn tốc độ từ trờng . Tốc độ từ trờng quay l 0 (rad/s) hay n 0 (vòng/phút) thì tc quay ca phn cm hay n luôn nh hn < 0 , n < n 0 . sai lệch tng i gia hai tc gi l trt s . s = ( 0 - )/ 0 ( 1-1 ) = (1-s) hay n = n 0 (1-s ) (1-2 ) vi = (2n)/60 ; 0 =(2n 0 )/60 =( 2f 1 )/p ( 1-3 ) f 1 - tn s li tc 0 (rad/s) hay n 0 (vòng/phút) là tốc độ lớn nht m rôto có th đạt đợc nu không có lc cản n o . T c n y g i l tốc không ti lý tng hay tc ng b . Sinh viên: Trần Văn An 6 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 ở ch ng c 0 s 1 . Dòng in cm ng trong cun dõy phn ng ro ro cng l dòng xoay chiu vi tn s xác nh bi tc tng i cu rôto vi từ trờng quay f 2 = [p(n 0 - n )]/60 (1-4 ) 1.4 Gin thay th ca ng c KB v ặc tính c ca ng c KB . 1.4.0 .gin Hình 2 s thay th ng c không ng b . U f1 : tr s hiu dng ca in áp pha stato 1 , à , 2 : l các dòng in stato ,t hoá ,dòng rôto quy i v stato . X 1 , X à , X 2 : l in kháng ti stato ,mch t hoá , in kháng rôto quy i v stato . R 1 , R à , R 2 : in tr ca cuộn dây stato , ca mch từ hoá ,của rôto ã quy i v stato . 1.4.1 c tính c . Phng trình quan h gia mômen quay v t c ca ng c KB + + = nm R ph X S R RS RU M 2 2 , 2 10 2 , 1 3 (N.M) (1-5) v i , 21 XXX nm += in tr ngn mch . ta li có :tc ộ trt tới hạn c tính theo công thc: Sinh viên: Trần Văn An 7 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 22 1 , 2 nm th XR R S + = (1-6 ) v mụ men t i han : + = 22 110 2 1 2 3 nm f th XRR U M (1-7) Du (+)ng vi trờng hp ng c KB l m việc ch ng c ,dấu ( -) l ch máy phát .Ta ang xét ng c nên ta nhn du (+) 1.5 Vn h nh ng c không ng b - iu chnh tc . 1.5.0 .Mở máy ng c KB . Khi óng in trc tip v o stato ng c KB ể mở máy thì thọat u do rôto cha quay , trt s =1 nu sc in ng cm ng v dòng in cm ng ln : mm = (5ữ8) dm . Dòng in n y có giá tr c bit ln các ng cơ công sut trung bình v lớn ,gây ra nhi t đốt nóng ng c v gây xung l c có hi cho ng c . Tuy dòng lớn nhng mômen mở máy thì nh : M mm =(0.5ữ 1.5)M dm do vy cn phi có bin pháp m máy hn ch dòng in lúc m máy m bo mt mômen m máy cn thit . Đối vi các ng c công sut nh hoc công sut nh so vi công sut ngun cp thì có th m máy trc tip .Nu không m máy trc tip thì có th thc hin mt trong các phng pháp m máy trc tip sau ây: A-M máy bng in tr i xng mch rôto (ch s dng cho ng c KB rôto dây qun ). B-M máy bng in tr i xng mch rôto. C-M máy bng in tr hoc in không ni tip mch rôto. D-M máy bng máy bin áp t ngu. E-M máy nh i ni sao-tam giác, tam giác- sao. Sinh viên: Trần Văn An 8 §å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar31 1.5.1. Đảo chiều quay động cơ KĐB. Để đảo chiều quay của động cơ điện xoay chiều ba pha KĐB, ta cần phải đảo chiều quay của từ trưêng quay do Stato tạo ra. H×nh 3 cho sơ đồ nguyªn tắc đảo chiều quay động cơ KĐB nhờ đảo chỗ hai pha A v B quaà c¸c tiếp điểm công tắc tơ K1 v K2.à Sinh viªn: TrÇn V¨n An 9 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar31 Hỡnh 3-S nguyên tc o chiu quay ng c KB( a,b) v c tính c khi o chiu quay ( c) 1.5.2. iu chnh tc ng c. A-iu chnh tc bng cách thay i in áp ngun cp t v o phn cm (stato). mt tn s nht nh 50 hz, mômen cc i ca ng c KB t l vi bình phng in áp t v o ph n cm ( thng stato) theo biu thc (1-7): + = 22 110 2 1 2 3 nm f th XRR U M Du (+)ng vi ng c l m vi c ch ộng c. thay i in áp cp cho phn cm phi dùng b bin i in áp xoay chiu( Hình 4). Sinh viên: Trần Văn An 10 [...]... Khảo sát bộ biến tần điều khiển động cơ KĐB I .Giới thiệu bộ biến tần 1 Khái niệm cơ bản Sinh viên: Trần Văn An 25 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Biến tần là các bộ biến đổi nguồn điện áp với các thông số điện áp và tần số không đổi thành nguồn điện áp và tần số thay đổi đợc 2 Phân loại Về nguyên lý ,biến tần chia ra làm hai loại : Biến tần gián tiếp và biến tần trực tiếp 3 Sơ đồ khối... Trần Văn An 28 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 L1 LN1 ALTIVAR 71 LN2 Khán g L2 lọc M1 M2 LN X MX Hình 18 L3 D Điều khiển kiểu chủ /tớ (master /slaver operation) Một biến tần đóng vai trò máy chủ gửi tín hiệu điều khiển đến các biến tần khác E Điều khiển mạch vòng kín Hình 19 F Khả năng nối mạng Chức năng đồng bộ hoá quá trình sản xuất đợc thực hiện ở trên mức của Biến tần có cấu tạo... pha Hình n pha Cầu C Các dạng sơ đồ chỉnh lu Sinh viên: Trần Văn An điều khiển hoàn toàn Bán điều khiển 30 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Hình 20 (a) sơ đồ chỉnh lu 1pha nửa chu kỳ ;(b) sơ đồ chỉnh lu một pha hình tia ;(c) sơ đồ chỉnh lu cầu một pha ;(d) sơ đồ chỉnh lu ba pha hình tia ;(e) sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha ;(f) sơ đồ chỉnh lu sáu pha có cuộn kháng cân bằng 3.1.Khâu trung gian... Hình15 Sinh viên: Trần Văn An 23 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 1.4.So sánh tng i gia các phn t bán dn công sut Có th so sánh một cách tng i các phn tử bán dn công sut theo kh nng óng ct v công sut (in áp và dòng điện ) v t n s óng ct thy c phm vi ng dng ca các phn t khác nhau Hình 16 miêu tả s so sánh ny Công Suất Thyistor Lớn GTO Trungbình IGBT, Transitor Tần số MOSFET Vừa và nhỏ Hình... R U C Pt (1-18) Sơ đồ nghịch lu nguồn dòng song song ,sơ đồ cầu có điôt cách ly ,nhằm đảm bảo khả năng làm việc của sơ đồ ở tần số thấp hình 23 Hình 23 sơ đồ nguồn dòng song song có điôt cách ly D.1 Nghịch lu nguồn dòng ba pha (Hình 24) Sinh viên: Trần Văn An 34 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 V1 0 V2 V3 6001200 1800 2400 3000 3600 0 V4 0 V5 0 V6 0 Hình 24 , (a) sơ đồ nguyên lý ,(b)dạng... không tải tơng đơng với trở kháng rất lớn ,không chấp nhận đợc Trong thực tế nguồn dòng đợc tạo ra Sinh viên: Trần Văn An 31 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 bằng cách mắc ở đầu ra một nguồn điện một chiều một điện cảm có giá trị đủ lớn D Nghịch lu nguồn dòng D.0 Nghịch lu nguồn dòng song song một pha D.0.1 Sơ đồ biến áp có điểm giữa (hình21) Hình 21 a,sơ đồ nguyên lý ,b mạch điện tơng... bộ biến tần Gồm các phần chính sau: Bộ chỉnh lu Mạch một chiều trung gian(bộ lọc) Bộ nghịch lu Khối điều khiển 3.0 Bộ chỉnh lu Sinh viên: Trần Văn An 29 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 A.Khái niệm : là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều cung cấp cho phụ tải một chiều (bể mạ điện , mạch kích từ máy điện ) B.Phân loạicác sơ đồ chỉnh lu Sơ đồ. .. nim : l phn t bán dn gm nm lp bán dn , to nên cu trúc p-n-p-n nh thyristor theo c hai chiu gia các cc T1 , T2 , do đó cú th dn dòng theo c hai chiu gia T1 , T2 TRIAC coi nh tng ng vi hai thyristor u song song ngc Sinh viên: Trần Văn An 19 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Hình 11 , a-cu trúc bán dn b-ký hiu trên s c-s tng ng vi hai thyristor song song ngc 1.3.2-Phn t bán dn công sut... chng sau 1.3 Phn t bán dn có iu khin 1.3.1.Phn t iu khin không hon ton A Thyristor A.1.Khái nim : Thyristor l phn t bán dn cu to t 4 lp bán dn p-n-p-n to ra ba tip giáp p-n J1 , J2 J3 nó có ba cực ,anot A , catôt K , cc iu khin G Hỡnh 9 a-cu tao , b ký hiu ca thyristor A.2 ctính vôn -ampe ca một thyristor Sinh viên: Trần Văn An 18 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Hình 10 c tính vôn-ampe... (bin tn) c ch to ngy cng ln Sinh viên: Trần Văn An 24 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Transistor v GBT l nhng phn t bán dn c ng dng rng rãi trong phm vi công sut nh nhng yêu cu tần s lm vic cao c bit l các GBT ang c ng dng ngy cng rng rãi v thay th dn các transistor thng Vi cụng sut iu khin yêu cu nh , vic s dng các GBT lm n gin áng k ca b bin i v lm cho kích thc ca h thng iu khin ngy . tập tốt và hoàn thành đồ án này . Em xin chân thành cảm ơn . Sinh viên : Vơng bá viện §å ¸n tèt nghiÖp Kh¶o s¸t biÕn tÇn Altivar3 1 Sinh viªn: TrÇn V¨n An 2 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 Lời. Trần Văn An 16 Đồ án tốt nghiệp Khảo sát biến tần Altivar3 1 it l ph n t bán dn cu to bi 1 lp tip giáp p-n. it có 2 cc , ant l c c ni vi lp bán dn kiu p, catt k l c c ni vi lp bán dn kiu n. Dòng. & tin học công nghiệp =========*********=========== Đồ án tốt nghiệp Cử nhân cao đẳng -ngành điện bộ môn đo lờng &tin học công nghiệp đề tài : khảo sát biến tần ALTIVAR 31 Giáo viên hớng