Đồ án thiết kế biến tần

Mục lục Phần mở đầu PhÇn néi dung .5 Chơng Phơng pháp điều khiển động không đồng .5 1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc Động không đồng bé: 1.1.1 CÊu tạo: gồm phần 1.1.2 Nguyên lý làm việc: 1.2 Đặc tính động điện không đồng bộ: 1.3 Các phơng pháp điều chỉnh động không đồng bộ: 1.3.1 Điều chỉnh điện áp động cơ: 1.3.2 Điều chỉnh điện trở mạch rotor: .7 1.3.3 Điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động cơ: 1.3.4 §iỊu chØnh ®é réng xung: .8 Chơng 2: Tổng quan biến tần 2.1 Giíi thiÖu chung: .9 2.2 Phân loại biến tần: 2.2.1 Biến tần gián tiếp: 2.2.1 BiÕn tÇn trùc tiÕp: 15 Ch¬ng 3: Thiết kế biến tần nguồn áp ba pha điều khiển động không đồng ba pha Rôtor lång sãc 19 3.1.TÝnh chän m¹ch lùc .19 3.1.1 Phơng án chọn mạch động lực 19 3.1.2.Tính chọn linh kiện mạch động lùc: 21 3.2 ThiÕt kÕ m¹ch ®iỊu khiĨn 26 3.2.1.Hệ thống điều khiển tần số: .26 3.2.2.Phân tích thiết kế mạch 27 3.3.Chơng trình điều khiÓn .35 3.3.1.Sơ đồ thuật toán chơng trình điều khiển: 35 3.3.2.Chơng trình điều khiển(Assembly) 38 KÕt LuËn 50 Tµi liƯu tham kh¶o .51 Phần mở đầu -So với tất loại độnh dùng công nghiệp động không đồng ba pha đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp Do động không đồng bội công nghiệp Do động không đồng có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo vận hành an toàn, sử dụng trực tiếp từ lới điện ba pha Sinh viên: Vũ Thế Dũng Lớp: ĐL - KTĐ 1A Trong loại động không đồng bộ, động không đồng ba pha Rotor lồng sóc chiếm u thế, chẳng hạn nhà máy xi măng chúng đợc dùng cho máy: máy nghiền, máykhuấy, băng tải Trong xởng cán luyện đợc sử dụng cho băng lăn vận tải có truyền động đơn truyền động nhóm Bên cạnh u điểm động không đồng ba pha có nhữnh nhợc điểm sau: Mômen tới hạn mômen khởi động giảm điện áp lới điện giảm, dễ phát sinh tình trạng nóng mức Stator điện áp lới tăng Rotor điện áp lới giảm, khe hở không khí nhỏ phần làm giảm bớt độ tin cậy chúng Trong thời gian gần công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất kỹ thuật điện tử, tin học nên đặc điểm động không đồng đÃi công nghiệp Do động không đồng đ ợc khai thác triệt để, đợc điều khiển biến tần bán dẫn đợc hoàn thiện Do có khả cạnh tranh với hệ truyền động chiều vùng công suất truyền lớn tốc độ làm việc cao Hiện công nghiệp thờng sử dụng truyền động điều chỉnh tốc độ động không đồng sau: + Điều chỉnh điện áp cấp cho động dùng biến đổi dùng Tiristor + Điều chỉnh điện trở Rotor biến đổi xung Tiristor + Điều chỉnh công suất trợt + Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp biến đổi tần số Trong đồ án tốt nghiệp em khảo sát thiết kế biến đổi tần số nguồn áp để điều khiển tốc độ động không đồng ba pha Rotor lồng sóc công suất 0.75 Kw Sau thời gian làm đồ án dới hớng dẫn tận tình cô giáo: Sinh viên: Vũ Thế Dũng Lớp: ĐL - KTĐ 1A Phạm Thị Hoa thầy cô giáo khác em đÃi công nghiệp Do động không đồng hoàn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức thời gian có hạn nên nhiều thiếu sót, em mong đóng góp ý kiến thầy cô giáo bạn đồ án em đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Nam Định, ngày 20 tháng 05 năm 2009 Sinh viên thực Vũ Thế Dũng Trờng Đại học SPKT Nam Định khoa điện - điện tử Đồ án học phần Sinh viên thực hiện: Vũ Thế Dũng Lớp : ĐL-KTĐ 1A Nghành đào tạo : Công nghệ kĩ thuật điện Tên đề tài : thiết kế biến tần nguồn áp điều khiển động không đồng ba pha rôto lồng sóc Ngày nhận đề : ngày 10 tháng 03 năm 2009 Ngày nộp đồ án : ngày 20 tháng 05 năm 2009 Nội dung cần hoàn thành: 1) Thông số động không đồng rôto lồng sóc: Pđm = 0,75 KW Sinh viên: Vũ Thế Dũng Lớp: ĐL - KTĐ 1A fđm = 50 Hz nđm = 1410 vòng/phút Uđm = 380/ 220 V Iđm = 2/ 3,5 A 2) Nội dung trình bày: Chơng 1: Phơng pháp điều khiển động không đồng Chơng 2: Tổng quan biến tần Chơng 3: Thiết kế biến tần nguồn áp ba pha điều khiển động không đồng ba pha rôto lồng sóc 3.1 Tính chọn mạch lực 3.2 Thiết kế mạch điều khiển 3.3 Chơng trình điều khiển Khoa Điện - Điện tử Bộ môn Ngày Tháng Năm 2009 Giáo viên hớng dẫn Th.S Phạm thị hoa Sinh viên: Vũ Thế Dũng Lớp: ĐL - KTĐ 1A phần nội dung Chơng Phơng pháp điều khiển động không đồng 1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc Động không đồng bộ: 1.1.1 Cấu tạo: gồm phần a) Stato: phần tĩnh động bao gåm lâi thÐp (ghÐp tõ c¸c l¸ thÐp kÜ thuËt điện) có để chứa dây quấn Stato đợc gắn vào bệ động với nắp có ổ trục định vị cho rôto (hình 1) b) Rotor: gồm lõi thép (mạch từ) hình trụ rÃi công nghiệp Do động không đồng bộnh đặt dây quấn Lõi thép có trục quay định tâm để gắn vào ổ trục stato Stato Dây quấn stato Rotor Hình 1.1: Cấu tạo động xoay chiều không đồng - Rotor lồng sóc (rotor ngắn mạch) có dây quấn dạng lồng sóc dẫn đồng nhôm đặt rÃi công nghiệp Do động không đồng bộnh rotor, hai đầu dẫn nối tắt với vòng ngắn mạch - Rotor dây quấn (rotor pha) có ba đầu dây dây quấn đợc nối với ba vòng đồng đầu rotor, tiếp xóc víi ba chỉi than ë stato ®Ĩ dÉn Sinh viên: Vũ Thế Dũng Lớp: ĐL - KTĐ 1A 1.1.2 Nguyên lý làm việc: Khi cấp điện vào dây quấn stato, động xuất từ trờng quay, từ trờng quét qua dẫn rotor, cảm ứng lên dây quấn rotor suất điện động (e2), suất điện động sinh dòng điện (i2) chạy dây quấn rotor Chiều suất điện động dòng điện đợc xác định theo quy tắc bàn tay phải Dòng điện i2 tác động tơng hỗ với từ trờng stato tạo lực điện từ dây quấn rôto mômen quay, làm cho rôto quay víi tèc ®é n theo chiỊu quay cđa tõ trêng 1.2 Đặc tính động điện không đồng bộ: Phơng trình đặc tính cơ: 3U r2' M  r   (1) w   r     x  x '2 s Biểu thức (1) phơng trình đặc tính cơ, biểu diễn quan hệ m = f(n) Lấy đạo hàm mômen theo hệ số trợt cho dm/ds= Ta có hệ số trợt tơng ứng với mômen tới hạn mt gọi hệ số trợt tới hạn: r2 ' Sth = r2 ( x1  x2 ' ) (2) Do ®ã ta có biểu thức mômen tới hạn: p.U12 Mth =  w1 r1  r12  xn (3) Ta có dạng đơn giản phơng trình đặc tính nh sau: - Từ (1)(2)&(3) có: = r2' r12  xn (4) M th     M = s sth   2 sth s Sinh viªn: Vị ThÕ Dịng (5) Líp: ĐL - KTĐ 1A - Đối với động rotor lồng sóc có công suất lớn r1