Các bạn đang xem tài liệu trên tài khoản TDoc. Sẽ tập hợp những kiến thức, tài liệu bổ ích nhất liên quan tới Công nghệ Tự động hóa Kinh tế và các môn đại cương cho các bạn sinh viên. Chúc các bạn có những tài liệu đúng với nhu cầu và đừng quên để lại react cho tài khoản phát triển hơn nhé. Cảm ơn các bạn rất nhiều.
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ DỊ BỘ Khoa Điện – ĐTVT, ĐH GTVT TP HCM Nội dung: Tóm tắt động dị Bảo vệ khởi động trực tiếp động dị Soft Starter ứng dụng Inverter ứng dụng Tóm tắt - Động dị • Động chủ lực cơng nghiệp • Ưu điểm Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ Vận hành dễ dàng Không cần bảo dưỡng Làm việc tin cậy Vít định vị Nắp máy Ổ bi Nắp thơng gió Stato Quạt thơng gió Nắp máy Ổ bi Rơto lồng sóc Tóm tắt - Cấu tạo a 120o 120o c’ b ’ c b a ’ 120o Stator – cuộn dây pha, bố trị lệch 120 độ Rotor – Lồng sóc dây quấn • pha dây quấn stator lệch 120 độ khơng gian, • dòng điện stator xoay chiều lệch pha 120 độ điện, tạo từ trường quay trịn khe khí • Từ trường quay tròn tạo sức điện động cảm ứng cuộn dây rotor E2 • Sức điện động cảm ứng cuộn dây rotor gây dòng điện ngắn mạch • Từ trường quay tác động lực lên dịng điện rotor làm rotor quay • Tốc độ rotor bé tốc độ từ trường quay 60 f s p p – số cặp cực f – tần số điện áp cấp • Từ trường quay tạo ra: - Sức điện động cảm ứng Emf cuộn dây stator - Sức điện động cảm ứng cuộn dây rotor - Từ trường quay với tốc độ đồng Từ trường quay tác dụng lên dòng điện rotor tạo moment quay Rotor luôn quay tốc độ chậm tốc độ đồng Tốc độ trượt: sl = s – r Tỷ lệ tốc độ trượt tốc độ đồng gọi độ trượt s s s r s Tóm tắt- Mạch thay Is Lls Llr’ Rs Im Vs Ir ’ Rr’/s Eag Lm Rs – Rr ’ – Lls – Llr’ – Lm – Ir’ – điện trở cuộn dây stator điện trở cuộn dây rotor quy đổi stator hệ số tự cảm tản (rò) cuộn dây stator hệ số tự cảm tản (rò) cuộn dây rotor quy đổi stator Hỗ cảm hai cuộn dây dòng điện rotor quy đổi stator Mạch thay đơn giản Is Lls Rs Llr’ Ir ’ Rr’/s Im Vs Vs – Is – Im – Lm Eag điện áp cấp vào stator dòng điện stator dịng điện từ hóa (gần dịng khơng tảiI0) Ir’ – dòng điện rotor quy đổi stator (xấp xỉ dịng Is có tải) Vs Im Xm I r Vs Rr ' R X X ' s ls lr s Tóm tắt - Đặc tính Vs2 3R r ' Tem ss Rr ' Rs X ls X lr ' s Tem Tmax Trated sm Vs2 Tmax 2s R R X X 2 s ls lr s Rr sm 2 r Rs X ls X lr rated s Thay đổi điện áp stator Vs Thay đổi tần số nguồn f Thay đổi tổng trở stator Rs, Xls Thay đổi số đôi cực p s Đặc tính khởi động current Điều khiển bảo vệ khởi động torque t Bảo vệ điều khiển chế độ làm việc dài hạn Rated Torque 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 rpm Biến tần nguồn dòng pha Nguyên lý tạo dòng điện điện áp - Với cầu nghịch lưu pha cần tín hiệu điều khiển - Logic đóng cắt đơn giản theo ngưỡng - Tần số đóng cắt khơng đều, gây nhiễu 43 Biến tần nguồn áp – nguyên lý Nguyên lý tạo dòng điện điện áp - Đóng ngắt với chu kỳ T khơng đổi - Trong chu kỳ T, giá trị trung bình điện áp PWM (=Ton/Tx U) giá trị bình điện áp mong muốn Uref 44 - Điện áp hình xung vng, dịng điện gần hình sin Biến tần nguồn áp – nguyên lý Nguyên lý tạo dòng điện điện áp - Đóng ngắt với chu kỳ T không đổi - Trong chu kỳ T, giá trị trung bình điện áp PWM (=Ton/Tx U) giá trị bình điện áp mong muốn Uref 45 - Điện áp hình xung vng, dịng điện gần hình sin Ngun lý đóng cắt cầu nghịch lưu Nguyên lý tạo dòng điện điện áp - Xung tam giác xung mang, có tần số tần số đóng cắt IGBT - Các điện áp pha điện áp mong muốn 46 Điều khiển dòng điện thông qua điều khiển điện áp - Biến tần điều khiển dòng điện vào động - Bộ điều khiển dịng điện tính giá trị điện áp u cầu Nguyên lý tạo dòng điện điện áp 47 Dừng hãm động dùng biến tần Yêu cầu hãm dừng động Các thiết bị hỗ trợ hãm -Nếu biến tần ngắt điện động chạy theo đà, dừng moment cản, dừng chậm - Biến tần hoạt động Q2, Q4 hãm động cơ, dừng nhanh 48 Dừng hãm động dùng biến tần Các kỹ thuật hãm phổ thông Các thiết bị hỗ trợ hãm - Tái sinh (Regeneration), trả lượng điện - Dynamic braking: chuyển điện thành nhiệt điện trở - DC injection: bơm dòng chiều, nhiệt rotor - Ramp to Stop: giảm dần tốc đọ - Coast to Stop: thả tự do, dừng moment tải 49 Hãm DC Injection Các thiết bị hỗ trợ hãm -Cấp nguồn điện DC vào pha stator, sử dụng PWM tạo dòng điện chiều pha stator - Động hoạt động máy phát điện chiều, điện sinh mạch rotor biến thành nhiệt rotor - Hiệu hãm giảm dần tốc độ thấp 50 Hãm động Các thiết bị hỗ trợ hãm - Xảy động làm việc Q2, chế độ máy phát, tốc độ rotor lớn tốc độ từ trường quay (tạo tần số biến tần) - Cơ từ động chuyển thành điện nạp vào DC bus - Mạch logic đóng Transitor S để xả điện qua điện trở R - Là kỹ thuật hãm phổ biến 51 Hãm động Các thiết bị hỗ trợ hãm -Mạch logic đóng Transitor S để xả điện qua điện trở R theo ngưỡng điện áp DC bus 52 Hãm động Đấu nối thực tế, bảo vệ tính tóan PA Các thiết bị hỗ trợ hãm R hãm PO (+) PB L1 U L2 V M L3 W PC (-) - Điện trở hãm điện trở cơng suất (tỏa nhiệt), đấu bên ngồi biến tần - Cần làm mát cho điện trở hãm, bảo vệ nhiệt (relay nhiệt) - Giá trị R điện trở hãm chọn theo điện áp DC bus transitor xả, nhà cung cấp biến tần - Giá trị công suất tỏa nhiệt điện trở hãm phải tích theo chu kỳ nhiệm vụ: 53 P = hãm/ thời gian hãm Hãm động Nối chung DC bus nhiều biến tần Các thiết bị hỗ trợ hãm - Nhiều biến tần dây chuyền nối chung DC bus với - Khi động A hãm lượng DC bus nạp cho động B - Giải pháp đơn giản, tiết kiệm - Vẫn cần điện trở hãm cho biến tần tránh trường hợp tất động hãm 54 Nhiều biến tần dùng chung DC bus Các thiết bị hỗ trợ hãm - Dành cho biến tần công suất lớn, có chỉnh lưu, nhiều nghịc lưu - Khi động A hãm lượng DC bus nạp cho động B… - Giải pháp dành cho dây chuyền nhiều động 55 Hãm tái sinh – trả điện lưới Các thiết bị hỗ trợ hãm Mạch nghịch lưu phụ thuộc dùng SCR - Hãm tái sinh hoạt động Q2, Q4 - Đòi hỏi nghich lưu SCR IGBT (Active Front End) - Tiết kiệm lượng, hãm nhanh Thích hợp tải ngắn hạn lặp lại - Chi phí đầu tư cao, khơng thích hợp với tải thay đổi 56 Thiết bị bảo vệ chuẩn đóan trạng thái Nguồn điện: điện áp, tần số, dòng điện Mạch DC bus: điện áp, dòng điện Nhiệt độ IGBT Cấp cho motor: Điện áp ra, dòng điện, tần số, dòng rò 57