(Tiểu luận) đề tài xây dựng bộ biến đổi điều áp xoay chiều một pha điểu khiển động cơ xoay chiều một pha

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒÁN1 TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA ĐIỂU KHIỂN ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU MỘT PHA Họ tên sinh viên: Vũ Xuân Phương Lớp: DHTD15A3HN Khoa đào tào: Điện Ngành: Công nghệ kĩ thuật điều khiển tự động hóa Người hướng dẫn học phần: Ths.Nguyễn Thị Thành Hà Nội:2023 Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU .3 Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu 1.1 Tổng quan động xoay chiều pha .4 1.1.1 Tổng quan nguyên lý 1.1.2 Các phương pháp điều khiển tốc độ động xoay chiều pha 1.2 Bộ biến đổi điều áp xoay chiều pha .10 1.2.1 Sơ đồ mạch lực biến đổi 10 1.2.2 Các phương pháp điều khiển biến đổi .11 1.3 Đặt toán 11 Chương 2: Tính tốn, thiết kế mạch lực 12 2.1 Tính tốn, thiết kế mạch lực 12 2.1.1 Tính tốn, thiết kế sơ đồ mạch lực 15 2.1.1.1: Lựa chọn van 16 2.1.1.2: Lựa chọn phần tử bảo vệ 17 2.2: Mô Phỏng Mạch Lực .20 2.2.1 Xây dựng sơ đồ mô 20 2.2.2 Kết mô 20 Chương 3: Tính tốn thiết kế mạch điều khiển 23 3.1 Tính tốn, thiết kế mạch điều khiển 23 3.1.1 Tính toán, lựa chọn mạch điều khiển .24 3.1.1.1: Khâu đồng pha 26 3.1.1.3: Khâu so sánh 29 3.1.1.2: Khâu tạo điện áp cưa 31 3.1.1.5: Khâu khuếch đại xung 34 3.1.2 Tính tốn, lựa chọn phần tử mạch điều khiển 38 3.1.2.1: Khâu đồng pha 38 3.1.2.3: Khâu so sánh 39 3.1.2.4: Khâu tạo xung 40 3.1.2.5: Khâu khuếch đại xung 41 3.2: Mô mạch điều khiển 45 3.2.1: Xây đựng sơ đồ mô 45 3.2.2: Kết mô .45 Kết luận-Nhận xét- Kiến Nghị .48 Tài Liệu Tham Khảo 49 LỜI NÓI ĐẦU Thế giới phát triển cách chóng mặt, đặc biệt mảng cơng nghệ dần thay đổi hồn tồn sống Ban đầu lao động chân tay đến phần lớn cơng việc thực máy móc, nhờ có hỗ trợ robot mà khối lượng cơng việc hồn thành nhiều với chất lượng tốt hơn, cơng nghệ cịn đem lại cho người nhiều giải trí khiến sống trở lên vui vẻ thoải mái nhiều Trong ngành điện nói chung, ngành cơng nghệ kĩ thuật điều khiển tự động hóa nói riêng cốt lõi thiết yếu cho phát triển giới Vì muốn đóng góp vào phát triển xã hội quan trọng có cơng việc tốt tương lai nên em chọn theo học khối ngành kĩ thuật Sau thời gian dài học tập trường Đại Học Kinh Tế Kỹ Thuật Cơng Nghiệp Hà Nội, nhờ có giúp đỡ thầy giáo mà em có nhiều kiến thức công nghệ để áp dụng vào công việc tương lai Hiện em nhà trường tạo điều kiện cho làm đồ án để tìm hiểu sâu kiến thức chuyên ngành áp dụng vào thực tế công việc Đề tài em “ xây dựng điều khiển cho biến đổi điều áp xoay chiều pha điều khiển động xoay chiều pha” Em xin trân thành cảm ơn ! Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Phương Vũ Xuân Phương Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu 1.1 Tổng quan động xoay chiều pha 1.1.1 Tổng quan nguyên lý a Khái niệm động xoay chiều pha - Khái niệm : Động điện xoay chiều pha loại động có phần dây quấn stato bao gồm cuộn dây pha, nguồn cấp dây pha dây nguồn, ngồi cịn có thêm tụ điện để làm lệch pha Thiết bị thường ứng dụng nhiều lĩnh vực khác sản xuất máy nén khí, tời kéo, máy bơm nước,…vì máy có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ nên cần sử dụng nguồn điện có hai dây Thường có số loại như: + Động điện khơng đồng pha có vịng ngắn mạch (công suất 150w) + Động không đồng pha dùng tụ điện có vịng dây chập ngược + Các kiểu động dùng rotor lồng sóc để chạy máy gia dụng + Động điện vạn năng: stator rotor có dây quấn b Cấu tạo động điện xoay chiều pha Cấu tạo : Gồm hai phần chính: Stator (phần tĩnh) Rotor (phần quay) Hình Cấu tạo động không đồng pha - Stator: bao gồm vỏ máy, lõi sắt dây quấn + Vỏ máy: dùng để cố định lõi sắt dây quấn không dwn từ Vỏ máy thường làm gang Đối với máy công suất lớn (>1000 kW) dùng thép hàn lại Hình 1.2 Vỏ động không đồng pha + Lõi thép: để dwn từ Vì từ trường qua lõi thép từ trường quay nên để giảm tổn hao lõi thép ghép từ thép kỹ thuât|điện dày 0,35 mm hoăc| 0,5 mm Khi đường kính ngồi > 990 mm phải dùng hình rẻ quạt ghép Để giảm tổn hao dòng điện xoáy, thép kỹ thuât|điện phủ sơn cách điện Hình 1.3 Lõi thép Stator + Dây quấn: Dây quấn Stator đăt|vào rãnh lõi sắt cách điện với lõi Dây quấn Stator gồm cuộn khởi động (cuộn đề) cuộn làm việc (cuộn đề) Hình 1.4 Lõi thép Stator – Rotor: bao gồm lõi thép, trục dây quấn + Lõi thép Rotor: c•ng gồm thép kỹ thuât|điện ghép lại Măt|ngồi lõi thép có rãnh để đăt|dây quấn, có lỗ để lắp trục, có cịn có lỗ thơng gió Trục máy gắn với lõi thép Rotor làm thép tốt Trục đỡ nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ bi + Dây quấn: Tùy theo cấu tạo dây quấn phần quay, động không đồng pha chia làm hai loại: động Rotor dây quấn máy động Rotor lồng sóc • Rotor lồng sóc: rãnh lõi thép đặt đồng, hai đầu nối ngắn mạch hai vòng đồng tạo thành lồng sóc Ở động cơng suất nhỏ, lồng sóc chế tạo cách đúc nhôm vào rãnh lõi thép rơto, tạo thành nhơm, hai đầu đúc vịng ngắn mạch Hình 1.5 Rotor lồng sóc • Rotor dây quấn (Wound Rotor): rãnh lõi thép đăt|dây quấn, thường nối thành hình sao, ba đầu nối với ba vành trượt đồng trục Rotor Ba vành trượt cách điện với với trục T‚ ba vành trượt ba chổi than để nối mạch điện với điện trở bên (điện trở điện trở mở máy hoăc| điện trở điều chỉnh tốc độ) Hình 1.6 Rotor dây quấn c Nguyên lý hoạt động: Khi cuộn dây Stator nối với nguồn điện xoay chiều pha, dòng điện qua dây quấn tạp từ trường quay Trong trình quay từ trường quét qua dwn Rotor, làm xuất sức điện động cảm ứng Vì dây quấn Rotor kín mạch nên sức điện động tạo dòng điện dwn (hoặc dây quấn) Rotor Các dwn có dịng điện lại nằm từ trường, nên tương tác với nhau, tạo lực điện từ đặc vào dwn Tổng hợp lực tạo moment quay trục Rotor, làm cho Rotor quay theo chiều từ trường d Ứng dụng: Với tính trội, động điện pha ứng dụng phổ biến nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp thiết bị công nghệ dùng quảng cáo Dùng việc chế tạo thiết bị đồ gia dụng gia đình quạt điện, máy bơm nước, đầu đĩa, radio, máy xay sinh tố, lị vi sóng…Trong lĩnh vực công nghiệp động điện pha dùng để chế tạo thiết bị băng truyền, băng tải cho máy móc,… Và cịn nhiều ứng dụng khác động điện pha mà bạn chưa khám phá hết Hình 1.7: thiết bị sử dụng động điện xoay chiều pha 1.1.2 Các phương pháp điều khiển tốc độ động xoay chiều pha Để điều khiển tốc độ động pha người ta sử dụng phương pháp sau: - Thay đổi số vịng dây stato ( Thay đổi số đơi cực ) - Điều khiển điện áp đưa vào động - Điều khiển tần số dòng điện vào động Trước điều khiển tốc độ động điều khiển điện áp xoay chiều đưa vào động cơ, người ta thường sử dụng hai cách phổ biến mắc nối tiếp với tải điện trở hay điện kháng mà ta coi Z f điều khiển điện áp biến áp survolter hay ổn áp Hai cách có nhược điểm kích thước lớn khó điều khiển liên tục dòng điện lớn Ngày với việc ứng dụng Thyristor Triac vào điều khiển, người ta điều khiển động pha bán dwn