Thông tin tài liệu
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÊN ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN: Xây dựng điều khiển cho biến đổi điều áp xoay chiều pha chiều khiển động xoay chiều pha Nghành đào tạo: Ngành CNKT điều khiển tự động hoá Mã số nghành: 7510303 Họ tên sinh viên: Nguyễn Duy Minh Người hướng dẫn đồ án Ths.Nguyễn Đức Điển Hà Nội – 2023 LỜI NÓI ĐẦU Trong giới hội nhập có nhiều hội khơng thách thức đặt đề đất nước ta phát triển sâu rộng Q trình cơng nghiệp hóa đất nước phải tắt đón dầu để bắt kịp xu phát triển thể giới Trong nghành cơng nghiệp khí nói chung nghành khí tự động nói riêng có vai trị quan trọng nhằm đưa đất nước khỏi sản xuất lạc hậu, thủ công đê tiền sản xuất tự động, nâng cao suất giải phóng sức lao động cho người Với giới phát triển mạnh nhiều lĩnh vực với nhiều thành tựu mà khoa học đạt thúc đầy phát triển công nghiệp đại Song khơng thách thức khó khăn đặt Đứng trước thực tê nên sản xuât đôi ngày đòi hỏi kỹ sư, cán khoa học kỹ thuật phải nghiên cứu đề có kiến thức sâu rộng, tiêp thu nhanh tiên khoa học kỹ thuật đôi công nghệ bặt nhịp nên sản xuât đại Đối với sinh viên việc tiếp xúc với thực tế sản xuất nhiều hạn chế mẽ gặp nhiêu bỡ ngỡ trường Vì đô án môn học điều khiêntự động hội tôt đề sinh viên năm bắt vận dụng kiên thức vào thực tế đồng thời giúp sinh viên sáng tạo, giải vấn đề kỹ thuật trường hợp cụ thể Khả sáng tạo phát triển tư kỹ thuật giải triệt đề nhờ vào kiến thức, hiểu biết sinh viên Với đề tài “ Xây dựng điều khiển cho biến đổi điều áp xoay chiều pha chiều khiển động xoay chiều pha ” khơng nhiệm vụ cịn củng cố kiến thức toàn diện em trước trường Trong trình hồn thành đồ án thiết kế với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy “ Nguyễn Đức Điển ”, với nỗ thực thành viên nhóm hồn thành đồ án Do kiến thức hạn chế thời gian tìm hiểu có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô giáo để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Hà Nội Ngày 16 tháng năm 2023 Sinh viên thực Nguyễn Duy Minh Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha MỤC LỤC MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu .5 1.1 Tổng quan động xoay chiều pha 1.1.1 Tổng quan nguyên lý 1.1.2 Các phương pháp điều khiển động 1.2 Bộ biến đổi điều áp xoay chiều pha .7 1.1.2 Sơ đồ mạch lực biến đổi 1.2.2 Các phương pháp điều khiển biến đổi .13 Chương 2: Tính tốn, thiết kế mạch lực .15 2.1 Tính tốn thiết kế mạch lực .15 2.1.1 Tính tốn thiết kế sơ đồ mạch lực 15 Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG Đề số 6: Xây dựng điều khiển cho biến đổi điều áp xoay chiều pha điều khiển động xoay chiều pha Thông số động pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu 1.1 Tổng quan động xoay chiều pha Động điện xoay chiều pha được sử dụng nhiều dân dụng quạt điện, mô tơ bơm nước, loại đồ điện gia dụng Hôm xin chia sẻ đến bạn định nghĩa động điện xoay chiều pha gì, cấu tạo nguyên lý hoạt động sao, công dụng động điện xoay chiều pha Động điện xoay chiều pha gì? Động điện xoay chiều pha loại động thường có cơng suất nhỏ khơng q vài kW trở xuống sử dụng điện xoay chiều pha, dùng phổ biến sản xuất nhỏ (máy dụng cụ cầm tay) đời sống (các loại quạt điện, đồ điện gia dụng), 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 (cơng suất 150w) Động khơng đồng phat dùng tụ điện có vòng dây chập ngược Các kiểu động dùng rơto lồng sóc để chạy máy gia dụng Động điện vạn năng: stato rơto có dây quấn Cấu tạo Động điện vạn chạy điện pha có cấu tạo tương tự như động điện chiều kích từ nối tiếp Phần tĩnh (stato): có cực từ thép Silic ghép lại (khác với máy điện chiều nhỏ dùng thép đúc) để giảm nhỏ tổn hao sắt cho máy khỏi nóng Thường có hai cực lồi (giống quạt điện vòng chập) để quấn hai cuộn dây kích từ Trên mặc cực khơng có vịng chập mạch quạt điện xoay chiều, số vòng dây quấn máy điện chiều Phần quay (rơto): có cổ góp điện lõi dẫn từ thép Silic dập rãnh để quấn dây dẫn cổ góp điện chổi than máy điện chiều (hình 2-1a) Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha (Hình 2-1 : Động điện vạn năng; a: Cấu tạo; b: Sơ đồ nối dây) 1.1.1 Tổng quan nguyên lý Nguyên lý làm việc Nguyên lý làm việc động điện vạn tương tự ở máy điện chiều kích từ nối tiếp Từ trường cực từ φc tác dụng với dịng điện cuộn dây phần ứng Iư tạo thành mơmen quay Vì mạch điện vào động qua rôto stato nối tiếp nhau, coi φc và Iư pha mơ men chúng sinh có chiều tác dụng khơng đổi làm cho động quay 1.1.2 Các phương pháp điều khiển động Điều chỉnh R phần ứng cách mắc nối tiếp điện trở R* Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Khi mắc nối tiếp điện trả phụ R" vào phản ứng từ công thức ta thấy tốc độ quay đồng điện chiều tăng lên, mắc thêm Ra to lên, khơng kinh tế = Phương pháp sử dụng Điều chỉnh từ thơng Khi từ thống giảm thị tốc độ quay động chiều tăng lên phạm vi giới hạn Nhưng từ thơng thay đổi Momen, dịng điện nên khó tính tốn xác dịng động Momen tài, → Phương pháp sử dụng Điều khiển điện áp phần ứng Thực tế có phương pháp điều khiển động điện chiều điện áp: - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phản ứng động - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động Khi điện áp Vụ cấp vào phản ứng tăng tốc độ quay động điện chiều tăng theo, phương pháp điều khiển triệt để sử dụng phổ tiến để điều khiển tốc độ động D6 1.2 Bộ biến đổi điều áp xoay chiều pha 1.1.2 Sơ đồ mạch lực biến đổi Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha Trường hợp tải trở R Sơ đồ mạch điện Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Nguồn xoay chiều có biểu thức: vs = 220sin100πt nối tiếp với tải R thông qua biến đổi điện áp Bộ biến đổi điện áp xoay chiều pha gồm hai thyristor mắc song song ngược chiều với Trong trường hợp công suất nhỏ thay triac Nguyên lý hoạt động Ở bán kỳ dương: T2 bị phân cực ngược dẫn điện nên xét với SCR T1 Xét khoảng từ – α: chưa xuất xung kích nên SCR T1 khơng dẫn điện Do đó, dịng điện chạy qua tải điện áp tải khoảng không: it = 0, vt = Tại thời điểm xuất xung kích đưa vào cực điều khiển T1 T1 bắt đầu dẫn điện Dịng điện chạy qua tải theo chiều từ nguồn → T1 → R → nguồn Điện áp tải lúc với điện áp nguồn: vt = vs Cuối bán kỳ dương dòng điện áp hai đầu thyristor D1 chuyển sang điện áp ngược nên D1 ngưng dẫn Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Ở bán kỳ âm: T1 bị phân cực ngược dẫn điện nên xét với SCR T2 Tương tự bán kỳ dương, khoảng từ π → (π + α) chưa có xung kích nên T2 khơng dẫn điện Điện áp tải dịng chạy qua tải khơng Khi có xung kích vào cổng G T2 SCR T2 dẫn điện, lúc điện áp tải với điện áp nguồn vt = vs < 0, dòng qua tải ngược chiều so với dòng điện chạy qua tải bán kỳ dương Cuối bán kỳ âm điện áp nguồn chuyển từ âm sang dương Chu kỳ lặp lại Dạng sóng Điện áp tải (Vt) dịng điện chạy qua tải (It) Điện áp linh kiện (VT) dòng điện chạy qua linh kiện (IT) Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Trường hợp tải R + L Sơ đồ mạch điện 10 Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Do.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.phaDo.an.xay.dung.bo.dieu.khien.cho.bo.bien.doi.dieu.ap.xoay.chieu.mot.pha.chieu.khien.dong.co.xoay.chieu.mot.pha Nguyên lý hoạt động Ta xét hai trường hợp với góc tới hạn φ = arctg(ωL/R) Đây góc điều khiển mà dịng điện tải ranh giới chế độ dòng điện gián đoạn liên tục a Trường hợp góc kích
Ngày đăng: 30/12/2023, 05:49
Xem thêm:
