BÁO CÁO TIỂU LUẬN MÔN HỌCTIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNGTOPIC: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ LÊN TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ GVHD: PGS.
Trang 1CÔNG NGHIỆP VÀ DÂN DỤNG
TOPIC: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ LÊN TỔN HAO VÀ HIỆU SUẤT CỦA
ĐỘNG CƠ
GVHD: PGS.TS Lê Minh Phương
HVTH: Nguyễn Văn Khôi– MSHV:7140415
Trang 3• Có khá nhiều giải pháp để tiết kiệm năng lượng: sử dụng động cơ có hiệu suất cao, nâng cao chất lượng điện năng, giảm non tải, điều khiển tốc độ động cơ…Trong đó phương pháp điều khiển tốc độ động cơ được sử dụng khá phổ biến.
Trang 4• Khi thực hiện điều khiển tốc độ động cơ
bằng các phương pháp khác nhau, việc phân tích, đánh giá các thành phần tổn thất công suất trong từng phương pháp là nhiệm vụ cần được quan tâm hàng đầu
• Bài tiểu luận này nhằm mục đích khảo sát sự
ảnh hưởng của các phương pháp điều khiển tần số lên tổn hao, hiệu suất của động cơ
Trang 6P1 – Công suất điện cấp cho động cơ
Pe – Công suất điện từ
Pmech – Tổng công suất cơ khí
P2 – Công suất trên trục động cơ
M – Moment điện từ
M2 – Moment quay trên trục động cơ
0- tốc độ đồng bộ (không tải lý tưởng)
- tốc độ động cơ
Pvar - thành phần tổn thất thay đổi
(trong stator và rotor)
Pmech – tổn thất cơ khí (bao gồm
quạt máy)
Pquay- tổn thất quay rotor khi không
tải
Pother – tổn thất khác
Trang 7khiển bao gồm:
Tổn thất trong lõi thép mạch stator PFe1
Tổn thất trong lõi thép mạch rotor PFe2
Tổn thất trong mạch stator do dòng từ hóa chạy qua
Trang 8phương của tốc độ do có thành phần tổn thất do quạt máy
Trang 10tải: tổn thất trong cuộn dây (stator, rotor) khi có dòng điện chạy qua – tổn thất này còn gọi là tổn thất điện
Trang 11• Giả thiết tốc độ tỷ lệ thuận với tần số nên
• Độ trượt thay đổi ít cho mọi tần số
s a : Độ trượt tuyệt đối
Trang 12ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPmech giảm từ khoảng 112W xuống còn khoảng 40W
Trang 13ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPFe1 giảm từ khoảng 990W xuống còn khoảng 450W
Trang 14ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPFe2 không thay đổi và bằng khoảng 4.16W
Trang 15ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPm không đổi và bằng 61W
Trang 16ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPconst giảm từ khoảng 1160W
xuống còn khoảng 560W
Trang 17ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPCu1 tăng từ khoảng 195W đến khoảng 330W
Trang 18ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPCu2 tăng từ khoảng 400W đến khoảng 670W
Trang 19ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
DPvar tăng không đáng kể từ khoảng 600W
Trang 20ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI TỔN HAO
Kết quả mô phỏng matlab:
Tổn thất của động cơ giảm từ khoảng 1760W đến khoảng 1555W, sau đó
tăng lên khoảng 1565W, tổn thất công suất đạt giá trị nhỏ nhất khi U1 và f
0.66 giá trị định mức.
Trang 21(= dm)
Không tính đến tổn hao
do dòng từ hóa gây ra
Tính đến tổn hao do dòng từ hóa gây ra
Trang 22ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Khi tốc độ đồng bộ thay đổi (0=var)var)
Ta phân tích cho trường hợp điều khiển tần số với
=const Theo 6.38 và 6.41 const Theo 6.38 và 6.41
Với Suy ra
Trang 23ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Không tính đến tổn hao do dòng từ hóa gây ra
Hiệu suất động cơ được tính theo công thức:
Trang 24ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Hiệu suất cực đại của động cơ không đổi với mọi tần số
Khi tải nhỏ hơn định mức, max đạt được ở tần số nhỏ hơn định mức
Trang 25ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Tính đến tổn hao do dòng từ hóa gây ra
Nếu tính đến tổn thất do dòng điện từ hóa Pm=const Theo 6.38 và 6.41 Pm,dm (từ thông không đổi) hiệu suất của động cơ được tính theo công thức:
Trong đó:
1 1
P
Trang 26ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Tính đến tổn hao do dòng từ hóa gây ra
- Hệ số phụ tải tối ưu:
Loại thép sử dụng cho các động cơ hiện nay có m=const Theo 6.38 và 6.41 1,5
Hiệu suất cực đại:
Trang 27ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Kết quả mô phỏng matlab:
0,4
Trang 28ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Kết quả mô phỏng khi so sánh với không điều
khiển:
Có điều khiển Không điều khiển
Như vậy khi có điều khiển động cơ có hiệu suất hoạt động tốt hơn
khi không có điều khiển.
Trang 29ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VỚI HIỆU SUẤT
Tài liệu tham khảo
o Bài giảng Môn học Tiết kiệm năng lượng điện trong
hệ thống công nghiệp và dân dụng – PGS.TS Lê Minh
Phương - Trường ĐH BKTPHCM
o Code phần mềm Matlab mẫu – PGS.TS Lê Minh
Phương – Trường ĐH BKTPHCM