báo cáo tiểu luận học phần thí nghiệm chuyên môn vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý chung của các phép biến đổi ac dc

BBD | pha—Nta chu ki — Không điều khién: Pulsating DC Output Primary“ Secondary Transformer Figure - 3 Nguyên lý hoạt động : Trong nửa chu kỳ dương của điện áp xoay chiều, diode sẽ đư

TRUONG DAI HOC GIAO THONG VAN TAI

BAO CAO TIEU LUAN

HOC PHAN THI NGHIEM CHUYEN MON

Muc luc

- Vẽ sơ đồ và trình bảy nguyên lý chung của các phép biến đổi AC -> DC ma ban biét 1 - Vẽ sơ đồ và trình bảy nguyên lý chung của các phép biến đổi AC -> AC mà bạn biết L1

Động cơ điện một chiều làm việc ở chế độ kích từ nối tiẾp: 522cc: 12

- Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch khởi động và hãm động cơ? net 17 -Thực hiện điều chính tốc độ, đảo chiều quay động cơ bằng những cách nào? 18

Sử dụng biến tần 3G3JX- A2007 của hãng Omron cho quạt thông gió (động cơ không đồng bộ 3 pha rotor long sóc) có công suất 0.55kW, điện áp Y/A (380/220VAC) 19

Vận hành bằng cách dùng panel điều khiển có nút nhắn điều khiển chạy xuôi/ngược

chuyền mạch hai vị trí chạy 2 cấp tốc tộ (tốc độ thấp 15Hz, tốc độ cao 30Hz) 19 -Hãy vẽ sơ đồ đầu nồi cho bài toán trên? -s- s1 SE1EE1 1121121111111 11.1 trteg 19 -Cài đặt các tham số mà bạn cho là cần thiết? 2c g1 3111115511 5155115555EE E5 esre 20

Cau 1: ¢ So dé va nguyén ly chung ctia cac phép biến đổi AC -> DC:

1 BBD | pha—Nta chu ki — Không điều khién:

(Pulsating) DC Output

Primary“ Secondary

Transformer Figure - 3

Nguyên lý hoạt động : Trong nửa chu kỳ dương của điện áp xoay chiều, diode sẽ được phân cực thuận và dòng điện chạy qua diode Trong nửa chu kỳ âm của điện áp xoay chiều, diode sẽ bị phân cực ngược và dòng điện sẽ bị chặn Dạng sóng điện áp đầu ra cuỗi cùng ở phía thứ cấp (DC) được hiển thị trong hình 3 ở trên

2 BBĐ I pha - Nửa chu kì - Có điều khiển

Figure - 3

Nguyên lý hoạt động: Trong nửa chu kì dương của điện áp xoay chiều, tùy theo mức độ mở van thyristor, thyristor sé phan cực thuận và dòng điện chạy qua Trong nửa chu ky âm của điện áp xoay chiều, thyristor sẽ bị phân cực ngược và dòng điện sẽ bị chặn Dạng sóng điện áp đầu ra cuối cùng ở phía thứ cấp (DC) được hiền thị trong hình 3 ở trên

3 BBD | pha— Ca chu ki — Khong diéu khién

VD2

ot

a “Vin b) Biểu đồ

Nguyên ly hoạt động: Trong thời gian bán kì dương của điện áp vào, nguồn cung cấp được nồi với tải qua 2 diode phân cực thuận DI và D2

Sang bán kì âm 2 diode D3 và D4 phân cực thuận, đồng thời DI và D2 khóa, năng lượng từ nguồn được cấp cho tải qua 2 diode D3 và D4

4 BBĐ I pha - Cả chu kì - Có điều khiển

Sang bán kì âm 2 diode D3 và D4 phân cực thuận, đồng thời DI và D2 khóa, năng lượng từ nguồn được cấp cho tải qua 2 thyristor D3 và D4

5 BBD 3 pha—Khéng diéu khiển:

Ở đầu chu kỳ điện áp V3 lớn nhất nên D3 dẫn và V2 nhỏ nhất nên D5 dẫn Dòng

điện đi từ nguồn V3 qua diode D3, qua tải, qua D5 và về nguồn V2 nên điện áp tải ud = V3 — V2

Tiếp theo một góc 30 độ, điện áp pha VI lớn nhất nên DI dẫn, V2 nhỏ nhất nên D5

tiếp tục dẫn

Góc 90 độ, VI lớn nhất V3 nhỏ nhất nên DI và D6 dẫn

Ở góc 150 độ, V2 lớn nhất, V3 nhỏ nhất nên D2 và D6 dẫn tương tự cho một nửa

chu kỳ còn lại

6 BBD 3 pha — Có điều khiên:

10

G8 08 } -} 4 -4 -4 -f + + 2-2 Jeccceeeee=eeestee==l~e=ee==e 04

0 œ3 og | -t } 4 -1 -4 } 4 mm =

G2 08 04

Dòng qua tái phái đảm bảo là liên tục nên tại bất kỳ thời điểm nào cũng có 2 thyristor cùng dẫn Do đó khi chuyển mạch sẽ có | thyristor duoc kich lặp lại

12

Theo phương trình điện áp của pha nguồn như hình trên thi thứ tự dẫn của các cặp thyristor sẽ là D4 + DI; DI + D6; Dó + D3; D3 + D2; D2 + D5; D5 + D4

® - Sơ đồ và nguyên lý chung của các phép biến đối AC -> AC:

13

T, +

v(t)=V,, sin(ot) | 7

có xung kích vào T1, áp và dòng trên tải bằng 0

14

- _ Khi cấp xung kích, T1 dẫn, khóa T1 kín mạch cấp nguồn vào tải và bắt đầu dòng qua tải

15

Cau 2:

DONG CO DIEN MOT CHIEU LAM VIEC G CHE DO KICH TU NOI TIEP:

1 Sơ lược về động cơ điện a Khái niệm:

- Động cơ điện là máy điện dùng để chuyên đối năng lượng điện sang năng lượng cơ học Hầu hết các động cơ điện đều hoạt động dựa trên hiệu ứng điện từ Một số loại sẽ là động cơ áp điện hoạt động dựa trên hiệu ứng áp điện, thường là động cơ cỡ nhỏ hoặc siêu nhỏ

- - Quạt điện, tủ lạnh, máy hút bụi, máy bơm nước, là các động cơ điện được sử dụng phô biến trong gia đình Với các động cơ điện là máy dùng đề chuyền đổi từ cơ sang điện được gọi là máy phát điện Máy phát điện có 2 loại đó là máy phát điện xoay chiêu và một chiêu

b Cấu tạo động cơ điện: - _ Cấu tạo động cơ điện được cấu tạo gồm hai phần là phần đứng yên gọi là stato và

phân chuyển động được gọi là roto Roto bao gồm nhiều vòng dây dẫn được quần quanh lõi hoặc là một nam châm vĩnh cửu Khi được nỗi với nguồn điện, các từ trường sẽ xuất hiện ở cả roto va stato Các từ trường ở hai phần sẽ có sự tương tác với nhau tạo thành chuyên động khiến cho roto quay

Phần đứng yên (Stato): - Vỏ lõi được làm bằng vật liệu thép đúc, thực hiện nhiệm vụ bảo vệ mạch từ cùng

với tắm chắn đề đảm bảo stato được cô định trong cầu trúc động cơ - _ Lõi stato được làm từ sắt nõn, có cầu tạo tương tự với lõi sítato của máy điện dị bộ

dây quần, phần ứng như dây quấn 3 pha của máy điện dị bộ Phần chuyển động (Roto):

16

Lõi thép được làm bằng các lá thép được xử lý kỹ thuật điện

Thanh dẫn được làm bằng vật liệu đồng hoặc nhôm

Vòng đoản mạch gồm 2 vòng được đặt ở 2 đầu của roto c Nguyên tắc hoạt động

Như đã thông tin ở trên, phần chính của động cơ điện gồm có 2 phần đó là phần đứng yên và phần chuyên động: được cuốn nhiều vòng dây dẫn hay có nam châm vĩnh cửu Khi cuộn dây trong roto và stato được nối với nguồn điện, xung quanh nó tổn tại các từ trường, sự tương tác từ trường của rotor và sato tạo ra chuyển động quay của roto quanh truc hay | momen

Khi một dòng điện chạy qua cuộn dây quần xung quanh lõi được làm bằng sắt non (stato), roto sẽ chịu tác động của lực từ Cạnh bên cực dương sẽ bị tác động của một lực có chiều hướng lên trên và cạnh bên cực âm sẽ bị tác động của một lực có chiều hướng xuống đưới Cơ chế này được hình thành theo nguyên lý bàn tay trái của Fleming

Khi bị tác dụng bởi lực từ, roto sẽ bắt đầu quay Tuy nhiên dé có thể duy trì được chuyển động này, động cơ điện phải được trang bị thêm một bộ cô góp điện Thiết bị này sẽ có chức năng chuyền mạch dòng điện sau một thời gian ứng với 1⁄2 chu kỳ Khi mặt của cuộn dây nằm song song với các đường sức từ của từ trường, roto sẽ không chịu tác dụng của lực từ nữa mà quay theo quán tính

Phân lớn, các động cơ điện hoạt động dựa theo nguyên lý điện từ, ngoài ra còn dựa theo nguyên ly khác như lực tĩnh điện, hiệu ung điện áp

Nguyên lý cơ bản mà các động cơ điện dựa vào đó chính là có các lực cơ học học trên một cuộn dây, dòng điện chạy qua nằm trong một từ trường

17

Lực này dựa theo mô tả của định luật Lorentz và vuông góc với cuộn dây và cả từ trường Động cơ từ đều xoay là phần lớn nhưng cũng có động cơ tuyến tính Trong động cơ xoay, phần chuyên động được gọi là rotor, phần đứng yên là stator Phân loại động cơ điện

Dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau, động cơ điện được chia làm nhiều loại, cụ thê: Phân loại dựa theo dòng điện

+ Động cơ điện được thiết kế thành dòng điện xoay chiều với nhiều kiêu động cơ,

công suất khác nhau Theo đó, có 2 loại chính: Động cơ điện 1 pha: Là loại động cơ dây quấn stato chỉ có l cuộn dây pha, còn nguồn cấp là 1 dây pha và l dây nguội Tuy nhiên, nếu chỉ có I cuộn dây pha thì động cơ điện sẽ không tự mở máy được vi trường l pha chính là từ trường đập mạch Động cơ điện I pha được sử dụng nhiều trong sản xuất, đời sông như máy bơm nước, máy nén khí, tời kẻo,

Động cơ điện 3 pha: Khi dòng điện xoay chiều 3 pha đi qua, phần dây quần stator sẽ tạo nên l trường quay rotating magnetic ñeld Do đó, giống như hiện tượng ở phía trên, dòng điện được tạo ra bên trong các thanh dẫn của bộ phận roto lồng sóc, nó sẽ bắt đầu quay

Phân loại động cơ điện trong thực tế Động cơ đồng bộ: Đây là câu trúc động cơ vô cùng đặc biệt mà roto quay cùng tốc độ với từ trường stator Có 2 loại động cơ đồng bộ là:

Kích từ độc lập: Sử dụng nguyên tắc giỗng như động cơ từ Kích từ trực tiếp: Sử dụng nam châm vĩnh cửu

Động cơ không đồng bộ: Các động cơ hoạt động dựa trên nguyên tắc cảm ứng điện từ đều được gọi là động cơ không đồng bộ Sự trượt giữa tốc độ quay của từ trường kết hợp với tốc độ quay chậm hơn của roto đã thể hiện được bản chất không đồng bộ của quá trình vận

18

hành động cơ điện tử Động cơ không đồng bộ có 1 thanh phần quay được mô phỏng tương tự như kiêu lồng sóc

Ngoài ra, động cơ không đồng bộ còn sử dụng cuộn dây nhằm giảm bớt áp lực từ đòng khởi động của động cơ nhờ vào việc các điện trở được đấu nối trực tiếp vào trong cuộn dây

> Động cơ điện l chiều: Động cơ điện I chiều DC tức là động cơ điều khiển bằng dòng điện có hướng được xác

định Hay nói dễ hiểu hơn thì đây chính là loại động cơ hoạt động bằng nguồn điện áp DC

- nguồn điện áp 1 chiều Động cơ điện Ì chiều là loại động cơ đồng bộ, hoạt động bằng dong dién | chiều Tốc độ quay của l động cơ điện | chiều tỷ lệ thuận với nguồn điện áp đặt vào nó, và ngẫu lực quay cũng tý lệ thuận đối với đòng điện Chính vì 2 đặc tính trên mà động cơ DC được coi là thành phần không thẻ thiếu trong các hệ thống may móc kỹ thuật đòi hỏi mô men khởi động lớn

Stato cua động cơ điện | chiều thường là I hoặc nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, (có thé dùng nam châm điện), còn rotor có các cuộn dây quần, chúng được nối với nguồn điện |

chiều Còn bộ phận chính lưu sẽ có nhiệm vụ là làm đổi chiều dòng điện trong khi chuyên

động quay của rotor là chuyên động liên tục Thông thường bộ phận này bao gồm có I bộ cô góp và 1 bộ chổi than được mắc tiếp xúc với cô gop

Nếu trục quay của một động cơ điện I chiều được kéo bằng I lực từ bên ngoài, động cơ sẽ hoạt động tương tự như 1 chiếc máy phát điện I chiều đề tạo ra một sức điện động cảm ứng có tên là Electromotive force (EMF) Trong quá trình vận hành bình thường, rotor sẽ quay và phát ra I điện áp (còn gọi là sức phản điện động) có tên là counter - EMF (CEMF) hoặc còn gọi là sức điện động đối kháng

2 VẼ SƠ ĐÔ NGUYÊN LÝ MẠCH KHỞI ĐỘNG VÀ HÃM ĐỘNG CƠ

19

- Mach khởi động:

{+ 0V - 2527

20

- _ Thực hiện điều chỉnh tốc độ, đảo chiều quay động cơ bằng những cách nào ?

> Các cách đề điều chỉnh tốc độ là:

® Sử dụng điện trở khởi động cho mạch khởi động động cơ

® - Thay đôi tốc độ bằng cách điều chỉnh điện áp phần ứng, điện trở mạch kích từ

> Cac cach dé dao chiều quay của động cơ là: ° Đảo chiều dòng điện phần ứng ° Đảo chiều dòng điện phần kích từ

21

Cau 3: Sử dụng biến tần 3G3JX-A2007 của hãng Omron cho động cơ chạy băng tải ( động cơ đồng bộ 3 pha rotor lỗng sóc) có công suất 0.55kW, điện áp Y/A (380/220VAC) Vận hành bằng cách dùng panel điều khiển có nút nhấn chạy xuôi, chạy ngược và chuyển mạch chạy 2 cấp tốc tộ (tốc độ thấp 15Hz, tốc độ cao 30Hz)

® - Hãy vẽ sơ đồ đâu nôi cho bải toán trên: - Do str dung bién tan 3G3JX-A2007 của hãng Omron nên theo bảng tra thông số

biến tan thì biến tần trên có điện áp 3 pha 200 VAC và công suất là 0.75kW

- _ Theo đầu bài động cơ cầu trục (động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc) có

công suất 0.55kW, điện áp Y/A (380/220VAC) nên sơ đồ đấu nối động cơ sẽ đc

mắc theo hình tam giác Ta có hình dưới đây:

22

PSC S1

Sử dụng biến tần 3G3JX-A2007 Ta sử dụng tín hiệu đầu vào S1, S2, S3,S4

-S[ Chuyển động thuận của động cơ -S2 Chuyên động nghịch của động cơ

-A002 = 01 (Terminal) Cài đặt chức năng cho tín hiệu $1, 52, $3,S4

-C001 = 00 (S1 - Động cơ quay thuận) - C002 = 01 (52 - Động cơ quay nghịch)

- C003 = 03 (S3 - Binary 1) - C004 = 03 (S4 - Binary 2)

-A021 = 15Hz (Cấp téc dé 1) -A022 =30Hz (Cấp tốc độ 2)

Tài liệu tham khảo : 1

2 Omron_3g3jx_manual.pdf Huong dan cai dat bien tan 3G3JX Omron.pdf Google

TN0L_ Các bộ biến đối chuyên mạch lưới

TN02_ Các bộ biến đôi chuyền mạch tự động

TN03_Máy điện một chiều TN04 DC KDB 3 pha

24