Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, nguồn động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ,… Trong hầm mỏ
Trang 1ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
1
Dòng điện mở máy của động
cơ không đồng bộ
Giáo viên hướng dẫn :
Sinh viên thực hiện :
Trang 3MỤC LỤC
MỤC LỤC 3
LỜI MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG I: 5
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ 5
A ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 5
I.CẤU TẠO VÀ ĐẶC ĐIỂM 5
II.ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ: 6
B.GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC 7
C.YÊU CẦU CÔNG NGHỆ 8
CHƯƠNG II: 9
CÁC PHƯƠNG ÁN TỔNG THỂ,ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN.9 A.CÁC PHƯƠNG ÁN TỔNG THỂ: 9
I.MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC 9
II CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY 9
B.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN 10
C.PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN 11
II PT HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG ĐCKĐB XOAY CHIỀU 3 PHA 11
CHƯƠNG III: 16
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 16
I TÍNH TOÁN CHO VAN 17
II.TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO VAN DẪN 19
CHƯƠNG IV: 23
TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 23
I.CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 23
III.YÊU CẦU VÀ MỤC ĐÍCH 25
CHƯƠNG V 38
MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG BẰNG PSIM 38
I.SƠ ĐỒ HỆ THỐNG 38
II.CẤU TRÚC CỦA KHỐI THYRISTOR SONG SONG NGƯỢC 39
KẾT LUẬN 41
Trang 4LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển của khoa học, kỹ thuật, rất nhiều loạimáy móc thiết bị mới ra đời, phục vụ trong công nghiệp và sinh hoạt Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, nguồn động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ,…
Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió,trong nông nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công sản phẩm,trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộ cũng dần dần chiếm được một vị trí quan trọng: Quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủlạnh,…Bởi nó có những ưu điểm nổi bật hơn so với máy điện một chiều cũng như máy điện đồng bộ, đó là:Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,làm việc chắc chắn, vận hành tin cậy,chi phí vận hành, bảo trì sửa chữa thấp, hiệu suất cao, giá thành hạ
Tuy nhiên, máy điện không đồng bộ chủ yếu được sử dụng ở chế độ động cơ và động cơ điện Chúng có một số nhược điểm đó là dòng điện khởi động động cơ không đồng bộ thường lớn(từ 4 đến 7 lần dòng điện định mức) Dòng điện mở máy quá lớn không nhữnglàm cho máy bị nóng mà còn làm cho điện áp lưới giảm sút nhiều, nhất là đối với những lưới điện công suất nhỏ
Do đó vấn đề đặt ra là ta phải giảm được dòng điện mở máy của động cơ không đồng bộ , đặc biệt là đối với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc Bởi vì việc tác động vào động cơ rôto lồng sóc khó khăn so với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn Đối với động cơ đồng bộ mặc dù có cấu tạo phức tạp, mở máy rất khó khăn nhưng lại có những đặc tính quí giá như hệ số công suất cosφ rất cao, không cần lấy công suất phản kháng từ lưới và khả năng tải lớn hơn do mômen chỉ tỷ lệ bậc nhất với điện áp Vì vậy người ta cố gắng khắc phục những nhược điểm của động cơ đồng bộ Trong đó việc tìm
ra phương pháp khởi động động cơ một cách hiệu quả nhất được quan tâm thường là khởiđộng động cơ theo phương pháp không đồng bộ
Trong quá trình hoàn thành bản đồ án này, do còn hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm, nên không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Nhóm chúng em rất mong được sự nhận xét, chỉ bảo của thầy qua đó, chúng em có kiến thức sâu hơn về thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển cho bộ khởi động mềm động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
Trang 51.1 Cấu tạo phần tĩnh (Stato):
Gồm vỏ máy, lõi thép và dây quấn
1.2.c Dây quấn stato:
Gồm hai loại: Loại rôto dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc
* Loại rôto kiểu dây quấn: Dây quấn roto giống dây quấn ở stato và có số cực bằng số
cực stato Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao (Y) Ba đầu kia nối vào ba vòngtrượt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục Thông qua chổi than và vòng trượt, đưa điện trởphụ vào mạch rôto nhằm cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốc độ
* Loại rôto kiểu lồng sóc: Loại dây quấn này khác với loại dây quấn stato Mỗi rảnh của
lõi sắt được đặt một thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm và được nối tắt ở hai đầu bằng haivòng ngắn mạch đông hoặc nhôm, làm thành một cái lồng người ta gọi đó là lồng sóc
1.3 Khe hở:
Trang 6Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ (0,2mm ÷1mm) Do đó rôto là mộtkhối tròn nên rôto rất đều.
2 Đặc điểm của động cơ không đồng bộ:
- Cấu tạo đơn giản
- Đấu trực tiếp với lưới điện xoay chiều ba pha
- Tốc độ quay của rôto nhỏ hơn tốc độ từ trường quay của stato n < n1
Trong đó:
n tốc độ quay của rôto
n1 tốc độ quay từ trường quay của stato (tốc độ đồng bộ của đông cơ)
II.ỨNG DỤNG CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ:
Ngày nay, các hệ thống điện được sử dụng rất rộng rãi trong các thiết bị hoặc dâytruyền sản xuất công nghiệp, trong giao thông vận tải, trong các thiết bị điện dândụng…Ước tính có khoảng 50% điện năng sản ra xuất được tiêu thụ bơi các hệthống truyền động điện
Hệ truyền động điện có thể hoạt động với tốc độ không đổi hoặc tố độ thayđổi được Hiện nay khoảng 75 – 80% các hheej truyền động là loại hoạt động vớitốc độ không đổi Với các hheej thống này, tố độ của động cơ hầu như không cầnphải điều khiển trừ các quá trình khởi động và hãm Phần còn laị, các hệ thống cóthể điều khiển được tốc độ để phối hợp đặc tính cơ và đặc tính tải theo yêu cầu Với
sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn và kỹ thuật vi xử lý, các
hệ điều tốc sử dụng kỹ thuật điện tử ngày càng được sử dụng rộng rãi và là công cụkhông thể thiếu trong quá trình tự động hóa
Động cơ không đồng bộ có nhiều ưu điiểm như: kết cấu đơn giản, làm việcchắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, có khả năng làm việc trong môi trường độchại hoặc nơi có khả năng cháy nổ cao Vì những ưu điểm này nên động cơ khôngđồng bộ được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân với công suất
tư vài chục trới hàng trăm nghìn kW Trong công nghiệp động cơ không đồng bộthường được làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, cho các máycông cụ ở các nhà máy công nghiệp nhỏ… Trong công nghiệp được dùng làm máybơm hay máy gia công nông sản phảm Trong đời sống hàng ngày động cơ khôngđộng bộ ngày càng chiếm vị trí quan trọng với nhiều ứng dụng như: quạt gió, động
cơ trong tủ lạnh, máy quay đĩa… Tóm lại, cùng với sự phát triển của nền sản xuấtđiện khí hóa, tự động hóa phạm vi ứng dụng của động cơ không đồng bộ ngày càngrộng rãi
Trang 7B.GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ RÔTO LỒNG SÓC
Kết cấu động cơ điện rôto Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiềuchủ yếu dùng làm động cơ điện Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao,giá thành hạ nên động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc là loại máy được dùng rộng rãinhất trong nghành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilôoat.Trong công nghiệp thường dùng máy điện không đồng bộ làm nguồn động lực cho máycán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở nhà máy công nghiệp nhẹv v trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nông nghiệp dùng làm máybơm máy gia công nông sản phẩm Trong đời sống hàng ngày, máy điện không đồng bộcũng dần dần chiếm một vị trí quan trọng: quạt gió, máy quay đĩa, động cơ trong tủ lạnh,v.v Tóm lại, theo sự phát triển của nền sản xuất điện khí hóa, tự động hóa và sinh hoạthàng ngày, phạm vi ứng dụng của máy điện không đồng bộ ngày càng rộng rãi lồng sócđơn giản, làm việc chắc chắn, có đặc tính làm việc tốt nhưng đặc tính mở máy của nókhông được như của động cơ điện rôto dây quấn Dòng điện mở máy thường lớn màmômen mở máy lại không lớn lắm Để cải thiện đặc tính mở máy của động cơ điện rôtolồng sóc, người ta đã chế tạo ra nhiều kiểu đặc biệt trong đó hiện nay dùng nhiều nhất làđộng cơ điện rôto rãnh sâu và rôto hai lòng sóc hay lồng sóc kép Động cơ điện rôto rãnhsâu lợi dụng hiện tượng từ thông tản trong rãnh rôto gây nên hiện tượng hiệu ứng mặtngoài của dòng điện để cải thiện đặc tính mở máy Để tăng hiệu ứng mặt ngoài rãnh rôto
có hình dáng vừa hẹp, vừa sâu, thường tỷ lệ giữa chiều cao và chiều rộng rãnh vàokhoảng 10 đến 12 Thanh dẫn đặt trong dãnh có thể coi như gồm nhiều thanh nhỏ đặt xếplên nhau theo chiều cao và hai đầu được nối ngắn mạch lại bởi hai vành ngắn mạch, vìvậy điện áp hai đầu các mạch song song đó bằng nhau, do đó sự phân phối dòng điệntrong các mạch phụ thuộc vào điện kháng tản của chúng Khi mở máy lúc đầu dòng điệndây quấn rôto có tần số lớn nhất bằng tần số lưới f1 từ thông tản cũng biến thiên theo tần
số đó
Kết quả việc dòng điện tập trung lên trên, tiết diện tác dụng của dây dẫn coi như
bị nhỏ đi điện trở rôto tăng lên và như vậy làm cho mômen mở máy tăng lên
Mặt khác dòng điện tập chung lên trên cũng làm giảm tổng từ thông móc vòng đimột ít, nghĩa là x2 sẽ nhỏ đi Hiệu ứng mặt ngoài của dòng điện phụ thuộc vào tần số vàhình dáng của rãnh, vì vậy khi mở máy tần số cao, hiệu ứng mặt ngoài mạnh Khi tốc độmáy tăng lên, tần số dòng điện rôto giảm xuống nên hiệu ứng mặt ngoài giảm đi, dòngđiện dần dần phân bố lại đều đặn vì vậy dòng điện trở rôto r2 coi như nhỏ trở lại, điệnkháng tản quy đổicủa rôto do tần số lưới x2 tăng lên, đến khi máy làm việc bình thườngthì do tần số dòng điện rôto thấp khoảng 2 đến 3 Hz hiện tượng hiệu ứng mặt ngoài hầunhư không có
Do đó động cơ điện rãnh sâu trên thực tế có đặc tính làm việc như các máy loạithường.Trong quá trình mở máy động cơ điện, mômen mở máy là đặc tính chủ yếu nhấttrong những đặc tính mở máy của động cơ điện Muốn cho máy quay được thì mômen
Trang 8mở máy của động cơ điện phải lớn hơn mômen tải tĩnh Theo yêu cầu của nhà sản xuất,động cơ điện không đồng bộ lúclàm việc thường phải mở máy và ngừng máy nhiều lần.Tùy theo tính chất của tải và tình hình của lưói điện mà yêu cầu về mở máy đối với động
cơ điện cũng khác nhau Có khi yêu cầu mở máy lớn, có khi cần hạn chế dòng điện mởmáy và có khi cần cả hai Những yêu cầu trên đòi hỏi động cơ điện phải có tính năng mởmáy thích ứng Trong nhiều trường hợp, do phương pháp mở máy hay do chọn động cơđiện có tính năng mở máy không thích đáng nên thường hỏng máy Nói chung khi mởmáy một động cơ cần xét đến những yêu cầu cơ bản sau:
+ Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải
+ Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt
+ Phương pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn
+ Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng thấp càng tốt
C.YÊU CẦU CÔNG NGHỆ
P = 90 kw; n = 1430v/phút; = 0,9; cos Mkd/Mdm = 1,15; Mmax/Mdm = 2;
Ikd/Idm = 6; J = 1,6kg/m2; U1 = 220/380v
………
Trang 9CHƯƠNG II:
CÁC PHƯƠNG ÁN TỔNG THỂ,ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHƯƠNG ÁN
LỰA CHỌN
A.CÁC PHƯƠNG ÁN TỔNG THỂ :
I.MỞ MÁY ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SÓC
Khi bắt đầu mở máy thì rôto đang đứng yên, hệ số trượt S=1 nên trị số dòng điện
mở máy tính theo mạch điện thay thế bằng:
2 2 1 1
2 2 1 1
1
)' x C x ( )' r C r (
U k
II CÁC PHƯƠNG PHÁP MỞ MÁY
Các yêu cầu mở máy căn bản:
- Phải có mômen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính cơ của tải
- Dòng điện mở máy càng nhỏ càng tốt
- Phương pháp mở máy và thiết bị dùng cần dùng đơn giản, giá thành thấp, chấtlượng đảm bảo
- Tổn hao công suất trong quá trình mở máy càng nhỏ càng tốt
Mở máy trực tiếp bằng động cơ điện rôto lồng sóc:
Đây là phương pháp đơn giản nhất, ta đóng trực tiếp động cơ điện vào lưới điện.Khi đó điện áp U1 đặt vào stato bằng điện áp lưới (như hình vẽ) Do đó dòng điện mởmáy lớn
Trang 101.1 Hạ điện áp mở máy:
Từ công thức tính dòng điện mở máy ta thấy, nếu giảm điện áp đặt vào stato khi mởmáy thì sẽ giảm được dòng điện mở máy Nhưng giảm điện áp mở máy thì cũng sẽ làmcho mômen mở máy giảm xuống:
] ) ' (
) ' [(
2
'
2 2 1 1
2 2 1 1
1
2
2 1 1
x C x r
C r f
r U p m
Mk
+ +
6- Mở máy bằng phương pháp Y-∆: Phương pháp này thích ứng với những máy khi làmviệc bình thường thì đấu ∆, khi máy thay đổi thì đấu Y
- Dùng bộ điều áp xoay chiều ba pha sơ đồ gồm 6 thyristor đấu song song ngược
B.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG ÁN
+ Cả ba phương pháp trên đều có tác dụng giảm dòng điện mở máy nhưng trongquá trình hoạt động của động cơ khi dòng điện tăng đột ngột vì một lý do nào đó thì baphương pháp trên không đáp ứng được (không hạn chế được dòng điện đó) Vì vậy tadùng bộ điều áp xoay chiều ba pha
Ưu điểm của phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều ba pha là khi điều chỉnhgóc thích hợp của các xung điều khiển đặt vào các thyristor có thể giảm được điện ápđặt vào stato và do đó hạn chế được dòng qua động cơ, và vẫn còn tham gia vào mạchtrong quá trình hoạt động của động cơ
Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là dòng điện và điện áp đều không
có dạng hình Sin Nhưng do thời gian mở máy rất nhỏ (từ 1÷3 giây) nên ta vẫn có thể sửdụng được
Trang 11C.PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN
= Vì vậy ta quyết định chọn phương án dùng bộ điều áp xoay chiều ba pha để làm
bộ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc
I.PHƯƠNG PHÁP DÙNG BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA
Ta sử dụng 6 thyristor đấu song song ngược theo sơ đồ như hình vẽ Khi ta cấpđiện áp xoay chiều vào ba đầu A, B, C, do còn phụ thuộc vào góc mở van của cácthyristor nên ta sẽ có ba dạng điện áp đặt vào động cơ ứng với ba vùng của góc mở van.Các điện áp này đều nhỏ hơn điện áp đầu vào
II PT HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG ĐCKĐB XOAY CHIỀU 3 PHA
- Vì động cơ không đồng bộ nên có thể coi như là một phụ tải gồm có điện trở và cuộncảm nối tiếp nhau, trong đó:
+ Điện trở rôto biến thiên theo tốc độ quay
+ Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa dây quấn rôto va stato
+ Góc pha giữa dòng điện và điện áp cũng biến thiên theo tốc độ quay (s)
- Do tính chất tự nhiên của mạch có điện cảm, nên nếu trong khoảng υ < mà đặt xungđiều khiển vào các van bán dẫn thì các van này chỉ dẫn dòng ở thời điểm υ = trở đi Do
đó điện áp của động cơ không phụ thuộc vào góc mở Nếu như vậy thì ta không điềuchỉnh được điện áp, vì vậy ta chỉ đặt xung điều khiển với góc mở >
- Khi góc mở lớn hơn thì tùy thuộc vào giá trị tức thời của điện áp dây mà có lúc có bavan ở ba pha khác nhau dẫn dòng, hay hai van ở hai pha khác nhau dẫn dòng
+ Nếu có ba van ở ba pha khác nhau dẫn dòng:
Trang 12Khi đó dòng điện tải:
Udm: Biên độ điện áp dây
: Góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp ở giai đoạn đang xét
+ Nếu chỉ có hai pha có van dẫn:
Trang 13Khi đó dòng điện tải:
) sin(
Trang 14Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn ba van hay hai van dẫn xen kẽ nhau như sơ đồ
hình vẽ 3.4a
* Khoảng van dẫn ứng với = (60÷90):
Trong phạm vi này luôn chỉ có các giai đoạn hai van dẫn Ta có đồ thị điện áp ra nhưhình vẽ 3.4b
Trang 16CHƯƠNG III:
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
Thời gian mở máy của động cơ không quá lớn tkd= 3s Mặt khác dòng điện ở đâyđáng kể, nên việc chọn Triac để điều khiển sẽ phải tăng cấp điều kiện làm mát Vì vậy ởđây chúng ta chọn sơ đồ với các cặp Tiristor nối song song và ngược chiều như hình vẽ:
Dòng điện động cơ:
Iđ/c = = = 159,9 (A)Dòng điện chạy qua mỗi Tiristor:
IT lv = = = 79,95 (A)
Trang 17Dòng điện làm việc của Tiristor 79,95 A là đáng kể, do đó tổn hao trên Tiristor
khá lớn, nên chọn điều kiện làm mát cho Tiristor là có cánh tỏa nhiệt, có quạt đối lưukhông khí Với điều kiện náy Tiristor làm việc với dòng điện đến 50% dòng điện địnhmức Dòng điện của Tiristor cần chọn:
IT dm = 159,9 (A)
Điện áp Tiristor ở trạng thái khóa:
UT lv = Ud = .380 = 537,4 (V)
Điện áp định mức của Tiristor cần chọn:
I TÍNH TOÁN CHO VAN
Dựa trên đồ thị dạng điện áp ra của bộ điện áp xoay chiều ba pha, ta có thể tínhtoán được dòng điện qua van max, điện áp ngược qua van max là bao nhiêu
Ta tính toán chọn van theo thông số sau:
+ Tính được Ungmax qua van
+ Tính được Itb qua van
Từ đó chọn điều kiện làm mát thích hợp cho van:
Ungmax = 2Ud= 6Up
Với điện áp dây: Ud=380V
Ungmax= 2Ud= 2380=537.4(V)
Dòng điện trung bình lớn nhất qua van:
Do dòng điện qua van không phải là dạng hình Sin nên ta phải phân tích chuỗi Fouriersau đó lấy thành phần bậc nhất, do động cơ không đồng bộ ba pha rôto lồng sóc có thểcoi là tải cảm và trở đấu theo hình sao nên ta phải có được Ud, Id, góc lệch pha ϕ giữadòng điện và điện áp:
Ta có thông số của động cơ như sau: Pdc= 90KW
U=380V/50Hz
Trang 18θ θ π
= +∫θ
θ
d sin I 2
1
1
max max
Thông thường trong công nghiệp thì van phải được làm mát tốt nhất là bằng không khí
có quạt gió cưỡng bức Trong bản thiết kế này do dòng điện qua van không quá lớn nên
ta có thể chọn chế độ làm mát cho van bằng không khí có quạt gió cưỡng bức Ta chọncác điều kiện thích hợp để van có thể chịu được dòng điện đến 40% dòng điện định mứccủa van
Khi đó:
tb
I maxthuc=
% 40
Itbmax
=
%40
4,68
= 171 (A)
Trang 19Để chọn giá trị điện áp ngược lớn nhất trên van, ta sẽ chọn thêm hệ số dự trữ điện áp
Ku= 1,6÷2
Ta chọn: Ku = 1,6
ng
U = ku.Ung max = 1,6 537,4 = 860 (V)
Từ các giá trị của Itbvà Ung , tra trong sổ tay ta chọn được van C501 Do hãng G.E của
Mỹ chế tạo với các thông số:
II.TÍNH TOÁN BẢO VỆ CHO VAN DẪN
Trong quá trình van hoạt động thì van phải được làm mát để van không bị pháhỏng về nhiệt vì vậy ta đã tính toán chế độ làm mát cụ thể cho van ở phần I Tuy nhiên,van có thể bị hỏng khi van phải chịu tốc đô tăng dòng điện, tăng điện áp quá lớn Nhưngdòng điện chỉ tăng khi qua Tristor trong thơi gian rất ngắn từ 1÷ 3 giây nên van có thểchịu được Để tránh hiện tượng quá áp trên van dẫn đến hỏng van, ta phải có những biệnpháp bảo vệ cho van Biện pháp bảo vệ van thường dùng nhất là mắc R,C song song van
để bảo vệ quá áp va mắc nối tiếp cuộn kháng để hạn chế tốc độ tăng dòng
Do động cơ không đồng bộ có thể coi là tải trở cảm nên hạn chế tốc đọ tăng dòng.Cuộn dây được dùng làm một cuộn kháng bão hòa có đặc tính là: Khi dòng qua cuộnkháng ổn định thì điện cảm của cuộn kháng hầu như bằng không và lúc này cuộn dây dẫnđiện như một cuộn dây dẫn bình thường
Ta có mạch như hình vẽ:
Để tính toán giá trị của cuộn kháng ta xét quá trình quá độ trong mạch:
Uf = i.R + L
dt di
Để bảo vệ an toàn cho van ta phải lựa chọn L sao cho di/dt max phải nhỏ hơn tốc
độ tăng dòng chịu được của van hay là:
Trang 202 220
2- Nguyên nhân bên ngoài: Những nguyên nhân này thường xảy ra ngẫu nhiênnhư khi đóng cắt không tải một máy biến áp trên đường dây, khi một cầu chì bảo vệnhảy khi có sấm sét…
Để bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích khi chuyển mạch gây nên người ta dùngmạch RC đấu song song voi Tristor như hình dưới:
Thông số của R,C phụ thuộc vào mức độ quá điện áp xảy ra, tốc độ biến thiên củadòng điện chuyển mạch, điện cảm trên đường dây, dòng điện từ hóa máy biến áp….Việctính toán thông số của mạch R,C rất phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian nên ta sẽ sử dụngphương pháp xác định thông số R,C bằng đồ thị giải tích, sử dụng đường cong đã có sẵn
Các bước tính toán như sau:
Xác định hệ số quá áp theo công thức: