Cơ sở truyền Động Điện truyền Động Điện Động cơ không Đồng bộ

+ Biến tần VFD – Variable Frequency Drive là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều khiển được.. Biến tần được sử dụng r

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

CƠ SỞ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH

Đề tài:

TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 06 năm

NỘI DUNG CHÍNH

Hệ thống điều chỉnh tốc độ ĐCKĐB bằng cách thay đổi tần số( hệ thống VVVF) hệ thống điều tốc công suất trượt không thay đổi

Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần.

5 HTĐC tốc độ ĐCKĐB bằng cách thay đổi tần số

Tốc độ động cơ không đồng bộ:

Trong đó :

+ là số đôi cực của động cơ

+ là tần số của nguồn điện

+ là độ trượt

𝑛= ( 1− 𝑠 ) . 60 𝑓

𝑝

- Khi ta tăng giá trị của tần số f thì tốc độ động cơ n sẽ tăng

- Khi ta giảm giá trị của tần số f thì tốc độ động cơ sẽ giảm

- Điều tốc cao hơn tần số cơ bản và thấp hơn tần số cơ bản, giải thích hình 7.1 7.2

- Khái niệm cơ bản về điều khiển tần số trượt

- Quy luật điều khiển tần số trượt (giải thích hình 7.46)

- Tóm tắt ưu nhược ngắn gọn, ko đưa công thức kí hiệu

Ưu và Nhược Điểm của hệ thống VVVF

 Ưu Điểm

- Chỗ đầu vào của khâu điều khiển tần số là tín hiệu sai tần, tín hiệu tần số nhận được nhờ phép cộng của tín hiệu sai và tín hiệu thực tế

- Gia tốc và giảm tốc đều nhẹ nhàng hơn, làm cho hệ thống dễ ổn định hơn

- Do bộ điều chỉnh tốc độ quay bão hòa trong trạng thái động, hệ thống có thể với trị số biên giới hạn tiến hành điều khiển momen cũng có thể bảo đảm tính nhanh nhạy ở điều kiện cho phép

Hình 2 Đặc tính vận hành trên bốn góc tọa độ của hệ thống điều khiển tần số trượt

Ưu và Nhược Điểm của hệ thống VVVF

-Hàm số = ƒ() là phi tuyến, lúc sử dụng bộ khuếch đại thuật toán mô phỏng, chỉ cần theo cách

phân đoạn để thực hiện tuyến tính hóa, nếu phân đoạn không đủ nhỏ thì điều chỉnh sẽ gặp khó

khăn Vì vậy ngay trên khâu bộ phát sinh hàm số đã tồn tại sai số nhất định

6 Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần

 Biến Tần Là gì?

+ Biến tần (VFD – Variable Frequency Drive) là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều khiển được Biến tần được sử dụng rộng rãi, trong các ứng dụng công nghiệp để điều khiển tốc độ động

cơ, đảo chiều quay, giảm dòng điện khởi động, giảm độ rung và tiết kiệm năng lượng

+ Động cơ điện được tìm thấy trong hầu hết các ngành như thiết

bị điện tử công nghiệp , giao thông vận tải và thiết bị văn phòng Việc điều chỉnh tốc độ động cơ rất cần thiết để tránh lãng phí năng lượng và một số ứng dụng bắt buộc Trong các nhà máy, năng lượng và nguyên liệu bị lãng phí có thể gây rủi rõ cho

doanh nghiệp, do đó biến tần do đó biến tần được sử dụng để điều khiển động cơ điện , tăng năng suất và tiết kiệm năng

lượng

6 Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần

 Cấu tạo và Nguyên lí hoạt động của máy biến tần

Mạch Chỉnh lưu: chuyển đổi AC thành DC, sử dụng bộ phận bán dẫn được biết đến với tên gọi Diot

– Bộ tụ điện: Hoạt động để nắn phẳng điện áp DC đã được chuyển đổi qua mạch chỉnh lưu

– Cuộn CHOKE (DC Link Reactor) : giúp giảm các nhiễu điện từ và giảm các

thành phần sóng hài phát ra từ biến tần, giúp bảo vệ các thành phần bên trong biến tần khỏi các xung điện áp cao ngoài ra cải thiện chất lượng dòng điện cung cấp cho tải, làm cho dòng điện mượt mà hơn và ổn định hơn– Mạch Nghịch lưu: Được sử dụng để xuất ra điện áp AC từ điện áp DC Thiết bị được gọi là bộ

nghịch lưu này khác với bộ chỉnh lưu về tên gọi và chức năng Được sử dụng đẻ cấp điện áp/tần số biến thiên được tạo ra cho động cơ Sử dụng các bộ phận đóng cắt bán dẫn (IGBT và bộ phận tương tự) có thể bật và tắt

Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần

+ Lưới nguồn xoay chiều 50Hz (1 pha hay 3 pha) được chỉnh lưu, san phẳng, sau đó được tách

thành 2: biến tần số và điện áp 3 kiểu biến tần

+ Bộ dao động dùng nguồn dòng (CSI) Động cơ vận hành êm, không sử dụng cho nhiều động cơ đấu song song

+ Bộ điều biên xung (PAM) Cho nhiều động cơ đấu song song, nhưng gây ồn Bộ điều rộng xung (PWM)

Các phương pháp biến tần:

- Biến tần máy điện

- Biến tần điện tử-bán dẫn

- Biến tần máy điện

+ Các bộ biến tần điện tử ngày nay được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp Phần biến tần sẽ

được nghiên cứu kỹ trong phần kỹ thuật điều khiển động cơ điện, ở đây chúng ta chỉ xem xét trên cơ

sở mạch động lực của bộ biến tần Sơ đồ nguyên lý cơ bản của hệ được mô tả dưới đây:

Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần

Nguyên lý hoạt động của bộ biến tần

- Biến tần máy điện.

Trên sơ đồ 3-21 bộ biến tần bao gồm 03 khâu:

- Bộ chỉnh lưu cầu gồm 6 SCR từ T_1 đến T_6, có tác dụng nắn dòng xoay chiều sang một chiều đồng thời thay đổi giá trị điện áp một chiều.

- Bộ lọc bao gồm cuộn cảm L và tụ C có tác dụng san phẳng điện áp sau khi chỉnh lưu.

- Bộ nghịch lưu bao gồm các SCR từ T_7 đến T_12 và các diode từ D_1 đến D_12, trong đó các diode từ D_1 đến D_6 có tác dụng dẫn dòng phản kháng từ động cơ qua

tụ C , các diode từ D_7 đến D_12 có tác dụng ngăn cách các tụ chuyển mạch với phụ tải

II.Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần

+Dòng khởi động được kiểm soát: Khi khởi động trực tiếp, động cơ phải cần dòng điện gấp 7 đến

8 lần dòng điện định mức để khởi động Sử dụng biến tần sẽ làm giảm dòng khởi động, kéo dài tuổi thọ động cơ

II.Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ

DÙNG BIẾN TẦN

II.Điều khiển ĐCKĐB bằng biến tần

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CHẠY 2 CẤP ĐỘ DÙNG BIẾN TẦN

- Chức năng điều khiển PID, chống xung áp tức thời, chống quá tải

- Có lọc chống nhiễu, có thể lắp đặt sát nhau

- Tự khởi động sau mất điện tức thời

- Truyền thông Modbus-RTU

b Loại trung (0,1-7,5kW) : Biến tần 3G3MV / 3G3MX

- Dùng cho các băng chuyền

- Nhỏ gọn, êm; mô men khởi động lớn: 200% tại 1Hz

- Điều khiển dùng vector control

- Có sẵn chiết áp điều chỉnh tốc độ, chức năng PID

- Có bảo vệ nhiệt cho động cơ, chống xung áp tức thời, chống quá tải

- Truyền thông Modbus-RTU, 9 I/O số và 2 I/O tương

tự

- Tự khởi động sau mất điện tức

- Khối đấu nối dây tín hiệu có thể tháo rời được

- Chức năng lọc nhiễu và lọc sóng hài nguồn đầu vào

- Tương thích với các tiêu chuẩn

Sơ đồ nguyên lí

-Khâu chỉnh lưu: Biến đổi nguồn xoay chiều về 1 chiều

-Khâu lọc: Tụ C lọc các thành phần điện áp xoay chiều

-Khâu nghịch lưu độc lập nguồn áp cầu 3 pha: Biến đổi nguồn 1 chiều thành nguồn xoay chiều 3 pha có tần số, điện áp có thể thay đổi Các van T1,T2 T6 có thể là

tranzitor công suất, mosfet, GTO, thyristor, hoặc IGBT -Khâu điều khiển: Tạo xung điều

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số của nguồn xoay chiều

+ Thay đổi tần số nguồn cấp cho động cơ là thay đổi tốc độ không tải lý tưởng nên thay đổi được đặc tính cơ Tần số càng cao, tốc độ động cơ càng lớn

+ Khi điều chỉnh tần số nguồn cấp cho động cơ thì các thông số liên quan đến tần số như cảm

kháng thay đổi, do đó, dòng điện, từ thông, của động cơ đều bị thay đổi theo và cuối cùng các đại lượng như độ trượt tới hạn, mômen tới hạn cũng bị thay đổi

+ Tần số càng giảm, dòng điện càng lớn, mômen tới hạn càng lớn Để tránh cho động cơ bị quá dòng, phải đồng thời tiến hành giảm điện áp sao cho u/f≈const Đó là luật điều chỉnh tần số - điện

áp

+ Người ta cũng thường dùng cả luật điều chỉnh tần số - dòng điện

Luật điều khiển biến tần

a)Điều khiển U/f-Duy trì tỷ số U/f không đổi-Duy trì từ thông không đổi

b)Điều khiển vector từ thôngNguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, chuyển các đại lượng vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng

Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập được hệ phương trình:

Từ thông Φr = K1.Id r = K1.Id Mômen M = K2.Φr = K1.Id s.Iq

Id là vector dòng điện dọc trục

Iq là vector dòng điện ngang trục

K hệ số cuộn dây sóng cơ bản

từ thông ở khe hở không khí mỗi cực, đơn vị là Wb

ta nhận thấy max tỉ lệ thuận với

+ Chúng ta mong muốn giữ cho

+ Muốn vậy phải điều chỉnh đồng thời cả , có nghĩa là phải sử dụng một nguồn điện đặc biệt , đó là các bộ máy biến tần công nghiệp

max 1

E 

Thank you!