LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay thế giới đã bước vào một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trong mọi lĩnh vực. Con người biết ứng dụng khoa học kĩ thuật vào sản suất để nâng cao năng suất chất lượng và rút ngắn thời gian sản xuất. Trong nhưng năm gần đây, công nghệ vi điện tử phát triển. Sự ra đời của các vi mạch với ưu điểm nhỏ gọn dung lượng lớn với giá thành hợp lí với khả năng của người sử dụng… đã mang lại nhưng thay đổi sâu sắc cho ngành kỹ thuật điện tử. Sự bùng nổ của tiến bộ khoa học kỹ thuật trong các lĩnh vực điện, điện tử, tin học trong những năm gần đây đã ảnh hưởng sâu sắc cả về lý thuyết và thực tiễn. Ứng dụng rộng rãi có hiệu quả cao trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Cho nên để củng cố kiến thức khi học môn học: Đồ án truyền động điện em đã chọn đề tài: “Thiết kế hệ truyền động điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha sử dụng bộ điều áp xoay chiều”. Được sự hướng dẫn tận tình của Cô giáo Th.S Nguyễn Thị Thu Hiền , em đã hoàn thành xong bản đồ án này. Cùng với sự nỗ lực của bản thân nhưng do thời gian, trình độ, kiến thức và kinh nghiệm còn hạn hẹp nên khong tránh được sai sót. Em rất mong được quý thầy cô góp ý, bổ sung kiến thức, cũng như chỉ bảo cho em để kiến thức của em ngày càng vững vàng hơn và đặc biệt là có được vốn kinh nghiệm sâu rộng hơn khi tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực hiện CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 1.1. Phân tích, lựa chọn phương án truyền động điện. 1.1.1. Giới thiệu chung. Để thiết kế hệ thống truyền động cho một đối tượng truyền động ta phải căn cứ vào đặc điểm công nghệ của nó, căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng mà đưa ra phương án hợp lý. Với mỗi một đối tượng truyền động có thể thực hiện bằng các truyền động khác nhau. Mỗi phương án đều có những ưu nhược điểm của nó, nói chung phương án đưa ra cần đảm bảo các yêu cầu của đối tượng cần truyền động. Phải đảm bảo được các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế, trong đó chỉ tiêu kỹ thuật là quan trọng hàng đầu. Thông thường một hệ thống tốt hơn về mặt kỹ thuật cũng như tốn kém hơn về mặt kinh tế. Do vậy tuỳ thuộc yêu cầu chất lượng và độ chính xác của sản phẩm ta cho chọn hệ thống truyền động điện nhằm đưa ra một hệ thống đảm bảo yêu cầu mong muốn. Việc lựa chọn phương án truyền động điện có ý nghĩa rất quan trọng. Nó liên quan đến chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của sản xuất. Nếu như lựa chọn đúng thì chúng ta có thể tăng năng suất làm việc, hạn chế được những hành trình thừa, chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn, do đó hiệu quả kinh tế sẽ cao hơn. Kết quả sẽ hoàn toàn ngược lại nếu ta lựa chọn không đúng và nó còn gây ra tổn thất không ngờ trước. 1.1.2. Lựa chọn động cơ và phương pháp điều chỉnh tốc độ. Lựa chọn động cơ. Động cơ là thiết bị truyền chuyển động chính cho máy sản xuất, là đối tượng điều khiển của hệ thống điều khiển tự động truyền động điện. Việc chọn động cơ một cách hợp lý có một vị trí hết sức quan trọng trong công việc thiết kế hệ thống truyền động điện, động cơ được chọn phải thoả mãn các điều kiện công nghệ yêu cầu, phải phụ thuộc tính chất công suất của tải đồng thời phải thoả mãn các yếu tố sao cho tổn hao ít, giá thành hạ, hoạt động tin cậy, chi phí vận hành hàng năm nhỏ, lắp đặt thay thế dễ, sửa chữa đơn giản, để chọn động cơ quay chi tiết ta xét lần lượt các loại động cơ : Trong công nghiệp động cơ dùng trong hệ truyền động điện gồm hai loại: Động cơ điện xoay chiều : Động cơ không đồng bộ. Động cơ đồng bộ. Động cơ điện một chiều : Động cơ một chiều kích từ độc lập. Động cơ một chiều kích từ nối tiếp. Động cơ một chiều kích từ song song. Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp. Ưu nhược điểm từng loại động cơ: Đối với động điện một chiều: Đặc điểm chung của động cơ điện một chiều là hoạt động tin cậy,có mô men lớn, điều chỉnh tốc độ đơn giản hơn máy điện xoay chiều. Ưu điểm: Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ. Có nhiều phương pháp hãm tốc độ. Nhược điểm: Tốn nhiều kim loại màu. Chế tạo bảo quản khó khăn. Giá thành đắt. Đối với động cơ xoay chiều: + Động cơ không đồng bộ: Ưu điểm : Cấu tạo đơn giản, đặc biệt là loại rôto lồng sóc. So với máy điện một chiều thì giá thành hạ vận hành tin cậy trực tiếp dùng điện lưới không cần dùng các thiết bị biến đổi khác Giá thành rẻ, vận hành dễ dàng bảo quản thuận tiện. Sử dụng rộng rãi và phổ biến trong phạm vi công suất nhỏ và vừa. Sản xuất với nhiều cấp điện áp khá nhau nên đáp ứng được nhu cầu sử dụng Nhược điểm: Không sử dụng được lúc non tải hoặc không tải. Khó điều chỉnh tốc độ. Đặc tính mở máy không tốt, dòng mở máy lớn (gấp 6-7 lần dòng định mức). Momen mở máy nhỏ. + Động cơ đồng bộ. Ưu điểm: Có độ ổn định tốc độ cao hệ số cos và hiệu suất lớn , vận hành có độ tin cậy cao . Mạch stato tương tự động cơ không đồng bộ , mạch roto có cuộn kích từ và cuộn dây khởi động . Khi đóng điện động cơ làm việc với tốc độ không đổi và bằng tốc độ đồng bộ . Nhược điểm: Với máy đồng bộ thì bộ biến đổi cũng là bộ biến tần, nên hệ thống cũng phức tạp và đắt tiền như bộ biến đổi của động cơ Rôto lồng sóc. Mặt khác do công nghệ là yêu cầu có chất lượng cao nếu sử dụng máy điện đồng bộ thì thời gian mở máy sẽ lâu và tốn nhiều thời gian như vậy thì năng suất lao động không cao.gian mở máy sẽ lâu và tốn nhiều thời gian như vậy thì năng suất lao động không cao. Trong 2 loại động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ ta thấy loại động cơ điện đồng bộ có kết cấu phức tạp giá thành cao nên ít được sử dụng. Động cơ điện một chiều giá thành cao và chế tạo bảo quản khó khăn. Động cơ không đồng bộ thì giá thành rẻ,cấu tạo đơn giản và được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Từ sự so sánh tương quan trên em chọn động cơ không đồng bộ 3 pha . Ở đây em chọn động cơ không đồng bộ ba pha làm động cơ cho truyền động chính và chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay điều chỉnh điện áp động cơ vì những ưu điểm nổi bật chúng như sau : Động cơ không đồng bộ . Momen tới hạn : hay Mth.u* = ub*2 Tốc độ quay của động cơ không đổi: Mu*= ub*2 ; =const ; Sơ đồ nguyên lý , đồ thị đặc tính cơ và đặc tính cơ điện cho như hình vẽ : Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý, đồ thị đặc tính cơ khi điều chỉnh điện áp * Nhận xét : Đặc tính cơ có dạng đường cong và uốn mềm Khi động cơ làm việc với tốc độ không đổi thì mômen tới hạn bằng điện áp đầu ra . Điểm làm việc tương ứng với điểm giao giữa đặc tính của động cơ và đặc tính mômen tới hạn của phụ tải Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. Từ yêu cầu của đề bài ta đưa ra các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ sử dụng bộ điều áp xoay chiều ba pha như sau: Điều áp ba pha với 6 Thyristor nối thành nhóm Thyristor song song ngược liên hệ giữa nguồn và tải. Nốt tam giác 3 bộ điều áp một pha. Nối hỗn hợp 3 Thyristor và 3 điốt Đối với các thiết bị có công suất trung bình và lớn, các dòng điện điều hòa có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn bộ điều áp. Việc lựa chọn giới hạn bởi hai sơ đồ 6 thyristor. Bộ điều áp ba pha Ba bộ điều áp một pha ghép tam giác. Sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác không tốt đối với dòng điện tải so với bộ điều áp ba pha, nhƣng đối với dòng điện lưới lại tốt hơn. Sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác một pha nối tam giác làm cho dòng điện pha có điều hòa bâc ba và bội ba nhưng trong dòng điện dây chúng bị triệt tiêu. Do vậy ta có thể đi đến kết luận : Khi việc giảm các điều hòa dòng điện lưới đóng vai trò quan trọng thì thường chọn các sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác Khi chất lượng điện áp trên tải quan trọng thì thƣờng chọ bộ điều áp ba pha. Đó là trường hợp cung cấp cho các máy điện quay, bởi vì các may điện quay sẽ là việc xấu khi điện áp bậc ba hoặc bội ba. Các điện áp này tạo nên hệ thống thứ tự không. Khi công suất giảm đi, cần giảm chi phí dối với các thyristor và mạch điều khiển, khi đó bộ điều áp ba pha có nhiều khả năng ; Đặt giữa lƣới và tải, cho phép thay đổi pha khi chuyển từ tam giác sang hình sao mà không cần thay đổi điện áp. Đặt sau tải cho phép nối hình tam giác ba nhóm thyristor, làm giảm dòng và cho phép giảm kích cỡ của thyristor Đặt sau tải và có một cực chung cho tất cả các thyristor, điều này làm cho việc điều khiển dễ dàng, nhất là khi thay thế 6 thyristor bằng 3 triac. Khi vấn đề các điều hòa dòng điện không không quan trọng thì bộ điều áp ba pha và các phương án của nó có lợi hơn phương án nối tam giác.ba bộ điều áp một pha. Bộ điều áp ba pha hỗn hợp chỉ được sử dụng trong các sơ đồ công suất nhỏ vì ảnh hưởng quan trọng của các điều hòa. Điều hòa bậc cao sẽ tạo nên moomen phản kháng lớn đối với máy điện quay. Vì vậy ở đây em chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách sử dụng bộ diều áp xoay chiều ba pha bằng cách sử dụng 6 thyristor nối thành nhóm song song ngược liên hệ giữa nguồn và tải Vì nó có những đặc điểm như sau : Sơ đồ nguyên lý cho như hình vẽ Hình 1.2. Bộ điều áp ba pha Tổn thất khi điều chỉnh là : = Pcơ Nếu đặc tính cơ của phụ tải có dạng gần đúng: Thì tổn thất trong mạch khi điều chỉnh là: Tổn thất cực đại khi =0 : * Nhận xét: Đây là phương pháp được đánh giá tốt , nó là phương án điều chỉnh triệt để , nghĩa là có thể điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả khi không tải lý tưởng , phương pháp này đảm bảo sai số tốc độ nhỏ , khả năng quá tải lớn , dải điều chỉnh rộng và tổn thất năng lượng ít. Phần tử điều khiển nằm ở mạch điều khiển bộ biến đổi nên độ tinh điều khiển cao , thao tác nhẹ nhàng và khả năng tự động hoá cao . Khi thay đổi độ cứng đặc tính cơ không thay đổi nên giảm sai lệch tĩnh Đặc biệt phương pháp này rất thích hợp với loại tải mang tính chất phản kháng và bằng hằng số ( Mth = const ). 1.1.3. Phân tích chọn bộ biến đổi. Cấu trúc phần mạch lực của hệ thống truyền động điều chỉnh động cơ bao giờ cũng cần có bộ biến đổi, các bộ biến đổi này cấp điện cho mạch phần ứng hoặc kích từ của động cơ . Theo yêu cầu của đề tài là sử dụng bộ điều áp xoay chiều nên ta sẽ đi phân tích bộ điều áp xoay chiều. Hình 1.3. Bộ điều áp ba pha dùng Thyristor Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều gọi tắt là điều áp xoay chiều thực hiện biến đổi điện áp xoay chiều về độ lớn và dạng sóng nhƣng tần số f không đổi. Điều áp xoay chiều thường ứng dụng trong điều khiển chiếu sáng và đốt nóng, trong khởi động mềm và điều chỉnh tốc độ quạt gió máy bơm... Bộ điều áp 3 pha đƣợc tạo nên từ 3 nhóm, mỗi nhóm gồm 2 Thyristor nối song song ngược : TA, TA’ ; TB , TB’ ; TC , TC’. Gọi vA , vB , vC là các điện áp pha hình sin. VA = vm sin ; vB= vm sin( ); vC= vm sin( ) Trong các pha của tải có dòng điện iA , iB , iC và vA’ , vB’ , vC’ là điện áp trên pha của tải và vThA , vThB , vThC là các điện áp trên cực các Thyristor. Các Thyristor đƣợc mồi ở các khoảng thời gian bằng nhau và bằng 1/6 chu kỳ theo thứ tự TA, TC’ ; TB , TA’ ; TC , TB’ với góc mở nghĩa là Thyristor TA được điều khiển với = (hình 1.3). Để vẽ dạng sóng điện áp ta chỉ cần nghiên cứu một phần sáu chu kỳ. Vì các dòng điện pha đều giống nhau và lệch do vậy biết iA ta có thể suy ra iB , iC . iA ( )= -iB ( ) iA ( )= iC ( ) iA ( ) = -iA ( ) iA ( ) = iB ( ) iA ( ) = -iC ( ) Cũng vậy ta có quan hệ giữa các điện áp vA’ , vB’ , vC’ trên tải và vThA , vThB , vThC trên các cực của các nhóm Thyristor. *Nhận xét : Ưu điểm: +Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là tính tác động nhanh hệ thống gọn nhẹ , dễ tạo ra hệ thống vòng kín , hệ thống nâng cao được độ cứng đặc tính cơ và mở rộng phạm vi điều chỉnh . Có thể điều chỉnh vô cấp , sai lêch tĩnh nhỏ . + Dễ tự động hoá hệ thống , tác động nhanh ,hoạt động tin cậy không gây ồn , không cần nền móng đặc biệt và hiệu suất cao Nhược điểm + Hệ thống chịu nhiều ảnh hưởng của nhiệt độ,khi dòng nhỏ thì xuất hiện vùng gián đoạn , khả năng linh hoạt khi di chuyển trạng thái không cao , hệ thống đảo chiều phức tạp , khả năng quá tải của các van kém . + Do các van có tính phi tuyến nên điện áp chỉnh lưu ra có dạng đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong máy điện,tạo các momen dao động và các truyền động có công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp của nguồn và lưới xoay chiều. Hệ số công suất cosφ của hệ nói chung là thấp. 1.1.4. Phân tích, lựa chọn phương pháp hãm dừng động cơ. - Hãm nhằm mục đích dừng hệ, giảm tốc hoặc giữ cho hệ thống đứng yên khi hệ thống đang chịu một lực có xu hướng gây chuyển động. Với động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập có 3 trạng thái hãm: Hãm tái sinh. Hãm ngược. Hãm động năng. Việc chọn phương pháp hãm phù hợp với công nghệ là điều rất quan trọng. Đối với hệ thống này em sử dụng phương pháp hãm động năng kích từ độc lập. Hãm động năng là trạng thái động cơ làm việc như một máy phát mà năng lượng cơ học của động cơ tích lũy trong quá trình làm việc trước đó biến nhiệt lượng hay còn gọi là nhiệt năng tiêu tán dưới dạng nhiệt trong quá trình hãm. Hãm động năng : Khi động cơ đang quay, muốn thực hiện hãm động năng kích từ độc lập, ta phải cắt stator khỏi lưới điện xoay chiều(mở các tiếp điểm K ở mạch lực)rồi cấp vào stator một dòng điện một chiều để kích từ (đings các tiếp điểm H).Thay đổi dòng kích từ nhờ biến trở Rkt. Khi hãm động năng kích từ độc lập, năng lượng chủ yếu được tạo ra do động năng của động cơ tích lũy được nên công suất tiêu tốn chỉ ở mạch kích từ. Đặc tính cơ của trạng thái hãm động năng kích từ độc lập : Hình 1.5: Sơ đồ mạch và sơ đồ biểu diễn đặc tính cơ hãm động năng kích từ độc lập CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG 2.1. Phân tích mạch động lực Giới thiệu sơ đồ Hình 2.1. Sơ đồ động cơ không đồng bộ Sơ đồ mạch động lực: Hình 2.2. Sơ đồ mạch động lực Nguyên lý làm việc Trường hợp tải thuần trở R Nếu tải gồm 3 điện trở bằng nhau, khi góc mồi tăng từ 0 đến 5 /6 có thể xảy ra 3 chế độ hoạt động như hình 2.3,2.4,2.5 đơn giản hạn chế về vA’ , vB’ , vC’ với < < + cho phép xác định điện áp trên tải của pha A là là vA’ trong cả chu kỳ và vThA khi Thyristor TA bị khóa. Ta không cần vẽ đƣờng cong dòng điện vì hoàn toàn đồng dạng với vA’. • Chế độ 1 : 0 < < : 2 hay 3 Thyristor dẫn -Khi < : góc kết thúc dẫn của TC lớn hơn , khi thì 3 thyristor dẫn, khi thì 2 thyristor dẫn: vA’ = R.iA = vA vB’ = R.iB = vB vC’ = R.iC = vC vThA = vThB = vThC =0 Khi < < + : ThA và ThB dẫn, do đó vA’ = - vB’ = ( vA vB ) iA = - iB = vA’/R vC’ = iC = 0, vThC = vC < 0 Khi đạt tới sẽ ngừng dẫn vì ThC bị khóa trước khi ThA được mồi. Hình 2.3. Chế độ 1 Chế độ 2 : < < : luôn có 2 thyristor dẫn Khi biến thiên từ đến : khoảng dẫn của thyristor không đổi và bằng 1/3 chu kỳ nhưng dẫn lệch pha. Khi < < + : các thyristor ThA và ThB’ dẫn vA’ = vB = ( vB vC ) iA = - iB = vA’/R vC’ = R.iC = 0 vThA = vThB = 0 ; vThC = vC < 0 Khi = , chế độ này sẽ ngừng dẫn, khi góc cuối của ThB’ = + vƣợt quá , khi vA – vB và iA = iB triệt tiêu khi mồi vThC’ Hình 2.4. Chế độ 2 • Chế độ 3 : < < : có 2 hoặc không có thyristor nào dẫn. Tồn tại khoảng dẫn sau các khoảng tất cả dòng triệt tiêu cần mở 2 thyristor 1 lúc. Để làm việc cần phải: - Điều khiển các Thyristor bằng các tín hiệu chiều rộng lớn hơn - Gửi các xung khẳng định. Khi gửi tín hiệu mở 1 Thyristor để bắt đầu dẫn phải gửi một xung liên cực điều khiển của Thyristor vừa bị khóa. Như vậy ThA nhận xung đầu tiên ở = và xung khẳng định ở = + Khi < 0 < , các Thyristor ThA và ThB dẫn: vA’ = vB = ( vA vB) iA = - iB = vA’/R vC’ = iC = 0 ; VThA = VThB =0 ; vThC = Vc Khi < < + : không có Thyristor nào dẫn: Hình 2.5. Chế độ 3 vA’ = vB’ = vC’ = 0 ; iA = iB = iC = 0 ; vThA - vThB = vA - vC Để phân bố điện áp trên cực các Thyristor khi chúng bị khóa, cần nối vào các cực của 3 khối Thyristor các điện trở lớn có trị số bằng nhau, do vậy : vThA = vA ; vThB = vB ; vThC = vC Khi < mồi đồng thời ThA và ThC’, khi = + 3 sẽ tạo nên điện áp âm vA - vC. Các thyristor không thể dẫn được và bộ điều áp làm việc như một khóa chuyển mạch luôn hở mạch. Trường hợp tải R – L Tải R – L được đặc trưng bởi tổng trở và góc pha = Q . Dòng điện bắt đầu giảm khi > . Vì điện cảm L các dòng điện iA , iB , iC không còn bị gián đoạn nữa, do đó k xảy ra chế độ 2. Thyristor ThA đưa vào dẫn khi = không gây khóa ThC do dòng iC bị tắt đột ngột, bởi vì dòng điện này không bị gián đoạn. Nếu = , nhờ ThC và ThB’ dòng iC tồn tại, việc mở ThA là cho ThA, ThC và ThB’ mở đồng thời và bắt đầu khoảng cả 3 thyristor dẫn ở chế độ 1. Nếu iC = 0 thì khi mở ThA làm cho iA , iB , iC bằng không trước khi = ,sơ đồ làm việc như ở chế độ 3. Việc chuyển từ chế độ 1 sang chế độ 3 được thực hiện đối với giá trị giới hạn 1 theo phương trình : 2.1.1.3. Đặc tính - Điện áp trên tải vA’ , vB’ , vC’ có trị số hiệu dụng V’ biến thiên từ V đến 0 khi góc mồi đi từ đến - Khai triển thành chuỗi ngoài sóng cơ bản chỉ có các điều hòa lẻ. Hơn nữa tổng giá trị tức thời vA’ + vB’ + vC’ = 0. Có mặt các điều hòa : , 5 , 7 , 11 …. Tổng quát n = (6k+1) Hình 2.6. Biểu diễn biến thiên điện áp theo góc mồi Các điều hòa dòng điện được tính theo biểu thức: Bộ điều áp xoay chiều tiêu thụ công suất phản kháng 3V.I1.sin , do mồi trễ , các điện áp cơ bản trên tải vA’ , vB’ , vC’ lệch pha với điện áp vA , vB , vC tương ứng. Mặt khác tải R – L nên dòng điện lệch pha với điện áp tải. Mạch bảo vệ bộ chỉnh lưu Bảo vệ quá nhiệt cho các van bán dẫn. Khi làm việc với dòng điện chạy qua, trên van có sự sụt áp, do đó có tổn hao công suất ∆P, tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn. Mặt khác van bán dẫn chỉ được phép làm việc dưới nhiệt độ cho phép TCP nào đó nếu quá nhiệt độ cho phép thì các van bán dẫn sẽ bị phá hỏng. Để van bán dẫn làm việc an toàn, không bị chọc thủng về nhiệt, ta phải chọn và thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lý. Tính toán cánh tản nhiệt: - Tổn thất công suất trên một diode: ; - Diện tích bề mặt toả nhiệt: ; (2.7) Trong đó :∆P : Tổn hao công suất ( W ) ; τ : Độ chênh lệch nhiệt độ so với môi trường . Km: Hệ số toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. Tlv, Tmt: Nhiệt độ làm việc và nhiệt độ của môi trường (0C). 2.2.2. Bảo vệ quá dòng cho van. Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động bảo vệ khi quá tải và ngắn mạch thyistor, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, ngắn mạch ở chế độ nghịch lưu. - Cách chọn aptomat có: Idm =k.I Với I1 : là dòng điện sơ cấp máy biến áp . k : Hệ số an toàn . - Dùng dây chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch các Thyristor , ngắn mạch đầu ra của bộ chỉnh lưu. Lựa chọn động cơ không đồng bộ ba pha Cấu tạo động cơ Động cơ không đồng bộ gồm có hai phần : Hình 2.7. Cấu tạo động cơ không đồng bộ Phần tĩnh ( stator ) : Đây là phần đứng yên của máy, nó bao gồm các bộ phận chính sau: Vỏ máy: là bộ phận dùng để cố định lõi thép và cố định máy, được làm bằng nhôm hoặc gang,hai đầu có nắp máy còn có công dụng để bảo vệ máy. Lõi thép: Gồm nhiều lá thép có rãnh ở trong ghép lại có phủ cách điện để dẫn từ.Nó được ép trong vỏ máy làm nhiêm vụ dẫn từ.Lõi thép Stato hình tụ do các lá thép kỹ thuật điện được dập rãnh bên trong ghép lại với nhau tạo thành các rãnh theo hướng trục và mỗi lá thép kĩ thuật đều được phủ sơn cách điện để giảm hao tổn do dòng xoáy gây nên. Dây quấn stator: Được làm bằng dây dẫn cách điện đặt vào rãnh của lõi thép cách điện và được quấn tùy theo cách quấn dây .Dòng xoay chiều ba pha chạy trong bap ha dây quấn stator sẽ tạo ra từ trường quay Phần quay (Roto): Đây là phần quay (động) của động cơ gồm có các bộ phận sau. Lõi thép: Giống stator nhưng các lá thép có rãnh ngoài đặt dây quấn ở giữa có lỗ để gắn trục. Dây quấn: được đặt trong lõi thép rotor và phân làm hai loại chính:loại rotor kiểu lồng sóc và loại rotor kiểu dây quấn. + Rotor dây quấn: có cấu tạo giống dây quấn stator,dây quấn ba pha được đấu sao ba đầu còn lại được nối với ba vành trượt làm bằng đồng gắn ở một đầu trục,cách điện với nhau và với trục. + Rotor lồng sóc: Đối với lồng sóc của các máy công suất lớn hơn 100KW là các thanh đồng đặt trong rãnh của lõi thép,hai đầu nối ngắn mạch bằng hai vòng đồng tạo thành lồng sóc. Đối với lồng sóc của máy công suất nhỏ thì lồng sóc được chế tạo bằng cách đúc nhôm vào các rãnh lõi thép rotor tạo thành thanh nhôm,hai đầu đúc vòng ngắn mạch và cách làm mát. Các thông số định mức. Chế độ làm việc định mức của máy điện là chế độ làm việc trong những điều kiện mà xưỡng chế tạo đã qui định. Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy và gọi là những đại lượng định mức. Trên nhãn máy thường ghi những đại lượng sau: + Công suất định mức Pđm (KW hay W); + Điện áp dịnh mức Uđm (V); + Dòng điện định mức Iđm (A); + Tốc độ định mức nđm (vg/ph); Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích từ, dòng điện kích từ và các số liệu về dòng điện sử dụng …… Cần chú ý là công suất định mức của động cơ ở đây là công suất cơ đưa ra ở đầu trục động cơ. .Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ. Máy điện không đồng bộ làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Khi cho hệ thống dòng 3 pha đối xứng vào dây quấn 3 pha đối xứng (dây quấn stato) của máy điện xoay chiều trong máy sẽ xuất hiện trong 1 từ trường quay với tốc độ đồng bộ là Trong đó : - f là tần số dòng điện (Hz) - p là số đôi cực từ Từ trường quay này quét qua các dây quấn của rôto, làm xuất hiện các sức điện động và dòng điện cảm ứng. Sự chênh lêch tốc độ giữa từ trường quay và tốc độ rôto goi là tốc độ trượt: Từ trường quay này sẽ quét nhanh qua thanh dẫn nhiều pha tự ngắn mạch đặt ở rôto và cảm ứng trong nó các sức điện động và dòng cảm ứng. Từ thông do dòng điện này sinh ra sẽ kết hợp với từ thông của dây quấn stato sinh ra tạo thành từ thông khe hở. Tương tác giữa từ thông khe hở và dòng điện trong dây quán roto sinh ra momen điện từ có liên quan mật thiết đến tốc độ quay n của roto. Để chị phạm vi biến đổi tốc độ của động cơ người ta sử dụng hệ số trượt s: s% = (n_1-n)/n_1 100% n_1: là tốc độ đồng bộ từ trường quay n: là tốc độ của roto Khi roto quay cùng chiều từ trường quay nhưng với tốc độ nhỏ hơn (n < n_1): (0>UB (điện áp pha A dương hơn pha B). T1 và T4 cùng dẫn, chừng nào UA còn dương hơn UB. Điện áp trên tải pha A nếu coi tải đối xứng thì UA=1/2UAB. Đến t'2 do điện áp UB dương hơn UA (nếu bỏ qua ảnh hưởng điện cảm coi góc không đáng kể) nên T1 và T4 bị khoá tại t'2. Đến t3 là góc của T6(Uc