Ứng dụng điện tử công suất điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Sinh viên thực hiện: Lê Hòa Hiệp Lớp: 95KĐĐ Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Dư Xứng TP.HỒ CHÍ MINH Tháng 3-2000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM ĐỘC LẬP- TỰ DO –HẠNH PHÚC. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM. 0O0 KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: LÊ HÒA HIỆP Lớp:95KĐĐ Ngành :Điện –Điện tử 1.Tên đề tài: Nghiên cứu điện tử công suất và ứng dụng điện tử công suất và để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 2.Các số liệu ban đầu: 3.Nội dung các phần thuyết minh ,tính toán: 4.Các bản vẽ: 5.Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Dư Xứng. 6.Ngày giao nhiệm vụ: 7.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Giáo viên hướng dẫn Thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2000 Chủ nhiệm bộ môn LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển nhanh chóng, yêu cầu về tính hiệu quả, sự chính xác được đặt lên vò trí quan trọng. Các hệ thống máy công nghiệp và cả máy gia dụng được vận hành với cơ cấu truyền động mang tính tự động hóa cao và có tốc độ điều chỉnh được. Động cơ không đồng bộ được sử dụng nhiều trong các hệ thống truyền động. Tuy nó khó điều chỉnh tốc độ hơn động cơ một chiều,nhưng có ưu điểm là có cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ, dễ sử dụng,tính năng kỹ thuật khá tốt. Bên cạnh đó công nghệ chế tạo linh kiện điện tử phát triển cao đã tạo ra nhiều linh kiện có công suất lớn, gọn nhẹ, hoạt động tốt. Các điện tử công suất như diode công suấât transistor công suất, tiristor, triac được dùng nhiều trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ. Từ đó sinh viên chọn thực hiện đề tài: Nghiên cứu điện tử công suất và ứng dụng điện tử công suất để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ. Luận văn tốt nghiệp gồm 3 chương: Chương 1: Giới thiệu điện tử công suất. Chương 2: Các phương pháp điều chỉnh tốc độ độïng cơ không đồng bộ Chương 3: Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ dùng điện tử công suất. KẾT LUẬN Sau một khoảng thời gian nghiên cứu, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Dư Xứng, đề tài đã được hoàn thành. Đây là một đề tài nghiên cứu về lý thuyết đi sâu tìm hiểu về điện tử công suất và ứng dụng của điện tử công suất để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ. Luận văn này đã thể hiện các kiến thức cơ bản đáp ứng yêu cầu ứng dụng thực tế. Tuy nhiên do thời gian và kiến thức có hạn nên đề tài không tránh khỏi thiếu sót rất mong sự đóng góp chân thành của thầy cô và các bạn. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thò Hiền. Truyền động điện. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà Nội-1996. 2.Tác giả CYRIL W.LANDER (Người dòch Lê Văn Doanh). Điện tử công suất và điều khiển tốc độ động cơ điện. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 1997. 3.Nguyễn Bính. Điện tử công suất. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hà Nội-1996. 4.Trần Khánh Hà. Máy điện1. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật .Hà Nội-1997 5.Đỗ Xuân Tùng, Trương Tri Ngộ. Điện tử công suất . Nhà xuất bản xây dựng. Hà Nội. BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họvà tên của sinh viên:Lê Hòa Hiệp. Lớp:95KĐĐ. Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Dư Xứng. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.Nội dung luận văn tốt nghiệp: 2.Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: Ngày tháng năm 2000. Giáo viên hướng dẫn BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họvà tên của sinh viên:Lê Hòa Hiệp. Lớp:95KĐĐ. Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Dư Xứng. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1.Nội dung luận văn tốt nghiệp: 2.Nhận xét của giáo viên phản biện: Ngày tháng năm 2000. Giáo viên phản biện [...]... cực điều khiển âm - Triac có ưu điểm là mạch điều khiển đơn giản nhưng công suất giới hạn nhỏ hơn tiristor IV 3 Ứng dụng: Triac dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều, trong mạch chỉnh lưu Ngoài ra, triac còn dùng để điều chỉnh ánh sáng điện, nhiệt độ lò CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I/ Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp thay đổi điện. .. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp thay đổi điện áp đặt vào động cơ: Moment động cơ không đồng bộ (ĐKB) tỷ lệ với bình phương điện áp stator, do đó có thể điều chỉnh được moment và tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh giá trò điện áp stator, trong khi giữ nguyên tần số Ul,fl k ĐAXC Ub,fb Hình 2-17 : Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp ĐKB Để điều chỉnh điện áp ĐKB phải dùng các bộ. .. điều chỉnh: Đối với động cơ điện không đồng bộ ba pha có rotor dây quấn, ta có thể điều chỉnh tốc độ của nó nhờ một biến trở trong mạch rotor Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh: U lưới ĐKB Rf 3 Rf2 Rf1 3G 2G Hình 2-1 Các biến trở điều chỉnh tốc độ có thể bằng kim loại hoặc chất lỏng, tương tự như biến trở khởi động nhưng được tính toán để làm việc liên tục + Nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ: ... (2-15) -Tăng tốc độ động cơ điện: Tăng điện trở điều chỉnh rđc, dòng điện khống chế Ikc tăng, cường độ từ trường H tăng, cuộn kháng chuyển sang chế độ làm việc bảo hòa hơn, hệ số từ thẩm µ giảm, nên X giảm làm điện áp rơi trên cuộn kháng giảm, từ công thức: ( 2-15) ta có tăng và tốc độ động cơ tăng - Giảm tốc độ động cơ điện: Giảm điện trở điều chỉnh rđc, dòng điện khống chế Ikc giảm, cường độ từ trường... vào mạch rotor của động cơ ta có thể điều chỉnh được tốc độ xuống thấp hơn tốc độ đồng bộ trong một phạm vi khá rộng Moment cực đại của động cơ tính theo công thức: 3 x U12 f (2-2) 2 2 2 x n1 [ √ r1 + x n + r1 ] 9,55 Khi đưa điện trở phụ vào mạch rotor thì moment cực đại Mt của động cơ không đổi, còn hệ số trượt St thì tăng lên , do đó tốc độ động cơ giảm xuống Khi khởi động, nếu đưa điện trở phụ vào... nhỏ hơn Mc nên tốc độ của động cơ bắt đầu giảm Mặt khác, vì tốc độ giảm, độ trượt tăng nên sức điện động cảm ứng trong rotor E 2= E 20 tăng lên Do đó, dòng rotor và moment động cơ tăng lên cho đến khi M=Mc thì hệ xác lập nhưng với tốc độ mới 1G n21f < n21 Trạng thái này ứng với điểm á trên đặc tính điều chỉnh r f Khi đưa điện trở phụ rf vào mạch rotor của động cơ, hệ số trượt tương ứng với moment cực... đổi, ta có: P1YY =2 P2YY (2-27) Vì tốc độ khi máy có công suất P 1YY gấp đôi tốc độ khi máy có công suất P1Y (nYY = 2 nY) và do quan hệ p =ωM, trong đo ùω là tốc độ góc của rotor động cơ điện, M, P là moment điện từ và công suất đầu trục của động cơ điện; nên ta có: Vậy :M1=M2 P1YY ω 1 M 1 2 M 1 = = =2 P2Y ω 2M 2 M2 (2-28) w1, M1 ,w2, M2 là vận tốc góc và moment điện từ ứng với trường hợp dây quấn stator... xck r1 BD Wkc2 ĐCK Ikc3 Wkc23 Wkc33 CL1 CL1 H1 Wkc1 Ung rđc CL2 CL1 r2 H3 Ikc1 BA ĐKB Hình 2-9:Sơ đồ nguyên lý 3/Nhận xét: * Ưu điểm: của phương pháp dùng cuộn kháng bão hòa để điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB: - Phạm vi điều chỉnh tốc độ tương đối rộng : D = 8-10 1 - Quá trình điều chỉnh tốc độ bằng phẳng vì tốc độ động cơ điện phụ thuộc dòng khống chế IKC và IKC phụ thuộc r đc - Làm việc chắc chắn, giá... thích ứng với bất cứ số đôi cực nào của dây quấn stator, do đó nó thích hợp với cách điều chỉnh này - Dây quấn stator có thể nối thành bao nhiêu số đôi cực khác nhau thì tốc độ có bấy nhiêu cấp Thường có hai cấp tốc độ gọi là động cơ điện hai tốc độ Hiện nay người ta đã chế tạo các động cơ thay đổi số đôi cực p, có một, hai hay ba hệ thống dây quấn ở phía stator, nghóa là động cơ có thể có 2, 4, 6 cấp tốc. .. tốc độ vì stator chỉ có 3 hệ thống dây quấn - Phương pháp này có ưu điểm là giữ nguyên độ cứng đặc tính cơ của động cơ, tổn thất năng lượng khi điều chỉnh gần như bằng không Nhưng hiệu suất sử dụng, hệ thống dây quấn thấp nếu có nhiều hệ thống dây quấn - Phương pháp trên được sử dụng rộng rãi, khi không có yêu cầu về độ trơn điều chỉnh và ứng dụng trong quạt gió, máy bơm, máy nâng, thang máy IV / Điều