Đ−ợc dùng để điều khiển các triac công suất Chỉ có một điện trở han dòng cho phototriac Hình 1.38 Hình 1.38: Photriac dùng để điều khiển triac công suất Với bộ lọc RC để chống nhiễu dV/d
Trang 1Đ−ợc dùng để điều khiển các triac công suất
Chỉ có một điện trở han dòng cho phototriac Hình 1.38
Hình 1.38: Photriac dùng để điều khiển triac công suất
Với bộ lọc RC để chống nhiễu dV/dt và các xung điện cao tần
Hình 1.39
Hình 1.39: Phototriac dùng thêm bộ lọc RC Varistor bảo vệ phototriac không bị các xung điện quá cao làm hỏng khi triac làm việc với dòng điện và điện áp cao Hình 1.40
Hình 1.40: Phototriac dùng varistor chống xung điện quá cao
Ta có bảng so sánh đặc tính các linh kiện ghép tín hiệu
Trang 2(Signal Coupling Devices)
Bộ
ghép
quang
- Kinh tế, rẻ tiền
- Có thể chế tạo với vật liệu bán dẫn
- Làm việc với cả tín hiệu 1 chiều và xoay chiều ở tần số cao
- Cách điện tốt đến vài KV
- Tổng trở cách điện cao
- Kích thước nhỏ (Dip)
- Không có công tắc nên không
bị nảy
- Công suất tiêu thụ ít
- Khi ngắt điện hay dẫn điện
đều có một điện trở giới hạn (điện trở không thể bằng 0 hay ∞)
- Dòng điện khi dẫn điện và dòng điện khi ngắt điện đều
có trị số giới hạn
- Hệ số truyền đạt thấp
Rơ le - Làm việc với công suất lớn
- Khi dẫn điện có điện trở rất thấp
- Có thể truyền tín hiệu một chiều
- Cách điện tốt
- Đắt tiền vì má rơle làm bằng kim loại quý
- Công suất tiêu thụ cao
- Vật tốc làm việc rất chậm
- Kích thước lớn
Biến
thế
xung
- Truyền tín hiệu với vận tốc cao
- Kích thước trung bình
- Có hệ số truyền đạt tốt
- Không thể truyền tín hiệu một chiều hay xoay chiều ở tần số thấp
- Đế cách điện (có tổng trở cao ) nên rất đắt tiền
Trang 3Ký hiÖu Tªn bé ghÐp
quang
§iÖn ¸p
®Çu ra (V)
Dßng ®iÖn
®Çu ra (mA)
dv/dt (V/μs)
MOC3009
MOC3010
MOC3011
MOC3012
TIL3009
TIL3010
TIL3011
TIL3012
MOC3020
MOC3021
TIL3020
TIL3021
7500V PX 7500V PX 7500V PX 7500V PX
3535V PX 3535V PX 3535V PX 3535V PX
7500V PX 7500V PX 3535V PX 3535V PX
250
250
250
250
250
250
250
250
400
400
400
400
40
45
50
55
30
35
40
45
50
55
50
55
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
42
Trang 4Chương 2 Giới thiệu về mạch điện xoay chiều ba pha và động cơ ba pha 2.1 Mạch điện ba pha
2.1.1 Dòng điện sin
Dòng điện sin là dòng điện xoay chiều biến đổi theo quy luật hàm sin của thời gian
Biểu thức dòng điện và điện áp:
i= Imaxsin(ωt + Ψi) (2-1)
u= Umaxsin(ωt + Ψu)
Trong đó i, u là trị số tức thời của dòng điện và điện áp
Imax , Umax Trị số cực đại biên độ của dòng điện, điện áp
(ωt + Ψi), (ωt + Ψu): là góc pha gọi tắt là pha của dòng điện, điện áp Pha xác đinh trị số và chiều của dòng điện, điện áp ở thời điểm t
Ψi, Ψu Pha ban đầu của dòng điện và điện áp Pha đầu là pha ở thời
điểm t=0 Phụ thuộc vào chọn toạ độ thời gian, pha đầu có thể bằng không âm hoặc dương
ω Tần số góc của dòng điện sin, đơn vị là rad/s
Chu kì T của dòng điên là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại trị số và chiều biến thiên, nghĩa là trong khoảng thời gian T góc pha biến
đổi một lượng: ωT = 2π
Số chu kì của dòng điện trong một giây gọi là tần số f
ω = 2πf (2- 2)
Trang 5trong các rãnh đặt 3 dây quấn AX, BY, CZ có cung số vòng dây và lệch nhau một góc 1200 trong không gian Mỗi dây quấn được gọi là một pha
Phần quay (còn gọi là roto) là nam châm điện N- S
Nguyên lý làm việc như sau: Khi quay rôto, từ trường sẽ lần lượt quét các dây
quấn stato, và cảm ứng vào dây quấn stato các sức điện động sin cùng biên độ, cùng tần số và lệch pha nhau một góc 1200
Nếu chọn pha đầu của sức điện eA của dây quấn AX bằng không thì biểu thức sức điện động của các pha lần lượt là:
Pha A: eA= 2Esinωt
Pha B: eB= 2Esin(ωt - 2
3
π ) (2- 3)
Pha C: eC= 2Esin(ωt + 2
3
π ) Nguồn điện gồm ba sức điện động sin cùng biên độ, cùng tần số, lệch nhau về pha 2
3
π gọi là nguồn ba pha đối xứng
Hình 2.1: Trị số tức thời sức điện động ba pha
2.2 Động cơ ba pha
2.2.1 Khái quát về động cơ không đồng bộ
+ Cấu tạo và đặc điểm
- Cấu tạo
Phần tĩnh (Stato): gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn
Trang 6* Vỏ máy: thường làm bằng gang Đối với máy có công suất lớn (trên 1000kW), thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ Vỏ máy có tác dụng bảo vệ
và cố định các chi tiết máy
* Lõi thép: Được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0.35mm đến 0.5
mm ghép lại với nhau Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường xoay chiều, nhằm giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ lớp sơn cách điện Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn
* Dây quấn: Dây quấn được đặt vào trong rãnh của lõi sắt và cách điện với lõi sắt nhờ giấy cách điện Dây quấn stato gồm ba cuốn đặt lệch nhau 1200 điện
Phần quay (Rôto)
* Trục: Làm bằng thép, dùng để đỡ lõi sắt roto
* Lõi sắt: Gồm các lá thép kỹ thuật điện giống như ở phần stato Lõi thếp
được ép trực tiếp lên trục Bên ngoài lõi sắt có xẻ rãnh để đặt dây quấn
* Dây quấn gồm hai loại: loại rôto dây quấn và loại rôto kiểu lồng sóc
Loại rôto kiểu dây quấn: Dây quấn rôto giống dây quấn ở stato và có số cực bằng số cực stato Các động cơ công suất trun trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp để giảm được những đầu nối dây và kết cấu dây quấn
được chặt chẽ hơn Các động cơ công suất nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao (Y) Ba đầu kia nối vào ba vòng trượt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục Thông qua chổi than
và vòng trượt, đưa điện trở phụ vào mạch rôto nhằm cải thiện tính năng mở
Trang 7- Đặc điểm của động cơ không đồng bộ ba pha
* Cấu tạo đơn giản
* Đấu trực tiếp vào 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
động cơ)
+ Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ
Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ
sẽ sinh ra một từ trường quay Từ trường này sẽ quét qua các thanh dẫn rôto, làm cảm ứng lên dây quấn rôto một sức điện động E2 sẽ sinh ra dòng điện I2 chạy trong dây quấn Chiều của sức điện động và chiều của dòng điện được xác định theo quy luật bàn tay phải
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ
Chiều dòng điện ở nửa phía trên rôto hướng từ trong ra ngoài, còn chiều dòng điện của các thanh dẫn ở nửa phía dưới của rôto hướng từ ngoài vào trong
Dòng điện I2 tác động tương hỗ với từ trường stato tạo ra lực điện từ trên dây dẫn rôto và mômen quay làm cho rôto quay với tốc độ n theo chiều từ trường quay
Tốc độ quay của rôto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay stato n1
có sự chuyển động tương đối giữa rôto và từ trường quay stato duy trì được dòng điện I2 và mômen M Vì tốc độ của rôto khác với tốc độ của từ trường quay stato nên gọi là động cơ không đồng bộ
Trang 8Đặc trưng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trượt:
1
1
S n
ư
= (2 -4)
n là tốc độ quay của rôto
f1 là tần số của dòng điện lưới
P số đôi cực
n1 tốc độ quay của từ trường quay
1 1
60 f n
p
= (2- 5) Khi tần số của mạng điện thay đổi thì n1 thay đổi làm cho n thay đổi theo Khi mở máy thì n= 0 và S= 1 gọi là độ trượt mở máy
Dòng điện trong dây quấn và từ trường quay tác dụng lực tương hỗ lên nhau khi rôto chịu tác dụng của momen M thì từ trường quay cũng chịu tác dụng của mômen M theo chiều ngược lại Muốn cho từ trường quay với tốc độ
n1 thì nó phải nhận một công suất đưa vào gọi là công suất điện từ
2 1
ω
60
n
π
Khi đó công suất điện đưa vào:
P1 = 3UIcosϕ (2- 7)
Ngoài thành phần công suất điện từ còn có tổn hao trên điện trở dây
Trang 9Công suất cơ nhỏ hơn công suất điện từ vì còn tổn hao trên dây quấn rôto:
P2= Pđt - ΔPd2 (2-11)
ΔPd2 = m2I2r2 (2- 12)
Trong đó:
m2 số pha của dây quấn rôto
Vì P’2 < pđt do đó n < n1 công suất cơ của P2 đưa ra nhỏ hơn P2, vì còn tổn
hao do ma sát trên trục động cơ và tổn hao và tổn hao phụ khác:
'
P = P = Δ ư Δ P P (2- 13)
Hiệu suất của động cơ: 2
1
P P
η = = (0,8ữ 0,9) (2- 14)
+ Các đại lượng và phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ
- Các đại lượng
Hệ số trượt:
Để biểu thị mức độ đồng bộ giữa tốc độ quay của rôto n và tốc độ của
từ trường quay stato n1
ta có : 1
1
s n
ư
= (2- 15) Hay tính theo phần trăm:
1
100%
s n
ư
Xét về mặt lý thuyết giá trị S sẽ biến thiên từ 0 đến 1 hoặc từ 0 đến 100 o/o
Trong đó: = 1
1
60f n
p (2- 17) n= n1(1- s) (2- 18)
Sức điện động của mạch rôto lúc đứng yên:
E2 = 4,44 K f W2 2 2φm (2- 19)
Trang 10Trong đó:
φm Trị số cực đại của từ thông trong mạch
K2 là hệ số dây quấn rôto của động cơ
f2 Tần số xác định ở tốc độ biến đổi của từ thông quay qua cuộn dây, vì rôto đứng yên nên:
2 1
60
pn
f = (2- 20)
f2 bằng với tần số dòng điện đ−a vào f1
-Khi roto quay:
Tần số trong dây quấn rôto:
2
1
s
n
Vậy f2s = s.f1 (2 -22) Sức điện động trên dây quấn rôto lúc đó là:
E2s= 4,44f2sW2K2φm (2- 23)
Với f2s = s.f1 thế vào (2- 20)
Ta đ−ợc:
E2s= 4,44f1W2K2φms (2- 24)
+ −u nh−ợc điểm của động cơ không đồng bộ ba pha
- −u điểm
Trong công nghiệp hiện nay phần lớn đều sử dụng động cơ không đồng
