Tính toán thiết kế bộ biến tần nguồn áp điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha Roto lồng sóc

Tính toán thiết kế bộ biến tần nguồn áp điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha Roto lồng sóc

 án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 6 I HC À NNG TRNG I HC BÁCH KHOA KHOA N @&?  TÀI: TÍNH TOÁN THIT K B BIN TN NGUN ÁP U KHIN NG C KHÔNG NG B BA PHA RÔTO LNG SÓC. ( Dùng vi u khin – Chíp AT89c51) Giáo Viên Hng Dn : PGS.TS oàn Quang Vinh H Tên Sinh Viên :Võ Minh Tây Trng Hnh Ly Ông Hoàng Ngc Hng Lp : 04LT Ngành :  THUT N  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS ồn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 7 KHOA N  ÁN TT NGHIP H và Tên sinh viên :Võ Minh Tây Trng Hnh Ly Ơng Hồng Ngc Hng Lp : 04LT Khoa : n Ngành :  Thut n  Tài : TÍNH TỐN THIT K B BIN TN NGUN ÁP U KHIN NG C KHƠNG NG B BA PHA RƠTO NG SĨC. S liu ban u :Thơng sng c khơng ng b Rơto lng sóc : P m = 0,.75 Kw f m = 50 Hz n m = 1410 v/phút U m = 380/220 (V) I m = 2/3,5 (A) i dung thit k : Chng I : Tng quan vng c khơng ng b. Chng II : Gii thiu chung v b bin tn . Chng III : Tng quan v k thut vi s lý Chng IV : Thit k b bin tn ngun áp ba pha u khin ng c khơng ng b . Chng V : Thit k  mch u khin. Chng VI : Mch bo v. Chng VII: Lp ráp mch Giáo viên hng dn : PGS.TS ỒN QUANG VINH Giáo viên duy t : Ngày giao bài thi : 12/02/2006 Ngày np bài thi : 28/5/2006 I HC À NNG TRNG I HC BÁCH KHOA KHOA N NG HỊA XÃ HI CH NGHA VIT NAM c Lp - T Do - Hnh Phúc -----0 O 0----  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 8 t qum ánh giá Ngày tháng nm2006 Cán b hng dn (ký và ghi rõ h tên) Trng b môn (Ký và ghi rõ h tên) Ngày tháng nm 2006 Cán b duyt (ký và ghi rõ h tên) Thông qua khoa Ngày tháng nm 2006 Ch nhim khoa (ký và ghi rõ h tên) Ngày tháng nm 2006 Ch tch hi ng (ký và ghi rõ h tên)  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 9 I NÓI U So vi tt c các loi ng c hin dùng trong công nghip thì ng c không ng b ba pha c dùng rng rãi nht t công sut nhn công sut trung bình và chúng ang c thay th ngày mt nhiu cho các ng cn mt chiu . S d nh vy là do ng có không ng b có kt cu n giãn , d ch to vn hành an toàn , s dng trc tip t li n xoay chiu ba pha . Trong các loi ng c không ng b , thì ng có không ng b ba pha Roto ng sóc la chim u th , chng hn nh trong các nhà máy ximng thì chúng c dùng cho các máy nghin , máy khuy , bng ln vn ti . Trong xng cán luyn thì dùng cho các bng ln vn ti có truyn ng n và truyn ng nhóm . Bên cnh nhng u m ca ng c không ng b ba pha nó còn có nhng nhc m nh là : Momen ti hn Momen khi ng s gim xung rt nhiu khi n á li tt xung , d phát sinh tình trng nóng quá mc i vi Stato nht là khi n áp li tng và i vi Roto khi n áp li gim , khe h không khí nh cng phn nào làm gim bt  tin cy ca chúng . Trong thi gian gn ây do s phát trin ca nn công nghip ch to bán dn công sut và k thut n t , tin hc nên các t m ca ng c không ng bã c khai thác trit  , nó c u khin bng các b bin tn bán dn và ang ngày c hoàn thin hn do ó có kh nng cnh tranh vi các h truyn ng mt chiu nht là  vùng công sut truyn ln và tc  làm vic cao. Trong công nghip thng s dng bn b truyn ng u chnh tc ng có không ng bó là : + u chnh n áp cp cho ng c dùng b bin i Thyristor . + u chnh n tr Roto bng b bin i xung Thyristor. + u chnh công sut trt . + u chnh tn s ngun cung cp cho ng c bng b bin i tn s . Trong  án tt nghip này em s kho xác và thit k b bin tn ngun áp u khin tc ng c không ng b Roto lng sóc công sut 0,75K W . Sau thi gian làm  án di s hng dn tn tình ca thy oàn Quang Vinh và các thy cô khác em ã hoàn thành  án . Tuy nhiên do kin thc có hn nên càng nhiu thiu sót , em rt mong s góp ý ca thy cô v nhng thiu sót ó nhm góp phn  cho  án ca em c hoàn thin . Em xin chân thành cm n … à nng ngày 25 tháng 5 nm 2006 Sinh viên thc hin Võ Minh Tây Trng Hnh Ly Ông Hoàng Ngc Hng  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 10 C LC Trang Chng I : Tng quan vng c không ng b I.1: Gii thiu vng c không ng b ………………………………. ….6 I.1.1: c tính c ………………………………………………… .… 6 I.1.2: nh hng ca các thông sn c tính c……………… ….….7 I.2 : Các phng pháp u chnh tc ng c không ng b…….……9 I.2.1: Phng pháp u chnh n áp li…………………… .… .9 I.2.2: Phng pháp u chnh n tr mch rôto……………… … 10 I.2.3: Phng pháp u chnh tn s ngun cung cp cho ng c không ng  ba pha 11 Chng II : Gii thiu chung v b bin tn II.1 : Gii thiu chung .16 II.2 : Phân loi bin tn .16 II.2.1 : Bin tn trc tip 16 II.2.2 : Bin tn gián tip .16 II.3 : Các khi trong bin tn gián tip 18 II.3.1 : Khi chnh lu .18 II.3.2 : Khi lc 20 II.3.3 : Khi nghch lu .22 II.3.4 : u bin  rng xung ( khi bm ) 26 Chng III : Tng quan v k thut vi s lý III.1 : Lch s phát trin ca vi s lý .30 III.2 : Cu to vi s lý h MSC -51 30 III.2.1 : Gii thiu cu trúc phn cng MSC-51(89c51) 30 III.2.2 : Kho sát s chân 89c51 và chc nng ca tng chân 31 III.2.3 : Cu trúc bên trong vi u khin 33 III.3 : Tóm tc tp lnh ca chíp 89c51 .43 III.3.1 : Các mode nh v .43 III.3.2 : Các kiu lnh ( Instruction types) .47 III.4 : Chng trình ngôn ng Assembly ca chíp 89c51 .53 III.4.1 : Gii thiu .53 III.4.2 : Hot ng ca trình biên dch 53 III.4.3 : S sp c ca chng trình ngôn ng Assembly .54 III.4.4 : S tính toán biu thc ca Assembly timer 57 III.4.5 : Các ch th biên dch 58 Chng IV : Thit k bin tn ngun áp 3 pha u khin ng c không ng  ba pha roto lng sóc IV.1 : Chn các phng án cho mch ng lc 62 IV.1.1: Mch chnh lu .62 IV.1.2: Chc nng ca máy bin áp lc 63  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 11 IV.1.3: Mch nghch lu .63 IV.2 : Tính chn các linh kin cho mch ng lc .65 IV.2.1 : Tính chn máy bin áp ng lc 65 IV.2.2 : Tính chn các linh kin mch chnh lu 67 IV.2.3 : Tính chn linh kin bm n áp .67 IV.2.4 : Tính chn linh kin mch nghch lu .67 IV.2.5 : Tính chn mch lc .68 Chng V : Thit k mch u khin V.1 : H thng u khin tn s 69 V.1.1 : Chc nng ca h thng u khin .69 V. 2 : Phân tích mch thit k 69 V.2.1 : Khi to xung và phân phi xung 69 V.2.2 : Tính chn khâu khuch i xung 71 V.3 : Giãn  thi gian .73 V.3.1 : ng c chy thun .73 V.3.2 : ng c chy ngc 74 V.4 : S thut toán chng trình u khin .75 V.5 : Chng trình u khin Assembly .77 Chng VI : Bo v VI.1 : Gii thiu s c .86 VI.1.1 : Bo v chng quá áp và chng tng nhanh n áp .86 VI.1.2 : Bo v quá dòng n 87 VI.2 : Bo v ngn mch dùng dây chy 88 VI.2.1 : Bo v mch chnh lu 88 VI.2.2 : Dùng cu chì bo v quá dòng trc ng c 89 VI.3 : Bo v chng quá n áp .90 VI.3.1 : Bo v quá áp cho các iot chnh lu .90 VI.3.2 : Bo v quá áp cho máy bin áp 90 VI.3.3 : Bo v quá áp cho Transistor  mch nghch lu .91 Chng VII : Thi công lp ráp VI.1) Lp ráp b chnh lu và nghch lu, qun MBA lc .94 VI.2 Lp ráp mch u khin gm các linh kin sau 95 VI.3 ) S nguyên lý toàn mch : 96 VI.4 ) Mô hình lp ráp, thc t 97 Kt lun 98 Tài liu tham kho 99  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 12 CHNG I NG QUAN VNG C KHÔNG NG B (K) ng c không ng b ba pha c s dng rng rãi trong công nghip t công sut nhn công sut ln hn và chim t l ln so vi các ng c khác. Do t cu n gin d ch to , vn hành an toàn và s dung ngun cung cp trc tip t i n xoay chiu ba pha .Trong công nghip thng s dng ng c không ng  làm ngun ng lc cho máy cán thép loi va và nh, ng lc cho các máy công  các nhà máy công nghip nh .v .v . Trong nông nghip ng cK c dùng làm máy bm hay máy gia công nông sn.Trong i sng hng ngày ng cK cng chim mt v trí ht sc quan trng,vì nó c s dng trong các thit b sinh hot ng ngày nh : máy bm , qut gió , ng c trong t lnh. Tuy nhiên trc ây các hng ng cK có u chnh tc  li vô cùng him hoi , chim t l rt nh là do u chnh tc ông cK có khó khn hn các loi ng c khác. Trong thi gian gn ây do s phát trin ca ngành công nghip ch o bán dn công sut k thut n t và tin hc, mà ng cK mi khai thác c u m ca mình. Nó ã tr thành h truyn ng cnh tranh có hiu qu vi các h truyn ng khác Khác vi ng cn mt chiu , ng cK c cu to phn cm và phn ng không tách bit. T thông ca ng c cng nh mô men ca ng c sinh ra ph thuc vào nhiu tham s . Do vy hu chnh tng truyn ng n cho ng c K là hu chnh nhiu tham s có tính phi tuyn mnh Trong nh hng xây dng h truyn ng n ng cK ngi ta có xu ng vi các t tính u chnh ca h truyn ng n ng c mt chiu Hin nay trong công nghip thng s dng h truyn ng u khin tc  ng cK 1. u chnh n áp cp cho ng c bng b bin i tiristor 2. u chnh n tr bng b bin i xung tiristor 3. u chnh công sut trc 4. u chnh tn s ngun cung cp cho ông c bng các b bin i tn  (B bin tn) dùng tiristor hay transistor I.1) Gii thiu vng cK  K là mt loi máy n xoay chiu làm vic theo nguyên lý cm ng n t. I.1.1)Phng trình t tính c   thành lp phng trình t tính c ta dùng s thay th nh hình v (HI_1)  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 13 Ta có dòng n stato : I 1 =               +       + + + nm f X S R R XR U 2 2 2 1 22 1 ' 11 ε µµ (I-1) Trong ó : X nm =X 1d + X’ 2d n kháng ngn mch U 1f : tr hiu dng ca n áp pha stato Phng trình t tính ca ng cK : M=         +       + ∑ n f X S R RS RU 2 2 2 10 2 1 2 ' . .'.3 ε ε ω hay M= ( ) th th S2 S1.2 a S S S S aM th th th ++ + (I-2) ng t tính ca ng c nh hình (H I-2) i : S th = nm XR R 2 2 1 2 ' + ∑ (I-3) S th là h s trc ti hn ca ng c ( ) 22 111 2 .2 .3 nm f th XRR U M +± ±= ω (I_4) I.1.2) nh hng các thng sn t tính c:  phng trình t tính c K ta thy các thông snh hng n t tính c bao m: a. nh hng ca s suy gim n áp li cp cho ông cK Khi iên áp li suy gim thì theo (I-4) mômen M th ti hn ca ng c s gim bình phng ln biên  suy gim ca n áp,theo (I-3) thì S th vn không i . M t M dm  0  th  0 Hình I-2Hình I-1 X µ X’ 2d X 1 U 1f I’ 2 R µ I µ R’ 2/s  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 14 Hình I_3 b. nh hng ca n trn kháng mch stator Khi ni thêm din tr hoc n kháng vào mch stator thì theo (I-3) và (I-4) c S th và M th u gim H ình I_4 c.nh hng ca n tr mch roto  i vi ng c không ng b ngi ta mc thêm n tr ph vào mch roto  hn ch dòng khi ng thì theo (I-3) , (I-4) thì S th thay i còn M th = const S th = nm XR R 2 2 1 2 ' + ∑ M th2 M th M th1 ω 1 ω 0 ω 2  S th ω dm S U L2 U dm U L1 U L1 <U dm U L2 <U L1  1 0  2 S th1 M th2 M th1 M th M c M S  dm S th S th2  0  án tt nghip  dng vi u khin trong u chnh tc  h bin tn K GVHD: PGS.TS oàn Quang Vinh Trang SVTH: Võ Minh Tây 15 Hình I_5 d.nh hng ca tn s  1 = p f 1 2π Xut phát t biu thc trên ta thy nu tn s thay i s làm thay i tc  ca  trng quay và tó thay i tc ng c  (I-3) và (I-4) ta thy : Nu X nm = 1. L cho nên khi thay i tn s thì S th và M th s thay i Hình I_6 e.nh hng ca sôi cc p  thay i sôi cc  stato ngi ta thng thay i cách u dây vì :  1 = p f 1 2π (I-5)  1 (1-s) (I-6) Vì vy khi thay i sôi cc p thì tc  t trng quay  1 thay i dn n tc  thay i theo I.2)CÁC PHNG PHÁP U CHNH TC NG CK I.2.1)Phng pháp u chnh n áp li M th2 M th1 M th  2 S th2 S th1 S th  0  dm  1  1  dm  2 0 M M th M c S th2 S th1 ω 0 S th [...]... 05 7C 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04 7B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03 7A 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02 79 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01 78 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 A8 AF BC BB BA B9 B8 IP AC AB AA A9 A8 IE A0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 99 98 c a ch hoỏ bit 9D 9C 9B 9A 99 98 SBUF SCON 97 96 95 94 93 92 91 90 P1 8D 8C 8B 8A... P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0 .3/ AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1 .3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 XTAL1 XTAL2 RST P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2 .3/ A11 P2.4/A12 P2.5/A 13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INTO P3 .3/ INT1 P3.4/TO P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD PSEN ALE/PROG 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 29 30 EA/VPP AT89C51 Hỡnh III_1 ;S chõn IC 8951 III.2.2.2) Ch c n ng cỏc chõn c a... so v i ch nh l u bỏn súng II .3. 1.2 ) i v i ch nh l u ba pha a)S hỡnh tia n gi n h n ,s pha ớt h n nờn s t ỏp bộ h n v t n th t bộ n,phự h p v i s khụng ũi h i n ỏp ra Ud b ng ph ng Giỏ tr trung bỡnh n ỏp ra c a s hỡnh tia bộ h n 2 Ud = 3 3 U 2 f d = 2 2. 1 3 3 2U Uè cos( )d = 3 6 U2f 2 S = 1 ,34 5Pd b) S ch nh l u ba pha hỡnh c u cho n ỏp v dũng ch nh l u t t h n so i ba pha hỡnh tia ,mỏy bi n ỏp c... on Quang Vinh Trang 36 SVTH: Vừ Minh Tõy ỏn t t nghi p d ng vi u khi n trong u ch nh t c h bi n t n K 64 KB vựng nh d li u ngo i lý Boolean (ho t 210 v trớ nh cú th 4às cho ho t III.2.2 Kh o sỏt s III.2.2.1) S ng trờn bit n) nh v bit ng nhõn ho c chia chõn 8951 v ch c n ng t ng chõn: chõn 8951: U2 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 19 18 9 31 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0 .3/ AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5... Trang 39 SVTH: Vừ Minh Tõy ỏn t t nghi p d ng vi 7F u khi n trong u ch nh t c h bi n t n K FF F0 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC B RAM a d ng D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW 30 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1F 18 17 10 0F 08 07 00 B8 7F 7E 77 76 6F 6E 67 66 5F 5E 57 56 4F 4E 47 46 3F 3E 37 36 2F 2E 27 26 1F 1E 17 16 0F 0E 07 06 Bank 3 7D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 ... ng u m trờn trong ti ny ta dựng b l c LC II .3. 3 ) Kh i ngh ch l u II .3. 3.1) ngh ch l u n ỏp (NL A) m t pha B ngh ch l u n ỏp ba pha th ng dựng s c u,s c u ba pha ra b ng cỏch m c thờm m t nhỏnh vo s c u m t pha, do ú tr c khi kh o sỏt s c u ba pha ta xem xột s c u m t pha a) S m ch ngh ch l u ỏp m t pha (Hỡnh II_16) T1 1 En 4 T2 + Zt - C0 T4 ct o 2 + ut 3 T3 Hỡnh II_16 Ngu n n c p cho ngh ch l u n ỏp... dựng b nh m r ng GVHD: PGS.TS on Quang Vinh Trang 37 SVTH: Vừ Minh Tõy ỏn t t nghi p d ng vi u khi n trong u ch nh t c h bi n t n K Port 3: Port 3 l port cú tỏc d ng kộp trờn cỏc chõn 10-17 Cỏc chõn c a port ny cú nhi u ch c n ng, cỏc cụng d ng chuy n i cú liờn h v i cỏc c tớnh c bi t c a 8951 nh b ng sau: ng III_1 Bit P3.0 P3.1 P3.2 P3 .3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 Tờn RXT TXD INT0\ INT1\ T0 T1 WR\ RD\ b.Cỏc... theo d ng n ỏp ra ta cú tr hi u d ng c a nú : U pha 1 = 2 2 0 2 2 2 2En 2 1 En 3 3 U pha d = d + E n d = 20 3 3 3 3 2 cú bi u n ỏp ra t i theo th i gian ,ta xột m t chu k lm vi c c a m ch, trong ú ch xột nguyờn lý ho t ng c a transistor + 1 ) Giỏ tr t i th i m ban u cú ZA ZC T1,T5,T6 lm vi c t 00 n 600 Ta cú :UA = UC = 1 /3 Ud UB = -2 /3 Ud UAB = UA UB = Ud 00 ữ 600 Ud ZB - GVHD:... hm m GVHD: PGS.TS on Quang Vinh Trang 30 thỡ l i cú s SVTH: Vừ Minh Tõy ỏn t t nghi p d ng vi u khi n trong u ch nh t c h bi n t n K T1 t T2 t T3 t T4 t T5 t T6 t UA t UB t UC t U AB t U BC t U CA t t T5 T6 T1 T6 T1 T2 T1 T2 T3 T2 T3 T4 T3 T4 T5 T4 T5 T6 T5 T6 T1 T6 T1 T2 d ng súng ngh ch l u khi GVHD: Hỡnh V_5 on Quang Vinh PGS.TS Gi n Trang 31 T1 T2 T3 T2 T3 T4 T3 T4 T5 T4 T5 T6 ng c SVTH: Vừ n ch... dũng n s duy trỡ theo chi u c m t n b ng t1 nh cỏc van D1 , D3 , T1, T3 r i m i o chi u -Qua m t chu k t i nh n c n ỏp v dũng n l xoay chi u , õy chớnh l nguyờn lý ngh ch l u II .3. 3.2 ngh ch l u ỏp ba pha : a).S m ch hỡnh (Hỡnh II_17) B ng cỏch m c thờm m t nhỏnh vo c u ngh ch u m t pha ta c c u ngh ch l u ba pha t i R,L u sao T1 1 En T3 3 T5 5 C0 T4 4 T6 6 iB iA ZA T2 2 U A iC ZC ZB B C Hỡnh II_