Nghiên cứu và khảo sát hệ thống cân bằng định lượng của nhà máy xi măng Lưu Xá

Nghiên cứu và khảo sát hệ thống cân bằng định lượng của nhà máy xi măng Lưu Xá

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 1 Lời nói đầu ộng cơ không đồng bộ có nhiều u điểm so với động cơ một chiều : hệ số công suất, trọng lợng cao vận hành tin cậy, giá thành chế tạo và chi phí vận hành thấp. Tuy nhiên do cấu trúc phi tuyến với đa thông thông số,nên điều khiển động cơ không đồng bộ là khó khăn. Những năm gần dây, với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật bán dẫn công suất lớn.Vi mạch điện tử và lý thuyết điều khiển, nhiều phơng pháp điều khiển hiệu quả đã đợc đề suất cho điều khiển động cơ không đồng bộ. Chính vì vậy động cơ không đồng bộ đã đợc sử dụng rộng rãi trong hệ thống truyền động điều chỉnh tốc độ của các máy sản xuất, thay thế dần động cơ một chiều, ví dụ nh ở các thiết bị của dây chuyền sản xuất xi măng . Điều khiển điện áp nguồn cumg cấp cho động cơ là môt phơng pháp đơn giản và kinh tế, nhng chất lợng điều chỉnh tĩnh và động không cao. Phơng pháp này thích hợp cho cac phụ tải là quạt gió, máy bơm . Phơng pháp điều khiển hiệu quả là thay đổi tần số điện áp nguồn cung cấp cho động cơ. Do tốc độ động cơ xấp xỉ bằng tốc độ đồng bộ, nên động cơ làm việc với độ trơt và tổn hao công suất trợt trong mạch rotor nhỏ. Tuy nhiên phơng pháp này phức tạp và đắt tiền. Trong hệ thống chuyền động điện điều khiển tần số phơng pháp điều khiển theo từ thông có thể tạo cho động cơ đặc tính tĩnh và động tốt . Với phơng pháp điều khiển gián tiếp , các hệ thống điều khiển điện áp/ tần số và dòng điện / tần số trợt đã đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. ở hệ thống điều khiển điện áp tần số, sức điện động khe hở động cơ đợc điều chỉnh tỷ lệ với tần số. Động cơ có khả năng sinh mômen nh nhau ở mọi tần số dới định mức. Có khả năng điều khiển hai vùng, vùng dới tốc độ cơ bản điều chỉnh từ thông không đổi, điều khiển giữ tỉ số sức điện động khe hở tần số là hằng số, vùng trên tốc độ cơ bản điện áp đợc duy trì không đổi, từ thông động cơ đợc dảm theo tốc độ đảm bảo công suất động cơ không đổi. Đ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 2 Phơng pháp trên có thể tạo ra đặc tính tĩnh tốt nhng không đáp ứng đợc chất lợng điều chỉnh trong thời gian quá trình quá độ. Hệ thống điều chỉnh định hớng theo từ trờng còn gọi là điều khiển vector có thể đáp ứng đợc các yêu cầu điều chỉnh trong chế độ tĩnh và động. Nó cho phép điều chỉmh chế độ mômen và từ thông động cơ bằng điều chỉnh độc hai thành phần dòng điện stato tơng ứng. Hệ thống điều chỉnh gồm hai kênh điều khiển độc lập: điều khiển mômen và điều khiển từ thông rotor, kênh điều khiển mômen gồm một mạch vòng điều chỉnh tốc độ và mạch vòng điều chỉnh thành phần dòng điện sinh từ thông. Nh vậy hệ thống truyền động điện động cơ không đồng bộ có thể tạo ra đợc những đặc tính tĩnh và động cao so sánh đợc với động cơ một chiều . Sau quá trình học tập em đã đợc nhận đề tài tốt nghiệp: Nghiên cứu và khảo sát hệ thống cân bằng định lợng của nhà máy xi măng Lu Xá. Trên cơ sở đó thiết kế hệ thống truyền động cho băng tải của hệ thống cân bằng định lợng này . Qua một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và đợc sự giúp đỡ của thầy giáo hớng dẫn thạc sĩ: Lê Xuân Quý cùng với các thầy cô giáo trong bộ môn, bạn bè đồng nghiệp, đến nay đồ án của em đã hoàn thành. Với khả năng kiến thức còn có hạn, do đó bản đồ án này của em chắc sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Bởi vậy em rất mong đợc sự góp ý, giúp đỡ của các thầy các cô và các bạn đồng nghiệp. Ngày 6 tháng 3 năm 2000 Nguyễn Đức Quyền Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 3 Phần I Tổng quan về động cơ không đồng bộ và các phơng pháp điều chỉnh tốc độ I.tổng quan về động cơ không đồng bộ 1- Đặc điểm chung: Động cơ điện không đồng bộ là động cơ điện xoay chiều hai dây quấn mà chỉ có một dây (sơ cấp) nhận điện từ lới với tần số f 1 không đổi còn dây thứ hai (thứ cấp) đợc nối tắt hay ngắn mạch trên điện trở. Dòng điện trên dây thứ cấp đợc sinh ra nhờ hiệu ứng cảm ứng điện từ với tần số f 2 , tần số f 2 này là hàm của tốc độ góc rotor mà tốc độ này phụ thuộc vào mômen quay ở trên trục. Phổ biến nhất ngời ta sử dụng máy điện không đồng bộ dây quấn stator ba pha đối xứng có cực tính xen chẽ lấy điện từ một lới điện xoay chiều và dây quấn rotor ba pha hoặc dây quấn nhiều pha có cực từ xen chẽ. Những loại máy điện nh vậy gọi là động cơ điện không đồng bộ. Các máy điện không đồnh bộ kiểu khác đợc gọi là Máy điện không đồng bộ đặc biệt các máy không đồng bộ có thể làm động cơ hoặc máy phát điện nhng chủ yếu dùng làm động cơ, còn dùng làm máy phát thì rất hãn hữu, động cơ không đồng bộ xoay chiều là thông dụng nhất. Trong phạm vi của đồ án này ta không đi sâu vào máy phát mà chỉ chủ yếu đi sâu về động cơ không đồng bộ (ĐCKĐB). 2. Tóm tắt quá trình phát triển của ĐCKĐB. Nguyên lý làm việc dụng của động cơ không đồng bộ đã dựa trên hiện tợngtừ tính quay mà F.Đ.Aragô phát hiện năm 1824 và sau đó đợc M.Farađây giải thích vào năm 1931. Nhng trong những thí nghiệm của Aragô đĩa bằng đồng đã đợc chuyển động nhờ nam châm quay chứ không phải từ trờng quay tạo nên bằng thiết bị đứng yên là stator nh các máy điện hiện này. Một thời gian dài hiện tợng Aragô không đợc ứng dụng vào thực tế. Chỉ đến năm 1979 U.Bêli ( ngời Anh ) mới phát hiện ra 1 dụng cụ trong đó việc dịch chuyển trong không gian của từ trờng nhờ 1 thiết bị đứng yên gồm 4 nam châm điện đợc đặt trên khoảng cách nh nhau so với trụ quay của đĩa bằnh đồng. Để tạo nên từ trờng quay ngời ta sử dụng một thiết bị chuyển mạch đặc biệt cung cấp cho nam châm điện những xung điện một chiều có biên độ và chiều tơ ng ứ ng. Nhà bác học ngời ý Gfecrarix, nhà bác học ngời Nam t Ntecla sống và làm việc chủ yếu ở Mỹ đã phát hiện ra hiện tợng từ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 4 trờng quay nh nhận thức hiện nay vào năm 1888 một cách độc lập nhau. Họ đã chứng minh thành công hai cuộn dây đặt vuông góc với nhau và đợc cung cấp các dòng điện hình sin lệch nhau 90 0 sẽ tạo ra đợc từ trờng quay, vector cảm ứng của từ trờng này đặt ở điểm giao nhau của trục các cuộn dây sẽ quay đều không thay đổi biên độ. Nhng động cơ hai pha của Fecrarix có mạch từ hở còn rotor là 1 hình trụ bằng đồng sinh ra công suất tất cả chừng 3w chỉ gần giống với động cơ không đồng bộ hiện nay. Mặt khác xuất phát từ các giả thiết không đúng về việc cần thiết phải vận hành. Động cơ với công suất cực đại Fecrarix kết luận sai lầm rằng hiệu suất của động cơ không đồng bộ không vợt quá 50%. điều này làm giảm đi một cách rõ rệt việc quan tâm những công trình của fecrarix và 1 thời gian sự phát triển ý đồ mang tính kỹ thuật của ông đã bị kìm hãm. Các động cơ không đồng bộ do Ntesla thiết kế đã đợc hãng westing haox nhận chế tạo. Nhợc điểm của động cơ fteslamaf sau này nó phải chịu thua kém động cơ ba pha là việc dùng dây quấn tập trung ở stator và rôto của máy. Điều đó làm cho việc mở máy xấu đi và mômen phụ thuộc rõ rệt vào vị trí ban đầu của rotor. Việc phát minh ra động cơ không đồng bộ 3 pha và những đặc điểm và kết cấu có tính nguyên lý vẫn đợc giữ đến ngày nay gắn liền với tên tuổi của M.D.Đalivô Đabrovôlxki sau khi tìm hiểu nhữngkết luận của fecrarix về tính không triển vọng của động cơ không đồng bộ, ông không đồng ý với quan điểm trên và bắt tay vào nghiên cứu động cơ không đồng bộ đợc cung cấp từ hệ 3 pha do ông đề nghị. Trong một thời gian ngắn nghiên cứu theo hớng này đã hoàn thành một phát minh rất quan trọng là động cơ không đồng bộ ba pha có : rotor kiểu lồng sóc (năm 1889), stator có kiểu dây quấn dải kiểu hình trống, còn loại rotor có dây quấn ba pha đợc lấy ra từ các vành trợt, biến trở mở máy đợc đa vào rotor khi mở máy động cơ (năm 1890). Vậy nguyên lý đợc phát hiện năm 1824 và năm 1890. Động cơ không đồng bộ ngày càng đợc xây dựng và phát triển về kết cấu, công suất, công nghệ và ngày các càng phát huy đợc tác dụng, càng hoàn thiện hơn cho tới ngày nay. Động cơ không đồng bộ đã đợc sử dụng rất rộng rãi trong thực tế bởi u điểm nổi bật của nó là : cấu tạo đơn giản hơn so với động cơ điện một chiều thì giá thành hạ, vận hành tin cậy chắc chắn. Ngoài ra các nhà máy điện hiện nay thờng sản suất ra lới điện xoay chiều do vậy không cần trang bị các bộ biến đổi kèm theo. Tuy nhiên hiện nay với sự phát triển nh vũ bão của kỹ thuật vi tính đặc biệt là kỹ thuật vi sử lý tín hiệu (Digital Signal processer ). Đã cho phép giải quyết các thuật toán phức tạp điều khiển động cơ xoay chiều ba pha, trong thời gian thực với chất lợng điều khiển cao. Điều đó dẫn đến xu hớng thay thế triệt để truyền động điện một chiều bởi truyền động điện ba pha có mọi u điểm của truyền động điện một chiều và ít phải bảo dỡng dễ chế tạo cùng mọi u điểm khác. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 5 II. các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ Bên cạnh các truyền động về thuỷ lực, dùng khí nén, truyền động điện ngày càng đợc sử dụng rộng rãi và trở thành khâu không thể thiếu đợc trong các dây truyền sản suất, đặc biệt là trong các dây sản suất truyền tự động hiện đại. ở đâu có chuyển động học (các dây truyền, tay máy, ngời máy .). ở đâu có động cơ điện làm thiết bị trung gian để chuyển hoá điện năng thành cơ năng với những đặc tính cần thiết. Việc điều chỉnh chính xác dòng cơ năng tạo nên các chuyển động phức tạp của dây truyền công nghệ nâng cao chất lợng và giảm giá thành sản phẩm là nhiệm vụ của hệ thống truyền động. Bởi vậy truyền động điện là môn khoa học ứng dụng các kiểu thức mới nhất, của lý thuyết điều khiển các công nghệ mới nhất của vi điện tử vi tính, nhằm gán cho động cơ các tính năng cao đáp ứng đợc các đòi hỏi ngày càng cao của tự động hoá đặt ra cho các hệ truyền động. Khác với động cơ điện một chiều động cơ không đồng bộ đợc cấu tạo phần cảm ứng không tách biệt từ thông động cũng nh mômen động cơ sinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh. Để đánh giá chất lợng điều chỉnh tốc độ, độ trơn của điều chỉnh tốc độ, sự hoà hợp giữa đặc tính điều chỉnh với đặc tính tải . Để sử dụng tốt động cơ có điều chỉnh tốc độ ta cần quan tâm đến các chỉ tiêu so với các thông số định mức . Để điều chỉnh đợc tốc độ động cơ không đồng bộ ta xét Đến đờng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ cùng các thông số ảnh hởng. Đờng đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ là quan hệ giữa tốc độ quay và mômen động cơ : = f(M). M 1 S dm M th M dm 0 S th S Hình 1. đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 6 Phơng trình đặc tính cơ : ]X) S R R[(S sRfU.3 M 2 nm 2 2 11 21 2 ++ = Ta thấy các thông số ảnh hởng đến đặc tính cơ của ĐCKĐB là : - ảnh hởng điện trở điện kháng stator ( nối thêm điện trở phụ R 1 và điện kháng X 1 vào mạch stator). - ảnh hởng của mạch rotor ( nối thêm điện trở R 2 và điện kháng X 2 vào rotor với động cơ rotor dây quấn). - ảnh hởng của sự suy giảm điện áp lới cấp cho động cơ. - ảnh hởng của độ trợt S. - ảnh hởng của tần số lới điện cấp cho động cơ. - Ngoài ra việc thay đổi số đối cực sẽ thay đổi tốc độ động cơ và ảnh hởng đến đặc tính cơ(xẩy ra với động cơ nhiều tốc độ). Hiện nay trong công nghiệp thờng sử dụng 4 hệ truyền động điều chỉnh tốc độ đó là : + Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ. + Điều chỉnh điện trở rotor. + Điều chỉnh công suất trợt. + Điều chỉnh tần số nguồn. Trong phạm vi của đồ án này chủ yếu ta đi sâu nghiên cứ phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số nguồn bằng các bộ biến tần, còn các phơng pháp khác chỉ nêu qua. 1. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp U 1 . Mômen quay của động cơ tỷ lệ với bình phơng điện áp stator (M = U 2 ) do đó có thể điều chỉnh đợc mômen và tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stotor trong khi giữ nguyên tần số. Khi thay đổi U 1 giữ nguyên đặc tính tải M N = f(S) đặc tính cơ biến đổi dần đến lầm thay đổi hệ số trợt. Khi tẩi không đổi nghĩa là khi M = const hệ số trợt biến đổi coi nh tỷ lệ nghịch với bình phơng điện áp S = 1/ U 2 cáchệ số trợt khác nhau ứng với cácU đm khác nhau. Để điều chỉnh điện áp không đồng bộ ta phải dùng các bộ biến đổi điện áp. Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 7 Sơ đồ nguyên lý của hệ điều chỉnh nh sau: Nếu coi điện áp xoay chiều là nguồn áp lý tởng thì theo biểu thức mômen tới hạn ta có quan hệ sau: 2 = dmm b th thu U U M M Nếu tốc độ của động cơ là không đổi : = const thì M N = M U /M gh công thức (1) đúng với mọi giá trị điện áp mômen trong đó : - U đm là điện áp định mức của động cơ. - U b là đầu ra của điện áp xoay chiều. - M th là mômen tới hạn khi điện áp là định mức. - M u là mômen tới hạn khi điện áp là điện áp điều chỉnh. - M gh là mômen ứng U đm và điện trở phụ R f. Vì giá trị của độ trợt tới hạn S th của đặc tính cơ tự nhiên là nhỏ nên không áp dụng cho động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. Khi thực hiện cho động cơ rotor dây quấn ta cần nối thêm R f để mở rộng giới hạn điều chỉnh tốc độ và mômen. Lúc đó độ cứng đặc tính cơ giảm đi trong đó tốc độ không tải lý tởng của mọi đặc tính cơ đều nh nhau và bằng tốc độ từ trờng quay. Ta có đờng đặc tính cơ nh sau: U b U lới R f R f R f ĐC Biến đổi điện áp xoay chiều (1) U đm ,R f 0 0 1 S th S thgh Mc() U b2 U b1 U đm ,R f = 0 M M th2 M th1 M th Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 8 Nhng phơng pháp này có nhợc điểm là giảm khả năng quá tải của động cơ dải điều chỉnh tốc độ hẹp (từ S = 0 ữ S đm ), tăng tổn hao ở rotor (P đ2 = P đtừ .S = S .M . 1 , 1 bằng tốc độ từ trờng quay) nên phơng pháp này chủ yếu đợc áp dụng cho những động cơ công suất vừa và nhỏ có hệ số trợt tới hạn S th lớn. 2- Phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở mạch dây quấn rotor. Khi đa thêm điện trở phụ R f vào mạch dây quấn rotor thì : M th = const ; 1 = const và 2 nm 2 1 fr th XR RR S + + = . Trong đó: - S th là hệ số trợt tới hạn. - R v là điện trở rotor. - R t là điện trở đa vào thêm. - X nm là điện kháng mạch stator. Từ biểu thức trên ta thấy: khi R f càng lớn thì S th càng lớn mà mômen tới hạn không đổi do đó đờng đặc tính cơ mềm hơn và có dạng nh hình vẽ: Khi điều chỉnh tốc độ bằng phơng pháp này tổn hao trong mạch dây quấn rotor (S. P đt ) đợc phân phối giứa bản thân động cơ và biến trở điều chỉnh tỷ lệ với các hệ số trợt lớn khi đố R 2 = R f và chủ yéu đợc phát ra trên biến trở. M th U đm ,R f 0 U đm ,R f = 0 S th S tth S Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 9 Nếu giữ cho dòng rotor không đổi thì mômen không đổi và không phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Vì vậy ta có thể áp dụng phơng pháp náy cho những truyền động có mômen tải không đổi. 3. Điều chỉnh công suất trợt làm thay đổi tốc độ động cơ . Trong trờng hợp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách làm mềm đặc tính và giữ nguyên tốc độ không tải lý tởng thì công suất trợt P s = S.P dt đợc tiêu tán ở trên mạch rotor. Các hệ truyền động công suất lớn tổn hao này là đáng kể vì thế để vừa điều chỉnh đợc tốc độ truyền động vừa tận dụng đợc công suất trợt ngời ta sử dụng các sơ đồ công suất trợt gọi là sơ đồ nối tầng . Có nhiều phơng pháp xây dựng hệ nối tầng. Hiện nay ngời ta thờng dùng hệ nối tầng thyristor . Với sơ đồ nối tầng dùng thyristor thì sức điện động rotor đợc qua bộ chỉnh lu thành một chiều qua cuộn kháng cấp cho nghịch lu phụ thuộc. Điện áp và tần số xoay chiều của nghịch lu là không đổi do đợc xác định bởi tần số và điện áp của lới điện. Góc điều chỉnh của nghịch lu thay đổi trong khoảng 90 0 ữ140 0 . Độ lớn của dòng rotor hoàn toàn phụ thuộc vào mômen tải mà không phụ thuộc vào góc điều khiển của nghịch lu. ở chế độ không tải lý tởng khi dòng rotor bằng 0 thì tốc độ không tải ý tởng sẽ đợc tính : S 0 = U r0 / U m Trong đó : U r0 là suất điện Động chỉnh lu không tải phía rotor. U m là biên độ điện áp pha stator. Nên nếu ta điều chỉnh đợc sức điện động chỉnh lu mạch phía rotor thì có thể điều chỉnh đợc độ trợt không tải lý tởng tức là điều chỉnh đợc tốc độ không tải lý tởng mà giá trị của sức điện động chỉnh lu đợc điều chỉnh bởi góc mở của nghịch lu phụ thuộc. Đặc tính cơ của hệ nối tầng dùng thiristor ứng với các góc mở khác nhau nh hình vẽ : 2 =100 0 n =140 0 1 =90 0 đặc tính cơ tự nhiên M tht M th M Thuyết minh đồ án tốt nghiệp # " Bộ môn đo lờng v điều khiển Sinh viên thiết kế: Nguyễn Đức Quyền Trang 10 Do điện cảm cuộn lọc trong mạch một chiều có giá trị là hữu hạn nên dòng một chiều có thể bị gián nên đặc tính ở đoạn này có độ dốc lớn. Mặt khác do sụt áp gây nên bởi điện trở stator. Điện trở mạch một chiều, điện trở điện kháng của máy biến áp cung cấp cho mạch nghịch lu, sụt áp do chuyển mạch của nghịch lu và chỉnh lu cho nên các đặc tính cơ điều chỉnh đều có độ cứng và mômen tới hạn nhỏ hơn đặc tính cơ tự nhiên. Nguyên lý điều công suất trợt thờng áp dụng cho các truyền động công suất lớn vì khi đó tiết kiệm năng lợng có ý nghĩa rất lớn. Phạm vi điều chỉnh tốc độ không lớn lắm và mômen động cơ bị giảm khi tốc độ thấp . Mặt khác các hệ thống lớn khi khởi động động cơ thờng dùng điện trở phụ kiểu chất lỏng sau đố chuyển sang chế độ điều chỉnh công suất trợt do đó nên áp dụng cho các hệ thống có số lần khởi động và đảo chiều ít. 4- điều chỉnh tốc độ động cơ không đòng bộ bằng phơng pháp thay đổi tần số. Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều có yêu cầu cao về dải điều chỉnh và tính chất động học, chỉ có thể thực hiện đợc với bộ biến tần. Các hệ thống này sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc, kết cấu đơn giản, vững chắc giá thành rẻ, có thể hoạt động trong mọi môi trờng, kể cả mọi trờng có hoạt tính cao nh nớc . Biểu đồ so sánh kinh tế trên cùng với sự phát triển của và sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngày nay cho ta thấy truyền động tần số dần thay thế triệt để truyền động điện một chiều. Yêu cầu chính đối với đặc tính truyền động tần số là : đảm bảo độ 0 0 Giá thành động cơ Giá thành phần điều khiển Giá thành động cơ Giá thành phần điều khiển Giá thành truyền động tần só Giá thành truyền động 1 chiều 50% 100% 30% 100% P(kw) t(năm) [...]... theo hớng của từ thông rotor sẽ là phơng pháp chủ chốt của truyền động điện hiện đại trong những năm tới Với đề tài đã cho trong phạm vi đồ án này ta sẽ giới thiệu ứng dụng của phơng pháp biến tần vector trong hệ thống cân băng định lợng của nhà máy xi măng Lu Xá Trong thực tế phơng pháp biến tần vector đợc ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau Muốn vậy trớc hết ta đi xây dựng hệ thống điều... trùng với hớng của véc tơ r và gốc toạ độ trùng với gốc toạ độ , và đặt tên cho các trục mới là dq Ta thấy rằng hệ trục toạ độ mới này quay xung quanh điểm gốc với tốc độ góc s và vector is có các phần tử mới sẽ là isd và isq Để rễ nhận thấy vector đang đợc quan sát ở hệ toạ độ nào thì ta quy ớc thêm 2 chỉ số f và s và hệ toạ độ từ thông rotor thí dụ iss : vector dòng quan sát trên hệ toạ độ , isf... chuyển hệ toạ độ cho vector không gian Mục đích ở đây là đa ra cách quan sát các đại lợng vector trên hệ toạ độ statar về quan sát trên hệ toạ độ quay đồng bộ với từ thông stator Xét hệ toạ độ tổng quát xy hình dung có một hệ toạ độ khác là x*y* có chung điểm gốc và lệch đi một góc là V* so với hệ toạ độ xy Quan sát 1 góc V bất kỳ ta thu đợc : Trên hệ xy : Vxy = x + j y (2-6) * * * * * Trên hệ x y... độ của góc rotor Bây giờ ta hình dung một hệ toạ độ vuông góc quay tròn xung quanh gốc toạ độ chung với tốc độ k bất kỳ và tìm cách chuyển các phơng trình vừa tìm đợc sang hệ toạ độ k đó Về cơ bản ta có thể chọn đợc 1 trong 4 hệ toạ độ sau đây để có lợi về phơng diện vật lý từ đó dẫn đến có lợi cho việc thiết kế hệ thống điều chỉnh/ điều khiển Bốn hệ toạ độ đó là: 1 Hệ toạ độ cố định stator (hệ ) 2 Hệ. .. Thay isr và ss vào 2 phơng trình đầu trong hệ sử dụng các tham số , Ts, Tr sau vài phép biến đổi ta thu đợc hệ sau: us = Rsis +Ls s s diss + Lm dt drs drs 0 = - i Lm/ Tr+ (1/ Tr - j) + s s (3.16a) dt s r (3.16b) dt Ta định nghĩa thêm hai đại lợng mới sau đây: r = r/ Lm và r = r/ Lm Thay các đại lợng mới định nghĩa vào hệ phơng trình (3.16) và chuyển sang viết dới dạng các phần tử vector sau vài phép... đã đợc định trớc Mặt khác trên cơ sở của hình (2.6) ta có thể nhận thấy ngay đợc khó khăn của việc xác định isd , isq và góc s trong trờng hợp động cơ không đồng bộ góc s đợc xác định rễ dàng bằng thiết bị đo tốc độ vòng quay (máy phát xung kèm vạch 0, resolver) Trong trờng hợp ĐCKĐB, góc s đợc tạo nên bởi tốc độ góc s = + r , trong đó chỉ có có thể đo đợc Ngợc lại r = 2fr với fr là tần số của mạch... áp từ thông động cơ và chuyển các vector đó sang quan sát trên hệ toạ độ dq ta thu đợc các quan hệ đơn giản gia mômen quay, từ thông và các phần tử của vector dòng stator L M i sd 1 + PTr r = mM = Với : 3 LM Pc rs isq 2 Lt (2.16.a) (2.16.b) rd - phần tử d của vector từ thông rotor (cũng chính là môdul của vector) isd , isq : phần tử d và q của vector dòng stator MM : mômen quay của động cơ Lr ,Lm... định stator (hệ ) 2 Hệ toạ độ tựa theo từ thông rotor ( hệ dq) 3 Hệ toạ độ tựa theo từ thông stator 4 Hệ toạ độ cố định rotor Tuy nhiên trong thực tế hai hệ sau cùng không mang lại ý nghĩa thực tế gì do đó ta xét các phơng trình điện áp rotor và stator trên hai hệ toạ độ và dq I.1- Phơng trình điện áp stator áp dụng công thức chuyển hệ toạ độ (2.10) và sau một số phép biến đổi ta thu đợc phơng trình tổng... lờng v điều khiển cứng của đặc tính cơ và khả năng quá tải trong toàn bộ trong toà bộ dải điều chỉnh tần số và phụ tải Ngoài ra còn có vài yêu cầu về điều chỉnh tối u trong chế độ tĩnh, thí dụ nh yêu cầu đảm bảo đợc mômen max ứng với dòng điện đã cho hoặc đảm bảo đợc mômen đủ lớn khi tốc độ bằng không Tuỳ theo yêu cầu và nền kinh tế ta có thể xác định đợc các cấu trúc cơ bản của hệ biến tần, ta có thển... tổn hao sắt từ, và sự bao hoà từ có thể bỏ qua - Dòng từ hoá và từ trờng đợc phân bố hình sin trên bề mặt khe từ - Các giá trị điện trở và điện cảm tạm đợc coi là không đổi Trục chuẩn của mọi quan sát đợc quy ớc là trục đi qua tâm cuộn dây pha U Ta sẽ sử dụng các mô hình trong không gian trạng thái rễ mô tả động cơ I Hệ phơng trình cơ bản của động cơ Quan sát các đại lợng ba pha cách qua sát ba pha kinh . 2 2 11 21 2 ++ = Ta thấy các thông số ảnh hởng đến đặc tính cơ của ĐCKĐB là : - ảnh hởng điện trở điện kháng stator ( nối thêm điện trở phụ R 1 . Biến đổi điện áp xoay chiều (1) U đm ,R f 0 0 1 S th S thgh Mc() U b2 U b1 U đm ,R f = 0 M M th2 M th1 M th Thuyết minh đồ án