ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang MỤC LỤC1 LỜI NÓI ĐẦU Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang LỜI NÓI ĐẦU Tự động hoá ngành nước ta lợi ích mang lại nên việc xây dựng phát triển tự động hoá nước nhà thiếu, trình đào tạo cán bộ, kỹ sư giỏi chuyên nghành tự động hoá hạt nhân Là nơi đào tạo kỹ sư, thạc sỹ, cán tự động hoá giỏi, khoa điện môn tự động hoá Đại Học Công Nghiệp Hà Nội đem đến cho đất nước kỹ sư tương lai Được may mắn học trường có nhiều thầy cô giáo giỏi chúng em bạn luôn cố gắng học hỏi bồi dưỡng kiến thức cho nghành học để mai sau phục vụ đất nước Sau trình học tập tu dưỡng trường, trước trường chúng em xin làm đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu, tính chọn, vận hành biến tần LS điều khiển tốc độ động không đồng ba pha ” Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 1.1 Khái quát chung Động không đồng pha máy điện xoay chiều ,làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ , có tốc độ rotor khác với tốc độ từ trường quay máy Động không đồng pha dùng nhiều sản xuất sinh hoạt chế tạo đơn giản , giá rẻ , độ tin cậy cao , vận hành đơn giản , hiệu suất cao , gần không cần bảo trì Dải công suất rộng từ vài Watt đến 10.000hp Các động từ 5hp trở lên hấu hết pha động nhỏ 1hp thường pha 1.2 Cấu tạo Giông loại máy điện quay khác ,động không đồng ba pha gồm có phận sau : - phần tỉnh hay gọi stato - phần quay hay gọi roto 1.2.1 Phần tĩnh Trên stator có vỏ, lõi thép dây quấn Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang 1.2.1.1 Vỏ máy Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép dây quấn Thường võ máy làm gang Đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000 kw ) thường dung thép hàn lại làm vỏ máy ,tùy theo cách làm nguội ,máy dạng vỏ máy khác 1.2.1.2 Lõi thép Lõi thép phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi thép từ trường quay nên để giảm bớt tổn hao, lõi thép làm thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép Hình 1.2 thép hình rẻ quạt lại Khi đường kính lõi thép nhỏ 990mm dùng thép tròn ép lại Khi đường kính lớn trị số phải dùng thép hình rẻ quạt ( hinh 1.2 ) ghép lại thành khối tròn 1.2.1.3 Dây quấn Dây quấn stator đặt vài rãnh lõi thép cách điện tốt với lõi thép Dây quấn phấn ứng phần dây đồng rãnh phần ứng làm thành nhiều vòng kín Dây quấn phận quan trọng động trực tiếp tham gia vào trình biến dổi lượng từ điện thành Đồng thời mặt kinh tế giá thành dây quấn chiếm tỷ lệ cao toàn giá thành máy Các yêu cầu dây quấn bao gồm : Sinh sức điện động cần thiết cho dòng điện định chạy qua mà không bị nóng nhiệt độ định để sinh moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Triệt để tiết kiệm vật liệu , kết cấu đơn giản làm việc chắn an toàn: - Dây quấn phấn ứng phân làm loại chủ yếu sau : + Dây quấn xếp đơn dây quấn xếp phức tạp + Dây quấn song đơn dây quấn song phức tạp Trong số máy cở lớn dùng dây quấn hỗn hợp kết hợp hai dây quấn xếp song 1.2.2 Phần quay Phần gồm phận lõi thép dây quấn rotor: 1.2.2.1 Lõi thép Nói chung người ta dùng thép kỹ thuật điện stator lõi thép ép trực tiếp lên trục máy lên giá rotor máy Phía thép có rãnh để đặt dây quấn 1.2.2.2 Dây quấn Rotor Phân loại làm hai loại rotor kiểu dây quấn va roto kiểu lồng sóc: Loại rotor kiểu dây quấn : rotor kiểu dây quấn (hình 1.3 ) giống dây quấn ba pha stator có số cực từ dây quấn stator Dây quấn kiểu đấu hình ( Y ) có ba đấu đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay rotor cách điện với trục Ba chổi than cố định tỳ vành trượt để dẫn điện biến trở nối nằm động Cơ để khởi động điều chỉnh tốc độ 1.2.3 Khe hở Vì rotor khối tròn nên khe hở , khe hở máy điện không đồng nhỏ ( từ 0,2mm đến 1mm máy điện cở nhỏ vừa ) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào ,và làm cho hệ số công suất máy tăng cao Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Hình 1.3 : rotor kiểu dây quấn Rotor kiểu lồng sóc ( hình 1.4 ) : Gồm đồng nhôm đặt rãnh bị ngắn mạch hai vành ngắn mạch hai đấu Với động nhỏ ,dây quấn rotor đúc nguyên khối gồm dẫn , vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt cánh quạt làm mát Các động công suất 100kw dẫn làm đồng đặt vào rãnh rotor gắn chặt vành ngắn mạch Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang 1.2.4 Nguyên lý làm việc động không đồng ba pha Khi có dòng điện ba pha chạy dây quấn stato khe hở không khí suất từ trường quay với tốc độ n = 60f1/p (f1 tần số lưới điện ; p số cặp cực ; tốc độ từ trường quay ) Từ trường quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch nên dây quấn rotor có dòng diện I2 chạy qua Từ thông dòng điện sinh hợp với từ thông stator tạo thành từ thông tổng khe hở Dòng điện dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh moment Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n rotor Trong phạm vi tồc độ khác chế độ làm việc máy khác Sau ta nghiên cứu tác dụng chúng ba phạm vi tốc độ Hệ số trượt s máy : s= = Như n = n1 s = , n = s = ; n > n1 ,s < rotor quay ngược chiều từ trường quay n < s > Báo cáo tốt nghiệp GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang 1.2.4.1 Rotor quay chiều từ trường tốc độ n n1 Lúc chiều từ trường quay quét qua dây quấn rotor ngược lại , sức điện động dòng điện dây quấn rotor đổi chiều nên chiều nên chiều M ngược chiều n , nghĩa ngược chiều với rotor , nên moment hãm ( hình 1.5b ).Như máy biến tác dụng lên trục động điện ,do động sơ cấp kéo thành điện cung cấp cho lưới điện ,nghĩa động làm việc chế độ máy phát 1.2.4.3 Rotor quay ngược chiều từ trường n < 0(s > 1) Vì nguyên nhân mà rotor máy điện quay ngược chiều từ trường quay hình 1.5c , lúc chiều sức điện động moment giống chế độ động Vì moment sinh ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại Trường hợp máy vừa lấy điện lưới điện vào , vừa lấy từ động sơ cấp Chế độ làm việc gọi chế độ hãm điện từ 1.2.5 Các đường đặc tính động không đồng Đặc tính tốc độ n = F(P2) Theo công thức hệ số trượt ,ta có : n = n1(1-s) Trong : s = Khi động không tải Pcu [...]... chính xác duy trì tốc độ cao , tổn thất trượt khi điều chỉnh không đáng kể Báo cáo tốt nghiệp 22 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Nhược điểm của phương pháp là độ tinh chỉnh kém , dải điều chỉnh không rộng và kích thước động cơ lớn 1.4 Biến tần và động cơ không đồng bộ 1.4.1 Biến tần bán dẫn làm việc với động cơ không đồng bộ Trong công nghiệp có 2 loại biến tần chính là biến tần nguồn áp và nguồn dòng ... 1 U abm = Báo cáo tốt nghiệp 2 3 U d = 1,103U d π 24 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Hình 2 Đồ thị điện áp pha và dòng điện pha có dạng như sau : Hình 3 Báo cáo tốt nghiệp 25 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Dạng điện áp và dòng điện này không phù hợp với động cơ không đồng bộ , mặt khác biên độ điện áp là cố định và không điều chỉnh được nên trong các bộ biến tần phải thực hiện các thật toán điều chế Ta có logic... nối song song ngược với các khoá bán dẫn Nguyên lý của việc tạo điện áo xoay chiều ba pha đối với một bộ biến tần nguồn áp được chỉ ra trên đồ thị (Hình 2) Đồ thị mô tả qui luật chuyển mạch của các khoá bán dẫn để tạo thành điện áp xoay chiều ba pha , mỗi kháo dẫn trong khoảng một nửa chu kỳ chuyển mạch Điện áp dây của nghịch lưu có dạng xung chữ nhật Báo cáo tốt nghiệp 23 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang... với a = R1t R + Rcd, , 2 1.3.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng phương pháp thay đổi tần số nguồn f1 1.3.2.1 Khái niệm chung Xuất phát từ biểu thức ω = ω 0 (1 − s) = 2π f1 (1 − s) , ta nhận thấy khi thay p đổi tần số f1 ta cũng có thể thay đổi được tốc độ của động cơ không đồng bộ Ta có sơ đồ điều chỉnh như sau : Báo cáo tốt nghiệp 13 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Do máy điện được thiết kế... các vấn đề trên thường sử dụng các thuật toán điều chế biến thể , quá điều chế hoặc điều chế véc tơ điện áp không gian 1.4.2.2 Điều chế véc tơ điện áp không gian Trong sơ đồ biến tần trên nếu ta thêm vào trong mạch thêm hai trạng thái chuyển mạch đặc biệt của biến tần , đó là trạng thái mà chỉ có Báo cáo tốt nghiệp 27 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang các khoá bán dẫn lẻ dẫn điện ( S1 , S3 , S5 ) hoặc chỉ... = V2 ,Vb = V1 − − Véc tơ “ không” sẽ là V0 hoặc V7 sao cho đảm bảo chuyển mạch tối − − ưu giữa các véc tơ tích cực (V1 − V6 ) và véc tơ không Báo cáo tốt nghiệp 30 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang II GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN LS 2.1 Sơ đồ đấu nối Báo cáo tốt nghiệp 31 GVHD: TS Nguyễn Đăng Khang Nối các đầu dây mạch chính: • Luôn nối các đầu qua một MCCB (Áptômát) phù hợp với biến tần: - Lắp MCCB cho mỗi biến... không đồng bộ thì động cơ lồng sóc có kết cấu vững chắc , chi phí bảo dưỡng ít hơn nên được ưu tiên sử dụng 1.4.1.1 Chuyển mạch của biến tần nguồn áp cho động cơ không đồng bộ ba pha Sơ đồ mạch động lực của một biến tần nguồn áp như sau : Hình 1 Một bộ biến tần bao gồm các khối chức năng chinh như : Khối chỉnh lưu , mạch lọc và nghịch lưu độc lập nguồn áp Nghịch lưu độc lập nguồn áp bao gồm 06 khoá bán... toán Ở những miền tần số cao thì điện kháng từ hoá x μ >>R1 nên ta có thể bỏ qua còn khi tần số điều chỉnh thấp thì giá trị R 1 không thể bỏ qua được nên kết quả tính toán sẽ không chính xác Hệ số quá tải thực tế bị giảm đáng kể trong miền này - Độ cứng của đặc tính cơ cũng phụ thuộc vào tần số điều chỉnh và đặc tính của mô men cản Để đơn giản trong tính toán ta coi đoạn làm việc của đặc tính cơ... đó p = 2 tương ứng với tốc độ đồng bộ là ω 0 Khi đổi nối thành hình YY các đoạn dây nối nối tiếp ngược nên p = 1 và tốc độ đồng bộ là ω0YY = 2ω0 Để dựng các đặc tính điều chỉnh cần phải xác định các trị số M th , sth và ω0 với các cách đấu dây - Khi nối hình Δ do hai cuộn dây mắc nối tiếp nhau nên ta có R 1 = 2r1 ; X1 = 2x1 và R2 = 2r2 ; X2 = 2x2 ; Xnm = 2xnm Báo cáo tốt nghiệp 19 GVHD: TS Nguyễn Đăng... th∆ λ∆ 3 M ccp∆ 2 Đổi nối sao sang sao kép ( Y → YY ) Sơ đồ đổi nối như sau : - Khi nối theo hình Y các cuộn dây được nối nối tiếp thuận với nhau nên ta giả thiết khi đó p = 2 tương ứng với tốc độ đồng bộ là ω 0 và do hai cuộn dây mắc nối tiếp nhau nên ta có R 1 = 2r1 ; X1 = 2x1 và R2 = 2r2 ; X2 = 2x2 ; Xnm = 2xnm sthY = M thY = Báo cáo tốt nghiệp R '2Y R12Y + ( X 1Y + X '2Y ) 2 = r2' 2 r12 + xnm 3U12