THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNGĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG - - ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề tài: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTO LỒNG SÓC Giảng viên hướng dẫn : TS NGUYỄN NGỌC KHOÁT Sinh viên thực : HÀ VĂN HUY Lớp : Đ8-ĐCN3 Khóa : 2013-2018 Hà nội – 2015 Các số liệu cho trước: GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khốt Đồ án điện tử cơng suất Thiết kế điều áp xoay chiều để điều chỉnh tốc độ động khơng đồng pha Roto lồng sóc với thông số : U = 380V ; f =50Hz ; P = 75 kW; n = 1200 v/phút; ƞ = 0,9; cosφ = 0,95; Mkd/Mdm = 1,10 ; Mmax/Mdm = 2; Ikd/Idm = 5,5; J = 1,6kg/m2; U1 = 220/380V MỞ ĐẦU SVTH: Hà Văn Huy GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khốt Đồ án điện tử cơng suất Ngày nay, tất nước giới nói chung nước ta nói riêng thiết bị bán dẫn thâm nhập vào ngành công nghiệp, nông nghiệp lĩnh vực sinh hoạt Các nhà máy, xí nghiệp ứng dụng ngày nhiều thành tựu công nghiệp điện tử công suất Ứng dụng Điện tử công suất truyền động điện – điều khiển tốc độ động điện lĩnh vực quan trọng ngày phát triển Các nhà sản xuất không ngừng cho đời sản phẩm công nghệ phần tử bán dẫn công suất thiết bị điều khiển kèm Là sinh viên Tự Động Hoá thầy giáo giao cho đồ án với đề tài “Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha điều khiển tốc độ động không đồng ba pha roto lồng sóc”, chúng em cố gắng tìm hiểu kĩ v ề phương án công nghệ cho thiết kế v ừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế Với hy vọng đồ án điện tử công suất thiết kế kĩ thuật hoạt động tốt, đáp ứng nhu cầu áp dụng thực tế Mặc dù chúng em nỗ l ực cố g ắng làm việc với tinh thần học hỏi nghiêm túc, nhiên lần chúng em làm đồ án, đặc biệt nhận thức thực tế chúng em nhiều hạn chế nên chúng em tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận phê bình góp ý thầy để giúp chúng em hiểu rõ vấn đề đồ án ứng dụng thực tế để đồ án chúng em hồn thiện Trong q trình làm đồ án chúng em nhận giúp đỡ thầy giáo môn đặc biệt bảo tận tình thầy Nguyễn Ngọc Khốt giúp chúng em hồn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy hi vọng thầy giúp đỡ việc học tập chúng em sau ! SVTH: Hà Văn Huy GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khốt Đồ án điện tử cơng suất NHẬN XÉT CỦA GVHD SVTH: Hà Văn Huy GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khốt Đồ án điện tử cơng suất MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ CƠNG NGHỆ 1.1 Máy điện khơng đồng ba pha rơto lồng sóc 1.1.1 Giới thiệu Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,có tốc độ quay rơto n (tốc độ máy ) khác với tốc độ quay từ trường n1 Máy điện khơng đồng có hai dây quấn :dây quấn stato( dây quấn sơ cấp) nối với lưới điện có tần số f, dây quấn rơto (thứ cấp) nối tắt lại khép kín điện trở Dịng điện dây quấn rôto sinh nhờ suất điện động cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Cũng máy điện quay khác, MĐKĐB có tính thuận nghịch, nghĩa làm việc chế độ động chế độ máy phát điện Máy phát điện khơng đồng có đặc tính làm việc khơng tốt so với máy phát điện đồng nên dùng ĐCKĐB so với loại động khác có cấu tạo vận hành không phức tạp, giá thành rẻ, làm việc tin cậy nên sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt ĐCKĐB có loại: động pha, hai pha ba pha ĐCKĐB có cơng suất lớn 600W thường loại ba pha có ba dây quấn làm việc, trục dây quấn lệch khơng gian góc 120 o Các động có cơng suất nhỏ 600W thường loại hai pha pha Động hai pha có hai dây quấn làm việc ,trục hai dây quấn đặt lệch khơng gian góc 90 o Động pha có dây quấn làm việc - Các số liệu định mức ĐCKĐB : Cơng suất có ích trục : Pđm Điện áp dây stato : U1đm Dòng điện dây stato : I1đm Tần số dòng điện stato :f Tốc độ quay rôto : nđm Hệ số công suất : cosfđm Hiệu suất : hđm 1.1.2 Cấu tạo Cũng giống máy điện khác máy điện không đồng ba pha gồm có phần: phần tĩnh (stato), phần quay (rơto) khe hở 1.1.2.1 Phần tĩnh (hay stato): Trên Stato có vỏ, lõi sắt dây quấn - Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất tương đối lớn (1000kw)thường dùng thép hàn lại thành vỏ Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác - Lõi sắt: Lõi sắt phần dẫn từ Do từ trường qua lõi sắt từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi sắt làm thép kỹ thuật điện SVTH: Hà Văn Huy GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khoát Đồ án điện tử công suất dày từ 0.5mm ép lại Khi đường kính trị số phải dùng hình rẻ quạt, gép lại thành khối trịn Mỗi thép kỹ thuật điện dều có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối Nếu lõi sắt dài thường ghép thành thếp ngắn, thếp dài đến 8cm chác cm để thơng gió cho tốt Mặt thép có sẻ rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt 1.1.2.2 Phần quay (hay Rơto): Phần có hai phận lõi sắt dây quấn -Lõi sắt: Lõi sắt rôto làm thép kỹ thuật điện Phía ngồi thép xẻ rãnh để đặt dây quấn Lõi sắt ép trực tiếp lên trục máy lên giá rôto máy -Dây quấn: Rơto có hai loại : Rơto kiểu lồng sóc Rơto kiểu dây quấn + Loại Rơto kiểu lồng sóc: Kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn stato Trong rãnh lõi sắt Rôto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt dược nối tắt lại hai đầu hai vành mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà người ta gọi lồng sóc Nhận xét: Rơto lồng sóc chế tạo đơn giản với số lượng lớn dây truyền công nghiệp, giá thành rẻ hơn, bền dễ bảo quản so với rôto dây quấn, lại khó mở máy rơ to dây quấn dặc biệt động công suất lớn Trong hệ thống có u cầu khơng cao điều chỉnh tốc độ (có thể điều chỉnh theo cấp), điều kiện mở máy khơng q khó khăn ta nên sử dụng động rơto lơng sóc + Loại Roto kiểu dây quấn: Rơto có dây quấn giống dây quấn stato.Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp bớt dây dầy nối,kết cấu dây quấn Rôto chặt chẽ.Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm lớp.Dây quấn ba pha rơto thường đấu hình sao, có ba đầu nối vào ba rãnh trượt thường làm đồng đặt cố định đầu trục thơng qua chổi than đấu với mạch điện bên ngồi Nhận xét: Động điện rơto dây quấn chế tạo phức tạp rơto lồng sóc nên giá thành dắt mà bảo quản khó khăn hơn(dễ bị chập pha, mát dò điện từ dây vỏ máy nguy hiểm); hiệu suất máy thấp so với rơto lơng sóc; sử dụng vành trượt dễ phát sinh tia lửa điện gây cháy nổ, làm nhiễu trình điều khiển 1.1.2.3 Khe hở: Vì rơto khối trịn nên khe hở Khe hở máy điện không đồng nhỏ để hạn chế dòng điện từ hố lấy từ lưới vào làm cho hệ số công suất máy cao lên 1.1.3 Nguyên lý làm việc: Máy điện KĐB loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm điện từ Khi cho dòng điện pha vào dây quấn pha đạt lõi sắt stato máy máy sinh từ trường quay vói tốc độ đồng bộ: n1 = 60 f1 p (1.1) SVTH: Hà Văn Huy GVHD: TS.Nguyễn Ngọc Khốt Đồ án điện tử cơng suất Trong : f1 tần số dòng điện đưa vào p số đôi cực máy Từ trường quét qua dây quấn nhiêu pha tự ngắn mạch dặt lõi sắt rơto cảm ứng dây quấn suất điện động dịng điện Từ thơng dịng điện sinh hợp với từ thông stato tạo thành từ thơng khe hở Dịng điện dây quấn rôto tác dụng với từ thông khe hở sinh momen Tác dụng có quan hệ mât thiết với tốc độ quay n rôto Với phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác Để phạm vi tốc độ máy, người ta dùng hệ số trượt s: s% = n1 − n 100 n1 (1.2) Có phạm vi tốc độ máy điện KĐB: - Trường hợp rôto quay thuận nhanh tốc độ đồng (n> n hay s< 0) Dùng động sơ cấp quay rơto máy vượt tốc độ đồng Lúc chiều từ trường quay quét qua dây dãn ngược lại, suất điện động dịng điện dây dẫn rơto đổi chiều nên chiều momen ngược với chiều quay n1 nghĩa ngược chiều quay rơto nên momen hãm lúc máy làm việc chế độ máy phát điện - Trường hợp rôto quay ngược chiều quay từ trường quay (n1) Do ngun nhân rơto quay ngược chiều với từ trương quay lúc chiều quay suất điện động, dòng điện momen giống lúc chế độ động điện Vì momen sinh ngược với chiều quay rơto nên có tác dụng hãm rơto đứng lại Máy điện làm việc chế độ hãm - Trường hợp rôto quay thuận với từ trường quay tốc độ nhỏ tốc độ đồng (00) Giả sử chiều quay n1 từ trường tổng rôto n Do n