NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ĐA MỨC TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN THÁI NGUYÊN - 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN TIẾN LUẬT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIẾN TẦN ĐA MỨC TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HOÁ Khoá học: K10 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrctnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrctnu.edu.vn Công trình hoàn thành tại: KHOA SAU ĐẠI HỌC - ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRUNG TÂM HỌC LIỆU - ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN LIỄN Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN NHƯ HIỂN Phản biện 2: TS TRẦN TRỌNG MINH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Vào hồi 11h ngày 22 tháng 11 năm 2009 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrctnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrctnu.edu.vn Chƣơng I 1.2 Phƣơng trình đặc tính động không đồng bộ: ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ - Sơ đồ thay động không đồng bộ: Để thành lập phương trình đặc tính động không đồng ta sử dụng sơ đồ thay Trên hình 1.2 sơ đồ thay gần pha động không đồng với 1.1 Mô tả chung động không đồng giả thiết sau: - Ở ta chủ yếu nghiên cứu động không đồng ba pha + Ba pha động đối xứng, khe hở không khí đồng - Động không đồng ba pha máy điện quay không đồng ba pha cấu tạo, động không đồng gồm phần phần tĩnh stato phần quay rôto Stato thường gồm cuộn dây đặt lệch 120° không gian + Các thông số động không đổi, nghĩa không phụ thuộc vào nhiệt độ, tần số, dòng điện rôto, mạch từ không bão hoà Nên điện kháng X1, X2 không đổi + Dòng điện từ hoá không phụ thuộc vào tải mà phụ thuộc vào điện áp đặt stato động Rôto phân làm loại chính: rôto dây quấn rôto lồng sóc Rôto dây quấn kiểu rôto có dây quấn giống stato, dây quấn rôto đặt rãnh lõi sắt rôto Còn rôto lồng sóc không dùng dây quấn mà dùng dẫn đồng hay nhôm, dẫn + Bỏ qua tổn thất ma sát, tổi thất lõi thép + Điện áp lưới hoàn toàn sin đối xứng pha nối ngắn mạch với đầu vòng ngắn mạch I2 I1 a b c a b c X1 X'2 R1 Xm I3 U1 R'2/s Rm Hình 1.1 Động không đồng a) Rô to lồng sóc, b) Rôto dây quấn Hình 1.2 Sơ đồ thay động không đồng - Động không đồng sử dụng rộng rãi thực tế sản xuất Ưu điểm bật loại động cấu tạo đơn giản đặc biệt động rôto lồng sóc; so với động chiều động không đồng có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ngoài - Trong sơ đồ: động không đồng dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều pha nên không cần +U1: Trị số hiệu dụng điện áp pha stato biến đổi động điện chiều +Iµ, I1, I2: Các dòng điện từ hoá, stato rôto quy đổi stato Nhược điểm động không đồng điểu chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn; riêng với động không đồng rôto lồng sóc tiêu khởi động xấu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên +Xσ, X1σ, X2σ : Điện kháng mạch từ hoá, điện kháng tản stato rôto quy đổi stato + s: Độ trượt động cơ: S  1   1 + f1: Tần số điện áp nguồn đặt vào stato http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mặt khác: ΔP2=3.I’22.R2’ +ω: Tốc độ góc động +Pp: Số đôi cực từ động Từ sơ đồ thay ta có: M      1   I1  U f 1.   2 ' R  X   R   2   R1    X nm    s   (1.1) Trong đó: Xnm=X1σ+X’2σ: Điện kháng ngắn mạch R X 2  I + I1nm: Dòng điện ngắn mạch stato + I: Dòng điện từ hoá có tác dụng tạo từ trường quay từ hoá lõi sắt động Ta tìm dòng điện rôto quy đổi stato: I  ' 3U12 R2' (1.3)   R'  .s 1  R1    X nm s    dM 0 ds + S th   + M th   R2' (1.4) R12  X nm U 12f (1.5) 21 ( R1  R12  X nm ) Trong hai biểu thức dấu + ứng với trạng thái động Dấu - ứng với trạng thái máy U f1 R Từ ta có: M  Từ suy ra: + Khi ω=0, s=1 I1=I1nm + Khi ω=ω1, s=0 thì: I  1 R2' s Xác định cực trị cách tính Biểu thức (1) phương trình đặc tính dòng điện stato U f1 3.I 2'2 (1.2)  2  R2' /  X nm phát Do Mth chế độ máy phát lớn chế độ động Ở nghiên cứu hệ truyền động với động không đồng nên ta quan tâm nhiều tới - Phương trình đặc tính động cơ: trạng thái làm việc động nên đường đặc tính lúc thường biểu diễn khoảng Để tìm phương trình đặc tính động ta dựa vào điều kiện cân công suất động 0[...]... tần trung áp và hệ truyền động biến tần động cơ không đồng bộ ngày càng được sử dụng nhiều cho các ứng dụng công suất lớn trong các nghành công nghiệp khác nhau Chúng đang thay thế dần cho các hệ truyền động cũ cho chất lượng không cao, tốn nhiều chi phí bảo dưỡng, hiệu suất không cao Trong công nghiệp sản xuất lớn thì nghành sản xuất xi măng là ngành có nhiều ứng dụng sử dụng hệ truyền động biến tần. .. cơ điều khiển điện áp - tần số giữ từ thông động cơ không đổi Nhận xét: Phương pháp điều khiển U1(f1) giữ từ thông không đổi đơn giản dễ thực hiện Vì vậy, phần lớn biến tần công nghiệp thường sử dụng giải pháp này Chƣơng II CẤU TRÚC BỘ BIẾN TẦN ĐA MỨC DÙNG TRONG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TRUNG ÁP A Cấu trúc bộ biến tần đa mức 2.1 Khái niệm Bộ nghịch lưu có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng từ nguồn điện một chiều... tần trung áp động cơ [ONN] không đồng bộ [PNN] Sản xuất xi măng là ngành có nhiều ứng dụng sử dụng hệ truyền động biến tần trung áp [PNO] động cơ không đồng bộ [POO] Sản xuất ximăng là một ngành công nghiệp quan trọng của nền kinh tế Đây cũng là ngành áp dụng nhiều tiến bộ của kỹ thuật vào sản xuất, đặc biệt là trong lĩnh vực truyền động điện Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng cho trong hình 3.1... điện Quạt hồi lưu nhiệt hồi lưu K11 M Ống lò Bộ làm nguội W03M1 Hình 3.3 Mạch lực Ta có động cơ có điện áp định mức là 6000V (đây là Ud) và điện áp vào của biến tần Hinh 3.2 Sơ đồ hệ thống lò quay nung Clinker Ở đây ta nghiên cứu biến tần trung áp cho động cơ quạt hồi lưu có các thông số sau: là 3 pha 6000V Đây là bài toán chọn van nên để đơn giản trong việc tính chọn các van của - Công suất định mức: ... 22 http://www.lrc-tnu.edu.vn dụng rộng rãi trong truyền động xoay chiều, trong truyền tải điện xoay chiều như bộ bù ra điểm trung tính ảo (neutral point) Z Điện áp đặt lên mỗi tụ điện bằng E, thường bằng tĩnh (static var compensator) một nửa điện áp nguồn một chiều đưa vào Vd Các điôt Dz1, Dz2 nối với điểm trung tính ảo Cấu trúc chung của bộ nghịch lưu áp nhiều mức (đa mức) là có nhiều bộ gồm sáu Z... chuyển sang trạng thái "4" với điện áp ra U AN  E Sau khi S21 ngắt hoàn toàn, S31 đóng lại bộ nghịch lưu chuyển sang trạng thái "7" tương ứng với điện áp ra U AN  0 Sau đó bộ nghịch lưu chuyển sang trạng thái "14" với S11 ngắt và S41 đóng lại, tương ứng với điện áp ra U AN   E Sau 2.5 Nhận xét Bộ nghịch lưu áp đa mức ngày càng được sử dụng nhiều trong các ứng dụng có điện áp cao và hiệu suất cao... thế và các biểu thức tính toán mômen, dòng điện ta thấy khi điều chỉnh tần số thì trở đề điều khiển động cơ không đồng bộ tương tự như dòng điều khiển động cơ điện một kháng của động cơ thay đổi, do đó khi điều chỉnh tần số thì ta phải điều chỉnh cả điện áp chiều Ở đây thành phần dòng điện ids đóng vai trò tương tự như dòng điện kích từ động cơ để đảm bảo động cơ không bị quá dòng và đảm bảo khả năng... (zero) tương ứng với hai khóa chuyển mạch S2, S3 đều đóng và lúc này điện áp U AZ Bộ nghịch lưu điôt kẹp sử dụng các điôt kẹp và các tụ điện một chiều mắc nối tầng để sẽ có giá trị bằng 0 do các điôt chốt Phụ thuộc theo chiều của dòng điện tải mà một trong tạo ra điện áp có nhiều mức Bộ nghịch lưu này có thể có cấu trúc: 3, 4 hay 5 mức, nhưng hai điôt chốt sẽ dẫn dòng Ví dụ, với dòng điện tải dương... http://www.lrc-tnu.edu.vn Trong đó C1: hệ số phụ thuộc vào kết cấu máy điện  f1đm: tần số định mức, f1* : tần số đơn vị tương đối dm Nếu bỏ qua thành phần sụt áp trên điện trở stato ta có  *  dm U 1* tương ứng với quy luật f1* U1 = hằng số đã nêu ở mục (3-2), bị suy giảm ở vùng tần số thấp khi sụt áp trên điện trở f1   stato có thể so sánh với điện áp stato U1 Điều này dẫn đến momen động cơ suy giảm... các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong lĩnh vực điện tử công suất liên quan đến điều khiển các đại lượng xoay chiều ba pha như truyền động điện xoay chiều, điều khiển các mạch lọc tích cực, điều khiển các thiết bị công suất trên hệ thống truyền tải điện Phương pháp điều chế vectơ không gian là phương thức thay thế ba vectơ điện áp ba pha thành một vectơ quay trong không gian Như vậy