xây dựng mô hình động cơ không đồng bộ ba pha công suất nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA CÔNG SUẤT NHỎ S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2009 – 76 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ~~~~~~~o0o~~~~~~~ ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA CÔNG SUẤT NHỎ Mã Số: SV2009 – 76 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƢỜI CHỦ TRÌ : Đỗ Công Minh ĐƠN VỊ : Khoa Điện – Điện Tử TP HỒ CHÍ MINH – 06/2010 TP HỒ CHÍ MINH – 06/2010 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ SINH VIÊN ******** Tên đề tài: Xây dựng mô hình động không đồng ba pha công suất nhỏ Mã số: SV2009 – 76 Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Công Minh Tel.: 0937979162 E-mail: minhdc_dkc@yahoo.com.vn Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Thời gian thực hiện: 12 tháng Mục tiêu: Xây dựng mô hình động không đồng ba pha công suất nhỏ phù hợp với đặc điểm môn Công nghệ 12 trung học phổ thông Nội dung chính: - Nghiên cứu cấ u ta ̣o và nguyên lý làm viê ̣c của đô ̣ng không đồ ng bô ̣ pha rotor lồ ng sóc - Nghiên cứu chế độ làm việc động - Xây dựng mô hình vật lý Kết đạt (khoa học, ứng dụng, đào tạo, kinh tế – xã hội, v.v…) - Mô hình phương tiện phục vụ dạy học môn Công nghệ 12 THPT Điểm - Mô hình đáp ứng tính trực quan tương tác Địa ứng dụng - Trường THPT địa bàn Q9, Tp HCM MỤC LỤC ******** Đề mục Trang Phần A: Phần mở đầu I Lý chọn đề tài II Mục tiêu nghiên cứu III Phương pháp nghiên cứu IV Phạm vi nghiên cứu V Nội dung nghiên cứu Phần B: Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha Rotor Lồng Sóc Chƣơng 1: Động Cơ Không Đồng Bộ Ba Pha Rotor Lồng Sóc I Khái niệm chung II Cấu tạo máy điện không đồng ba pha III Nguyên lý làm việc Chƣơng 2: VẬN HÀNH ĐỘNG CƠ PHA ROTOR LỒNG SÓC I II III Chƣơng 3: I II III Phần C: I II Vận hành điều kiện định mức Vận hành chế độ Vận hành chế độ tam giác 10 Thay đổi tốc độ 11 Thay đổi điện áp nguồn 11 Thay đổi tần số nguồn 12 Điều chỉnh tốc độ cách nối cấp trả lượng nguồn 14 Điều chỉnh tốc độ động cách điều chỉnh điện trở rotor 15 Khởi động đông 16 Khởi động trực tiếp 16 Khởi động trực tiếp 17 Xây dựng mô hình 22 Kết cấu mô hình 22 Mô hình thực tế thí nghiệm 23 Hướng dẫn sử dụng mô hình 23 Kết luận 25 Kết luận - kiến nghị 26 Kết luận 26 Kiến nghị 26 Tài liệu tham khảo 27 A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện phương tiện dạy học trường THPT nước ta hạn chế số lượng chất lượng, phương tiện dạy học thuộc lĩnh vực Điện – Điện tử cho môn Công nghệ 12 THPT Do việc nghiên cứu xây dựng mô hình phương tiện dạy học phục vụ cho môn học hết sức cần thiết giai đoạn I Tháng năm 2009, Bộ giáo dục – Đào tạo công bố danh mục thiết bị cần thiết phục vụ cho môn công nghệ 12 THPT, có mô hình động không đồng ba pha công suất nhỏ Hiện trường sử dụng thiết bị Sở giáo dục trang bị tùy theo điều kiện địa phương Tuy nhiên thiết bị có giá thành cao, mức độ trực quan tương tác thấp Đặc biệt mô hình động không đồng ba pha công SUấT Nhỏ đa số hoạt động không ổn định ảnh hưởng đến chất lượng đào tạo Chính từ lý trên, chọn đề tài “Xây dựng mô hình động không đồng ba pha công suất nhỏ” làm đề tài NCKH Trong đề tài này, dựa sở phương pháp vận hành thay đổi tốc độ động không đồng pha để xây dựng mô hình đấu nối động pha phương pháp Y hay ∆ đảm bảo tính trực quan, tương tác giá thành hạ II Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng mô hình động không đồng ba pha công suất nhỏ phù hợp với đặc điểm môn Công nghê ̣ 12 trung học phổ thông III Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết Tổng hợp tài liệu cấu tạo , nguyên lý làm viê ̣c và các chế đô ̣ vâ ̣n hành của đô ̣ng không đồ ng bô ̣ pha rotor lồ ng sóc Phƣơng pháp thực nghiệm Thí nghiệm mô hình để đánh giá kết nghiên cứu IV Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mô hình động không đồng ba pha đáp ứng các chức năng: - Khảo sát cấu tạo, nguyên lý làm viê ̣c - Thực hành và thí nghiê ̣m chế đô ̣ làm viê ̣c Sao – Tam giác V Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu cấ u ta ̣o và nguyên lý làm viê ̣ c của đô ̣ng không đồ ng bô ̣ pha rotor lồ ng sóc - Nghiên cứu các chế đô ̣ làm viê ̣c của đô ̣ng - Xây dựng mô hình vật lý GVHD: BÙI VĂN HỒNG B NỘI DUNG SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page GVHD: BÙI VĂN HỒNG Chương ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ROTOR LỒNG SÓC I KHÁI NIỆM CHUNG: - Máy điện không đồng máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ rotor n khác với tốc độ từ trường quay máy n1 Máy điện không đồng làm việc hai chế độ: động máy phát II CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA: - Cấu tạo máy điện không đồng gồm phận stator rotor, có vỏ máy, nắp máy trục máy.Trục làm thép, gắn rotor, ổ bi cuối trục có gắn quạt gió để làm mát máy dọc trục SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page GVHD: BÙI VĂN HỒNG - Stator ( Phần tĩnh ): o Stator gồm hai phận lõi thép dây quấn, có vỏ máy nắp máy - Rotor ( phần quay ): o Rotor phần quay gồm lõi thép, dây quấn trục máy - Lõi thép: o Lõi thép phần dẫn từ, có dạng hình trụ Vì từ trường qua lõi thép từ trường quay nên để giảm tổn hao, lõi thép làm thép kỹ thuật điện, dập rãnh ghép lại với tạo thành rãnh theo hướng trục.Lõi thép ép vào vỏ máy Phía thép có sẻ rãnh để đặt dây quấn SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page GVHD: BÙI VĂN HỒNG - Dây quấn stator: o Dây quấn stator thường làm dây đồng có cách điện đặt rãnh lõi thép Dòng điện xoay chiều chạy dây quấn stator tạo nên từ trường quay - Vỏ máy: o Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có công suất tương đối lớn thường dùng thép hàn lại làm thành vỏ Tùy theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page GVHD: BÙI VĂN HỒNG - Phương pháp có đặc tính thích hợp với loại tải cần Mc = Cte vận tốc thay đổi C, Điều chỉnh tốc độ cách nối cấp trả lượng nguồn - Năng lượng trượt tần số f2 = s.f1 tiêu hao điện trở phụ chỉnh lưu thành lượng chiều hình 15.9, sau qua nghịch lưu biến đổi thành lượng xoay chiều tần số trả nguồn - Quan hệ hệ số trượt s góc mở α thyristor:  Điện áp chỉnh lưu cầu ba pha : Uc= 1,35.s.Kd.U  Điện áp nghịch cầu: UN=1,35.KB U.cosα Với K D  W kdq sKdU: điện áp roto; KB: tỉ số biến áp W 1.kdq SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 14 GVHD: BÙI VĂN HỒNG Vậy, từ công thức ta có: Với 900 < α < 1800 nên cosα < D, Điều chỉnh tốc độ động cách điều chỉnh điện trở rotor - Thay đổi điện trở dây quấn rotor cách mắc thêm biến trở vào mạch rotor động rotor dây quấn - Chú ý: kích cỡ điện trở dây quấn rotor lớn điện trở khởi động hoạt động lâu dài - Khi R tăng n giảm - Tần số đóng cắt điện trở tương đương mạch - Phương pháp gây tổn hao biến trở nên hiệu suất đông giảm Tuy phương pháp đơn giản, tốc độ động điều chỉnh liên tục phạm vi tương đối rộng nên dung nhiều động công suất trung bình SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 15 GVHD: BÙI VĂN HỒNG - Bội số mômen khởi động: K k  Mk M đm - Bội số dòng điện khởi động: K i  Ik I đm Khởi Động Động Cơ: 3.1 , Khởi Động Trực Tiếp: Trên hình suồ nối dây khởi động trực tiếp động không đồng Đóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới động quay Ưu điểm:  Thiết bị khởi động đơn giản  Môment khởi động Mk lớn SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 16 GVHD: BÙI VĂN HỒNG  Thời gian khởi động tk nhỏ - Nhược điểm: dòng điện khởi động Ik lớn làm ảnh hưởng đến phụ tải khác Do phương pháp dùng cho động công suất nhỏ công suất nguồn lớn nhiều công suất động 3.2 , Khởi Động Gián Tiếp: 3.2.1, Khởi Động Bằng Cách Giảm Điện Áp Đặt Vào Dây Quấn Stator: Các phương pháp sau nhằm mục đích giảm dòng điện khởi đông Ik giảm điện áp khởi động môment khởi động giảm theo A, Khởi Động Dùng Cuộn Kháng Mắc Nối Tiếp Vào Mạch Stator: - Trên hình sơ đồ nối dây khởi động động không đồng dùng cuộn kháng Ck Khi khởi động: CD2 cắt đóng CD1 để nối dây quấn stator vào lưới điện thông qua CK, động quay ổn định, đóng CD2 để ngắn mạch điện kháng nối trực tiếp dây quấn atator vào lưới - Điện áp đặt vào dây quấn stator khởi động: U’k=k*U1 ( k[...]... các động cơ công suất trung bình SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 15 GVHD: BÙI VĂN HỒNG - Bội số mômen khởi động: K k  Mk M đm - Bội số dòng điện khởi động: K i  Ik I đm 3 Khởi Động Động Cơ: 3.1 , Khởi Động Trực Tiếp: Trên hình là suồ nối dây khởi động trực tiếp động cơ không đồng bộ Đóng cầu dao CD nối trực tiếp dây quấn stator vào lưới động cơ quay Ưu điểm:  Thiết bị khởi động đơn giản  Môment khởi động. .. giá thành đắt hơn và hiệu suất cũng thấp hơn SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 20 GVHD: BÙI VĂN HỒNG SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 21 GVHD: BÙI VĂN HỒNG Chương 3 Mô Hình 1 Kết Cấu Mô Hình Sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ 3 pha rotor lồng sóc công suất nhỏ SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 22 GVHD: BÙI VĂN HỒNG 2 Hướng Dẫn Sử Dụng Mô Hình: Sơ đồ ra dây và đấu dây quấn stator theo kiểu Y SVTH: ĐỖ CÔNG MINH Page 23 GVHD: BÙI... U’k=k*U1 ( k