Đồ-án-TĐĐ-Ngô-Trí-Lâm

BỘ LAO ĐỘNG VÀ THƯƠNG BINH XÃ HỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA KHOA ĐIỆN  ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÊN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG CHO CƠ CẤU NÂNG HẠ CẦN TRỤC CHO ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ PHA GVHD: ThS Nguyễn Anh Tuấn SVTH: Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 TP.Vinh- 2016 ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn MỤC LỤC SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn LỜI MỞ ĐẦU -Thế kỉ XXI – kỉ công nghệ thông tin, khoa học kĩ thuật công nghệ tự động Nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển, nâng cao suất chất lượng sản phẩm Truyền động điện đời yếu tố quan trọng: • Truyền động điện có nhiệm vụ thực công đoạn cuối công nghệ sản xuất • Truyền động điện hệ thống máy móc thiết kế với nhiệm vụ biến đổi điện thành • Hệ thống truyền động điện hoạt động với tốc độ khơng đổi thay đổi Hiện khoảng 70-80% hệ truyền động loại không đổi, với hệ thống tốc độ hoạt động động không cần điều khiển, trừ trình khởi động hãm Phần lại 20-25% hệ thống điều khiển tốc độ động để phối hợp đặc tính động với đặc tính tải yêu cầu Với phát triển mạnh mẽ kĩ thuật bán dẫn công suất lớn kĩ thuật vi xử lý, hệ thống điều tốc sử dụng rộng rãi cơng cụ khơng thể thiếu q trình tự động hóa sản xuất Do nội dung tập đồ án chủ yếu tính tốn điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha Tập đồ án làm tài liệu tham khảo cho quan tâm đến vấn đề liên quan đến động khơng đồng ba pha Vì kiến thức thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế khơng nhiều, nên tập đồ án không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến q thầy bạn bè SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập rèn luyện trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh, em dạy bảo tận tình tập thể Thầy Cơ trường Những kiến thức thành đạt mà em đạt hơm nhờ dạy bảo Thầy Cô Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô, người tận tâm truyền đạt kiến thức khoa học kiến thức chuyên nghành cho em Đặc biệt em xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Điện, người bỏ bao tâm huyết để truyền đạt kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm quý báu chuyên môn để chúng em vững tin bước vào sống Em xin gửi lời cảm ơn riêng đến GV Nguyễn Minh Thư giảng viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Vinh, tận tình hướng dẫn em thực chuyên đề Em xin gửi đến Cô lời chúc sức khỏe ngày thành công bục giảng Cuối cùng, Em xin cảm ơn tất bạn bè thân mến động viên, góp ý để hồn thành tốt đồ án !!! SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Vinh, ngày….tháng… năm 2016 Giáo viên hướng dẫn SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn CHƯƠNG I: ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA -I) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 1) Khái niệm - 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 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 2) Cấu tạo - Giống loại máy điện quay khác, động không đồng pha gồm có phận sau - Phần tỉnh hay gọi stator - Phần quay hay gọi rotor a) Stator - Trên stator có vỏ, lõi thép dây quấn - Võ máy có tác dụng cố định lõi thép dây quấn - Lõi sắt phần dẫn từ làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm ghép lại - Dây quấn stator đặt vào rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt b) Rotor - Phần có phận lõi sắt dây quấn - Nói chung người ta sử dụng thép kỹ thuật điện stator - Dây quấn rotor có loại rotor kiểu dây quấn rotor kiểu lồng sóc ) Ưu điểm - Ưu điểm bật loại động là: Cấu tạo đơn giản, đặc biệt động Rotor lồng sóc So với động chiều, Động không đồng giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ngồi động khơng đồng dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm theo ) Nhược điểm - Nhược điểm động không đồng điều chỉnh tốc độ khống chế q trình khó khăn, Đối với động Rotor lồng sóc có tiêu khởi động II) PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH TỚC ĐỘ SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn L3 L2 Rp Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý động ba pha sơ đồ tương đương thay pha động khơng đồng Trong đó: • R0, X0, I0 : điện trở, điện kháng dịng điện mạch từ hố • R1, X1, I1 : điện trở, điện kháng dịng điện mạch Stator • R’2, X’2, I’2: điện trở, điện kháng dòng điện Rotor quy đổi Stator • Rp : điện trở phụ thêm vào mạch Rotor • U1dm : điện áp định mức đặt vào ba pha • U1p : trị số hiệu dụng điện áp pha Stator ω −ω s= ω1 : độ trượt (Hệ số trượt động cơ)  • : tốc độ góc từ trường quay, gọi tốc độ đồng (rad/s) ω1 = 2πf p : tốc độ góc động (rad/s) 60 f n0 = p : Tốc độ từ trường quay( vịng/phút)  • f : tần số điện áp nguồn đặt vào Stator (Hz) • p : số đơi cực từ động • n : tốc độ quay Rotor (vòng /phút)  I'2= Kqd I2 = Ki I2 : Dịng điện quy đổi • SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN K qd K qdE = ⇒ K qd =  K qdE = GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn K qdE : Hệ số quy đổi dòng điện N 1⋅ K dq1 U 1dm = E 2dm N 2⋅ K dq : Hệ số quy đổi sức từ động • N1, N2: số vịng mỡi pha dây quấn stator, rotor  : sức từ động định mức xuất vòng trượt Rotor khi: - Rotor hở mạch - Đặt điện áp vào stator Udm Phương trình đặc tính tốc độ:  U1p ' I2 =  R'   R1 +  + X nm S   Trong : • X nm = X + X ' : điện kháng ngắn mạch Khi mở máy tốc độ n = nên hệ số trượt s=1 I ' mm = U1p ( R1 + R2' ) + X nm ⇒ ⇒ dòng điện mở máy: U1p U1p I ' mm = = Z mm ( R1 + R2' + X nm với : Z mm = ( R1 + R2' ) + X nm Thông thường : I mm = (4 ÷ 7) I nm III) PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ Để tìm phương trình đặc tính động ta dựa vào điều kiện cân công suất động Công suất điện từ chuyển từ Stator sang Rotor Pđt = M đt × ω1 ' Trong : • Mđt: moment điện từ động • Pđt = Pco + ΔPphụ + ΔPcu2 Nếu tổn hao phụ khơng đáng kể ΔPphụ = Mđt= Mco= M ⇒ Pđt = Pco + ∆Pcu ' ⇔ M đt ω1 = M co ω + 3R2 ( I 2′ ) ⇔ M ( ω1 − ω ) = 3R2' ( I 2′ ) SVTH- Ngô Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page Hình 1.2: Đồ thị đặc tính động khơng đồng ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN S= GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn ω1 − ω ω1 3R2' ( I 2' ) M = ω1 S ⇒ Mà: (1) Thay I 2′ vào (1) ta : s=1 3R2' U 21 p M = =0   R2'   + X nm  ω1 S  R1 + S    (2) s (2) phương trình đặc tính xoay chiều không đồng ba pha - Đường biểu diễn phương trình đặc tính có dạng đường cong nên toạ độ điểm dM =0 cực trị xác định cách giải phương trình ds ta : sthF MthF - Độ trượt tới hạn : S th = ± R2' R1 + X nm (3) Thay (3) vào (2) ta mômen tới hạn : M th = ± Trong : 3U p M 2 2ω1  R1 ± R1 + X nm    (4) (+) : ứng với trạng thái động (-) : ứng với trạng thái máy phát MthĐ SVTH- Ngơ Trí Lâm- MSSV: 0805130299 Page ĐỒ ÁN- TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN - Hệ số tải mômen : λM = GVHD-ThS Nguyễn Anh Tuấn sthĐ M th M dm  Cách vẽ đặc tính khơng biết, , , , biết tham số định mức đông nhãn máy cần thực bước sau: (1) Hình 1.3: Đặc tính tự nhiên động khơng ba pha Bưóc 1: xác định toạ độ điểm đặt biệt  Điểm đồng từ trường : A(M= 0, n= n0) 60 f n0 =(2) p • với  Điểm tới hạn : B( , ) 60 f n0 = p Mặt khác: λM = S dm = M th  S dm S th  = +  M dm  S th S dm     n1 − ndm n1 S dm S th + = 2λM S th S dm S th − 2λM S dm S th + S dm = Giải phương trình ta được: ( S th1, = S dm λ M ± λ2 M − ) NT (Rf0) SVTH- Ngơ Trí LâmMSSV: 0805130299 Page 10