đề cương sơ bộ đồ án

Lời mở đầu Nước ta quá trình xây dựng nền kinh tế công nghiệp hoá hiện đại hoá Đất nước ta ngày càng đòi hỏi rất nhiều những ứng dụng mạnh mẽ các thành tựu của khoa học kỹ thuật vào quá trình sản xuất để đưa lại suất lao động cao hơn, cạnh tranh được với các nước khu vực và thế giới.Tự động hoá sản xuất với việc áp dụng những thành tựu công nghệ mới nhằm nâng cao xuất, hạ giá thành sản phẩm, không những là yêu cầu bắt buộc mà nữa còn được xem một chiến lược đối với các nhà máy, xí nghiệp cũng toàn bộ nền sản xuất công nghiệp của mỗi quốc gia.Những lý thuyết về điều khiển cũng lần lượt đời góp phần không nhỏ việc xây dựng các nguyên lý điều khiển tối ưu các hệ thống truyền động công nghiệp Sự bùng nổ tiến bộ kĩ thuật lĩnh vực điện-điện tử -tin học những năm gần dẫn đến những thay đổi sâu sắc cả về mặt thuyết lẫn thực tế lĩnh vực truyền động điện tự động Trước hết phải kể đến sự đời và ngày càng hoàn thiện các bộ biến đổi điện tử công suất, với kích thước gọn nhẹ, độ tác động nhanh cao, dễ dàng ghép nối với các mạch điều khiển dùng vi điện tử, vi xử lí Phần lớn các mạch điều khiển này dùng kĩ thuật số với chương trình phần mềm linh hoạt, dễ dàng thay đổi cấu trúc tham số điều khiển, vì vậy tăng độ tác động nhanh và độ chính xác cao cho hệ truyền động Điều này dẫn đến việc chuẩn hóa chế tạo các hệ truyền động hiện đại có nhiều đặc tính làm việc khác nhau, dễ dàng ứng dụng theo yêu cầu công nghệ sản xuất Dựa vào thực tế đó em thực hiện một đề tài nhỏ là : “Thiết kế điều khiển ổn định tốc độ cho động dị xoay chiều ba pha rotor lồng sóc sử dụng mạch động lực biến tần – động cơ.” dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Tiến Lương và các thầy cô giáo ngành Điện tự động công nghiệp-Trường Đại học Hàng Hải Trong một thời gian tương đối ngắn vậy đồ án này chắc chắn không khỏi những thiếu sót, với sự nỗ lực của bản thân , em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo toàn thể các bạn để bản đồ án này hoàn thiện ! MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan động dị xoay chiều pha 1.1.Cấu tạo đặc tính động dị xoay chiều ba pha rotor lồng sóc 1.1.1 Khái niệm Đợng điện dị bợ (không đồng bộ) là loại động điện xoay chiều mà tốc độ quay của roto khác với tốc độ quay của từ trường quay máy ●) Cấu tạo động không đồng Động không đồng bộ gồm hai phần chính : Phần tĩnh và phần động Hình 1-1 Động khơng đồng rơto dây quấn - Phần tĩnh: Gồm lõi thép , dây quấn và vỏ máy + Lõi thép stato : Do nhiều lá thép kĩ thuật điện dập sẵn , ghép cách điện với chiều dày các lá thép thường từ 0.35 mm đến 0.5mm phía có các rãnh đặt dây quấn Mỗi lá thép kĩ thuật được sơn cách điện với để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây lên Nếu lá thép ngắn thì có thể ghép lại thành một khối Nếu lá thép quá dài thì ghép lại thành các thếp , mỗi thếp dài từ cm đến cm, cách cm để thông gió stato A B C Hình1.2: A mặt cắt ngang stato,B lá thép kĩ thuật điện ,C stato của động KĐB + Dây quấn : Được quấn thành các mô bin, mà các cạnh của các mô bin đó được đặt vào các rãnh của lõi thép stato + Vỏ máy: Để bảo vệ mạch từ và giữ chặt lõi thép stato ,vỏ có dạng trụ rỗng,làm bằng nhôm (máy công suất nhỏ) bằng gang , thép đối với (máy công suất lớn) Vỏ máy có chân đế cố định máy bệ , hai đầu có nắp máy để đỡ trục rôto và bảo vệ dây quấn - Phần quay: Gồm lõi thép , trục, và dây quấn +Lõi thép rôto: cũng được dập từ các lá thép kĩ thuật điện có dạng hình tròn và mặt ngoài của các lá thép đó được dập rãnh để đặt cuộn dây, còn giữa được dập lỗ tròn để lồng trục máy +Trục máy: Được làm bắng thép tốt và được lồng cứng với lõi thép rôto Trục được đỡ nắp máy nhờ ổ lăn hay ổ trượt +Dây quấn :Tuỳ theo động không đồng bộ mà ta chia rôto dây quấn hay rôto lồng sóc: ~ Rôto kiểu dây quấn : Rôto dây quấn có kiểu giống dây quấn stato và có số cực bằng số cực stato Trong động trung bình và lớn dây quấn được quấn theo kiểu sóng hai lớp để bớt được các đầu nối, kết cấu dây quấn chặt chẽ Trong động nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp Dây quấn ba pha của động thường đấu hình sao, ba đầu của nó nối với ba vòng trượt bằng đồng thau gắn trục của rôto Ba vòng trượt này cách điện với và với trục, tỳ ba vòng trượt là ba chổi than Thông qua chổi than có thể đưa điện trở phụ vào mạch rôto, có tác dụng cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ, hệ số cơng śt được thay đổi ~ Rơto lồng sóc : Kết cấu rất khác với dây quấn stato các dây quấn là các đồng hay nhôm đặt các rãnh lõi thép rôto Hai đầu các dẫn nối với các vòng đồng hay nhôm gọi là vòng ngắn mạch Như vậy dây quấn rôto hình thành một cái lồng quen gọi là lồng sóc Hình1-3 Dây quấn rôto kiểu lồng sóc Ngoài dây quấn lống sóc không cần cách điện với lõi thép rãnh rôto có thể làm thành dạng rãnh sâu thành hai rãnh gọi là lồng sóc kép dùng cho máy có công suất lớn để cải thiện tính mở máy Với động công suất nhỏ rãnh rôto thường chéo môt góc so tâm trục + Khe hở Giữa phần tĩnh và phần quay là khe hở không khí , khe hở rất ít thường là ( 0,2 mm đến 1.mm), rôto là khối tròn nên rôto rất đều Mạch từ động không đồng bộ khép kín từ stato sang rôto qua khe hở không khí Khe hở không khí càng lớn thì dòng từ hoá gây từ thông cho máy càng lớn hệ sớ cơng śt càng lớn • Những đại lượng ghi động không đồng - Công suất định mức Pđm là công suất hay công suất điện máy đưa - Điện áp định mức Uđm - Dòng điện định mức Iđm - Hệ số công suất định mức : cosϕđm - Tốc độ quay định mức nđm (vòng/ phút ) - Tần số định mức fđm (hz) Vd: Trên nhãn máy có ghi ∆/Y 220v/380v_ 7.5/4.3A ta sẽ hiểu sau điện áp lưới điện là 220v thì ta nối dây quấn stato theo hình ∆ Và dòng điện định mức là 7.5 A Khi điện áp lưới điện là 380v thì ta đấu dây quấn stato theo hình Y ,dòng điện định mức là 4.3 A • Ngun lí hoạt động động không đồng xoay chiều pha roto lồng sóc Đợng khơng đờng bợ làm việc dựa hiện tượng cảm ứng điện từ Khi đặt điện áp ba pha vào pha dây quấn , pha đạt đối xứng lõi thép stator, đó khe hở không khí xuất hiện từ trường quay mà thành phần bậc của từ trường này quay với tốc độ góc là : ϖ1 = 2Π f p (1.1) Trong đó : f là tần số dòng điện cáp cho stator p là số đôi cực của dây quấn stator Đồng thời từ trường Stator này làm cảm ứng các dòng điện vòng các dẫn roto (đối với loại roto lồng sóc) các cuộn dây Roto (đối với loại roto dây quấn) Các dòng điện Roto này đặt từ trường stator quay nên sinh lực điện từ (lực Lorentz) Tổng các lực này tạo momen quay Rotor , Rotor quay hướng với từ trường Stator quay Lúc đầu từ trường stator sinh thì Rotor tăng tốc nhanh để cố gắng bắt kịp từ trường quay đó, đồng thời từ trường quay quét qua Rotor càng giảm nên sức điện động cảm ứng phái Rotor sẽ giảm dần và dòng điện Rotor cũng giảm theo Nếu tốc độ Rotor bằng tốc độ từ trường quay thì lúc đó sẽ không có lực điện từ được sinh và Rotor quay chậm lại Do đó tốc độ Rotor không thể bằng tốc độ đồng bộ, tốc độ đồng bộ phụ thuộc vào tần số nguồn điện cấp và số đôi cực của động cơ, sai khác giữa tốc độ gọi là tốc độ trượt • Ứng dụng, ưu nhược điểm động không đồng xoay chiều ba pha rotor lồng sóc Ứng dụng rợng rãi cơng nghiệp từ cơng suất nhỏ đến công suất trung bình Chiếm tỉ lệ lớn so với động khác, nhờ những ưu điểm : − Động không đồng bộ có kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn dễ chế tạo, vận hành an toàn, tin cậy, giá thành rẻ, hiệu suất cao và gần không bảo trì − Sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha, không cần tốn các thiết bị biến đổi Nhược điểm : tốc độ của động không đồng bộ phụ thuộc vào tần số và biên độ điện áp nguồn cấp mà thực tế nhiều lúc lượng lại yêu cầu các tốc độ có thể thay đổi được Chúng có thể chạy tốc độ gần bằng hằng số đối với tải và từ không tải tới đầy tải Điều này không giống các động một chiều, các độngc đồng bộ gặp khó khăn để điều khiển tách bạch các thành phần dòng điện sinh momen và từ thông Để nâng cao hiệu suất sử dụng thì hệ truyền động động không đồng bộ thay đổi tốc độ có khả cấp cho động điện ba pha có tần số và biên độ có thể thay đổi được, nên bộ điều khiển phức tạp so với loại một chiều 1.1.2 Đặc tính thơng số ảnh hưởng tới đặc tính 1.1.2.1 Đặc tính động không đồng Để thành lập phương trình đặc tính của động không đồng bộ ta sử dụng sơ đồ thay thế một pha của động Tuy nhiên có các điều kiện sau thoả mãn để xây dựng phương trình đặc tính - pha của động là đối xứng - Các thông số của động không đổi nghĩa là không phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở không phụ thuộc vào tần số dòng điện rôto , mạch từ không bão hoà điện kháng X1 , X2 không đổi - Bỏ qua các tổn thất lõi thép các tổn thất của ma sát - Điện áp hoàn toàn sin và đối xứng ba pha Với những giả tưởng ta có sơ đồ thay thế một pha của động Hình 1-4 Sơ đồ thay thế một pha động không đồng bộ Trong đó U1 : trị số hiệu dụng của điện áp ba pha stato + Rth , R1 , R2’ là điện trở tác dụng từ hoá , điện trở stato và điện trở rôto quy đổi về phía stato + X th, X1 , X2’, là điện kháng mạch từ hoá điện kháng tản stato và điện kháng rôto quy đổi về phía stato +I th ,I1 , I2’ là các dòng điện từ hoá,dòng điện stato, dòng điện rôto quy đổi về stato Với hệ số quy đổi sau: X’2 = Ku2.X2 I’2 = Ki I2 ; ; R2’ = Ku2 R2 Trong đó : Kdq1,Kdq2: hệ số dây quấn stao và rôto U1 : điện áp định mức đặt vào dây quấn stato Ew : sức điện động định mức của rôto KI = I1' I1 ω −ω ω Độ trượt động :s= 10 ... , Sth giảm Do đó đặc tính có dạng : 20 a b c Hình1.12 Động khơng đồng với Rf Xf mạch stato a) Sơ đồ với R1f ; b) Sơ đồ với X1f ; c) Đặc tính Ta thấy rằng cần tạo đặc tính có mômen... số ảnh hưởng tới đặc tính 1.1.2.1 Đặc tính động không đồng Để thành lập phương trình đặc tính của động không đồng bộ ta sử dụng sơ đồ thay thế một pha của động Tuy nhiên có các... áp hoàn toàn sin và đối xứng ba pha Với những giả tưởng ta có sơ đồ thay thế một pha của động Hình 1-4 Sơ đồ thay thế một pha động không đồng bộ Trong đó U1 : trị số hiệu

Định dạng
Số trang	55
Dung lượng	2,67 MB