Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)Nghiên cứu thiết kế và điều khiển hệ truyền động điện tàu điện đô thị ứng dụng tuyến Cát Linh Hà Đông theo phương ph p điều khiển U F (Đồ án tốt nghiệp) (7)
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU ĐIỆN ĐÔ THỊ TUYẾN CÁT LINH- HÀ ĐÔNG THEO PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN U/F Sinh viên thực : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức Lớp : Trang thiết bị điện- điện tử CN>VT Khóa : 54 Giáo viên hƣớng dẫn : Th.s An Hoài Thu Anh Hà Nội, 2018 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hà Nội, Ngày… tháng….năm 2018 Giáo viên hƣớng dẫn (ký ghi rõ họ tên) Ths An Hoài Thu Anh SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT ……………………………………………………………………………………… ………….…………………………………………………………………………… …………………….………………………………………………………………… ……………………………….……………………………………………………… ………………………………………….…………………………………………… …………………………………………………….………………………………… ……………………………………………………………….……………………… ………………………………………………………………………….…………… …………………………………………………………………………………….… ……………………………………………………………………………………… ……….……………………………………………………………………………… ………………….…………………………………………………………………… …………………………….………………………………………………………… ……………………………………….……………………………………………… ………………………………………………….…………………………………… …………………………………………………………….………………………… ……………………………………………………………………….……………… ………………………………………………………………………………….…… ……………………………………………………………………………………… Hà Nội, Ngày… tháng….năm 2018 Giáo viên đọc duyệt (ký ghi rõ họ tên) TS Đặng Việt Phúc SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU 10 HƢƠNG A HỌN HỆ T UYỀN ĐỘNG ĐIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐOÀN TÀU 11 1.1 Khái quát chung 11 1.2 Hệ truyền động điện đoàn tàu sử dụng ĐC ĐK chiều 11 1.2.1.Đoàn tàu sử dụng mạng tiếp xúc chiều: 660, 750, 1500, 3000V 12 1.2.2.Đoàn tàu sử dụng lưới điện kéo xoay chiều: 1-15kV, 16 2/3Hz; 25kv, 50Hz ……………………………………………………………………… 13 1.3 Khái quát hệ truyền động điện đoàn tàu sử dụng ĐC ĐK xoay chiều 13 1.3.1.Đối với hệ truyền động điện cấp nguồn cấp xoay chiều 14 1.3.2.Đối với hệ truyền động điện cấp nguồn chiều 14 1.4 Khái quát hệ truyền động điện đoàn tàu sử dụng động c n t nh 16 1.5 Phư ng pháp điều khiển truyền động điện cho đoàn tàu 19 1.5.1.Giới thiệu động không đồng xoay chiều 19 1.5.2.Cấu tạo động không đồng 19 1.5.3.Điều khiển động không đồng 23 HƢƠNG T NH HỌN H IẾN TẦN NGUỒN ÁP NUÔI ĐỒNG Ơ HÔNG ĐỒNG Ộ 28 2.1 Phân t ch nguy n việc c a ộ i n t n ngu n áp 28 2.1.1 h i niệm 28 2.1.2 h n loại 28 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.2 nh ch n ch GVHD: Ths An Hoài Thu An c 30 2.2.1.Thông số động 30 2.2.2.Tính tốn dòng tiếp xúc cho trạm điện kéo 32 2.2.3.Tính chọn mạch chỉnh lưu m y biến áp 36 2.2.4.T nh chọn tụ - DC link 38 2.2.5.T nh to n mạch ngh ch lưu 41 2.2.6.T nh chọn điện tr h m 48 HƢƠNG Ô H NH H A VÀ ẤU T ĐIỀU HIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THEO PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN VÔ HƢỚNG U/F 53 3.1 Phư ng pháp điều ch độ rộng xung 53 3.1.1.Sơ đồ mạch lực mơ hình ngh ch lưu cầu ba pha 53 3.1.2 hương ph p điều chế độ rộng xung 54 HƢƠNG IV : TỔNG QUAN TUYẾN ĐƢỜNG SẮT ÁT INH HÀ ĐÔNG VÀ Ô PHỎNG ĐÁNH GIÁ HỆ T UYỀN ĐỘNG ĐIỆN THEO PHƢƠNG PHÁP U/F 71 4.1 Thơng số đồn tàu 71 4.2 Vị tr đặt nhà ga c a n đường sắt (CL-HD) 72 4.3 Đ thị ch y tàu 75 4.4 cC n n ành Đoàn àu 78 4.4.1 h i niệm chung lực c n đoàn tàu 78 4.4.2 ực c n b n 79 4.4.3 ực c n phụ 85 4.5 Tiêu chuẩn tính tốn sức kéo 90 4.5.1.Tiêu chuẩn tính tốn sức kéo 90 4.6 ây ng ô h nh 93 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hồi Thu An 4.6.1.Tham số mơ 93 4.6.2.Sơ đồ mô 94 4.6.3 ết qu mô 96 4.7 Đánh giá t qu 100 4.7.1.Đối với lưới 100 4.7.2.Đối với hệ truyền động 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nguyên nghĩa CL-HĐ Cát Linh- Hà Đông IM Động khơng đồng pha roto - lồng sóc Đ ĐB Động không đồng Đ Đ Động điện kéo Đ Đ Động điện AC Dòng xoay chiều DC Dòng chiều U/F hương ph p điều khiển vô hướng U/F FOC hương ph p điều khiển tựa từ thông DTC hương ph p điều khiển trực tiếp mô men TĐĐ Truyền động điện MBA Máy biến áp PWM hương ph p điều biến độ rộng xung SVM Điều chế vector không gian IGBT Van bán dẫn n1 , Tốc độ c a từ trường quay sl s: Sai lệch tốc độ từ trường quay stator rotor Độ trượt E1 Sức điện động c a cuộn dây stato 1 Từ thông stator ĐK Tr điện kéo DANH MỤC HÌNH ẢNH H nh 1 Sơ đồ nguyên l hệ TĐĐ đoàn tàu sử dụng nguồn cấp chiều cho Đ Đ chiều 12 H nh Sơ đồ nguyên l hệ TĐĐ đoàn tàu sử dụng hệ truyền động điện oay chiều 13 Hình Hệ truyền động điện cấp nguồn xoay chiều với động ĐB pha 14 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An H nh Hệ TĐĐ đầu m y chiều sử dụng Đ ĐB oay chiều pha đ ng trực tiếp ngh ch lưu 15 Hình ệ ĐĐ đ u áy chiều v i ộ xung đ u vào 15 Hình Cấu tạo động tuyến tính 16 Hình Cấu tạo động khơng đồng ba pha roto lồng sóc 20 H nh Stato động không đồng 21 H nh Roto động không đồng 21 Hình 10 Ngun lí hoạt động động khơng đồng 22 Hình 11 Cấu trúc phương ph p điêu khiển vô hướng U/F 24 H nh 12 Sơ đồ cấu trúc phương ph p điêu khiển DTC 25 H nh 13 Sơ đồ cấu trúc phương ph p điều khiển FOC 26 Hình Biến tần gián tiếp nguồn áp ba pha 29 Hình 2 S đ m ch động l c cấp điện cho giao thông điện 30 H nh Động điện kéo IM/ASM 31 H nh Sơ đồ cấp điện phía cho trạm điện kéo 35 Hình Hình nh th c t s đ chân module diode 38 Hình Quan hệ delta I d 40 Hình D ng điện áp òng điện tr n động c 42 Hình Hình nh th c t s đ chân module IGBT mã hiệu FS450R17OE4P 44 Hình Hình nh th c t driver mã hiệu 1EDI60I12AF 45 Hình 10 K t nối m ch l c m ch điều khiển qua driver 46 Hình 11 S đ chức n ng chân river 46 Hình 12 S đ Điện áp cấp 47 Hình 13 Mạch b o vệ snubber 47 Hình 14 Đáp ứng tốc độ, momen, công suất c a động c 48 H nh Sơ đồ khối cấu trúc điều khiển động ĐB phương ph p U/F 53 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hoài Thu An Hình Mơ hình ngh ch lưu nguồn p ba pha mô t b i khoa chuyển mạch 53 Hình 3 Sơ đồ khối mô t nguyên l điều khiển dựa theo nguyên tắc SVM 54 Hình S đ khối hệ thống điều ch vector không gian 55 Hình Biểu diễn vector không gian hệ t a độ 56 Hình Ví dụ thành ph n điện áp (abc) 57 Hình Trạng thái U1=100 59 Hình Trạng thái (vector chuẩn ) mạch ngh ch lưu nguồn áp ba pha 60 Hình V trí vector chuẩn hệ tọa độ 61 H nh 10 Sơ đồ thực điều chế SVM 62 Hình 11 Mối quan hệ c c sector điện áp tức thời usa,usb,usc 62 Hình 12 Thuật to n c đ nh vector điện p đặt sector 63 Hình 13 Nguyên tắc điều chế vector điện áp 64 Hình 14 Ví dụ điều chế vector điện áp nằm sector 65 Hình 15 Dạng xung chuẩn sector 67 Hình 16 Dạng ung điều chế cho sector 68 H nh 17 Đồ th giới hạn phương ph p điều chế độ rộng xung 69 Hình S đ mặt n đường sắt CL- Đ 73 Hình Đ thị ch y tàu c a n CL - Đ 75 Hình Bố trí toa tàu 77 Hình 4 ực c n ma s t trục c trục b nh e l n 80 Hình Đường cong thử nghiệ Hình cc n a sát trục c trục 81 n c a bánh xe 83 Hình Biểu diễn l c đoàn tàu n ốc 86 Hình Biểu diễn quan hệ tốc độ, thời gian, kho ng cách v n hành cho ga 91 Hình Biểu đ v n tốc n Cát Linh - Đông 92 Hình 10 Sơ đồ t ng quan mô 94 Hình 11 Khối điều khiển u/f 94 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths An Hồi Thu An Hình 12 Bộ đ ng cắt điện tr hãm 95 Hình 13 Mo men c n đoàn tàu 96 Hình 14 Tốc độ đặt đoàn tàu 96 H nh 17 Dòng điện lưới sau chỉnh lưu 97 H nh 18 Điện p lưới 750 VDC 98 H nh 19 Điện p lưới khơng có braking chopper 99 Hình 20 Tốc độ, monen, công suất động 100 DANH MỤC CÁC BẢNG B ng B ng thông số module Diode chỉnh lưu D850N30T 37 B ng 2 B ng catalog thông số chỉnh module diode chỉnh lưu D850N30T 38 B ng Thông số tụ C 41 B ng Thông số module IGBT mã hiệu FS450R17OE4P 43 B ng B ng giá trị điện áp vector chuẩn 61 B ng T ng hợp ma tr n sector sử dụng 66 B ng 3 Hệ số điều ch cho nhóm nhánh van c a m ch nghịch ưu 69 B ng Thông số kỹ thu t c n c a đoàn tàu 72 B ng Thơng số vị trí c a nhà ga 74 B ng Phân bố hành khách tàu 78 B ng 4 Thời gian, kho ng cách t ng tốc, gi m tốc 91 B ng Tham số mô động c 93 SVTH : Trần Văn Bảo Đỗ Anh Đức ... MỞ Đ U 10 HƢƠNG A HỌN HỆ T UYỀN ĐỘNG ĐIỆN VÀ PH ƠNG PH P ĐI U KHIỂN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐOÀN T U 11 1.1 Khái quát chung 11 1.2 Hệ truyền động điện đoàn t u sử dụng. .. TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THEO PH ƠNG PH P ĐI U KHIỂN VÔ HƢỚNG U/ F 53 3.1 Ph ng ph p đi u ch độ rộng xung 53 3.1.1.Sơ đồ mạch lực mô hình ngh ch l u c u ba pha 53 3.1.2 hương ph p đi u chế... khiển vô hướng U/ F FOC hương ph p đi u khiển tựa từ thông DTC hương ph p đi u khiển trực ti p mô men TĐĐ Truyền động điện MBA Máy biến p PWM hương ph p đi u biến độ rộng xung SVM Đi u chế vector