Nghiên cứu tổng quan hệ truyền động điện xoay chiều 3 pha đi sâu thiết kế chế tạo bộ nghịch nguồn áp 3 pha công suất nhỏ’

Kỹ thuật

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển mạnh mẽ vật liệu bán dẫn, nghành điện tử chiếm vị trí quan trọng nghành sản xuất, sinh hoạt ngày Và qua đó, mơn học điện tử công suất trở thành môn học bắt buộc sinh viên nghành kỹ thuật, nghành tự động hóa Trong q trình học tập, sinh viên nhận đề tài hay tập lớn đề tài ‘‘Nghiên cứu tổng quan hệ truyền động điện xoay chiều pha Đi sâu thiết kế chế tạo nghịch nguồn áp pha công suất nhỏ’’ Trong đồ án môn học đề cập chi tiết bước tiến hành thiết kế chế tạo nghịch lưu nguồn áp pha công suất nhỏ Nội dung đồ án bao gồm ba chương : -Chương I : Tổng quan hệ truyền động điện xoay chiều pha -Chương II : Tính chọn chi tiết mạch động lực -Chương III: Tính chọn chi tiết mạch điều khiển Mặc dù vậy, trình độ thời gian cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận giúp đỡ thầy giáo bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 1.1 CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA - Hệ thống truyền động điện xoay chiều pha tổ hợp thiết bị điện, điện tử phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu công tác máy sản xuất, gia công truyền tín hiệu thơng tin để điều khiển q trình biến đổi lượng theo u cầu cơng nghệ Hình1.1: Cấu trúc hệ thống truyền động điện xoay chiều ba pha Giới thiệu đối tượng hệ thống truyền động điện BBĐ: Bộ biến đổi dùng để biến đổi dòng điện (xoay chiều thành chiều ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng ngược lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi pha, biến đổi tần số… Các BBĐ thường dùng máy phát điện, hệ máy phát động (hệ F-Đ), chỉnh lưu khơng điều khiển có điều khiển, biến tần… a) Bộ biến đổi dòng điện - Bộ biến đổi dịng điện gồm hai loại loại biến đổi dòng xoay chiều thành chiều loại biến đổi dòng chiều thành xoay chiều Bộ biến đổi dòng xoay chiều thành chiều - Trong thực tể loại biến đổi từ dịng xoay chiều thành chiều phổ biến loại , lý đơn giản lưới điện quốc gia hoạt động loại xoay chiều, mà nguồn điện có sẵn cho loại dạng Bộ biến đổi dịng xoay chiều lại chia nhiều loại để thích hợp với yêu cầu sử dụng thực tế, người ta chia : + Bộ biến đổi dòng xoay chiều thành chiều giữ nguyên điện áp +Bộ biến đổi dòng xoay chiều thành chiều hạ áp +Bộ biến đổi dòng xoay chiều thành chiều tăng áp - Trên thực tế loại thứ hai thứ ba thông dụng sản xuất Nguyên lý biến đổi kết hợp sử dụng máy biến áp với mạch công suất cầu diot, trisitor Một số hình ảnh biến đổi dịng xoay chiều thành chiều Hình1.2 : Bộ chuyển đổi xoay chiều sang chiều Bộ biến đổi dòng chiều thành xoay chiều - Loại có thực tể hơn, chủ yếu có hộ gia đình xưởng sản xuất cỡ nhỏ Nguồn điện chủ yếu acquy, Nguyên lý hoạt động dưạ vào sử kết hợp máy biến điện áp với hệ thống công suất cầu chỉnh lưu diot, trisitor b) Bộ biến đổi loại nguồn - Bộ biến đổi loại nguồn gồm hai loại: + Biến đổi nguồn dòng thành nguồn áp + Biến đổi nguồn áp thành nguồn dòng Cả hai loại thường sử dụng nhiều lĩnh vực điều khiển, đặc biệt lĩnh vực vi điều khiển Chủ yếu điện áp dòng lấy từ biến đổi sử dụng để làm tín hiệu điều khiển khơng đóng vai trị nguồn điện cung cấp cho sản xuất c) Bộ biến đổi pha - Thực tế có loai biến đổi ba pha thành pha, biến đổi pha thành ba pha tùy thuộc vào yêu cầu nguồn vào máy sản xuất Trong xí nghiệp người ta sử dụng biến đổi pha phổ biến Do cấu sản xuất, động pha hay ba pha mà biến đổi pha trở lên cần thiết Mạng điện công nghiệp mạng điện ba pha xoay chiều, mà biến đổi ba pha thành pha sử dụng nhiều nhà máy d) Bộ biến đổi máy phát - Hệ máy phát, động (Hệ F_Đ), sử dụng nhiều nhà máy sản xuất công nghiệp Để đề phòng trường hợp điện đột ngột nhà máy thực trình sản xuất, ( Ví dụ nấu thép nhà máysản xuất thép), người ta sử dụng máy phát điện nguồn dự phòng e) Bộ biến đổi tần số - Trong nhà máy, xí nghiệp đại nay, xuất biến tần bước tiến lớn việc điều khiển tốc độ động điện Với tính thực hợp lý hữu ích q trình vận hành, sản xuất Bộ biến tần có mặt dây truyền truyền động, điều khiển tự động Với tính dễ dàng điều khiển, tiết kiệm điện biến tần thay điều chỉnh lỗi thời Trong đồ án tốt nghiệp chúng em sử dụng biến tần MM420 siemens để điều khiển tốc độ động Không đồng xoay chiều ba pha Hình 1.3: Biến tần MM420 Đ: Động điện, dùng để biến đổi điện thành năng thành điện (khi hãm điện) Động điện Đ tạo tốc độ quay, động lai với cấu sản xuất thông qua khâu truyền lực TL để thực yêu cầu sản xuất cụ thể Động điện có + Động chiều + Động xoay chiều Trong động xoay chiều lại chia gồm hai loại động động xoay chiều đồng động xoay chiều không đồng (hay động dị bộ) Động không đồng gồm có: +Động KĐB pha + Động KĐB pha Động sử dụng đồ án loại động không đồng xoay chiều ba pha TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động điện đến cấu sản xuất, để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc), phù hợp tốc độ, mô men, lực Để truyền lực dùng răng, bánh răng, trục vít, xích, đai truyền, ly hợp điện từ… Khâu truyền lực khâu quan trọng hệ thống truyền động điện Nó ảnh hưởng lớn tới suất sản xuất hệ thống truyền động Khâu truyền lực có chắn, hoạt động ổn định cơng truyền từ động Đ tới máy sản xuất đạt hiệu cao Ngược lại khâu truyền lực không chắn khơng làm giảm suất sản xuất mà cịn gây nguy hiểm cho người trình sản xuất, phá vỡ khâu truyền lực chúng không ăn khớp với Trong đồ án mơ hình khâu truyền lực bao gồm Punis lắp đầu động cơ, dây cusroad, hệ thống phanh cơ, phanh động q trình động hoạt động CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cấu làm việc, thực thao tác sản xuất công nghệ (gia công chi tiết, nâng- hạ trọng tải, di chuyển) ĐK: Khối điều khiển thiết bị điều khiển biến đổi, động điện Đ, cấu truyền lực TL Khối điều khiển bao gồm thiết bị đo lường, điều chỉnh tham số cơng nghệ, khí cụ, điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các role, cơng tắc tơ), hay khơng có tiếp điểm (điện tử, bán dẫn) Trong đồ án hệ truyền động điện có ghép nối thêm với thiết bị tự động khác máy tính điều khiển, PLC, Các thiết bị đo lường, cảm biến (senso) lấy tín hiệu phản hồi Thiết bị đo lường sử dụng đồ án hai củ phát chiều làm nhiệm vụ hai máy phát tốc, lai với trục động Đ thông qua khớp mềm để lấy tín hiệu phản hồi đưa điều khiển Cấu trúc hệ thống truyền động điện xoay chiều ba pha gồm hai phần - Phần lực (mạch lực) : từ lưới điện nguồn điện cung cấp điện đến biến đổi BBĐ (biến tần) động điện truyền động Đ cho phụ tải (máy sản suất) - Phần điều khiển (mạch điều khiển) gồm cấu đo lường, điều chỉnh tham số công nghệ, khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt phục vụ công nghệ cho người vận hành Hệ truyền động điện có liên kết với máy tính điều khiển, PLC Truyền động điện xoay chiều ba pha: Dùng động điện không đồng xoay chiều ba pha Động khơng đồng xoay chiều ba pha có ưu điểm kết cấu đơn giản, dễ chế tạo,vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha Tuy nhiên trước hệ truyền động động không đồng xoay chiều ba pha chiếm tỷ lệ nhỏ khó khăn việc điều chỉnh tốc độ Trong năm gần phát triển công nghiệp chế tạo thiết bị bán dẫn công suất kỹ thuật điện tử tin học, truyền động không đồng phát triển mạnh mẽ khai thác điểm mạnh đặc biệt hệ có điều khiển tần số 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ XOAY CHIỀU BA PHA 1.2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động a) Stator Hình 1.4 : Sơ đồ cấu tạo stato động đồng xoay chiều ba pha 1: Lõi thép stator 6: Hộp dầu cực 2: Dây quấn stator 7:Lõi thép roto 3: Nắp máy 8: Thân máy 4: Ổ bi 9: Quạt gió làm mát 5: Trục máy 10: Hộp quạt 1- Lõi thép Lõi thép stator có dạng hình trụ, làm thép kỹ thuật điện, dập rãnh bên ghép lại với tạo thành rãnh theo hướng trục Lõi thép ép vào vỏ máy Dây quấn stator - Dây quấn stator thường làm dây đồng có bọc cách điện đặt rãnh lõi thép Dòng điện xoay chiều ba pha chạy dây quấn ba pha stator tạo từ trường quay Vỏ máy - Vỏ máy gồm có thân nắp, thường làm bàng gang a) b) Hình 1.5 : Kết cấu stator máy điện không đồng a)Lá thép stator b) Lõi thép stator b) Rotor +Cấu tạo - Rotor phần quay gồm lõi thép dây quấn trục máy a) b) H1.5- a) Nguyên lý từ trường quay b) Cấu tạo roto lồng sóc Lõi thép - Lõi thép roto gồm thép kỹ thuật điện lấy từ bên lõi thép stator ghép lại, mặt dập rãnh để đặt dây quấn, có dập lỗ để lắp trục Trục Trục máy điện không đồng làm thép, gắn lõi thép roto Dây quấn rotor - Dây quấn roto máy điện không đồng có hai kiểu:roto ngắn mạch hay cịn gọi roto lồng sóc roto dây quấn Roto lồng sóc (h1.4- b) gồm đồng nhơm đặt rãnh bị ngắn mạch hai vành ngắn mạch hai đầu Với động nhỏ, dây quấn roto lồng sóc đúc nguyên khối gồm dẫn, vành ngắn mạch, cách tản nhiệt cachs quạt làm mát Các động công suất 100kW dẫn làm đồng đặt vào rãnh roto gắn chặt vào vành ngắn mạch Roto dây quấn dây quấn ba pha stator có số cực từ dây quấn stator Dây quấn kiểu ln đấu có ba đầu đấu với ba vành trượt, gắn vào trục quay roto cách điện với trục Ba chổi than cố định luon tỷ lệ vành trượt để dẫn điện vào biến trở nối nằm động để khởi động điều chỉnh tốc độ Hình1.5 : Cấu tạo máy điện không đồng roto dây quấn 10 ...CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐI? ??N XOAY CHIỀU PHA 1.1 CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐI? ??N XOAY CHIỀU PHA - Hệ thống truyền động đi? ??n xoay chiều pha tổ hợp thiết bị đi? ??n, đi? ??n tử... liên kết với máy tính đi? ??u khiển, PLC Truyền động đi? ??n xoay chiều ba pha: Dùng động đi? ??n không đồng xoay chiều ba pha Động không đồng xoay chiều ba pha có ưu đi? ??m kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận... đưa đi? ??u khiển Cấu trúc hệ thống truyền động đi? ??n xoay chiều ba pha gồm hai phần - Phần lực (mạch lực) : từ lưới đi? ??n nguồn đi? ??n cung cấp đi? ??n đến biến đổi BBĐ (biến tần) động đi? ??n truyền động