ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM - MỤC LỤC Lời nói đầu 04 PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN 05 Chương 1: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 06 1.1 Giới thiệu sơ đồ khối chức năng, nhiệm vụ khối sơ đồ 07 1.1.1 Giới thiệu phân loại biến tần 07 1.1.1.1 Biến tần trực tiếp Biến tần gián tiếp 08 1.1.1.2 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 07 1.2 Thiết kế 09 1.2.1 mạch Sơ động lực đồ 09 1.2.2 Nguyên tắc 10 1.3 Công thức biến tần mạch khống động chế tổng nguồn hợp áp lực biến điện tần áp 12 1.3.1 Điện áp pha nghịch lưu với góc dẫn khác 13 1.3.1.1 Góc dẫn van ψ = 180o điện 13 1.3.1.2 Góc dẫn van ψ = 150o điện 17 1.3.1.3 Góc dẫn van ψ = 120o điện 18 1.3.2 19 1.3.3 22 1.4 23 1.5 Mạch Nhận Phương xét pháp khống Bộ 27 1.5.1 27 1.5.2 chuyển phương chế nghịch Đặt Nghịch lưu áp đổi pháp điều chế độ khống chế rộng xung lưu Tranzistor vấn đề pha dùng Tranzistor Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 27 1.5.3 Tính chọn mạch động lực, linh kiện mạch động lực 28 Chương 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN BỘ BIẾN TẦN NGUỒN ÁP PHA 29 2.1 Đặt vấn đề 31 2.2 Hệ thống nghịch lưu với điều khiển độ rộng xung 31 2.2.1 Khối tạo 2.2.2 Bộ dịch pha số 2.2.3 Khối tạo sin 2.3 Tính chọn 39 2.3.1 Khối linh dịch dao kiện pha động mạch điều khiển chia pha 39 2.3.2 Khối tạo sin 39 2.3.3 Khối nhân tần 40 2.3.4 40 2.3.5 Khối Khối phát so sóng sánh cưa tạo xung 40 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM - PHẦN II: ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU KHƠNG ĐỒNG BỘ ROTOR LỒNG SĨC-TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 41 Chương3 : ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ XOAY CHIỀU BA PHA ROTOR LỒNG SÓC 42 3.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ biến tần động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc : 43 3.1.1 Đặt vấn đề : 43 3.1.2 Sơ đồ khối hệ điều chỉnh tốc độ biến tần : 3.2 43 Xây dựng hệ điều khiển biến tần động điện khơng đồng ba pha rotor lồng sóc 44 3.2.1 44 3.2.2 Điều Điều khiển Vec khiển tơ biến tần tần số động trượt: pha 45 3.2.2.1 Mô tả động KĐB pha dạng đại lượng véctơ không gian 45 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 3.2.2.2 Quy đổi đại lượng điện động không đồng tư hệ véc tơ (a,b,c) hệ tọa độ cố định Stato (α,β) 46 3.2.2.3 Quy đổi đại lượng điện động không đồng ba pha tư hệ tọa độ cố định Rotor (x,y) hệ tọa độ cố định Stator (α,β) 49 3.2.2.4 Quy đổi đại lượng điện động không đồng ba pha tư hệ tọa độ cố định Stator (α,β) hệ tọa độ cố định Rotor (d,q) 53 3.2.2.5 Cơ sở để định hướng tư thông hệ tọa độ tựa theo tư thông Rotor (d,q) 57 Chương 4: TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG VECTƠ- BIẾN TẦN VÀ ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA ROTOR LỒNG SÓC 60 4.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền động điện điều khiển vectơ biến tần động không đồng bộ: 61 4.2 Tổng hợp điều chỉnh dòng điện 62 4.3 Tổng hợp điều chỉnh tốc độ 63 4.4.Tính tốn gần thơng số 65 4.4.1.Tính tốn gần thơng số cần tìm tư thơng số ghi nhãn động Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 65 4.4.2 Tính tốn thơng số điều chỉnh dịng điện Ri(p) 68 4.4.3 Tính tốn thơng số điều chỉnh tốc độ Rω ( P ) 69 4.5 Kiểm tra chất lượng điều khiển điều chỉnh tốc độ công cụ Simulink Matlab 71 4.5.1 Kết mơ mạch vịng điều chỉnh tốc độ với điều khiển P 71 4.5.2 Kết mô mạch vòng điều chỉnh tốc độ với điều khiển PI 73 4.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động biến tần nguồn áp,động không đồng ba pha rotor lồng sóc 74 Kết luận 75 Tài liệu tham khảo 76 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM - LỜI NÓI ĐẦU Ngày với cơng cơng nghiệp hố, đại hoá lĩnh vực sản xuất kinh tế quốc dân, khí hố; tự động hố q trình sản xuất đóng vai trị quan trọng Nó cho phép tăng suất lao động, nhằm tạo hiệu kinh tế cao Bước vào kỷ 20 chứng kiến thay đổi lớn lao văn minh nhân loại đem lại phát triển mạnh mẽ ngành điện tử, tự động hoá, tin học, khí hố với việc phát minh linh kiện bán dẫn ngày đáp ứng yêu cầu hệ thống trở nên gọn nhẹ hơn, giá thành thấp có độ xác cao Cho nên việc sử dụng q trình tự động hố trình sản xuất để đảm bảo chất lượng, tăng suất giảm giá thành sản phẩm nhu cầu cần thiết Sau năm học nghiên cứu ở trường với tận tình giảng dạy thầy cô giáo khoa KT&CN với giúp đỡ bạn bè để đánh giá kết trình học tập Trước trường em giao làm đề tài tốt nghiệp : ” THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN NGUỒN ÁP BA PHA ĐỂ CUNG CẤP CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU ROTOR LỒNG SĨC ”.Với hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS-TS-VÕ QUANG LẠP thầy cô giáo khoa KT&CN nỗ lực thân Đến em hoàn thành đồ án Do kiến thức chun mơn cịn hạn chế, tài liệu tham khảo có hạn nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Rất mong bảo, góp ý thầy giáo bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy VÕ QUANG LẠP, thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật Công Nghệ giúp đỡ em hoàn thành đồ án thời gian Thái Nguyên, ngày 25 tháng năm 2009 SINH VIÊN THIẾT KẾ Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM Phạm Văn Dũng PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM - CHƯƠNG I: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 10 - 1.1 Giới thiệu sơ đồ khối chức năng, nhiệm vụ khối sơ đồ 1.1.1 Giới thiệu phân loại biến tần Biến tần thiết bị biến đổi điện xoay chiều tư tần số sang tần số khác Biến tần chia làm nhóm: - Biến tần trực tiếp - Biến tần gián tiếp 1.1.1.1 Biến tần trực tiếp U1,f U2,f Hình 1.1.Sơ đồ cấu trúc biến tần trực tiếp Biến tần trực tiếp gồm chỉnh lưu mắc song song ngược, hình 1.2 Các chỉnh lưu sơ đồ pha có điểm trung tính, hình 1.3 Sơ đồ cầu, hình 1.4 chỉnh lưu nhiều pha số pha chỉnh lưu lớn thành phần sóng điều hoà bậc cao giảm A f1 ,u1 B C Zt f2 ,u2 Hình 1.2 Sơ đồ chỉnh lưu ba pha có điểm trung tính Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 65 - WL ( p) = (1 + TL p ) Khâu tạo momen khâu phi tuyến có phương trình : M = K r (ψ d i1q − ψ q i1q ) Ma trận Co ma trận quy đổi tư hệ toạ độ vectơ không gian (a,b,c) hệ toạ độ tựa theo tư thông rotor(d,q) sin θ / − / − / cosθ1 Co = C3 C1 = . c os θ − sin θ / − / 1 t t t Ngược lại : C o = C 1C ma trận quy đổi tư hệ toạ độ tựa theo tư thông rotor (d,q) hệ toạ độ vectơ KG (a,b,c) t Các Ma trận Co Co có phần tử thay đổi theo góc quay θ1 tư trưịng t quay Ta nhận thấy : Co C o = I o ( Ma trận đơn vị ) Vì ta đơn giản hố sơ đồ cấu trúc chi tiết hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần ĐCKĐB thành sơ đồ hình 4.2 * i1d Ri Us Κu * ω* Rω - i1q Et Ri - ω W1(p) WL (p) M Jp KHÂU TAO MOMEN i1q Mc ψ2 Hình 4.2 Sơ đồ cấu trúc đơn giản hóa hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần , động không đồng 4.2 Tổng hợp điều chỉnh dòng điện * i1q Ri Κu Us Et W1(p) i1 - WL (p) Hình 4.3 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh dòng điện Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 66 Tư sơ đồ cấu trúc mạch vịng điều chỉnh dịng điện (hình 4.9) ta xác định hàm truyền hệ kín là: K u R i W1 (P) Wi (l) = (4.1) + K u R i W1 (P).WL (P) Áp dụng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có: Fotư = Ri(P).Ku.W1(P).WL(P) 1 K u R i W1 (P) 2τΣ P(PτΣ + 1) Ri = = 1 + K u R i W1 (P).WL (P) K u ⇒ R n (1 + Tn P) (1 + Tl P) = R n (1 + Tn P)(1 + Tl P) R n (1 + Tn P) = K u 2.τΣ P 2.K u τΣ P (4.2) (τΣ = TL = Ti ) (với τ∑ = Ti) Như điều chỉnh dòng điện RiP khâu PI (tỷ lệ - tích phân) 4.3 Tổng hợp điều chỉnh tốc độ * ω Rω Wi(P) Κm M Mc Jp ω - WF(p) Hình 4.4 Sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh tốc độ Thay (4.2) vào (4.1) R n (1 + Tn P) 2K u TΣ P R n (1 + Tn P) Wi (P) = = R (1 + Tn P) 1 2TP +1 i + Ku n 2.K u TΣ P R n (1 + Tn P) (1 + TL P) Ku ⇒ Trong sơ đồ cấu trúc này, ta thấy thành phần i 1d không tham gia vào trực tiếp Nó đóng vai trị dịng điện để tạo tư thơng động ảnh hưởng đến hệ số Km Theo sơ đồ cấu trúc hình (4.4) ta có: K R ω (P).W1 (P) m JP Wω (P) = K + R ω (P).Wi (P) m WF (P) JP Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 67 với Wi(P) = (Theo CT 4.1) 2.Ti P + Trong J momen quán tính quy trục động Tư sơ đồ cấu trúc mạch vòng điều chỉnh tốc độ (Hình 4.10), đơn giản hóa thành sơ đồ khối mạch vịng điều chỉnh tốc độ (như hình 4.11) hàm truyền đối tượng điều khiển có dạng (4.5) * * ω Rω I 1q Đối tượng điều khiển ω - γn WF(p) Hình 4.5 Sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh tốc độ K K Km WDT (P) = Wi (P) m = m= P 2Ti P + JP J(2Ti P + 1) Đặt Kω = Km; Tω = 2Ti; Kω Suy WDT(P) = TP (1 + TωP) * Dùng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có: Fotư = Rω(P).WDT(P).WF(P) Hàm truyền BĐC tốc độ 1 Fotu 2τΣ P.(P.τΣ + 1) R ω (P) = Kω K FT WDT (P).WF (P) T.P(1 + Tω P) (TFT P + 1) (4.3) T (4.4) K.2τΣ Như điều chỉnh tốc độ Rω(P) có dạng khâu P Với K = Kω.KFT = Km.KFT τ∑ = TFT + Tω = TFT = 2Ti Thay (4.4) vào Wω(P) ta có: = Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 68 T K ω K.2τω 2TωP + T.P Wω (P) = T K.ω K FT 1+ K.2τω T.P(1 + Tω P) (TFT P + 1) = K ω (TFT P + 1) 2K.τω P (TFT + Tω ).P + TFT Tω P + 1 + K ωK FT TFT P + TFT Tω 2K.τω (TFT + Tω ) 2K.τω P + P + + K FT Kω Kω Kω * Dùng tiêu chuẩn modul đối xứng Fotư = Rω(P).WPT(P).WF(P) Hàm truyền BĐC tốc độ: 1 P.4.τΣ + Fotu 8τΣ2 P P.τΣ + R ω (P) = = Kω K FT WDT (P).WF (P) T.P(1 + Tω P) (TFT P + 1) = P.4.τΣ + 8τ P ( P.τΣ + 1) P.4.τΣ + = = K ω K FT 2.K ω K FT TΣ P.4.τΣ T.P(1 + TΣ P) Như điều chỉnh tốc độ Rω(P) có dạng khâu PI Nhận xét: - Khi tổng hợp phương pháp modul tối ưu, ta xác định điều chỉnh tốc độ khâu P - Khi tổng hợp phương pháp modul đối xứng, ta xác định điều chỉnh tốc độ khâu PI - Hai khâu đưa vào hệ thống, hệ thống ổn định xuất phát tư modul tối ưu chất lượng động chất lượng tĩnh khác Nếu dùng khâu P rút ngắn trình độ hệ thống có sai lệch tĩnh hệ số tỉ lệ nhỏ sai lệch nhiều, độ dốc đặc tính lớn dễ gây tốc dn độ ổn định tăng lên dt Nếu dùng khâu PI thời gian ổn định lớn sai lệch tĩnh 4.4.Tính tốn gần thơng số 4.4.1.Tính tốn gần thơng số cần tìm từ thông số ghi nhãn động Σ Các thông số ghi động gồm: Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 69 Pđm = 400W; cosϕđm = 0,83; Uđm = 220V; Iđm = 2,7A; fđm = 50Hz; n đm = 940 (vòng/phút) J = 0,001 Kgm2/ n0 = 1000 (vịng/phút) - Tính tốc độ góc định mức: n ωdm = dm = 98,429 (rad/s) 9,55 n dm = 4,064 (M/m) - Tính momen định mức: M dm = ωdm n − n dm = 0,06 - Tính hệ số trượt định mức: s dm = n0 2π.f dm 9,55 =3 - Tính số đơi cực tư: Pc = n0 - Tính hệ số sinϕđm = − cos ϕdm = 0,56 - Tính dịng kích tư định mức: I1ddm = 2Idm − cos ϕdm = 1,574 (A) 2 − I1ddm - Tính dịng tạo momen quay định mức: Iqđm = 2Idm = 3,479 (A) - Tính tốc độ góc trượt rotor so với tư trường quay: P n ωsđm = 2π Pdm − C dm = 18,85 (rad/s) 60 I1qdm - Tính số thời gian rotor định mức Tr = T2 = = 0,117 (s) ωsdm I1ddm - Tính kháng phức tiêu tán phần định mức I U X σdm = sin ϕdm − cos ϕdm 1ddm − dm = 8,568 (Ω) I1qdm 3Idm - Tính điện kháng phức định mức 2U dm 2U dm Xh = = − X σdm = 105,53 Ω 3I1ddm 3I1ddm - Tính điện trở rotor stato định mức: ωsdm I1ddm X h = 2.866(Ω) Rsđm=Rrđm= 2π f dm I1qdm - Tính hệ số tiêu tán tổng: σ= Xσ =0.0812(H) Xh - Tính điện cảm stato: Xh = 0.336( H ) Ls= 2π f dm - Tính số thời gian stato: Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 70 Ts= Ls Rsdm - Tính điện cảm rotor: Lr=Tr.Rsdm=0.336(H) - Tính hỗ cảm: Xh = 0.336( H ) Lm= 2π f dm Tư kết ta tính thơng số sau: Lr =1 L ψ rddm = Lm I1dm = 0.529(WB) m K r= K m = K r ψ rddm = 0.529 Chọn số thời gian điều chỉnh: Ti=0.002 (s) Tω =0.004(s) Vậy hàm truyền đối tượng có dạng: Km Km 529 WDT ( P ) = = = J (2Ti p + 1) p J (Tω p + 1) p p (1 + 0.004 p ) • Xác định thông số máy phát tốc: Máy phát tốc dung hệ thống để làm khâu phản hồi âm tốc độ Nó nối cứng vào trục động chấp hành qua hộp tốc độ Dựa theo yêu cầu công nghệ ta chọn máy phát tốc có thơng số sau: Loại Pđm(W) Uđm(V) Iđm(A) Nđm (vg/ph) Ru ∑ TTT32/1B4Y 115 230 0.5 1000 7.34 Tỉ số truyền máy phát tốc động cơ: ndmF 1000 = = 1.064 ≈ i= ndmD 940 Hệ số khuyếch đại máy phát tốc: U + I R E 230 + 7,34.0,5 K FT = T = dm dm u ∑ = = 0, 234 ndm ndm 1000 Hằng số thời gian máy phát tốc: TFT=0,05(s) • Xác định thơng số máy biến dịng BI: Căn vào dòng phần ứng động cơ, ta chọn BI sau: Điều kiện chọn: UdmBI> Udmdc=220(V) UdmBI> Imm=2,5.Idm=2,5.2,7=6,57(A) Ta chọn BI với thông số cho ở bảng Loại Udm(V) Idm(A) Cấp Công suất định mức phụ tải thứ Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 71 cấp cấp xác xác lõi thép TK λ - 500 5-300 0,5 0.5 0,5 VA5 0,2 Ω VA Ω VA Ω 4.4.2 Tính tốn thơng số điều chỉnh dòng điện Ri(p) Ri(p)= K p1 + Với K p1 = K i1 p Rn Tn 2,866.0,117 = = 35,825 K uTi 2.2,34.0.002 Với Tn= Ln : Hằng số thời gian mạch điện tư Rn Rn Ln điện trở điện kháng ngắn mạch động cơ: Rn=Rr=2.866 Ω Ln=Ls=0,336(H) Tn= Ln = 0,117( s) Rn Ku=2,34 Với K i1 = Rn 2,866.0,117 = = 306,19 K u Ti 2,34.0,002 Vậy ta có hàm truyền điều chỉnh dịng điện là:Ri(p)= 35,825 + 306,19 p Ta có sơ đồ mạch điện: R2 C +U cc R1 Uv Ur -Ucc Hình 4.6 Khâu PI Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 72 - Ri(P)= R2C2 p + R1C2 p R2C2 = 0,117 R1C2 = 0.0032 Chọn C2=10−4 (F) => R1=32 (K Ω ); R2=1170(K Ω ) 4.4.3 Tính tốn thơng số điều chỉnh tốc độ Rω ( P ) * Trường hợp điều chỉnh tốc độ Rω ( P ) khâu P: Rω ( P ) = T K 2τ ∑ K = K ω K FT = K m K FT = 0,529.0, 234 = 0,124 Rτ ∑ = Tω + TFT = 0,004 + 0,05 = 0,054( s) T = J = 0,001( Kgm ) 0,001 Rω ( P ) = = 0,0746 0,124.2.0,054 Ta có sơ đồ mạch điện: R2 R1 +Ucc Uv Ur -Ucc Hình 4.7 Khâu P R2 = 0,0746 R1 Chọn R1 = 1000( K Ω) => R2 = R1 0,0746 = 74,6( K Ω) Rω ( P ) = • Trường hợp điều chỉnh tốc độ khâu PI: Rω ( p ) = K ' pτ ∑ + pτ ∑ ' Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 73 - K' = 1 = = 74,8 Kω K FT (TFT + Tω ) 2.0,529.0, 234.(0,05 + 0,004) τ ∑ ' = 4.τ ∑ = 0,054.4 = 0,216( s) => Rω ( P) = 74,8 (0,216 p + 1) (0,216 p + 1) = 0,216 p 0,003 p R2C2 = 0,216 R1C2 = 0,003 -4 Chọn C2=10 (F)=>R =2160(KΩ) R1=30 (K Ω ) 4.5 Kiểm tra chất lượng điều khiển điều chỉnh tốc độ dịng điện cơng cụ Simulink Matlab Sử dụng cơng cụ Simulink Matlab, xây dựng mơ hình mơ mạch vòng điều chỉnh tốc độ điều chỉnh dòng điện hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động khơng đồng có dạng hình 4.8 hình 4.9 Hình 4.8 Mơ hình mô hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động khơng đồng (mạch vịng điều chỉnh tốc độ sử dụng điều khiển P) Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 74 - Hình 4.9 Mơ hình mơ hệ thống truyền động điện sử dụng biến tần động khơng đồng (mạch vịng điều chỉnh tốc độ sử dụng điều khiển PI) Giải thích tham số mơ hình: © Tốc độ đặt: Là tốc độ góc định mức động ωdm=98,429(rad/s) © Nhiễu tải tác động vào hệ thống biểu diễn dạng đại lượng gia tốc a áp vào tải có độ lớn là: M 4,064 a = dm = = 4064(rad / s ) J 0,001 © Bộ điều chỉnh tốc độ sử dụng công thức điều chỉnh Khâu P khâu PI © Hàm truyền đối tượng động không đồng động ba pha có dạng: Km Km 529 WDT ( P ) = = = J (2Ti p + 1) p J (Tω p + 1) p p (1 + 0,004 p ) 4.5.1 Kết mô hệ thống truyền động biến tần, động không đồng ba pha rotor lơng sóc với điều khiển PI Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 75 - Hình 4.10 Đáp ứng tốc độ mạch vòng điều chỉnh tốc độ với điều chỉnh tốc độ PI Chất lượng điều khiển:Độ điều chỉnh 27.3%;độ sụt tốc áp tải 15,8%; số lần điều chỉnh Hình 4.11 Đáp ứng dòng điện mạch vòng điều chỉnh dòng với điều chỉnh dòng điện PI Chất lượng điều khiển: Độ điều chỉnh 90.2%; số lần điều chỉnh Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 76 4.5.2 Kết mô hệ thống truyền động biến tần, động khơng đồng ba pha rotor lơng sóc với điều khiển PI Hình 4.12 Đáp ứng tốc độ mạch vòng điều chỉnh tốc độ với điều chỉnh tốc độ P Chất lượng điều khiển:Độ điều chỉnh 6.01%;độ sụt tốc áp tải 0; số lần điều chỉnh Hình 4.13 Đáp ứng dòng điện mạch vòng điều chỉnh dòng với điều chỉnh dòng điện PI Chất lượng điều khiển: Độ điều chỉnh 0.5%; số lần điều chỉnh Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 77 4.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động biến tần nguồn áp,động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc: Tư kết mô ở ta thấy chất lượng hệ điều khiển sử dụng điều chỉnh P tốt so với hệ điều khiển sử dụng điều chỉnh PI Do đồ án sử dụng điều khiển P để điều chỉnh tốc độ Tư thông số ta có sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động biến tần nguồn áp,động không đồng ba pha rotor lồng sóc hình.4.14 Ngun lý hoạt động hệ truyền động biến tần nguồn áp,động không đồng ba pha rotor lồng sóc trình bày ở phần 3.2.3 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 78 - KẾT LUẬN Hệ thống truyền động biến tần nguồn áp-động không đồng sử dụng nhiều thực tế có nhiều ưu điểm.Tuy nhiên tồn cần phải xem xét, dạng điện áp đầu biến tần khơng sin.Vì vậy, người ta sâu vào nghiên cứu hệ thống ngày có chất lượng cao Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp thu số kết sau: - Thiết kế biến tần nguồn áp - Tính tốn,xây dựng hệ truyền động Biến tần-Động khơng đồng ba pha rotor lồng sóc thơng qua phương pháp chuyển đổi hệ trục tọa độ - Thiết kế mạch điều khiển Biến tần chất lượng cao với phưong pháp điều chỉnh độ rộng xung linh kiện bán dẫn có chất lượng khả đóng cắt với tần số cao IC 555, IC 4013, IC 4015, khuyếch đại thuật toán OA 741 transistor công suất cho mạch động lực biến tần Tuy nhiên thời gian có hạn nên đồ án cịn nhiều thiếu sót như: Chưa nghiên cứu sâu sắc mong muốn, trình bày chưa ngắn gọn Kính mong q thầy giáo bạn góp ý để đồ án hồn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS Võ Quang Lạp thầy cô khoa Kỹ Thuật Cơng Nghệ tận tình bảo tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ĐẠI HỌC QUY NHƠN EBOOKBKMT.COM 79 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Bính- Điện Tử Cơng Suất NXB: Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội-2000 Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh Điện tử công suất- NXB: Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội-2004 Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền-Truyền Động Điện NXB: Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội-1996 Võ Quang Lạp-Giáo trình kỹ thuật biến đổi Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên-1998 Phạm Công Ngô-Lý Thuyết Điều Khiển Tự Động NXB: Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội-2006 Võ Quang Lạp-Trần Thọ Cơ Sỏ Điều Khiển Tự Động Truyền Động Điện NXB: Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội-2004 Võ Quang Lạp-Giáo trình điện tử cơng suất ứng dụng(II) Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên-2002 Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ Lớp Điện Kỹ Thuật K27 ... lượng lớn ở mạch trung gian U1,f C>> U U2,f Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc biến tần nguồn áp 1.2 Thiết kế mạch động lực biến tần nguồn áp 1.2.1 Sơ đồ mạch động lực Mạch động lực biến tần nguồn áp ba... 1.5.3 Tính chọn mạch động lực, linh kiện mạch động lực * Trình tự thiết kế: Phân tích chế độ làm việc tải, tìm hiểu thiết kế Lựa chọn sơ đồ Tính tốn thơng số mạch động lực *Căn thiết kế - Đặc điểm... thiệu sơ đồ khối chức năng, nhiệm vụ khối sơ đồ 1.1.1 Giới thiệu phân loại biến tần Biến tần thiết bị biến đổi điện xoay chiều tư tần số sang tần số khác Biến tần chia làm nhóm: - Biến tần trực