II. MÁY CẮT 1 Khái niệm
3. Phân loại rơle nhiệt:
PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
1. Tính chọn động cơ :
a) Tính chọn động cơ
Chọn động cơ ABB M2QA 225S4A: • công suất P = 50HP • tần số f = 50Hz • tốc độ n = 1480v/p • điện áp U = 380V • dòng điện I = 67,1A • , hiệu suất η = 92.6% • = 7, = 2.2 • cosφ = 0.86 - Tốc độ đồng bộ: n0 = = = 1500 (vòng/phút)
Để điều chỉnh tốc độ dịnh mức n= 1165 vòng /phút; ta thực hiện điều khiển biến tần theo luật điều khiển U/f2 =const.
Khi điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha theo luật hệ số quá tải không đổi hệ số trượt là hằng số.
- Hệ số trượt động cơ:
S = = = 0.013
- Tốc độ đồng bộ sau điều chỉnh: = = = 1180 (vòng/phút)
- Tần số bộ điều chỉnh cần cấp cho động cơ:
f= = = 39.3 (Hz)
- Điện áp điều chỉnh theo tỷ số U/f2 = const ta có: =
Điện áp khi động cơ hoạt động ở tốc độ 1165 vòng/phút là: U’=
= 380 x = 235 (V) b) Chọn aptomat, rơle nhiệt và dây dẫn
- Chọn aptomat:
+Điện áp định mức: Uđm ≥ Unguồn = 380V +Dòng định mức: Iđm ≥ Iđmđc = 78 (A)
Chọn aptomat 3 pha Schneider có Iđm = 100A, U = 500V, dòng cắt định mức Icđm = 10kA
- Chọn rơle nhiệt: IđmRL = (1.2 ÷ 1.5) Iđmđc = (1.2 ÷ 1.5) 78= (93.6 ÷ 117)A Chọn rơle nhiệt Schneider LR9F5369 có I = 115 ÷ 150 A
- Chọn dây dẫn:
Chọn dây dẫn theo dòng phát nóng cho phép Icp Tra phụ lục 22/203 - giáo trình cung cấp điện:
Ta chọn dây dẫn 4 lõi đồng cách điện: PVC (325+116) có Icp = 180A
Tra phụ lục 27/207 có hệ số hệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây có K1 = 0.94
Tra phụ lục 28/208 có hệ số hệu chỉnh về số dây trong 1 rãnh có K2 = 0.75 Kiểm tra: K1K2Icp = 0.940.75180 = 126.9(A) > Iđmđc = 78 (A)
Thử lại điều kiện kết hợp với aptomat bảo vệ:
K1K2Icp ≥ = = 83.3 (A) Điều kiện này đảm bảo nên tiết diện dây lựa chọn là hợp lý.
2. Tính chọn mạch nghịch lưu:
Ta điều khiển mạch nghịch lưu cấp nguồn cho động cơ với các thông số sau: Động cơ đấu tam giác:
- Điện áp động cơ: Ud = Uf = 235 (v)
- điện áp pha động cơ: Uf = 135.7 (v)
- Tần số điều chỉnh: f = 39.3 (Hz)
- hệ số công suất: cosφ = 0.86
- công suất động cơ điều chỉnh P= 37.5 (KW)
- dòng điện tải động cơ : I= 78 (A) a) Tính toán sơ bộ:
- Điện áp đầu vào cần cấp cho mạch nghịch lưu:
Giá trị hiệu dụng điện áp pha đầu ra ( Theo tài liệu[1]: điện tử công suất): Upha= E
Điện áp nguồn cấp mạch nghịch lưu:
E = Upha = = 498.5 (V) Tín hiệu điện áp đầu ra ba pha:
Ub(t) = E. sin t +2π/3) = 332.3 sin (78.6πt + 2π/3) Uc(t) = E. sin t - 2π/3) = 332.3 sin (78.6πt - 2π/3) b) Tính chọn thiết bị:
Chọn hệ số dự trữ dòng điện Ki = 5. Chọn hệ số dự trữ điện áp Ku= 1.4
- Tính chọn van điều khiển IGBT:
+ Điện áp lớn nhất đặt lên van : Uvmax xét tại thời điểm v1 mở, V4 dẫn: cực C của V1 nối với cực dương của nguồn Vg. Van V4 thông nối cực E của V1 với cực âm của nguồn Vg.
Như vậy điện áp lớn nhất đặt trên van IGBT là: UVmax = Vg= Udm = . 235= 665 (v)
Trong đó q là hệ số biến điệu (0<q <0,866). ở đây chọn q= 0.75 Dòng điện trung bình qua van:
Biểu thức dòng trung bình qua van động lực trong một chu kì điện áp ra: IV =
IV = =27.5 (A) =27.5 (A)
Điện áp và dòng điện định mức của van cần chọn: UVdm= Ku× Uvmax = 1.4 × 665 = 931 (V)
IVdm= Ki× Iv = 5 × 27.5 = 137.5 (A)
Chọn loại IGBT: Fuji IGBT- 1MBL100U4F-120L-50
- Dòng định mức: 150 A
- 1200V
3. Tính chọn mạch chỉnh lưu:
a) Tính toán góc điều khiển:
Trong đề tài ta sử dụng mạch chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha dùng thysistor; điện áp yêu cầu cấp cho mạch nghịch lưu E= 280 V.
Sơ đồ gồm 6 tiristor được chia làm 2 nhóm
- Nhóm van katot chung T1,T3,T5.
- Nhóm van anot chung T2,T4,T6.
Góc mở α
Theo tài liệu [2] ĐTCS được tính từ giao điểm của các nửa hình sin Giá trị trung bình của điện áp trên tải .ta có tín hiệu dòng đầu ra liên tục:
- Nếu α ≤ ta có = .cos = 2.34..cosα Từ công thức trên ta có: Cosα = = = 0.56 Với = 380 (V) ; = E = 498.5 (V) Ta có góc mở điều khiển: α = (thỏa mãn ) b) Tính chọn van điều khiển tiristor:
Tính chọn tiristor dựa vào các thông số đặc trưng của van :
- Điện áp ngược lớn nhất đặt trên tiristor
Trong đó : = , = các hệ số điện áp ngược và điện áp tải ( với mạch cầu 3 pha điều khiển đối xứng)
- Điện áp ngược của van cần:
= . = 1,8×512.6 = 922.7 (V)
Trong đó là hệ số dự trữ điện áp thường chọn = 1,8 ( =1,5 ->1,8)
- Dòng điện làm việc của van được tính theo dòng điện hiệu dụng = = . = = = 45.03 (A)
(dòng trong cầu 3 pha ,hệ số hiệu dụng = )
- Chọn tiristor làm việc điều kiện với cánh tản nhiệt và đủ diện tích tản nhiệt, không có quạt đối lưu không khí với điều kiện có dòng điện định mức của van cần chọn:
= . = 1,4 × 45.03 = 63,04 (A) hệ số dự trữ dòng chọn = 1,4
- Để chọn tiristor làm việc với các tham số định mức cơ bản trên, ta tra bảng thông số van, chọn các thông số van điện áp ngược, dòng điện định mức lớn hơn gần nhất với các thông số đã tính
- Sau khi tính toán chọn tiristor với các thông số =63.04 (A) và = 922.7(V) ta lựa chọn van thysistor điều khiển:
-