Tổng kết lấy ý kiến các bên liên quan về chuẩn đầu ra các chương trình đào tạo

MụC lụcCHƯƠNG I: tổng quan về động cơ kđb các phương pháp điều chỉnh tốc độ.4Đ1: tổng quan về động cơ kđb4I. Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại41. Khái niệm42. Cấu tạo53. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha5II. Đặc tính cơ bản của động cơ không đồng bộ và các tham số ảnh hưởng101. Đặc tính cơ102. ảnh hưởng của các tham số 133. Các trạng thái hãm17Đ2. . các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ20I. Một số ưu nhược điểm của động cơ không đồng bộ 20II. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 201. Hệ thống điều chỉnh điện áp động cơ 202. Điều chỉnh điện trở mạch rôto223. Điều chỉnh công suất trượt234. Điều chỉnh tần số nguồn cấp24CHƯƠNG II: giới thiệu chung về biến tần27I. Biến tần trực tiếp27II. Biến tần gián tiếp281. Chỉnh lưu292. Mạch lọc303. Nghịch lưu độc lập304. Phương pháp điều biến độ rộng xung NLĐL37CHƯƠNG III: Hoạt động của biến tần TOSVERT VF – S9 391. Cấu trúc biến tần392. Kết nối thiết bị 403. Hoạt động đơn giản của TOSVERT VF – S9414. Hoạt động cơ bản của TOSVERT VF – S9465. Chế độ hoạt động và điều khiển 566. Các thông số cài đặt động cơ 577. Bảng tham số cơ bản của biến tần61

Lời nói đầu

Truyền động điện là khâu không thể thiếu trong quá trình tự động hoá.Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của mộtcông nghệ sản xuất, đặc biệt là sản xuất hiện đại ,truyền động điện góp vaitrò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lợng sảm phẩm Vì vậycác hệ truyền động luôn luôn đợc nâng cao chất lợng để đáp ứng yêu cầucông nghệ mới với mức độ tự dộng hoá cao

Ngày nay ,do yêu cầu công nghiệp hoá và hiện đại hoá nền kinh tế ngày càngxuất hiện nhiều dây truyền sản xuất mới có mức tự động hoá cao với những

hệ truyền động hiện đại Kĩ thuật điều khiển Biến tần - Động cơ KĐB

Là một bớc đột phá của công nghệ giải quyết đợc khâu khó khăn nhất trongviệc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB ngoài ra làm giảm kích thớc và hạ giáthành của hệ thống truyền động

Tuy là một đề tài mới và rất khó hiện nay nhng bởi những lý do trên mà

chúng em quyết định chọn đề tài : hệ truyền động biến tần động cơ không

đồng bộ làm đề án tốt nghiệp

Trong thời gian thực hiện đề tài dới sự hớng dẫn và chỉ bảo tận tình của

thầy giáo: Vũ Hữu Thích đề tài của chúng em đã đợc hoan thành

Tuy đã cố gắng tìm hiểu và học hỏi nhng do thời gian và trình độ còn hạnchế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu xót về nội dung và hình thức vìvậy chúng em rất mong sự chỉ bảo và góp ý của thầy cô cùng bạn bè để cho

MụC lục

CHƯƠNG I: tổng quan về động cơ kđb - các phơng pháp

điều chỉnh tốc độ 4

Đ1: tổng quan về động cơ kđb 4

I Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại 4

1 Khái niệm 4

2 Cấu tạo 5

3 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ 3 pha 5

II Đặc tính cơ bản của động cơ không đồng bộ và các tham số ảnh hởng .10

1 Đặc tính cơ 10

2 ảnh hởng của các tham số 13

3 Các trạng thái hãm 17

Đ2 các phơng pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ 20

I Một số u nhợc điểm của động cơ không đồng bộ .20

II Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 20

1 Hệ thống điều chỉnh điện áp động cơ 20

2 Điều chỉnh điện trở mạch rôto 22

3 Điều chỉnh công suất trợt 23

4 Điều chỉnh tần số nguồn cấp 24

CHƯƠNG II: giới thiệu chung về biến tần 27

I Biến tần trực tiếp 27

II Biến tần gián tiếp 28

1 Chỉnh lu 29

2 Mạch lọc 30

3 Nghịch lu độc lập 30

4 Phơng pháp điều biến độ rộng xung NLĐL 37

CHƯƠNG III: Hoạt động của biến tần TOSVERT VF – S9 39

1 Cấu trúc biến tần 39

2 Kết nối thiết bị 40

3 Hoạt động đơn giản của TOSVERT VF – S9 41

4 Hoạt động cơ bản của TOSVERT VF – S9 46

5 Chế độ hoạt động và điều khiển 56

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 2 Sv: Nguyễn Anh Thanh

+ Chế độ máy phát: Công suất đa vào là công suất cơ và

công suất lấy ra là công suất điện

+ Chế độ động cơ: công suất đa vào là công suất điện và

công suất lấy ra là công suất cơ

Do đặc tính của máy phát điện không đồng bộ so với động cơ điệnkhông đồng bộ là kém hơn nên thực tế ngời ta chỉ cho máy điện không đồng

bộ làm việc ở chế độ động cơ: Cấu tạo vận hành đơn giản, giá thành rẻ

Phân loại:

+ Máy điện không đồng bộ 1 pha + Máy điện không đồng bộ 3 pha

Thông dụng nhất là máy điện không đồng bộ 3 pha

Tuỳ theo dây quấn có cấu tạo khác nhau máy điện không đồng bộ đợcchia làm 2 loại

+ Máy điện không đồng bộ rôto lồng sóc

- Lõi thép: Gồm nhiều lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,35 – 0,5

mm đợc dập rãnh ghép cách điện với nhau, phía trong rãnh đặt dâyquấn Mục đích nhằm hạn chế tổn hao dòng xoáy gây ra

- Dây quấn : Đợc đặt trong rãnh lõi thép, xung quanh dây quấn

đ-ợc bọc cách điện để cách điện với lõi thép

Kiểu dây quấn, hình dạng, cách bố trí dây phụ thuộc kết cấu củamáy và yêu cầu kỹ thuật từng loại động cơ

b Phần động (rôto)

Gồm 2 phần: Lõi thép và dây quấn

- Lõi thép từ:

+ Gồm các lá thép kỹ thuật điện ghép lại Các lá thép này đợc

lấy từ phần ruột bên trong khi dập lá thép stato Mặt ngoài lõi thép rôto

có các rãnh đặt dây quấn.ở giữa có lỗ để lắp trục Đối với máy có côngsuất lớn có lỗ thông gió

+ Trục máy đợc gắn với lõi thép rôto và làm bằng thép tốt.

Trục đợc đỡ trên lắp máy nhờ ổ lăn (vòng bi) hay ổ trợt (bạc)

- Dây quấn:

+ Rôto dây quấn: Dây quấn 3 pha của rôto thờng đợc nối

hình sao, còn ba đầu kia đợc nối với ba vành trợt bằng đồng gắn trên trục Tỳtrên ba vành trợt là ba chổi than để nối mạch điện với biến trở phụ RP bênngoài để điều chỉnh tốc độ động cơ

+ Rôto lồng sóc: Dây quấn là những thanh đồng hoặc nhôm

đặt trong các rãnh lõi thép rôto, hai đầu các thanh dẫn đợc nối với hai vành

đồng hoặc nhôm gọi là hai vành ngắn mạch Mỗi thanh dẫn của rôto lồng sóc

đợc coi nh một pha Ngời ta chế tạo ra rôto lồng sóc bằng cách đổ nhômhoặc đồng nóng chảy vào cácc rãnh lõi thép rôto

+ Giữa phần tĩnh và phần động là khe hở không khí, khe hở

thờng rất nhỏ, kích thớc khe hở phụ thuộc vào công suất của động cơ Khe

Động cơ lớn thì kẽ hở: 5mm  10mm  15mm Để hạn chếdòng từ hoá lấy từ lới vào và nh vậy hệ số công suất của máy đạt cao hơn.

- Những định mức cơ bản ghi trên nhãn động cơ không đồng

bộ 3 pha:

Công suất định mức: Pđm (Công suất trên trục động cơ)

Điện áp định mức: Uđm Dòng điện định mức: Iđm Trên nhãn máy thờng ghi /-380V/220V ; 4,3/7,5A

Có nghĩa là: Khi điện áp dây lới điện bằng 380V thì ta nối day quấn statotheo hình sao và dòng điện định mức 4,3A Khi điện áp mạng điện là 220Vthì dây quấn stato nối theo hình tam giác và dòng điện dây định mức là 7,5A

+ Hiệu suất định mức đm

+ Hệ số công suất định mức Cos

+ Tốc độ quay định mức nđm

+ Tần số định mức (50Hz) + Độ tăng nhiệt định mức t°C

3 Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB ba pha

a .Sự hình thành từ trờng quay

-Ta xét trờng hợp đơn giản nhất: Stato gồm 6 rãnh trong đó đặt ba dâyquấn AX, BY, CZ các cuộn dây đặt cách nhau 1200 trong không gian mỗidây quấn chỉ có một phần tử đầu và cuối

- Xét từ trờng trong máy khi cho hệ thống điện ba pha chạy vào trong dâyquấn stato :

- Tại thời điểm t dòng điện pha nào (+) có chiều chạy từ đầu pha

đến cuối pha, dòng điện nào âm(-) có chiều chạy ngợc lại Nếu dòng điện chạyvào đánh dấu (+) nếu dòng điện chạy ra đánh dấu (.)

- Tại thời điểm pha t=90° dòng điện pha A là cực đại Imax/2dòng điện pha B và C âm Dùng quy tắc vặn nút chai ta xác định đợc đờng sức

từ tổng B∑ đồng thời xác định đợc véc tơ biểu diễn từ trờng tổng Nhận thấyrằng véc tơ từ trờng tổng trùng với chiều từ trờng có pha dòng điện cực đại và

có độ lớn bằng 3/2 từ trờng cực đại

- Tơng tự cho thời điểm t=90°+1200; t=90+2400

- Qua cách xét trên ta thấy từ trờng do dòng điện chạy trong mỗidây quấn gây nên là từ trờng đập mạch có phơng không đổi trong không giannhng có trị số đảo chiều biến đổi hình sin theo thời gian phù hơp với sự biến

đổi của dòng điện Còn từ trờng tổng trong máy gây nên do hệ thống điện bapha là từ trờng quay có chiều quay trong không gian

- Tốc độ quay phụ thuộc vào tần số của dòng điện và số đôi cực

từ Khi từ trờng có một đôi cực từ (P=1) dòng biến thiên một chu trình thì từtrờng quay đợc một vòng Nếu tần số f trong một giây dòng điện sẽ biến thiên

đơc f chu trình và từ trờng quay đơc f vòng Nếu máy có hai đôi cực (P=2) khidòng điện biến thiên đợc một chu trình thì từ trờng quay đơc1/2 vòng trongmột giây từ trờng quay đợc f/2 vòng suy ra tốc độ từ trờng n1=f/p (v/s) tốc độ

từ trờng trong một phút n=60f/p (v/p)

- Tính chất từ trờng quay do hệ thống điện ba pha đối xứng gâynên một dòng điện ba pha chạy trong ba dây quấn đặt lệch nhau 1200 điện sẽsinh ra đợc từ trờng quay đối xứng có tính chất sau :

+ Từ trờng có độ lớn không đổi bằng 3/2 từ trờng cực đại + Nó có tốc độ bằng n=60f/p (v/p) gọi là tốc độ đồng bộ

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 7 Sv: Nguyễn Anh Thanh

C

+ Nếu thay đổi thứ tự hai trong ba pha điện vào dây quấnstato thì chiều quay từ trờng sẽ đổi tính chất này để thay đổi chiều quay của

động cơ KĐB

b Nguyên lý làm việc

- Khi nối dây quấn stato vào lới điện xoay chiều ba pha hệ thống dòng điệnxoay chiều chạy vào dây dẫn sẽ sinh ra từ trờng quay với tốc độ n=60f/p(v/p)

- Từ trờng quay quét qua thanh dẫn rôto cảm ứng trong dây dẫn sinh ra mộtsức điện động e2 Sức điện động này sinh ra dòng điện i2 chạy trong dâyquấn Chiều của i2 xác định theo nguyên tắc bàn tay trái Thanh dẫn rôto códòng điện i2 nằm trong từ trờng quay sẽ chịu lực tác dụng tơng hỗ tạo thànhmômen lực tác dụng nên rôto làm rôto quay với tốc độ n < n1 cùng chiềuquay vơi từ trờng Vì thế gọi động cơ này là động cơ KĐB

c Xét quá trình năng lợng trong động cơ

- Công suắt đa vào 1  3 U1.I cos  nó đợc phân ra

+ Công suất điện từ Pđt để tạo ra từ trờng quay

60

1 2

' 2

n M

- Công suất cơ P2 rôto đa ra không thể bằng P2 mà còn phải trừ đi các tổnhao do ma sát trên trục Pcơvà tổn hao phụ khác

Uf: Là điện áp ra của stato

I1: Dòng điện dây quấn stato

Im: Dòng điện từ hoá

I2’: Dòng điện rôto đổi về stato

Rm: Điện trở từ hoá

Xm: Điện kháng từ hoá

R1: Điện trở dây quấn stato

R2’: Điện trở dây quấn rôto quy đổi về stato

X1: Điện kháng cản của dây quấn stato

X2’: Điện kháng quy đổi của dây quấn rôto

- Hệ số trợt :

1

1 1

n

n n n

) (

1 1

(

2 ' 2 1 2

' 2 1

2 2 1

X X s

R R X

R U I

m m f

m

X R

U I

2 2 1

' 2

X X R R

M dt

2 ' 2 2 '

2 3



Trong đó

s

R I

dt

2 ' 2 2 '

2 3

' 2 1 1

' 2 2

) (

) (

.

3

X X s

R R s

R U

2 1

' 2

) (X X R

- Mômen tới hạn :

) ) (

( 2

3

2 ' 2 1

2 1 1 1

2 max

X X R R

U M

Dấu (+) khi máy hoạt động chế độ động cơ

Dấu (-) khi máy hoạt động ở chế độ máy phát

- Xét ở chế độ động cơ Mth> 0

Đồ thị đặc tính cơ:

2 ảnh hởng cửa các tham số đến đặc tính cơ

a.ảnh hởng cửa lới điện áp

Khi điện áp giảm thì mômen tới hạn Mth giảm tỉ lệ bình phơng độ giảm của

điện áp Sth = const

const p

- Imm giảm do đó có thể ứng dụng giảm điện áp Uf để thay

đổi tốc độ và hạn chế dòng mở máy Đặc biệt phơng pháp này phù hợp vớitải có mômen ti lệ với bình phơng của tốc độ : quạt gió, bơm nớc…

b ảnh hởng của điện trở phụ và điện kháng ở dây quấn stato

- Khi nối thêm Rf và Xf vào mạch stato :

th2

M

mm 2

M mm2 M th2 M mm1 M th1 M th

mm th

X R R

U M

X R

R S

const f

2 2 1

' 2 1

2 3

; 2

c ảnh hởng của điện trở trong mạch rôto (R 2 )

(chỉ với động cơ dây quấn )

const p

' 2

' 2

nm

f th

X R

R R

s

U M

2 1

1 2

nm f

f mm

X R

R

U I

' 2 '

2

s

R R

Tuỳ theo sự thay đổi số đôi cực mà ta có đờng đặc tính cơ

- Khi thay đổi p dẫn đến tốc độ thay đổi vì p là số nguyên nên tốc độ

thay đổi đợc là tốc độ nhẩy cấp

e ảnh hởng của tần số lới điện

- Nhận xét :

+ Khi tăng tần số lớn hơn tần số định mức dẫn đến mômen tỉ lệ nghịch với bình phơng tần số dẫn đến mômen giảm với điều kiện Uf = const

+ Khi giảm tần số nhỏ hơn tần số định mức dẫn đến tổng trở giảm suy ra dòng điện tăng dẫn đến nguy hiểm cho động cơ vì vậy khi giảm f phải đồng thời giảm Uf

- Khi động cơ đang làm việc cắt nguồn

ra khỏi stato và đóng stato vào nguồn một

chiều từ trờng đập mạch làm cho suất điện

động và dòng điện ngợc pha ở chế độ động

cơ sinh mômen hãm

- có 2 cách hãm động năng _

+ Hãm động năng kích từ độc lập : Khi

động cơ đang quay muốn thực hiện hãm

động năng ta cắt nguồn điện đa vào stato và đóng

nguồn 1 chiều độc lập từ bên ngoài vào động cơ

c

d

M c

- Hãm ngợc xảy ra khi động cơ đang làm việc

ta đa vào rô to điện trở phụ đủ lớn với tải thế

năng động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm d

- Hãm ngợc xảy ra khi động cơ đang làm việc ta

đổi thứ tự 2 trong 3 pha

điện áp đặt vào rôto làm cho từ trờng quay đảo

chiều quay rôto động cơ chuyển sang chế độ làm việc trên đờng đặc tínhhãm ngợc bc hoặc b’c’



0

a

M c

- Khi hãm ngợc để momen hãm lớn và dòng rôto nhỏ ngời ta đa thêm điệntrở phụ vào mạch rôto điện trở này sẽ ứng với dòng điện hãm ban đầu

Đ2 các phơng pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ không

đồng bộ

I Một số u nhợc điểm của động cơ KĐB

- Ưu điểm :

+ Kết cấu đơn giản rẻ tiền

+ Làm việc chắc chắn thích hợp với mọi môi trờng

+ Khả năng quá tải lớn

-Nhợc điểm :

+ Rất khó điều chỉnh tốc độ do quan hệ giũa các đại lợng M,N,ứ là quan

hệ phi tuyến (phụ thuộc lẫn nhau )

II Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ

Có 4 phơng pháp :

- Điều chỉnh điện áp phía stato

- Thay đổi điện trở điện kháng stato và rôto

- Điều chỉnh suất điện động rôto (điều chỉnh công suất trợt)

-ở động cơ KĐB momen tải của động cơ tỉ lệ với bình phơng Uf Do đó có

thể điều chỉnh điện áp động cơ khi tần số không đổi

- Khi điều chỉnh điện áp ta có quan hệ giữa mômen và điện áp :

thU

U

U M

Ub: Là điện áp đầu ra của bộ biến đổi điện áp

Mthu: Là mô men tới hạn ứng với điện áp điều chỉnh

Mth: Là mô men tới hạn khi điện áp là định mức

- Khi điện áp động cơ giảm thì modun độ cứng đặc tính cơ giảm theo dẫn

đến || giảm Để tăng mômen cho phép ở tốc độ nhỏ ngời ta thêm điện trở

phụ vào ro to đối với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn vì vậy tốc độ

động cơ đợc điều chỉnh bằng cách giảm độ cứng đặc tính cơ trong khi tốc độ

không tải lý tởng của mọi đặc tính nh nhau và bằng tốc độ từ trờng quay

3

2 1 1

f B

X R R s

U M

 Phơng pháp điều chỉnh điện áp phù hợp với hệ truyền động điện có đờng

đặc tính bậc 2: máy bơm ,quạt gió …

2 §iÒu chØnh ®iÖn trë m¹ch r«to :

b Hoạt động.

Rr =Rdq + Rf

Rdq: Điện trở dây quấn

Rf: Điện trở Rf trong mạch rôto

- Khi thay đổi: Rf trong rôto

X R R s

U M

3

2 2 1 1 1

nm

th

X R

R S

- Khi I2 giảm Rf tăng giảm điều chỉnh mềm

- Nếu I2=const M=const vì vậy phơng pháp này phù hợp với

hệ truyền động điện mômen không đổi

3 Điều chỉnh công suất trợt

- Do nhợc điểm của phơng pháp này là gây nên tổn hao công suất trợt P=S.Pđt ở phía rôto Do đó phơng pháp điều chỉnh công suất trợt ngoài việc

điều khiển tốc độ động cơ còn tận dụng đợc công suất trợt

- Phơng pháp điều chỉnh Ps thờng áp dụng cho hệ truyền động điện cócông suất lớn vì ở hệ đó việc tiết kiệm điện năng có ý nghĩa rất lớn ,phạm

vi điều chỉnh tốc độ khi điều khiển Ps là hẹp và mômen động cơ bị giảmkhi tốc độ thấp

- Vấn đề quan trọng với các hệ truyền động điện công suất lớn là vấn đềkhởi động động cơ khi động cơ đạt gần tốc độ khởi động thì mới chuyểnsang điều khiển công suất trợt do đó vấn đề khởi động ở hệ này phức tạpvì vậy thờng áp dụng cho hệ khởi động có tần số khởi động, số lần đảochiều quay ít

4 Điều chỉnh tần số nguồn cấp.

ta thấy khi f thay đổi  , 1 cũng thay đổi quá trình điều chỉnh tốc độ bằngphơng pháp tần số thì tốc độ điều chỉnh đợc là trơn, trợt

a Điều chỉnh tần số điện áp

- Luật điều chỉnh tần số điện áp theo khả năng quá tải về mômen

+ Khi điều chỉnh tần số thì thì trở kháng ỉ,I của động cơ thay đổi do đó để

đảm bảo một số chỉ tiêu điều chỉnh mà không làm cho đông cơ bị quá dòngthì điều chỉnh tấn số ngời ta phải điều chỉnh cả điện áp

+ Đối với hệ thống biến tần nguồn áp thớng có yêu cầu giữ khả năng quá tải

về mômen không đổi trong suốt dải điều chỉnh

Mặt khác khả năng quá tải của mômen đợc quy định thông qua hệ số quá tải

2

2  

s s

m th

U sL L

m

L L



ú th

U k

f thay đổi  1 thay đổi   0 thay đổi

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 21 Sv: Nguyễn Anh Thanh

ở chế độ định mức là chế độ làm việc tối u về tuổi thọ của động cơ, chế

độ này thì từ thông là định mức và mạch từ cho công suất là tối đa Trong

luật điều chỉnh tần số điện áp, tuy luật gần đúng cho đóng từ thông không

đổi trên toàn bộ dải điều chỉnh Tuy nhiên trong thực tế ỉ động cơ phụthuộc vào nhiều yếu tố độ trợt s và phụ thuộc vào tải trên choc động cơ

Muốn giữ từ thông không đổi ỉ=const là

-Nguồn cấp cho mạch nghịch lu độc lập phải là nguồn dòng tức là nguồn

điện không những phụ thuộc vào tải mà còn phụ thuộc vàp tín hiệu điềukhiển

-Để tạo ra nguồn dòng một chiều thờng sử dụng chấn lu điều khiển hoặcbăm xung một chiều có bộ chỉnh lu dòng điện có cấu trúc tỉ lệ tích phân,mạch lọc là điện kháng tuyến tính có trị số điện cảm đủ lớn Do nguồn

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 22 Sv: Nguyễn Anh Thanh

dòng một chiều nên việc chuyển mạch các van bán dẫn có thể thực hiện bằng

điện áp trên các tụ chuyển mạch

c Điều chỉnh tần số dòng điện :

Việc chỉnh từ thông trong biến tần nguồn dòng tơng tự nh biến tần nguồn

áp, mômen điện từ tính theo biểu thức :

M =

) 1 (

.

2

3

2 2

2 2

Tr Rr

I L p

s

s í m

- Biến tần là thiết bị biến đổi năng lợng điện từ tần số này sang tần số khác Phân loại: Biến tần gồm hai loại lớn :

- Điện áp xoay chiều U1 với tần số f1 chỉ cần qua một mạch van

là chuyển ngay ra tải với điện áp xoay chiều U2 cótần số f1 khác f2

- Trong biến tần trực tiếp đờng cong điện áp đầu ra là đờng ghépnối các đoạn hình sin của điện áp nguồn bằng cách nối tải vào các pha củacác nguồn một cách luân phiên nhờ các van bán dẫn Các van bán dẫn trongbiến tần trực tiếp đợc chuyển mạch tự nhiên

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 23 Sv: Nguyễn Anh Thanh

Mạch van

- Biến tần trực tiếp có hệ số cao do chỉ một lần biến đổi điệnnăng và cho phép thực hiện hãm tái sinh năng lợng mà không cần có mạch

điện phụ Cũng có thể điều chỉnh điện áp và tần số đầu ra của biến tần trựctiếp với dạng sang đầu ra gần hình sin

Tuy vậy trong thực tế biến tần trực tiếp có những nhợc điểm dễ thaynh: Hệ số công suất thấp, số lợng van bán dẫn ở mạch lực khá nhiều và tần

số điều chỉnh bị giới hạn trên bởi tần số nguồn cung cấp và điều kiện chuyểnmạch tự nhiên của các van bán dẫn này f2f1

Biến tần trực tiếp thờng đợc sử dụng cho các hệ truyền động điệncông suất lớn tốc độ làm việc nhỏ

II.Biến tần gián tiếp.

vì tần số ra chỉ phụ thuôc vào mạch điều khiển Hơn nữa với sự ứng dụng hệ

điều khiển số nhờ kĩ thuật vi xử lý và dùng van lực là các loại thysistor đãcho phép phát huy tối đa u điểm của loại biến tần này Vì vậy đại đa số cácbiến tần sử dụng hiện nay là biến tần gián tiếp

1

L

C

2.Mạch lọc.

Mạch lọc là thiết bị nối giữa nguồn chỉnh lu và phụ tải điện Chức năngcủa nó là cho dòng điện có tần số nào đó đi qua mà biên độ không bị suygiảm thì gọi đó là dải thông

Các loại lọc điện:

+Lọc thông thấp: Cho truyền đặt thông những tín hiệu thuộc dải tần fthấp hơn một giá trị f0 nào đó 0  ff0 và chắn những tín hiệu thuộc tần sốcao hơn

+Lọc thông cao: Cho thông những tín hiệu thuộc dải tần f0  f (0)làm tắt những tín hiệu ứng với (f<f0 hay < 0)

+ Lọc một dải thông cho thông những tín hiệu thuộc dải tần 1<  <

2 và những tín hiệu  < 1và  >2

+ Lọc một dải chắn, chắn các tín hiệu thuộc một dải tần và thôngnhững tín hiệu thuộc dải tần thấp 0    1cũng nh ở dải tầng cao

1    Trong trờng hợp lý tởng thì điện áp ra ở mạch điện có f=0

nhng điều này rất khó xảy ra ở biến tần

Lọc điện có thể lọc bằng tụ hoặc bộ lọc LC

Trong đó lọc LC dùng cho thiết bị chỉnh lu công suất lớn Bộ lọc này chophép thành phần một chiều của điên áp chỉnh lu đi qua và ngăn chặn thànhphần xoay chiều mặt khác do đơc ghép bởi hai thành phần điện cảm và điệndung là những phần tử có tính chọn lựa tần số điện cảm cho thông dễ dàngdòng điện tần số thấp ngợc lại điện dung cho thông dễ dàng dòng có tần sốcao

- Nguồn cung cấp cho NLĐL nguồn dòng là nguồn dòng điện và nguồndòng điện một chiều là phụ thuộc vào tổng trở của tải Để thực hiện đợc điều

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 26 Sv: Nguyễn Anh Thanh

này thờng điện cảm Ld phải có giá trị đủ lớn và phải sử dụng các mạch vòng

đảm bảo chuyển mạch giữa các pha một cách chắc chắn trong phạm vi điềuchình tần số dòng điện đủ rộng

+NLĐL nguồn áp nguồn cấp cho nghịch lu là nguồn điện áp Đặc điểmcủa NLĐl nguồn áp là dạng điện áp ra tải đợc định hình sẵn còn dạng dòng

điện tải phụ thuộc vào tính chất của tải

- Nguồn cấp cho NLĐL nguồn áp là nguồn sử dụng điện với nội trở nhỏ.Nếu sử dụng chỉnh lu làm nguồn cho NLĐL nguồn áp thì cần mắc thêm tụ

đổi năng lợng phản kháng với điện cảm tải (với tải RL hoặc động cơ điện)

- Điện áp ra của NLĐL nguồn áp không có dạng hình sin nh mong muốn mà

o

Kq=

1

U

U q

Trong đó Uq: Trị hiệu dụng của sóng hài bậc q

U1: Trị hiệu dụng của sóng hài bậc 1 (sóng hài cơ bản)

Các van bán dẫn dùng trong NLĐL nguồn áp co thể là thyistor hoặctransistor (Bipolar ,Mosfet) nhng phù hợp và u việt hơn vẫn là dùngtransistor Các sơ đồ NLĐL nguồn áp phần lớn có dạng tơng tự nh ở mạchchỉnh lu, thông dụng nhất vẫn là các sơ đồ cầu

NLĐL điện áp : -NLĐL điện áp 1 pha

-NLĐL điện áp 3 pha

NLĐL điện áp 3 pha thờng sử dụng sơ đồ cầu, trong đó đôi lúc ngời tadùng 3 cầu 1 pha để biến thành chỉnh lu 3 pha

Các quá trình điện từ trong NLĐL điện áp 3 pha phụ thuộc vào nhiều yếu

tố khác nhau nh: đặc tính tải, kiểu đấu biến áp ra, nguồn cung cấp và nguyêntắc điều khiển

Sơ đồ NLĐL điện áp 3pha cầu :

Các phơng pháp điều khiển tơng tự nh NLĐL điện áp 1 pha Thông thờng

là điều khiển cho góc dẫn của van là  = 1800 hoặc  =1200 còn tải (độngcơ) có thể đấu Y hoặc Δ

Xét trờng hợp  = 1800 tải đấu Y:

Theo biểu đồ điều khiển các van lần lợt mở thứ tự từ T1- T6 với góc lệch phagiữa các van lần lợt là 600

Trờng cao đẳng công nghiệp Hà Nội 29 Sv: Nguyễn Anh Thanh

Ta có biểu đồ dẫn của các van và dạng điện áp ra :