ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN 3 PHA ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

Trong những năm gần đây lĩnh vực điều khiển và truyền động điện đã phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt với sự phát triển của khoa học kỹ thuật điện tử tin học nói riêng đã khai thác tất cả các ưu điểm nổi bật vốn có của động cơ không đồng bộ so với động cơ một chiều. Với đồ án này em đã nêu ra một khía cạnh nhỏ trong lĩnh vực điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Nhiệm vụ: “Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ” Nội dung và các chương trình mục như sau: Chương 1: Sơ lược về động cơ không đồng bộ. Chương 2: Tổng quan về các hệ thống biến tần, nguyên lý làm việc của các bộ biến tần. Chương 3: Mạch động lực, đi sâu vào nguyên lý làm việc của các thiết bị cũng như các phương pháp tính toán chọn mạch và bảo vệ mạch, hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch. Chương 4: Hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch. Tuy nhiên với trình độ có hạn không tránh khỏi những sai sót, em mong các thầy cô thông cảm và đóng góp ý kiến để giúp em tiến bộ hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện – bộ môn tự động đo lường đã chỉ bảo em trong thời gian làm đề tài.

Trang 1

Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 1

LêI NãI §ÇUTrong những năm gần đây lĩnh vực điều khiển và truyền động điện đã phát triển mạnh mẽ Đặc biệt với sự phát triển của khoa học kỹ thuật điện tử tin học nói riêng đã khai thác tất cả các ưu điểm nổi bật vốn có của động cơ không đồng bộ so với động cơ một chiều

Với đồ án này em đã nêu ra một khía cạnh nhỏ trong lĩnh vực điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc

Nhiệm vụ:

“Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng

bộ”

Nội dung và các chương trình mục như sau:

Chương 1: Sơ lược về động cơ không đồng bộ

Chương 2: Tổng quan về các hệ thống biến tần, nguyên lý làm việc của các bộ biến tần

Chương 3: Mạch động lực, đi sâu vào nguyên lý làm việc của các thiết bị cũng như các phương pháp tính toán chọn mạch và bảo vệ mạch, hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch

Chương 4: Hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch

Tuy nhiên với trình độ có hạn không tránh khỏi những sai sót, em mong các thầy cô thông cảm và đóng góp ý kiến để giúp em tiến bộ hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện – bộ môn tự động đo lường đã chỉ bảo em trong thời gian làm đề tài

Sinh viên thực hiện

Trang 2

Cao Trần Tâm

CHƯƠNG I

SƠ LƯỢC VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

1 Cấu tạo và đặc điểm:

1.1.1.2 Lõi sắt:

Được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm đến 0,5 mm ghép lại Lõi sắt là phần dẫn từ Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường xoay chiều, nhằm giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên, mỗi lá thép kỹ thuật điện đều có phủ lớp sơn cách điện Mặt trong của lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn

1.1.1.3 Dây quấn:

Dây quấn được đặt vào các rãnh của lỏi sắt và cách điện tốt với lỏi sắt Dây quấn stato gồm có ba cuộn dây đặt lệch nhau 120 o điện

1.1.2 Cấu tạo phần quay (rôto):

1.1.2.1 Trục: Làm bằng thép, dùng để đỡ lỏi sắt rôto, là phần truyền động của

máy

1.1.2.2 Lõi sắt: Gồm các lá thép kỹ thuật điện Giống như ở phần stato, lõi sắt

được ép trực tiếp lên trục Bên ngoài lỏi sắt có xẻ rảnh để đặt dây quấn

1.1.2.3 Dây quấn rôto: Gồm hai loại: loại rôto dây quấn và loại rôto kiểu lồng

sóc

* Loại rôto kiểu dây quấn: dây quấn rôto giống dây quấn ở stato và có số

cực bằng số cực stato Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao (Y) Ba

Trang 3

đầu kia nối vào ba vòng trượt bằng đồng đặt cố định ở đầu trục Thông qua chổi than và vành góp, đưa điện trở phụ vào mạch rôto nhằm cải thiện tính năng mở máy và điều chỉnh tốc độ

* Loại rôto kiểu lồng sóc: loại dây quấn này khác với dây quấn stato Mỗi

rảnh của lỏi sắt được đặt một thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vòng ngắn mạch đồng hoặc nhôm, làm thành một cái lồng, người ta gọi đó là lồng sóc

1.1.3 Khe hở: Khe hở trong động cơ không đồng bộ rất nhỏ(0,2 mm  1mm) do

rôto là một khối tròn nên rôto rất đều

1.2 Đặc điểm của động cơ không đồng bộ:

- Cấu tạo đơn giản

- Đấu trực tiếp vào lưới điện xoay chiều ba pha

- Tốc độ quay của rôto nhỏ hơn tốc độ từ trường quay của stato n < n1

Trong đó:

n tốc độ quay của rôto

n1 tốc độ quay từ trường quay của stato (tốc độ đồng bộ của động cơ)

2 Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ:

Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ sinh ra một từ trường quay Từ trường này quét qua các thanh dẫn rôto, làm cảm ứng trên dây quấn rôto một sức điện động e2, sức điện động e2 này sẽ sinh ra dòng điện i2 chạy trong dây quấn Chiều của sức điện động và chiều dòng điện được xác định theo qui tắc bàn tay phải

M

Trang 4

Hình.1-1 sơ đồ nguyên lý động cơ không đồng bộ

Chiều dòng điện của các thanh dẫn ở nửa phía trên rôto hướng từ trong ra ngoài, còn dòng điện của các thanh dẫn ở nửa phía dưới rôto hướng từ ngoài vào trong.Dòng điện i2 tác động tương hỗ với từ trường stato tạo ra lực điện từ trên dây dẫn rôto và mômen quay làm cho rôto quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trường.Tốc độ quay của rôto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay stato n1 Có sự chuyển động tương đối giữa rôto và từ trường quay stato duy trì được dòng điện

i2 và mômen Vì tốc độ của rôto khác với tốc độ của từ trường quay stato nên gọi là động cơ không đồng bộ

Đặc trưng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trượt:

n là tốc độ quay của rôto

f1 tần số dòng điện lưới

p số đôi cực

n1 tốc độ quay của từ trường quay (tốc độ đồng bộ của động cơ) Khi tần số của mạng điện thay đổi thì n1 thay đổi làm cho n thay đổi

Khi mở máy thì n = 0 và s = 1 gọi là độ trượt mở máy

Dòng điện trong dây quấn và từø trường quay tác dụng lực tương hỗ lên nhau nên khi rôto chịu tác dụng của mômen M thì từ trường quay cũng chịu tác dụng của mômen M theo chiều ngược lại Muốn cho từ trường quay với tốc độ n1 thì nó phải nhận một công suất đưa vào gọi là công suất điện từ

60

1

n M M

 

 (1 –3) Khi đó công suất điện đưa vào:

1

n

n n

Trang 5

Ngoài thành phần công suất điện từ còn có tổn hao trên điện trở dây quấn stato

2 1

dt

st

P P

(1-6) Công suất cơ ở trục là:

60

2

' 2

n M M

Công suất cơ nhỏ hơn công suất điện từ vì còn tổn hao trên dây quấn rôto:

2 2

Công suất cơ P2 đưa ra nhỏ hơn P’2 vì còn tổn hao do ma sát trên trục động

cơ và tổn hao phụ khác:

f

P P

P2  2'   (1-10) Hiệu suất của động cơ:

) 9 0 8 0 (

3 Các đại lượng và phương trình cơ bản của động cơ:

3.1 Các đại lượng:

3.1.1 Hệ số trượt:

Để biểu thị mức độ đồng bộ giữa tốc độ quay của rôto n và tốc độ của từ trường quay stato n1 ta dùng hệ số trượt s



cos 3

Trang 6

Hãy tính theo phần trăm:

% 100

E20  4 44 20 20 20 (1-16) Trong đó:

k20 là hệ số dây quấn rôto của động cơ

m

 Trị số cực đại của từ thông trong mạch từ

60

1 20

pn

f20 tần số xác định tốc độ biến đổi của từ thông quay qua cuộn dây, vì rôto đứng yên nên f20 bằng với tần số dòng điện đưa vào f1

3.1.3 Sức điện động của mạch khi rôto quay:

Tần số trong dây quấn rôto là:

60

)

1

1 1

2

p n n

n n p n n

Sức điện động trên dây quấn rôto lúc đó là:

m s

E2  4 44 2 2 2 (1-20) Với f2s s f1 thế vào (1-20), ta được:

s k w f

E2s  4 44 1 2 2m (1-21)

Trang 7

3.2 Phương trình cơ bản của động cơ không đồng bộ ba pha:

3.2.1 Phương trình đặc tính tốc độ:

Hình 1-2 Điều chỉnh tốc độ động cơ

a) Sơ đồ nguyên lý

b) Sơ đồ đẳng trị một pha của động cơ không đồng bộ

Theo sơ đồ đẳng trị một pha như hình (1-2), ta có biểu thức dòng điện rôto đã qui đổi về stato

2 2 1 2 ' 2 1

1 '

2

) ' ( )

s

r r

U I



Khi khởi động động cơ n = 0, ta có: s =1

Nếu điện áp đặt lên cuộn stato U1 = const thì biểu thức (1 –22) chính là quan hệ giữa dòng điện rôto đã qui đổi về stato I’2 với hệ số trượt s hay với tốc độ n

Do đó biểu thức (1-22) chính là phương trình đặc tính tốc độ

Trang 8

3.2.2 Phương trình đặc tính cơ:

Biểu thức (1-23) chính là phương trình đặc tính cơ Được biểu diễn quan hệ M = f(n) như hình 1-3

Hình 1-3 Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ

Giá trị s sẽ biến thiên từ -  đến +  và mômen quay sẽ có hai giá trị cực đại gọi là mômen tới hạn (Mth )

Lấy đạo hàm của mômen theo hệ số trượt và cho dM/ds = 0

Ta có hệ số trượt tương ứng với mômen tới hạn Mth gọi là hệ số trượt tới hạn

Do đó ta được biểu thức mômen tới hạn :

(1-25)

Giải các phương trình (1-23), (1-24), (1-25) và đặt :

2 ' 1

' 2

n

x r

r s

2 2 1 1

2 1

' '

' 3

x x s

r r

r U M



(1-23)

2 2 1 2 1

2

)'(

'

x x r

2

3

2 2 1

U M

12

M M

th th

Trang 9

r C

r

2 1

1'





Nhận thấy dạng gần đúng của phương trình đặc tính cơ như sau:

Đối với động cơ rôto lồng sóc, nhất là các động cơ có công suất lớn thì

r1 << xn, nên có thể bỏ qua r1 và  = 0

Ta có:

s

s s s

M M

th th

th



Nhận xét: từ các biểu thức (1-27) và (1-28), ta thấy đối với động cơ xác lập

nếu U1 thay đổi thì sth = const và Mth thay đổi tỉ lệ với U12 Khi thay đổi điện trở mạch rôto bằng cách thêm điện trở phụ (đối với động cơ không đồng bộ rôto quấn dây) thì Mth = const và sth tỉ lệ với r’2

Khi xét đến điện trở trên mạch stato r1 thì mômen tới hạn Mth sẽ có hai giá trị khác nhau ứng với hai trạng thái làm việc của động cơ

 s < 0, n1 < n là trạng thái hãm tái sinh, động cơ làm việc như một máy phát

2 2 1

' 2

n

tf

x r

r s





) (

2

3

2 2 1 1 1

1

n

tf

x r r

U M

' 2

n

tđ

x r

r s



) (

2

3

2 2 1 1 1

2 1

n

tđ

x r r

U M

3.3 Ảnh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ:

3 3.1 Ảnh hưởng của suy giảm điện áp lưới cấp động cơ không đồng bộ:

Trang 10

Khi điện áp lưới suy giảm, theo (1-25) Mth giảm bình phương lần độ suy giảm của điện áp lưới, theo (1-24) thì sth vẫn không thay đổi

3.3.2 Ảnh hưởng của điện trở, điện kháng mạch stato:

Khi nối thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stato thì theo (1-24) và (1-25) sth và Mth đều giảm

3.3.3 Ảnh hưởng của số đôi cực p:

3.3.4 Ảnh hưởng của thay đổi tần số lưới f 1 cấp cho động cơ không đồng bộ:

Theo (1-33) và (1-34) khi thay đổi f1 thì 1 cũng thay đổi và do đó  cũng thay đổi

- Nếu f1 >f1đm , vì Mth

1

f

 nên khi Mth giảm nếu U1 không đổi

- Nếu f1 < f1đm , với U1 không đổi thì theo (1-1) dòng i1 tăng nhanh Điều này không cho phép nên khi thay đổi f1 thì phải thay đổi U1 theo 1 qui luật nào đó để động cơ không đồng bộ sinh ra được mômen như trong chế độ định mức

3.4 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ và các luật:

3.4.1 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Tiristor:

Mômen động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình phương điện áp stato, do đó có thể điều chỉnh được tốc độ ĐKB bằng phương pháp điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần số

Sơ đồ điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ:

M

Trang 11

Do cách nối các van bán dẫn nên để cho dòng chạy qua động cơ thì tại một thời điểm phải có ít nhất hai van ở hai pha khác nhau cùng dẫn điện Động cơ không đồng bộ có thể là coi là phụ tải ba pha gồm có điện trở và điện cảm nối tiếp nhau, trong đó điện trở rôto biến thiên theo tốc độ quay R=p(s), và điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa dây quấn rôto và dây quấn Stator, do đó góc pha giữa dòng điện và điện áp cùng biến thiên theo tốc độ quay (s)

Phương pháp điều chỉnh điện áp chỉ thích hợp với truyền động mà mômen tải là hàm tăng tốc độ như: quạt gió, bơm ly tâm

3.4.2 Điều chỉnh điện trở mạch rôto:

Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách điều chỉnh điện trở mạch rôto Người ta thực hiện điều chỉnh điện trở mạch rôto bằng các van bán dẫn

Hình 1.4 Điều chỉnh điện áp động cơ không đồng bộ

a) Sơ đồ cơ bản b) Đặc tính cơ

Trang 12

Điện trở trong mạch rôto động cơ không đồng bộ : Rr = Rtd – RT

Rr : Là điện trở dây quấn rôto

RT :Là điện trở ngoài mắc thêm vào rôto

Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rôto thì mômen tới hạn của động cơ không thay đổi và độ trượt tới hạn tỷ lệ bậc nhất với điện trở Nếu giữ dòng điện rôto không đổi thì mômen cũng không đổi và phụ thuộc vào tốc độ động cơ

Vì thế mà có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh mạch rôto cho truyền động động cơ mômen không đổi

Ưu thế của phương pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh

3.4.3 Điều chỉnh công suất trượt P s :

Trong các trường hợp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách làm mềm dặc tính và để nguyên tốc độ tải lý tưởng thì công suất trượt  P  SP

được tiêu tán trên điện trở mạch rôto Ở các hệ truyền động điện công suất lớn, tổn hao này là đáng kể Vì thế vừa điều chỉnh được tốc độ truyền động vừa tận dụng được công suất trượt, gọi là các sơ đồ nối tầng Có nhiều phương pháp xây dựng hệ nối tầng Ơû đây chỉ giới thiệu phương pháp nối tầng điện dùng Tiristo

Sơ đồ nguyên lý hệ thống nối tầng van điện:

Đặc tính cơ của hệ thống nối tầng Pm = 1000Kw

NL

BA

L U

1 0.8 0.6

đttn

Trang 13

Giản đồ năng lượng:

Giản đồ năng lượng khi bỏ qua tổn hao ở rôto, trong đó Pbd là công suất được trả về lưới, P bdlà tổn hao mạch biến đổi công suất trượt thành công suất điện có cùng tần số điện áp lưới

Sức điện động rôto Ur được chỉnh lưu thành điện áp một chiều qua điện kháng lọc cấp cho nghịch lưu phụ thuộc năng lượng Điện áp xoay chiều của nghịch lưu có biên độ và tần số của lưới điện Độ lớn của dòng điện rôto hoàn toàn phụ thuộc vào mômen tải của động cơ mà không phụ thuộc góc điều khiển nghịch lưu

Phương pháp này chỉ dùng điều chỉnh động cơ có công suất lớn

3.4.4 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ KĐB:

Aûnh hưởng của việc thay đổi tần số f1 cấp cho động cơ Xuất phát từ công thức 2 f1 p

 , ta thấy rằng thay đổi f1 sẽ làm từ trường quay và tốc độ động cơ thay đổi, vậy điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số được thực hiện khi động

Trang 14

cơ được cung cấp từ một nguồn có thể điều chỉnh được tần số Khi điều chỉnh tần số, muốn cho khả năng quá tải của động cơ không thay đổi ta phải điều chỉnh đồng thời điện áp động cơ Theo quy luật điều chỉnh khả năng quá tải không đổi ta có:

2 1

2 1 max

f

U C

2 ' 1 2 1

2 ' 1 max

' max '

max '

'

f

f U

U M

M M

M hay M

M M

f U

1

' 1 1

' 1

f

f U

Khi muốn có công suất cơ không đổi (tức là giữ điện áp không đổi) thì mômen tỉ lệ nghịch với tần số

Đường đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ KDB

Đường đặc tính cơ trên trình bày đặc tính cơ khi f1 f1dm với điều kiện từ

thông không đổi tức là giữ nguyên const

Trang 15

nguyên nếu ở dưới tốc độ định mức, tần số f giảm f  fdm thì dòng điện động cơ tăng lên rất lớn (vì tổng động cơ giảm theo tần số Do vậy khi giảm tần số cần phải

giảm điện áp theo quy luật nhất định, gọi là luật

Để điều chỉnh tần số cấp cho động cơ người ta dùng bộ biến tần Còn nếu điều chỉnh điện áp ta dùng bộ băm điện áp mà ta sẽ nghiên cứu khảo sát ở phần sau

Trang 16

2 Phân loại:

Biến tần được chia làm hai loại:

2.1 Biến tần trực tiếp:

Còn được gọi là biến tần phụ thuộc Thường gồm các nhóm chỉnh lưu điều khiển mắc song song ngược, cho xung lần lượt vào hai nhóm chỉnh lưu trên ta có thể nhận được dòng xoay chiều trên tải

Như vậy điện áp xoay chiều U1(f1) chỉ

cần qua một van là chuyển ngay ra tải với

U2(f2)

Tuy nhiên, đây là loại biến tần có cấu

trúc sơ đồ van rất phức tạp chỉ sử dụng cho

truyền động điện có công suất lớn, tốc độ làm

việc thấp vì việc thay đổi tần số f2 khó khăn và

phụ thuộc vào f1

2.2 Biến tần gián tiếp:

Bộ biến tần này còn gọi là biến tần độc lập Trong biến tần này, đầu tiên điện áp được chỉnh lưu thành dòng một chiều, sau đó qua bộ lọc rồi trở lại dòng xoay chiều với tần số f2 nhờ bộ nghịch lưu độc lập (quá trình thay đổi f2 không phụ thuộc vào f1)

Trang 17

Việc biến đổi hai lần làm giảm hiệu suất biến tần

Tuy nhiên việc ứng dụng hệ điều khiển số nhờ kỹ thuật vi xử lý nên ta phát huy tối đa các ưu điểm của biến tần loại này và thường sử dụng nó hơn

Do tính chất của bộ lọc nên biến tần gián tiếp lại được chia làm hai loại sử dụng nghịch lưu dòng và nghịch lưu áp

 Bộ biến tần gián tiếp nguồn dòng:

Là loại biến tần mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là nguồn dòng, dạng của dòng điện trên tải phụ thuộc vào dạng dòng điện của nguồn, còn dạng áp trên tải tuỳ thuộc vào các thông số của tải quy định

 Bộ biến tần gián tiếp nguồn áp:

Là loại biến tần mà nguồn tạo ra điện áp một chiều là nguồn áp (nghĩa là điện trở nguồn bằng 0) Dạng của điện áp trên tải tuỳ thuộc vào dạng của điện áp nguồn, còn dạng của dòng điện trên tải phụ thuộc vào thông số của mạch tải quy định

Bộ biến tần nguồn áp có ưu điểm là tạo ra dạng dòng điện và điện áp sin hơn, dãi biến thiên tần số cao hơn nên được sử dụng rộng rãi hơn

Bộ biến tần nguồn áp có hai bộ phận riêng biệt, đó là bộ phận động lực và bộ phận điều khiển,

 Phần động lực gồm có các phần sau:

- Bộ chỉnh lưu: có nhiệm vụ biến đổi dòng xoay chiều có tần số f1 thành dòng một chiều

- Bộ nghịch lưu: là bộ rất quan trọng trong bộ biến tần, nó biến đổi dòng điện một chiều được cung cấp từ bộ chỉnh lưu thành dòng điện xoay chiều có tần số

Trang 18

- Bộ lọc: là bộ phận không thể thiếu được trong mạch động lực cho phép thành phần một chiều của bộ chỉnh lưu đi qua và ngăn chặn thành phần xoay chiều Nó có tác dụng san bằng điện áp sau khi chỉnh lưu

 Phần điều khiển:

Là bộ phận không thể thiếu được, nó quyết định sự làm việc của mạch động lực, để đảm bảo các yêu cầu tần số, điện áp ra của bộ biến tần đều do mạch điều khiển quyết định Bộ điều khiển nghịch lưu gồm 3 phần:

- Khâu phát xung chủ đạo: là khâu tự dao động tạo ra xung điều khiển để đưa đến bộ phận phân phối xung Khâu này đảm nhận điều chỉnh xung, ngoài ra nó còn có thể đảm nhận luôn chức năng khuyếch đại xung

- Khâu phân phối xung: làm nhiệm vụ phân phối các xung điều khiển vào khâu khuyếch đại xung

- Khâu khuyếch đại trung gian: có nhiệm vụ khuyếch đại xung nhận được từ bộ phận phân phối xung đưa đến đảm bảo kích thích mở van

Sơ đồ của hệ thống điều khiển như sau:

Van

Phát xung

chủ đạo

Phân phối xung

Khuyếch đại xung

Trang 19

1.1 Sơ đồ nguyên lý và quá trình chuyển mạch:

Trang 20

Tụ Co có nhiệm vụ đảm bảo điện áp nguồn ít bị thay đổi, mặt khác nó trao đổi năng lượng phản kháng với cuộn cảm

Phương pháp điều khiển các van Tranzito thông thường nhất là điều khiển cho góc mở của van là 180o và 120o Ơû đây ta xét góc dẫn với tải đấu sao như thiết kế bằng cách xác định điện áp trên tải trong từng khoảng thời gian

60o (vì cứ 60o có một sự chuyển trạng thái mạch ) với nguyên tắc van nào dẫn coi là thông mạch Nhìn chung sơ đồ này có dạng một pha tải nối tiếp với 2 pha đấu

song song nhau Do vậy điện áp trên tải sẽ chỉ có giá trị là

3

z

U

(khi một pha đấu

song song, với 1 trong 2 pha còn lại) hoặc

3

2 Uz

khi nó đấu nối tiếp với nhánh

song song kia Với giả thiết là tải đối xứng

 Nguyên tắc chuyển mạch:

Cho góc mở của mỗi Tranzito là 180o và cứ 60o tiếp theo ( kể từ khi Tranzito trước đó mở thì cho 1 Tranzito khác mở) Như vậy trong cùng 1 thời gian có 3 Tranzito mở

Bảng trạng thái quá trình mở các Tranzito Xét quá trình chuyển mạch từ T5 sang T2 tương ứng khoảng từ (0 o 60o) sang (60 o 120o)

Trong khoảng (0 o 60o) thì T1, T5, T6 dẫn Chiều dòng điện trên tải được xác định theo chiều mũi tên, đến thời điểm 60o thì đảo trạng thái từ T5 sang T2 Do trên tải Zc mang tính cảm nên dòng điện không đảo ngay lập tức mà năng lượng tích luỹ trong Zc duy trì theo chiều cũ một thời gian, lúc đó buộc dòng điện duy trì

Trang 21

phải thoát qua Diod D2, qua tải về âm nguồn đến lúc dòng điện đổi chiều sẽ mang dòng điện duy trì thì D2 khoá Quá trình chuyển mạch kết thúc

Cũng lý luận tương tự ta được chuyển mạch hình b đến hình f

Za

T4 T2

Zb

T6

T5 T4

T6

Zb T2

Zc

Trang 22

1.2 Dạng sóng mạch nghịch lưu:

Trang 23

Ta tính điện áp trên từng pha tải, trước tiên là pha A:

Tương tự ta tính được các pha B,C

 Bảng chuyển trạng thái của Diod:

1.3 Tính toán và chọn các phần tử trong mạch nghịch lưu:

Theo đề cho:

Động cơ không đồng bộ roto lồng sóc

Công suất định mức : P dm= 0.75kW

Tốc độ định mức : nđm = 1480 (vòng/ph)

Hệ số cos : cos = 0.73

Điện áp lưới : 220/380 V

Hiệu suất :   0.72

Hệ số quá tải :   1.03

Dòng điện stato : Iđm = 2.5A

Trang 24

1.3.1 Kích thước chủ yếu của động cơ

1.3.1.1 Số đôi cực từ p:

Ta có nđm =1480 vòng/phút, do đó n1 =1500 vòng/ phút

21500

506060

Trong đó:

f1 là tần số định mức

n1 là tốc độï đồng bộ

Ta chọn số đôi cực của động cơ là p=2

1.3.1.2 Xác định đường kính ngoài của lõi thép stato D n :

Ta xác định đường kính ngoài theo chiếu cao tâm trục h

Theo bảng IV.1 của phụ lục IV dãy công suất trong sách “Thiết kế máy điện”

của 2 tác giả Trần Khánh Hà và Nguyễn Hồng Thanh, ta chọn chiều cao tâm trục

của động cơ roto lồng sóc kiểu IP44 theo tiêu chuẩn TCVN - 1987- 1994 cách điện cấp B

Với P=0.75 kW, 2p=22=4, ta chọn h=80mm

Với h=80mm, theo bảng 10.3 cùng tài liệu trên, ta chọn đường kính ngoài stato tiêu chuẩn Dn=13.1 cm

Theo hình 10.2, với Dn=13.1 cm và 2p=4, ta có kE=0.96

1.3.1.3 Đường kính trong stato:

Theo bảng 10.2, với 2p=4 ta có kD=0.640.68

D=kD.Dn=(0.640.68)13.1=8.3848.908 cm

Ta lấy D=8.4 cm

1.3.1.4 Xác định hiệu suất  và hệ sô cos của động cơ:

Với công suất định mức P=0.75 kW, tra bảng 10.1 cùng tài liệu trên ta xác định được:   72 % và cos  0 73

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	576,88 KB