giáo trình truyền động điện , chương 4

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

0
405
lượt xem
278
download

giáo trình truyền động điện , chương 4

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các hệ truyền động điều chỉnh thông dụng như: Hệ thống máy phát - động cơ một chiều(F-Đ), hệ chỉnh lưu điều khiễn - động cơ một chiều(CL-Đ), hệ điều chỉnh xung áp - động cơ một chiều(ĐAX- Đ), điều chỉnh động cơ không đồng bộ bằng điện trở xung trong mạch rôto, hệ điều chỉnh pha Tiristo - động cơ không đồng bộ, hệ biến tần - động cơ không đồng bộ, điều khiển vecto, các sơ đồ khối tầng của động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: giáo trình truyền động điện , chương 4

  1. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Chương 4 CÁC H TRUY N NG I U CH NH THÔNG D NG 4.1 H th ng máy phát - ng cơ m t chi u (F- ) 4.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ m t chi u (CL- ) 4.3 H i u ch nh xung áp - ng cơ m t chi u ( AX- ) 4.4 i u khi n ng cơ không ng b b ng i n tr xung trong m ch rôto 4.5 H i u ch nh pha Tiristo- ng cơ không ng b 4.6 H bi n t n - ng cơ không ng b , i u khi n vectơ 4.7 Các sơ n i t ng c a ng cơ không ng b rôto dây qu n 4.1 H th ng máy phát - ng cơ m t chi u (F- ) 4.1.1 Sơ nguyên lý CF : cu n dây c c t ph . 4.1.2 Các ch c năng ch y u c a h a) i u ch nh t c ng cơ Thay i U k = var ⇒ UkF = Ud = var ⇒ IkF var, φF var ⇒ Ef = var ⇒ Uư = var ⇒ ω var. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 1
  2. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) H n ch dòng i n và mômen ng cơ Nh khâu ph n h i có ng t ⇒ dòng i n, mômen ư c h n ch dư i giá tr cho phép trong các trương h p kh i ng, hãm, o chi u, quá t i l n và ng n m ch. c) Cư ng b c quá trình quá “kh i ng cư ng b c” d) o chi u quay ng cơ ⇒ o chi u i n áp kích t UkF ⇒ ikt o chi u ⇒ φ o chi u ⇒ o chi u quay ng cơ. H F- cho phép làm vi c trên c 4 góc ph n tư c a m t ph ng t a [M,ω]: N u cho kt máy phát theo chi u thu n có Ef1>0 ⇒ ư ng 1, tr ng thái ng cơ, góc 1. N u gi m UkF s F gi m xu ng Ef3 ⇒ ư ng 3 (góc 2) ⇒ hãm tái sinh. return GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 2
  3. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ m t chi u (CL- ) 4.2.1 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ không o chi u a) Sơ nguyên lý N u iu liên t c: Ud = Udo.cosα N u s l n p m ch trong m t chu kỳ i n áp lư i m≥2: m π U do = sin 2.U 2 = K u .U 2 π m v i Ku là h s ph thu c sơ ch nh lưu. Ví d : Sơ CL 1 pha 2 n a chu kỳ, và CL c u m t pha m = 2, Ku= 0,9; Sơ CL tia 3 pha m = 3, Ku = 1,17; c u 3 pha m = 6, Ku = 2,34. Như v y khi U k = var ⇒ α = var ⇒ Ud = var ⇒ ω = var. - h n ch s p m ch c a dòng i n ⇒ thi t k cu n kháng l c các thành ph n sóng hài có trong i n áp ch nh lưu. Tr s i n c m c n thi t l c ư c tính: U dn.max .100 LL = ,H * 2K.m.ω.I1 %.I d.®m Id. m: dòng i n nh m c c a b ch nh lưu K: b i s sóng hài, K = 1, 2, 3… m: s l n p m ch trong m t chu kỳ. I1*% : tr hi u d ng c a dòng i n sóng cơ b n l y t s theo dòng i n nh m c c a ch nh lưu. Cho phép I1*% < 10%. Udn.max: biên c a thành ph n sóng hài c a i n áp ch nh lưu: 2.cos α U dn.max = U do . 1 + K 2 .m2 .tg2 α , V 2 2 K .m − 1 Udo: i n áp ch nh lưu c c i. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 3
  4. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Tr s i n c m c a cu n kháng l c: LCKL= LL - Lư - LBA trong ó: Lư: i n c m ph n ng ng cơ ư c tính g n úng: 30U ®m L− = Kd . πI ®m .n ®m .p Kd=0,5-0,6: i v i ng cơ không có cu n bù Kd = 0,1-0,25: i v i ng cơ có cu n bù. LBA: i n c m c a máy bi n áp, tính g n úng: u %.U 2f L BA = 2 n , H , ω = 2πf, t n s góc ngu n ω.I2f .100 - h n ch dòng i n gián o n ⇒ thi t k cu n kháng h n ch dòng i n gián o n: Tr s i n c m c n thi t h n ch dòng i n gián o n: 1 U  L g® =  do .k gh − x BA  , ω = 2πf.m: t n s góc dòng i n ch nh lưu ω  I dgh     π π k gh =  1 − cot g  .sin α  m m Idgh: dòng i n gi i h n nh nh t, ch n Idgh≤ 0,05I m. b) Sơ thay th c a h Cl- không o chi u Ed = Udo.cosα = KCL.U k trong ó: KCL = Udo/U k- h s khu ch i b ch nh lưu RCL = RBA + RKL + Rcm RBA = R2 + R1' = R2 + R1/K2BA RKL ≈ 0 i n tr cu n kháng l c Rcm = (m/2π).XBA i n tr ng tr xét n ph n s t áp do hi n tư ng chuy n m ch gi a các tiristo. XBA = X2 + X1' = X2 + X1/K2BA ho c xác nh theo catalog: ∆Pd % U 2 dm ∆Pd % U1dm R BA = . = . 100 I 2 dm 100 K 2 I1dm BA U % U U % U X BA = nm . 2 dm = nm . 2 1dm 100 I 2 dm 100 K BA I1dm U1dm U1dm KBA ≈ ≈ h s bi n áp E 2 dm U 2 dm GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 4
  5. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) c) c tính cơ c a h tr ng thái dòng i n liên t c "dòng i n liên t c" E d R ut E R ω= − .I u = d − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) Rut = Ru + RCL: t ng i n tr m ch i n ph n ng U do R U R ω= cos α − ut .I u = do cos α − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) K CL R K R ω= U dk − ut .I u = CL U dk − ut 2 .M kφ kφ kφ (kφ) ω ωomax Udkmax; α=0; +Udo ωoi 0 M HN Udk=0; α=π/2; Ed=0 N TS TS -ωomax -Udkmax Nh n xét: - T c không t i lí tư ng: U do K ω0 = cos α = CL .U dk kφ kφ GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 5
  6. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Udk = +Udkmax ÷ 0 ÷ -Udkmax ⇒ α = 0 ÷ π/2 ÷ π ⇒ Ed= +Udo ÷ 0 ÷ -Udo ⇒ ωo = +ω0max ÷ 0 ÷ -ω0max - c ng TC β CL −D = (kφ)2 = const thư ng RCL ≈ 3Ru. R u + R CL - Trong vùng Ic, Mc nh ⇒ ”tr ng thái dòng i n gián o n” d) Các tr ng thái hãm, tr ng thái tái sinh c a ng cơ và tr ng thái ngh ch lưu c a b ch nh lưu Xem hình trên. “tr ng thái ng cơ” ⇔ “tr ng thái ch nh lưu” “tr ng thái hãm tái sinh” ⇔ “tr ng thái ngh ch lưu” tuỳ tr s U k mà có th x y ra hãm - Hãm ngư c. - Hãm ng năng. - Hãm tái sinh. Tr ng Ch nh lưu ng cơ Sơ thay th thái α Ed Tr.thái ω E Tr.Thái Iu ng (Ed-E)/ Ed Rut ω cơ α0 Ch.lưu ω>0 E>0 ng Rut E cơ Iu Hãm (Ed+E)/ Ed Rut Hãm α0 Ch.lưu ω
  7. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ví d : L p sơ thay th cho h CL- và xác nh ph m vi i u ch nh góc m van α i u ch nh t c ng cơ trong d i D=10:1. ng cơ 13,5kW; 220V; 1050vg/ph; 73A; Ru = 0,12Ω. Ch nh lưu Tiristo c u 3 pha, có máy bi n áp chuyên dùng 20kVA,n i Y/Y, U1=380/220V; U2=220/127V; i n tr ng n m ch Rnm=0,15Ω; i n kháng ng n m ch Xnm=0,87Ω (khi ng n m ch th c p). Gi i Ω 0,33Ω - i n áp ch nh lưu l n nh t: m π 6 π U do = sin 2.U 2 = sin . 2.127 = 297V π m π 6 - S c i n ng c a ch nh lưu: Ed = Udo.cosα = 297.cosα U1f 220 - H s bi n áp K BA = = = 1,73 U 2 F 127 - i n tr máy bi n áp: R nm 0,15 R BA = R 2 + R 1 = ' = = 0,05Ω K2BA 1,732 - i n kháng máy bi n áp: X nm 0,87 X BA = X 2 + X1 = ' = = 0,29Ω K2BA 1,732 - i n tr trong m ch ch nh lưu (b qua i n tr trong cu n kháng và s t áp trên Tiristo): m 6 R CL = R BA + R cm = R BA + X BA = 0,05 + 0,29 = 0,33Ω 2π 2π -T c l n nh t trong d i i u ch nh GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 7
  8. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) n dm 1050 ωmax = ωdm = = = 110rad / s 9,55 9,55 -T c nh nh t trong d i i u ch nh ωmax 110 ωmin = = = 11rad / s D 10 - Sdd c a b ch nh lưu tương ng v i t c l n nh t Ed.max = Udocosαmin = kφ m.ωmax+(RCL+Ru)Idm U dm − I dm R u 220 − 73.0,12 kφ dm = = = 1,92Wb ωdm 110 E 247,7 cos α min = d max = = 0,837; α min = 33,50 U do 297 ⇒ Edmax = 247V - Sdd c a b ch nh lưu tương ng v i t c nh nh t Ed.min = Udocosαmax = kφ m.ωmin+(RCL+Ru)Idm = 56,7V E d min 56,7 cos α max = = = 0,194; αmax = 78,80. U do 297 4.2.2 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ o chi u ng cơ có th làm vi c ư c c 4 góc ¼ c a m t ph ng [M,ω] thì ta ph i s d ng h CL- o chi u. a) Các phương pháp o chi u quay ng cơ trong h CL- - o chi u dòng kích t - o chi u dòng i n ph n ng b ng ti p i m - o chi u dòng i n ph n ng b ng b ch nh lưu thu n ngh ch GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 8
  9. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) V1 b) Sơ nguyên lý h CL- o chi u dùng cho b ch nh lưu thu n ngh ch - Sơ n i song song-ngư c - Sơ hình ch th p c) Các nguyên t c i u khi n b ch nh lưu thu n ngh ch trong h CL- o chi u - i u khi n riêng hai nhóm. - i u khi n chung: “tr ng thái i” α1 + α2 = 1800. “v n dòng i n cân b ng” GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 9
  10. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2.3 H ch nh lưu i u khi n- ng cơ t ng a) H dùng b khu ch i t ng E Mc U U k Uư ω I R∑ B S01(p) S02(p) - - Upω KI Upi.ng Kω trong ó: 1 1 S o1 = . ; Tư = Lư/Rư R − 1 + T− p kφ 1 ω NG S o2 = . J p βh K§ S § = S o1 .S o2 = ; K =1/kφ; Tc=J/β. Tc p.(1 + T− p) khi tính n E ng cơ: K§ S§ = Tc .T− p 2 + Tc p + 1 Ing Inm I,M GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 10
  11. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) b) H i u ch nh c l p các t a ki u n i ti p ω βkín βh U i.max = Kpi.Icp ⇒ khi kh i ng Iu.max = Ik = Icp Icp I, M E Mc U ω U i U k Uư ω Rω I Ri B S01(p) S02(p) - - Upω Upi KI Kω return 4.3 H i u ch nh xung áp - ng cơ m t chi u ( AX- ) 4.3.1 Nguyên lý làm vi c c a h AX- GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 11
  12. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) td E b = U tb = U = γ.U γ: h s chu kỳ, r ng xung TCK E b − E γ.U − kφω I u = I tb = = Ru Ru γ.U R u γ.U R M ω= − .I u = − u 2 .M = ω0 − kφ kφ kφ (kφ) βb U ω0.c = ω0 max = kφ (xem mô ph ng) 4.3.2 Phương pháp i u khi n h AX- - Thay i td, gi TCK (fx = 500Hz÷10kHz). - Thay i TCK (fx) gi td,. - Phương pháp h n h p 4.3.3 Sơ h AX- dùng khóa tiristo GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 12
  13. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 13
  14. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.4 i u khi n ng cơ không ng b b ng i n tr xung trong m ch rôto 4.4.1 Sơ nguyên lý Rmc = 2Rf R '2 - trư t t i h n t nhiên s th = X nm R '2 t R '2 + R 'f - trư t t i h n nhân t o s th .nt = = X nm X nm  s th .nt  ⇒ Rf = R2  − 1  R2 i n tr cu n dây roto c a ng cơ  s th   s th .nt  ⇒ R mc = 2R f = 2R 2   − 1   s th  - i u ch nh t c b ng cách thay i γ: R mctb = R 1 (1 − γ ) γ: r ng xung i n tr γ=td/TCK GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 14
  15. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.2.2 Các c tính gi i h n và bi u di n c a các quá trình quá có vùng i u ch nh r ng (t c , mômen) ngư i ta thư ng t o ra hai ư ng c tính gi i h n: ư ng 1-gi i h n ngoài và ư ng 2- gi i h n trong. - ư ng gi i h n ngoài nh m m c ích h th p ư ng TC t nhiên, thành TC nhân t o có trư t t i h n sth1 l n, nh ó m b o cho vùng t c th p có kh năng i u ch nh mômen r ng, nh t là vùng hãm ngư c. có ư c TC này, ta n i c nh m t i n tr R0 ≈ (0,15÷0,2)Rdm; Rdm=E2nmf/I2dm. Như v y: ư ng 1: ư ng gi i h n ngoài (khi Tiristo luôn m Rmcmin = R0). ư ng 2: ư ng gi i h n trong (khi Tiristo luôn m Rmcmax = R0+R1). - ng v i ư ng gi i h n ngoài:  R  sth1 = sth  0 + 1   2R2  - ư ng gi i h n trong ng v i trư ng h p T luôn khóa: Rmc = Ro + R1 = Rmc.max U d max thư ng ch n: R mc max = ⇒ R1 = Rmcmax – R0 I d.cp Id.cp ≈ 1,226I2.cp Udmax i n áp ch nh lưu l n nh t ng v i khi ng cơ ng n m ch. - M t quá trình quá (kh i ng, o chi u quay) s di n ra theo ư ng dích d c qua l i gi a 2 c tính gi i h n trên: Khi T d n, i m làm vi c có xu hư ng ch y v ư ng 1; Khi T khoá, i m làm vi c s ch y v ư ng 2. Tuy nhiên, nh m ch có i n c m l n (X2 và XCK) nên dòng roto không th t bi n, do ó ng cơ s tăng t c theo ư ng g n sóng ( ư ng 3). B ng cách i u khi n T, thay i t , γ c a Rmc ta có th xê d ch ư c mômen và gia t c trong các QTQ . 4.4.3 H i u khi n i n tr xung t ng tương t h AX- GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 15
  16. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Ví d 4-2: Ch n R0 và R1 trong m ch m t chi u c a sơ i u khi n i n tr xung m ch rôto sao cho có th m r ng vùng i u ch nh mômen và t c ng cơ c trong tr ng thái ng cơ và hãm ngư c. ng cơ roto dây qu n 30kW, 380/220V, 970vg/ph, λ = 2,8; I1dm = 70,5A; R1 = 0,125Ω; X1 = 0,23Ω; E2nm = 259V; I2dm = 72A; R2=0,055Ω; X2 = 0,225Ω; Ke = 1,4. Gi i n 0 − n dm 1000 − 970 - trư t nh m c s dm = = = 0,03 n0 1000 - trư t t i h n c a c tính cơ t nhiên R '2 R '2 K e 2 s th = = = 0,158 R + (X1 + X 2 ) R + (X1 + X 2 K ) 2 ' 2 2 2 2 1 1 e ⇒v ư c DTC t nhiên qua 3 i m: [M*=0;s=0] [1; 0,03] [2,8; 0,158] Ta ch n R0=0,2Rdm = 0,2.259/( 3 .72) = 0,41Ω - i n tr ph 3 pha ng tr cho R0: Rf0 = R0/2 = 0,205Ω - trư t t i h n c a c tính cơ gi i h n có i n tr c nh R0:  R   0,205  s th1 = s th  0 + 1 = 0,158  2R  + 1 = 0,747  2   2.0,055  ⇒ m b o vùng i u ch nh mômen r ng cho c tr ng thái hãm ngư c (góc ph n tư th 4) và kh i ng. - i n áp ch nh lưu l n nh t, ng v i trư ng h p ng cơ ng n m ch: 259 U d max = 2,34E 2 nmf = 2,34 = 350,3V 3 - Ch n m c h n ch dòng i n roto I2.max = 2I2dm, tương ương v i dòng i n trong m ch m t chi u: Idcp = Idmax = 1,226I2max = 1,226.2.72 = 176,5A - i n tr i u ch nh R1: U d max 350,3 R1 = − R0 = − 0,41 = 1,574Ω I dcp 176,5 - trư t t i h n c a c tính cơ gi i h n trong ( ng v i Rmc = R0+R1 = 1,98Ω) R   1,98  s th 2 = s th  mc + 1 = 0,158  2R  + 1 = 3  2   2.0,055  return GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 16
  17. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.5 H i u ch nh pha Tiristo- ng cơ không ng b (FT- K B) 4.5.1 B i u ch nh i n áp dùng tiristo α : góc m Tiristo; ϕ: góc pha c a ng cơ ΩL d X d tgϕ = = t Rd Rd ư ng U1=f(Ωt) ch a các thành ph n sóng hài, trong ó có hài b c 1 (50Hz) là thành ph n sinh công: U1 ν1 = = f (α, ϕ) giá tr tương i c a U1 U Ul i n áp hi u d ng c a i n áp pha lư i GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 17
  18. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) Có dây trung tính Không có dây trung tính 4.5.2 Sơ nguyên lý c a m t h “ i u ch nh pha tiristo- ng cơ” t ng GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 18
  19. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) return 4.6 H bi n t n - ng cơ không ng b , i u khi n vectơ i u ch nh i u ch nh Chuy n i t thông dòng i n t a ψrc = cst isdc usdc usαc ta Rψ dq Ri usqc SVM tb VSI ωc isqc usβc tc Rn αβ i u ch nh t c isd i sα dq αβ isq isβ αβ abc θs Ư c lư ng ψr RFE t thông IM rôto ω C u trúc sơ b h T ng cơ K B i u khi n hư ng trư ng GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 19
  20. Môn h c: i u khi n ng cơ i n (Truy n ng i n) 4.7 Các sơ n i t ng c a ng cơ không ng b rôto dây qu n 4.7.1 Vi c s d ng công su t trư t trong sơ n i t ng P12 = Mdt.ω0 công su t i n t ∆Ps = P12.s công su t trư t chuy n t m ch stato vào rôto, (trong các h th ng T bình thư ng, ∆Ps tiêu tán trên i n tr rôto). ⇒ P12 = Pcơ + ∆Ps t n d ng năng lư ng i n ∆Ps khi ta i u ch nh sâu, ta s d ng sơ n i t ng. Lư i Lư i P1≈P12 P1≈P12 ng cơ Pcơ Máy sx ng cơ Pcơ Máy sx ∆Ps ∆Ps ∆P i n ∆P’cơ TB bi n i TB bi n i n i t ng i n cơ n i t ng i n 4.7.2 Phân lo i sơ n i t ng - Sơ n i t ng i n cơ Pcơ.t = Pcơ + ∆P’cơ = Pcơ + ∆Ps = P12 = M tω0 = const ⇒ n i t ng có công su t không i khi i u ch nh t c . - Sơ t ng i n Pcơ = P12 - ∆Ps = M mω0 – M m.ω0.s = M m.ω0(1-s) Pco M dm ω0 (1 − s ) M cp = = = M dm = const ω ω ⇒ n i t ng có mômen không i 4.7.3 Sơ nguyên lý c a t ng i n cơ và t ng i n a) T ng i n cơ E2d = KuE2 = KuE2nmf.s Eb = kφω = k.a.Ikt.ω Iu = Id ~ I2: E 2 d − E bd Id = K i I2 = Rt = RCL+Rb Rt Ikt var ⇒ Eb var ⇒ I2 var ⇒ mômen ng cơ var ⇒ t c ω var. GV: Hà Xuân Hòa December 12, 2006 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản