Bài giảng Máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:206

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển cung cấp cho người học các kiến thức: Máy biến áp trong thiết bị tự động và điều khiển; Máy biến áp cung cấp tín hiệu; Máy điện quay trong thiết bị tự động và điều khiển;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển

EE4205-MÁY ĐIỆN TRONG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG VÀ ĐIỀU KHIỂN
CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1. Khái niệm, vai trò của các loại máy điện sử dụng trong các thiết bị và hệ thống điều khiển tự động - cung cấp nguồn cho các thiết bị điện-điện tử khác - điều khiển các cơ cấu chấp hành - thực hiện các chức năng thông tin, liên lạc trong hệ thống Thiết bị điện từ Thiết bị điện tử độ bền cao không bền bằng thiết bị điện từ kích thước lớn kích thước nhỏ quán tính lớn quán tính nhỏ làm việc trong mọi điều kiện
Ví dụ: chức năng thông tin. F: máy phát tốc có điện áp phát ra tỷ lệ thuận với tốc độ Cơ cấu n F U N (tốc độ quay)     (góc quay rotor) d d = ;U = C dt dt Tín hiệu đầu vào là góc xoay rotor . Đầu ra là 1 hàm của góc xoay rotor 
2. Phân loại -Theo nguyên lý làm việc : + Máy biến áp, + Máy điện không đồng bộ, + Máy điện đồng bộ, + Máy điện xoay chiều có vành góp - Theo chức năng : + Máy biến áp : *Máy biến áp cấp nguồn *Máy biến áp cung cấp tín hiệu + Máy điện quay: *Máy điện quay cung cấp tín hiệu *Động cơ chấp hành
3. Phương pháp học tập cho học phần:” Máy điện trong thiết bị tự động và điều khiển” - Lên lớp, nghe giảng - Làm các bài kiểm tra trên lớp - Làm báo cáo (bài tập dài) - Làm bài kiểm tra giữa kỳ - Làm bài thi cuối kỳ
CHƯƠNG I: Máy biến áp trong thiết bị tự động và điều khiển. 1.1. Những vấn đề chung 1.1.1.Các thiết bị tự động và điều khiển cần sự đa dạng về nguồn điện áp cấp: - Có nhiều cấp điện áp, dùng Máy biến áp nhiều dây quấn - Có độ thay đổi điện áp liên tục, dùng Máy biến áp tự ngẫu - Cấp điện cho hệ thống chỉnh lưu, dùng Máy biến áp chỉnh lưu - Cần có nguồn đóng cắt tần số cao dùng Máy biến áp cho nguồn đóng cắt tần số cao - Có độ thay đổi điện áp liên tục, dùng Máy điều áp cảm ứng 1.1.2. Các thiết bị tự động và điều khiển cần có tín hiệu khác nhau : - Cung cấp tín hiệu cho đo lường dùng Máy biến điện áp, Máy biến dòng điện - Cần có nguồn điện 1,2,3… pha dùng Máy biến áp biến đổi số pha - Cần có nhiều tần số khác nhau dùng Máy biến áp nhân tần - Cần có xung điện áp dùng Máy biến áp xung - Biến đổi tín hiệu góc xoay rôto thành tín hiệu điện áp ra là hàm của góc xoay dùng Máy biến áp xoay
1.2. Máy biến áp cấp nguồn 1.2.1 Máy biến áp nhiều dây quấn (Multiple Winding Transformers) MBA có 1 cuộn sơ cấp và nhiều cuộn thứ cấp gọi là MBA nhiều dây quấn. Thực tế có một số loại MBA có nhiều cuộn sơ cấp với các cấp điện áp khác nhau và 1 cuộn thứ cấp, nhưng chỉ sử dụng 1 điện áp sơ cấp thì không gọi là MBA nhiều dây quấn 1.2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc Xét Máy biến áp ba dây quấn: MBA trong một số trường hợp sử dụng loại 3 dây quấn (1 dây quấn sơ cấp, 2 dây quấn thứ cấp) để nâng cao các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Máy biến áp ba dây quấn có một dây quấn sơ cấp và hai dây quấn thứ cấp để có các cấp điện khác nhau ứng với các tỷ số biến đổi k12 = U1 /U2 = N1 /N2 k13 = U1 /U3= N1 /N3
Máy biến áp 3 dây quấn -MBA 3 dây quấn so với MBA 2 dây quấn có ưu điểm: + Rẻ hơn + Mặt bằng chiếm chỗ bé hơn + Liên tục truyền tải năng lượng sang 2 dây quấn thứ cấp + Tổn hao năng lượng bé hơn chừng 2 lần -MBA 3 dây quấn so với MBA 2 dây quấn có nhược điểm: + Độ tin cậy kém hơn + Bố trí đầu ra phức tạp hơn
- Được chế tạo theo kiểu tổ máy biến áp 3 pha hoặc máy biến áp 3 pha 3 trụ, ở mỗi pha đặt 3 dây quấn - MBA 3 dây quấn có tổ nối dây tiêu chuẩn: Y0/Y0/Δ-12-11 và Y0/Δ/Δ -11-11 - 1.2.1.2 Phân phối công suất giữa các dây quấn - Theo quy định quy định về công suất chế tạo, phân bố công suất giữa các cuộn thường theo tỷ lệ : S1đm/ S1đm, S2đm/ S1đm, S3đm/ S1đm = + 100%, 100%, 100% + 100%, 100%, 67% + 100%, 67%, 100% + 100%, 67%, 67% 1.2.1.3 Ứng dụng của máy biến áp nhiều dây quấn Cấp điện cho các bộ biến đổi có sử dụng triac (triode for alternating current), linh kiện điện tử bán dẫn chuyên dụng dùng trong các bo mạch điện tử để đóng cắt điện xoay chiều cho các phụ tải
1.2.2 Máy biến áp tự ngẫu (Autotransformer) 1.2.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc : chỉ có 1 dây quấn I2 I1 I1 I2 U1 w1 w2 U2 w2 U1 w1 U2 Điện năng truyền: U1 w 1 = U1 - trực tiếp về điện U2 = w2 U2 w 2 w1 - cảm ứng điện từ
Ưu điểm MBA tự ngẫu (có 1 dây quấn) so với MBA thông thường (có 2 dây quấn): - Giá thành rẻ hơn vì chỉ có 1 dây quấn, và tiết kiệm lõi thép - Tổn thất công suất giảm, hiệu suất tăng so với MBA bình thường - Điện áp ngắn mạch nhỏ hơn MBA bình thường cùng công suất - Sụt áp nhỏ vì điện áp ngắn mạch nhỏ Nhược điểm MBA tự ngẫu (có 1 dây quấn) so với MBA thông thường (có 2 dây quấn): - Điện áp ngắn mạch nhỏ nên dòng điện ngắn mạch lớn - Khi vận hành với lưới điện trung tính nối đất phải nối đất để đảm bảo an toàn - Yêu cầu cách điện cao hơn bình thường - Sơ cấp và thứ cấp liên hệ trực tiếp về điện cho nên mức độ an toàn không cao, tỷ số biến áp không cao
1.2.2.2 Ứng dụng của máy biến áp tự ngẫu. - Truyền tải điện năng, liên lạc giữa các hệ thống điện có cấp điện áp khác nhau, ví dụ 110-220; 220-500; 330-750 kV - Khởi động các ĐCKĐB công suất lớn - Điều chỉnh điện áp liên tục dùng trong các phòng thí nghiệm - Làm nguồn cho các thiết bị điện sinh hoạt - Chế tạo máy ổn áp
1.2.3 Máy biến áp chỉnh lưu (Rectifier Transformers) 1.2.3.1 Máy biến áp trong hệ thống chỉnh lưu 1 pha Hình 1.2.3.1.1 MBA chỉnh lưu điển hình
Hình 1.2.3.1.2 MBA chỉnh lưu nửa chu kỳ Hình 1.2.3.1.3 MBA chỉnh lưu cả chu kỳ Nếu một máy biến áp dùng cuộn dây thứ cấp có đầu ra ở giữa, chỉnh lưu sóng toàn phần sẽ hiệu quả hơn. Cuộn dây thứ cấp có đầu ra ở giữa tạo ra hai đầu ra ngược pha nhau
Hình 1.2.3.1.4 MBA chỉnh lưu cầu
1.2.3.2 Máy biến áp trong hệ thống chỉnh lưu 3 pha Sơ đồ cầu 3 pha có điều khiển đối xứng. Máy biến áp chỉnh lưu là loại 3 pha 3 trụ sơ đồ đấu dây ∆/Y
a)Bộ chỉnh lưu nửa sóng 3 pha Ba điốt được nối với ba pha của cuộn dây thứ cấp của máy biến áp. Ba pha thứ cấp được nối sao
b) Bộ chỉnh lưu sóng toàn phần 3 pha
Sáu điốt được sử dụng. Nó cũng được gọi là chỉnh lưu nửa sóng 6 diode. Trong đó, mỗi diode dẫn điện cho 1/6 của chu kỳ AC. Các dao động điện áp DC đầu ra ít hơn trong các bộ chỉnh lưu sóng toàn phần 3 pha.