intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha

Chia sẻ: NguyễnThanh Hiếu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:47

Thêm vào BST
Báo xấu
371
lượt xem 120
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi mà động cơ điện càng được ứng dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp thì điều khiển nó 1 cách tối ưu là 1 vấn đề được đặt ra. Có nhiều phương pháp để điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha.Trải qua nhiều giai đoạn, qua nhiều phương pháp.Cho đến khi Biến tần được tạo ra và đưa vào ứng dụng thì nó trở thành 1 giải pháp tối ưu và được dùng rất rộng rãi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha

  1. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN  Đề Tài: Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Giáo Viên Bộ Môn : Th.s Nguyễn Đăng Khang Nhóm 3 –Lớp TĐH2 K5 Sinh viên thực hành: Nguyễn Thanh Hiếu Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 1
  2. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Lời nói đầu Như chúng ta đã biết ngày nay,Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,ngành công nghiệp có 1 vai trò quan trọng nhằm thúc đẩy và phát triển nền kinh tế.Đưa công nghệ mới vào sản xuất là 1 yêu cầu tất yếu. Khi mà động cơ điện càng được ứng dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp thì điều khiển nó 1 cách tối ưu là 1 vấn đề được đặt ra. Có nhiều phương pháp để điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha.Trải qua nhiều giai đoạn, qua nhiều phương pháp.Cho đến khi Biến tần được tạo ra và đưa vào ứng dụng thì nó trở thành 1 giải pháp tối ưu và được dùng rất rộng rãi. Có nhiều hãng nước ngoài sản xuất các loại biến tần khác nhau. Misubishi là 1 trong số đó.Chúng em đã được giao đề tài”nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha” chuyên sâu về biến tần của hãng Mitsubishi.Em đã chọn biến tần FR-A700 để nghiên cứu.Qua đề tài này em đã có thêm nhiều kiến thức hơn về hệ biến tần-động cơ không đồng bộ 3 pha. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Điện đã giúp đỡ chúng em đặc biệt là thầy Nguyễn Đăng Khang đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em làm bài tiểu luận Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng trong quá trình làm bài tập lớn, chưa có nhiều kinh nghiệm nên còn có nhiều nhiều Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 2
  3. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN sai sót trong cách trình bày cũng như phần thể hiện đồ án của mình mong các thầy, cô và các bạn góp ý và bổ sung thêm. Em xin chân thành cảm ơn. Mục Lục I KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA II TÌM HIỂU CHUNG VỀ BIẾN TẦN III GIỚI THIỆU BIẾN TẦN MITSUBISHI FR-A700 III KẾT LUẬN Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 3
  4. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN I Khái quát về động cơ không đồng bộ 3 pha 1. Khái niệm. Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ từ trường quay trong máy. 2. Cấu tạo: Gồm 2 phần chính: Phần tĩnh(Stato): gồm vỏ máy, lõi sắt và dây quấn. Phần quay(Roto): Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 4
  5. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN gồm trục, lõi sắt và dây quấn roto Ngoài ra khe hở trong ĐCKĐB rất nhỏ nên roto trong ĐCKĐB rất tròn và đều 2.1. Phần tĩnh ( hay Stator): Trên stator có vỏ , lõi thép và dây quấn 2.1.1. Vỏ máy : Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn.Thường võ máy làm bằng gang . Đối với vỏ máy có công suất tương đối lớn ( 1000 kw ) thường dung thép tấm hàn lại làm vỏ máy ,tùy theo cách làm nguội ,máy và dạng vỏ máy cũng khác nhau . 2.1.2.Lõi thép: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 5
  6. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Lõi thép là phần dẫn từ . Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm bớt tổn hao , lõi thép được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm ép lại . Khi đường kính ngoài của lõi thép nhỏ hơn 990mm thì dùng cả tấm thép tròn ép lại . Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm thép hình rẻ quạt ( hinh 1.2 ) ghép lại thành khối tròn . Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện trên bề mặt để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên .Nếu lõi thép ngắn thì có thể ghép thành một khối nếu lõi thép quá dài thì ghép thành Hình 1.2 tấm thép hình rẻ quạt những tấm ngắn mỗi tấm thép dài từ 6 đến 8 cm đặt cách nhau 1cm để thông gió cho tốt .Mặt trong cùa lá thép có sẽ rảnh để dặt dây quấn . 2.1.3. Dây quấn: Dây quấn stator được đặt vài các rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi thép . Dây quấn phấn ứng là phần dây bằng đồng được trong các rãnh phần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín .Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến dổi năng lượng từ điện năng Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 6
  7. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN thành cơ năng . Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. + Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm : - Sinh ra được một sức điện động cần thiết có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định để sinh ra một moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt . - Triệt để tiết kiệm vật liệu , kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn an toàn - Dây quấn phấn ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau : + Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp + Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp ∗ Trong một số máy cở lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự kết hợp giữa hai dây quấn xếp và song . 2.2. Phần quay( hay Rotor ) Phần này gồm 2 bộ phận chính là lõi thép và dây quấn rotor: 2.2.1 Lõi Thép: Nói chung người ta dùng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rotor của máy .Phía ngoài của lá thép có sẽ rãnh để đặt dây quấn . Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 7
  8. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 2.2.2 Dây Quấn Rotor: Phân loại làm hai loại chính rotor kiểu dây quấn va roto kiểu lồng sóc: Loại rotor kiểu dây quấn : rotor kiểu dây quấn (hình 1.3 ) cũng giống như dây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ dây quấn stator .Dây quấn kiểu này luôn đấu hình sao ( Y ) và có ba đấu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay rotor và cách điện với trục .Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt này để dẫn điện và một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động Cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ . Hình 1.3 : rotor kiểu dây quấn Rotor kiểu lồng sóc ( hình 1.4 ) : Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đấu .Với động cơ nhỏ ,dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn , vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát .Các động Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 8
  9. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN cơ công suất trên 100kw thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch . 2.3. Khe hở : Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều , khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ ( từ 0,2mm đến 1mm trong máy điện cở nhỏ và vừa ) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào ,và như vậy có thể làm cho hệ số công suất của máy tăng cao . 3,Nguyên lí làm việc động cơ không đồng bộ 3 pha Khi có dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở không khí suất hiện từ trường quay với tốc độ n1 = 60f1/p (f1 là tần số lưới điện ; p là số cặp cực ; tốc độ từ trường quay ) .Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch nên trong dây quấn rotor có dòng diện I2 chạy qua . Từ thông do dòng điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ thông tổng ở khe hở . Dòng điện trong dây quấn rotor tác dụng Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 9
  10. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN với từ thông khe hở sinh ra moment . Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor . Trong những phạm vi tồc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau . Sau đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ . Hệ số trượt s của máy : s= = Như vậy khi n = n1 thì s = 0 , còn khi n = 0 thì s = 1 ; khi n > n1 ,s < 0 và rotor quay ngược chiều từ trường quay n < 0 thì s > 1 . 3.1 Rotor quay cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n < n1 ( 0 < s < 1) Giả thuyết về chiều quay n1 của từ trường khe hở Φ và của rotor n như hình 1.5a .Theo quy tắc bàn tay phải , xác đinh được chiều sức điện động E2 và I2 ; theo quy Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 10
  11. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN tắc bàn tay trái , xac định được lực F và moment M . Ta thấy F cùng chiều quay của rotor , nghĩa là điện năng đưa tới stator , thông qua từ truờng đã biến đổi thành cơ năng trên trục quay rotor theo chiều từ trường quay n1 , như vậy đông cơ làm việc ở chế độ động cơ điện . 3.2 Rotor cùng chiều từ trường nhưng tốc độ n > n1 (s < 0) . Dùng động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ dồng bộ n > n1 .Lúc đó chiều từ trường quay quét qua dây quấn rotor sẽ ngược lại , sức điện động và dòng điện trong dây quấn rotor cũng đổi chiều nên chiều nên chiều của M cũng ngược chiều n1 , nghĩa là ngược chiều với rotor , nên đó là moment hãm ( hình 1.5b ).Như vậy máy đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điện ,do động cơ sơ cấp kéo thành điện năng cung cấp cho lưới điện ,nghĩa là động cơ làm việc ở chế độ máy phát . 3.3. Rotor quay ngược chiều từ trường n < 0 (s > 1) Vì nguyên nhân nào đó mà rotor của máy điện quay ngược chiều từ trường quay hình 1.5c , lúc này chiều của sức điện động và moment giống như ở chế độ động cơ .Vì moment sinh ra ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại . Trường hợp này máy vừa lấy điện năng ở lưới điện vào , vừa lấy cơ năng từ động cơ sơ cấp .Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ . Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 11
  12. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 3.4. Các đường đặc tính của động cơ không đồng bộ 3 pha Đặc tính tốc độ n = F(P2) Theo công thức hệ số trượt ,ta có : n = n1(1-s) Trong đó : s = . Khi động cơ không tải Pcu
  13. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Vì động cơ luôn luôn nhận công suất phản kháng từ lưới .Lúc không tải cosϕ rất thấp thường < 0,2 .Khi có tải dòng điện I2 tăng lên nên cosϕ cũng tăng . 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐCKĐB 4.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. 4.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 13
  14. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 4.3 Điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh xung điện trở rotor Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 14
  15. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 4.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách nối cấp trả năng lượng về nguồn. II Giới thiệu biến tần A Khái niệm: Bộ biến tần là thiết bị biến đổi năng lượng điện từ tần số công nghiệp 50Hz hoặc 60Hz sang nguồn có tần số thay đổi cung cấp cho động cơ điện xoay chiều B Giới thiệu chung Mitsubishi Electric Automation, nhà cung cấp sản phẩm tự động hóa tầm cỡ thế giới cho nhiều ngành công nghiệp mới đây đã cho ra mắt bộ biến tần tính năng cao A700 để điều khiển động cơ từ ½ đến 600 mã lực. A700 sẽ thay thế các dòng biến tần A500 và A500L của công ty cho ra mắt từ năm 1997. Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 15
  16. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN FR-A700 là dòng biến tần đầu tiên của Mitsubishi có tích hợp bộ điều khiển khả trình (PLC) và mang trong mình nhiều đặc điểm của công nghệ đặc biệt mà Mitsubishi phát triển cho các sản phẩm truyền động servo. Đặc điểm đáng chú ý như tự động điều chỉnh. Tính năng này giúp tự động bù vào sự thay đổi quán tính tải trọng. Kết quả là mang lại hoạt động trơn tru, thời gian ngưng hoạt động giảm và chi phí hoạt động thấp. “A700 nhanh hơn, thông minh hơn, khỏe mạnh hơn mọi loại biến tần chúng tôi đã giới thiệu trước đây”, ông Chris Cusick, giám đốc marketing của Mitsubishi cho biết. “Với PLC tích hợp trong A700, người sử dụng có thể điều chỉnh thiết bị theo yêu cầu ứng dụng của mình”. Có tốc độ hồi đáp 300 radian/giây, nhanh hơn 10 lần so với các dòng A500, A700 hỗ trợ hầu hết các giao thức thông dụng, gồm Profibus DP, CC-Link, DeviceNet, LonWorks, ControlNet, Modbus RTU, Metasys N2, EtherNet IP và Modbus TCP/IP, tất nhiên, cả giao thức mạng RS485 độc quyền của Mitsubishi. Ngoài ra, A700 còn hỗ trợ mạng kết nối chuyển động sợi quang cho C Cấu trúc chung của biến tần. 1 Sơ đồ nguyên lý Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 16
  17. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Khâu chỉnh lưu: Biến đổi nguồn xoay chiều về 1 chiều Khâu lọc: Tụ C lọc các thành phần điện áp xoay chiều Khâu nghịch lưu độc lập nguồn áp cầu 3 pha: Biến đổi nguồn 1 chiều thành nguồn xoay chiều 3 pha có tần số, điện áp có thể thay đổi . Các van T1,T2...T6 có thể là tranzitor công suất, mosfet, GTO, thyristor, hoặc IGBT Khâu điều khiển: Tạo xung điều khiển các van 2 Dạng sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 17
  18. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN 3 Luật điều khiển của biến tần Tốc độ động cơ theo tần số: n = 60*f*(1 - s) / p • • Mômen sinh ra tỷ lệ với từ thông và dòng điện: M = K.Φ.I.cosφ Muốn điều khiển mômen: Φ = constant M = f(I) 3.1. Luật điều khiển U/f - Duy trì tỷ số U/f không đổi - Duy trì từ thông không đổi 3.2. Điều khiển véc tơ từ thông Nguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, • chuyển các đại lượng vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng. Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập • được hệ phương trình: Từ thông Φr = K1.Id Mômen M = K2.Φs.Iq Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 18
  19. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN Id, Iq là các thành phân dọc trục và ngang trục của véc tơ dòng điện Nguyên lý: chuyển đổi hệ phương trình máy điện, • chuyển các đại lượng vô hướng (điện áp, dòng điện, từ thông) thành các véc tơ tương ứng. Trên hệ quy chiếu với véc tơ từ thông, thành lập • được hệ phương trình: Từ thông Φr = K1.Id Mômen M = K2.Φs.Iq Id véc tơ dòng điện dọc trục Iq véc tơ dòng điện ngang trục 4 Các ưu điểm khi sử dụng biến tần: + Giảm tổn thất điện năng +Cho phép mở rộng dải điều chỉnh tốc độ nâng cao chất lượng động lực học hệ thống +Dễ lắp đặt, vận hành đơn giản, không gian lắp đặt nhỏ +Đáp ứng được nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 19
  20. Svth: Nguyễn Thanh Hiếu-Nhóm 3 lớp Tự Động Hóa 2 K5 ĐHCNHN +Có các chế độ điều khiển thông minh và cập nhật thông số đảm bảo các chế độ vận hành, bảo vệ tốt III Tìm hiểu về biến tần FR-A700 1.1 Cấu trúc biến tần FR-A700 1.1.1 Khái niệm biến tần Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f1 cố định thành nguồn điện có tần số fr thay đồi được nhờ các khóa bán dẫn. Phân loại: Biến tần được phân chia làm hai loại: Tiểu Luận:Nghiên cứu hệ biến tần-Động cơ không đồng bộ 3 pha Page 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2069 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2