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

Đồ án: Nghiên cứu, ứng dụng biến tần và khởi động mềm điều khiển động cơ công suất lớn

Chia sẻ: Le Hoang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:118

Thêm vào BST
Báo xấu
238
lượt xem 98
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài bao gồm các nội dung: Tổng quan về động cơ không đồng bộ và các phương pháp điều khiển; nghiên cứu, ứng dụng biến tần; nghiên cứu, ứng dụng bộ khởi động mềm; thi công mô hình biến tần và bộ khởi động mềm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Nghiên cứu, ứng dụng biến tần và khởi động mềm điều khiển động cơ công suất lớn

  1. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta hiện nay đang hội nhập ngày càng sâu rộng vào nền kinh tế  thế  giới, việc cạnh trạnh về  thị  trường là rất khốc liệt. Để  có được những sản phẩm  cạnh tranh thì cần phải thay đổi công nghệ sản xuất lạc hậu, thay vào đó là những dây  chuyền sản xuất khép kín, tính tự động hóa cao nhằm mang đến những sản phẩm chất  lượng với giá thành rẻ, tăng tính cạnh tranh trên thị trường. Với những ưu điểm như hệ số công suất cao, vận hành tin cậy, giá thành rẻ và chi   phí vận hành hằng năm thấp. Do đó, động cơ  không đồng bộ  đáp  ứng được các yêu  cầu cao trong điều khiển và được  ứng dụng khá rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác  nhau đặc biệt là sản xuất công nghiệp…. Tuy nhiên, do cấu trúc phi tuyến với nhiều   thông số nên việc điều khiển động cơ không đồng bộ là khó khăn. Những năm gần đây, với sự  phát triển mạnh mẽ  của công nghệ  bán dẫn, vi điều  khiển nhiều phương pháp điều khiển mới đã được đề  xuất cho điều khiển động cơ  không đồng bộ. Sử dụng biến tần và khởi động mềm là hai phương pháp điều khiển  động cơ tiên tiến hiện nay, được ứng dụng rộng rãi với nhiều tính năng, đảm bảo các   yêu cầu điều khiển. Đây cũng là lí do mà nhóm chúng em lựa chọn đề tài: “NGHIÊN   CỨU,  ỨNG DỤNG BIẾN TẦN VÀ BỘ  KHỞI ĐỘNG MỀM ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG   CƠ CÔNG SUẤT LỚN” cho đồ án của chúng em. Qua một thời gian tìm hiểu, nghiên  cứu và nhận được sự  hướng dẫn, giúp đỡ  nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn  Trần   Văn Hải cùng với các thầy cô giáo trong khoa, các bạn, đến nay đồ án của em đã hoàn  thành. Với khả năng kiến thức còn nhiều hạn chế, do đó bản đồ án này sẽ không tránh  khỏi những thiếu xót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy  cô và các bạn để đồ án này được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảm ơn! SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   1
  2. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải Tp.Hồ Chí Minh, ngày 6 tháng 6 năm 2012. SVTH: Dương Đức Đạt. Phạm Văn Cường. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... Tp.Hồ Chí Minh, Ngày….. tháng….. năm 2012. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   2
  3. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải Giáo viên hướng dẫn. (ký và ghi rõ họ tên) SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   3
  4. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN: ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... Tp.Hồ Chí Minh, Ngày….. tháng….. năm 2012. Giáo viên phản biện. (ký và ghi rõ họ tên) SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   4
  5. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN........................................................2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN............................................................3 MỤC LỤC....................................................................................................................4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI....................................................................6 1.1. TÍNH CẦP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI...............................................................................6 1.2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI..................................................................................6 1.3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI...................................................................................6 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................................7 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA........7 2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA.........................8 2.2. CẤU TẠO............................................................................................................9 2.2.1. Phần tĩnh (Stator)...........................................................................................8 2.2.2. Phần quay (Rotor)..........................................................................................10 2.2.3. Khe hở không khí...........................................................................................11 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG..............................................................................11 2.4. CÁC YÊU CẦU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG  ĐỒNG BỘ BA PHA.........................................................................................14 2.4.1. Những yêu cầu đặt ra trong quá trình điều khiển động cơ..........................14 2.4.2. Các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ.................................16 2.4.3. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ.....................24 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ BIẾN TẦN............................................................29 3.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN........................................................................................29 SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   5
  6. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải 3.2. CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA BIẾN TẦN................................................29 3.2.1. Biến tần trực tiếp..........................................................................................29 3.2.2. Biến tần gián tiếp..........................................................................................33 3.3. ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN TRONG THỰC TẾ..........................................36 3.4. MỘT SỐ LƯU Ý KHI SỬ DỤNG BIẾN TẦN..................................................38 3.5. MỘT SỐ LOẠI BIẾN TẦN TRÊN THỊ TRƯỜNG HIỆN NAY.......................38 3.6. ỨNG DỤNG CỦA BIẾN TẦN ABB­ ACS150..................................................45 3.6.1. Khởi động và nhập thông số.........................................................................45 3.6.2. Các phương pháp điều khiển sử dụng biến tần ACS150............................55 CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM.....................................63 4.1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN........................................................................................63 4.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG.....................................................63 4.2.1. Cấu tạo bộ khởi động mềm.........................................................................63 4.2.2. Nguyên lý hoạt động của bộ khởi động mềm..............................................68 4.3. ỨNG DỤNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM TRONG THỰC TẾ....................69 4.4. MỘT SỐ LOẠI KHỞI ĐỘNG MỀM TRÊN THỊ TRƯỜNG HIỆN NAY.......70 4.5. ỨNG DỤNG CỦA BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM SIEMENS – 3RW44...................76 4.5.1. Sơ đồ kết nối mạch nguồn và mạch điều khiển.........................................76 4.5.2. Hiển thị và cài đặt thông số..........................................................................77 KẾT LUẬN................................................................................................................... 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   6
  7. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   7
  8. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. TÍNH CẦP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong các ngành sản xuất công nghiệp, động cơ  điện không đồng bộ  được sử  dụng khá phổ biến trong các hệ thống truyền động, dây chuyền sản xuất bởi tính chất  đơn giản và tin cậy trong thiết kế chế tạo và sử dụng. Tuy nhiên khi sử dụng động cơ  không đồng bộ trong sản xuất đặc biệt với các động cơ có công suất lớn ta cần chú ý   tới quá trình khởi động động cơ  do khi khởi động rotor  ở  trạng thái ngắn mạch, dẫn   đến dòng điện khởi động và momen khởi động lớn, nếu không có biện pháp khởi động  thích hợp có thể không khởi động được động cơ hoặc gây nguy hiểm cho các thiết bị  khác trong hệ thống điện.  Vấn đề  khởi động động cơ  điện không đồng bộ  đã được nghiên cứu từ  lâu với  các biện pháp khá hoàn thiện để giảm dòng điện và momen khởi động. Ngày nay, công   nghệ bán dẫn ngày càng phát triển, các thiết bị bán dẫn công suất lớn ngày càng được   sử dụng rộng rãi, với độ tin cậy ngày càng cao, có khả năng điều khiển tốt. Sự ra đời   của các bộ  biến tần, bộ  khởi động mềm đã giải quyết những nhược điểm mà các  phương pháp điều khiển truyền thống mắc phải. Việc giảm điện áp đặt vào động cơ  trong quá trình khởi động hoàn toàn có thể  được thực hiện một cách dễ  dàng bằng   việc điều khiển góc mở  của van bán dẫn,  làm hạn chế  dòng điện khởi động xuống  còn 1.5 đến 3 lần dòng định mức, phụ thuộc vào chế độ tải vì khi động cơ được đóng   điện trực tiếp vào lưới điện dòng khởi động của động cơ không đồng bộ sẽ rất lớn từ  5 đến 7 lần dòng định mức. Đồng thời điều chỉnh tăng mômen mở máy một cách hợp  lý, cho nên các chi tiết của động cơ chịu độ dồn nén về cơ khí ít hơn, tăng tuổi thọ làm  việc an toàn cho động cơ. Ngoài việc tránh dòng đỉnh trong khi khởi động động cơ, còn  SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   8
  9. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải làm cho điện áp nguồn  ổn định hơn không gây  ảnh hưởng xấu đến các thiết bị  khác  trong lưới điện. Với đề tài mà chúng em thực hiện là: “NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG BIẾN TẦN   VÀ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐIỀU  KHIỂN  ĐỘNG CƠ  CÔNG SUẤT LỚN”  nghĩa  là:  điều khiển động cơ sao cho có thể  làm hạn chế dòng điện khởi động, cũng như tăng  mômen mở máy một cách hợp lý đồng thời điều chỉnh được tốc độ động cơ trong quá   trình làm việc. Chúng em hy vọng sẽ mang đến những kiến thức hữu ích về biến tần  và khởi động mềm, để phục vụ tốt hơn cho nhu cầu học tập và vận hành thực tiễn. 1.2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI Đề tài bao gồm các nội dung: ­ Tổng quan về động cơ không đồng bộ và các phương pháp điều khiển. ­ Nghiên cứu, ứng dụng biến tần. ­ Nghiên cứu, ứng dụng bộ khởi động mềm. ­ Thi công mô hình biến tần và bộ khởi động mềm. 1.3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Với đề  tài “NGHIÊN  CỨU,   ỨNG  DỤNG  BIẾN TẦN  VÀ BỘ  KHỞI  ĐỘNG  MỀM ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ  CÔNG SUẤT LỚN” đã giải quyết được vấn đề  giảm dòng khởi cho động cơ khi khởi động và điều khiển điện áp ở đầu cực động cơ  nhưng vẫn còn hạn chế là chưa thể nghiên cứu sâu hơn nữa những tính năng thực của  biến tần và bộ khởi động mềm được bán trên thị trường hiện nay như: ­ Tích hợp hình thức giao tiếp mạng kiểu Modbus. ­ Các ngõ vào ra đa chức năng,… 1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   9
  10. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải Đây là đề  tài nghiên cứu lĩnh vực  ứng dụng, chính vì vậy các phương pháp chủ  yếu sử dụng để thực hiện đề tài này là: ­ Phương pháp tham khảo tài liệu: Bao gồm các tài liệu chuyên môn, bài giảng và  giáo trình liên quan đến đề tài, các tài liệu tải từ Internet,… ­ Phương pháp thực nghiệm và mô phỏng: Tiến hành cài đặt, hiệu chỉnh và vận  hành thực tế, thiết kế và mô phỏng mạch điện,... SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   10
  11. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA  PHA 2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA Động cơ  không đồng bộ  ba pha do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, sử  dụng và bảo quản thuận tiện, giá thành rẻ nên được sử  dụng rộng rãi trong nền kinh  tế quốc dân, nhất là loại công suất dưới 100 kW.  Động cơ điện không đồng bộ rotor lồng sóc cấu tạo đơn giản nhất (nhất là loại   rotor lồng sóc đúc nhôm) nên chiếm một số  lượng khá lớn trong loại động cơ  công  suất nhỏ và trung bình. Nhược điểm của động cơ này là điều chỉnh tốc độ khó khăn và  dòng điện khởi động lớn thường bằng 5­7 lần dòng điện định mức. Để bổ khuyết cho   nhược điểm này, người ta chế tạo đông cơ không đồng bộ rotor lồng sóc nhiều tốc độ  và   dùng rotor  rãnh  sâu,  lồng  sóc  kép để   hạ  dòng  điện khởi   động,   đồng  thời  tăng  mômen khởi động lên.  Hình 2.1: Động cơ không đồng bộ ba pha. Động cơ điện không đồng bộ  rotor dây quấn có thể  điều chỉnh tốc được tốc độ  trong một chừng mực nhất định, có thể  tạo một mômen khởi động lớn mà dòng khởi   SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   11
  12. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải động không lớn lắm, nhưng chế tạo có khó hơn so với với loại rotor lồng sóc, do đó  giá thành cao hơn, bảo quản cũng khó hơn. 2.2. CẤU TẠO Động cơ  không đồng bộ  ba pha có cấu tạo gồm hai phần: phần tĩnh (stator) và  phần quay (rotor). 2.2.1. Phần tĩnh (Stator) Stato có cấu tạo gồm vỏ máy, lỏi sắt và dây quấn:  Vỏ máy: Vỏ  máy có tác dụng cố  định lõi sắt và dây quấn, không dùng để  làm mạch dẫn  từ. Thường vỏ  máy được làm bằng gang. Đối với máy có công suất tương đối lớn  (1000kW ) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ máy. Tuỳ  theo cách làm nguội   máy mà dạng vỏ cũng khác nhau.  Lõi sắt: Lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm   tổn hao lõi sắt được làm bằng những lá thép kỹ  thuật điện ép lại. Khi đường kính   ngoài lõi sắt nhỏ  hơn 90 mm thì dùng cả  tấm tròn ép lại. Khi đường kính ngoài lớn   hơn thì dùng những tấm hình rẻ  quạt ghép lại. Mặt trong của lõi thép có các rãnh để  đặt dây quấn. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   12
  13. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải     a) b) c) Hình 2.2: (a) lõi thép stator; (b) lá thép; (c) rãnh chứa dây quấn. Rãnh chứa dây quấn có nhiều hình dạng khác nhau. Trong đó, phổ  biến là rãnh hình  thang và rãnh quả lê. Rãnh kín Rãnh hở Rãnh nửa hở Rãnh hình thang Rãnh quả lê Hình 2.3: Rãnh ở mặt trong stator. Dây quấn: Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi  sắt. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   13
  14. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải Pha U Pha V Pha W   a) b) Hình 2.4.  (a) sơ đồ bố trí ba cuộn dây stator.  (b) dây quấn ba pha đặt trong rãnh. 2.2.2. Phần quay (rotor) Rotor có 2 loại chính : rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lòng sóc. Rotor dây quấn : Rotor  có dây quấn giống như  dây quấn của stator. Dây quấn 3 pha của rotor   thường đấu hình sao còn ba đầu kia được nối vào vành trượt thường làm bằng đồng  đặt cố  định  ở  một đầu trục và thông qua chổi than có thể  đấu với mạch điện bên   ngoài. Đặc điểm là có thể  thông qua chổi than đưa điện trở  phụ  hay suất điện động   phụ  vào mạch điện rotor để  cải thiện tính năng mở  máy, điều chỉnh tốc độ  hoặc cải  thiện hệ  số  công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor được  nối ngắn mạch. Nhược điểm so với động cơ  rotor lồng sóc là giá thành cao, khó sử  dụng ở môi trường khắc nghiệt và dễ cháy nổ . Rotor lồng sóc : Kết cấu loại dây quấn này rất khác với dây quấn stator. Trong mỗi rãnh của lõi  sắt rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại   ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà   người ta quen gọi là lồng sóc. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   14
  15. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải 2.2.3. Khe hở không khí  Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ  rất nhỏ để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới và như vậy mới có thể làm cho hệ số  công suất của máy cao hơn. 2.3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Xét stator động cơ không đồng bộ ba pha đơn giản có 6 rãnh, trên stator được bố  trí ba cuộn dây AX, BY và CZ. Khi nối dây quấn stator vào nguồn điện 3 pha tần số f, trong dây quấn stator sẽ có   hệ  thông dòng đi ́ ện 3 pha (isu, isv, isw), dây quấn stator sẽ sinh ra từ trường quay (như  hình 2.5) với tốc độ:  60. f n1 (vòng/phút)  (2.1) p Trong đó:  f1: tần số nguồn điện. p: số đôi cực từ của dây quấn. SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   15
  16. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải i iU iV iW t 0 t= /2 t= /2+2 /3 t= /2+4 /3 A A A Y Z Y Z Y Z C C B C B B X X X Hình 2.5: Từ trường quay stator và sự hình thành các cực từ. Từ  trường quay quét qua dây quấn rotor cảm  ứng trong dây quấn rotor một sức   điện động cảm  ứng E2. Do dây quấn rotor nối ngắn mạch, nên E2 tạo ra dòng điện I2  chạy trong các thanh dẫn rotor (chiều của i 2  xác định theo qui tắc bàn tay phải như  hình 2.5). Dòng điện I2  cũng tạo ra từ  trường quay với tốc độ  n1  cùng chiều với từ  trường stator. Từ  trường trong khe hở  không khí của máy là tổng từ  trường do dòng  điện stator và dòng điện rotor tạo ra và cũng là từ  trường quay với tốc độ  n1. Từ  trường khe hở không khí sẽ tác dụng lên dòng điện I2 lực F (chiều của F xác định theo  qui tắc bàn tay trái như hình 2.5). Tập hợp các lực tác dụng lên thanh dẫn theo phương  tiếp tuyến với bề mặt rotor tạo ra mômen quay rotor. Và rotor sẽ  quay cùng chiều từ  trường với tốc độ n2 nhỏ hơn tốc độ n1. Hiệu số giữa tốc độ từ trường và tốc độ rotor   gọi là tốc độ trượt (n): n = n1­ n2 (2.2) Tỷ số:                            SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   16
  17. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải n n1 n2 s = (2.3) n1 n1 Đây chính là hệ số trượt của động cơ. n1 F I2 N2 F stator rotor Hình 2.6. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha. Khi s=0 nghĩa là n1=n2, tốc độ rotor bằng tốc độ từ trường, chế độ này gọi là chế  độ  không tải lý tưởng (không có bất cứ  sức cản nào lên trục).  Ở  chế  độ  không tải  thực, s 0 vì có một ít sức cản gió, ma sát do ổ bi … Khi hệ  số  trượt bằng s=1, lúc đó rotor đứng yên (n2=0), momen trên trục bằng  momen mở máy.  Hệ  số  trượt  ứng với tải định mức gọi là hệ  số  trựơt định mức. Tương ứng với  hệ số trượt này gọi tốc độ động cơ gọi là tốc độ định mức.  Tốc độ động cơ không đồng bộ bằng:   n2 n1 * (1 s) (2.4) Một đặc điểm quan trọng của động cơ  không đồng bộ  là dây quấn stator không   được nối trực tiếp với lưới điện, sức điện động và dòng điện trong rotor có được là do  cảm ứng, chính vì vậy người ta cũng gọi động cơ này là động cơ cảm ứng.  SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   17
  18. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải Tần số dòng điện trong rotor rất nhỏ, nó phụ thuộc vào tốc độ trượt của rotor so   với từ trường: n1 n2 p * n1 * (n1 n2 ) f2 p* s * f1 (2.5) 60 60 * n1 Động cơ không đồng bộ có thể làm việc ở chế độ máy phát điện nếu ta dùng một  động cơ khác quay nó với tốc độ cao hơn tốc độ đồng bộ, trong khi các đầu ra của nó   được nối với lưới địện. Nó cũng có thể làm việc độc lập nếu trên đầu ra của nó được   kích bằng các tụ điện.  Động cơ không đồng bộ có thể cấu tạo thành động cơ một pha. Động cơ một pha  không thể tự mở máy được, vì vậy để khởi động động cơ một pha cần có các phần tử  khởi động như tụ điện, điện trở … Khi nam châm điện quay (tốc độ  n1 vòng/ phút ) làm đường sức từ  quay cắt qua  các cạnh của khung dây cảm  ứng gây nên sức điện động E trên khung dây. Sức điện  động E sinh ra dòng điện I chạy trong khung dây. Vì dòng điện I nằm trong từ trường   nên khi từ trường quay làm tác động lên khung dây một lực điện từ F. Lực điện từ này  làm khung dây chuyển động với tốc độ n vòng/ phút. 2.4. CÁC YÊU CẦU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHỂN ĐỘNG CƠ  KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA 2.4.1. Những yêu cầu đặt ra trong quá trình điều khiển động cơ Những động cơ  trước đây thường được chế  tạo để  làm việc với tải không đổi  trong  suốt quá trình làm việc. Điều này làm cho hiệu suất làm việc của hệ thống thấp,  một phần đáng kể  công suất đầu vào không được sử  dụng hiệu quả. Hầu hết thời   gian momen động cơ sinh ra đều lớn hơn momen yêu cầu của tải.  Khi khởi động trực tiếp từ lưới nguồn, dòng khởi động rất lớn. Điều này làm tổn   thất công suất lớn trên đường truyền và trong rotor, làm nóng động cơ, thậm chí có thể  SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   18
  19. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải làm hỏng lớp cách điện. Dòng khởi  động lớn có thể  làm sụt điện áp nguồn,  ảnh  hưởng đến các thiết bị khác dùng chung nguồn với động cơ.  Khi chạy không tải, dòng điện chạy trong động cơ  chủ  yếu là dòng từ  hóa, tải   hầu như  chỉ  có tính cảm. Kết quả  là hệ  số  công suất (PF: Power Factor) rất thấp,   khoảng 0,1. Khi tải tăng lên dòng điện làm việc bắt đầu tăng. Dòng điện từ hóa duy trì   hầu như  không đổi trong suốt quá trình hoạt động từ  không tải đến đầy tải. Vì vậy,   khi tải tăng hệ số công suất cũng lên. Khi động cơ làm việc với hệ số công suất nhở  hơn 1, dòng điện trong động cơ  không hoàn toàn sin. Điều này cũng làm giảm chất  lượng công suất nguồn,  ảnh hưởng đến các thiết bị khác dùng chung nguồn với động  cơ.  Trong quá trình làm việc, nhiều lúc cần dừng khẩn cấp hoặc đảo chiều động cơ.  Độ chính xác trong tốc độ, khả năng dừng chính xác, đảo chiều tốt làm tăng năng suất   lao động cũng như chất lượng sản phẩm. Trong các ứng dụng trước đây, các phương  pháp hãm cơ thường được sử dụng. Lực ma sát giữa phần cơ và má phanh có tác dụng   hãm. Tuy nhiên việc hãm này rất kém hiệu quả và tổn hao nhiệt lớn.  Trong nhiều ứng dụng, công suất đầu vào là một hàm phụ  thuộc vào tốc độ như  quạt, máy bơm. Ở những tải loại này, momen cản tỷ lệ với bình phương tốc độ, công  suất tỷ  lệ  với lập phương của tốc độ. Do đó việc điều chỉnh tốc độ, điều này phụ  thuộc vào tải, có thể  tiết kiệm điện năng. Tính toán cho thấy việc giảm 20% tốc độ  động cơ có thể tiết kiệm được 50% công suất đầu vào. Mà điều này là không thể thực   hiện được đối với những động cơ sử dụng trực tiếp điện áp lưới.  Khi lưới điện cấp cho động cơ  có hệ  số  công suất nhỏ  hơn đơn vị  định mức,  dòng điện trong động cơ chứa nhiều thành phần điều hòa bậc cao. Điều này làm tăng  tổn thất trong động cơ dẫn đến giảm tuổi thọ  của động cơ. Momen sinh ra bởi động   cơ bị gợn sóng. Các thành phần điều hòa bậc cao có thể  loại bỏ khi hoạt động ở  tần   số cao bởi tính chất cảm của động cơ. Nhưng ở tần số thấp động cơ chạy sẽ bị rung,   SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   19
  20. Đồ án học phần 1                                             GVHD: Trần Văn Hải làm  ảnh hưởng đến các vòng đồng của rotor. Động cơ  làm việc  ở  lưới nguồn không  ổn định nếu không được bảo vệ sẽ làm giảm tuổi thọ của động cơ.  Từ những phân tích trên ta thấy rằng cần phải có một hệ điều khiển thông minh.  Sự  phát triển của các van công suất, công nghệ  sản xuất IC tích hợp cao cho ra đời  những bộ vi xử lý có tốc độ xử  lý ngày càng nhanh và sự  phát triển của kỹ thuật tính   toán đã dẫn đến việc điều khiển động cơ không đồng bộ có thể đạt được chất lượng   cao.   2.4.2. Các phương pháp khởi động động cơ không đồng bộ 2.4.2.1.  Mở máy trực tiếp động cơ điện rotor lồng sóc Đây là phương pháp mở  máy đơn giản nhất, chỉ  việc đóng trực tiếp động cơ  điện vào lưới điện là được. Ưu điểm:  ­ Đây là phương pháp đơn giản.  ­ Nếu nguồn điện tương đối lớn thì có thể  dùng phương pháp này để  mở  máy vì mở máy nhanh và đơn giản. Nhược điểm:  ­ Dòng điện mở máy tương đối lớn.  ­ Nếu quán tính của tải tương đối lớn, thời gian mở  máy quá dài thì có thể  làm cho máy nóng và ảnh hưởng đến điện áp của lưới .  SVTH: Dương Đức Đạt – Phạm Văn Cường                                                                 Trang   20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2073 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