intTypePromotion=1

thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 4

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
221
lượt xem
94
download

thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 4

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

Động cơ không đồng bộ ba pha (KĐB) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỷ lệ rất lớn so với các động khác. Trong thời gian gần đây, do sự phát triển cao của công nghệ chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử - tin học, động cơ KĐB mới khai thác các ưu điểm của mình. Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động T-Đ.~3 Hệ truyền động điện động cơ KĐB dùng phương pháp điều...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 4

  1. Chương 4: HÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ K§B dïng ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè §éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha (K§B) ®-îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp tõ c«ng suÊt nhá ®Õn c«ng suÊt trung b×nh vµ chiÕm tû lÖ rÊt lín so víi c¸c ®éng kh¸c. Trong thêi gian gÇn ®©y, do sù ph¸t triÓn cao cña c«ng nghÖ chÕ t¹o b¸n dÉn c«ng suÊt vµ kü thuËt ®iÖn tö - tin häc, ®éng c¬ K§B míi khai th¸c c¸c -u ®iÓm cña m×nh. Nã trë thµnh hÖ truyÒn ®éng c¹nh tranh cã hiÖu qu¶ víi hÖ truyÒn ®éng T-§. ~3 BiÕn tÇn ~ §K §K H×nh 2.4. S¬ ®å nguyªn lý hÖ T§§-§K ®iÒu chØnh tÇn sè. Ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè nguån cho phÐp më réng ph¹m vi sö dông ®éng c¬ K§B trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp. Nã cho phÐp më réng d¶i ®iÒu chØnh tèc ®é vµ n©ng cao tÝnh chÊt ®éng häc cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu nãi chung vµ ®éng c¬ K§B nãi riªng, cã thÓ øng dông cho c¸c thiÕt bÞ cÇn thay ®æi tèc ®é nhiÒu ®éng c¬ cïng mét lóc nh- c¸c truyÒn ®éng cña nhãm m¸y dÖt, b¨ng t¶i, b¸nh l¨n ... hoÆc cho c¶ c¸c thiÕt bÞ ®¬n lÎ nhÊt lµ nh÷ng c¬ cÊu cã yªu cÇu tèc ®é cao nh- m¸y ly t©m, m¸y mµi... §Æc biÖt lµ hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi nguån cung cÊp sö dông cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé rotor lång sãc sÏ cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n v÷ng ch¾c, gi¸ thµnh h¹ vµ cã thÓ lµm viÖc trong nhiÒu m«i tr-êng. Nh-îc ®iÓm c¬ b¶n cña hÖ thèng nµy lµ s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn rÊt
  2. phøc t¹p. §èi víi hÖ thèng nµy, ®éng c¬ kh«ng nhËn ®iÖn tõ l-íi chung mµ tõ mét bé biÕn tÇn. Bé biÕn tÇn nµy cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi tÇn sè vµ ®iÖn ¸p ra mét c¸ch ®éc lËp víi nhau. Th-êng sö dông hai lo¹i biÕn tÇn trong viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é lµ biÕn tÇn trùc tiÕp vµ biÕn tÇn gi¸n tiÕp (cã sö dông kh©u trung gian mét chiÒu). HÖ truyÒn ®éng ®iÖn cã thÓ sö dông bé biÕn tÇn trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp ba pha, còng cã thÓ dïng bé biÕn ®æi mét chiÒu-xoay chiÒu thay ®æi tÇn sè mét pha hay ba pha. 3.1 BiÕn tÇn trùc tiÕp (cycloconverter) Cã s¬ ®å cÊu tróc ®¬n gi¶n h×nh 2.5 a. §iÖn ¸p vµo xoay chiÒu u1 (tÇn sè f1) chØ cÇn qua mét m¹ch van lµ chuyÓn ngay ra t¶i víi tÇn sè kh¸c. V× vËy, lo¹i biÕn tÇn nµy cã hiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng l-îng cao do chØ cã mét lÇn biÕn ®æi ®iÖn n¨ng vµ cho phÐp thùc hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng l-îng mµ kh«ng cÇn cã m¹ch ®iÖn phô. §ång thêi, còng cã thÓ dÔ dµng thùc hiÖn ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ tÇn sè ®Çu ra cña biÕn tÇn trùc tiÕp víi d¹ng sãng ®iÖn ¸p gÇn h×nh sin. Tuy nhiªn, s¬ ®å m¹ch van kh¸ phøc t¹p, sè l-îng van lín ®èi víi m¹ch ba pha. ViÖc thay ®æi tÇn sè ra f2 khã kh¨n vµ phô thuéc vµo tÇn sè vµo f1, sè pha ®Çu vµo cña nguån vµ sè kho¶ng dÉn cña c¸c van ë mçi nhãm van. V× thÕ, hiÖn nay chñ yÕu sö dông lo¹i biÕn tÇn nµy víi ph¹m vi ®iÒu chØnh tÇn sè f2  f1. MÆc dï vÒ nguyªn t¾c, cã thÓ t¹o biÕn tÇn víi f2  f1 nh-ng møc ®é phøc t¹p sÏ t¨ng lªn rÊt nhiÒu. BiÕn tÇn trùc tiÕp hay ®-îc dïng cho truyÒn ®éng ®iÖn c«ng suÊt lín, tèc ®é lµm viÖc thÊp, thÝ dô ®Ó cung cÊp cho c¸c ®éng c¬ rotor lång sãc, c¸c ®éng c¬ rotor d©y quÊn cÊp bëi hai nguån, c¸c ®éng c¬ ®ång bé... U1, f 1 ~ M¹ch van ~ U2, f 2 a) U= U= U1, f 1 ~ ChØnh NghÞch l-u ~ U2, f 2 Läc l-u ®éc lËp b)
  3. H×nh 2. 5. CÊu tróc biÕn tÇn trùc tiÕp (a) vµ BiÕn tÇn gi¸n tiÕp(b) 3.2. BiÕn tÇn gi¸n tiÕp (cã kh©u trung gian ) – nghÞch l-u ®éc lËp S¬ ®å cÊu tróc ®-îc tr×nh bµy trªn h×nh 2.5b. Trong lo¹i biÕn tÇn nµy, ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu tiªn ®-îc chuyÓn thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu nhê bé chØnh l-u, sau ®ã ®i qua bé läc råi míi tr¶ vÒ ®iÖn ¸p xoay chiÒu víi tÇn sè f2. ViÖc biÕn ®æi n¨ng l-îng hai lÇn lµm gi¶m hiÖu suÊt biÕn tÇn. Song, lo¹i biÕn tÇn nµy cho phÐp thay ®æi dÔ d·ng tÇn sè ra f2 kh«ng phô thuéc vµo tÇn sè vµo f1 trong mét d¶i réng c¶ trªn vµ d-íi f1 v× tÇn sè ra chØ phô thuéc vµo m¹ch ®iÒu khiÓn. H¬n n÷a, víi sù øng dông hÖ ®iÒu khiÓn sè nhê kü thuËt vi xö lý vµ dïng van lùc lµ c¸c lo¹i transistor ®· cho phÐp ph¸t huy tèi ®a c¸c -u ®iÓm cña lo¹i biÕn tÇn nµy. V× vËy, ®a sè c¸c biÕn tÇn hiÖn nay lµ biÕn tÇn nghÞch l-u ®éc lËp víi nguån cung cÊp lµ nguån dßng hoÆc nguån ¸p. Tuy nhiªn, nÕu sö dông van thyristor vÉn cßn mét sè khã kh¨n nhÊt ®Þnh khi gi¶i quyÕt vÊn ®Ò kho¸ van.  BiÕn tÇn nguån dßng: Trong c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu chØnh ®éng c¬ xoay chiÒu, nguån dßng th-êng ®-îc sö dông cho c¸c hÖ thèng c«ng suÊt lín vµ cã s¬ ®å cÇu ba pha, trong ®ã c¸c van b¸n dÉn lµ c¸c van ®iÒu khiÓn hoµn toµn. S¬ ®å ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy, ®-îc sö dông réng r·i ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha rotor lång sãc.BiÕn tÇn nguån dßng cã -u ®iÓm lµ t¨ng ®-îc c«ng suÊt ®¬n vÞ m¸y, m¹ch lùc ®¬n gi¶n mµ vÉn thùc hiÖn
  4. h·m t¸i sinh ®éng c¬. Khi lµm viÖc víi t¶i lµ ®éng c¬ xoay chiÒu th× ®iÖn ¸p t¶i cã xuÊt hiÖn c¸c xung nhän t¹i c¸c thêi ®iÓm chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn chuyÓn m¹ch gi÷a c¸c pha. Trong thùc tÕ, th-êng sö dông c¸c van ®iÒu khiÓn kh«ng hoµn toµn, v× vËy cÇn cã c¸c m¹ch kho¸ c-ìng bøc c¸c van ®ang dÉn, b¶o ®¶m chuyÓn m¹ch dßng ®iÖn gi÷a c¸c pha mét c¸ch ch¾c ch¾n trong ph¹m vi ®iÒu chØnh tÇn sè vµ dßng ®iÖn ®ñ réng.  BiÕn tÇn nguån ¸p: NghÞch l-u ®iÖn ¸p cã ®Æc ®iÓm d¹ng ®iÖn ¸p ra t¶i ®-îc ®Þnh h×nh s½n cßn d¹ng dßng ®iÖn ra t¶i l¹i phô thuéc vµo tÝnh chÊt t¶i. Nguån ¸p ®-îc t¹o ra b»ng mét bé chØnh l-u víi ®Çu ra ®-îc nèi song song víi mét tô ®iÖn cã gi¸ trÞ ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p nguån Ýt bÞ thay ®æi vµ ®Ó trao ®æi c«ng suÊt ph¶n kh¸ng víi ®iÖn c¶m t¶i cña ®éng c¬. §iÖn ¸p ra cña nghÞch l-u ®iÖn ¸p kh«ng cã d¹ng h×nh sin mµ ®a sè lµ d¹ng xung ch÷ nhËt. ViÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®-îc thùc hiÖn dÔ dµng b»ng ®iÒu khiÓn qui luËt më van cña phÇn nghÞch l-u. Ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn nµy thay ®æi dÔ dµng tÇn sè mµ kh«ng phô thuéc vµo l-íi ®iÖn. §Æc ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®éng c¬ K§B roto lång sãc b»ng thiÕt bÞ biÕn tÇn nguån ¸p Víi ®iÖn ¸p kh«ng ®æi ,khi ®iÒu chØnh tÇn sè tõ th«ng trong m¸y sÏ thay ®æi theo .Cô thÓ lµ khi t¨ng tÇn sè th× tõ th«ng trong m¸y sÏ gi¶m ,khi ®è muèn giò m«men kh«ng ®æi th× ph¶i t¨ng dßng ®iÖn
  5. lªn,lµm cho ®éng c¬ qu¸ t¶i vÒ dßng.Ng-îc l¹i hi gi¶m tÇn sè th× tõ th«ng trong trong m¸y t¨ng len vµ m¹ch tõ bÞ b·o hoµ,®iÒu ®ã dÉn ®Õn t¨ng dßng tõ ho¸ ,t¨ng tæn hao s¾t tõ vµ ®èt nãng m¸y ®iÖn. V× v¹y khi ®iÒu chØnh tÇn sè cÇn ph¶i ®iÒu chØn c¶ ®iÖn apsddawtj vµo d©y quÊn stato ®Ó ®¹t ®-îc chÕ ®é lµm viÖc tèi -u.§èi víi hÖ thèng biÕn tÇn ngån ¸p th-êng cã yeu cÇu gi÷ cho kh¶ n¨ng qu¸ t¶i vÒ momen lµ kh«ng ®æi: M th l = = conts M æw ÷ ö Víi ®Æc tÝnh c¬ can m¸y s¶n xuÊt lµ: M c = M dm ç ç ç 0 ÷ ÷ çw 0dm ÷ è ø Ta cã luËt ®iÒu chØn ®iÖn ¸p: 1+ X / 2 U1 æf ö ÷ = ç 1 ç çf ÷ ÷ U dm ç 1dm è ÷ ø muèn x¸c ®Þnh ®-îc luËt ®iÒu chØnh nayfta ph¸i x¸c ®Þnh ®-îc ®Æc tÝnh c¬ can m¸y s¶n xuÊt .ViÖc ®ã th-êng khã vµ kh«ng chÝnh x¸c. Ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn vÐc t¬ mµ ta chän lµm ph-¬ng ¸n thiÕt kÕ sÏ ®¸p óng ®-îc mäi ®iÒu kiÖn v¬i chÕ ®é lµm viÖc tèi -u nhÊt KÕt luËn : Trong hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®iÒu khiÓn tÇn sè, ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn theo tõ th«ng r«to cã thÓ t¹o ra cho ®éng c¬ c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng tèt. C¸c hÖ thèng ®iÒu
  6. khiÓn ®iÖn ¸p/ tÇn sè vµ dßng ®iÖn/ tÇn sè tr-ît ®· ®-îc øng dông réng r·i trong c«ng nghiÖ §Ó truyÒn ®éng cho hÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l-îng ta sö dông ph-¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tÇn sè cho ®éng c¬ ®iÖn K§B roto lång sãc b»ng thiÕt bÞ biÕn tÇn nguån ¸p §iÒu khiÓn vect¬ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé Mét sè hÖ thèng yªu cÇu chÊt l-îng ®iÒu chØnh ®éng cao th× c¸c ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn kinh ®iÓn khã ®¸p øng ®-îc. HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®Þnh h-íng theo tõ tr-êng cßn gäi lµ ®iÒu khiÓn vect¬, cã thÓ ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®iÒu chØnh trong chÕ ®é tÜnh vµ ®éng.Nguyªn lý ®iÒu khiÓn vect¬ dùa trªn ý t-ëng ®iÒu khiÓn vect¬ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé t-¬ng tù nh- ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu. Ph-¬ng ph¸p nµy ®¸p øng ®-îc yªu cÇu ®iÒu chØnh cña hÖ thèng trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é còng nh- chÊt l-îng ®iÒu khiÓn tèi -u m«men. ViÖc ®iÒu khiÓn vect¬ dùa trªn ®Þnh h-íng vect¬ tõ th«ng r«to cã thÓ cho phÐp ®iÒu khiÓn t¸ch rêi hai thµnh phÇn dßng stator, tõ ®ã cã thÓ ®iÒu khiÓn ®éc lËp tõ th«ng vµ m«men ®éng c¬. Kªnh ®iÒu khiÓn m«men th-êng gåm mét m¹ch vßng ®iÒu chØnh tèc ®é vµ mét m¹ch vßng ®iÒu chØnh thµnh phÇn dßng ®iÖn sinh m«men. Kªnh ®iÒu khiÓn tõ th«ng th-êng gåm mét m¹ch vßng ®iÒu chØnh dßng ®iÖn sinh tõ th«ng. Do ®ã hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã thÓ t¹o ®-îc c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng cao, cã thÓ so s¸nh ®-îc víi ®éng c¬ mét chiÒu.
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2