SVTH :NGUYỄN HOÀNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC Chương I: Tổng quan về động cơ không đồng bộ. I Khái niệm chung : Động cơ không đồng bộ là máy điện xoay chiều , làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ , có tốc độ n của rotor khác với tốc độ từ trường quay trong động cơ n 1 . Động cơ đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và trong sinh hoạt vì chể tạo đơn giản , giá thành rẻ , độ tin cậy cao , vận hành đơn giản , hiệu suất cao và hầu như không bảo trì . Gần đây do kỹ thuật điện tử phát triển , nên động cơ không đồng bộ đã đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh tốc độ vì vậy động cơ không đồng bộ càng được sử dụng rộng rãi hơn .Dãy công suất của nó rất rộng từ vài W đến hàng ngàn kW . Hầu hết là động cơ ba pha , có một số động cơ công suất nhỏ là một pha . II .Cấu tạo động cơ không đồng bộ : Cấu tạo động cơ không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stator và rotor , ngoài ra còn có vỏ máy , nắp máy và trục máy . Trục máy làm bằng thép , trên đó gắn rotor , ổ bi và phía cuối có gắn một quạt gió đẻ làm mát máy doc trục . a.Stator: gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn , ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy + Lõi thép : lõi thép có dạng hình trụ , làm bằng các lá thép kỹ thuật điện , được dập rảnh trong rồi ghép lại với nhau tạo thành các rảnh theo hướng trục . Lõi thép được ép vào trong vỏ máy . +Dây quấn stator : dây quấn stator thuờng được làm bằng dây đồng có bọc cách điện và đặt trong các rảnh của lõi thép . Dòng điện xaoy chiều ba pha chạy qua dây quấn ba pha stator sẽ tạo nên từ trường quay . +Vỏ máy :vỏ máy gồm thân và nắp làm bằng gang b.Rotor: rotor gồm lõi thép, dây quấn và trục máy +Lõi thép : lõi thép rotor gồm các lá thép kỹ thuật điện được lấy từ phần bên trong của lõi thép stator ghép lại , mặt ngoài dập rảnh để đặt dây quấn , ở giữa có dập lỗ để lắp trục . ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 SVTH :NGUYỄN HOÀNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC +Trục: trục của động cơ không đồng bộ làm bằng thép , trên có gắn lõi thép rotor +Dây quấn :dây quấn động cơ không đồng bộ có hai kiểu : rotor ngắn mạch còn gọi là rotor lồng sóc và rotor dây quấn . Rotor lồng sóc gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rảnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đầu .Với động cơ nhỏ , dây quấn rotor được đúc nguyên khối thành thanh dẫn , vành ngắn mạch , cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát . Các động cơ công suất trên 100 kW thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vào vành ngắn mạch . Rotor dây quấn cũng như dây quấn stator và có cùng số đôi cực từ như dây quấn stator . Dây quấn kiểu này luôn đấu kiểu sao và ba đầu ra đấu vào ba vành trượt , gắn vào trục quay của rotor và cách điện với trục . Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt này để dẫn điện vào một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ. III.Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ : Khi dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stator thì trong khe hở không khí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n1=60f1/p ( f1 là tần số lưới điện , p là số đôi cực từ của máy , n1 là từ trường quay ). Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự ngắn mạch đặt trên lõi sắt rotor , làm cảm ứng trên rotor các sđđ E 2 . Do rotor kín mạch nên trong dây quấn rotor có dòng điện 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 này trong dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh ra momen .Tác dụng có quan hệ mật thiết với tốc độ n của rotor . Trong những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của động cơ cũng khác nhau . IV .Phân loại động cơ không đồng bộ: a.Phân theo kết cấu vỏ máy : +Kiểu kín +Kiểu bảo vệ +Kiểu hở b.Phân theo số pha: +Một pha ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 2 SVTH :NGUYỄN HỒNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC +Hai pha +Ba pha V. Các đại lượng định mức của động cơ khơng đồng bộ : +Cơng suất định mức : P đm +Điện áp định mức : U đm +Dòng điện định mức :I đm +Tốc độ định mức: n đm +Hiệu suất định mức : đm η + Hệ số cơng suất định mức ϕ cos VI. Điều chỉnh tốc độ động cơ khơng đồng bộ : Trỉåïc âáy, nãúu cọ u cáưu âiãưu chènh täúc âäü cao thỉåìng dng âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu. Nhỉng ngy nay nhåì k thût âiãûn tỉí phạt triãùn nãn viãûc âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå khäng âäưng bäü khäng gàûp khọ khàn máúy våïi u cáưu phảm vi âiãưu chènh, âäü bàòng phàóng khi âiãưu chènh v nàng lỉåüng tiãu thủ. Ta tháúy cạc phỉång phạp âiãưu chènh ch úu cọ thãø thỉûc hiãûn : + Trãn stato : Thay âäøi âiãûn ạp U âỉa vo dáy qún stato, thay âäøi säú âäi cỉûc tỉì p dáy qún stato v thay âäøi táưn säú f ngưn âiãûn. + Trãn räto : Thay âäøi âiãûn tråí räto, näúi cáúp hồûc âỉa sââ phủ vo räto. a.Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp: Ta â biãút, hãû säú trỉåüt tåïi hản s m khäng phủ thüc vo âiãûn ạp. Theo (14.40) v (14.43), nãúu r’ 2 khäng âäøi thç khi gim âiãûn ạp ngưn U 1 , hãû säú trỉåüt tåïi hản s m s khäng âäøi cn M max gim tè lãû våïi. Váûy h âàûc tênh thay âäøi nhỉ hçnh (14.7) lm cho täúc âäü thay âäøi theo. Phỉång phạp náưy chè thỉûc hiãûn khi mạy mang ti, cn khi mạy khäng ti gim âiãûn ạp ngưn, täúc âäü gáưn nhỉ khäng âäøi. b) Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số nguồn: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠNG SUẤT 3 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C Hỡnh I.1 iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp ngun a) S mch ng lc b) c tớnh c theo in ỏp Vồùi õióửu kióỷn nng lổỷc quaù taới khọng õọứi, coù thóứ tỗm ra õổồỹc quan hóỷ giổợa õióỷn aùp U 1 , tỏửn sọỳ f 1 vaỡ mọmen M. Trong cọng thổùc vóử mọmen cổỷc õaỷi, khi boớ qua õióỷn trồớ r 1 thỗ mọmen cổỷc õaỷi coù thóứ vióỳt thaỡnh : Trong õoù C laỡ mọỹt hóỷ sọỳ. N IN T CễNG SUT 4 Hỡnh I.2 S iu chnh tc bng cỏch thay i tn s ngun. a) S khi .b) c tớnh U/f khụng i SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C Giaớ thióỳt U 1 vaỡ M laỡ õióỷn aùp vaỡ mọmen luùc tỏửn sọỳ f 1 , cn cổù vaỡo õióửu kióỷn nng lổỷc quaù taới khọng õọứi, ta coù : Toùm laỷi, khi thay õọứi tỏửn sọỳ f 1 , ta phaới õọửng thồỡi thay õọứi U 1 õổa vaỡo õọỹng cồ. Trổồỡng hồỹp U 1 /f = C te vaỡ tỏửn sọỳ giaớm coù õỷc tờnh cồ nhổ hỗnh 14.7b, caùch õióửu chốnh naỡy coù caùc õỷc tờnh thờch hồỹp vồùi loaỷi taới cỏửn M C = C te khi vỏỷn tọỳc thay õọứi. c) Thay i tc bng cỏch iu chnh in tr Roto : Thay õọứi õióỷn trồớ dỏy quỏỳn rọto, bũng caùch mừc thóm bióỳn trồớ ba pha vaỡo maỷch rọto cuớa õọỹng cồ rọto dỏy quỏỳn nhổ hỗnh 14.15a. Do bióỳn trồớ õióửu chốnh phaới laỡm vióỷc lỏu daỡi nón coù kờch thổồùc lồùn hồn bióỳn trồớ khồới õọỹng. Hoỹ õỷc tờnh cồ cuớa K rọto dỏy quỏỳn khi duỡng bióỳn trồớ õióửu N IN T CễNG SUT 5 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C chốnh tọỳc õọỹ trón hỗnh 14.15b. Khi tng õióỷn trồớ, tọỳc õọỹ quay cuớa õọỹng cồ giaớm. Tỏửn sọỳ õoùng cừt vaỡ õióỷn trồớ tổồng õổồng cuớa maỷch BX : Phổồng phaùp nỏửy gỏy tọứn hao trong bióỳn trồớ nón laỡm hióỷu suỏỳt õọỹng cồ giaớm. Tuy vỏỷy, õỏy laỡ phổồng phaùp khaù õồn giaớn, tọỳc õọỹ õổồỹc õióửu chốnh lión tuỷc trong phaỷm vi tổồng õọỳi rọỹng nón õổồỹc duỡng nhióửu trong caùc õọỹng cồ cọng suỏỳt cồớ trung bỗnh. N IN T CễNG SUT 6 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C Hỡnh I.3iu chnh tc ng c roto dõy qun bng cỏch thay i in tr roto. a) S iu chnh.b) c tớnh .c)S mch h d)S mch kớn. d) iu chnh tc bng cỏch ni cp tr nng lng v ngun: Nng lổồỹng trổồỹt tỏửn sọỳ f 2 = sf 1 leợ ra tióu hao trón õióỷn trồớ phuỷ õổồỹc chốnh lổu thaỡnh nng lổồỹng mọỹt chióửu (hỗnh 15.9), sau õoù qua bọỹ nghởch lổu õổồỹc bióỳn õọứi thaỡnh nng lổồỹng xoay chióửu tỏửn sọỳ f traớ vóử nguọửn. Quan hóỷ giổợa hóỷ sọỳ trổồỹt s vaỡ goùc mồớ cuớa thyristor : ióỷn aùp ra cuớa chốnh lổu cỏửu ba pha : ióỷn aùp ra cuớa nghởch cỏửu N IN T CễNG SUT 7 SVTH :NGUYỄN HOÀNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC Chương II: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 8 Hình I.4 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng cách nối cấp trả năng lượng về nguồn SVTH :NGUYỄN HOÀNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC I.ĐIÔT CÔNG SUẤT 1.CẤU TẠO: Hình a:cấu tạo của Điôt Hình b:kí hiệu của Điôt Điôt công suất là linh kiện bán dẫn công suất có hai cực , được cấu tạo bởi 1 lớp bán dẫn N và 1 lớp bán dẫn P ghép lại 2.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Hình a:sự phân cực thuân Điôt Hình b: sự phân cực ngược Điôt Khi đặt Điôt công suất dưới điện áp nguồn U có cực tính như hình vẽ,chiều của điện trưòng ngoài ngược chiều với điện trương nội tại i E .Thông thường U> i E thì dòng điện chạy trong mạch ,tạo nên điện áp rơi trên Điôt khoảng 0.7V khi dòng điện là định mức .Vậy sự phân cực thuận hạ thấp barie điện thế .Ta nói mặt ghép PN được phân cực thuận . Khi đổi chiều cực tính điện áp đặt vào Điôt , điện trường ngoài sẽ tác động cùng chiều với điện trường nội tại i E .Điện trường tổng cộng cản trở sự di chuyển của các điện tích đa số .Các điện tử của vùng N di chuyển thẳng về cực dương của nguồn U làm cho điện thế vùng N đã cao lại càng cao hơn so với vùng P.Vì thế vìng chuyển tiếp ngày càng rộng ra ,không có dòng điện chạy qua mặt ghép PN.Ta gọi mặt ghép PN bị phân cực ngược .Nếu tiếp tục tăng U ,các điện tích được gia tốc ,gây nên sự va chạm dây chuyền làm Barie điện thế bị đánh thủng . Đặc tính Vôn-Ampe của Điôt công suất được biểu diễn gần đúng bằng biểu thức : I = I S [ exp (eU/kT) – 1 ] Trong đó: -Is :dòng điện rò ,khoảng vài chục mA - e = 1,59.10 - 19 Coulomb -k = 1,38.10 - 23 : hằng số Bolzmann - T = 273 + t 0 : Nhiệt độ tuyệt đối ( 0 K) - t 0 : Nhiệt độ của môi trường ( 0 C) -U: điện áp đặt trên Điôt (V) ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 9 ( b ) Anôt Katoát ( a ) - + - + -α 0 α q N P d NP ( a ) + - U E i P N ( b ) - + U E i P N SVTH :NGUYỄN HOÀNG NHÂN– 10D3 GVHD:LÂM TĂNG ĐỨC Hình 2.3 Đặc tính Vôn-Ampe của Điôt : Gồm 2 nhánh : -nhánh thuận -nhánh ngược Khi Điôt được phân cực thuận dưới điện áp U thì Barie điện thế i E giảm xuống gần bằng 0.Tăng ,lúc đầu dòng tăng từ từ cho đến khi U lớn hơn khoảng 0.1V thì I tăng một cách nhanh chóng , đường đặc tính có dạng hàm mũ. Tương tự ,khi phân cực ngược cho Điôt ,tăng U ,dòng điện ngược tăng từ từ .khi U lớn hơn 0.1V dòng điện ngược dừng lại cỡ vài chục mA và được kí hiệu là s I . dòng s I là do các hạt dẫn thiểu số tạo nên .Nếu tiếp tục tăng U thì các hạt dẫn thiểu số di chuuyển càng dể dàng hơn ,tốc độ di chuyển tỉ lệ thuận với điện trường tổng hợp , động năng của chúng tăng lên .Khi U  =  z U thì sự va chạm giữa các điện tích thiểu số di chuyển với tốc độ cao sẽ bẻ gãy các liên kết nguyên tử silic trong vùng chuyển tiếp xuất hiện các điện tử tự do mới .Rồi những điện tích tự do mới này chịu sự tăng tốc của điện trường tổng hợp lại tiếp tục bắn phá các nguyên tử silic .kết quả tạo phản ứng dây chuyền tạo làm cho dòng điện ngược tăng lên ào ào và sẽ phá hỏng Điôt.Do đó để bảo vệ Điôt ta chỉ cho chúng làm việc với giá trị điện áp :U=(0.7-0.8) z U . Các thông số kỉ thuật để chọn Điôt : -Dòng điện định mức dm I (A) -Điện áp ngược cực đại : U ngmax ( V ) - Đi ện áp rơi trên Điôt ∆U ( V ) 3. Ứng dụng ứng dụng chủ yếu của Điôt công suất là chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều cung cấp cho tải. II.TRANSITOR CÔNG SUẤT 1.CẤU TẠO Transitor bán dẫn công suất là linh kiện bán dẫn gồm có 3 lớp :PNP hay NPN. ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 10 I U U Z U γ 1 2 Hình 2. 4 Transistor PNP: a). cấu tạo b). ký hiệu ( b ) C B E ( a ) E B C N P P Hình 2. 5 Transistor NPN: a). cấu tạo b). ký hiệu ( a ) E C B P N N C B E ( b ) [...]... tng khon thi gian 600 (vỡ c 600 cú mt trng thỏi chuyn mch) vi nguyờn tc van no dn coi nh thụng mch Nhỡn chung s ny cú dng mt pha ti ni vi hai pha u song song nhau Do vy in ỏp 1 pha trờn ti s ch cú hai giỏ tr l mt pha u song song vi 1 trong 2 pha cũn li )hoc 2 Uz (Khi 3 Uz khi mt pha ni 3 tip vi nhỏnh song song cũn li.Vi gi thit ti i xng : Nguyờn tc chuyn mch : Cho gúc m ca IGBT l 1800 v c 600 tip theo... phng phỏp iu rng sin mt pha: H2.5 Nguyờn lý ca phng phỏp iu ch rng xung Khi Vcontrol>Vtri thỡ VAO = Vdc/2 Khi Vcontrol< Vtri thỡ VAO = -Vdc/2 Nh vy, to ra ngun in 3 pha dng iu rng xung, ta cn cú ngun sin 3 pha mu v gión kớch úng ca 3 pha s c biu din nh hỡnh v di õy: N IN T CễNG SUT 23 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C Ta cn tớnh c biờn hi bc nht ca in ỏp ngừ ra t tỡ s biờn gia súng mang v... tớnh in ỏp trờn tng pha ti: Trờn pha A: N IN T CễNG SUT 28 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C 1 UZ 3 2 Trong khong 600 1200 : U f A = U Z 3 1 Trong khong 1200 - 1800(hc) : U f A = U Z 3 1 Trong khong 1800 2400 (hd) : U f A = U Z 3 2 Trong khong 2400 3000(he) : U f A = U Z 3 1 Trong khong 3000 3600(hf) : U f A = U Z 3 Trong khong 00 600 : U f A = * Tng t ta tớnh c cho cỏc pha B,C: Bng chuyn... gian : tt t t max = 0,8 0,03 b.Tớnh chn diot : Dũng in pha ti A cú ba on khỏc nhau trong na chu k: E o i A = N 1 (1 + a)(2 a) e Q - 0 ữ 60 3R 1 + a3 (1 + a) 2 Q e 2 1 + a3 E (1 + a)(2a) Q o i A = N 1 + e - 120 ữ 180 3 3R 1+a L Vi : Q = = tg = 0.33 R - 60 ữ 120 o i A = 1 = e 3Q EN 3R 1 3*0.33 a =e = 0.36 Ti = 1 dũng qua ti pha A bng 0: ia = 0 : T (1) ta cú : i A = EN 3R (1 +... dũng qua cc thu I C = I E + I CBO *Cỏc thụng s ca transitor cụng sut : - I C :dũng colect m transitor chu c - U CES :in ỏp U CE khi transitor dn bóo ho - U CEO : in ỏp U CE khi mch Baz h - U CEX :in ỏp U CE khi mach baz b khoỏ bi in ỏp õm - t on :thi gian cn thit in ỏp U CE gim t U xu ng giỏ trUCESat 0 - tf: thi gian cn thit iC t giỏ tr IC gim xung 0 - tS: Thi gian cn thit UCE t giỏ tr UCESat... khụng ng b 3 pha roto lng súc : Cụng sut nh mc : Pm= 1 kW Tc nh mc : nm = 1450 v/phỳt cos = 0,95 H s cụng sut : in ỏp li : 220/380 V = 0.9 Hiu sut : =1.8 H s quỏ ti : Pdm 1000 = = 1111,1 W Cụng sut a vo ng c : P = 1 0.9 Ta li cú : P1 = 3U dm I dm cos dm I dm = = P1 3U dm cos dm 1111,1 = 1.77 ( A) 3 * 220 * 0.95 Rf1 = Uf I fdm cos = 220 * 0.95 = 117.9 1.77 a.Tớnh chn IGBT: in ỏp pha cc i ca ng... chun cú tn s f Nu em xung iu khin ny cp cho mt b bin tn mt pha thỡ ú ngừ ra s thu c mt dng in ỏp dng iu rng xung cú tn s bng vi tn s ngun sin mu v biờn hi bc nht ph thuc vo ngun in mt chiờu cung cp v t s gia biờn súng sin mu v súng mang.Tn s súng mang phi ln hn tn s ca súng sin mu Sau õy l hỡnh v miờu t nguyờn lý ca phng phỏp iu rng sin mt pha: H2.5 Nguyờn lý ca phng phỏp iu ch rng xung Khi Vcontrol>Vtri... tr bóo ho., thỡ transitor v trng thỏi úng hon ton Transitor l linh kin ph thuc nờn cn phi hp dũng in gc v dũng in gúp trng thỏi bóo ho duy trỡ kh nng iu khin v trỏnh in tớch cc gc quỏ ln,dũng in gc ban u phi cao chuyn sang trng thỏi dn nhanh chúng , trng thỏi khoỏ dũng din gc phi gim cựng quy lut vi dũng in gúp trỏnh hin tng chc thng th cp IC a IC IC b UCE (a) UCE (b) Hinh 2.7: a) Trng thỏi... giai on : VGE t 0 Ic t 0 -u tiờn cỏc kờnh bin mt v MOSFET b khoỏ mt cỏch nhanh chúng , iu ny lm cho ic bc u gim i Tip theo cỏc ht d tha ca vựng N s tỏi hp dn v dũng in ic s gim chm -Chuyn tip cụlect-Baz ca transitor ny cú mt in dung ký sinh lm cho cc ca nú cú mt in ỏp gn bng in ỏp mỏng-ngun ca N IN T CễNG SUT 16 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C MOSFET u vo thi im dp tt ,nu in ỏp mỏng - ngun... nng lng di dng ngun ỏp dựng t in hoc ngun dũng dựng cun cm ,to ra mt khõu cỏch ly nht nh gia ph ti v ngun in ỏp li Tựy thuc khõu trung gian lm vic trong ch ngun dũng hay ngun ỏp m bin tn c chia ra lm ba loi chớnh : - Bin tn ngun dũng - Bin tn ngun ỏp vi ngun cú iu khin N IN T CễNG SUT 19 SVTH :NGUYN HONG NHN 10D3 GVHD:LM TNG C - Bin tn ngun ỏp vi ngun khụng iu khin (s dng nghch lu ỏp bin iu b rng . hàng ngàn kW . Hầu hết là động cơ ba pha , có một số động cơ công suất nhỏ là một pha . II .Cấu tạo động cơ không đồng bộ : Cấu tạo động cơ không đồng bộ gồm hai bộ phận chính là stator và. đây do kỹ thuật điện tử phát triển , nên động cơ không đồng bộ đã đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh tốc độ vì vậy động cơ không đồng bộ càng được sử dụng rộng rãi hơn .Dãy công suất của nó rất. I: Tổng quan về động cơ không đồng bộ. I Khái niệm chung : Động cơ không đồng bộ là máy điện xoay chiều , làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ , có tốc độ n của rotor khác với tốc độ từ trường