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 TĐH 2 K5 Sinh viên thực hành: Nguyễn Thanh Hiếu 1 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 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. 2 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 3 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): gồm trục, lõi sắt và dây quấn roto Ngoài ra khe hở trong ĐCKĐB rất nhỏ nên roto trong ĐCKĐB rất tròn và đều 4 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: 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 5 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 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 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 6 Hình 1.2 tấm thép hình rẻ quạt 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 . 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 7 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 cơ công suất trên 100kw thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch . 8 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 n 1 = 60f 1 /p (f 1 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 I 2 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 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 . 9 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 < n 1 ( 0 < s < 1) Giả thuyết về chiều quay n 1 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 E 2 và I 2 ; theo quy 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 n 1 , như vậy đông cơ làm việc ở chế độ động cơ điện . 10 [...]... 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: a) Biến tần trực tiếp b) Biến tần gián tiếp Biến tần gián tiếp được chia làm hai loại: biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp 20 Ứng dụng: Bộ biến tần thường được sừ dụng để điều khiền vận tốc động cơ xoay... khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay đổi thành tần số biến thiên Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số pha Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải động cơ ba pha Bộ biến tần còn dược sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt điện Bộ biến tần trong trường hợp này cung cấp năng lượng cho lò cảm ứng 1.1.2 Cấu trúc biến tần FR-A700 Biến tần FR-A700... cơ sơ cấp Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ 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) 11 Trong đó : s = Khi động cơ không tải Pcu 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 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 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... áp 12 4.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số 13 4.3 Điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh xung điện trở rotor 4.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách nối cấp trả năng lượng về nguồn 14 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... sóng điện áp và dòng điện đầu ra biến tần 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) 17 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... hoạt động2 .2 Bảng điều khiển hoạt động 2 2 Hoạt động cơ bản 31 2 3 Hoạt động khóa cho một thời gian dài 32 Hoạt động bằng cách sử dụng quay số thiết và quan trọng của bảng điều khiển hoạt động có thể được thực hiện không hợp lệ để ngăn chặn sự thay đổi tham số và bắt đầubất ngờ và ngăn chặn Thiết lập "10" hoặc "11" Pr.161, sau đó nhấn “MODE” trong 2s để làm cho quay số thiết lập và hoạt động chính không. .. FR-A700 là biến tần nguồn áp gồm các phần cơ bản: + Bộ chỉnh lưu: Có nhiều dạng khác nhau, mạch tia, mạch cầu một pha hoặc ba pha Thông thường ta gặp ,mạch cầu ba pha.Thông thường, bộ chỉnh lưu có dạng không điều khiển,bao gồm các diode mắc dạng mạch cầu Độ lớn điện áp và tần số áp ra của bộ nghịch lưu còn có thể điều khiển thông qua phương pháp điều khiển xung thực hiện trực tiếp ngay trên bộ nghịch... chuyển mạch của bộ nghịch lưu áp thường là quá trình chuyển đổi cưỡng bức Trong trường hợp đặc biệt bộ nghịch lưu làm việc không có quá trình chuyển mạch hoặc với quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài Từ đó ta có hai trường hợp bộ biến tần với quá trình chuyển mạch độc lậpvà quá trình chuyển mạch phụ thuộc bên ngoài 1.2 Kiểm tra sản phẩm và nhận dạng các bộ phận Mở bao bì biến tần và kiểm tra các . 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 3 I Khái quát về động cơ không đồng bộ 3 pha 1. Khái niệm. Động cơ không đồng. 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. 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