Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế mạch băm xung dùng trong điêù chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 3 pha loại rôto dây quấn theo phương pháp thay đổi điện trở rôto
Đồ án điện tử công suất ====================================================== Đề Thiết kế mạch băm xung dùng điêù chỉnh tốc độ động điện không đồng pha loại rôto dây quấn theo phương pháp thay đổi điện trở rôto Điện áp nguồn 3*380(V) , tần số 50 (Hz) Các số liệu cho trước: Pđc=15(KW) nđm=715(vg/ph) cos ϕ =0.67 Iđm=30.8(A) Eđm(rôto)=155(V) Iđm(Rôto)=46.7(A) Rrôto=0.0835( Ω ) Xrôto=0.171( Ω ) ke=2.33 Lời nói đầu: Ngày , tất nước giới nói chung nước ta nói riêng thiết bị bán dẫn thâm nhập vào ngành công nghiệp , nông nghiệp lĩnh vực sinh hoạt Các nhà máy , xí nghiệp ứng dụng ngày nhiều thành tựu công nghiệp điện tử công suất Ứng dụng Điện tử công suất truyền động điện – điều khiển tốc độ động điện lĩnh vực quan trọng ngày phát triển Các nhà sản xuất không ngừng cho đời sản phẩm công nghệ phần tử bán dẫn công suất thiết bị điều khiển kèm Là sinh viên Tự Động Hoá thầy giáo giao cho đồ án với đề tài “Thiết kế mạch băm xung dùng điều chỉnh tộc độ động không đồng pha loại rôto dây quấn theo phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto” , chúng em cố ====================================================== Đồ án điện tử cơng suất ====================================================== gắng tìm hiểu kĩ phương án công nghệ cho thiết kế vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật , vừa đảm bảo yêu cầu kinh tế Với hy vọng đồ án điện tử công suất thiết kế kĩ thuật áp dụng thực tế nên chúng em cố gắng mô tả cụ thể , tỉ mỉ tính tốn cụ thể thông số em nhiều sơ đồ mạch Mặc dù chúng em nỗ lực cố gắng làm việc với tinh thần học hỏi tâm cao nhiên lần chúng em làm đồ án, đặc biệt nhận thức thực tế chúng em nhiều hạn chế nên chúng em tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận phê bình góp ý thầy để giúp chúng em hiểu rõ vấn đề đồ án ứng dụng thực tế để đồ án chúng em hoàn thiện Trong trình làm đồ án chúng em nhận giúp đỡ thầy giáo môn đặc biệt bảo tận tình thầy Dương Văn Nghi giúp chúng em hoàn thành đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy hi vọng thầy giúp đỡ chúng việc học tập chúng em sau sinh viên thực hiện: Trịnh Lâm Tùng Phần I :Tìm Hiểu Về Công Nghệ Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Các Thiết Bị Được Giao Thiết Kế 1.Sơ lược máy điện quay 2.Máy điện không đồng ba pha 3.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động không đồng ba pha 4.Các phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto động KĐB pha rôto dây quấn Ứng dụng động điện KĐB pha rôto dây quấn ====================================================== Đồ án điện tử công suất ====================================================== Sơ lược máy điện quay : Trong thực tế sản xuất, loại máy điện xoay chiều , đặc biệt máy điện xoay chiều pha sử dụng rộng rãi Các máy điên xoay chiều pha đèu làm việc dựa nguyên lý từ trường quay chúng chia làm loại chính: Máy điện đồng bộ, Máy điện khơng đồng Máy điện xoay chiều có vành góp Hiện nay, hệ thống truyền động, phận dùng để biến đổi điện thành (hay thành diện hãm) động điện Các động điện thường dùng là: Động điện xoay chiều ba pha không đồng Động điện chiều kích từ độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp hay kích từ nam châm vĩnh cửu Động điện xoay chiều ba pha có cổ góp Động khơng đồng Trong đó, khâu u cầu có điều chỉnh tốc độ chủ yếu sử dụng động chiều động điện xoay chiều ba pha không đồng (điều chỉnh tốc độ phương pháp điện) Động điện xoay chiều KĐB thường sử dụng nhiều ưu điểm kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, công suất lớn tuỳ ý, hiệu xuất cao.Song việc điều chỉnh tốc độ động cịn gặp nhiều khó khăn, nên cần điều chỉnh tốc độ động hệ thống truyền động chủ yếu sử dụng động điện chiều, cịn nhiều hạn chế có vành trượt (bộ góp điện) dễ gây phóng tia lửa điện, cháy, nổ; làm nhiễu sóng mạnh Hiệu suất chưa cao, hầu hết lưới điện cung cấp điện xoay chiều ba pha; Hệ điều chỉnh tốc độ phải chống nhiễu tốc, chất lượng hệ chưa cao chi phí cho điều chỉnh tốc độ khơng lớn…Ngày nay,nhờ phát triển khoa học công nghệ , dặc biệt lĩnh vực điện tử bán dẫn công suất lớn ,việc điều chỉnh tốc độ động điện xoay chiều ba pha trở nên dễ dàng hơn, kể với động công suất lớn cỡ hàng trăm, hàng nghìn Kw Chất lương hệ thống dần cải thiện với chi phí thấp hơn.Chính động xoay chiều KĐB dần thay động chiều điều chỉnh tốc độ Các phương pháp điều chỉnh tốc độ truyền thống sử dụng hộp số, dây đai, cấu thay đổi tốc độ khác… kết hợp với phương pháp điện đại, điều chỉnh tốc độ sâu hơn, ổn định hiệu suất cao Máy điện không đồng ba pha: 2.1 Khái niệm chung: ====================================================== Đồ án điện tử công suất ====================================================== Máy điện không đồng loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,có tốc độ quay rô to n (tốc độ máy ) khác với tốc độ quay từ trường n1 Máy điện không đồng có hai dây quấn :dây quấn stato( dây quấn sơ cấp) nối với lưới điện có tần số f , dây quấn rôto (thứ cấp) nối tắt lại khép kín điện trở Dịng điện dây quấn rơto sinh nhờ sđđ cảm ứng có tần số f2 phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa phụ thuộc vào tải trục máy Cũng máy điện quay khác ,MĐKĐB có tính thuận nghịch ,nghĩa làm việc chế độ động chế độ máy phát điện Máy phát điện khơng đồng có đặc tính làm việc khơng tốt so với máy phát điện đồng nên dùng ĐCĐKĐB so với loại ĐC khác có cấu tạo vận hành khơng phức tạp,giá thành rẻ ,làm việc tin cậy nên sử dụng nhiều sản xuất sinh hoạt ĐCKĐB có loại :ĐC ba pha ,hai pha,một pha ĐCĐKĐB có công suất lớn 600W thường loại ba pha có ba dây quấn làm việc,trục dây quấn lệch khơng gian góc 120o điện Các động có cơng suất nhỏ 600W thường loại hai pha pha ĐC hai pha có hai dây quấn làm việc ,trục hai dây quấn đặt lệch khơng gian góc 90ođiện ĐC pha có dây quấn làm việc Các số liệu định mức ĐCKĐB : Công suất có ích trục :Pđm Điện áp dây stato :U1đm Dòng điện dây stato :I1đm Tần số dòng điện stato :f Tốc độ quay rôto :nđm Hệ số công suất :cosfđm Hiệu suất hđm 2.2 Phân loại: Tuỳ theo cách phân loại mà ta có loại động sau: Theo kết cấu vỏ máy chia :kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phịng nổ… Theo kết cấu rôto : Loại rôto kiểu dây quấn, loại rooto kiểu lồng sóc Theo số pha dây quấn Stato: pha, hai pha, ba pha… 2.3 Cấu tạo: ====================================================== Đồ án điện tử công suất ====================================================== Cũng giống máy điện khác máy điện khơng đồng ba pha gồm có phần:phần tĩnh (stato) , phần quay (rôto) khe hở Phần tĩnh (hay stato): Trên Stato có vỏ, lõi sắt dây quấn a Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt dây quấn,không dùng để làm mạch dẫn từ.Thường vỏ máy làm gang Đối với máy có cơng suất tương đối lớn (1000kw)thường dùng thép hàn lại thành vỏ.Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ khác b Lõi sắt: Lõi sắt phần dẫn từ.Do từ trường qua lõi sắt từ trường quay nên để giảm tổn hao ,lõi sắt làm thép kỹ thuật điện dày từ 0.5mm ép lại.Khi đường kính trị số phải dùng hình rẻ quạt ,gép lại thành khối tròn.Mỗi thép kỹ thuật điện dều có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Nếu lõi sắt ngắn ghép thành khối Nếu lõi sắt dài thường ghép thành thếp ngắn,mỗi thếp dài đến 8cm chác cm để thơng gió cho tốt Mặt thép có sẻ rãnh lõi sắt cách điện tốt với lõi sắt Phần quay (hay Rơto): Phần có hai phận lõi sắt dây quấn a.Lõi sắt: Lõi sắt rôto làm thép kỹ thuật điện Phía ngồi thép xẻ rãnh để đặt dây quấn Lõi sắt éưp trực tiếp lên trục máy lên giá rôto máy b.dây quấn: Rôto có hai loại :Rơto kiểu dây quấn Rơto kiểu lồng sóc -Loại Roto kiểu dây quấn.Rơto có dây quấn giống dây quấn stato.Trong máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp bớt dây dầy nối,kết cấu dây quấn Rôto chặt chẽ Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm lớp.Dây quấn ba pha rơto thường đấu hình , có ba đầu nối vào ba rãnh trượt thường làm đồng đặt cố định đầu trục thơng qua chổi than đấu với mạch điện bên Nhận xét: Đặc điểm loại động điện rơto kiểu dây quấn thơng qua chổi than đưa điện trở phụ hay s.đ.đ phụ vào mạch điện rơto để cải thiện tính mở máy, điều chỉnh tốc độ cải thiện hệ số công suất máy ====================================================== Đồ án điện tử công suất ====================================================== Nhược điểm: Động điện rôto dây quấn chế tạo phức tạp rơto lồng sóc nên giá thành dắt mà bảo quản khó khăn hơn(dễ bị chập pha, mát dò điện từ dây vỏ máy nguy hiểm);hiệu suất máy thấp so với rơto lơng sóc; sử dụng vành trượt dễ phát sinh tia lửa điện gây cháy nổ, làm nhiễu q trình điều khiển -Loại Rơto kiểu lồng sóc : Kết cấu loại dây quấn khác với dây quấn stato Trong rãnh lõi sắt Rôto đặt vào dẫn đồng hay nhôm dài khỏi lõi sắt dược nối tắt lại hai đầu hai vành mạch đồng hay nhôm làm thành lồng mà người ta gọi lồng sóc Nhận xét: Rơto lồng sóc chế tạo đơn giản với số lượng lớn dây truyền công nghiệp, giá thành rẻ hơn, bền dễ bảo quản so với rơto dây quấn, lại khó mở máy rô to dây quấn dặc biệt động công suất lớn Trong hệ thống có u cầu khơng cao điều chỉnh tốc độ (có thể điều chỉnh theo cấp), điều kiện mở máy khơng q khó khăn ta nên sử dụng động rơto lơng sóc Khe hở: Vì rơto khối tròn nên khe hở Khe hở máy điện không đồng nhỏ để hạn chế dịng điện từ hố lấy từ lưới vào làm cho hệ số cơng suất máy cao lên 2.4 Nguyên lý làm việc: Máy điện KĐB loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm điện từ Khi cho dòng điện pha vào dây quấn pha đạt lõi sắt stato máy máy sinh từ trường quay vói tốc độ đồng n1=60.f1/p Trong f1 tần số dịng điện đưa vào , p số đôi cực máy Từ trường quét qua dây quấn nhiêu pha tự ngắn mạch dặt lõi sắt rôto cảm ứng dây quấn suất điện động dịng điện Từ thơng dịng điện naỳ sinh hợp với từ thông stato tạo thành từ thông khe hở Dịng điện dây quấn rơto tác dụng với từ thông khe hở sinh momen Tác dụng có quan hệ mât thiết với tốc độ quay n rôto Với phạm vi tốc độ khác chế độ làm việc máy khác Để phạm vi tốc độ máy , người ta dùng hệ số trượt s s%=(n1-n)/n1.100 Có phạm vi tốc độ máy điện KĐB: - Trường hợp rôto quay thuận nhanh tốc độ đồng (n>n1 hay s