Đồ Án thiết kế hệ thống truyền Động biến tần Động cơ xoay chiều

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINHKHOA ĐIỆN</b>

<b>Nghệ An, 11/202</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<i><b>MỤC LỤC</b></i>

<b>LỜI NÓI ĐẦU...iii</b>

<b>CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG...4</b>

1.1 Sơ đồ ngun lý hệ truyền động...4

1.2 Phương trình đặc tính hệ truyền động...4

1.3 Nguyên lý làm việc của hệ truyền động...8

1.3.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ...8

1.3.2 Khởi động động cơ không đồng bộ...9

1.3.3 Trạng thái hãm trong động cơ không đồng bộ...10

1.3.4 1.3.4. Đảo chiều quay...12

<b>CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN CÁC PHẦN TỬ TRONGMẠCH ĐỘNG LỰC...14</b>

2.1 Thiết kế mạch động lực...14

2.1.1 Lựa chọn sơ đồ mạch nghịch lưu...14

2.1.2 Sơ đồ mạch động lực...16

2.2 Tính tốn các phần tử trong mạch động lực...17

2.2.1 Tính tốn các thơng số cho động cơ...17

2.2.2 Tính tốn thơng số biến tần...19

2.2.3 Tính tốn các thiết bị bảo vệ mạch động lực...22

<b>CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN CÁC PHẦN TỬ TRONGMẠCH ĐIỀU KHIỂN...24</b>

3.1 Nguyên lý mạch điều khiển...24

3.2 Cấu trúc mạch điều khiển theo phương pháp SinPWM...24

3.2.1 Khâu tạo dao động hình Sin...25

3.2.2 Khâu tạo xung răng cưa...25

3.2.3 Khâu so sánh...27

3.2.4 Khâu tạo trễ mở van...27

3.2.5 Khâu khuếch đại xung...28

<b>CHƯƠNG 4. MƠ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK....30</b>

<i>4.1 Mơ hình mô phỏng...30</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

4.1.1 <i>Thông số động cơ mơ phỏng...30</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>MỤC LỤC HÌNH ẢNH</b>

<i>Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện có điều chỉnh tần số...4</i>

<i>Hình 1.2 Sơ đồ thay thế máy điện khơng đồng bộ hình Ґ...5</i>

<i>Hình 1.3 Đặc tính cơ của máy điện khơng đồng bộ...7</i>

<i>Hình 1.4 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ...9</i>

<i>Hình 1.5 Sơ đồ sử dụng biến tần để khởi động động cơ...9</i>

<i>Hình 1.6 Đặc tính cơ khi hãm động năng...10</i>

<i>Hình 1.7 Đường đặc tính cơ khi hãm tái sinh bằng cách thay đổi tần số f...11</i>

<i>Hình 1.8 Đặc tính cơ khi hãm ngược sử dụng đảo chiều 2 trong 3 pha stator....12</i>

<i>Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý dùng biến tần điều khiển động cơ KĐB...13</i>

<i>Hình 2.1 Sơ đồ nghịch lưu nguồn áp 3 pha...15</i>

<i>Hình 2.2 Giản đồ xung thời gian của điện áp ra của tải theo thời gian...16</i>

<i>Hình 2.3 Sơ đồ mạch động lực...16</i>

<i>Hình 2.4 Động cơ Siemens kiểu FS 160M...18</i>

<i>Hình 2.5 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 3 pha sử dụng diode...19</i>

<i>Hình 2.6 Cầu 3 pha Diode DF100LB160 của hãng Sanrex...20</i>

<i>Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý mạch lọc điện áp DC của biến tần...20</i>

<i>Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu sử dụng IBGT...21</i>

<i>Hình 2.9 IGBT FF100R12KS4 của hãng infineon...22</i>

<i>Hình 3.10 Sơ đồ mạch hãm điện trở DC...23</i>

<i>Hình 3.1 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu theo SinPWM...24</i>

<i>Hình 3.2 Sơ đồ khâu tạo điện áp hình Sin...25</i>

<i>Hình 3.3 Sơ đồ khâu tạo điện áp răng cưa 2 cực tính...26</i>

<i>Hình 3.4 Sơ đồ mạch phát xung và tạo điện áp răng cưa 2 cực tính...26</i>

<i>Hình 3.5 Sơ đồ khâu so sánh sử dụng OpAm...27</i>

<i>Hình 3.6 Khâu tạo trễ mở van...27</i>

<i>Hình 3.7 Khâu khếch đại xung...28</i>

<i>Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển cho 1 nhánh van IGBT...29</i>

<i>Hình 4.2 Thơng số bộ nghịch lưu 3 pha IGBT...32</i>

<i>Hình 4.3 Thơng số động cơ mơ phỏng...33</i>

<i>Hình 4.4 Tốc độ động cơ vịng/phút...33</i>

<i>Hình 4.5: điện áp , tốc độ roto , momen điện từ ...34</i>

ii

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>LỜI NÓI ĐẦU</b>

Cùng với sự phát triển của thế giới. Trong điều kiện công cuộc kiến thiếtnước nhà đang bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố hiện đại hố với những cơ hộithuận lợi và những khó khăn thách thức lớn. Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ,những người chủ tương lai của đất nước những nhiệm vụ nặng nề.

Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nóichung và trong lĩnh vực điện - điện tử - tin học nói riêng làm cho bộ mặt của xãhội thay đổi từng ngày. Trong hồn cảnh đó, để đáp ứng được những điều kiệnthực tiễn của sản xuất đòi hỏi những người Kĩ Sư Điện tương lai phải được trangbị những kiến thức chuyên ngành một cách sâu rộng.

Trong quá trình học bộ mơn điều khiển và tự động hóa em nhận được đề tài“ Thiết kế hệ thống truyền động điện điều áp – Động cơ điện xoay chiều 3 pha” .Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lượng kiếnthức lớn nên bản đồ án khơng khỏi có những sai sót. Em mong nhận được sự gópxây dựng của các thầy, cơ giáo cũng như bè bạn để bản đồ án được hoàn thiệnhơn.

Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảonhiệt tình của các thầy, cơ giáo cũng như sự góp ý xây dựng của các bạn bè. Đặc

<b>biệt là sự giúp đỡ của cô giáo Nguyễn Minh Thư và các thầy cô giáo công tác</b>

trong khoa điện.

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày tháng năm 2023Sinh Viên

<b> Nguyễn Văn Nho</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>CHƯƠNG 1. 111Equation Chapter 1 Section 1TỔNG QUAN VỀ HỆTRUYỀN ĐỘNG</b>

<b>1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động</b>

Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồnđiện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằngphẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy,hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị khơng phụ thuộc vào tải và có giátrị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoaychiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT(transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung(PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần sốchuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơvà giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

<i>Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động điện có điều chỉnh tần số</i>

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tầnsố vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quyluật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điệnáp – tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4.Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mơ men là hàm bậc hai củatốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậchai của điện áp.

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linhkiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượngtiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phùhợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID vàthích hợp với nhiều chuẩn truyền thơng khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển vàgiám sát trong hệ thống SCADA.

<b>1.2 Phương trình đặc tính hệ truyền động</b>

Theo lý thuyết máy điện, khi coi động cơ và lưới điện là lý tưởng, nghĩa là ba phacủa động cơ đối xứng, các thông số dây quấn như điện trở và điện kháng không đổi, tổng4

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

trở mạch từ hóa khơng đổi, bỏ qua tổn thất ma sát và tổn thất trong lõi thép và điện áp lướihoàn toàn đối xứng, thì sơ đồ thay thế một pha của động cơ như hình vẽ 1.2

<i>ω</i>₁−<i>ωω</i>₁

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

p - số đôi cực từ của máy.

<i>Từ sơ đồ thay thế hình Ґ ta dễ dàng tính được quan hệ của mômen điện từ của</i>

máy so với hệ số trượt theo biểu thức ( 1 .3):

Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện khơng đồng bộ.

Nếu ta biểu diễn đặc tính ( 1 .3) trên đồ thị sẽ là đường cong như Hình 1 .. Cóthể xác định các điểm cực trị của đường cong này bằng cách giải phương trình

<i>ds</i> ⁼⁰ _{, ta sẽ có của trị số của mơmen và hệ số trượt tại điểm cực trị ký hiệu là}

<i><small>thth</small>Ms</i> .

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>Hình 1.3 Đặc tính cơ của máy điện khơng đồng bộ</i>

Ngồi ra khi nghiên cứu hệ truyền động không đồng bộ người ta quan tâmnhiều tới trạng thái động cơ nên đường đặc tính cơ lúc này thường biểu diễn trongkhoảng tốc độ <i>0<s<s_th</i> _{, gọi là đoạn đặc tính là việc.}

Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện khơng đồng bộ có thể biểu diễnthuận tiện hơn bằng cách lập tỷ số giữa ( 1 .3) và ( 1 .5) và biến đổi ta có biểu thức( 1 .7):

<i><small>M =</small>^{2 M}^th</i>(<i>^{1+ a . s}<small>th</small></i>)

<i>Trong các động cơ điện không đồng bộ thường r</i><small>1</small>≈<i>r</i>₂<small>¿</small>

và <i>s_th</i>=0,1÷0,2 _nên

<i>as_th</i> _{rất nhỏ so với các số hạng đứng trước nó, ta có thể viết công thức ( 1 .7) như}

sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<i><small>M =</small>^{2 M}^th<small>s</small>_th</i>

<i>Trong đó: M<small>0</small> - mơmen khơng tải.</i>

<i>Do M<small>0</small> rất nhỏ so với mômen trên đầu trục M<small>2</small></i> nên đặc tính cơ của động cơkhơng đồng bộ <i>^M</i><small>2</small>=<i>f (n )</i> _{ó thể coi bằng} <i>M_đt</i>=<i>f (n )</i> _{, do đó đường đặc tính cơ của}

động cơ khơng đồng bộ có dạng như đường đặc tính

<i>M=f (s)</i>

_{vẽ ở Hình 1 ..}

<b>1.3 Nguyên lý làm việc của hệ truyền động1.1.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ</b>

Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ khơng đồng bộ ( 1 .3). Ta có thể dựavào đó để điều khiển mômen bằng cách thay đổi các thông số như điện áp cung cấp,điện trở phụ, tốc độ trượt và tần số nguồn.

Hiện nay có các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ chủyếu sau:

8

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<i>Hình 1.4 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ</i>

Từ Hình 1 . ở trên, ta thấy có bốn phương pháp hay sử dụng.

Nếu đứng trên phương diện tổn thất khi điều chỉnh ta có hai phương pháp: Điềuchỉnh tổn thất và điều chỉnh kinh tế.

Cịn phân loại theo sơ đồ bố trí mạch lực ta có mạch tác động nên stator vàmạch tác động vào rotor.

<b>1.1.2 Khởi động động cơ không đồng bộ</b>

<i>a) Khởi động dùng biến tần.</i>

<i>Hình 1.51 Sơ đồ sử dụng biến tần để khởi động động cơ</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

 Chỉ áp dụng với biến tần đặc biệt.

<b>1.1.3 Trạng thái hãm trong động cơ không đồng bộ</b>

Các đường (1) và (2) là các đường đặc tính khi hãm mà có cùng giá trị điện trởphụ nhưng dịng điện 1 chiều thay đổi, khi đó tốc độ tại momen tới hạn không đổi(=ω*ω*<small>th1</small>), nhưng momen tới hạn thay đổi (M<small>th1</small>; M<small>th2</small>).

10

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Các đường (2) và (3) là các đường đặc tính khi cùng giá trị dịng điện 1 chiềunhưng khác giá trị điện trở phụ, khi đó tốc độ tại momen tới hạn thay đổi (ω*<small>th1</small>; ω*<small>th2</small>),nhưng momen tới hạn không thay đổi (=ω*M<small>th2</small>).

<i>1.3.1.2. Hãm tái sinh</i>

Khi hãm tái sinh với ω<small>h</small> > ɷ<small>0 </small>lúc này tải là nguồn động lực làm quay rotor độngcơ, động cơ khi đó trở thành máy phát phát năng lượng trả về nguồn. Đối với sử dụng

<i>biến tần thì quá trình hãm xảy ra khi ta thay đổi tần số f.</i>

<i>Hình 1.7 Đường đặc tính cơ khi hãm tái sinh bằng cách thay đổi tần số f</i>

<i>1.3.1.3. Hãm ngược</i>

Khi động cơ làm việc, ta đổi thứ tự hai trong ba pha điện áp đặt vào stato độngcơ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<i>Hình 1.8 Đặc tính cơ khi hãm ngược sử dụng đảo chiều 2 trong 3 pha stator</i>

Đoạn BC là đoạn hãm ngược, động cơ làm việc như 1 máy phát nối tiếp vớilưới điện.

<b>1.1.4 1.3.4. Đảo chiều quay</b>

Dùng biến tần cho phép mở máy ở tần số thấp rồi tăng dần tần số để tăng tốcđộng cơ. Khởi động bằng tần số thấp thì mơmen mở máy lớn vì khi khởi động, cảmkháng rơto nhỏ và dịng điện cảm ứng ở rơto gần trùng pha với điện áp. Điều này tạonên mômen lớn, hệ số cơng suất lớn và biên độ dịng điện khởi động nhỏ nhất.

Trong biến tần, lúc mở máy bộ phát sung được điểu chỉnh với góc mở (α) lớn) lớnđể hạn chế dịng điện khởi động, sau đó góc mở (α) lớn) được giảm dần để tăng tốc độ, quátrình tăng tốc độ do IC điểu khiển tự động do đặc tính khởi động có độ dốc lớn nênđộng cơ khởi động nhanh nhưng vẫn đảm bảo êm, không giật, tránh cho phần cơ khỏichịu ứng suất đột ngột, đảm bảo vòng bi bền máy khởi động dễ dàng.

Ta đã biết muốn điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ thị điều chỉnhtần số F. Trong máy biến tần (Hình 1.9)

12

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i>Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý dùng biến tần điều khiển động cơ KĐB</i>

Mọi biến thiên tần số đầu ra chỉ cần điều chỉnh điện áp vào của nghịch lưu, vậybiến đổi điện áp một chiều cung cấp cho bộ nghịch lưu sẽ điều chỉnh được tốc độ độngcơ điện.

Muốn thay đổi chiều quay của động cơ có thể thay đổi thứ tự mở cửa mỗi bộnghịch lưu và do đó đổi được thứ tự pha cung cấp vào động cơ mà không phải đổi dâymạch động lực động cơ sẽ quay thuận F (ForWard) hoặc quay ngược R (Revert) theoyêu cầu.

Biến tần hiện nay được nhiều nước sản xuất với nhiều sơ đồ khác nhau để có

<i>thể lập trình cài đặt các thơng số theo u cầu chuyển động.</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b>CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÁC PHẦN TỬ TRONGMẠCH ĐỘNG LỰC</b>

<b>1.4 Thiết kế mạch động lực</b>

<b> Cấu trúc hệ biến tần động cơ không đồng bộ ba pha</b>

Biến tần là các bộ biến đổi dùng để biến đổi nguồn điện áp với các thông số như điệnáp và tần số không đổi, thành nguồn điện với các thông số thay đổi được. Thôngthường biến tần làm việc với nguồn đầu vào lấy từ lưới điện, nhưng vể nguyên tắc biếntần có thể làm việc với bất cứ nguồn điện xoay chiều nào.

Biến tần được phân chia làm hai loại: biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp. Biến tầngián tiếp, hay còn gọi là biến tần có khâu trung gian một chiều, dùng bộ chỉnh lưu đểbiến nguồn điện áp xoay chiều thành nguổn điện một chiểu, tích trữ trong các kho từ,dùng cuộn cảm, hoặc trong các kho điện, dùng tụ điện, sau đó lại dùng bộ nghịch lưuđể biến nguồn một chiều thành nguồn điên xoay chiều. Khâu trung gian một chiều tạora một khâu độc lập nhất định, biến đổi chậm, tách phần phụ tải ra khỏi lưới điện.Biến tần gián tiếp được cấu tạo từ bộ chỉnh lưu, khâu lọc trung gian và bộ nghịch lưu.Các bộ biến đổi cấu tạo nên biến tần gián tiếp đã được nghiên cứu kỹ ở các chươngtrên. Ở đây sẽ chỉ giới thiệu khái quát một số sơ đồ để thấy được các đặc điểm của cácbiến tần trong thực tế.

Biến tần gián tiếp chia ra làm ba loại chính:- Biến tần nguồn dòng,

- Biến tần nguồn áp với nguồn một chiều đầu vào có điều chỉnh,- Biến tần nguồn áp với nguồn một chiều đầu vào không điểu chỉnh.

Biến tần trực tiếp, khác với biến tần gián tiếp, tạo ra điện áp trên tải bằng các phần củađiện áp lưới, mỗi lần nối tải vào nguồn bằng một phần tử đóng cắt, khơng thơng quamột kho năng lượng trung gian nào. Biến tần trực tiếp có khả năng trao đổi năng lượngvới lưới theọ cả hai chiều. Đây là đặc tính ưu việt nhất của biến tần trực tiếp so vớibiến tần gián tiếp, nhất là đối với các hệ điện cơ công suất lớn và rất lớn, từ hàng trămkW đến vài MW. Ngồi ra, tổn hao cơng suất trong biến tần trực tiếp cũng ít hơn vìphụ tải chỉ nối với nguồn qua phần tử đóng cắt, khơng thông qua khâu trung gian nào.Tuy nhiên số lượng van ở biến tần trực tiếp lớn hơn và hệ thống điều khiển cũng phứctạp hơn rất nhiều.

<b>2.1.1 Lựa chọn sơ đồ mạch nghịch lưu</b>

Ta lựa chọn sơ đồ nghịch lưu nguồn áp 3 pha như Hình 2 .2.

14

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i>Hình 2.2 Sơ đồ nghịch lưu nguồn áp 3 pha</i>

Sơ đồ gồm 6 van IGBT mắc thành hình cầu, đầu vào là nguồn điện 1 chiều từbộ chỉnh lưu hoặc pin, acquy,….

Các IGBT mở lần lượt T<small>1</small> ÷ T<small>6</small> với góc lệch pha giữa các IGBT là 60<small>o</small>. Như vậyở bất kỳ thời điểm nào cũng có ba transistor dẫn (hai của nhóm này và một của nhómkia) cho dòng chảy qua.

Ở mỗi thời điểm sơ đồ đều có một pha mắc nối tiếp với hai pha đấu song song,do vậy điện áp trên tải chỉ có hai giá trị hoặc E<small>d</small>/3 (khi pha đó đấu song song với mộtpha khác) hoặc 2E<small>d</small>/3 (khi nó đấu nối tiếp với hai pha khác đấu song song). Giả thiếttải đối xứng Z<small>A</small> =ω* Z<small>B</small> =ω* Z<small>C</small> theo dạng điện áp ra ta có trị số hiệu dụng của nó.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b><small>UBCUAB</small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>1.5 Tính tốn các phần tử trong mạch động lực1.5.1 Tính tốn các thơng số cho động cơ</b>

 Thơng số bài tốn: tải ở chế độ dài hạn được cho trong bảng sau:

Công suất đẳng trị của động cơ:

<i>P_dt</i>=

√

1 0².2+8².1+15².2+13².2+1 0².0,5+1².0,5

Ta chọn công suất động cơ với hệ số dự trữ là k<small>dt</small> =ω* 1,1 so với công suất

<i>P_dc≥ k_dt. P_dt</i>=1,1. 11,74=12,91 (kW )

<b>Chọn động cơ làm việc ở chế độ dài hạn của hãng Siemens như sau:</b>

 <b>Hãng sản xuất Siemens, kiểu FS 160M, mã hiệu 1LE1004-1DA3.</b>

 <b>Công suất định mức: P = 15 kW</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<b>1.5.2 Tính tốn thơng số biến tần</b>

<i>1.5.2.1. Tính chọn linh kiện mạch chỉnh lưu</i>

<i>-Hình 2.6 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 3 pha sử dụng diode</i>

Điện áp mỗi pha đầu vào: U<small>1</small> =ω* 220VĐiện áp ngược mỗi diode phải chịu:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Lựa chọn tụ có điện áp: V<small>tụ</small> > V<small>2</small> =ω* 514,8V.

 <b>Chọn tụ của hãng NICHICON chế tạo có các thơng số:</b>

o C =ω* 3300 uF.o V<small>tụ</small> =ω* 600VDC. <b>Thiết kế mạch nạp tụ</b>

Để hạn chế dòng nạp tụ ban đầu khi cấp nguồn cho biến tần, đơn giản ta sửdụng 1 diện trở R như như trên Hình 2 .8 nối tiếp với mạch. Sau 1 khoảng thờigian được cài đặt sẵn, điện trở này được loại bỏ bởi khóa bán dẫn nhằm tránh tổnhao cơng suất trên điện trở này.

Giá trị điện trở R được chọn là: R =ω* 5 Ω.

<i>1.5.2.3. Tính chọn van IGBT</i>

<i>Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lưu sử dụng IBGT</i>

Để chọn van IGBT ta cần tính tốn dịng I<small>vmax </small>(dịng trung bình lớn nhất quavan) và điện áp ngược lớn nhất U<small>vmax</small>.

Vì mỗi van IGBT đều có 1 diode nối ngược chiều nên nó khơng phải chịu điệnáp ngược.

Các giá trị dòng áp lớn nhất sẽ đạt được khi mạch hoạt động ở các chế độ khắcnghiệt nhất đối với từng van, do vậy ta xét đến trường hợp hoạt động nặng nề nhất.Ta có dịng điện lớn nhất qua van là I<small>max </small>=ω* 26A

Chọn hệ số dự trữ điện áp: K<small>u</small> =ω* 1,5Chọn hệ số dự trữ dòng điện: K<small>i</small> =ω* 1,3

Chọn điều kiện làm mát bằng gió cưỡng bức với hiệu suất làm mát 40%

</div>