thiết kế tổng hộp hệ điện cơ cho thang máy, chương 4 potx

Chng 4: Hệ Truyền Động Xoay Chiều Có
Điều Chỉnh Tốc Độ
Hệ truyền động này dùng động cơ không đồng bộ 3 pha .
Loại động cơ này đ-ợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chiếm
tỉ lệ rất lớn so với động cơ khác. Ngày nay do sự phát triển công
nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử - tin học động
cơ không đồng bộ mới khai thác đ-ợc hết các -u điểm của mình.
Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền
động chỉnh l-u - triristo
.
Không giống nh- động cơ một chiều, động cơ KĐB có cấu
tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt. Từ thông động cơ cũng
nh- mô men động cơ sinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số.
Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động cơ
không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến
mạnh .
Trong công nghiệp th-ờng sử dụng bốn hệ điều chỉnh tốc độ :
a>Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi tiristo
Nguyên tắc của ph-ơng pháp này là mô men của động cơ
KĐB tỷ lệ với bình ph-ơng điện áp stato.
Do đó có thể điều chỉnh đ-ợc mô men và tốc độ của động cơ
bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi giữ nguyên tần
số
b>Điều chỉnh điện trở mạch rô to
Ph-ơng pháp này đ-ợc thực hiện theo nguyên tắc điều chỉnh
trơn điện trở rô to bằng các van bán dẫn .
Ưu điểm của ph-ơng pháp này là dễ tự động hoá việc điều chỉnh .
ĐIện trở trong mạch rô to của động cơ KĐB :
R
r
= R

rd
+ R
f
Trong đó :
R
rd
: điện trở dây quấn rô to
R
f
: diện trở ngoài mắc thêm vào mạch stato
Khi điều chỉnh giá trị điện trở mạch rô to thì mô men tới hạn của
động cơ không thay đổi và độ tr-ợt tới hạn tỉ lệ bậc nhất với điện
trở
Mô men
M
I R
S
r rd
i

3
2

S
i
: Độ tr-ợt khi điện trở mạch rô to là R
rd
Nếu giữ cho I
r
= const thì M = const và không phụ thuộc tốc độ

động cơ .
Vì thế mà có thể ứng dụng ph-ơng pháp điều chỉnh điện trở mạch
rô to cho truyền động có mô men tải không đổi .
Ph-ơng pháp điều chỉnh trơn điện trở mạch rô to bằng ph-ơng
pháp
xung :

R R
t
t t
R
t
T
R
e
d
d n
d



0 0 0
.

R
e
là điện trở t-ơng đ-ơng trong mạch rô to đ-ợc tính theo thời
gian đóng t
d
và thời gian ngắt t

n
của một khoá bán dẫn cho phép
một điện trở R
0
vào mạch hay không .
c>Ph-ơng pháp điều chỉnh công suất tr-ợt
Đối với các hệ truyền động công suất lớn , tổn hao
P
s
là lớn
vì vậy để diều chỉnh đ-ợc tốc độ vừa tận dụng đ-ợc công suất tr-ợt
ng-ời ta dùng các sơ đồ điều chỉnh công suất tr-ợt.





P M M s P s
s
P
P
s c c dt
s
dt


.

1 1
d>Ph-ơng pháp biến đổi tần số

Ph-ơng pháp này điều chỉnh tốc độ động cơ dựa trên nguyên
tắc điều chỉnh tần số f
1
sang tần số f
2
Khi điều chỉnh tần số động cơ KĐB th-ờng kéo theo cả việc điều
chỉnh điện áp, dòng điện hoặc cả từ thông mạch stato.
Do vậy đây là một ph-ơng pháp phức tạp phải dùng nhiều thiết bị .
Có hai loại biến tần :
* Biến tần trực tiếp : Loại này có sơ đồ cấu trúc rất đơn giản
U
1
U
2
Mạch Van
f
1
f
2
Hinh 11
Điện áp vào xoay chiều U
1
(tần số f
1
) qua một mạch van là ra ngay
tải với tần số f
2
. Bộ biến tần này có hiệu suất biến đổi năng l-ợng
cao tuy nhiên thực tế sơ đồ mạch van khá phức tạp ,có số l-ợng
van lớn nhất với mạch 3 pha .Việc thay đổi tần số ra f

2
khó khăn và
phụ thuộc nhiều vào tần số f
1
* Biến tần gián tiếp : Có cấu trúc nh- sau :
(xoay chiều) (một chiều) (xoay chiều
)
U
1
U = U = U
2
Chỉnh lọc Nghịch l-u
f
1
l-u độc lập f
2
Hình 12
Có khâu trung gian một chiều.
Điện áp xoay chiều đ-ợc biến thành một chiều nhờ bộ chỉnh l-u,
qua bộ lọc rồi đ-ợc biến đổi thành U
2
với tần số f
2
sau khi qua bộ
nghịch l-u độc lập .
Hiệu suất biến tần loại này thấp song cho phép thay đổi dễ dàng f
2
mà không phụ thuộc f
1

Kết Luận : Qua phân tích hai loại hệ truyền động trên em chọn
ph-ơng án dùng loại Hệ Truyền Động Chỉnh L-u Tiristo -
Động Cơ Có Đảo Chiều Quay vì:

+ Độ tác động của hệ này nhanh và cao, không gây ồn và dễ tự
động hoá do các van bán dẫn công suất có hệ số khuyếch đại công
suất rất cao. Điều này thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống điều
chỉnh tự động nhiều vòng để nâng cao chất l-ợng các đặc tính tĩnh
và đặc tính động của hệ thống.
+ Trong hệ truyền động một chiều này, em sẽ sử dụng mạch lực
là sơ đồ ba bởi vì loại này có -u điểm là dùng cho mọi dải công
suất, có tần số đảo chiều lớn. Đồng thời hai bộ biến đổi cấp cho
phần ứng điều khiển riêng hoạt động đóng mở độc lập với nhau,
làm việc an toàn và không có dòng chảy giữa các bộ biến đổi.
+ Sử dụng hệ truyền động chỉnh l-u Tiristo - Động cơ có đảo
chiều quay sẽ đạt đ-ợc đồ thị tốc độ tối -u (đối với loại truyền
động xoay chiều thì chỉ đạt đ-ợc dạng đồ thị gần giống mà thôi ).
Nh- vậy, loại động cơ sử dụng trong hệ truyền động là loại động cơ
một chiều có ký hiệu
H - 145 220(v)
Có các thông số sau :
- P
đm
= 4,2 kw
- n
đm
= 600 1800 vòng/phút
- I
đm

= 24 (A)
. - Mô men quán tính của phần ứng J = 0,5 kgm
2
- r
-
+ r
cp
= 1,71 ()
- r
cks
= 162 ()
- Khèi l-îng cña ®éng c¬ 330 kg
- Tõ th«ng ®Þnh møc cña mét cùc tõ
 = 0,92.10
-2