Đồ án điện tử công suất 2 - Thiết kế bộ điều khiển giảm dòng mở máy động cơ điện không đồng bộ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (474.31 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Đ ÁN ĐI N T CÔNG SU T 2

Ồ

Ệ

Ử

Ấ

Thi t k b đi u khi n gi m dòng m máy đ ng c

ế ế ộ ề

ể

ả

ở

ộ

ơ

đi n không đ ng b

ệ

ồ

ộ

Ph n I: t ng quan v đ ng c đi n không đ ng b

ầ

ổ

ề ộ

ơ ệ

ồ

ộ

I/l i m đ uờ ở ầ

Trong l ch s máy đi n,máy đi n không đ ng b ra đ i mu n h n so v i cácị ử ệ ệ ồ ộ ờ ộ ơ ớ

lo i máy đi n khác,nh ng đ n hi n nay nó là m t lo i máy đạ ệ ư ế ệ ộ ạ ượ ử ục s d ng r ngộ

rãi nh t trong các ngành kinh t qu c dân,v i công su t t vài ch c đ n hàngấ ế ố ớ ấ ừ ụ ế

nghìn kilooat.

Trong cơng nghi p thệ ường dùng máy đi n không đ ng b làm ngu n đ ng l cệ ồ ộ ồ ộ ự

cho máy cán thép lo i v a và nh ,đ ng l c cho các máy công c các nhà máyạ ừ ỏ ộ ự ụ ở

công nghi p nh ..ệ ẹ

Trong h m m dùng làm máy t i hay qu t gióầ ỏ ờ ạ

Trong nông nghi p dùng làm máy b m hay máy gia công s n ph m.ệ ơ ả ẩ

Trong đ i s ng hang ngày,máy đi n không đ ng b cũng d n d n chi m 1 v tríờ ố ệ ồ ộ ầ ầ ế ị

quan tr ng:qu t gió ,máy quay đĩa,đ ng c trong t l nh..ọ ạ ộ ơ ủ ạ

B i nó có nh ng u đi m n i b t h n h n so v i máy đi n 1 chi u cũng nhở ữ ư ể ổ ậ ơ ẳ ớ ệ ề ư

máy đi n đ ng b đó là:ệ ồ ộ

Có k t c u đ n gi n d b o trì,d ch t o,làm vi c ch c ch n,v n hành tinế ấ ơ ả ễ ả ễ ế ạ ệ ắ ắ ậ

c y,chi phí v n hành và b o dậ ậ ả ưỡng th p,hi u su t cao giá thành h .ấ ệ ấ ạ

Máy đi n không đ ng b s d ng tr c ti p luwois đi n oay chi u do đó khơngệ ồ ộ ử ụ ự ế ệ ề

c n ph i t n thêm chi phí cho các thi t b bi n đ iầ ả ố ế ị ế ổ

Tuy nhiên máy đi n không đ ng b v n có nh ng nhệ ồ ộ ậ ữ ược đi m,1 trong nh ngể ữ

nhược đi m đó là dòng kh i đ ng c a đ ng c đi n không đ ng b thể ở ộ ủ ộ ơ ệ ồ ộ ường
l n(t 4 đ n 7 l n dòng đ nh m c)dịng đi n m máy q l n khơng nh ng làmớ ừ ế ầ ị ứ ệ ở ớ ữ

cho thân máy b nóng mà cịn làm cho đi n áp lị ệ ưới gi m sút nhi u,nh t là đ iả ề ấ ố

v i nh ng lớ ữ ưới đi n công su t nh ,do đó c n đ t v n đ ra là ta c n ph i gi mệ ấ ỏ ầ ặ ấ ề ầ ả ả

được dòng đi n m máy c a đ ng c đi n không đ ng b ,đ c bi t là đ i v iệ ở ủ ộ ơ ệ ồ ộ ặ ệ ố ớ

đ ng c không đ ng b roto l ng sóc b i vì vi c tác đ ng vào đ ng c roto l ngộ ơ ồ ộ ồ ở ệ ộ ộ ơ ồ

sóc thường khó khăn h n so v i đ ng c không đ ng b dây qu n.tuy nhiênơ ớ ộ ơ ồ ộ ấ

hi n nay vi c áp d ng nh ng ng d ng c a đi n t cơng su t thì cơng vi c đóệ ệ ụ ữ ứ ụ ủ ệ ử ấ ệ

đã tr nên d dàng h n.ở ễ ơ

II/các phương pháp m máyở

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Khi b t đ u m máy thì roto đang đ ng yên,h s trắ ầ ở ứ ệ ố ượt s=1 nên tr s dòng đi nị ố ệ

m máy tính theo m ch đi n thay th b ngở ạ ệ ế ằ

Từ cơng thức trên ta thấy, dịng điện khởi động cở không đồng bộ phụ thuộc vào
bản thân cấu tạo của động cơ và phụ thuộc nhiều vào điện áp lới.

Trên thực tế, do mạch từ tản bão hồ rất nhanh, điện kháng giảm xuống nên dịng
điện mở máy cịn lớn hơn so với trị số tính theo cơng thức trên.ở điện áp định
mức, thờng dịng mở máy bằng 4 đến 7 lần dòng định mức. Điều đó khơng
những làm cho động cơ nhanh bị hỏng mà còn làm cho điện áp lới mỗi khi khởi
động giảm nhiều.Do đó nhất thiết ta phải làm gim dũng in m mỏy.

Các yêu cầu mở máy cơ bản:

- Phi cú mụmen m mỏy ln thích ứng với đặc tính cơ của tải.
- Dịng điện mở máy càng nhỏ càng tốt.

- Phơng pháp mở máy và thiết bị cần dùng đơn giản, rẻ tiền, chắc chắn.
- Tổn hao cơng suất trong q trình mở máy càng nhỏ càng tốt.

1/m máy tr c ti p đ ng c đi n roto l ng sócở ự ế ộ ơ ệ ồ

Đây là phơng pháp đơn giản nhất, ta đóng trực tiếp động cơ điện vào lới
điện.Khi đó điện áp U1 đặt vào stato bằng điện áp lới( nh hình vẽ).Do đó
dịng điện mở máy lớn,nếu qn tính của tải lớn, thời gian mở máy dàI thì sẽ làm
có thể làm cho máy nóng và ảnh hởng đến điện áp lới.

2/h đi n áp m máy:ạ ệ ở

Từ cơng thức của dịng điện mở máy ta thấy, nếu giảm điện áp đặt vào stato
khi mở máy thì sẽ giảm đợc dòng điện mở máy.Nhng hạ điện áp mở máy thì cũng
sẽ làm cho mơmen khởi động giảm xuống:

Do đó ta chỉ dùng phơng pháp này cho những thiết bị mở máy cỡ nhỏ.
2.1 cỏc phương phỏp:

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

-Dùng biến áp tự ngẫu: ta sử dụng một máy biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với
l-ới điện , bên hạ áp nối vl-ới động cơ điện.Sau khi mở máy xong thì biến áp tự ngẫu
đợc loại ra khỏi mạch.

-Mở máy bằng phơng pháp đổi nối Y-: phơng pháp này thích ứng với những
máy khi làm việc bình thờng thì đấu tam giác, khi mở máy ta đổi thành sao.
-Đùng bộ điều áp xoay chiếu 3 pha sơ đồ gồm 6 tyristor đấu song song ngợc .
Phân tích u nhợc điểm của từng phơng pháp mở máy

+ Cả 3 phơng pháp trên đều có tác dụng hạ dịng mở máy nhng trong q trình
hoat động của động cơ khi dịng tăng đột ngột vì một lý do n đó thì 3 phơng
pháp trên không đáp ứng đơc (không hạn chế đơc dịng đó ) vì vậy ta dùng bộ
điều áp xoay chiều 3 pha.

u điểm của bộ điều áp xoay chiều 3 pha khi điều chỉnh góc α thích hợp
của các xung điều khiển đặt vào các thyristor là có thể hạ đợc điện áp đặt
vào stato và do đó có thể hạn chế đợc dịng qua động cơ.Và vẫn cịn tham gia
vào mạch trong q trình hoạt động của động cơ.

Tuy nhiên nhợc điểm của phơng pháp này là dòng điện và điện áp đều
không sin. Nhng do thời gian mở máy rất nhỏ (từ 1ữ3 giây) nên ta vẫn có thể sử
dụng đợc. Vì vậy ta quyết định chọn phơng án dùng bộ điều áp xoay chiều ba
pha để làm bộ khởi động cho động cơ khơng đồng bộ ba pha rơto lồng sóc.

2-2-Ph¬ng pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha:

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều ba pha:

-Vì động cơ khơng đồng bộ có thể coi nh là một phụ tải gồm có điện trở và
cuộn cảm nối tiếp nhau, trong đó:

+Điện trở roto biến thiên theo tốc độ quay.

+Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tơng đối giữa dây quấn roto và stato.
+Góc pha giữa dịng điện và điện áp cũng biến thiên theo tốc độ quay =

(s).

-Do tÝnh chÊt tự nhiên của mạch điện có điện cảm, nên nếu trong kho¶ng  < 

mà đặt xung điều khiển vào các van bán dẫn thì các van này chỉ dẫn dòng ở
thời điểm  =  trở đi. Do đó điện áp động cơ khơng phụ thuộc vào góc mở

.Nếu nh vậy thì ta khơng điều chỉnh đợc điện áp, vì vậy ta chỉ đặt xung
đIều khiển với góc mở > .

-Khi > thì tuỳ thuộc vào giá trị tức thời của các điện áp dây mà có lúc có ba
van ở ba pha khác nhau dẫn dòng, hay hai van ở hai pha khác nhau dẫn dòng:

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Khi đó dòng điện tải:

Udm: biên độ điện áp dây

: gãc lƯch pha gi÷a điện áp và dòng điện ở giai đoạn đang xét.
+NÕu chØ cã hai pha cã van dÉn:

Khi đó ta có dịng điện tải:

Tuỳ thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có ba van dẫn hoặc hai van
dẫn cũng thay đổi theo.

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Phân tích hoạt động của sơ đồ hệ thống điều khiển cho bộ biến đổi xung áp
xoay chiều ba pha nhằm mục đích hạn chế dịng khởi động lúc khởi động động
cơ:

Sơ đồ bao gồm sáu kênh điều khiển,mỗi kênh đIều khiển việc đóng mở một
van nhất định tại những thời điểm thích hợp.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Hoạt động của một kênh nh sau:

Kênh 1:iện áp đồng bộ đợc đa qua bộ so sánh với điện áp 0V để tạo xung chữ
nhật,tiếp đó đợc đa qua bộ vi phân và một khâu so sánh để tạo dạng xung chữ
nhật yêu cầu,xung chữ nhật này đợc đa qua bộ tạo xung răng ca,sau đó cho xung

này đi qua bộ so sánh với điện áp bằng Udk đợc cấp bởi bộ tạo điện áp điều

khiển,ta có xung chữ nhật với góc mở .Nhờ Udk mà ta sẽ chỉnh đợc với độ lớn theo

yêu cầu và góc mở này có thể điều chỉnh đợc nhờ điều chỉnh biến trở,cho
qua một diot để lọc lấy phần dơng của điện áp.Xung ra sẽ là xung chữ nhật có
độ dài lớn mà ta chỉ cần xung có độ dài bằng 2100-,do đó ta sẽ phải thực hiện

cắt xung,điều đó đợc thực hiện dễ dàng nhờ việc ta cho Udkmin để có max và

ta l¹i cho xung chữ nhật ứng với max và xung chữ nhật vừa tạo cho qua một phần tử

XOR v ta sẽ đợc xung chữ nhật có độ rộng theo yêu cầu.Cho qua cùng với xung
chùm đến một phần tử AND.Xung này sau đó đợc đa qua bộ khuếch đại và
khâu biến áp xung để tạo xung có độ l n theo yêu cầu để có thể mở đớ ợc
thyristor.