Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha không tiếp điểm cho động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc 10kW

• Tác giả: Trần Quang Huy
• Người hướng dẫn: GS. Thân Ngọc Hoàn
• Trường học: Trường Đại học Dân lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp
• Đề tài: Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp dòng xoay chiều 3 pha không tiếp điểm cấp điện cho động cơ điện không đồng bộ rô to lồng sóc 10kW
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hải Phòng

• 1. CHƯƠNG 1: MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ
• 1.1. MỞ ĐẦU
• 1.2. Phân loại
• 1.3. Cấu tạo của máy điện không đồng bộ
• 1.3.1. Mạch từ máy điện dị bộ (không đồng bộ)
• 1.3.1.1. Mạch từ của stato
• 1.3.1.2. Mạch từ của rô to
• 1.3.2. Cuộn dây máy điện không đồng bộ
• 1.3.2.1. Nguyên lý hoạt động của cuộn dây máy điện không đồng bộ
• 1.3.2.2. Phân loại cuộn dây
• 1.4. Cuộn dây rô to ngắn mạch
• 1.5. Các đại lượng định mức
• 1.6. Nguyên lý làm việc của máy điện dị bộ
• 1.7. Các chế độ làm việc của máy điện dị bộ
• 1.7.1. Động cơ
• 1.7.2. Chế độ máy phát
• 1.7.3. Chế độ máy hãm
• 1.7.4. Chế độ biến áp
• 1.8. Máy điện dị bộ làm việc với rô to hở

I. Giới thiệu về bộ điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha không tiếp điểm là một thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, đặc biệt là trong việc cấp điện cho động cơ 10kW. Thiết kế của bộ điều chỉnh này nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của động cơ điện không đồng bộ rô to lồng sóc. Việc sử dụng công nghệ không tiếp điểm giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng và tăng độ bền cho thiết bị. Theo nghiên cứu, bộ điều chỉnh này có khả năng điều chỉnh điện áp một cách linh hoạt, từ đó cải thiện hiệu suất làm việc của hệ thống điện 3 pha. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp, nơi mà yêu cầu về độ tin cậy và hiệu suất là rất cao.

1.1. Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha không tiếp điểm dựa trên việc sử dụng các linh kiện điện tử như thyristor hoặc IGBT. Những linh kiện này cho phép điều chỉnh điện áp đầu ra mà không cần sử dụng các bộ phận cơ khí, từ đó giảm thiểu ma sát và hao mòn. Khi điện áp đầu vào thay đổi, bộ điều chỉnh sẽ tự động điều chỉnh để duy trì điện áp ổn định cho động cơ điện. Điều này không chỉ giúp bảo vệ động cơ khỏi các tình huống quá tải mà còn nâng cao tuổi thọ của thiết bị. Theo một nghiên cứu gần đây, việc sử dụng bộ điều chỉnh này có thể giảm thiểu tổn thất năng lượng lên đến 20% so với các phương pháp điều chỉnh truyền thống.

II. Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp

Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp cho động cơ 10kW yêu cầu sự cân nhắc kỹ lưỡng về các thông số kỹ thuật và tính toán chính xác. Các yếu tố như tần số, điện áp đầu vào và đầu ra, cũng như khả năng chịu tải của thiết bị cần được xem xét. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Công nghệ điều chỉnh điện áp hiện đại cho phép thiết kế các mạch điều khiển thông minh, giúp tự động hóa quá trình điều chỉnh. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình vận hành. Theo các chuyên gia, việc áp dụng công nghệ này trong thiết kế bộ điều chỉnh điện áp sẽ mang lại nhiều lợi ích cho các ứng dụng công nghiệp.

2.1. Các linh kiện chính

Các linh kiện chính trong bộ điều chỉnh điện áp bao gồm thyristor, IGBT, và các cảm biến điện áp. Thyristor được sử dụng để điều chỉnh dòng điện, trong khi IGBT giúp chuyển đổi điện áp một cách hiệu quả. Các cảm biến điện áp đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát và điều chỉnh điện áp đầu ra. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ điều chỉnh mà còn quyết định đến độ bền và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng các linh kiện chất lượng cao có thể kéo dài tuổi thọ của bộ điều chỉnh lên đến 30%.

III. Ứng dụng thực tiễn

Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều 3 pha không tiếp điểm có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, đặc biệt trong các ngành công nghiệp nặng và chế biến. Việc sử dụng bộ điều chỉnh này giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của động cơ điện và giảm thiểu tổn thất năng lượng. Các nhà máy sản xuất có thể tận dụng công nghệ này để tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó giảm chi phí vận hành. Hơn nữa, bộ điều chỉnh còn giúp bảo vệ động cơ khỏi các tình huống quá tải, từ đó nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Theo các chuyên gia, việc áp dụng bộ điều chỉnh này trong các nhà máy có thể tiết kiệm đến 15% chi phí năng lượng hàng năm.

3.1. Lợi ích kinh tế

Lợi ích kinh tế từ việc sử dụng bộ điều chỉnh điện áp không chỉ dừng lại ở việc tiết kiệm năng lượng. Nó còn giúp giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa cho động cơ 10kW. Khi động cơ hoạt động ổn định hơn, ít xảy ra sự cố, chi phí bảo trì sẽ giảm đáng kể. Hơn nữa, việc cải thiện hiệu suất làm việc của động cơ cũng đồng nghĩa với việc tăng năng suất sản xuất. Theo một báo cáo, các nhà máy áp dụng công nghệ này đã ghi nhận sự tăng trưởng năng suất lên đến 20% trong năm đầu tiên.