CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.1 TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ.2 Tổng quan nguyên lí.2 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA.2 Phương pháp điều khiển pha ngang và pha dọc. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MẠCH LỰC. Tính toán, thiết kế mạch lực.1 Tính toán, thiết kế sơ đồ mạch lực.2 Tính toán, lựa chọn các phần tử mạch lực.
Mô phỏng mạch lực……………………………………………………41 2.1 Xây dựng mô hình mô phỏng.2 Kết quả mô phỏng. Đặt bài toán……………………………………………………………. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN.1 Tính toán, thiết kế mạch điều khiển.1 Tính toán, lựa chọn mạch điều khiển.2 Tính toán lựa chọn các phần tử trong mạch.Error! Bookmark not defined.2 Mô phỏng mạch điều khiển 3.1 Xây dựng sơ đồ mô phỏng……………………………………….2 Kết quả mô phỏng……………………………………………….3 Kết luận……………………………………………………………55 Danh mục hình ảnh bảng biểu Hình 1. Động cơ không đồng bộ ba pha.Error! Bookmark not defined.
Tấm thép hình rẻ quạt…. Rotor kiểu quấn dây và kiểu lồng sóc…………. Quá trình tạo momen của máy điện không đồng bộ. Đồ thị dòng điện ba pha đối xứng chạy trong dây quấn.
Từ trường quay của dây quấn ba pha. Sơ đồ mạch thay thế một pha của động cơ KĐB. Đặc tính cơ dòng rotor của không đồng bộ. a) Quan hệ momen theo hệ số trượt b) Đặc tính cơ của động cơ KĐB.
Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh điện áp. Các đường đặc tính sau khi điều chỉnh điện áp và thêm điện trở. Sự phụ thuộc tổn thất roto và tốc độ điều chỉnh. Phương pháp điều chỉnh.
Các đường đặc tính. Dạng đặc tính cơ ứng với các phụ tải khác nhau. Sơ đồ của bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều (AC) Error! Bookmark not defined. Sơ đồ điều áp xoay chiều sáu thyristor đấu song song – tải thuần trở đấu sao.
Giản đồ điện áp điều áp xoay chiều trong các loại tải khác nhau. Đồ thị minh họa và sơ đồ cấu trúc. Đồ thị minh họa và sơ đồ cấu trúc. Sơ đồ mạch động lực.
Sơ đồ mạch điều khiển………………………………………………38 Hình 2. Đồ thị biểu diễn các pha và điện áp trên tải với α = 30……………. Đồ thị biểu diễn các pha và điện áp trên tải với α = 60 …………….1 Nguyên tắc điều khiển dọc……………………………………. Khâu đồng pha …………………………………………………….
Mạch tạo xung nhịp đồng bộ kết hợp chỉnh lưu và OA………. Sơ đồ nguyên lý khâu tạo điện áp răng cưa……………………. Đồ thị biểu diễn răng cưa…………………………………………. Nguyên lý khâu so sánh….
Đồ thị biểu diễn khâu so sánh……………………………. Sơ đồ nguyên lý mạch tạo dao động xung………………………. Đồ thị tạo dao đông…………………………………………………48 Hình 3. Sơ đồ nguyên lý khâu tạo xung chùm…………………………….
Đồ thị tạo xung chùm………………………………………. Sơ đồ nguyên lý mạch tách xung…………………………………. Đồ thị sơ đồ tách xung………………. Sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại xung………………………….
Cấu tạo của biến thế nguồn………. Cấu trúc bộ nguồn mạch điều khiển……………………………. Sơ đồ mạch cấp nguồn một chiều……………………………. Sơ đồ mô phỏng mạch điều khiển…………………………….
Kết quả mô phỏng mạch điều khiển………………………………. TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN ĐỘNG CƠ ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ Động cơ không đồng bộ 3 pha là máy phát điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lỹ cảm ứng điện từ, có tốc độ của rotor khác với tốc độ của từ trường quay trong máy. Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và sinh hoạt vì chế tạo đơn giản, giá rẻ, độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, hiệu suất cao và gần như không cần bảo trì. Dải công suất rất rộng từ vài watt đến 10000hp.
Các động cơ từ 5hp trở lên hầu hết là 3 pha còn động cơ nhỏ hơn 1hp thường là 1 pha.1 Cấu tạo Giống như các loại máy điện khác động cơ không đồng bộ 3 pha gồm các bộ phận chính sau: + Phần tĩnh hay còn gọi là Stato. + Phần quay hay còn gọi là Rotor.1 Động cơ không đồng bộ ba pha 1 a. Phần tĩnh (stator) Trên stator có vỏ máy, lõi thép, dây quấn b. Vỏ máy: Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn.
Thường vỏ máy làm bằng gang. Đối với công suất lớn (1000kw) thường dùng thép tấm hàn lại thành vỏ máy, tùy theo cách làm nguội, máy và vỏ máy cũng có hình dạng khác nhau. Lõi thép Lõi thép là phần tử dẫn từ vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay nên để giảm bớt tổn hao, lõi thép được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,5mm ép lại. Khi đường kính ngoài của lõi thép nhỏ hơn 990mm thì dùng cả tấm thép ép tròn lại.
Khi đường kính ngoài lớn hơn trị số trên thì dùng tấm thép hình rẻ quạt (hình 1.2) ghép lại thành khối tròn.2 Tấm thép hình rẻ quạt d. Dây quấn Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với lõi thép. Dây quấn phần ứng là phần dây bằng đồng trong các rãnh phần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín. Dây quấn là bộ phận quan trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến dổi năng lượng thành cơ năng.
Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của dây quấn cũng chiếm tỉ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy. 2 + Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm: - Sinh ra được một sức điện động cần thiết có thể cho một dòng điện nhất định chạy qua mà không bị nóng quá, một nhiết độ nhất định để sinh ra moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt. - Triệt để tiết kiệm vật liệu, kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn an toàn - Dây quấn phần ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau: + Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp. + Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp.
Trong một số máy máy cỡ lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự kết hợp giữa hai dâu quấn xếp và song. Lõi thép Nói chung người ta dùng các là thép kỹ thuật điện như ở stator lõi thép được ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một rotor của máy. Phía ngoài của lá thép có thể xẻ rãnh để đặt dây quấn. Dây quấn rotor Phân loại làm hai loại chính rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lồng xóc: Loại rotor kiểu dây quấn: rotor kiểu dây quấn (hình 1.3) cũng giống như dây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ dây quấn stator.
Dây quấn kiểu này luôn đấu hình sao (Y) và có ba đấu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay rotor và cách điện với trục. Ba chổi than cố định và luôn tỳ trên vành trượt này để dẫn điện và một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều chỉnh tốc độ. Rotor kiểu quấn dây Rotor kiểu lồng sóc (hình 1.4): Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt trong rãnh và bị ngắn mạch bởi hai vành ngắn mạch ở hai đấu. Với động cơ nhỏ, dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn , 3 vành ngắn mạch, cánh tản nhiệt và cánh quạt làm mát.
Các động cơ công suất trên 100kw thanh dẫn làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch.4 Rotor kiểu lồng sóc g. Khe hở Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều, khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2mm đến 1mm trong máy điện cở nhỏ và vừa) để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào, và như vậy có thể làm cho hệ số công suất của máy tăng cao.2 Tổng quan nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ xoay chiều ba pha: Khi ta cho dòng điện ba pha tần số f vào ba dây quấn stator, sẽ tạo ra từ trường quay p đôi cực, quay với tốc độ là n. Từ trường quay cắt các thanh dẫn của dây quấn rotor, cảm ứng các sức điện động. Vì dây quấn rotor nối ngắn mạch, nên sức điện động cảm ứng sẽ sinh ra dòng điện trong các thanh dẫn rotor.
Lực tác dụng tương hỗ giữa các từ trường quay của máy với thanh dẫn mang dòng điện rotor, kéo rotor quay cùng chiều quay từ trường với tốc độ n.4 Quá trình tạo momen của máy điện không đồng bộ -Sự hình thành của từ trường quay Xét động cơ điện đơn giản đặt vào dây quấn ba pha đối xứng AX, BY, CZ. Trục của các dây quấn ba pha lệch nhau trong không gian 12 00 điện. Giả thiết rằng trong ba dây quấn có hệ thống dòng điện ba pha đối xứng thứ tự thuận chạy qua: i A =I m sin ωti B =I m sin( ¿ ωt+ 120 0) ¿ i C =I m sin(¿ ωt+24 0 0)¿ (1. Lúc đó từ cảm B A ,B B ,B C do các dòng điện i A ,iB ,iC tạo ra riêng rẽ là các từ cảm đạp mạch có phương lần lượt trùng với các trục pha A, B, C còn chiều do quy tắc nắm bàn tay phải và độ lơn tỉ lệ lần lượt với i A ,iB ,i C.
Từ cảm do cả ba dòng điện tạo ra là tổng vectơ: B= B A + B B+ BC (1.2) Xét B ở các thời điểm khác nhau: - Xét tại thời điểm ωt=9 00 Ở thời điểm này, dòng điện pha A là cực đại và mang giá trị dương, nên B A là lớn nhất và hướng theo chiều dương của trục phaA ( B A =B m). Dòng điện −I ở pha B và C đều âm ( iB =iC = m ) nên BB và BC hướng theo chiều âm của trục 2 Bm pha B và C, đồng thời có độ dài bằng. Từ cảm tổng B sẽ hướng theo chiều 2 dương trục của pha A. - Xét tại thời điểm ωt=9 00 +12 00 1 Lúc này là thời điểm sau thời gian đã xét ở trên chu kỳ.
Lúc này dòng 3 điện trên pha B là cực đại và dương, các dòng điện ở pha A và C làm âm. −I m Tương tự như trên ta thấy BB =B m và i A =iC =. Từ cảm tổng B sẽ hướng theo 2 chiều dương trục của pha B và lệch 1 góc so với thời điểm trước là 12 00. - Xét tại thời điểm ωt=9 00 +24 0 0 2 Lúc này là thời điểm sau thời gian đã xét là chu kỳ.
Lúc này dòng điện 3 trên pha C là lớn nhất và mang giá trị dương, dòng trên pha A và B là âm. Tương tự 5 −I m ta có BC =Bm và i A =iB=. Từ cảm tổng Bsẽ hướng theo chiều dương trục của 2 pha C và lệch 1 góc so với thời điểm ban đầu xét là 24 0 0 Hình 1. Đồ thị dòng điện ba pha đối xứng chạy trong ba dây quấn 6 Hình 1.