đồ án điện cơ_điều chỉnh tốc độ động cơ kđb bằng phương pháp tần số

®å ¸n m«n hoc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

Lêi nãi ®Çu

Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cã sù ra ®êi vµ ngµy cµng hoµn thiÖn cña c¸c

bé biÕn ®æi ®iÖn tö c«ng suÊt, víi kÝch thíc gon nhÑ, ®é t¸c ®éng nhanh cao,

dÔ dµng ghÐp nèi víi c¸c thiÕt bÞ vi sö lý... c¸c hÖ thuyÒn ®éng ngµy nay th￾êng sö dông nguyªn t¾c sö dông vÐc t¬ cho c¸c ®éng c¬ xoay chiÒu. PhÇn

lín c¸c ®iÒu khiÓn nµy th¬ng dïng kÜ thuËt sè víi ch¬ng tr×nh phÇn mÒn linh

ho¹t, dÔ dµng thay ®æi cÊu tróc tham sè hoÆc luËt ®iÒu khiÓn. V× vËy t¨ng ®é

chÝnh x¸c vµ t¸c ®éng nhanh cho hÖ truyÒn ®éng.

2 . §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng ph¬ng ph¸p tÇn sè:

Ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn nguån ¸p,

cho phÐp më réng ph¹m vi sö dông ®éng c¬ K§B trong nhiÒu ngµnh c«ng

nghiÖp. Nã cho phÐp më réng d¶i ®iÒu chØnh vµ n©ng cao tÝnh chÊt ®éng häc

cña hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu nãi chung vµ ®éng c¬

K§B nãi riªng. Tríc hÕt chóng ta øng dông cho c¸c thiÕt bÞ cÇn thay ®æi tèc

®é nhiÒu ®éng c¬ cïng mét lóc nh c¸c truyÒn ®éng cña nhãm m¸y dÖt, b¨ng

t¶i, b¸nh l¨n ... ph¬ng ph¸p nµy cßn ®îc øng dông cho c¶ c¸c thiÕt bÞ ®¬n lÎ

nhÊt lµ nh÷ng c¬ cÊu cã yªu cÇu tèc tèc ®é cao nh m¸y ly t©m , m¸y mµi . §Æc

biÖt lµ hÖ thèng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ b»ng c¸ch biÕn ®æi nguån cung cÊp

sö dông cho ®éng c¬ K§B r«to lång sãc sÏ cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n v÷ng ch¾c gi¸

thµnh h¹ cã thÓ lµm viÖc trong nhiÒu m«i trêng

Nhîc ®iÓm c¬ b¶n cña hÖ thèng nµy lµ m¹ch ®iÒu khiÓn rÊt phøc t¹p

§èi víi hÖ thèng nµy ®éng c¬ kh«ng nhËn ®iÖn tõ líi chung mµ tõ mét bé biÕn

tÇn. Bé biÕn tÇn nµy cã kh¶ n¨ng biÕn ®æi tÇn sè vµ ®iÖn ¸p ra mét c¸ch ®éc

lËp víi nhau . Trong phÇn nµy ®Ò cËp ®Õn hai néi dung : Nguyªn lý ®iÒu chØnh

tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè vµ c¸c lo¹i biÕn tÇn dïng trong

hÖ truyÒn ®éng biÕn tÇn - ®éng c¬ K§B

a . Nguyªn lý ®iÒu chØnh tÇn sè:

Nguyªn lý ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng c¸ch biÕn ®æi tÇn sè fi cña

®iÖn ¸p stato ®îc rót ra tõ biÓu thøc x¸c ®Þnh ®éng c¬ K§B

ωs = 2.π.fs

VËy søc ®iÖn ®éng cña d©y quÊn stato cña ®éng c¬ tû lÖ víi tÇn sè ra vµ tõ

th«ng Es = C.φ.fs

MÆt kh¸c nÕu bá qua ®é sôt ¸p trªn tæng trë d©y quÊn stato tøc coi

VËy ®ång thêi víi viÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ta ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p nguån

cung cÊp. Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy khi ®iÒu chØnh tÇn sè mµ gi÷ nguyªn ®iÖn

¸p nguån Us kh«ng ®æi th× tõ th«ng ®éng c¬ sÏ biÕn thiªn

*Khi ƒs gi¶m tõ th«ng φ cña ®éng c¬ lín lªn lµm cho m¹ch tõ b·o hoµ vµ

dßng ®iÖn tõ ho¸ lín lªn. Do c¸c chØ tiªu n¨ng lîng xÊu ®i vµ ®«i khi nhiÒu

®éng c¬ cßn ph¸t n¨ng lîng qu¸ møc cho phÐp.

*Khi ƒs t¨ng tõ th«ng φ cña ®éng c¬ gi¶m xuèng vµ nÕu m«men phô t¶i kh«ng

®æi th× theo biÓu thøc M = k.φ.I.n.cosφ ta thÊy dßng ®iÖn r«to Ir ph¶i t¨ng

lªn.VËy trong trêng hîp nµy d©y quÊn ®éng c¬ chÞu qu¸ t¶i cßn lâi thÐp th×

1

X Us Es C fs Rs s

∆Us=Is 2+ 2≈0⇒ ≈ = φ

ph¶i non t¶i. Ngoµi ra còng v× lý do trªn m«men cho phÐp vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i

cña ®éng c¬ gi¶m xuèng.

V× vËy ®Ó tËn dông kh¶ n¨ng ®éng c¬ mét c¸ch tèt nhÊt lµ khi ®iÒu chØnh tèc

®é b»ng ph¬ng ph¸p biÕn ®æi tÇn sè ngêi ta cßn ph¶i ®iÒu chØnh c¶ ®iÖn ¸p vµ

dßng ®iÖn theo hµm cña tÇn sè vµ phô t¶i

ViÖc ®iÒu chØnh nµy chØ theo hµm cña tÇn sè cã ®Æc m¸y s¶n xuÊt cã thÓ ®îc

thùc hiÖn trong hÖ kÝn . Khi ®ã nhê c¸c m¹ch håi tiÕp ®iÖn ¸p øng víi mét tÇn

cho tríc nµo ®ã sÏ biÕn ®æi theo phô t¶i

Yªu cÇu chÝnh ®èi víi ®Æc tÝnh cña truyÒn ®éng ®iÒu chØnh tÇn sè ®¶m b¶o ®é

cøng ®Æc tÝnh c¬ vµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh tÇn sè vµ

phô t¶i ngoµi ra cßn cã thÓ cã vµi yªu cÇu vÒ ®iÒu chØnh tèi u trong chÕ ®é tÜnh

b. C¸c lo¹i biÕn tÇn :

gåm hai lo¹i: BiÕn tÇn trùc tiÕp

BiÕn tÇn gi¸n tiÕp

I.BiÕn tÇn trùc tiÕp:

§iÖn ¸p vµo BT cã ®iÖn ¸p U1 vµ tÇn sè f1 chØ qua mét m¹ch van lµ ra ngay t¶i

víi tÇn sè f2,U2.

§Æc ®iÓm:

HiÖu suÊt biÕn ®æi n¨ng lîng cao do chØ cã mét lÇn biÕn ®æi ®iÖn n¨ng .Thùc

hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng lîng mµ kh«ng cÇn m¹ch ®iÖn phô.

HÖ sè c«ng suÊt thÊp,tÇn sè ®IÒu chØnh bÞ giíi h¹n trªn bëi tÇn sè nguån cung

cÊp.Thêng dïng cho hÖ truyÒn ®éng c«ng suÊt lín,tèc ®é lµm viÖc thÊp.

II.BiÕn tÇn gi¸n tiÕp:

α BiÕn tÇn nguån ¸p:

§Æc ®iÓm lµ ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®îc ®Þnh h×nh s½n cßn d¹ng dßng ®iÖn t¶i l¹i Ýt

phô thuéc vµo tÝnh chÊt t¶i .ViÖc ®iÒu chØnh tÇn sè ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®îc thùc

hiÖn dÔ dµng b»ng ®iÒu khiÓn qui luËt më van cña phÇn nghÞch lu .Ph¬ng ph¸p

®iÒu khiÓn nµy thay ®æi dÔ dµng tÇn sè mµ kh«ng phô thuéc vµo líi

α BiÕn tÇn nguån dßng :

S¬ ®å ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy, ®· tõng ®îc sö dông réng r·i ®Ó ®iÒu

khiÓn tèc ®é ®éng c¬ xoay chiÒu 3 pha, r«to lång sãc .S¬ ®å gåm mét cÇu

chØnh lu vµ mét cÇu biÕn tÇn, mçi tiristor ®îc nèi tiÕp thªm mét mét ®i«t gäi lµ

®i«t chÆn.

MTKb 512.8 380/220V 50Hz T§ 25%

P®m = 37 kW

2

U 1 ,f 1 BT U 2 ,f 2

U 1 ,f 1 U 2 ,f 2

L

C

CL NL

L

CL NL U 1 ,f 1 U 2 ,f 2