Đồ án Xây dựng hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - Động cơ không đồng bộ 3 pha

Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. Đặc biệt trong dây chuyền sản xuất tự động hiện đại, truyền động điện đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Vì vậy các hệ truyền động điện luôn đƣợc quan tâm nghiên cứu và nâng cao và chất lƣợng để đáp ƣng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự động hóa cao. Ngày nay do ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật điện tử , tin học, các hệ truyền động điện đƣợc phát triển và có sự thay đổi đáng kể. Đặc biệt do công nghệ phát triển của các thiết bị điện tử công suất ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suẩt trong hệ truyền động điện không ngừng đáp ứng được độ tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần giảm kích thƣớc và hạ giá thành sản phẩm. Hôm nay nhóm em xin giới thiệu với thầy giáo và các bạn một cách tổng quát nhất về hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - động cơ KĐB 3 pha. Đề tài 19: Xây dựng hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - động cơ KĐB 3 pha: Cho động cơ KĐB 3 pha rô to dây quấn có số liệu: Pđm=12Kw;Y-380V; fđm=50Hz; =0,85; nđm= 1420v/ph; cosđm=0,8 1.Khái quát chung về hệ điều áp XC - động cơ KĐB 3 pha. 2.Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển, thiết bị bảo vệ. 3.Lắp ghép sơ đồ trọn bộ (mạch lực và mạch điều khiển) 4.Phân tích hoạt động của hệ 5.Giới thiệu ứng dụng trong công nghiệp.

doc45 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 17/05/2013 | Lượt xem: 2157 | Lượt tải: 23download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Xây dựng hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - Động cơ không đồng bộ 3 pha, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Lời nói đầu Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuối cùng của một công nghệ sản xuất. Đặc biệt trong dây chuyền sản xuất tự động hiện đại, truyền động điện đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và chất lƣợng sản phẩm. Vì vậy các hệ truyền động điện luôn đƣợc quan tâm nghiên cứu và nâng cao và chất lƣợng để đáp ƣng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự động hóa cao. Ngày nay do ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật điện tử , tin học, các hệ truyền động điện đƣợc phát triển và có sự thay đổi đáng kể. Đặc biệt do công nghệ phát triển của các thiết bị điện tử công suất ngày càng hoàn thiện nên các bộ biến đổi điện tử công suẩt trong hệ truyền động điện không ngừng đáp ứng được độ tác động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần giảm kích thƣớc và hạ giá thành sản phẩm. Hôm nay nhóm em xin giới thiệu với thầy giáo và các bạn một cách tổng quát nhất về hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - động cơ KĐB 3 pha. Đề tài 19: Xây dựng hệ truyền động điều chỉnh điện áp xoay chiều - động cơ KĐB 3 pha: Cho động cơ KĐB 3 pha rô to dây quấn có số liệu: Pđm=12Kw;Y-380V; fđm=50Hz; =0,85; nđm= 1420v/ph; cosđm=0,8 1.Khái quát chung về hệ điều áp XC - động cơ KĐB 3 pha. 2.Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển, thiết bị bảo vệ. 3.Lắp ghép sơ đồ trọn bộ (mạch lực và mạch điều khiển) 4.Phân tích hoạt động của hệ 5.Giới thiệu ứng dụng trong công nghiệp. SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 1 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA I. BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU BA PHA: 1. Bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều gọi tắt là điều áp xoay chiều thực hiện biến đổi điện áp xoay chiều về độ lớn và dạng sóng nhƣng tần số f không đổi. Điều áp xoay chiều thƣờng ứng dụng trong điều khiển chiếu sáng và đốt nóng, trong khởi động mềm và điều chỉnh tốc độ quạt gió máy bơm... 2. Để điều chỉnh điện áp 3 pha có thể dùng 3 sơ đồ: - Điều áp 3 pha với 6 Thyristor nối thành nhóm Thyristor song song ngƣợc liên hệ giữa nguồn và tải. Sơ đồ này có nhiều phƣơng án khác nhau. - Nốt tam giác 3 bộ điều áp 1 pha. - Nối hỗn hợp 3 Thyristor và 3 điốt . Bộ điều áp 3 pha đƣợc tạo nên từ 3 nhóm, mỗi nhóm gồm 2 Thyristor nối song song ngƣợc : TA, TA’ ; TB , TB’ ; TC , TC’. Gọi vA , vB , vC là các điện áp pha hình sin. 2p2p vA = vm sin q ; vb = vm sin(q - ) ; vC = vm sin(q + ) 3 3 Trong các pha của tải có dòng điện i A , iB , iC và vA’ , vB’ , vC’ là điện áp trên pha của tải và vThA , vThB , vThC là các điện áp trên cực các Thyristor. Các Thyristor đƣợc mồi ở các khoảng thời gian bằng nhau và bằng 1/6 chu kỳ theo thứ tự TA, TC’ ; TB , TA’ ; TC , TB’ với góc mở y nghĩa là Thyristor TA đƣợc điều khiển với q = y (hình 1). Để vẽ dạng sóng điện áp ta chỉ cần nghiên cứu một phần sáu chu kỳ. Vì các dòng điện pha đều giống nhau và 2p lệchdo vậy biết iA ta có thể suy ra iB , iC 3 . p iA (q + ) = -iB (q ) 3 2p iA (q + ) = iC (q ) 3 iA (q + p ) = -iA (q ) 4p iA (q + ) = iB (q ) 3 5p iA (q + ) = -iC (q ) 3 SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 2 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Cũng vậy ta có quan hệ giữa các điện áp vA’ , vB’ , vC’ trên tải và vThA , vThB , vThC trên các cực của các nhóm Thyristor. 1. Trƣờng hợp tải thuần trở Nếu tải gồm 3 điện trở bằng nhau, khi góc mồi y tăng từ ) đến 5 p /6 có thể xảy ra 3 chế độ hoạt động nhƣ ( Hình 1.a,b,c) đơn giản hạn chế về vA’ , vB’ , vC’ với y < q < p cho phép xác định điện áp trên tải của pha A là là vA’ trong cả chu kỳ và vThAy+ 3 khi Thyristor TA bị khóa. Ta không cần vẽ đƣờng cong dòng điện vì hoàn toàn đồng dạng với vA’. p · Chế độ 1 : 0 < y <: 2 hay 3 Thyristor dẫn p : góc kết thúc dẫn của TC lớn hơn y , khi thì 3 thyristor dẫn, khi thì 3 2 thyristor dẫn: 3 - Khi y < vA’ = R.iA = vA vB’ = R.iB = vB vC’ = R.iC = vC vThA = vThB = vThC =0 - Khi dẫn, do đó vA’ = - vB’ = 1 (v A - v B ) 2 3 vC <0 2 pp <q <y+: ThA và ThB 33 iA = - iB = vA’/R vC’ = iC = 0, vThC = Khi y đạt tới p sẽ ngừng dẫn vì ThC bị khóa 3 trƣớc khi ThA đƣợc mồi. Hình 1.a: Chế độ 1 pp < y < : luôn có 2 thyristor dẫn 32 pp Khi y biến thiên từđến : khoảng dẫn của thyristor không đổi và bằng 1/3 chu 32 kỳ nhƣng dẫn lệch pha. p Khi y < q < y +: các thyristor ThA và ThB’ dẫn 3 · Chế độ 2 : SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 3 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? vA’ = vB = 1 (v B - v C ) 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ iA = - iB = vA’/R vC’ = R.iC = 0 vThA = vThB = 0 ; vThC = Khi y = 3 vC < 0 2 p , chế độ này sẽ ngừng 2 dẫn, khi góc cuối của ThB’ = y + 5pp vƣợt quá,khi vA – vB 63 và iA = iB triệt tiêu khi mồi vThC’. 5pp · Chế độ 3 :<y <: có 2 62 hoặc k có thyristor nào dẫn. Tồn tại khoảng dẫn sau các khoảng tất cả dòng triệt tiêu cần mở 2 thyristor 1 lúc. Để làm việc cần phải: - Điều khiển các Thyristor bằng các tín hiệu chiều rộng lớn p hơn 3 Hình 1.b: Chế độ 2 - Gửi các xung khẳng định. Khi gửi tín hiệu mở 1 Thyristor để bắt đầu dẫn phải gửi một xung liên cực điều khiển của Thyristor vừa bị khóa. Nhƣ vậy Th A nhận xung đầu tiên ở q = y và xung khẳng định ở p q = y+ 3 Khi y < 0 < ThB dẫn: vA’ = vB = 5p , các Thyristor ThA và 6 1 (v A - v B ) 2 iA = - iB = vA’/R vC’ = iC = 0 ; VThA = vThB =0 ; vThC = 3 vC 2 5pp Khi<q <y+: không có Thyristor nào dẫn: 63 Hình 1.c: Chế độ 3 SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 4 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ vA’ = vB’ = vC’ = 0 ; iA = iB = iC = 0 ; vThA - vThB = vA - vC Để phân bố điện áp trên cực các Thyristor khi chúng bị khóa, cần nối vào các cực của 3 khối Thyristor các điện trở lớn có trị số bằng nhau, do vậy : vThA = vA ; vThB = vB ; vThC = vC 5pp Khi y <mồi đồng thời ThA và ThC’, khi q = y + sẽ tạo nên điện áp âm vA - 6 3 vC. Các thyristor không thể dẫn đƣợc và bộ điều áp làm việc nhƣ một khóa chuyển mạch luôn hở mạch. 2. Trƣờng hợp tải R – L wL Tải R – L đƣợc đặc trƣng bởi tổng trở Z = R 2 + w 2 L2 và góc pha tgj ==Q. Dòng điện bắt đầu giảm khi y > j . Vì điện cảm L các dòng điện i A , iB , iC k còn bị gián đoạn nữa, do đó k xảy ra chế độ 2. Thyristor ThA đƣa vào dẫn khi q = y không gây khóa ThC do dòng iC bị tắt đột ngột, bởi vì dòng điện này không bị gián đoạn. Nếu q = y , nhờ ThC và ThB’ dòng iC tồn tại, việc mở Th A là cho ThA, ThC và ThB’ mở đồng thời và bắt đầu khoảng cả 3 thyristor dẫn ở chế độ 1. Nếu iC = 0 thì khi mở ThA làm cho iA , iB , iC bằng không trƣớc khi q = y ,sơ đồ làm việc nhƣ ở chế độ 3. Việc chuyển từ chế độ 1 sang chế độ 3 đƣợc thực hiện đối với giá trị giới hạn y 1 theo phƣơng trình : sin(y 1 - k - 4p1 - 2e ) = - sin(y 1 - j )-p 3 3Q2-e -p 3Q R ( Hình 1.2 ) Cho ví dụ hình dáng iA và vA’ với 1 trong hai chế độ với j = p 4 . Hình 1.2: Hình dáng iA và vA’ SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 5 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ 2pp Góc giới hạn y 1 = 11007. y = tƣơng ứng với chế độ 1 , y =hoạt động ở chế độ 3. 3 3 3. Đặc tính - Điện áp trên tải vA’ , vB’ , vC’ có trị số hiệu dụng V’ biến thiên từ V đến 0 khi 5p góc mồi y đi từ j đến 6 - Khai triển thành chuỗi ngoài sóng cơ bản chỉ có các điều hòa lẻ. Hơn nữa tổng giá trị tức thời vA’ + vB’ + vC’ = 0. Có mặt các điều hòa : w , 5 w , 7 w , 11 w …. Tổng quát n w = (6k+1) w Hình 1.3 trình bày biến thiên của trị hiệu dụng các điều hòa theo góc mồi y Hình 1.3: Biểu diễn biến thiên điện áp Các điều hòa dòng điện đƣợc tính theo biểu thức: In = V 'n R 1 + n 2Q 2 - Bộ điều áp xoay chiều tiêu thụ công suất phản kháng 3V.I1.sin j , do mồi trễ y , các điện áp cơ bản trên tải vA’ , vB’ , vC’ lệch pha với điện áp vA , vB , vC tƣơng ứng. Mặt khác tải R – L nên dòng điện lệch pha với điện áp tải. 4. Phƣơng án các thyristor nối tam giác Ta có thể thay đổi các thyristor nối hình sao thành hình tam giác nhƣ ở hình 1.5 Nếu các pha của tải có cúng góc lệch pha và modun gấp 3 lần, với cùng góc mở y thì dòng điện trên dây và điện áp trên các cực của thyristor không thay đổi. Dòng điện trong tam giác gồm các thyristor j A, jB, jC có dạng sóng khác với các dạng sóng dòng điện dây tƣơng ứng i A , iB , iC. Cũng vậy dạng sóng điện áp u A’, uB’, uC’ trên các pha nối hình tam giác khác với dạng sóng u A’, uB’, uC’ khi nối sao. Lý do là khi iA , iB , iC chuyển thành jA, jB, jC các thành phần tạo nên hệ thống thứ tự thuận SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 6 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? lệch pha nhau ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ p theo chiều thuận, trong khi đó các thành phần thứ tự ngƣợc (điều hòa 6 5, 7, 11 …) lệch pha nhau theo chiều ngƣợc. Tuy nhiên các biểu thức sau luôn đúng: U’ = 3 V’; I = 3J U1’ = 3 V1’ ; I1 = 3 J1 ; Un’ = 3 Vn’ ; In = 3 Jn Hình 1.4 So sánh sơ đồ ở hình 1.5 với sơ đồ ở hình 1.1 ta thấy, ở 1 tải đã cho, các dòng điện trong các pha và điện áp trên cực của chúng có cùng giá trị và hình dáng, nhƣng dòng điện trong thyristor giảm đi và do vậy điều kiện tín hiệu điều khiển cũng dễ dàng hơn. Ta nhận thấy sự dẫn của ThA , ThB’, ThC xác định cách nối giữa các cực A’, B’, C’ nhƣ khi ThAB, ThBC’ dẫn vA’ = vA ; vB’ = vB ; vC’ = vC ; iA > 0 ; iB 0 Sự dẫn điện của ThA , ThB’ có cùng ảnh hƣởng nhƣ ThAB vA = vA’ = v A -v B ; iA = - iB > 0 ; vC’ = iC = 0 2 Với cùng các giá trị j và y đã cho, các đại lƣợng liên quan đến nguồn, tải, các dòng iA, iB, iC và điện áp vA’ , vB’ , vC’ giống nhau. Chỉ có các thyristor nối tam giác là có các ƣu điểm sau : - Với chế độ 1 : Chỉ có 1 hay 2 Thyristor dẫn (so với 2 hay 3 của sơ đồ hình 1.1) - Với chế độ 2 : Chỉ có 1 Thyristor dẫn (so với 2 của sơ đồ hình 1.1) - Với chế độ 3 : Chỉ có 1 Thyristor dẫn hoặc không có (so với 2 hoặc không của sơ đồ hình 1.1) Ƣu điểm thứ 2 của việc nối tam giác các Thyristor là làm đơn giản hóa tín hiệu điều khiển. Không cần thiết xung điều khiển rộng hoặc xung khẳng định để đàm bảo sơ đồ hoạt động. Chỉ cần 1 xung đơn là đủ. Tuy nhiên nếu các Thyristor nối tam giác sẽ có điện áp ngƣợc cực đại phải chịu là từ 1.5Vm đến 3 Vm. Đây là nhƣợc điểm của sơ đồ các Thyristor nối tam giác. SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 7 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Hình 1.5: Sơ đồ các thyristor nối tam giác II. NHÓM TAM GIÁC TỪ BA BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU MỘT PHA Có một phƣơng án khác tạo nên bộ điều áp 3 pha bao gồm ba bộ điều áp một pha nối tam giác nhƣ sơ đồ hình 1.6. Cách nối này cho phép loại trừ các điều hòa bậc ba và bội ba trong dòng điện. Để có thể sử dụng trực tiếp các kết quả của bộ điều áp 1 pha ta sử dụng các ký hiệu của 1 pha và them chỉ số A, B, C. Điện áp do nguồn cung cấp: 2p4p vA = Vmsin q , vB = Vmsin (q - ) , vC = Vmsin (q - ) 3 3 Các phần Thyristor đƣợc mồi ở một phần sáu chu kỳ theo trình tự sau : ThA , ThC’, ThB , ThA’ , ThC , ThB’. Thyristor ThA nhận xung điều khiển tại q = y . Các điện áp vA’, vB’, vC’ là điện áp trên các pha của tải, còn vThA, vThB, vThC là điện áp trên các nhóm của Thyristor. Các dòng iA , iB , iC giống nhau ở một phần ba hoặc hai phần ba chu kỳ. Nhóm tam giác từ ba bộ điều áp một pha đảm bảo triệt tiêu điều hòa bậc ba và bội ba trong các dòng điện do nguồn cung cấp. Các điều hòa này trùng pha trong ba dòng iA , iB , iC. Dòng điện dây iA1 = iA - iC, iB1 = iB – iA, iC1 = iC – iB. SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 8 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Hình: 1.6 Dòng điện trong sơ đồ có dạng sóng khác với dòng điện các pha của tải và tỉ số p điều hòa giảm đi. Hình 1.6 trình bày dạng song dòng điện khi góc mồi, tải thuần 3 trở. Các điều hòa dòng điện dây : I1L = 3 I1, I5L = 3 I5, I7L = 3 I7...nhƣng I3L = I9L = 0. Hình :1.6a. Dạng sóng của dòng điện theo sơ đồ hình 1.6 SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 9 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ III. BỘ ĐIỀU ÁP BA PHA HỖN HỢP Trên sơ đồ hình 1.7 ta nhận thấy mỗi pha có một Thyristor đc thay thế bằng 1 điốt. Không có dây trung tính làm cho giá trị trung bình của tổng dòng điện pha của tải và điện áp trên cực của nó luôn bằng không. Hình: 1.7 1. Sự hoạt động của sơ đồ Nếu ta ký hiệu vA, vB, vC là điện áp nguồn 2p4p vA = Vmsin q , vB = Vmsin (q - ) , vC = Vmsin (q - ) 3 3 Thyristor ThA đƣợc mồi ở q = y , còn ThB ở y = q + 2p4p và ThC y = q +. 33 khác với nửa chu kỳ dƣơng, do vậy điện áp v’ A, v’B, v’C và của các Thyristor vThA , vThB , vThC vì có điốt nên không có các giá trị âm. 7p - Nếu tải thuần trở, có ba chế độ làm việc liên tiếp sau đây khi y từ 0 đến 6 Ba dòng điện iA , iB , iC giống nhau ở một phần ba chu kỳ nhƣng ở nửa chu kỳ âm p : ba hoặc hai linh kiện dẫn 2 3pp Khi<y <: ba, hai hoặc không có linh kiện dẫn 22 3p7p Khi<y <: hai hoặc không có linh kiện dẫn 26 - Nếu tải R – L có môđun Z và góc pha j , để làm thay đổi trị hiệu dụng của dòng 7p điện iA , iB , iC từ cực đại V/Z đến không thì góc mồi y phải tăng từ j đến. 6 Khi j tăng, sự biến thiên của y theo chế độ giảm đi. Khi j = 3106, chế độ này biến mất. 2. Các đặc tính Các điện áp v’A, v’B, v’C ngoài thành phần cơ bản còn có cả các điều hòa bậc chẵn và lẻ, trừ điều hòa bậc ba và bội ba. Trên hình 1.8 Trình bày đặc tính điện áp hiệu dụng của các điều hòa theo góc mồi p ứng với 2 trƣờng hợp tải thuần trở j = 0 và tải R – L j = 4 Khi 0 < y < SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 10 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Hình 1.8 Ta nhấn mạnh điều hòa bậc ba có ảnh hƣởng quan trọng. Sơ đồ tiêu thụ công suất phản kháng ngay cả khi tải thuần trở. Công suất biểu kiến : S = 3VI Công suất biến dạng : D = 3V. I - I1 Công suất tác dụng : P = 3VI1 cos j 2 2 Công suất phản kháng : Q = 3VI1 sin j 3. So sánh các bộ điều áp ba pha Cũng nhƣ bộ chỉnh lƣu, độ điều áp làm thay đổi lƣới điện xoay chiều cung cấp cho nó, tạo nên các điều hòa dòng điện và tiêu thụ công suất phản kháng. Mặc dù khó so sánh vì chế độ sử dụng của chúng khác nhau, nhƣng bộ điều áp 3 pha có 6 thyristor không gây ảnh hƣởng tới lƣới bằng cầu chỉnh lƣu ba pha có điều khiển. Bộ điều ấp ba pha hỗn hợp cũng k gây ảnh hƣơng tới lƣới bằng cầu chỉnh lƣu ba pha bán điều khiển. Đối với ba loại điều áp ba pha, ta đã đƣa ra các đặc tính đối với các điều hòa điện áp nhƣng k đƣa ra đặc tính dòng điện, bởi vì khi tải R – L các điều hòa quá bé không tiện biểu diễn cùng tỉ lệ xích với điều hòa cơ bản. Khi tải R – L, ta có thể tìm đc biểu thức các dòng điện điều hòa theo điện áp : I1 = V1 R 1+ Q 2 In = V 'n R 1+ n Q 2 2 với Q = w L/R .do đó tỉ số : I11+ Q2 = V ' n V '11 + n 2Q 2 In SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 11 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ Hình 1.9 Nói chung các điều hòa dòng điện càng yếu khi tải có tính điện cảm càng lớn và bậc điều hòa càng cao. 4. Lựa chọn bộ điều áp xoay chiều Đối với các thiết bị có công suất trung bình và lớn, các dòng điện điều hòa có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn bộ điều áp. Việc lựa chọn giới hạn bởi hai sơ đồ 6 thyristor. - Bộ điều áp ba pha - Ba bộ điều áp một pha ghép tam giác. Sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác không tốt đối với dòng điện tải so với bộ điều áp ba pha, nhƣng đối với dòng điện lƣới lại tốt hơn. Sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác một pha nối tam giác làm cho dòng điện pha có điều hòa bâc ba và bội ba nhƣng trong dòng điện dây chúng bị triệt tiêu. Do vậy ta có thể đi đến kết luận : - Khi việc giảm các điều hòa dòng điện lƣới đóng vai trò quan trọng thì thƣờng chọn các sơ đồ ba bộ điều áp một pha nối tam giác - Khi chất lƣợng điện áp trên tải quan trọng thì thƣờng chọ bộ điều áp ba pha. Đó là trƣờng hợp cung cấp cho các máy điện quay, bởi vì các may điện quay sẽ là việc xấu khi điện áp bậc ba hoặc bội ba. Các điện áp này tạo nên hệ thống thứ tự không. Khi công suất giảm đi, cần giảm chi phí dối với các thyristor và mạch điều khiển, khi đó bộ điều áp ba pha có nhiều khả năng ; - Đặt giữa lƣới và tải, cho phép thay đổi pha khi chuyển từ tam giác sang hình sao mà không cần thay đổi điện áp. - Đặt sau tải cho phép nối hình tam giác ba nhóm thyristor, làm giảm dòng và cho phép giảm kích cỡ của thyristor - Đặt sau tải và có một cực chung cho tất cả các thyristor, điều này làm cho việc điều khiển dễ dàng, nhất là khi thay thế 6 thyristor bằng 3 triac. Khi vấn đề các điều hòa dòng điện không không quan trọng thì bộ điều áp ba pha và các phƣơng án của nó có lợi hơn phƣơng án nối tam giác.ba bộ điều áp một pha. - Bộ điều áp ba pha hỗn hợp chỉ đƣợc sử dụng trong các sơ đồ công suất nhỏ vì ảnh hƣởng quan trọng của các điều hòa. Điều hòa bậc cao sẽ tạo nên moomen phản kháng lớn đối với máy điện quay. SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 12 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ 5. Lƣu ý về bộ bù tĩnh: Bộ bù tĩnh là một ứng dụng của bộ điều áp ba pha. Để tạo nên một nguồn công suất phải kháng biến thiên liên tục, ngƣời ta mắc song song các tụ để tạo nên dung kháng cực đại cần thiết với một điện kháng ba pha điều khiển bằng bộ điều áp. Bộ điều áp này cho phép biến đổi công suất phản kháng của cuộn điện kháng, do đó làm thay đổi công suất phản kháng của bộ tụ điện – điện kháng. Trong thiết bị này tụ điện đóng vai trò tạo nên dung kháng và đồng thời có dung kháng nhỏ với dòng điện điều hòa bậc cao, do vậy nó lọc cac điều hòa dòng điện lấy từ lƣới. Một số nhà chế tạo mong muốn tạo nên thiết bị điều chỉnh công suất phản kháng bằng bộ điều áp bằng cách thay đổi giá trị điện dung của tụ điện. Họ sử dụng các Thyristor làm việc ở chế độ đóng mở, cho phép loại trừ các điểm dòng điện tăng đột ngột bằng cách bù dòng điện có tính chất điện dung tại thời điêm bất lợi này. Đôi khi ngƣời ta sử dụng bộ điều áp để cung cấp điện áp biến thiên cho máy biến áp mà điện áp thứ cấp đƣợc chỉnh lƣu có điện áp biến thiên liên tục từ cực đại đến không Sơ đồ này dùng để tạo nên dòng chỉnh lƣu rất lớn ở điện áp rất thấp hoặc tạo nên điện áp rất cao. Khi công suất của lƣới lớn hơn công suất bộ điều áp rất nhiều, do đó ảnh hƣờng của bộ điều áp xoay chiều đến lƣới không đáng kể, đôi khi ngƣời ta sử dụng bộ điều áp nối tam giác hở hay còn gọi là “ bộ điều áp tiết kiệm”, trong đó một trong ba nhóm thyristor đƣợc thay bằng nối trực tiếp. IV. ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU BA PHA: 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Động cơ gồm có hai phần chính là stator và rotor. Stato gồm các cuộn dây của ba pha điện quấn trên các lõi sắt bố trí trên một vành tròn để tạo ra từ trƣờng quay. Rôto hình trụ có tác dụng nhƣ một cuộn dây quấn trên lõi thép. Khi mắc động cơ vào mạng điện xoay chiều, từ trƣờng quay do stato gây ra làm cho rôto quay trên trục. Chuyển động quay của rôto đƣợc trục máy truyền ra ngoài và đƣợc sử dụng để vận hành các máy công cụ hoặc các cơ cấu chuyển động khác. SVTH: TRƢƠNG VĂN LINH – Lớp Đ2-K4 NGUYỄN HỮU LINH Trang : 13 GVHD: TH.S HOÀNG DUY KHANG @&? ĐỒ ÁN MÔN HỌC TĐĐ 2. Phân loại Động cơ điện xoay chiều đƣợc sản xuất với nhiều kiểu và công suất khác nhau. Theo sơ đồ nối điện có thể phân ra làm 2 loại: - Động cơ 3 pha. - Động cơ 1 pha. - Và nếu theo tốc độ có thể phân thành 2 loại: - Động cơ đồng bộ. - Động cơ không đồng bộ. 3. Động cơ điện xoay chiều 3 pha Từ trƣờng quay đƣợc tạo ra bằng cách cho dòng điện ba pha chạy vào ba nam châm điện đặt lệch nhau trên một vòng tròn. Cách bố trí các cuộn dây tƣơng tự nhƣ trong máy phát điện ba pha, nhƣng trong động cơ điện ngƣời ta đƣa dòng điện từ ngoài vào các cuộn dây 1, 2, 3. Khi mắc động cơ vào mạng điện b