BÁO CÁO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA BẰNG BIẾN TẦN

Máy điện không đồng bộ (KĐB) là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện. Động cơ không đồng bộ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp và đời sống hàng ngày… vì có nhiều ưu điểm so với các loại động cơ khác. Trong công nghiệp, động cơ KĐB 3 pha là loại động cơ chiếm 1 tỷ lệ rất lớn. Dải công suất của động cơ cũng rất rộng từ vài trăm W đến hàng ngàn kW. Đó là do động cơ KĐB có những ưu điểm: kết cấu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BÁO CÁO TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN: ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA BẰNG BIẾN TẦN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP  ĐỒ ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA BẰNG BIẾN TẦN CBHD : TH. S TRẦN QUANG THỌ SVTH : LÊ HOÀNG MINH - NHÂM ĐỖ MINH HOÀNG MSSV : 07102073 - 07102053 TP Hồ Chí Minh – Tháng 6/2010  Đồ án Truyền động điện  A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI M áy điện không đồng bộ (KĐB) là loại máy điện xoay chiều chủ yếu dùng làm động cơ điện. Động cơ không đồng bộ ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp và đời sống hàng ngày… vì có nhiều ưu điểm so với các loại động cơ khác. Trong công nghiệp, động cơ KĐB 3 pha là loại động cơ chiếm 1 tỷ l ệ rất lớn. Dải công suất của động cơ cũng rất rộng từ vài trăm W đ ến hàng ngàn kW. Đó là do động cơ KĐB có những ưu điểm: kết cấu đơn giản, gọn, chế tạo dễ, vận hành dễ dàng, nguồn cấp lấy ngay từ lưới điện công nghiệp. Tuy nhiên, các hệ truyền động có điều chỉnh tốc độ dung động cơ KĐB lại có tỷ lệ nhỏ so với động cơ 1 chiều. Đó là do vi ệc đi ều chỉnh tốc độ động cơ KĐB gặp nhiều khó khăn và dải điều chỉnh hẹp. Chỉ khi có linh kiện bán dẫn công suất lớn (transistor, thyristor…) phát triển cùng với kỹ thuật điện tử tin học thì các hệ thống truyền động có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ KĐB mới được khai thác mạnh hơn. Hiện nay có rất nhiều hệ thống điều tốc động cơ KĐB, chằng hạn như: điều tốc giảm điện áp, điều tốc bộ ly hợp trượt điện từ, điều tốc thay đổi số đôi cực, điều tốc biến tần… Trong đó hệ thống điều tốc biến tần có hiệu suất cao nhất, chất l ượng tốt nhất, đ ược sử dụng rộng rãi nhất và là phương hướng phát triển chủ yếu của điều tốc xoay chiều. Trong giới hạn đồ án này chỉ đề cập đến vấn đề điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng biến tần. 2  Đồ án Truyền động điện  B. GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ I. Cấu tạo: Hình 1: Cấu tạo ĐCKĐB a)Phần tĩnh (Stato) Stato có cấu tạo gồm vỏ máy,lõi sắt và dây quấn * Vỏ máy Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn, không dùng để làm mạch dẫn từ. Thường vỏ máy được làm bằng gang. Đối với máy có công suất tương đối lớn ( 1000kW ) thường dùng thép tấm hàn lại làm thành vỏ máy. Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau. *Lõi sắt Lõi sắt là phần dẫn từ. Vì từ trường đi qua lõi sắt là từ tr ường quay nên đ ể gi ảm t ổn hao lõi sắt được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện ép lại. Khi đường kính ngoài lõi sắt nhỏ 3  Đồ án Truyền động điện  hơn 90 mm thì dùng cả tấm tròn ép lại. Khi đường kính ngoài lớn hơn thì dùng những tấm hình rẻ quạt (hình 2) ghép lại. *Dây quấn Dây quấn stator được đặt vào các rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt. Dây quấn stato gồm 3 cuộn dây đặt lệch nhau 120o điện. b)Phần quay (roto) Rotor có 2 loại chính : rotor kiểu dây quấn và rotor kiểu lồng sóc. Rotor dây quấn : Rôto có dây quấn giống như dây quấn của stator. Dây quấn 3 pha của rôto thường đấu hình sao còn ba đầu kia được nối vào vành trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài. Đặc điểm là có thể thông qua chổi than đưa điện trở phụ hay suất điện động phụ vào mạch điện rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy. Khi máy làm việc bình thường dây quấn rotor được nối ngắn mạch. Nhược điểm so với động cơ rotor lồng sóc là giá thành cao, khó sử dụng ở môi trường khắc nghiệt, dễ cháy nổ . Rotor lồng sóc : Kết cấu loại dây quấn này rất khác với dây quấn stator. Trong mỗi rãnh của lõi sắt rotor đặt vào thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và được nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành ngắn mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta quen gọi là lồng sóc. c)Khe hở không khí Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nhỏ (0,2 mm ÷ 1mm). Để hạn chế dòng điện từ hóa lấy từ lưới và như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao hơn. II. Nguyên lý làm việc: - Như đã biết trong vât lý, khi dòng điện xoay chiều 3 pha vào ba cuộn dây đ ặt l ệch nhau 1200 trong không gian thì từ trường tổng đi qua 3 cuộn dây là từ trường quay. Nếu trong t ừ trường quay có đặt các thanh dẫn điện thì từ trường quay sẽ quét qua các thanh dẫn này và làm 4  Đồ án Truyền động điện  xuất hiện 1 sức điện điện cảm ứng trong các thanh dẫn. Trong động cơ KĐB thì phía roto ( phần cảm ứng sức điện động ) được nối ngắn mạch làm xuất hiện dòng điện ( ngắn mạch ) trên dây quấn roto, dòng điện có chiều xác định theo quy tắc bàn tay phải. Từ trường quay lại tác dụng vào chính dòng cảm ứng này 1 lực từ có chiều xác định theo quy tắc bàn tay trái và tạo ra 1 momen làm quay roto theo chiều quay của từ trường quay. - Tốc độ quay của roto luôn luôn nhỏ hơn tốc độ quay của từ trường. Nếu roto quay với tốc độ bằng tốc độ của từ trường quay thì từ trường sẽ không quét qua các thanh dẫn nữa nên sẽ không có dòng điện cảm ứng nên momen quay cũng không còn. Khi đó, do momen cản roto sẽ quay chậm hơn từ trường quay và các thanh dẫn lại bị từ trường quét qua, dòng điện c ảm ứng lại xuất hiện và do đó lại có momen quay làm roto tiếp tục quay nhưng với tốc đ ộ luôn nhỏ hơn của từ trường quay. Động cơ hoạt động với nguyên tắc này nên được gọi là động cơ không đồng bộ. - Tốc độ quay của từ tr ...