giacmokhongcothat3
New Member
Download miễn phí Báo cáo Tự động điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều một pha bằng biến tần áp gián tiếp
Nghịch lưu độc lập nguồn điện áp được đặc trưng đơn trịvới sựphụ
thuộc của điện áp đầu ra vào điện áp đầu vào và thực sựkhông phụthuộc vào
sựthay đổi của phụtải và hệsốcông suất của nó. Đó là ưu điểm nổi bật của
nghịch lưu độc lập nguồn điện áp khi làm việc với động cơ điện xoay chiều và
làm cho việc sửdụng bộbiến tần khoá điện tửdùng nghịch lưu độc lập nguồn
điện áp tốt hơn trong các hệthống hở điều khiển tốc độ động cơ điện xoay
chiều và khi cung cấp cho nhóm động cơ.
Khi chuyển động cơ được cấp từbộbiến tần khoá điện tửdùng nghịch
lưu độc lập nguồn điện áp sang chế độmáy phát, chiều dòng điện ở đầu vào
của nghịch lưu độc lập nguồn điện áp thay đổi (nếu đầu ra của bộchỉnh lưu
ngược được nối với đầu vào của nghịch lưu độc lập nguồn điện áp), nhưng
không làm thay đổi cực tính của điện áp của khâu dòng điện một chiều. Tuy
nhiên dòng điện qua chỉnh lưu cấp cho nghịch lưu không biến đổi chiều. Do
vậy không thểthực hiện việc truyền năng lượng đã có vào mạng, và năng
lượng được tạo ra bởi máy điện xoay chiều sẽ được tích luỹvào khâu dòng
điện một chiều, trong bộlọc dùng tụ điện.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
)π
0
2 E α sinθdθ
π ∫ (2.11)
Khi n = 1, ta có:
U1m=
5 32 4 1
1 3 5 4 2
π-α π-αα α π-α
α α α π-α π-α
2E sinθdθ + sinθdθ + sinθdθ + sinθdθ + sinθdθ
π
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦∫ ∫ ∫ ∫ ∫
= [ ]1 2 3 4 54E cosα - cosα + cosα - cosα + cosαπ
U2m ≈ 0
Khi n = 3, ta có:
U3m=
( )
( )
( )
( )( )5 3 12 4
1 3 5 4 2
3 π -α 3 π -α 3 π -α3α 3α
3α 3α 3α 3 π -α 3 π -α
2E sinΩdΩ + sinΩdΩ + sinΩdΩ + sinΩdΩ + sinΩdΩ
π
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦∫ ∫ ∫ ∫ ∫
= [ ]1 2 3 4 54E cos3α - cos3α + cos3α - cos3α + cos3απ
Biên độ của các sóng hài có dạng tổng quát như sau:
Unm = ( )
i-11
1
k
4E -1 cosnα
nπ∑
trong đó n = 1, 3, 5, …
α1 là góc chuyển trạng thái, i biến thiên từ 1 đến k.
αk là góc trạng thái cuối cùng trước π/2.
Như vậy, đối với điều biến độ rộng xung đơn cực, để da tải không chứa
các sóng hài bậc 3,5 và 7 cần có:
33
U3m = ( )
i-1k
i
i=1
4E -1 cos3α = 0
3π∑ ,
U5m = ( )
i-1k
i
i=1
4E -1 cosα = 0
5π∑ ,
U7m = ( )
i-1k
i
i=1
4E -1 cosα = 0
7π∑
b. Điều biến độ rộng xung lưỡng cực
Trên hình 2.6 trình bày giản đồ điều biến độ rộng xung lưỡng cực với
tải L + R.
Hình 2.6 Giản đồ điều biến độ rộng xung lưỡng cực
Tỉ số điểu biến M > 1. Các transitor được điều khiển từng cặp T1, T3 và
T2, T4. Nguồn E luôn luôn được nối với tải thông qua hay T1, T3, hay T2, T4,
do đó điện áp tải gồm một chuỗi xung, độ rộng khác nhau, không có những
khoảng u = 0.
Sóng hài trong điện áp tải
34
Nếu chuyển gốc toạ độ sang O’, dễ thấy rằng điện áp tải có dạng hàm
chu kỳ, lẻ, chỉ chứa các thành phần sin.
Biên độ sóng hài được tính theo công thức (2.11):
U1m =
2 2 2 1
1 2 2 1
α α π -α π -α π
0 α α π -α π -α
2E sinθdθ - sinθdθ + sinθdθ - sinθdθ + sinθdθ
π
⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦∫ ∫ ∫ ∫ ∫
[ ]1 24E= 1- 2cosα + 2cosαπ
U2m = 0
[ ]3 m 1 24EU 1 2cos3 2cos33= − α + απ
Biểu thức tổng quát của biên độ sóng hài của điều biến độ rộng xung
lưỡng cực:
( )k i 1nm i
i 1
4EU 1 2 1 cos
n
−
=
⎡ ⎤= − − α⎢ ⎥π ⎣ ⎦∑ khi u bắt đầu bằng một xung dương
( )k i-1nm i
i=1
4EU = -1+ 2 -1 cosα
nπ
⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦∑ khi u bắt đầu bằng một xung âm.
Đối với trường hợp đang xét, muốn loại trừ sóng hài bậc 3 và 5 cần
phải có:
1-2cos 3α1 + 2cos 3α2 = 0
1-2cos 5α1 + 2cos 5α2 = 0
Bằng phương pháp tính gần đúng tìm được α1 = 23o616, α2 = 33o3. Như
vậy, điện áp ra chỉ chứa sóng cơ bản và các sóng hài bậc cao 7, 9, 11… Có
thể xem:
4Eu = sinω t
π
Nghịch lưu điện áp khi làm việc với tải có tính chất dung kháng, điện
áp tăng vọt ở đầu ra của nghịch lưu độc lập nguồn điện áp (lúc thay đổi cực
35
tính điện áp trên tải) làm xuất hiện dòng điện xung rất lớn (về lý thuyết là vô
cùng). Khi làm việc với tải có tính chất cảm kháng hay động cơ điện xoay
chiều, đặc tính của nghịch lưu độc lập điện áp gần đạt đến đặc tính lý tưởng.
Nghịch lưu độc lập nguồn điện áp dùng khoá điện tử có khả năng làm
việc với phụ tải dung kháng (dòng điện vượt pha trước điện áp), chẳng hạn ở
động cơ điện một chiều không vành góp. Trong trường hợp này, khi có sự
tăng vọt của dòng điện thì việc chuyển mạch dòng điện giữa các van giới hạn
bởi các thông số của phụ tải và tuỳ theo tốc độ tăng trưởng của dòng điện
trong khoá điện tử. Sự làm việc tin cậy này của nghịch lưu độc lập nguồn điện
áp chỉ có thể đạt được trong trường hợp dùng chuyển mạch cưỡng bức.
Nghịch lưu độc lập nguồn điện áp được đặc trưng đơn trị với sự phụ
thuộc của điện áp đầu ra vào điện áp đầu vào và thực sự không phụ thuộc vào
sự thay đổi của phụ tải và hệ số công suất của nó. Đó là ưu điểm nổi bật của
nghịch lưu độc lập nguồn điện áp khi làm việc với động cơ điện xoay chiều và
làm cho việc sử dụng bộ biến tần khoá điện tử dùng nghịch lưu độc lập nguồn
điện áp tốt hơn trong các hệ thống hở điều khiển tốc độ động cơ điện xoay
chiều và khi cung cấp cho nhóm động cơ.
Khi chuyển động cơ được cấp từ bộ biến tần khoá điện tử dùng nghịch
lưu độc lập nguồn điện áp sang chế độ máy phát, chiều dòng điện ở đầu vào
của nghịch lưu độc lập nguồn điện áp thay đổi (nếu đầu ra của bộ chỉnh lưu
ngược được nối với đầu vào của nghịch lưu độc lập nguồn điện áp), nhưng
không làm thay đổi cực tính của điện áp của khâu dòng điện một chiều. Tuy
nhiên dòng điện qua chỉnh lưu cấp cho nghịch lưu không biến đổi chiều. Do
vậy không thể thực hiện việc truyền năng lượng đã có vào mạng, và năng
lượng được tạo ra bởi máy điện xoay chiều sẽ được tích luỹ vào khâu dòng
điện một chiều, trong bộ lọc dùng tụ điện.
Trên cơ sở về lý thuyết biến tần thì ta có sơ đồ cấu trúc của hệ biến tần
động cơ được biểu diễn trên Hình 2.4.
36
Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc tổng quan về hệ biến tần động cơ
Nguyên lý hoạt động của biến tần áp một pha: nguồn điện được cấp từ phía
sơ cấp của máy biến áp có tần số f1 sau đó qua máy biến áp có điện áp thứ cấp u2.
Dòng điện xoay chiều qua bộ chỉnh lưu cầu để tạo ra dòng điện một chiều. Tụ C
có tác dụng lọc nhằm giảm độ đập mạch của điện áp sau khi chỉnh lưu. Sau đó
dòng điện một chiều được đưa qua bộ nghịch lưu, tại đây dòng điện một chiều
được biến thành dòng điện xoay chiều có tần số f2. Tần số f2 thay đổi phụ thuộc
vào quá trình đóng, mở của các transitor của mạch nghịch lưu. Việc đóng, mở của
các transitor được thực hiện bởi mạch điều khiển. Mạch điều khiển này nhận tín
hiệu từ bộ vi xử lý đã được lập trình theo một thuật toán nhất định.
2.2 Xây dựng luật điều khiển
Việc điều khiển tần số của động cơ được thực hiện nhờ mạch nghịch lưu.
Tần số của dòng điện đưa vào động cơ chính là tần số đóng mở của hai cặp
Transitor trong mạch nghịch lưu. Quá trình đóng mở hai cặp transitor này được
thực hiện nhờ mạch điều khiển. Mạch điều khiển này và mạch lực của bộ biến tần
tạo thành bộ điều chỉnh của hệ ổn định tốc độ động cơ. Việc tổng hợp hệ thống
điều chỉnh sẽ được trình bày ở trong chương 3.
37
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG SƠ ĐỒ CẤU TRÚC BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ QUAY BẰNG
BIẾN TẦN ÁP MỘT PHA
Khi nói đến hệ thống điều chỉnh tự động, người ta thường quan tâm đến
ba vấn đề: Đối tượng điều khiển, phương pháp điều khiển và thiết bị điều
khiển. Đối tượng điều khiển là động cơ không đồng bộ một pha, phương pháp
điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi tần số nguồn
cung cấp là phương pháp điều khiển. Còn các bộ biến tần và các thiết bị phụ
khác là thiết bị điều khiển.
3.1 Hệ thống điều khiển mạch vòng kín
Hệ thống điều khiển mạch vòng kín được sử dụng rất rộng rãi trong dân
dụng cũng như trong công nghiệp. Trong dân dụng chúng ta gặp các hệ thống
ổn định nhiệt độ bàn là, tủ lạnh… Trong kỹ thuật chúng là những hệ thống ổn
địnhnhiệt độ trong các lò nung, lưu lượng trong ...