Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Li núi u Ngy ng c in cú mt khp ni tt c cỏc lnh vc ca cuc sng, c bit l cụng nghip Khi ng c in c a vo ng dng rng rói thỡ vic thit lp mt h thng t ng iu chnh t c s ti u v cỏc ch tiu kinh t, k thut l mt quan trng Vi vic ng dng rng rói cỏc tin b k thut lnh vc in t - tin hc, cỏc h truyn ng in c phỏt trin v cú nhng thay i ỏng k c bit, cụng ngh sn xut cỏc thit b in t cụng sut ngy cng hon thin nờn cỏc b bin i in t cụng sut h truyn ng in khụng nhng ỏp ng c yờu cu tỏc ng nhanh, chớnh xỏc cao m cũn gúp phn lm gim kớch thc v h giỏ thnh ca h truyn ng Mc dự l mt lnh vc tng i hp nhng truyn ng in xoay chiu dựng ng c khụng ng b ba pha rụto dõy qun luụn luụn cú nh ng ht sc hp dn v cng rt phc Vỡ vy, vi ỏn tt nghip Thit k h iu chnh tc ng c khụng ng b ba pha rụto dõy qun bng phng phỏp in tr xung em khụng cú tham vng i sõu vo tt c cỏc ca lnh vc ny Nhng kt qu c trỡnh by bn ỏn mụn tt nghip ny mi ch l nhng kt qu bc u Trong ni dung nghiờn cu ca bn ỏn ny, em ó thc hin c cỏc nhim v sau: Tng quan cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng b ba pha La chn v tớnh toỏn mch ng lc La chn v tớnh toỏn mch iu khin Tng hp h thng iu khin hai mch vũng Trong quỏ trỡnh thc hin, chc chn bn thõn em khụng th trỏnh kh i nhng thiu sút, em rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp ca cỏc th y v cỏc bn bn ỏn ny hon thin hn Em xin by t lũng bit n chõn thnh v sõu sc ti thy giỏo hng dn Tin s Nguyn Trung Sn, ó tn tỡnh hng dn v cho nhiu ý ki n úng gúp quý bỏu, ti th B mụn Thit B in - in T trng i Hc Bỏch Khoa H Ni v cỏc bn sinh viờn ó to nhng iu kin nghiờn cu tt nht sut thi gian thc hin bn ỏn tt nghip ny Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội I.Khỏi quỏt v ng c khụng ng b ba pha .2 II.Mch in thay th .3 III.c tớnh c ca mỏy in khụng ng b .5 87 Chng I Tng quan cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng b ba pha A mch in thay th v c tớnh c ca ng c khụng ng b ba pha I Khỏi quỏt v ng c khụng ng b ba pha Trong quỏ trỡnh khai thỏc s dng cỏc ti nguyờn thiờn nhiờn phc v cho nn kinh t quc dõn núi riờng v cỏc hot ng ca xó hi núi chung, khụng th khụng núi n s bin i nng lng t dng ny sang dng khỏc Trong ú, ng c in l thit b bin i t in nng thnh c nng cú vai trũ rt to ln sn xut cụng nghip, nụng nghip, dõn dng v rt nhiu lnh vc khỏc Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Vi s phỏt trin mnh m ca cụng ngh v k thut hin i c bit lnh vc in t v bỏn dn cụng sut (transistor cụng sut, tiristor, triac) ó to iu kin cho vic s dng cỏc ng c in cú hi u qu v a nhiu phng ỏn la chn nhng loi ng c thớch hp Hin nay, ng c in khụng ng b c s dng rng rói chim t l rt cao vi mc cụng sut nh t vi chc W n mc cụng sut trung bỡnh hng trm kW Vi nhng u im ni bt ca nú nh: giỏ thnh h (ch bng 1/6 ng c in mt chiu cú cựng cụng sut), lm vic tin cy chc chn, hiu sut cao Ngoi ng c khụng ng b cũn dựng trc tip li in xoay chiu ba pha nờn khụng cn trang b thờm thit b bi n i kốm theo, phc cho h thng Cỏc lnh vc ng dng ca ng c khụng ng b nh: Trong cụng nghip thng dựng lm ngun lc cho mỏy cỏn thộp lo i va v nh, cho cỏc mỏy cụng c cỏc nh mỏy cụng nghip nh Trong hm m dựng lm mỏy ti hay qut giú Trong nụng nghi p dựng cỏc trm bm hay mỏy gia cụng nụng sn phm Trong i sng sinh hot h ng ngy, ng c in khụng ng b cng chim mt v trớ rt quan trng nh lm qut giú, mỏy bm nc, t lnh, mỏy iu ho nhit Cựng vi s phỏt trin ca nn sn xut in khớ hoỏ v t ng hoỏ thỡ phm vi ng dng ca ng c khụng ng b ngy cng c ci thin v m rng Tuy nhiờn, vi mi loi ng c u cú nhng nhc im riờng ca nú i vi ng c khụng ng b bờn cnh nhng u im k trờn nú cú mt s nhc im sau: c tớnh iu chnh khụng tt, cos thp, khng ch cỏc quỏ trỡnh quỏ khú khn Riờng i vi ng c rụ to lng súc cú c tớnh ng tng i xu Chớnh vỡ nhng lý ú nờn ng dng ca nú mt s iu kin c th cũn cú phn b hn ch Núi túm li, vi nhng u im ni bt ca ng c khụng ng b thỡ vic ng dng nú nhng lnh vc ca cuc sng ngy cng c phỏt trin v ci tin v mi mt II Mch in thay th Núi chung, trờn stato ca ng c khụng ng b cú dõy qun m pha (thng m1 = 3), trờn rụto cú dõy qun m2 pha (m2 = i vi ng c rụto dõy qun; cũn i vi ng c rụto lng súc thỡ m > 3) Nh vy ng c khụng ng b cú hai mch in khụng ni vi v gia chỳng ch cú s liờn h v cm ng t Sau ó phõn tớch cỏc quan h in t ta cú c U = E + I 1 (r1 + jx1 ); h phng trỡnh c bn ca ng c khụng ng b lỳc rụto quay nh sau: r' = E'2 - I'2 ( + jx'2 ); s (I) E' = E1 ; I1 + I'2 = I ;3 - E1 = I Z m ; Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Da vo cỏc phng trỡnh c bn trờn, ta cú th thit lp c mch in thay th hỡnh T cho ng c khụng ng b rụto quay nh sau: x1 r1 x'2r2 I1 xm -I'2 U1 r'2(1-s)/ I0 rm Hỡnh Mch in thay th hỡnh T ca ng c khụng ng b Thng thun li cho tớnh toỏn, ngi ta bin i mch in thay th hỡnh T thnh mch in thay th hỡnh n gin hn: C1x1 C1r1 C1x'2 I1 -I''2 x r1 U1 C1r'2/s I00 xm rm Hỡnh Mch in thay th hỡnh ca ng c khụng ng b Trong ú: Z C1 = + ; Zm U1 I 00 = gi l dũng in khụng ti lý tng, ngha l dũng in C1 Z m khụng ti ng vi lỳc s = 0; Đồ án tốt nghiệp - I' ' = Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội - I' gi l dũng in th cp ca mch in hỡnh C1 Thc t, C1 ch ln hn mt ớt v gúc phc li rt nh, nờn cú th coi x C1 = + = xm Nh vy: I' ' = I' ; (II) I' '00 = I1 - I' '2 = I1 - I = I ; Do vy ta cú th cú mch in thay th n gin hn na: x1 r1 I1 U1 r'2/s x'2 -I'2 x r1 x m I rm III c tớnh c ca mỏy in khụng ng b Hỡnh 3.iMnthay ch th in hỡnh thay th hỡnh n tr s hiu dng ca T s m ch n gin húa, n húai vc astato ng dũng in rụto ógiquy I2cl:khụng ng b I' = Uf r '2 ( r1 + )2 + x nm s (1) Trong ú: Xnm = x1 + x2 in khỏng ngn mch tỡm phng trỡnh c tớnh c ta xut phỏt t iu kin cõn bng cụng sut ng c: cụng sut in t chuyn t stato sang rụto: P12=Mt.0 Trong ú: Mt mụmen in t ca ng c Nu b qua cỏc tn tht ph thỡ Mt = Mc, ta ký hiu: Mt = Mc = M Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Cụng sut ú c chia lm hai phn: cụng sut a trc ng c P c v cụng sut tn hao rụto P2 ngha l: P12= Pc+ P2 hay M0 = M + P2 ú P2 = M (0 - ) = M0s Mt khỏc: P2 = 3I' 22 r ' nờn 3I'22 r ' M= s Thay (1) vo phng trỡnh trờn ta cú phng trỡnh c tớnh c: 3U 2f r' r '2 [(r1 + )2 + x nm ] s M= (2) Kt hp vi phng trỡnh tc = (1 s) ta cú dng ng cong c tớnh c: (s=sth) Mth Mđm M Hỡnh c tớnh c ca ng c khụng ng b im cc tr ca c tớnh c thng c gi l im ti hn cú ta [Mth, sth]: sth = M th = r'2 r1 + (x1 + x'2 ) 3U f 20 ( r1 + = r'2 r1 + x nm r1 6+ x nm ) (3) (4) Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Ta cú th vit phng trỡnh c tớnh c di dng khỏc thun tin h n bng cỏch lp t s gia (2) v (4) ri bin i ta c: M= Trong ú: a= M th ( + asth ) s s th + + 2asth s th s r1 r2 Trong ng c khụng ng b thng r1 r2 m sth = 0,1 ữ 0,2 nờn ta cú th coi asth ú ta cú dng biu thc Klụx: M= M th s s + th sth s i vi cỏc ng c cú cụng sut ln thng r1 0, nu U1 >U+ thỡ D+ m, U2 = U+ Khi U1 < 0, nu U > U thỡ D- m, U2=U- 84 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội B iu chnh tc P Ta cú: R = 20,48 = K R thc hin hm cú chc nng nh trờn ta cú b iu chnh P nh sau: R1 R2 U1w R1 A U1 U2 Hỡnh 61 B iu chnh P KR = R2 = 20,48 R1 Ta chn R2 = 22K v R1 = 1K Phn t phn hi dũng in phn hi tớn hiu dũng in ta dựng khuch i t mc vo mch mt chiu rụto IT Id R12 Uphi KĐT Hỡnh 62 Phn hi dũng in dựng khuch i t Ta cú k pi = 0,4455 = U phi (V) I d (A) = I T R T Id I d Wdk k WT Trong ú: k2 = vi s chnh lu cu; Wdk v WT l s vũng ca cun dõy iu khin v cun WT Vi I T = 85 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội I T R T Wdk = R T = 0,4455 Id WT Wdk = 0,04455 Ta chn RT = 10 v KT cú WT k pi = Phn t phn hi tc phn hi tc ta dựng mỏy phỏt tc mt chiu cú s nguyờn lý R nh sau: C Uphw Hỡnh 63 Phn hi tc dựng mỏy phỏt mt chiu U ph (V) k = = 0,1366 (rad / s) U ph (V) V k = 9,55 = 13 (rad / s) vòng / phút Chn in tr ln: U k. V b lc R- C cú tn s: f = = 1000Hz T Ta li cú T = 3.RC ta chn, R=3,3K v C = 0,1àF Chng V 86 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Cỏc c tớnh c Ta xut phỏt t phng trỡnh c tớnh c ca ng c khụng ng b: M th M= s s + th s th s = (1 s) v s th = k 2i R 2 r1 + x nm Trong ú, iu chnh in tr mch rụto thỡ M th = const = 276 N.m, = 78,5rad / s v c tớnh c ph thuc vo in tr mch rụto, tc l ph td thuc vo h s = t ck Ta s dng tng c tớnh c ng vi cỏc giỏ tr khỏc ca ta c h c tớnh c nh sau: =1 =0,9 =0,7 =0 =1 =0 M Hỡnh 64 Cỏc c tớnh c ca ng c khụng ng b rụto dõy qun iu chnh in tr xung rụto 87 Hỡnh 65 Cỏc c tớnh c ca h kớn ng c khụng ng b rụto dõy qun iu chnh in tr xung rụto Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Ti liu tham kho 88 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội C s truyn ng in t ng Bựi ỡnh Tiu, Phm Duy Nhi Nh xut bn i hc v trung hc chuyờn nghip H Ni 1982 Thit k thit b in t cụng sut Trn Vn Thnh H Ni 2004 T ng húa v iu khin thit b in Trn Vn Thnh iu chnh t ng truyn ng in Bựi Quc Khỏnh, Nguyn Vn Lin, Phm Quc Hi, Dng Vn Nghi Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni in t cụng sut v iu khin ng c in Cyril W.lander Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni 2002 Truyn ng in thụng minh Nguyn Phựng Quang, Andreas Dittrich Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni 2002 C s truyn ng in Bựi Quc Khỏnh, Nguyn Vn Lin Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni 89 [...]... chnh xung in tr rụto Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong s trờn: AP - ỏp tụ mat; K - cụng tc t cú dp h quang; RN - rle nhit; ~ mch rụto Rf - in tr iu chUnh I iu chnh xung in tr mch rụto khc phc mt s nhc imR quan trng trờn v m ra kh nng t ng húa h thng, ngi ta dựng phngKphỏp Riu chnh xung in tr x Rx Rx Rx 20 Hỡnh 13 S nguyờn lý h iu chnh xung in tr v in tr xung Rx Đồ án tốt nghiệp. .. tng ng vi khong thi gian gia hai xung liờn tip m tiristor T cú b bm tn s c nh, ta gi khụng i khong thi gian gia hai xung k tip m tiristor T, v iu chnh khong thi gian gia xung m tiristor T v xung m tiristor T1 ig1 t t t t t uc iT1 ig iT uT uT1 0 khởi động với ig1 dẫn khóa một chu kỳ t t Hỡnh 19 Gin cỏc ng cong dũng in v in ỏp khi iu khin xung in tr rụto 27 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà... tiristor T do tiristor T khụng th t khúa 25 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội i id i2.1 i2.2 i2.3 0 t Hỡnh 17 gin cỏc ng cong dũng in T cỏc phõn tớch trờn, ta cú s mch ng lc ca h iu chnh xung in tr rụto nh sau: U=380V ~ AP K RN Đ i2 D id L R ig T iT ig1 UT T1 uc (+) iT1 (_) C UT1 D0 L1 Hỡnh 18 S mch ng lc ca h iu chnh xung in tr rụto 26 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong... quyt nh cng ca c tớnh c bin tr v tr s tc ca truyn ng in Trong thc t, vic dựng c ba in tr xung trong m ch rụto l m cho mch iu khin phc tp v khú iu chnh Vỡ vy, ta thng dựng m t in tr xung Rx v mt b chnh lu cú s nh sau: U~ CL R K Rx Hỡnh 14 S nguyờn lý iu chnh xung in tr rụto kt hp vi b chnh lu 21 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội B chnh lu CL khụng cn yờu cu cao v in ỏp, do ú ta chn... = 7000A; Dũng in xung iu khin Ig = 100mA; in ỏp xung iu khin Ug = 3V; Dũng in t gi Ih = 250mA; Dũng in rũ Ir = 50mA; St ỏp trờn van trng thỏi dn U = 1,05V; bin thiờn in ỏp theo thi gian dU/dt = 200V/s; Thi gian chuyn mch (m v khúa) tcm = 50às; Nhit lm vic cc i Tmax = 1250C V Tớnh chn cun khỏng 35 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Cun khỏng trong mch cú hai tỏc dng: xung Lc dũng in... 2r2 ).t ck hay: ( R + 2 r2 )(t ck - t đ ) + 2r2 t đ = (R t đ + 2 r2 )t ck nờn: R t đ = R(1 - tđ ) = R(1 - ) t ck (13) Trong ú: t 1 = tc - rng ca xung in tr t ck Nh vy, in tr c nh mch rụto tng ng vi in tr xung theo quan h: R td = R(1 - ) 24 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Nu ó chn trc giỏ tr in tr R, thỡ giỏ tr ca in tr tng ng ph thuc vo Thay i ta s cú cỏc giỏ tr ca in tr tng ng... nguyờn lý 11 v cỏc c tớnh iu chnh ca ng c khụng ng b khi dựng khỏng trong mch trong mch stato (xf1 > xf2) Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội T mch in thay th hỡnh n gin húa ca ng c khụng ng b ta thy, khi ni khỏng vo mch stato, dũng in stato v rụto u gi m xung, do ú mụmen M ca ng c gim xung v tr nờn nh h n mụmen ti Mc nờn h s gim tc Kt qu l ng c s chuyn sang lm vic xỏc lp tc thp hn tc... T li, ch cn cho xung iu khin m tiristor T 1 Qua T1, in ỏp trờn t uc c t lờn tiristor T to nờn mt in ỏp ngc khúa tiristor T l i, in tr lỳc ny l R Vỡ T 1m dn in nờn t in C li c np in n giỏ tr uc, khi t ó no y thỡ T1khúa li, quỏ trỡnh lp li nh c rng mi xung t l khong thi gian m ca tiristor T tng ng vi khong thi gian gia xung m tiristor T v xung m tiristor T 1 Ta cú th iu chnh c rng xung t theo ý mun... ng dng 12 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Phng phỏp ny cú th ng dng cho c ng c khụng ng b rụto lng súc v rụto dõy qun nú cú nhiu nhc im do ú ớt c dựng trong thc t 2 Phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng b bng cỏch thay i in ỏp t vo stato a Nguyờn lý iu chnh iu chnh in ỏp ngi ta dựng b ngun B cú in ỏp ra thay i tựy thuc vo tớn hiu iu khin Uk vi s nguyờn lý hỡnh 8 Uđk Biến Đổi Điện áp Ub... 67,407A ta chn 6 it loi CR80120 cú cỏc thụng s sau: Dũng in nh mc ca it Im = 80A; in ỏp ngc cc i Un = 1200V; nh xung dũng in it chu c Ipik = 1500A; St ỏp trờn it U = 1,2V; Dũng in th cc i Ith = 89A; 0 Dũng in rũ 25 C Ir = 100àA; Nhit lm vic cho phộp Tcp = 1250C 34 Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội IV Tớnh chn tiristor Hai tiristor T v T1 cú iu kin lm vic nh nhau, do vy ta chn