Home
Luận văn - báo cáo
Kỹ thuật
Nghiên cứu bộ biến đổi công suất Simovert MasterDrives và điều khiển động cơ không đồng bộ
Nghiên cứu bộ biến đổi công suất Simovert MasterDrives và điều khiển động cơ không đồng bộ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG……………..
Luận văn
Nghiên cứu bộ biến đổi công suất
Simovert Masterdrives của Siemens
1
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây khoa học kĩ thuật và công nghệ phát triển rất
mạnh mẽ, lĩnh vực Điện – Điện tử cũng không nằm ngoài trào lưu đó. Chính
khả năng phát triển mạnh mẽ như vậy đã làm nên quá trình chuyển biến sâu
sắc cả về lý thuyết lẫn thực tiễn trong đời sống khoa học kĩ thuật và công
nghệ.
Điều này trước hết phải kể đến sự ra đời ngày càng hoàn thiện của các
bộ biến đổi công suất. Với kích thước nhỏ gọn, tác động nhanh, cao, dễ dàng
ghép nối với các mạch dùng vi điện tử, vi xử lý hoặc máy tính. Các hệ truyền
động điện tự động ngày nay thường sử dụng theo nguyên tắc điều khiển mạch
vòng nối cấp, các mạch điều khiển thích nghi hay nguyên tắc điều khiển vectơ
cho động cơ xoay chiều. Phần lớn các mạch điều khiển này dùng các bộ biến
tầnvới chương trình phần mềm linh hoạt, dễ dàng thay đổi cấu trúc tham số
hoặc luật điều khiển. Vì vậy nó làm tăng độ tác động nhanh và độ chính xác
cao cho hệ truyền động. Chính vì lý do này mà việc chế tạo chuẩn hóa các hệ
thống truyền động hiện đại có nhiều đặc tính làm việc khác nhau, dễ dàng đáp
ứng theo yêu cầu của nhà sản xuất.
Để giải quyết các vấn đề trên và hiểu rõ hơn về các bộ biến tần em đã
hoàn thành cuốn đồ án với đề tài: “Nghiên cứu bộ biến đổi công suất
Simovert Masterdrives của Siemens” với sự hướng dẫn của thầy giáo – Thạc
sĩ Đặng Hồng Hải
Nội dung của đồ án gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về các bộ biến đổi công suất
Chương 2: Nghiên cứu bộ biến đổi công suất Simovert MasterDrives
Chương 3: Điều khiển động cơ không đồng bộ
2
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Điện tử công suất là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang
dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất còn được gọi là bộ biến đổi tĩnh (static
converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống (electric machine) biến
đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi điện từ trường.
Theo nghĩa rộng, nhiệm vụ của điện tử công suất là xử lý và điều khiển
dòng năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng thích
hợp cho các tải. Tải sẽ quyết định các thông số về điện áp, dòng điện, tần số,
và số pha tại ngõ ra của bộ biến đổi. Thông thường, một bộ điều khiển có hồi
tiếp sẽ theo dõi ngõ ra của bộ biến đổi và cực tiểu hóa sai lệch giữa giá trị
thực của ngõ ra và giá trị mong muốn (hay giá trị đặt).
Trong các bộ biến đổi các phần tử bán dẫn công suất được sử dụng như
những khóa bán dẫn, còn gọi là van bán dẫn, khi mở dẫn dòng thì nối tải vào
nguồn, khi khóa thì không cho dòng điện chạy qua. Khác với các phần tử có
tiếp điểm, các van bán dẫn thực hiện đóng cắt dòng điện mà không gây nên
tia lửa điện,không bị mài mòn theo thời gian.Tuy có thể đóng ngắt các dòng
điện lớn nhưng các phần tử bán dẫn công suất lại được điều khiển bởi các tín
hiệu điện công suất nhỏ, tạo bởi các mạch điện tử công suất nhỏ. Quy luật nối
tải vào nguồn phụ thuộc vào các sơ đồ của bộ biến đổi và phụ thuộc vào cách
thức điều khiển các van trong bộ biến đổi. Như vậy quá trình biến đổi năng
lượng được thực hiện với hiệu suất cao vì tổn thất trong bộ biến đổi chỉ là tổn
thất trên các khóa điện tử, không đáng kể so với công suất điện cần biến
đổi.Không những đạt được hiệu suất cao mà các bộ biến đổi còn có khả năng
cung cấp cho phụ tải nguồn năng lượng với các đặc tính theo yêu cầu, đáp
3
ứng các quá trình điều chỉnh, điều khiển trong một thời gian ngắn nhất, với
chất lượng phù hợp trong
các hệ thống tự động hoặc tự động hóa. Đây là đặc tính mà các bộ biến đổi có
tiếp điểm hoặc kiểu điện từ không thể có được.
Ứng dụng:
Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công
nghiệp hiện đại. Có thể kể đến các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng
dụng tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như truyền động điện,
giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ
quặng mỏ,các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, trong rất nhiều
các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau...Trong những năm gần đây
công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt
bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo các bộ biến dổi ngày
càng nhỏ gọn, nhiều tính năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn.
Phân loại:
Ta có thể phân loại các hệ thống biến đổi điện tử công suất dựa vào tín
hiệu vào và ra là xoay chiều hay một chiều:
Bộ chỉnh lưu (AC – DC)
Bộ nghịch lưu (DC – AC)
Bộ biến đổi điện xoay chiều (AC – AC)
Bộ biến đổi điện một chiều (DC – DC)
Biến tần
1.2. BỘ CHỈNH LƢU (AC – DC) [1]
1.2.1. Cấu trúc mạch chỉnh lƣu
Chỉnh lưu là quá trình biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành
năng lượng dòng điện một chiều
Chỉnh lưu là thiết bị điện tử công suất được sử dụng rộng rãi nhất trong
thực tế. Sơ đồ cấu trúc thường gặp của mạch chỉnh lưu như hình vẽ.
4
Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc mạch chỉnh lưu
Trong sơ đồ có máy biến áp làm hai nhiệm vụ chính là:
Chuyển từ điện áp quy chuẩn của lưới điện xoay chiều U1 sang điện áp
U2 thích hợp với yêu cầu của tải. Tùy theo tải mà máy biến áp có thể
tăng áp hoặc giảm áp
Biến đổi số pha của nguồn lưới sang số pha theo yêu cầu của mạch van.
Thông thường số pha lớn nhất của lưới là 3 pha, song mạch van có thể
cần số pha là 6, 12 …
Trường hợp tải yêu cầu mức điện áp phù hợp với lưới điện và mạch van
đòi hỏi số pha như lưới điện thì có thể bỏ máy biến áp
Mạch van ở đây là các van bán dẫn được mắc với nhau theo cách nào
đó để tiến hành quá trình chỉnh lưu.
Mạch lọc nhằm đẩm bảo điện áp (hoặc dòng điện) một chiều cấp cho
tải là bằng phẳng theo yêu cầu
1.2.2. Phân loại
Chỉnh lưu được phân loại theo một số cách sau đây:
a) Phân loại theo số pha nguồn cấp cho mạch van: một pha, hai pha, ba
pha, 6 pha …
b) Phân loại theo mạch van bán dẫn trong mạch van.
Hiện nay chủ yếu dùng hai loại van là Diode và Tiristor với các loại
mạch:
Mạch van dùng toàn Diode, gọi là chỉnh lưu không điều khiển
Mạch van dùng toàn Tiristor, gọi là chỉnh lưu điều khiển
BA
MV
LỌC
5
Mạch chỉnh lưu dùng cả Diode và Tiristor, gọi là chỉnh lưu bán đièu
khiển
c) Phân loại theo sơ đồ mắc các van. Có hai kiểu mắc van:
Sơ đồ hình tia: Ở sơ đồ này số lượng van bằng số pha nguồn cấp cho
mạch van. Tất cả các van đều đấu chung một đầu nào đó với nhau -
hoặc catôt chung, hoặc anôt chung
Sơ đồ cầu: Ở sơ đồ này số lượng van nhiều gấp đôi số pha nguồn cấp
cho mạch van. Trong đó một nửa số van mắc chung nhau catôt, nửa kia
lại mắc chung nhau anôt.
1.3. BỘ NGHỊCH LƢU (DC – AC) [2]
1.3.1. Chức năng, ứng dụng và phân loại
a) Chức năng: Nghịch lưu là thiết bị biến đổi dòng điện một chiều thành
dòng điện xoay chiều có tần số thay đổi được và làm việc với phụ tải
độc lập
Nguồn một chiều thông thường là điện áp chỉnh lưu, ắcquy và các
nguồn một chiều độc lập khác
b) Ứng dụng: nghịch lưu được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như
cung cấp điện, các hệ truyền động xoay chiều, truyền tải điện năng,
luyện kim, giao thông …
c) Phân loại:
- Theo sơ đồ: nghịch lưu một pha, nghịch lưu ba pha
- Theo quá trình điện từ xảy ra nghịch lưu: nghịch lưu áp, nghịch lưu dòng,
nghịch lưu cộng hưởng.
- Theo quá trình chuyển mạch:
+ Quá trình chuyển mạch cưỡng bức: linh kiện có khả năng kích đóng
và ngắt (MOSFET, JBT, IGBT, GTO)
+ Quá trình chuyển mạch phụ thuộc: linh kiện chỉ kích đóng, quá trình
ngắt phụ thuộc nguồn hoặc tải
có thể bạn quan tâm
Nghiên cứu về động cơ KĐB và phương pháp điều khiển, biến tần nguồn áp...
110
1.131
604
Kỹ thuật
110
(New)
Luận văn tốt nghiệp: Giới thiệu về điện tử công suất, nghiên cứu, trìn...
74
1.325
261
Kinh tế quản lý
74
(New)
GIỚI THIỆU VỀ ĐỘNG CƠ KĐB VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN, BIẾN TẦN NGUỒN ÁP...
110
997
2.148
Kỹ thuật
110
(New)
Thiết kế và khảo sát các hiện tượng xảy ra trong các bộ nguồn chỉnh lư...
90
835
707
Kỹ thuật
90
(New)
Xây dựng hệ thống điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ dùng PLC và...
97
868
384
Kỹ thuật
97
(New)
HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA (CDMA)- ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRON...
76
719
458
Kỹ thuật
76
(New)
Vi điều khiển ATMEGA8- mô hình điều khiển động cơ DC servo bằng vi đi...
85
1.054
614
Kỹ thuật
85
(New)
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ VÀ XÂY DỰN...
54
921
365
Kỹ thuật
54
(New)
thông tin tài liệu
Điện tử công suất là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang
dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất còn được gọi là bộ biến đổi tĩnh (static
converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống (electric machine) biến
đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi điện từ trường.
Theo nghĩa rộng, nhiệm vụ của điện tử công suất là xử lý và điều khiển
dòng năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng thích
hợp cho các tải. Tải sẽ quyết định các thông số về điện áp, dòng điện, tần số,
và số pha tại ngõ ra của bộ biến đổi. Thông thường, một bộ điều khiển có hồi
tiếp sẽ theo dõi ngõ ra của bộ biến đổi và cực tiểu hóa sai lệch giữa giá trị
thực của ngõ ra và giá trị mong muốn (hay giá trị đặt)
Mở rộng để xem thêm
tài liệu mới trong mục này
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VẠN NĂNG
NGHIÊN CỨU BỘ CHẤN LƯU 3 CHỨC NĂNG CHO ĐÈN NEON
tài liệu hot trong mục này
Tiểu luận quản trị học: Khái niệm quản trị, chức năng quản trị, giới thiệu về MICROSOFT, TOYOTA VÀ VINAMILK và phân tích chức năng quản trị hệ thống
HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU THỦY, TRẠM PHÁT TÀU 700 TEU VÀ BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 700 TEU.
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
×
