Đề tài Hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất 10 - 100 T/H

+ Kết hợp cả hai phương pháp trên. - Điều chỉnh tốc độ động cơ. Thay đổi tốc độ của băng tải để đảm bảo lưu lượng ra không đổi. + Ta có thể dùng động cơ 1 chiều với bộ băm xung để điều chỉnh tốc độ (Hệ T-Đ), hoặc dùng hệ máy phát - Động cơ (F-Đ). + Ta có thể dùng động cơ xoay chiều ba pha với bộ biến tần (ở đồ án này ta dùng bộ biến tần ALTIVAR18). Ngày nay, với công nghệ biến tần phát triển việc dùng biến tần với động cơ xoay chiều ba pha có nhiều ưu điểm, tuy bộ điều chỉnh không bằng dùng động cơ một chiều những dùng phương phát này động cơ rẻ và sẵn có hơn, thay thế và mua mới dễ ràng, kết nối biến tần với bộ vi điều khiển dễ ràng. Để có độ chính xác và dải điều chỉnh lưu lượng cao thì cần phải kết hợp cả điều chỉnh tốc độ động cơ và điều chỉnh lưu lượng liêu đổ xuống băng trong đồ án này chỉ đề cập đến việc điều chỉnh tốc độ động cơ. Để tính được lưu lượng vật liệu trên băng cân, ta dùng cảm biến đo trọng lượng Loadcell gằn trên giá mang con lăn chịu tải. Trọng lượng của vật liệu trên băng cân được Loadcell chuyển thành tín hiệu đưa về bộ sử lý để tính toán ổn định lưu lượn. Để xác định lưu lượng liệu tại thời điểm đổ liệu, cần xác định động thời vận tốc dài của băng cân và trọng lượng liệu trên một đơn vị chiều dài của băng cân. Tốc độ đo được bằng cảm biến tốc độ liên động với trục của băng cân. Lưu lương Q(Kg/s) sẽ bằng tích số giữa vận tốc băng với khối lượng Kg/m đo về từ Loadcell. Trọng lượng đo đựơc nhờ tín hiệu tỷ lệ từ Loadcell. Tín hiệu đưa về dạng áp qua chuẩn hoá, biến đổi A/D về VĐK. Biểu thị cho trọng lượng của băng tải trên một đơn vị chiều dài. Loadcell đo tải trọng trên đơn dài của băng tải (đơn vị: Kg/m) L : chiều dài của cầu cân. G : gia tốc trọng trường : Tại trọng trên băng tại thời điểm đó. 2. 3.4.2 Tính toán ổn định lưu lượng của cân băng tải. Cân băng tải đo tải trọng trên băng truyền và điều chỉnh tốc độ băng đảm bảo lưu lượng ở thời điểm đổ liệu là không đổi bằng QĐ(lưu lượng đặt). Khi có sự chênh lệch không đúng với lưu lượng đặt trong bộ vi sử lý thì sẽ có tín hiệu điều chỉnh đưa vào biến tần để điều chỉnh động cơ. Cân băng tải thực hiện cân băng và ổn định tốc độ theo nguyên tắc tích phân, lấy giá trị trung bình trong một chu kỳ lấy mẫu T ứng với mỗi phân đoạn của băng tải để so sánh với lượng đặt, từ đó đưa tín hiệu điều khiển biến tần, với chu kỳ lấy mẫu càng nhỏ thì độ chính xác trong ổn định lưu lượng càng cao nhưng có nghĩa là phải đưa tín hiệu điều khiển về biến tần càng nhiều. Nếu có chênh lệch trên mỗi lần đo thì chắc chắn độ nhậy của động cơ cũng không thể đáp ứng. Trong đồ án này ta lấy chu kỳ lấy mẫu tích phân T số xung từ ENCODER. Lưu lượng tức thời trên từng phân đoạn của băng tải được đưa về bộ điều khiển qua Loadcell để xác định lưu lượng trung bình trong một chu kỳ lấy mẫu. Qtb này sau mỗi chu kỳ sẽ được so sánh với lưu lượng đặt. Từ đó đưa ra tín hiệu điều khiển biến tần. 2.3.4.3.Xác định trượt băng tải. Độ trượt của băng tải trên tang quay bị động được xác định nhờ các cảm biến vị trí của các kim băng và phát tốc xung phát hiện tốc độ của động cơ quay băng tải. Một kim băng là một chấm nhỏ kim loại gắn trên trục của tang quay bị động, kim băng quay theo chiều chuyển động quay của tang bị động. Cảm biến vị trí phát hiện vị trí của kim băng là thiết bị mà nó phát hiện ra một xung tín hiệu khi kim băng nằm ở vị trí xác định nào đó (Đối diện với cảm biến vị trí ). Cảm biến vị trí nằm cố định tại một vị trí. Có nhiều cách để cảm biến vị trí phát hiện được vị trí của kim băng. Cảm biến vị trí đơn giản là một công tắc có phục hồi, khi kim băng ở vị trí đối diện với nó, công tắc sẽ đóng( hoặc mở ) tương ứng một xung điện được phát ra. Công tắc có thể được tác động nhờ một thanh gạt ( lực cơ ) hoặc một lực điện – từ, tương ứng kim băng được dùng là một thanh gạt hay là một thiết bị phát ra điện – từ trường. Khi sử dụng kim băng là thanh gạt, thiết bị đơn giản cho việc thiết kế và chế tạo, nhưng sẽ chịu tác động của mài mòn cơ học nhiều, do đó phải sử dụng vật liệu chế tạo có độ chịu mài mòn và độ bền cơ học cao. Đồng thời, trong hệ thống cân định lượng, nhiễu cơ học là rất nhiều do sự rơi vãi của nguyên liệu. Khi sử dụng kim băng là thiết bị phát ra điện từ trường ( đơn giản là một nam châm vĩnh cửu ), giữa kim băng và cảm biến vị trí được cách ly nhau về mặt không gian, do đó tránh được mài mòn cơ học bởi và chạm, tránh được các nhiễu cơ học, tuy nhiên lại phức tạp trong thiết kế, chế tạo, và chịu tác động nhiễu điện – từ của môi trường. Trong hệ thống cân định lượng trong nhà máy xi măng Bỉm Sơn kim băng được sử dụng là một nam châm vĩnh cửu, nhiễu điện từ của môi trường được hạn chế bằng cánh lọc bỏ vật liệu có từ tính lẫn trong nguyên liệu. Sự phục hồi của công tác được thực hiện bằng một lò so ( hay một đối trọng ). Độ trượt băng tải trên tang quay bị động được xác định nhờ vào sự so sánh giữa số xung phát ra theo lý thuyển và số xung đếm được trong thực tế của máy phát tốc trong khoảng thời gian giữa hai xung được phát ra từ cảm biến vị trí. Số xung theo lý thuyết, được thiết bị điều khiển HF9 QUADRO tính toán nhờ các thông số cấu hình sau: chiều dài băng tải, đường kính các tang quay, và số xung của máy phát tốc phát ra trong một vòng quay của tang quay chủ động (Như công thức dưới đây). Các xung của máy phát tốc xung được đếm bởi một bộ đếm xung tín hiệu của cảm biến vị trí có tác dụng đẩy giá trị của bộ đếm vào một thanh ghi và khởi tạo lại bộ đếm. Giá trị chứa trong thanh ghi được so sánh với con số được tính toán theo lý thuyết ở trên để phát hiện sự trượt băng tải trên tang quay bị động. n : Số xung của máy phát tốc phát ra trong khoảng thời gian giữahai xung đưa ra từ cảm biến vị trí (theo lý thuyết). n0: Số xung của máy phát tốc phát ra trong một vòng quay của tang chủ động l : chiều dài của băng tải R1: Bán kính của tang quay chủ động. R2 : Bán kính của tang quay bị động. k : số kim băng gắn trên trục của tang quay bị động. Ngoài ra, có một kim băng được gắn trên băng tải. Kim băng này dùng để xác định vị trí của băng tải đã được thực hiện. Mỗi khi cảm biến vị trí phát hiện vị trí của kim băng gắn trên băng tải phát ra một xung tín hiệu, cũng có nghĩa là nó thông báo: một vòng quay của băng tải đã được hoàn thành. Kim băng gắn trên băng tải hỗ chợ cho nhiều công việc, chủ yếu nó được dùng để loại bỏ sự trượt băng tải tích luỹ trong một vòng quay. Khi hệ thống được cấu hình có phát hiện trượt băng tải trên băng bị động, kim hãm băng trên băng tải bắt buộc phải có để đồng bộ mỗi vòng quay của băng tải (máy phát tốc dùng trong trường hợp này được gắn với trục của động cơ quay băng tải). s : là độ trượt băng tải trên tang quay bị động n : Số xung của máy phát tốc phát ra trong khoảng thời gian giữa hai xung đưa ra từ cảm biến vị trí.(theo lý thuyết) N: Số xung đếm được của máy phát tốc phát ra (thực tế) trong khoảng thời gian giữa hai xung đưa ra từ cảm biến vị trí S : Độ trượt băng tải trên tang quay chủ động. T : Số xung của máy phát tốc gắn trên trục động cơ phát ra (trong một đơn vị thời gian) t : Số xung của máy phát tốc do tốc độ của băng tải phát ra (trong một đơn vị thời gian). Khi không có sự trượt băng tải trên tang quay chủ động số xung phát ra của hai máy phát tốc trong một đơn vị thời gian là bằng nhau. Trượt băng tải trên tang quay chủ động thường sấy ra hơn trượt băng trên tang quay bị động. Nó có thể được phát hiện liên tục nhớ hai máy phát tốc xung: - Một đo tốc độ của tang quay chủ động. - Một đo tốc độ của băng tải (xem công thức trên). Nó cũng có thể được phát hiện một cách rán đoạn nhờ một kim băng gắn trên băng tải và máy phát tốc xung gắn với trục động cơ quay băng tải. nguyên lý của cách phát hiện gián đoạn là tương tự với cách phát hiện trượt băng tải trên tang quay bị động. Khi xác định độ chênh lệch cho băng tải chạy không tải và so sánh dữ liệu giữa hai lần quay khi có sự sai lệch tức là đã có sự trượt băng cần báo động để kiểm tra lại băng lượng bì sẽ được ghi lại khi cân lại sau mỗi quá trình vận hành để đảo bảo chính xác khi lượng bì không còn đúng như ban đầu trong quá trình vận hành. 2.3.4.4 Nguyên tắc trừ bì. Trọng lượng đo về từ Loadcell là bao gồm cả trọng lượng của băng tải và trọng lượng vật liệu, chính vì vậy phải tiến hành trừ bì, tức là trừ đi trọng lượng của băng tải. Bộ vi sử lý đo được tín hiệu từ Loadcell về sẽ tự động trừ bì theo nguyên tắc như sau: Cho băng tải chạy không tải trọng lượng của mỗi phân đoạn trừ đi lượng bì tương ứng với băng tải đo trong bộ nhớ. Điều này đảm bảo độ chính xác trong trường hợp băng tải không đều trên chiều dài của 2.3.5: cấu trúc hệ thống điều khiển cân băng định lượng hình 2-2 sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ thống điều khiển cân băng định lượng là hệ thống điều khiển vòng kín điều này mang lại cho hệ thống khả năng điều chỉnh chính xác hơn và duy trì được lưu lượng đặt trước khi có nhiều tác động lên như tốc độ động cơ thay đổi do ảnh hưởng của nguồn cung cấp hay hệ thống bôi trơn kém gây tăng ma sát ảnh hưởng tới hệ truyền động cân băng định lượng. Cân băng tải về cơ bản là một cặp cảm biến (loadcell) mang một hay nhiều rulo chịu tải có thể lăn hoặc trượt để cho một phần băng tải khi chuyền tải từ phễu đến nơi đổ. trọng lượng trên băng tải được bộ cảm biến (loadcell) chuyển đổi thành tín hiệu điện đưa đến bộ nhân để tính toán lượng vật liệu cấp trên một đơn vị chiều dài băng tải. để xắc định được lưu lượng của vật liệu trên băng cân cần phải xắc định đồng thời vận tốc của chính băng tải và trọng lượng của vật liêu trên một đơn vị chiều dài băng tải. Trong đó tốc độ băng tải Để xắc định được lưu lượng của vật liệu trên băng tải cần xắc định đồng thời vận tốc của chính băng tải và trọng lượng của vật liệu trên một đơn vị chiều dài. Trong đó tốc độ băng tải được đo bằng cẩm biến tốc độ có liên hệ động học với tang dẫn động ví dụ máy phát tốc một chiều hoặc xoay chiều, trục động cơ được gắn được gắn đồng trục với tang dãn hoặc qua bộ giảm tốc. Trọng lượng vật liệu được đo băng loadcell. Các loadcell chuyển tín hiệu trọng lượng thành tín hiệu điện. để điều khiển lượng vật liệu chạy chên băng tải được thực hiện băng hình thức so sánh lưu lượng đặt và lưu lượng thực tế. Tín hiệu sai lệch được sử lý với bộ điều khiển tỷ lệ – tích phân – vi phân (PID). điểm đặt lưu lưọng có thể là một giá trị cố định hay một hàm được lập trình theo thời gian. Tất cả các tín hiệu này được vào bộ điều chỉnh. Bộ điều chỉnh sẽ làm nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng băng cách thay đổi tốc độ động cơ truyên động băng cân trong khi giữ nguyên lượng cấp liệu từ silô suống băng cân Trong hệ thống cân băng định lượng tồn tại một thời gian trễ giữa điểm đặt loadcell và điểm đổ liệu( điểm mà liệu rời khỏi băng cân) để hệ thống cân băng định lượng hoạt động có hiệu qua cao thì hệ đều khiển cân băng định lượng phải thiết kế theo nguyên tắc điều khiển phân cấp theo từng khối điều khiển khối quản lý với khối này việc quản lý mô phỏng trạng thái hệ thống và in số liệu do một máy tính quản lý cho phép người vận hành nhập số liệu về năng xuất, tỷ lệ các thành phần khi làm việc trong một ca, ngày, tháng… trong quá trình làm việc máy tính càn nhận lại thông tin về trạng thái làm việc, lưu lượng… mọi trạng thái này đều được thể hiện trên màn hình mô phỏng cùng với những thông báo về sự cố. Vì vậy tất cả những sự cố sự thay đổi hoạt động của dây chuyền đều được thể hiện trên màn hình mô phỏng. khối điều khiển khối này là bộ điều khiển HF9 nhận các tham số và lệnh khởi động từ cấp quản lý, kiểm tra trạng thái dây chuyền, tính toán định lượng,định mức các thành phần đồng thời xử lý các tín hiệu từ đầu đo trọng lượng. Từ đó tính toán và điều khiển tốc độ từng băng cân thông qua bộ biến tần để điều chỉnh lưu lượng thực băng lưu lượng đặt. Tất cả các số liệu trên và trạng thái làm việc của các động cơ được gửi về khối quản lý các đối lượng điều khiển gồm các cân băng định lượng cung câp thành phần đầu vào máy nghiền . ngoài các chế độ làm việc với máy tính thì bộ HF9 cho phép làm việc ở chế độ độc lập để đảm bảo khi máy tính bị hỏng thì hệ thống vãn làm việc bình thường trong chế độ này việc vào ra các thông số và lện khởi động được thực hiện thông qua các phím chức năng bộ HF9. tất cả các thông số kỹ thật, số liệu trong quá trình làm việc và sự cố được hiển thị trên màn hình số liệu do bộ hf9 trực tiếp quản lý . toàn bộ số liệu này dược gửo sang máy tính khi đường chuyền số được nối. trong trường hợp băng tải không đều trên chiều dài của hình 2-3 sơ đồ khối hệ thống điều khiển dây chuyền Chương III hệ động lực học cho cân băng tải có năng suất 10á100 T/h III.1. kết cấu động học của cân băng. Hệ thống cân băng định lượng ngồm các bộ phận sau. Động cơ không đồng bộ xoay chiều roto lồng sóc dùng kéo puli chính quay kéo theo băng tải quay. Encoder tôc độ ( bộ giám sát tốc độ) đo tốc độ trên puli chính ( đó là tốc độ động cơ ). Biến tần được nối giữa nguồn xoay chiều 380(v), 50(Hz)và động cơ có tác dụng điều khiển tốc độ động cơ. biến tần loại ATV18. diều khiển dán tiếp. Loadcell là tế bào cân được đặt dưới lớp băng tải, thực chát là cảm biến trọng lượng vật liệu trên băng tải. Controller là bộ điều chỉnh lấy tín hiệu từ máy đo tốc độ Encoder và bộ cộng tín hiệu và chuyền tin xau đó tính toán đưa ra tín hiệu điều chỉnh biến tần . Trasnmitter là bộ cộng tín hiệu và chuyền tín hiệu đi. 3.2 Các khâu chuyền động điện của cân băng định lượng 3.2.1 Mô tả về động cơ Trước đây các hệ thống có điều khiển tốc độ không dùng động cơ không đồng bộ vì khó điều chỉnh. Hiện nay với công ngệ biến tần phat chiển thì việc điều khiển đã đươc khắc phục và tỏ ra co nhiều ưu việt Động cơ không đồng bộ roto lồng xóc là loại máy điện quay được dùng phổ biến và rộng dãi trong kĩ thuật truyển động do có nhiều ưu điểm như: khả năng quá tải về moment lớn. Có thể làm việc ở tốc độ rất thấp, rất cao. Có kết cấu và cấu tạo đơn giản, rẻ tiền. Vận hành an toàn chắc chắn. Xư dụng nguồn trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha Vì thé động cơ khộng đồng bộ được xử dụng rộng rãi trong công nghiệp có xu hướng thay thế các động cơ một chiều trong các hệ thống truyền động. Động cơ không đồng bộ có tư thông và moment phụ thuộc vào rất nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh. Động cơ không đồng bộ có từ thông và moment phụ thuộc vào rất nhiều tham số. Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động cho động cơ không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh phương trinh đặc tính cơ : M= Trong đó: : Là tốc độ góc của từ trường quay f : Là tần số điện áp lưới p Là số đôi cực U Là giá trị hiệu dụng điện áp Stato. R Là điện trở cuộn dây Stato. R Là điện trở Roto đã quy đổi về Stato. Xnm Lđiện kháng gắn mạch . S Là hệ số trượt tốc độ của động cơ. S= Là tóc độ góc của động cơ. Từ phương trính cho tháy M=f(s) phụ thuộc vào các đại lượng U1 , R 1 ,1 tương ứng với mỗi đại lượng ta có một cách điều chỉnh điện áp động cơ. + Phương pháp điều chỉnh điện trơ mạch Roto. + Phươnh pháp điều chỉnh điện áp Stato. + Phương pháp điều chỉnh công suất trượt. + Phương pháp điều chỉnh công suất trượt. Phương pháp điều chỉnh điện trở roto và điện áp stato ứng dụng chủ yếu cho độngcơ roto và điện áp stato ưng dụng chủ yếu cho động cơ roto day quán, với roto dây quấn, với roto lồng sóc thì phải điều chỉnh tần số nguồn cấp cho stato. Mth Đ - Mth Đ Sth F - Sth F S = 1 Đồ thị đặc tính cơ của động cơ KĐB Rf ≠ 0 Rf = 0 TN Mth M 0 S Sth (1) (2) Đặc tính cơ của động cơ KĐB Với điện áp không đổi, khi điều chỉnh tần số thì từ thông trong máy giảm khi đó muốn giữ moment trong máy tăng dong điện, như vậy làm động cơ quá tải về dòng. Ngược lại khi giảm tần số thì từ thông trong máy tăng và mạch từ sẽ bị bão hoà điều đó dẫn đến tăng dòng từ hoá, tăng tổn hao sắt và đốt nóng máy điện.Vì vậy khi điều chỉnh tần số phải điều chỉnh cả điện áp đặt vào dây quấn stato để duy chì ở mức làm việc tối ưu. Tốc độ đồng bộ của động cơ là: n= Trong đó : n :tốc độ quay của máy điện. f1: tần số điện lưới đưa vào. p: số đôi cực của máy. Trường hợp giảm tần số(f1< f1đm) nếu giữ nguên điện áp U1 thì moment và dòng điện động cơ tăng lên rất lớn. Nên khi giảm tần số phải giảm điện áp sao cho động cơ sinh ra moment nư trong chế độ định mức. Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ không đồng bộ. Ta thấy tốc độ động cơ không đồng bộ sẽ thay đổi nếu thay đổi tần số lưới điện f1 . Do đó tốc độ của động cơ thay đổi theo n = n1(1-s ) khi thay đổi f1 cùng với việc bỏ qua điện trở dây quấn stato, tức là coi R1= 0 thì moment tới hạn đạt cưc đại. Mth = Trong đó : Xn = L1 = đặt: Mth = a. khi thay đổi tần số cũng thay đổi điện áp cấp cho stato sao cho tỷ số = const . f11 f11 fđm f13 f14 f1 < fđm f1 > fđm M Đặc tính cơ khi thay đổi tần số động cơ không đồng bộ chúa lai hình Nguyên lý làm việc cơ bản của động cơ không đồng bộ là dưạ trên nguyên lý cảm ứng điện từ . Khi cho dòng điện 3 pha đi vào dây quấn, 3 pha đặt trong lõi sắt stato của máy điện thì máy điện sinh ra một từ trường quay với tốc độ đồng bộ. Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha tự gắn mặt đặt trên lõi sắt roto và cảm ứng trong dây quấn có sức điện động và dòng điện. Từ thông này do dòng điện sinh ra hợp với từ thông stato tạo thành từ thông ở khe hở sinh ra moment quay. Hệ thống cân băng định lượng cấp sét cho máy nghiền liệu động cơ sử dụng là động cơ xoay chiều roto lồng sóc tốc độ đo được nhờ Anconder kiểu xung (máy máy xung ) đặ giữa động cơ và hộp giảm tốc. Số xung phát ra từ máy phát xung tỷ lệ tốc độ động cơ . Các thông số chính của động cơ (đã trình bày ở trương 2) 3.2.2.Các thiết bị đo lường của băng cân định lượng (đã trình bầy ở trương 2) Chương Iv Giới thiệu chung về biến tần và bộ biến tần Altivar 4.1 Giới thiệu chung về biến tần: 4.1.1. Nguyên tắc chung Biến tần là loại thiết bị điện tử dùng biến đổi năng lợng điện xoay chiều từ tần số này sang tần số khác. Có hai loại biến tần - Biến tần gián tiếp - Biến tần trực tiếp * Biến tần trực tiếp: Sơ đồ cấu trúc của biến tần . Điện vào xoay chiều có tần số f1 chỉ cần qua mạch van là chuyển ngay ra Ura với tần số f2 (F1 # F2) vì vậy biến tần loại này với phạm vi điểu chỉnh tần số f2 ≤ f1 mặc dùvề nguyên tác có thể biến đổi f1 < 2 song mức độo phức tạp tăng lên nhiều. - Các tính chất chung của biến tàn trực tiếp. Trong biến tần trực tiếp đường cong điện áp đầu ra là đường ghép nối các đoạn hình sin của điện áp nguồn bằng cách nối tải vào các pha của nguồn một cách luôn phiên nhờ các van bán dẫn. Các van bán dẫn trong biến tần trực tiếp được chuyển mạch tự nhiên. Biến tần trực tiếp có hiệu suất cao do chỉ có một lần biến đổi điện năng và cho phep thực hiện hãm tái sinh năng lượng mà không cần có mạch điện phụ. Cũng có thể rễ dàng thực hiện điều chỉnh điện áp và tần số đầu ra của biến tần trực tiếp với dạng sóng điện áp gần hình sin. Tuy vậy biến tần trực tiếp cũng có các nhược điểm dễ nhận thấy như: hệ số công suất thấp, số lượng các van bán dẫn ở mạch lực khá nhiều và tần số điều chỉnh bị giới hạn trên bởi tần số nguồn cung cấp và điều kiện chuyển mạch tự nhiên của các van bán dẫn này. Biến tần trực tiếp hay được dùng cho chuyển động điện công suất lớn, tốc độ làm việc thấp, ví dụ:để cung cấp cho các roto lồng sóc, các động cơ roto dây quấn cấp bởi 2 nguồn, các động cơ đồng bộ . Biến tần trực tiêps được chia làm 2 loại: + Biến tần trực tiếp điều khiển riêng. + Biến tần trực tiếp điều khiển chung(do thời gian có hạn nên em không thể giới thiệu sâu về biến tần trực tiếp) * Biến tần giảm tiếp ( có khâu tung gian một chiều) chỉnh lu nghịch lu Bộ lọc Display đc vi sử lý ĐC 3~ Trong biến tần này điện áp xoay chiều đầu tiên đợc chuyển thành một chiều nhờ mạch chỉnh lu sau đó qua bộ phận lọc mới đợc biến trở lại dịe áp xoay chiều với tần số f2 việc phải biến đổi năng lợng 2 lần làm giảm hiệu suất biến tần. Song bù lại biến tần này cho phép thay đổi dễ dàng tần số f2 không phụ thuộc f1 trong một dải rộng cả tren và dới f1 vì tần số ra phụ thuộc vào mạch điều khiển. Hơn nữa với sự ứng dụng hệ điều khiển só nhờ kỹ thuật vi xử lý và dùng van lực là các loại tranzisto dã cho phép phát huy tối đa cá u điểm biến tần loại này. đ Hệ thống cân bằng định lợng trong nhà máy xi măng Bình để thay đổi tốc dộ của động cơ quay băng tải thì phải dùng biến tần. Biến tần là biến tần 3 pha giảm tiếp 4.1.2. Một số sơ đồ động lực biến tần. 4.1.2.1. Sơ đồ cầu ba pha . sơ đồ cấu hình ba pha. UAN, UBN, UCN là điện áp giữa các điểm A, B, C và điểm N của nguồn E. Để tạo UAN, UBN, UCN ngời ta cho xung mở cac Tiribtor theo trình tự T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, ... xung tạo cách xung kai T/6. UAB = UAN - UBN UBC = UBN - UCN UCA = UCN - UAN Đối với điểm O của mạch tải ta có : UAB = VA - VB UBC = VB - VC UCA = VC - VA Tải đúa hình Y (hình giao). Tảo điểm O’ ta có : VA = (2UAN, UBN, UCN) VB = (2UBN, UCN, UAN) VC = (2UCN, UBN, UAN) (hợp thanh điện áp ba pha) 4.1.2.2. Sơ đồ biến tần Transitor ba pha. Sơ đồn dùng Transitor công suất T1 á T6 và 6 điốt Đ1 á Đ2 đấu song song ngợc với cá Transitor tơng ứng. Tín hiệu điểu khiển Vb đợc đa đến bazơ của Transitor, có dạng hình chữ nhật, chu kỳ la 2p độ rộng là p/2/ Kh Vb = 0 Transitor bị khoá Khi Vb = 1 Transitor mở bão hoà. Các Transitor đợc điều khiển trình tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1... các tín hiệu điều khiển lệch nhau một khoảng bằng p/3 tải dây quân Stator của mọt động điện ba pha không đồng bộ Xét pha A là ia dòng điện nguồn is cùng các phần tử T1, T4 D1, D4 liên quan . Điện áp pha tải có dạng 6 bậc. Biểu thức giải thích của điện áp pha. UA =[sin+]+] Nếu bỏ qua các sóng bậc cao tao có hệ điện áp ba pha đối xứng. UA = (sin) UB = (sin) UC = ( sin) Và hệ dòng điện 3 pha đối xứng. ia = sin() ib = sin() ic = Điện áp dòng điện các pha tải đợc trình bầy ở hình vẽ . Trong dó: z = j = arc tg trên hình vẽ lấy j = ≤ q < p, ia ?0. Dòng ia từ nguồn chảy vào tải pha A qua T1 còn D1 khoá Is = T1 = ia Trong khoảng p ≤ q 0 nhng T1 bị khoá vì Vb1 = 0 T2, T3, D4 dẫn dòng. Tại điểm N ta có : is = -ia Các dòng diện iD1, iD4, iT1, iT4 đợc trình bày trne hình Trị trung bình dòng chảy trong Transitor IT = Trị trung bình của dòng điện nguồn đối với một pha tải. IS = Công suất do nguồn cung cấp cho một pha tải. PS = Sơ đồ biến tần transitar ba pha 4.1.2.3. Sơ đồ biến tần dòng ba pha. Sơ đồ đơn giản, sự chuyên mạch đợc thực hiện bằng tụ điện, làm việc tin cậy, đợc sử dụng rộng rãi để điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc. Nguồn điện một chiều Ud, thông qua các cuộn dây có điện cảm lớn Ld cung cấp cho cầu biến tần dòng điện hằng Id. Trong cầu biến tần, mỗi tiristor đợc nối tiếp thêm một diot, gọi là diốt chặn. Các tiristor đợc điều khiển mở theo trình ttự 1, 2, 3, 4, 5, 6… Tải bất kỳ, trừ giai đoạn trùng dẫn, chỉ có 2 Tiristo dẫn dòng. Dòng điện tải có dạng sóng “gần nh hình sin chữ nhật” gồm 2 khối. Các pha Stator của động cơ lần lợt nhận các dòng điện lệnh nhau 2p/3 tạo ra từ trờng quay mà tốc độ của nó quyết định bởi nhịp điệu cấp xung điều khiển cầu biến tần. Quá trình chuyển dòng từ pha R sang pha s và từ pha T sang pha R. * Chuyển dòng từ pha R sang pha S Giả thiết T1, D1, D2 và T2 đang ở cho dòng chảy qua. Dòng điện Id chảy vào tải pha R từ tải pha T chảy ra. Lúc này điện áp trên cơ sở tụ điện là UR = Usinwt UC1 UBA = - UO US = Usin(wt - ) UC2 UBC = O UT = Usin(wt - ) UC3 UCA = - UO Khi t = t1 phát xung điều khiển mở T3 Tiristo này mở, đặt điện áp UBA = - UO lên T1 để khoá T1. Dòng diện Id từ nguồn lập tức chuyển qau T3 rồi rẽ nhánh thành 2 nhánh. Nhánh 1 TA = Id nạp điện cho C1. Nhánh thứ 2 nạp diện cho C2 nối tiếp C3 dòng điện 2 nhánh hợp lại chảy qua D1 để vào pha R rồi ra rải pha T qua D2 và T2 để trở về nguồn. Tụ C1 và C3 vẫn chữa dẫn dòng trong mạch vào g BARAB ta có phơng trình UD3 = (UC1 + URS) Khi t ³ t2, UD3 ³ 0 điốt D3 dẫn dòng. Dòng is từ 0 tăng dần đến trị số Id, còn dngf I từ Id ³ 0 Khi T = t3 kết thúc quá trình chuyển mạch luc nàu T3 và T2 dẫn dòng. UBA = U0. UCB = -U0 ; UCA = 0 * Chuyển dòng từ pha T sang pha R. Lúc này T2 và T3 đang dẫn dòng UA = 0 ; UBC = U0 ; UCA = -U0 Khi t = t4 cho xung điều khiển mở T4. Tiristor này đặt điện áp - U0 lên T2 để khoá T2. Dòng điện Id chạy qua I chia thành 2 nhánh - Nhánh 1: IC5 = IC4 = Id/3 nạp điện cho tụ C5 và C4. - Nhánh 2: IC6 = 2Id/3 nạp điện cho C lúc này (t = t4) D4 cha dẫn dòng. Trong mạch vòng ACTRA ta có phát triển : UD4 = URT + UC6. Khi t > t5, UD4 > 0 điốt. D4 dẫn dòng. Dòng IR tăng Id còn dòng iT giảm đ 0. Khi t = t6 kết thúc quá trình chuyển mạch lúc này T3 và T4 dẫn dòng. UBA = U0, UCB = 0, UCN = U0. 4.1.2.4. Sơ đồ điều biến độ rộng xung PWM(Pulse Width Modulation). Muốn giảm nhỏ ảnh hưởng của sóng hài, người ta có thể dùng các bộ lọc, và như vậy trọng lượng và giá thành của thiết bị biến tần sẽ cao. Điều mong muốn là làm thế nào để vừa điều chỉnh đư