Khảo Sát Lỗi Trong Hệ Thống Biến Tần-động Cơ Không Đồng Bộ

17

Click here to load reader

Transcript of Khảo Sát Lỗi Trong Hệ Thống Biến Tần-động Cơ Không Đồng Bộ

KHO ST LI TRONG H THNG BIN TN-NG C KHNG NG BI. CC LI TRONG B BIN I V BO VMt h thng bin tn-ng c khng ng b c th pht trin nhiu loi li v c phn loi:-Li chm t ng dy mt pha ngun cung cp (F1).-Li ngn mch diode chnh lu (F2).-Li chm t trn cu ni mt chiu (F3)-Li ngn mch t in cu ni mt chiu (F4).-Li h mch iu khin cc baz ca transitor (F5).-Li ngn mch transitor (F6).-Li ngn mch gia hai dy ni ng c (F7).-Li chm t dy pha ni vi ng c (F8). Cc li c th xy ra bn trong ng c.Mt vi li ph bin trn ng do tht bi trong vic cch ly dy qun do p lc ca in p hay dng in vt qu th thc t b loi tr do ta s dng ngun in cung cp thng qua bin tn. iu ny l do in p dng ln b hp th u vo b bin i v bo v qu dng ca bin tn hn ch dng ng c. Vn v thanh rotor ch yu do vic khi ng trc tip th b loi tr v ta khi ng ng c s dng phng php khi ng mm. V nhng l do ,li do my mc l khng c xem xt trong bi bo ny. V kh nng cc li phc tp xy ra cng mt lc l rt nh, do ta khng xt trng hp ny. Cc li th yu c loi tr, khng xem xt v mch bo v c hiu qu s ngn nga cc li ny c th xy ra.

H thng bo v trong s qun l thng mi thng c thit k mt cch bo th ngn nga nhng thit hi trong h thng bin tn-ng c khng ng b. H thng bo v bao gm : bo v ni t, bo v qu p/thp p b lc, bo v qu dng b nghch lu. i vi mt hay nhiu li hn, s iu khin cc baz b cn tr v cng tc t in t u vo b h.My ct u vo m bo n nh dng in ti b nghch lu. Cu ch u vo chy bo v cho li ngn mch ca diode chnh lu hay t in cu ni mt chiu. Cu ch u vo bin tn bo v mch chnh lu v t in ca b lc chng li li b nh thng trong bin tn.Qu nhit ng c c bo v bng my ct dng rle nhit. H thng bo v nh tho lun trn, thng khng nh gi khch quan mc nghim trng ca li, v do khng th y V d xt li F5, nu ng c nh ti,li c th khng gy ra dng in pha vt qu gii hn an ton. Tuy nhin p lc ln transitor Q4 c th tr nn qu mc v n chu ti ton b dng pha. S kho st xc nh rng iu tra mt ch li c h thng trong h thng b bin i l bn cht khng ch cho s pht trin kim sot li chp nhn c nhng cng cho chin lc thit k bo v ti u.II. PHN TCH CC CH LI Trong mc ny,ch cc loi li sau c xem xt:-Li chm t ng dy mt pha ngun cung cp (F1).- Li ngn mch diode chnh lu (F2).-Li h mch iu khin cc baz ca transitor (F5).-Li ngn mch transitor (F6).N c th th hin rng kt qu ca mt li xy ra qua mt thit b khc hay mt pha khc l cn i, v do ch c thit b hay pha b li s c xem xt. A. LI CHM T NG DY MT PHA NGUN CUNG CPKhi li F1 xy ra,in p pha a ti diode chnh lu v ti 0. Trong iu kin ny, diode chnh lu ch c th dn in nu in p dy cung cp vt qu in p cu ni mt chiu. th biu din in p pha v in p dy, in p cu ni mt chiu,dng in qua diode i vi li ny. Bi v in p pha a bng 0 nn khng c biu din trong hnh v. Trong sut cc khong thi gian dn in ca mch chnh lu ( cc khong dn ca D1D2, D2D3, D3D4, D4D5, D5D6, D6D1), dn in ch xy ra trong khong thi gian ca D2D3, D5D6 khi in p pha tin ti vt qu in p cu ni mt chiu. R rng, ch dn in l tng ng vi ch chnh lu mt pha vi cc diode D3D6 v D5D2 trng thi bnh thng. iu ny kt lun rng li F1 l tng ng vi vic cu ch pha a b t (chy). iu chng t rng ch chnh lu mt pha c th c to ra b li ngn mch diode chnh lu.in cm ng dy thng nh,mch chnh lu hot ng trong tnh trng khng lin tc nh biu din ca hnh v. T in b lc thng c thit k sao cho gn sng in p thng b hn 50% gi tr in p trung bnh. Phn tch s b v nghin cu m phng ch ra rng trong mt h thng c thit k tt, gi tr in p mt chiu trung bnh gim nh do ch mt pha. V s dng bin tn iu khin vng lp h ,in p c bn i qua ng c thc t khng thay i. Do , cng sut trung bnh tiu th bi ng c v dng in cu ni mt chiu l khng thay i. Trong ch hot ng mt pha , mi diode mang ti hn 50% dng in trung bnh ca ch 3 pha. Do cht lng ca sng dng in khng tt,gi tr hiu dng ca dng in ln 50% . Mc d in p trung bnh thay i l nh trong ch mt pha, gn sng in p trong cu ni mt chiu c th tng ng k. Hnh v cho thy u th ca gn sng c tn s 120 Hz trong in p cu ni mt chiu. B qua thnh phn gn sng c tn s cao, in p mt chiu c vit di dng: (1) Vi , , ln lt l in p trung bnh,im cc i v tn s gc ca gn sng in p cu ni mt chiu.i vi ng hnh sin c iu bin PWM s dng bin tn, cc in p u ra c bn: Trong , l bin v tn s sng in p tng ng.Gn sng in p cu ni mt chiu to ra s iu chnh bin ca thnh phn xoay chiu ca sng in p u ra c biu din: Vi m l ch s iu bin . T cc phng trnh (5), (6), (7) c th c vit di dng:

T (8) n (10) hin nhin rng thnh phn c th t v tr pha dng, ngc li thnh phn c th v tr pha m. Nu t trng c to ra bi in p sng hi c b qua th mmen rung (dng xung) s c to ra bi s tng tc gia t trng c tn s c bn v dng in c tn s sng hi. Bi v th t pha ca sng hi l v l ngc nhau,nn mmen p mch c to ra bi c hai tn s ny. iu ny s c kim tra li bi m phng.B. LI NGN MCH DIODE CHNH LULi ngn mch diode chnh lu do p lc dng in trn cc dy cu ch vt qu mc cho php. Thng thng loi li ny c th do do mt hay nhiu cu ch u vo b hng (chy). Nu cu ch trong pha b li b chy trc,mch chnh lu s tip tc hot ng trong ch chnh lu mt pha. Tuy nhin , nu mt trong nhng cu ch ca pha bnh thng b hng(chy) trc, li s tip tc cho cho ti khi cu ch pha b li hng (b chy). iu ny s gy ra vic cp ngun ti mch chnh lu b gin on hon ton .Th t cu ch b hng ph thuc vo im bt u xy ra li trn sng in p cung cp cho mch chnh lu. iu ny c gii thch trong phn tch di.Chng ta xem xt rng li xy ra c bt u ti im F nh cho trn hnh v fig. 4(a). Ti thi im xy ra, diode D1D2n ang dn in nh fig. 5(a). Mc d li xy ra ti F, li dng in bt u hnh thnh ch ti im A khi diode D3 c khuynh hng dn in nh hnh v fig. 5(b). Phng trnh cho dng b li trong ch ny (ch 1) l: (11)L l in cm ca dy pha.

in p cung cp c th c vit :

, ln lt l gi tr hiu dng v tn s gc ca in p dy tng ng.Do ,t (11) n (14) dng in b li trong pha a hay pha b c gii thch nh sau: (15)vi . Trong ch 1,in p qua diode D5 l ngha l bng . Do D5 s c khuynh hng dn in v s bt u dn in ti thi im B trong hnh fig. 4(a). Trong ch ny (ch 2), ngn mch 3 pha i xng xy ra qua cc pha cung cp nh hnh fig. 5(c). Tng ng vi cc phng trnh dng in:

Vi . l gi tr hiu dng ca in p tng ng. L l in cm trn 1 pha tng ng.Li cc sng dng in cho 3 pha c phc tho hnh v figs. 4(b), 4(c), 4(d). Dng in pha ging dng in pha b trong ch 1,tng ng vi p lc ln dy cc cu ch s ging nhau. Chng ta ch r p lc ln cu ch trong ch 1 (ch 2 diode dn) khi ti hn. M t v li dng trong pha a hay pha b ch ra rng nu cc cu ch cn hot ng trong ch 1 th cu ch pha a chc chn s b hng ch 2, to nn mch chnh lu hot ng theo ch mt pha. Tuy nhin,n c th cho thy rng nu li c bt u bn ngoi im 0 v pha m qua im (b) ca th pha b s khng dn in cho ti im A ca chu k tip theo . Khi im bt u xy ra li tip cn im C, li dng in c to ra bi pha v pha c v gii hn tng ng gim. Nu li pht trin sau im C,li dng in khng hnh thnh cho ti im A ca chu k tip theo. Do , chng ta c th kt lun trong mt phng php nh tnh rng mt li xy ra gn im B hay im C s ch gy ra cu ch pha hng. Tuy nhin, nu mt li xy ra ngoi vng ny th cu ch pha b li hay cu ch pha khng b li b hng mt cch ngu nhin.C. LI H KHA IU KHIN CC BAZ CA TRANSITOR (F5)Cc transistor ca b bin tn thng c iu khin bi mch khuch i c cch ly iu khin cc bazo. S c ca mt trong nhng kha iu khin c th dn n hu qu nh mt iu khin cc bazo c ch ra trong li h kha iu khin F5 nh hnh 1. Khi transistor Q1 khng hot ng, pha a ca ng c c ni ti dy dn dng thng qua iot D1. in p pha a ca ng c sau c xc nh bi chiu ca dng in v c tuyn chuyn i ca transistor Q4.Gi s rng h thng iu khin t trng thi n nh mi theo li h kha iu khin cc bazo v cng gi s rng c tuyn iu khin cc bazo ca transistor vn gi nguyn nh trc v sau khi xy ra li. Nu b qua in tr stator, th in p t ln ng c s c h tr bi in cm r v in cm t ha. iu ny c ngha l trong mt trng thi n nh m gi c tnh li th ng c khng th h tr bt k in p mt chiu no. Nu mt lch dng mt chiu c t vo ngay lc bt u, th dng mt chiu s tng ln cho n khi trng thi n nh m in p lch c khuynh hng tt i (mt i). Pha b v pha c bnh thng khng th to ra bt k in p mt chiu trn thit b.Vi pha a, nu cc tnh ca dng in pha ias dng th in p pha s c ghim n dy dn m. Mt khc, nu ias < 0 th in p s l knh m khi kha Q4 m, v knh dng khi kha Q1 kha, D1 m.Vi c tuyn iu khin cc bazo hnh sin ca Q4, lch in p pha a c th bng 0 ch nu cc tnh ca dng in c khuynh hng l gi tr m ton b chu k. Khi in p pha hnh sin c cn bng vi b iu ch rng xung trc v sau khi xy ra li, th dng in pha s c cn bng hnh sin (b qua gn sng) vi lch dng mt chiu sau li nh hnh 6.

Kt lun trn ch hp l di gi nh ng sc t tuyn tnh v lc qun tnh ca rotor v cng ln. lch dng mt chiu pha a s c chia u gia pha b v pha c bi v s i xng trong cc pha.Vi sng dng in pha hin tr trn hnh 6, momen sinh ra trong ng c c th c phn tch xem xt nh hng ca nhng thnh phn dng in AC v DC ring bit v p dng nguyn l chng cht. Thnh phn AC s gp phn vo momen ng c trong khi thnh phn DC s gy ra momen hm. Thnh phn ny c th ch ra momen xon c cho bi:

Trong Lm, Lr v Rr tng ng l in cm t ha, in cm cun rotor v in tr rotor mi pha ca ng c, r v sl l tc gc rotor v tc trt (rad/s). I l thnh phn AC ca cc dng in pha.Khi sl 0, pha b v pha c s c ni tt qua cc iot D3 v D5 gy ra ngn mch i xng trn ng c. Tc v t thng mc vng d trn ng c s to ra lc phn in ng v ng c s hm ng nng (nng lng s c tiu tn trn in tr stator v rotor) cho n khi t thng gim v 0. Nhng hin tng c nghin cu chi tit trong cc kho st m phng. N. O. Hnh 7. Mch in tng ng d-q ca ng c trong h quy chiu c nh vi li ngn mch transistorP. Ch rng bt k s qu dng no cng c th to ra trong qu trnh cho dng xuyn qua cc iot xoay t do m cc iot c kh nng cho dng xuyn qua trong thi gian ngn hn. Cc transistor bnh thng v thit b gim rung (chng dao ng) ca n khng phi chu bt k p lc no. Mc d iu khin cc bazo bo v trit thit b bnh thng khi qu dng, nhng n khng th ng dng in tr li cho h thng m khng m pha b s c. Nu pha b s c c th c m nhanh chng th s hot ng ca ng c 1 pha c th c tip tc mt phn ti vi hiu sut xung thp. Nhng hin tng s c nghin cu chi tit sau.