Đồ Án Nghiên cứu bộ biến đổi công suất Simovert Masterdrives của Siemens

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
1


Chương 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