Luận Văn Nghiên cứu thiết kế mạch bảo vệ động cơ dùng bán dẫn công suất

Mở đầu
1 Đặt vấn đề
Hiện nay điện năng đã và đang là nguồn năng lượng chính tạo đà cho sự
phát triển của mọi, ngành mọi lĩnh vực đời sống, kinh tế, quốc phòng . của
mỗi quốc gia. ở mỗi thời kỳ khác nhau năng lượng điện thâm nhập vào quá
trình sản xuất, phục vụ các mục đích của con người cũng khác nhau. Nhưng
một điều rõ ràng là xã hội càng phát triển, hiện đại thì nhu cầu về điện năng
càng lớn và nó càng được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên năng lượng điện chỉ
mang tính ưu việt khi các thông số của nó như dòng điện, điện áp, tần số . ổn
định ở mức cho phép. Còn khi lưới điện xảy ra sự cố như mất một pha, ngắn
mạch, chế độ mất đối xứng về điện áp hoặc đảo thứ tự pha . nếu không có các
biện pháp bảo vệ tin cậy thì sẽ gây tác hại rất xấu đến thiết bị điện và rất nguy
hiểm cho người sử dụng.
Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế ứng dụng các thiết bị bảo vệ là vấn đề
rất quan trọng. Các thiết bị điện càng tinh vi càng hiện đại thì càng cần thiết
phải bảo vệ. Yêu cầu của bảo vệ khi ấy phải rất tin cậy, chính xác và độ chắc
chắn cao.
Chế độ không đối xứng của lưới điện ba pha gây qua tải, phát nóng và
tăng tổn thất trong máy phát, động cơ không đồng bộ, máy biến áp làm cho
thiết bị điện hoạt động không tin cậy hoặc bị hỏng.
Chế độ mất đối xứng rất nguy hiểm mà động cơ không đồng bộ thường
gặp là mất pha hoặc thứ tự pha thay đổi. Khi đó động cơ bị quá tải, mômen
quay giảm, nhiệt độ tăng cao làm cháy hỏng cách điện. Thiệt hại do động cơ
bị hỏng hóc, làm gián đoạn quy trình công nghệ của nhà máy, xí nghiệp, gây
ra các hậu quả nghiêm trọng.
để bảo vệ động cơ điện và các thiết bị điện ba pha nói chung người ta sử
dụng các thiết bị bảo vệ như: cầu chảy, áptômát, rơle . nhưng trong nhiều
trường hợp chúng ta chưa đạt được nhu cầu cần thiết của bảo vệ. Chẳng hạn để
bảo vệ động cơ khi bị qua tải người ta thường dùng các loại rơle nhiệt, song
trong nhiều trường hợp rơle nhiệt không tác động, nhất là khi động cơ bị mất
pha và đảo pha. Vì thế nhiều quốc gia trên thế giới đã đầu tư mạnh mẽ cho
việc nghiên cứu và ứng dụng những thành tựu mới của khoa học kỹ thuật trên
cơ sở phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật điện tử, điện tử công suất vào việc
nghiên cứu và chế tạo thiết bị bảo vệ.
Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa nền kinh tế của đất nước
chúng ta cần sử dụng nhiều thiết bị bán dẫn công suất được đưa vào trong các
mạch điều khiển để tạo nên sự thay đổi sâu sắc và vượt bậc trong lĩnh vực sản
xuất và trong việc phục vụ đời sống hàng ngày.
Theo đó là sự bùng nổ của khoa học kỹ thuật, điều này kéo theo sự phát
triển và hoàn thiện của các triac, diod, thyristor . các bộ biến đổi ngày càng
hiện đại, gọn nhẹ, độ tác động nhanh, dễ ghép nối với các vi mạch điện tử.
Để tiếp thu các tiến bộ của khoa học kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu đổi
mới công nghệ để đưa tự động hóa vào sản xuất em xin giới thiệu đề tài.
“Nghiên cứu thiết kế mạch bảo vệ động cơ dùng bán dẫn công suất.”
ở nước ta, nhiều năm gần đây một số đơn vị khoa học kỹ thuật đã đầu tư
nghiên cứu chế tạo thiết bị bảo vệ chống mất pha và đảo pha đối với động cơ
điện. Cơ sơ của việc nghiên cứu chế tạo dựa trên những tư liệu nước ngoài và
cải tiến một số thiết bị sẵn có cho phù hợp với điều kiện nước ta.
Hiện nay nền kinh tế phát triển theo xu hướng thị trường, ngành thiết bị
điện cũng được đa dạng hoá. Các thiết bị bảo vệ cũng vì thế mà phong phú,
nhiều chủng loại, chế tạo theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Bên cạnh những ưu
việt về tính năng kỹ thuật, phạm vi sử dụng. Các thiết bị này còn bộc lộ nhiều
trở ngại là giá thành cao. Đặc biệt là trong nông nghiệp, đối với các cơ sở kinh
tế nhỏ, xí nghiệp xay sát, chế biến nông sản, các trạm bơm công suất nhỏ thì
việc sử dụng các thiết bị bảo vệ đắt tiền cho động cơ là một bài toán nan giải.
Do còn hạn chế về mặt trình độ và thời gian nghiên cứu, kinh nghiệm
con nhiều non kém nên đề tài này chắc không thiếu những sai sót, chưa được
hoàn thiện. Rất mong được sự góp ý, giúp đỡ của các thầy cô giáo, các cán bộ
khoa học kỹ thuật và các bạn đồng nghiệp quan tâm đến đề tài này.
2 Mục đích đề tài
- Tìm hiểu về các linh kiện bán dẫn và các phần tử logic.
- Nghiên cứu về động cơ ba pha và sự mất cân bằng pha.
- ứng dụng các linh kiện bán dẫn và phần tử logic vào việc nghiên cứu,
thiết kế mạch bảo vệ động cơ.
3 nội dung đề tài
Đề tài ứng dụng điện tử công suất trong Nghiên cứu thiết kế mạch bảo
vệ động cơ dùng bán dẫn công suất là một đề tài rộng. Các phương pháp
nghiên cứu ứng dụng đòi hỏi mất nhiều thời gian. Vì thời gian làm đồ án có
hạn nên đề tài được giới hạn nhưsau.
Chương1: Giới thiệu một số linh kiện bán dẫn và một số mạch logic cơ
bản
Chương 2: Giới thiệu về mạch điện xoay chiều và động cơ ba pha
Chương 3: ảnh hưởng của nguồn điện đến sự làm việc của động cơ ba
pha
Chương 4: Một số phương pháp bảo vệ động cơ ba pha