Đề tài Thiết kế và thi công mô hình điều khiển công suất tác dụng (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Thiết kế và thi công mô hình điều khiển công suất tác dụng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CƠNG SUẤT TÁC DỤNG S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: SV 2009 - 72 S K C 0 0 2 8 1 6 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2009
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CƠNG SUẤT TÁC DỤNG MÃ SỐ: SV2009-72 THUỘC NHĨM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ: ĐÀO ĐÌNH MẠNH NGƯỜI THAM GIA: VÕ QUANG CHƯƠNG ĐƠN VỊ: KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TP. HỒ CHÍ MINH 2 – 2010
3. LỜI CẢM ƠN Em xin đƣợc gởi lời cảm ơn đến các thầy cơ giáo trong khoa điện-điện tử cùng tồn thể các thầy cơ giáo trong nhà trƣờng đã truyền đạt cho em nhƣng kiến thức và kinh nghiệm quí báu trong thời gian học tập vừa qua. Em xin đƣợc gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy TRƢƠNG VIỆT ANH đã hƣớng dẫn và giúp đỡ em hồn thành đề tài này Nhĩm sinh viên thực hiện Đào Đình Mạnh 06102051 Võ Quang Chƣơng 06102189
4. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . . . . . . . . . . . . . . . .
5. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN . . . . . . . . . . . . . . . .
6. iv Mục lục Trang Nhận xét của giáo viên hướng dẫn i Nhận xét của giáo viên phản biện ii Mục lục iii Chương 1 1 1.1 Tính cần thiết của việc ổn định cơng suất tác dụng 1 1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 1 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1 1.4 Bố cục 2 Chương 2 3 2.1 Các phương pháp điều khiển 3 2.2 Phân tích ưu và nhược điểm phần chọn lựa 3 2.3 Bình luận phương pháp 4 Chương 3 6 3.1 Mơ hình thí nghiệm 6 3.2 Phương pháp điều khiển 6 3.3 Giới thiệu các phần tử trong bộ thí nghiệm 13 3.4 Thuật tốn điều khiển 20 3.5 Mơ hình thực tế 21 Chương 4 4.1 Kết luận 26 4.2 Hướng phát triển đề tài 26 Tài liệu tham khảo 27
7. Điều khiển cơng suất tác dụng 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cần thiết của việc ổn định cơng suất tác dụng Hệ thống điện Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển do cĩ sự gia tăng về việc xây dựng các nhà máy và đường dây truyền tải mới. Để đáp ứng nhu cầu tăng cao của phụ tải, các nhà máy điện khơng ngừng được xây dựng và đưa vào vận hành trong những năm tới. Việc nghiên cứu ổn định cơng suất tác dụng cĩ ý nghĩa lớn đến việc giữ vững tính ổn định của hệ thống điện Việt Nam. Do đĩ, việc tìm hiểu và nghiên cứu nhằm tìm ra phương thức để điều khiển cơng suất tác dụng là một vấn đề rất cần thiết. 1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 1.2.1 Mục tiêu • Tìm ra phương pháp ổn định cơng suất tác dụng tối ưu nhất để từ đĩ áp dụng vào điều kiện thực tiễn • Tìm hiểu sâu hơn về các đại lượng trong cơ cấu máy phát điện • Tìm hiểu các phương pháp ổn định cơng suất tác dụng • Tìm hiểu về biến tần, động cơ, máy phát • Điều khiển tốc độ động cơ bằng biến tần 1.2.2 Nhiệm vụ Nghiên cứu lí thuyết và thiết kế mơ hình điều khiển cơng suất tác dụng 1.3 Phạm vi nghiên cứu • Tìm hiểu về lí thuyết • Xây dựng mơ hình và thí nghiệm 1.4 Bố cục
8. Điều khiển cơng suất tác dụng 2 Gồm 3 phần chính: Tìm hiểu lý thuyết Thi cơng mơ hình Thí nghiệm mơ hình
9. Điều khiển cơng suất tác dụng 3 Chƣơng 2 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 2.1 Các phƣơng pháp điều khiển Việc điều chỉnh P của nhà máy phát điện thường thơng qua việc điều chỉnh lưu lượng nước chảy vào tuabin và cánh nhận nước của tuabin tức làm thay đổi tốc độ của tuabin. Như vậy ở phạm vi đề tài này thì tương ứng với việc điều chỉnh tốc độ động cơ sơ cấp, cụ thể là động cơ 3 pha KĐB rotor lồng sĩc Đối với động cơ khơng đồng bộ 3 pha việc điều chỉnh tốc độ động cơ cĩ thể thực hiện được theo một số phương pháp sau: • Phương pháp 1 : thay đổi điện trở phụ mạch RoTo(loại dây quấn) • Phương pháp 2 : thay đổi số đơi cực từ. • Phương pháp 3 : cuộn kháng bão hịa. • Phương pháp 4 : thay đổi điện áp. • Phương pháp 5 : thay đổi tần số. • Phương pháp 6 : nối tầng. Nhưng việc sử dụng các phương pháp trên đều làm thay đổi đường đặc tuyến của động cơ làm động cơ giảm đi cơng suất vốn cĩ của nĩ. Chính vì vậy BIẾN TẦN là một phương pháp hữu hiệu để thay đổi tốc độ động cơ mà khơng làm thay đổi đường đặc tính của động cơ. Ngồi ra việc sử dụng biến tần kết hợp PLC sẽ làm cho việc điều khiển tốc độ động cơ trở nên dễ dàng hơn, đơn giản hơn, và tiện nghi hơn. Với sự phát triển của cơng nghệ thì chúng ta cĩ thể mơ phỏng cũng như giám sát và điều chỉnh qua mạng việc thay đổi tốc độ động cơ từ đĩ cĩ phương pháp tối ưu cho việc điều khiển. Để điều chỉnh tốc độ một cách chính xác cần phải thực hiện hồi tiếp tín hiệu về so sánh với tín hiệu vào và ra sẽ được gởi đến bộ điều khiển hiệu chỉnh đầu ra . Hệ thống điều khiển hồi tiếp có nhiều ưu điểm nên thường được thấy trong các hệ thống tự động . 2.2 Phân tích ƣu và nhƣợc điểm phần chọn lựa Thơng qua các phương pháp điều khiển trên, sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu thì phương pháp điều khiển tối ưu nhất là phương pháp thay đổi tần số của động cơ sơ cấp bằng biến tần. Ưu điểm của Biến Tần