Điện từ cối xay gió: Hộp Xử Lý Năng Lượng Điện nhận từ motor

[interpol2050]

Chào Diễn Đàn,

Em đang thực tập tại 1 công ty về năng lượng, công ty này đang nghiên cứu để chế tạo và bán cối xay gió điện 5kW. Chỉ có em và 1 kỹ sư bách khoa làm về vấn đề này. Em là sinh viên năm 1 về lĩnh vực tự động hóa nên các khái niêm cơ bản về điện thì biết nhưng về chuyên môn thì chưa nhiều còn ông kỹ sư bách khoa thì gần như chỉ biết a,b,c,.. về điện thôi. Phòng em đang nghiên cứu về hộp xử lý điện. Hộp này sẽ chuyển điện nhận từ motor (điện 3 pha) ra điện 1 chiều để có 1 dòng điện ổn định về hiệu điện thế lẫn tần số do điện nhận từ motor tăng giảm theo năng lượng gió. Tiếp theo đó hộp sẽ chuyển điện 1 chiều sang điện xoay chiều 220V 50Hz 1 pha nếu điện 1 chiều đạt 200V trở lên. Có rất nhiều vấn đề gặp phải và em cần các bác giúp em 1 tay. Em có vài câu hỏi như sau:
1/ Motor tạo ra điện ko ổn định, vậy trong trường hợp xấu nhất, gió wa to chẳng hạn, thì hiệu điện thế và dòng điện motor tạo ra có lên đến bao nhiêu (lên được 2000V và 150A ko?)
2/ Do điện từ motor ko ổn định và phải chuyển wa điện 1 chiều nên em dùng mạch 6 diode để chuyển nhưng ko biết là nếu gió wa to, hiệu điện thế lên wa cao thì bộ mạch diode có bị cháy ko?
3/ Sau khi chuyển dc thành điện 1 chiều, điện áp ko dc lên wa 20A và hiệu điện thế ko dc wa 400V. Nếu như bị quá điện áp và dòng điện thì tiết chế thế nào ?
Tạm thời xin hỏi các bác vài điều như vậy, giải quyết xong em sẽ hỏi tiếp. Mong các bác giúp đỡ

[vinamil]

Với các dạng năng lượng "xanh", do nguồn năng lượng không chủ động được, nên rất dễ dẫn đến tình trạng quá thừa hoặc quá thiếu.
Xử lý quá thừa:
1. Tìm cách hạn chế năng lượng vào: Điều chỉnh góc đón gió của cánh quạt, hạn chế diện tích phơi sáng (pin mặt trời).
2. Đốt năng lượng thừa để không làm ảnh hưởng đến tải: Cân bằng giữa công suât phát và tải
Xử lý thừa "vừa vừa" (và làm việc bình thường): Sử dụng ắc quy hoặc các dạng tích trữ năng lượng khác để tích trữ năng lượng
Xử lý thiếu: Bù năng lượng từ lưới hoặc ắc quy.

Nếu không điều chỉnh góc chắn gió thì công suất tỷ lệ với sức gió: Sức gió càng mạnh, công suất phát càng lớn. Vì thế, muốn biết công suất cực đại: Bạn lấy công suất tại cấp gió tối đa cho phép (sẽ ứng với góc chắn gió nhỏ nhất) rồi ngoại suy ra công suất tại cấp gió mà thiết bị sẽ phải chịu. Nếu sức gió còn quá nữa thì đi xây cột khác.

[KnowMore]

1/ Motor tạo ra điện ko ổn định, vậy trong trường hợp xấu nhất, gió wa to chẳng hạn, thì hiệu điện thế và dòng điện motor tạo ra có lên đến bao nhiêu (lên được 2000V và 150A ko?)
2/ Do điện từ motor ko ổn định và phải chuyển wa điện 1 chiều nên em dùng mạch 6 diode để chuyển nhưng ko biết là nếu gió wa to, hiệu điện thế lên wa cao thì bộ mạch diode có bị cháy ko?
3/ Sau khi chuyển dc thành điện 1 chiều, điện áp ko dc lên wa 20A và hiệu điện thế ko dc wa 400V. Nếu như bị quá điện áp và dòng điện thì tiết chế thế nào ?
Tạm thời xin hỏi các bác vài điều như vậy, giải quyết xong em sẽ hỏi tiếp. Mong các bác giúp đỡ

0. Dòng điện không phụ thuộc trực tiếp vào vận tốc gió (vận tốc cánh quạt) mà phụ thuộc tải I=U/R hoặc công suất tiêu thụ I=P/U.
1. Điện áp do máy phát tạo ra phụ thuộc bậc 1 vào vận tốc cánh quạt U=kω. Do đó có thể ước lượng điện áp tối đa sau chỉnh lưu ứng với vận tốc gió cao nhất và không tải.
2. Chuyện sập diod nắn do quá áp là không đáng lo lắm (vì diod 1000V rất sẵn) mà đáng lo là ở các linh kiện sau nó (có thể là các linh kiện làm việc ở mức 400V hoặc 600V).
3. Giới hạn dòng không quá 20A có thể thực hiện bằng cách giới hạn dòng tiêu thụ hoặc giới hạn công suất của bộ inverter. Nếu điện áp vượt quá 400V thì có thể cắt đầu vào hoặc tăng công suất tải. Việc tăng công suất tải thường là bị động, hoặc phải tăng hao phí; còn nếu cắt đầu vào thì sẽ làm tăng áp ra sau máy phát điện (vận tốc cánh quạt tăng lên).

Vài ý kiến theo suy nghĩ của tôi, hy vọng giúp ích được cho bạn.

Đề tài này không dễ, nếu trình độ ABC thì rất khó nhằn. Hy vọng các bạn có người hướng dẫn giỏi và điều kiện tài chính tốt

[butu]

Tại sao bạn không chuyển từ điện 3 pha sang một pha trực tiếp bằng mạch C-2C. Mình đoán motor phát điện của bạn là motor lồng sóc (induction motor) không biết có đúng không. Nếu đúng thì đây là một kinh nghiệm rất thú vị cho bạn.

[nhatson.elec]

vụ này khá phức tạp đây, bác có thể tham khảo thiết bị này

http://www.vista.gov.vn/pls/portal/u...40A8C005014243

b.r

[interpol2050]

Cảm ơn các bác đã cho lời khuyên. Sau đây là 2 bản sơ đồ mạch, đây chỉ là phần đầu của hộp chuyển điện:


Bản đầu tiên là giải pháp của công ty lúc đầu cần nghiên cứu và sửa chữa để có thể tăng năng suất và bảo vệ cho cối xay hoạt động an toàn và bền hơn. Như em đã nói, mạch chuyển điện 3 pha từ motor ra điện 1 chiều nhờ diode sau đó chuyển wa điện xoay chiều 1 pha dùng hàng ngày 220v 50hz. Hệ thống bảo vệ dùng LOGO điều khiển hoạt động như sau(contact trước Inverter đóng khi hoạt động bình thường):
- Do Inverter chỉ chịu được 20A nên dùng 2 điện trở 1000W nối song song để giảm dòng điện. Khi điện áp lên tới 280V, công suất lớn nhất có thể đạt được là 6kW, dòng điện lên 21A. Do vậy LOGO sẽ phát hiện khi nào điện áp lên wa 280V thì sẽ đóng contact ở hai điện trở song song. Lúc này dòng điện sẽ giảm xuống, đảm bảo cho Inverter ko nhận wa 20A.
- Khi điện áp DC lên wa 400V, đạt mức tối đa của Inverter, contact ở đầu vào Inverter sẽ mở ra đồng thời các contact ở dòng 3 pha sẽ đóng lại. Khi đó dòng điện sẽ quay ngược lại motor và làm motor phanh lại để giảm công suất do gió wa to.

Bản thứ 2 là giải pháp của em. Bản này mục đích của em là khi điện áp lên wa 400V. K5 mở ra và đóng toàn bộ các contact K1 để giảm điện áp. Nếu điện áp tiếp tục tăng wa 400V thì mở 1 contact ở K1 ra, điện trở ở mạch song song tăng lên làm giảm điện áp. Cứ mở dần các contact K1 như vậy cho tới khi điện áp tăng tới mức không thể điều tiết bằng K1 được nữa. Nghĩa là lúc này toàn bộ K1 và K5 đã mở hết. Lúc này K2 K3 sẽ mở ra nhằm tách toàn bộ phần sau mạch diode nắn để bảo vệ khỏi việc wa điện áp hay dòng điện, đồng thời K4 đóng hết lại và phanh motor như trên. Như vậy sẽ có thể hoạt động lâu hơn ngay khi điện áp vượt wa 400V và bảo vệ tốt hơn.
Nếu các bác có thời gian, nghiên cứu và cho em ý kiến và nếu có thể thì cả ý tưởng của các bác nữa. Thx

[interpol2050]

Tại sao bạn không chuyển từ điện 3 pha sang một pha trực tiếp bằng mạch C-2C. Mình đoán motor phát điện của bạn là motor lồng sóc (induction motor) không biết có đúng không. Nếu đúng thì đây là một kinh nghiệm rất thú vị cho bạn.

Bạn có thể giải thích rõ hơn về mạch này hoặc cho mình tài liệu về mạch này dc ko.Thx

[butu]

http://www.google.com.vn/search?hl=v...1%BA%BFm&meta=

[cô nhóc]

Vấn đề quá tải của máy phát điện gió tập trung như sau:

1/. Nếu lắp máy phát lớn quá, thì khi gió nhỏ sẽ không ra đủ công suất.
2/. Nếu lắp máy phát nhỏ quá thì khi gió lớn bản thân máy phát sẽ quá áp.
3/. Khi gió lớn nếu kềm tốc độ bằng điện trở tải, thì máy phát sẽ bị quá tải. Nếu không dùng biện pháp kềm tốc độ bằng điện trở tải để không bị quá dòng thì sẽ bị quá tốc độ, và quá áp.

Do đó hướng giải quyết như sau:

1/. Chọn máy phát sao cho công suất đạt tối đa ứng với khoảng 80% tốc độ trung bình của năm. Như vậy khi gió thấp hơn trung bình cũng có thể phát tối đa công suất.

2/. Khi gió thấp, cho máy phát tải hết.

3/. Khi gió tăng lên đến mức máy phát bắt đầu đầy tải, thì cần hãm tốc độ của máy lại. Không nên hãm bằng điện trở mạch ra của MP, vì sẽ làm quá tải máy phát. Có nhiều cách giảm tốc độ: Hãm bằng cơ học ( thí dụ phanh ma sát hoặc phanh thủy lực). Hãm bằng cách thay đổi độ nghiêng cánh... Phương pháp hãm có thể theo cách giữ tốc độ gần cố định và không điều chỉnh phần điện (Fix Speed) hoặc cho phép thay đổi trong một phạm vi, và điều chỉnh lại phần điện.

4/. Khi gió cao hơn đến mức bộ phanh có thể quá tải (trường hợp này chỉ xảy ra vài lần trong năm ứng với bão hoặc giông lớn), thì phanh đúng cả quạt luôn.

Anh lưu ý là phương pháp hãm tốc độ bằng cách thay đổi độ nghiêng của cánh chỉ nên thực hiện nếu hệ thống điều khiển chính xác và lực cơ học của hệ thống điều khiển đủ mạnh. Còn nếu không thì dùng hãm kiểu cơ học, có thể điều khiển dễ dàng bằng lực ly tâm.

PS sơ đồ của anh có cái không lợi là công suất máy phát phải lớn hơn nhiều so với công suất của invertor, vì khi gió lớn, nó phải vừa cấp nguồn cho Invertor, vừa cấp nguồn cho các tải. Vì thế sẽ lãng phí.

[interpol2050]

Cảm ơn cô nhóc đã cho ý kiến. Nhưng mình chỉ làm về hộp điện thôi. Nghĩa là chỉ xử lý bằng điện trong bất kỳ trường hợp nào. Điều khiển motor xoay theo hướng gió, xử lý điện nhận được, bảo vệ cối xay gió trong trường hợp đặc biệt(ví dụ gió wa to). Do công ty chỉ sản xuất hộp điều khiển này mà ko đụng đến cánh quạt hay motor vì những thứ này mua về chỉ lắp vào thôi nên hộp điều khiển phải đa năng có thể tích hợp với nhiều loại cánh quạt và motor. Do vậy trong trường hợp mua loại đơn giản nhất thì toàn bộ chế độ bảo vệ mình phải làm hết, nên chỉ có thể làm bằng điện mà thôi. Các cách mà cô nhóc tư vấn mình đã đọc wa và đều là xử lý cơ học, hiệu quả và đơn giản hơn cho việc làm hộp điện nhưng ko đa năng với nhiều loại khác nhau và mình ko có khả năng đụng vào phần cơ học. Nếu đụng vào phần này thì phải đi học, tìm hiểu để tính toán các thông số kĩ thuật, lắp ráp và sau đó phải test thì mất chừng vài tháng đến cả năm. Còn mình chỉ có đến cuối tháng 8 để hoàn thành dự án này. Vì vậy mình chỉ có cách là đụng tới phần điện thôi. Các bạn có sáng kiến nào giúp mình ko?

Mình để tải vào là chủ ý giảm điện áp cho Invertor trong trường hợp wa điện áp(>400V). Theo ý cô nhóc như vậy thì mình sẽ bị lãng phí công suất? Mình ko hiểu rõ lắm vì sao như vậy. Cô nhóc có thể chứng minh bằng công thức giúp mình hiểu rõ được ko? Cảm ơn nhiều nhé!

[mrgiang99]

Chia nhỏ cuộn stator thành nhiều cuộn!

gió to thì hộp điều khiển sẽ đổi cách đấu các cuộn startor để thay đổi áp!

Nếu không được can thiệp vào stator thì cách này không dùng được!!!

[interpol2050]

Vấn đề vẫn là mình ko đụng vào nó mà. Chỉ đụng vào bộ phận sau khi nó phát ra điện thôi

[cô nhóc]

Mình để tải vào là chủ ý giảm điện áp cho Invertor trong trường hợp wa điện áp(>400V). Theo ý cô nhóc như vậy thì mình sẽ bị lãng phí công suất? Mình ko hiểu rõ lắm vì sao như vậy. Cô nhóc có thể chứng minh bằng công thức giúp mình hiểu rõ được ko? Cảm ơn nhiều nhé!

Nhóc đang muốn nói đến chính cái sự quá áp đấy.

1/. Nếu máy phát có điện áp định mức đến 400V, và làm việc ở 400V bình thường, có nghĩa là đã đạt từ thông định mức của máy phát. Như vậy anh phải sử dụng một máy 400V chỉ để sử dụng 200V.

2/. Nếu máy phát phát ở 200V và 20A (tối đa của Invertor) và khi phát 400V nó phải tải dòng lớn hơn 21A nhiều, thí dụ như 40V vì phải cung cấp cho các trở. Nếu máy phát vẫn chịu đựng được thì đó chính là dòng định mức của nó.

Như vậy máy phát phải có điện áp gần gấp đôi, và dòng điện cũng gần gấp đôi tức công suất gấp 4 lần công suất sử dụng được. Vì thế nên lãng phí.

Nếu sử dụng những biện pháp cơ học thì chỉ cần 1 máy phát điện công suất vừa đủ với công suất của Invertor.

[mrgiang99]

Vấn đề vẫn là mình ko đụng vào nó mà. Chỉ đụng vào bộ phận sau khi nó phát ra điện thôi

Thế thì gió to sẽ cho may phat làm việc ở chế độ "ngắn hạn lặp lại" tức là chế độ xung!

Bạn cần mạch công suất đóng cắt máy phát với tải tương tự như ở nguồn chuyển mạch switching!

Chỉ là ý tưởng, áp dụng đến thực tế là một đống vấn đề!
Chúc bạn nghiên cứu thành công!

[Paddy]

Vấn đề vẫn là mình ko đụng vào nó mà. Chỉ đụng vào bộ phận sau khi nó phát ra điện thôi

Bác nghiên cứu thử cái này xem

http://www.solarmagic.com/faqs#8

Nó mới ra thị trường chừng một vài tháng nay. Dùng chính là cho solar cell nhưng bác cũng có thể dùng cho máy của bác được vì nó là power optimizer dùng để cho điện ra đều dù bị mây che hay nắng lớn.