Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho động cơ điện một chiều ( ĐH bách khoa Hà Nội)

Thiết kế nguồn cung cấp điện cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập thoả mãn các yêu cầu sau đây: Mạch phải đảm bảo tốc độ trơn.ổn định tốc độ (có hồi tiếp âm tốc độ).Có khâu bảo vệ quá tải vàmất kích từ. Thông số của động cơ điện cần thiết kế: Uđm=110V Iđm=75A Ukt=110v Ikt=9A

pdf43 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 1803 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho động cơ điện một chiều ( ĐH bách khoa Hà Nội), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
§å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 1 Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hμ néi Khoa ®iÖn Bé m«n tù ®éng ho¸ ®Ò tμi : thiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Sinh viªn : NguyÔn §¨ng Anh. Líp : Tù ®éng ho¸ 1- K45 Gi¸o viªn h−íng dÉn : ph¹m quèc h¶i 1-2004 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 2 NhiÖm vô thiÕt kÕ: ThiÕt kÕ nguån cung cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau ®©y: M¹ch ph¶i ®¶m b¶o tèc ®é tr¬n.æn ®Þnh tèc ®é (cã håi tiÕp ©m tèc ®é).Cã kh©u b¶o vÖ qu¸ t¶i vμ mÊt kÝch tõ. Th«ng sè cña ®éng c¬ ®iÖn cÇn thiÕt kÕ: U®m=110V I®m=75A Ukt=110v Ikt=9A Môc lôc: 1.Giíi thiÖu chung.3 2.C¸c ph−¬ng ¸n tæng thÓ..14 3.ThuyÕt minh nguyªn lý .16 4.TÝnh to¸n m¹ch lùc20 5.TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn....33 6.KÕt luËn.42 7.Tμi liÖu tham kh¶o.43 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 3 PhÇn 1: giíi thiÖu chung vÒ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp I, CÊu t¹o vμnguyªn lÝ ho¹t déng: A, CÊu t¹o : gåm hai phÇn , phÇn c¶m vμ phÇn øng *phÇn c¶m: (stator)lμ phÇn t¹o ra tõ tr−êng tÜnh cña ®éng c¬ gåm cã g«ng tõ vμ c¸c cén ®©y : . G«ng tõ : gåm c¸c l¸ thÐp kÜ thuËt ®iÖn ®−îc ghÐp l¹i trªn cã ®©y quÊn kÝch tõ .D©y quÊn:lμ c¸c d©y ®ßng hay hîp kim cña nh«m h×nh trßn hay h×nh ch÷ nhËt ®−îc c¸ch ®iÖn víi nhau vμ ®−îc quÊn treen g«ng tõ *phÇn øng: (r«tor) lμ phÇn cho dßng ®iÖn mét chiÒu ch¹y trong nã .t−¬ng t¸c gi÷a dßng ®iÖn I vμ tõg th«ng Φ sinh ra m« men quay. Gåm 3 phÇn chÝnh: .lâi thÐp:lμ c¸c l¸ thÐp kÜ thuËt ®iÖn (Fe-Si) máng ghÐp l¹i víi nhau trªn cã xÎ r·nh ®Ó ®Æt c¸c bèi d©y . . D©y quÊn:lμ d©y ®ång trßn ®−îc ghÐp thμnh c¸c phÇn tö ( bèi d©y ).c¸c bèi d©y ®−îc ghÐp theo kiÓu d©y quÊn xÕp ®¬n hay d©y quÊn phøc t¹p tuú yªu cÇu m« men lín hay nhá. .Cæ gãp ,træi than: +cæ gãp :gåm c¸c phiÕn gãp ®−îc c¸ch ®iÖn víi nhau,c¸c phiÕn gãp d−îc nèi víi c¸c ®Çu mót cña c¸c bèi d©y®Ó ®−a dßng ®iÖn vμo phÇn øng +træi than:lμ c¸c thanh cac bon ®−îc tiÕp xóc víi cæ gãp ®Ó ®−a dßng ®iÖn tõ nguån tÜnh vμo r« to .træi than ®−îc ®Æt ë trung tÝnh h×nh häc cña ®éng c¬. +ngoμi ra cßn cã c¸c cùc tõ phô ,hÖ thèng lμm m¸t ,vá vv... B, Nguyªn lÝ ho¹t ®éng: T−¬ng t¸c gi÷a dßng ®iÖn I cña phÇn øng vμ tõ th«ng Φ cña phÇn c¶m ®éng c¬ sinh ra m« men quay : .I M= KΦ − .Φ lμm quay r« tor. (chiÒu quay x¸c ®Þnh theo quy t¾c bμn tay ph¶i) II,§Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu(kÝch tõ ®éc lËp) A,ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬: *§/N:lμ ®å thÞ miªu t¶ mèi quan hÖ gi÷a M®t vμ tèc ®é gãc ω cña ®éng c¬. *tõ ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p: ⎩⎨ ⎧ Φ= −= ω.. . 0 0 KE RIUE u §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 4 2. . .. . . Φ−Φ=Φ−Φ= K RM K U K RI K U uuω ⇒ *§é cøng ®Æc tÝnh c¬ : uR K 2).( Φ=Δ ΔΜ= ωβ β cμng lín ®Æc tÝnh c¬ cμng cøng *®å thÞ : TN M n MC MC1 n0 ny c Φ= .0 k Uω :tèc ®é kh«ng t¶i lÝ t−ëng. uR KU Φ..Mmm= :m« men më m¸y. B, ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã: *Nh−îc ®iÓm: sö dông nguån mét chiÒu *¦u ®iÓm:®iÒu chØnh tèc ®é dÔ dμng nhiÒu kªnh ®iÒu khiÓn víi c«ng nghÖ b¸n dÉn ph¸t triÓn nh− hiÖn nay m¸y ®iÖn mä chiÒu trë thμnh mét c¬ cÊu kh«ng thÓ thiÕu trong truyÒn ®éng. B1,thay ®æi tèc ®ä ®éng c¬ b»ng thay ®æi ®iÖn ¸p : U 1 U TN ( Uñm ) n0 ncb n1 n2 n3 M n MC Uñm > U1 > U2 > U3 ncb > n1 > n2 > n3 §Æc®iÓm: * §Æc tÝnh c¬ lμ nh÷ng ®−êng song song víi ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. cña ®éng c¬ ,®é cøng ®Æc tÝnh c¬ kh«ng thay ®æi. *do U chØ cã thÓ gi¶m do ®ã chØ cã thÓ ®iÒu chØnh gi¶m tèc ®é ®éng c¬ *cãthÓ thay ®æi Ub»ng c¸c van b¸n dÉn : tisitor B2,thay ®æi Ru: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 5 §Æc ®iÓm: khi thªm Ruf vμo phÇn øng ®éng c¬ th× ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ gi¶m( uR K 2).( Φ=Δ ΔΜ= ωβ ↓ ) do ®ã trªn thùc tÕ ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng Ru Ýt ®−îc sö dông v× khi t¨ng Ru cã thÓ gi¶m ®−îc ω song ®Æc tÝnh c¬ cña déng c¬ gi¶m ®i ⇒ cã nghÜa lμ víi mét sù thay ®æi rÊt nhá cña t¶i sÏ dÉn ®Õn mét sù thay ®æi rÊt lín cña ω do ®ã kh«ng æn ®Þnh. Ngoμi ra do thªm Rfvμo phÇn øng còng cã nghÜa lμ t¨ng tæn hao trong m¸y⇒ ng−êi ta hÇu nh− kh«ng sö dông . Tuy nhiªn R−f d−îc dïng ®Ó gi¶m dßng më m¸y khi khëi ®éng B3, §iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng: hhhhh h×nh3:thay ®æi t«c ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng §Æc ®iÓm: *v× tõ th«ng trong lâi thÐp rÊtdÔ b·o hoμ ⇒th−êng chØ ®iÒu chØnh gi¶m tõ th«ng trong ®éng c¬ *Khi tõ th«ng ⇒ dmΦ iΦ th× cã mét Mik nμo ®ã khi Mc< Mik viÖc gi¶m lμm t¨ng tèc ®é ®éng c¬. Φ khi Mc> Mik viÖc gi¶m Φ sÏ lμm gi¶m tèc ®é ®éng c¬ . TRªn thùc tÕ ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi tõ th«ng lμ rÊt khã thùc hiÖn v× quan hÖ gi÷a )(ωΦ lμ phi tuyÕn . *Tõ ph©n tÝch trªn ta thÊy : ph−¬ng ¸n ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu b»ng ph−¬ng ph¸p thay ®æi U lμ kh¶ khi nhÊt . h¬n n÷a víi c«ng nghÖ b¸n dÉn phts triÓn nh− hiÖn nay th× viÖc thay ®æi U trë nªn dÔ dμng . TN Rf1 Rf2 Rf3 0 MC n3 n2 n1 ncb n0 n M, I 0 < Rf1 < Rf2 < Rf3 ncb > n1 > n2 > n3 n Φ1 Φ2 0 MC M2 M1 Mn nc n 1 M φñm > φ1 > φ2 ncb < n1 < n2 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 6 PhÇn 2: ph©n tÝch tæng thÓ vÒ nguån cung cÊp cho ®éng c¬ nªu −u nh−îc ®iÓm cña tõng ph−¬ng ¸n ®Ó chän mét ph−¬ng ¸n phï hîp cho m¹ch lùc vμ m¹ch ®iÒu khiÓn HÖ thèng truyÒn ®éng ngåm 3 kh©u : *M¹ch lùc. *M¹ch ®iÒu khiÓn *M¹ch håi tiÕp ©m tèc ®é A, M¹ch lùc: A1,-víi phÇn m¹ch kÝch tõ : cÇn Φ æn ®Þnh do ®ã Ukt= conts ta chän m¹ch chØnh l−u mét pha h×nh cÇu. U2 Nguån xoay chiÒu Ud=380(v) .yªu cÇu Ukt= 110(v) do ®ã dïng m¸y biÕn ¸p mét pha cã ®Çu s¬ cÊp ®Êu vμo Ud cña l−íi v× : nh− vËy MBA sÏ gän nhÑ h¬n MBA 3 fa *ë m¹ch kÝch tõ do Lkt rÊt lín nªn ®iÖn ¸p kÝch tõ kh«ng yªu cÇu cã dé ph¼ng cao B1, Víi m¹ch phÇn øng : *chän van:®Ó thay ®æi Udta cã thÓ dïng chØnh l−u b¸n ®iÒu khiÓn tisistor hay chØnh l−u diÒu khiÓn tranzitor tr−êng +,tranzitor tr−êng: ¦u ®iÓm: ®iÒu khiÓn nhanh ,tÇn sè lín ,dßng ®iÒu khiÓn bÐ (®iÒu khiÓn b»ng ¸p) Nh−îc ®iÓm: dßng cho phÐp cña tranzitor bÐ. +,Tisirtor: ¦u ,nh−îc ®iÓm : ®iÒu khiÓn chËm h¬n bÞ h¹n chÕ vÒ tÇn sè .dßng ®iÒu khiÓn t−¬ng ®èi lín song dßng cho phÐp cña nã kh¸ lín. T4 T1 T3 L T2 R 0 01 12 23 34 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 7 Víi bμi to¸n : i®m =220 (A)tÇn sè kh«ng lín f =50(hz) ta chän tisitor lμ hîp lÝ nhÊt *Chän s¬ ®å ®Êuvan: Mét sè m¹ch chØnh l−u b¸n ®iÒu khiÓn ®iÓn h×nh: Ud Id UT1 t1 t2 t3 t4 I1 I2 I3 Ud t Id t1 t2 t3 t4 I1 I2 I3 t t t t t tt t b. 0 t c. T1 B T2 C T3 A RL ChØnh l−u h×nh tia 3fa. §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 8 A * T1 B D1 D2 D3 T1 T2 T3 LR A B C A X1 X2 X3 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 Ud Uf T1 T2 T3 D1 D2 D3 0 * R L * T2 C T3 T4A* T5B* T6C* t A B CA* B*C* chØnh l−u 6fa h×nh tia: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 9 R T1 T3 T5 L T6 T4 T2 Ud Uf A B C A A B C A X1 X2 X3 X4 X5 X6 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 Ud Uf I1 I3 I5 I2 I4 I6 0 UT1 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 10 Ph©n tÝch: *M¹ch 1: cã sè van ®iÒu khiÓn Ýt , m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng qu¸ phøc t¹p h¬n n÷a trung tÝnh cña ®éng c¬ ®−îc nèi víi trung tÝnh cña mba do ®ã an toμn cho thiÕt bÞ . *M¹ch 2: §iÖn ¸p ra t−¬ng ®èi b»ng (m=6) cã thÓ dïng trùc tiÕp ngay cho ®éng c¬ ®iÖn mét ®éng c¬ ®iÖn mét.tuy nhiªn bè trÝ theo m¹ch nμy sÏ rÊt tèn kÐm v× :MBA cña m¹ch 2 lμ mét s¬ cÊp vμ hai thø cÊp do ®ã kång kÒnh tèn kÐm .h¬n n÷a m¹ch cã 6 van sè van t¨ng còng cã nghÜa lμ l«gic .®iªï khiÓn t¨ng do ®ã kh«ng kh¶ thi M¹ch 3: ®iÖn ¸p ra t−¬ng ®èi b»ng ®é nhÊp nh« Ýt cã trÞ sè t−¬ng ®èi lín ⇒ MBA ®¬n gi¶n h¬n do do tØ sè biÕn ®æi kh«ng cÇn lín. Nh−îc ®iÓm :sè van ®iÒu khiÓn lín do ®ã l«gÝc ®iÒu khiÓn phøc t¹p *M¹ch 4: ¦u®iÓm m¹ch ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n ( sè van ®iÒu khiÓn Ýt) .kh«ng cã giai ®o¹n trïng dÉn.do cã nh÷ng giai ®o¹n tisistor vμ ®iode th¼ng hμng dÉn dßng ⇒n¨ng l−îng tõ t¶i kh«ng tr¶ vÒ l−íithùc hiÖn ®−îc tiÕt kiÖm n¨ng l−îng ,mÆt kh¸c lμm t¨ng Cosϕ cho m¸y ( ϕ = 2 α ) Nh−îc ®iÓm:®iÖn ¸p ra ®Ëp m¹ch lín cã nhiÒu sãng hμi bËc cao g©y nãng MBA vμ ®éng c¬ do ®ã tæn hao t¨ng chØ thÝch hîp víi t¶i (®Ìn ,lß ®iÖn) kh«ng kh¶ khi Tuy nhiªn c«ng suÊt cña ®éng c¬ lμ kh«ng lín,¸p nhá 110v ,mÆt kh¸c xu h−íng cña c«ng nghÖ hiÖn ®¹i lμ:gi¶m nÆng nhäc cho m¹ch lùc t¨ng ®é phøc tÆp cho m¹ch ®iÒu khiÓn chÞu do ®ã ta chän ph−¬ng ¸n 1 lμ hîp lÝ nhÊt. B,m¹ch ®iÒu khiÓn: §èi víi m¹ch ®iÒu khiÓn tistor th−êng gåm 4 kh©u c¬ b¶n 1, kh©u so s¸nh: so s¸nh ®iÖn ¸p Ucm(1 chiÒu) víi ®iÖn ¸p tùa ®Ó phat xung ®iÒu khiÓn 2, Kh©u ®ång bé: t¹o ®iÖn ¸p tùa ®ång bé. 3, Kh©u khuyÕch ®¹i c«ng suÊt: K® xung ®Ó kÝch thÝch MBA xung më tisistor 4, Kh©u t¹o xung : t¹o xung kÝch thÝch víi tÇn sè lín ®Ó më tr¾c tisistor t ¹ o x u n g §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 11 1, Kh©u ®ång bé: ph−¬ng ¸n 1: ph−¬ng ¸n2: GHEP QUANG C R2R1 D Ura +E c. Uv ph−¬ng ¸n 3: Ph©n tÝch: Ph−¬ng ¸n1: s¬ ®å ®¬n gi¶n linh kiÖn dÏ thùc hiÖn chÊt l−îng ®iÖn ¸p tùa cao Ph−¬ng ¸n2: kh«ng dïng MBA ,s¬ ®å ®¬n gi¶n song chØ t¹o ra 1 r¨ng c−a hco mçi chu k× ®iÖn do ®ã kh«ng phï hîp víi víi chØnh l−u cÇu. Ph−¬ng ¸n 3: s¬ ®å kh«ng qu¸ phøc t¹p ,ph¶i dïng MBA cã ®iÓm gi÷a tuy nhiªn t¹o ra hai r¨ng c−a cho mçi chu k× ®iÖn do ®ã nã phï hîp víi chØnh l−u cÇu . 2,Kh©u so s¸nh: C¸c m¹ch so s¸nh th−êng gÆp Ph−¬ng ¸n1: Ph−¬ng ¸n 2: Ph−¬ng ¸n3: R1 Urc R2 Udk -E R3 a. Tr Ura A3 Ura R1 Urc R2 Udk c. A3 Ura R2 Udk R1 Urc b. §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 12 Ph©n tÝch: Ph−¬ng ¸n1: dïng tranitor , m¹ch lËt tr¹ng th¸i khi Ucm =Urc tuy nhiªn víi ranitor thùc tÕ th−êng kh«ng lÝ t−ëng do ®ã ®Ó lËt tr¹ng th¸i : U = U U® ± rc d DÊu céng øng víi lóc më DÊu – øng víi lóc ®ãng Do ®ã xuÊt hiÖn mét vïng ®iÖn ¸p nhá hμng mv mμ t¹i ®ã trans zitor kh«ng lμm viÖc(gãc më ). 0=α Ph−¬ng¸n dïng IC thuËt to¸n: víi hÖ sè khuyÕch ®¹i v« cïng lín chØ cÇn tÝn hiÖu rÊt nhá cì μ v ®Çu vμo ®Çu ra còng cã ®iÖn ¸p nguån nu«i 3,Kh©u khuyÕch ®¹i c«ng xuÊt: R Uv Tr BAX +E D Tr1 b. Ph−¬ng ¸n 1: ¦u ®iÓm lμ ®¬n gi¶n c¸ch ly tèt Nh−îc lμ tÝnh to¸n phøc t¹p *T1 th«ng th× T2 còng th«ng *D diode ®Æt ®Ó tr¸nh ®iÖn ¸p ng−îc ®Æt lªn T qu¸ lín g©y ch¸y T1. Ph−¬ng ¸n 2:dïng phÇn tö quang ¦u ®iÓm lμ tÝnh to¸n ®¬n gi¶n ,më ch¾c ch¾n Nh−îc ®iÓm lμ ph¶i dïng nguån nu«i phÝa cao ¸p 4,Kh©u t¹o xung: ®Ó gi¶m c«ng su©t tÇng khuyÕch ®¹i vμ t¨ng sè l−îng xung kÝch më nh»m ®¶m b¶o tisistor më mét c¸ch tr¾c tr¾n ng−êi ta hay ph¸t xung chïm cho c¸c tisistor *c¸c vi m¹ch t¹o xung chïm phæ biÕn : *vi m¹ch 555: *vi m¹ch t¹odao ®éng: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 13 8 6 7 4 2 1 3 5 555 +U R1 R2 C1 C2 Ura a. A R1 R2 C R3 b. C +E *víi vi m¹ch 555: t¹o xung ®ång bé chÊt l−îng tèt vμ còng ®¬n gi¶n *s¬ ®å thø hai cã thÓ t¹o ra mét sù ®ång bé vÒ thiÕt bÞ song xung ra cã c¶ nhòng kho¶ng ©m *®¬n gi¶n nhÊt vμ t¹o ra xung t−¬ng ®èi chuÈn ta chän ph−¬ng ¸n 3 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 14 phÇn III: thuyÕt minh chitiÕt sù ho¹t ®éng cña toμn bé s¬ ®å nguyªn lÝ m¹ch kÌm theo ®å thÞ minh ho¹ I,M¹ch Lùc: 1, phÇn m¹ch kÝch tõ: §iÖn ¸p xoay chiÒu sau khi qua bé chØnh l−u diode cho ®iÖn ¸p ®Æt ë hai ®Çu cuén kÝch tõ : U 22 .9,0. 2.2 UU =Πkt=U®kt = U2:gi¸ trÞ hiÖu dông ®iÖn ¸p thø cÊp MBA *Ud(t) cã d¹ng ®Ëp m¹ch song do Lkt rÊt lín ta coi nh− id= conts *C¸c cÆp diode D1 D2 vμ D3 D4 thay nhau dÉn dßng II,M¹ch phÇn øng: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 15 NX: *®iÖn ¸p xoay chiÒu sau khi qua bé chØnh l−u b¸n ®iÒu khiÓn cho ra ®iÖn ¸p mét chiÒu *®iÖn ¸p nay t−¬ng ®èi b»ng vμ lín song vÉn cßn ®¹p m¹ch ta cã thÓ lμm gi¶m ®é ®¹p m¹ch nμy b»ng cuén kh¸ng san b»ng. αCosU .17,1 2 Ud = *U− =f(α ) do ta ®iÒu chØnh tr¬n ®−îc gãc mëα (cosα lμ hμm liªn tôc) do ®ã ta cã thÓ ®iÒu chØnh tr¬n ®−îc tèc ®é. γλ +Π= 3 *c¸c thistor thay nhau dÉn dßng,mçi van dÉn mét gãc §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 16 III,phÇn m¹ch ®iÒu khiÓn: 1.M¹ch æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ :ta dïng m¹ch håi tiÕp ©m tèc ®é: *IC 5 t¹o xung ®ång hå cho hÖ thèng *IC6,IC7,IC8 t¹o bé ®Õm cã thÓ t¨ng gi¶m 12 bit øng víi 4096 tr¹ng th¸i *IC9 bé chuyÓn ®æi DAC 12 bit ,chuyÓn ®æi gi¸ trÞ ®Õm hiÖn thêi cña bé ®Õm sang møc ®iÖn ¸p tõ 0V ®Õn 6V,cã thÓ ®iÒu chØnh b»ng VR6 *VR3 t¹o ®iÖn ¸p chuÈn ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ *FT vμ VR9 t¹o ®iÖn ¸p tû lÖ víi tèc ®é ®éng c¬ *AMP2 lÊy hiÖu hai tÝn hiÖu vμ khuÕch ®¹i sai lÖch hai tÝn hiÖu ®Æt vμ ph¶n håi *COM11 vμ COM12 so s¸nh tÝn hiÖu sai lÖch tõ AMP2 víi ¸p chuÈn ®−îc ®iÒu chØnh bëi VR5 vμ VR4 nÕu v−ît qu¸ ng−ìng th× cho ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn bé ®Õm ®Ó thay ®æi U®k cho phï hîp 2.Kh©u b¶o vÖ mÊt kÝch tõ: Yªu cÇu : khi mÊt kÝch tõ hoÆc dßng kÝch tõ qu¸ nhá ta ph¶i c¾t ®éng c¬ ra khái l−íi . Thùc hiÖn thiÕt kÕ: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 17 *Khi cã dßng ®iÖn phÇn kÝch tõ FT sÏ ho¹t ®éng do ®ã ®Çu ra trªn R2 ë møc tÝch cùc cao do vËy T1 ho¹t ®éng, T1 ho¹t ®éng dÉn tíi ®Çu vμo (+) cña bé so s¸nh COM 0 nhá h¬n ®Çu vμo (-) cña nã lμm cho ®Çu ra A ë møc thÊp ,cho phÐp ph¸t xung më cho c¸c van. *khi mÊt dßng ®iÖn phÇn kÝch tõ hoÆc dßng kÝch tõ yÕu th× ®Çu ra A sÏ ë møc tÝch cùc cao do ®ã c¾t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tisistor,. 3.Kh©u b¶o vÖ chèng qu¸ t¶i : *Yªu cÇu :khi qu¸ t¶i tuú theo t×nh tr¹ng qu¸ t¶i lín hay nhá mμ thêi gian c¾t nhanh hay chËm : I tct k ¨ − –I®m=f(tc¨) = = k.fc quan hÖ: dßng ®iÖn vμ thêi gian theo ®−êng Hype bol §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 18 Nguyªn lý: *IC1-555 ®−îc dïng t¹o xung ®Õm thêi gian cho kh©u b¶o vÖ qu¸ t¶i *BiÕn dßng dïng ®Ó ®o dßng trong phÇn øng ®ång thêi c¸ch ly m¹ch lùc vμ m¹ch ®iÒu khiÓn *IC2 t¹o c¸c kho¶ng ®¬n vÞ thêi gian kÕt hîp víi c¸c ®Çu ra cña bé so s¸nh qu¸ t¶i *VR2,VR9,AMP1 t¹o møc tØ lÖ dßng ®iÖn cÇn thiÕt cho m¹ch *Tõ COM1 tíi COM5 t¹o thμnh bé so s¸nh lÊy ra c¸c møc dßng ®iÖn kh¸c nhau *IC4 ®Õm thêi gian qu¸ t¶i tuú theo møc qu¸ t¶i mμ thêi gian cho ra tÝn hiÖu c¾t nhanh hay chËm *IC3 RESET l¹i bé ®Õm qu¸ t¶i khi kh«ng cã qu¸ t¶i liªn tôc trong thêi gian dμi *Khi cã qu¸ t¶i dμi h¹n hoÆc dßng qu¸ ng−ìng cho phÐp th× ®Çu ra B ë møc cao kh«ng cho phÐp ph¸t xung ®iÒu khiÓn vμo van. 4.S¬ ®å m¹ch ph¸t xung më tisistor: §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 19 Gi¶i thÝch ho¹t ®éng cho m¹ch ®iÒu khiÓn *M¸y biÕn ¸p ®−îc sö dông ®Ó lÊy ®iÖn ¸p ®ång pha *COM 6 ®ång bé ®iÖn ¸p 3 pha cho m¹ch ®iÒu khiÓn *COM 7 so s¸nh lÊy phÇn trªn cña ®iÖn ¸p *COM 8 t¹o xung vu«ng kh«ng ®èi xøng *COM9 t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a nghiªng dμi sang tr¸i *COM 10 so s¸nh ¸p ®iÒu khiÓn cho ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn van *tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vμ tÝn hiÖu d−¬ng cña ¸p ®−îc kÕt hîp víi nhau cho ra tÝn hiÖu më van *NÕu kh«ng cã sù cè qu¸ t¶i hay mÊt kÝch tõ th× th«ng qua FT tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®−îc ®−a tíi van vμ ®−îc kÝch nhê T2 §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 20 PhÇn IV: TÝnh To¸n m¹ch lùc . = 110 (v) ; IA, Víi m¹ch kÝch tõ : U®t d = 9(A). *Chän van: +khi ta coi xôt ¸p trªn c¸c van còng nh− trïng dÉn ch−a cã th× yªu cÇu ®iÖn ¸p U2 ®Æt ë ®Çu ra MBA : )(2,122 9,0 110 9,0 vUdt == U2= ⇒ víi s¬ ®å chØnh l−u cÇu 1fa ®iÖn ¸p ®Æt trªn mçi van lín nhÊt lμ: )(8,1722.110.2 2 vU == = UN MAX *®iÖn ¸p ng−îc cña van chän lμm viÖc = K .U UN lv u n Ku trong kho¶ng(1,6-2): hÖ sè dù tr÷ ¸p nã phô thuéc voμ chÕ ®é lμm m¸t cho tisistor ë ®©y ta chän k=1,7. = 1,7.172,8= 293,7 (v) UN lv *Dßng ®iÖn qua mçi van ta chän theo trÞ sè dßng hiÖu dông: )(36,6 2 9 2 AII dhd === *dßng ®iÖn hiÖu dông qua van ®−îc chän lμm viÖc. §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 21 Ilv®m = Ki.I hd : hÖ Ki sè dù ch÷ dßng kho¶ng tõ (4-10) phô thuéc vμo c¸ch lμm m¸t van .vãi chÕ ®é lμm m¸t b»ng giã ,cã c¸nh t¶n nhiÖt ta chän K =4 i = 4.6,36 =25,4 (A) Ilv®m Tra b¶ng ta chän Diode : 40hf50 do mÜ chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p ng−îc cùc ®¹i cña van : Un =500 (V) Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van : I®m = 40 (A) §Ønh xung dßng ®iÖn :Ipik = 500 (A) =150 oC NhiÖt ®é lμm viÖc cùc ®¹i cho phÐp :Tmax *TÝnh to¸n MBA:víi m¹ch kÝch tõ cã Ud=110 v , Id=9(A) ta chän lo¹i MBA cã En% = 3%, Ex=8% *§Ó ®¶m b¶o ®−a ®iÖn ¸p ra 110v, dßng ®iÖn 9(A) cÇn ph¶i bï c¸c sôt ¸p do ®iÖn trë ®ay quÊn MBA vμ sôt ¸p trªn c¸c van dÉn . *Ud 0 thùc tÕ lμ: U = Ud 0 d t + Δ Ur + UΔ x + Uv trong ®ã: UΔ v=1,4 (v) do ®· chän van tr−íc U , ΔUr cÇn ph¶i tÝnh Δ x *xôt ¸p do ®iÖn trë d©y quÊn MBA : Ur =i .rΔ d ba. (1) Rba ®iÖn trr d©y quÊn MBA x¸c ®Þnh qua th«ng sè er tõ biÓu thøc r ba ba eS Ur 2 2= cã U =0,9.Ud 0 2 ;Sba=1,23.P =1.23Ud.Id r d d ba eI Ur 23,1.)9,0( 2 0= (2) 02 0 ..0037,1 23,1.)9,0( drr d r Uee UU ==ΔTõ 1 $2 ⇒ (3) Π 1* xôt ¸p do ®iÖn kh¸ng d©y quÊn MBA Ux = iΔ d .xba. x d d ba eI Ux 23,1.)9,0( 2 0= trong ®ã : thay (4)$ (3) vμo (*) ta cã : Ud 0 = Ud t + 1,07 +U d 0( 1,0037e r + 0,319e ) x )(118 %8.319,0%3.0037,11 4,1 vUd =−− + ⇒ Ud 0 = §iÖn ¸p pha thø cÊp pha m¸y biÕn ¸p : §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 22 u d k U 131 9,0 118 =U2= = (V) U1=380 (v) 4-Dßng ®iÖn hiÖu dông thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p : I2 = =1,0.9 = 9 (A) dhd IK . 5-Dßng ®iÖn hiÖu dông s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p : 1 2 U U 1,39. 380 131 =I1 = KbaI = .I2 2 = (A) *C«ng suÊt cña ®éng c¬ : Pd =Ud 0.Id =1,062 (kw). *c«ng suÊt biÓu kiÕn cña MBA: Sba= Ks.Pd =1,23.1,062=1,306 (KVA) *)TÝnh to¸n m¹ch tõ (X¸c ®Þnh kÝch th−íc b¶n m¹ch tõ) 6-TiÕt diÖn s¬ bé trô . jm Sba . QFe =k . Q Trong ®ã : kQ lμ hÖ sè phô thuéc ph−¬ng thøc lμm m¸t ,lÊy k = 6 . Q m lμ sè trô cña m¸y biÕn ¸p f lμ tÇn sè xoay chiÒu , ë ®©y f = 50 (Hz) Thay sè ta ®−îc : 31 50.1 1306 =QFe=6 . (cm2) 7-§−ßng kÝnh trô : π eFQ.4 Π 31.4d = = = 6,25 (cm) ChuÈn ®o¸n ®−êng kÝnh trô theo tiªu chuÈn d = 6,5 (cm) 8-Chän lo¹i thÐp ∃330 c¸c l¸ thÐp cã ®é dμy 0,5 mm Chän mËt ®é tõ c¶m trong trô Bt = 1 (T) d h 9-Chän tû sè m= = 2,3 , suy ra h = 2,3 . d = 2,3.6,5 = 15 (cm) Ta chän chiÒu cao trô lμ 15 cm *)TÝnh to¸n d©y quÊn . §å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 23 10- Sè vßng d©y mçi pha s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p . TFe BQf U ...44,4 1 561 0,1.10.31.50.44,4 380 4 =−W1= = (vßng) = 561 vßng LÊy W1 11- Sè vßng d©y mçi pha thø cÊp m¸y biÕn ¸p : 1 2 U U 194561. 380 131 =W2 = .W1= (vßng) = 191 vßng LÊy W2 12- Chän s¬ bé mËt ®é dßng ®iÖn trong m¸y biÕn ¸p . Víi d©y dÉn b»ng ®ång ,m¸y biÕn ¸p kh« ,chän J1= J2= 2,75 (A/mm 2) 13- TiÕt diÖn d©y dÉn s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p . 1 1 J I 17,1 75,2 1,3 =S1 = = (mm2) Chän d©y dÉn tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt ,c¸ch ®iÖn cÊp B . ChuÈn ho¸ tiÕt diÖn theo tiªu chuÈn : S1 = 1,22 (mm 2) KÝch th−íc d©y dÉn cã kÓ c¸ch ®iÖn S1c® = 1,35(mm x mm) 14- TiÕt diÖn d©y dÉn thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p . 2 2 J I 75,2 9S2 = = = 3,27 (mm 2) Chän d©y dÉn tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt ,c¸ch ®iÖn cÊp B . ChuÈn ho¸ tiÕt diÖn theo tiªu chuÈn : S2= 3,464 (mm 2) *Th«ng sè MBA : r ba ba eS Ur 2 2= )(35,0 9.131.23,1 03.0.1312 Ω== x d d ba eI U x 23,1.)9,0( 2 0= )(05,1 9.)9,0.(23,1 08,0.118 2 Ω= = )(11,105,135,0 22 Ω=+* Tæng trë ng¾n m¹ch quy ®æi vÒ phÝa thø cÊp: Zba= (%)7,822 =+ nxnr UU*®iÖn ¸p ng¾n m¹ch %: Un%= *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch x¸c lËp :inm=U2/Z =131/1,11 =118