Đồ án Thiết kề nguồn cấp điện cho động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập không đảo chiều

Trong nền sản suất hiện đại ,máy điện một chiều được coi là một loại máy điện quan trọng . Nó được dùng làm động cơ điện ,máy phát điện hay dùng trong các điều kiện làm việc khác . Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt ,vì vậy máy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép ,hàm mỏ ,giao thông vận tai Mặc dù động cơ điện có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp ,nhưng luôn đi kèm với nó là những yêu cầu về điện áp ,dòng điện Chính vì vậy cần một phương pháp nhằm đáp ứng được những yêu cầu trên . Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại ,nghiên cứu những ứng dụng các linh kiện bán dẫn làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trinh biên đổi điện năng . Hiện nay các thiết bị điện tử công suất chiếm hon 30% trong số các thiết bị của một xí nghiệp hiện đại . Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây truyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý . Xuất phát từ yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thầy cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất . Đối với những sinh viên năm thứ 3 ,đây là lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế .Chính vì vây , trong quá trình thưc hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em kính mong thây cô thông cảm và bỏ qua cho chúng em . Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp và đăc biệt là thầy giáo ĐỖ TRỌNG TÍN đâ tận tinh hứơng dẫn em hoàn thành đồ án này .

doc51 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 3149 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kề nguồn cấp điện cho động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập không đảo chiều, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIÊP ___*****___  ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THIẾT KỀ NGUỒN CẤP ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHÔNG ĐẢO CHIỀU Giáo viên phụ trách : Đỗ Trọng Tín Họ và tên : Nguyễn Ngọc Thăng Lớp : Tự động hóa 1 – K 47 Nhóm ĐAĐTCS : I Số hiệu sinh viên : 20022615 Hà Nội 7( 2005 MỤC LỤC MỤC LỤC 2 ĐỀ BÀI : 4 LỜI NÓI ĐẦU 5 CHƯƠNG 1 : 6 TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 6 I. CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 6 1. Phần tĩnh hay stato 6 2. Phần quay hay rôto 7 II. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG: 8 III. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 8 IV. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 9 1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phần ứng 9 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông 9 3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng 10 CHƯƠNG 2 : 11 CHỌN PHƯƠNG ÁN 11 1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng 11 2. Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha điều khiển đối xứng 12 3. Mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng 13 CHƯƠNG 3 : 15 THIẾT KẾ MẠCH LỰC 15 I .SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 15 1. Sơ đồ 15 2.Nguyên lý hoạt động 16 II .TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ: 16 1 . Tính toán chọn máy biến áp: 16 2. Tính chọn van 23 3. Tính toán bộ lọc. 23 4. Tính toán bảo van mạch lực. 26 CHƯƠNG 4 : 29 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 29 I. CÂÚ TRÚC MẠCH ĐIỀU KHIỂN 29 1. Cấu trúc điều khiển ngang. 29 2 .Cấu trúc điều khiển dọc. 30 3. Chức năng điều khiển. 30 II. SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN. 31 1.Nguyên lý hoạt động : 33 2.Dạng điện áp mạch điều khiển 33 III.TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN. 35 1. Tính toán khâu đồng pha. 35 2. Khâu tạo điện áp răng cưa. 36 3. Khâu so sánh. 39 4 . Khâu phát xung chùm. 40 5 . Khâu khuếch đại xung và biến áp xung. 41 6. Khâu tạo nguồn nuôi. 44 7. Tính biến áp nguồn nuôi và đồng pha. 45 8 .Khâu phản hồi tốc độ. 47 CHƯƠNG 5: 49 MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 49 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 ĐỀ BÀI : Thiết kế nguồn cấp điện cho động cơ một chiều kích từ độc lập không đảo chiều có các thông số sau: Uđm ( V )  Iđm ( A )  Ukích từ ( V )  Ikích từ ( A )  Phạm vi điều chỉnh tốc độ   220  140  220  15  20:1   Yêu cầu : Mạch phải đảm bảo độ trơn và ổn định tốc độ ,đồng thời có khâu bảo vệ quá tải và chông mất kích từ . Đồ án gồm 5 chương như sau : - Chương I : Giới thiệu chung về động cơ một chiều - Chương II : Chọn phương án mạch lực - Chương III : Tính toán mạch lực - Chương IV : Mạch điều khiển - Chương V : Mô phỏng mạch điều khiển LỜI NÓI ĐẦU Trong nền sản suất hiện đại ,máy điện một chiều được coi là một loại máy điện quan trọng . Nó được dùng làm động cơ điện ,máy phát điện hay dùng trong các điều kiện làm việc khác . Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt ,vì vậy máy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép ,hàm mỏ ,giao thông vận tai … Mặc dù động cơ điện có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp ,nhưng luôn đi kèm với nó là những yêu cầu về điện áp ,dòng điện …Chính vì vậy cần một phương pháp nhằm đáp ứng được những yêu cầu trên . Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại ,nghiên cứu những ứng dụng các linh kiện bán dẫn làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trinh biên đổi điện năng . Hiện nay các thiết bị điện tử công suất chiếm hon 30% trong số các thiết bị của một xí nghiệp hiện đại . Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây truyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý . Xuất phát từ yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thầy cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất . Đối với những sinh viên năm thứ 3 ,đây là lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế .Chính vì vây , trong quá trình thưc hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em kính mong thây cô thông cảm và bỏ qua cho chúng em . Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp và đăc biệt là thầy giáo ĐỖ TRỌNG TÍN đâ tận tinh hứơng dẫn em hoàn thành đồ án này . Sinh viên Dương Đức Anh Chương 1 : TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong những điều kiện làm việc khác. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, có nhiều ưu việt hơn so với loại động cơ khác. Không những nó có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng. Động cơ điện một chiều được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao vể điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải… I. CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Cấu tạo động cơ điện một chiều có thể chia thành hai phần chính là phần tĩnh (stato) và phần quay (rôto) 1. Phần tĩnh hay stato Đây là phần đứng yên của động cơ, bao gồm các bộ phận chính sau: a. Cực từ chính : Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cácbon dày 0,5 mm đến 1 mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ nhỏ có thẻ dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối nối tiếp với nhau. b. Cực từ phụ : Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ cũng được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông. c. Gông từ : Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong động cơ nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong động cơ điện lớn thường dùng thép đúc. Có thể dùng gang làm vỏ máy trong động cơ điện nhỏ. d. Các bộ phận khác : - Nắp động cơ : Để bảo vệ động cơ khỏi bị những vật ngoài rơi vào làn hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện. Trong động cơ điện nhỏ và vừa, nắp động cơ còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp động cơ thường làm bằng gang. - Cơ cấu chổi than : Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định chặt lại. 2. Phần quay hay rôto Phần quay gồm có những bộ phận sau: a. Lõi sắt phần ứng Lõi sắt phần ứng dùng để đẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Trong những động cơ cỡ trung trở lên, người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục. Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành từng đoạn nhỏ. Giữa các đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe thông gió ngang trục. Khi động cơ làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép chặt trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn hơn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto. b. Dây quấn phần ứng Dây quấnphần ứng là phần sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong động cơ điện nhỏ (công suất dưới vài kilôoat) thương dùng dây có tiết dện tròn. Trong động cơ điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn đựợc cách điện cẩn thẩn với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra so sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakêlit. c. Cổ góp Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng. d. Các bộ phận khác : - Cánh quạt : dùng dể quạt gió làm nguội động cơ. Động cơ điện một chiều thường được chế tạo theo kiểu bảo vệ. Ở hai đầu nắp động cơ có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục động cơ. Khi động cơ quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội động cơ. - Trục động cơ : trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục động cơ thường được làm bằng thép cácbon tốt. II. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG: Phương trình đặc tính cơ điện : ω =  - Iư Phương trình đặc tính cơ : ω =  - M Từ phương trình đặc tính trên ta thấy có 3 thông số ảnh hưởng tới đặc tính cơ: - Ảnh hưởng của điện trở phần ứng : Để thay đổi điện trở phần ứng ta nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng. Rf càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm. - Ảnh hưởng của điện áp phần ứng : Khi giảm điện áp thì mômen ngắn mạch giảm, dòng điện ngắn mạch giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với 1 phụ tải nhất định. - Ảnh hưởng của từ thông : Thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng Ikt động cơ. Khi giảm từ thông thì vận tốc động cơ tăng. III. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.  Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây cuốn kích từ sinh ra từ thông Φ. Trong tất cả các trường hợp, khi mở máy bao giờ cũng phải đảm bảo có Φmax tức là phải giảm điện trở của mạch kích từ Rkt đến nhỏ nhất có thể. Cũng cần đảm bảo không xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ = 0, M = 0, động cơ sẽ không quay được, do đó Eư = 0 và theo biểu thức U = Eư + RưIư thì dòng điện Iư sẽ rất lớn làm cháy động cơ. Nếu mômen do động cơ điện sinh ra lớn hơn mômen cản (M > Mc) rôto bắt đầu quay và suất điện động Eư sẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n. Do sự xuất hiện và tăng lên của Eư, dòng điện Iư sẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn. IV. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Từ biểu thức : ω =  - M ta thấy rằng việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều có thể thực hiện được bằng cách thay đổi các đại lượng Φ, Rư, U. 1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phần ứng Ứng với mỗi giá trị của Rf có một đặc tính cơ khác nhau trong đó Rf = 0 là đặc tính cơ tự nhiên. Ta thấy nếu Rf càng lớn thì đặc tính cơ sẽ có độ dốc càng cao nghĩa là tốc độ thay đổi nhiều khi tải thay đổi. Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ trong vùng dưới tốc độ quay định mức và luôn kèm theo tổn hao năng lượng trên điện trở phụ, làm giảm hiệu suất của động cơ điện. Vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng ở động cơ có công suất nhỏ 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh mômen điện từ của động cơ M = K.Φ.Iư và sức điện động quay của động cơ Eư = K.Φ.ω Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến nên hệ điều chỉnh từ thông cũng là hệ phi tuyến: ik =  + ωk trong đó rk – điện trở dây quấn kích thích rb – điện trở của nguồn điện áp kích thích ωk – số vòng dây của dây quấn kích thích Thường khi điều chỉnh điện áp phần ứng được giữ nguyên bằng giá trị định mức, do đó đặc tính cơ thấp nhất trong vùng điều chỉnh từ thông chính là đặc tính có điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức và được gọi là đặc tính cơ bản. Vì βΦ =  nên độ cứng đặc tính cơ giảm rất nhanh khi ta giảm từ thông để tăng tốc độ cho động cơ 3. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên. Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp ( giảm áp ) thì mômen ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định. Do đó phương pháp này cũng được dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khi khởi động. Chương 2 : CHỌN PHƯƠNG ÁN Nguồn điện một chiều cấp cho động cơ điện một chiều có thể lấy được từ nhiều cách khác nhau. Lấy trực tiếp từ máy phát điện một chiều hoặc có thể dùng bộ biến đổi một chiều. Trong thực tế, bộ biến đổi một chiều có thể dễ dàng thiết kế nhờ các mạch chỉnh lưu sử dụng các van bán dẫn. Hơn nữa, các mạch chỉnh lưu sử dụng van điều khiển còn có thể dễ dàng điều khiển được theo yêu cầu của từng loại tải. Do các ưu điểm đó, ta sẽ thiết kế nguồn một chiều thông qua các mạch chỉnh lưu điện áp xoay chiều lấy từ lưới điện. Dưới đây là một số mạch chỉnh lưu cơ bản và hay được sử dụng. 1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng Các van dẫn lần lượt theo từng cặp (T1, T2) và (T3, T4).   Góc mở van α, góc dẫn các van λ 0 – α : T1, T2 dẫn α – α + λ : T3, T4 dẫn, đồng thời T1, T2 khóa lại Công thức: Udα = U2cosα = 0,9U2cosα Idα =  Iv =  Sba = 1,23Pd Ungmax = U2 I2 = 1,11Id * Nhận xét: Chỉnh lưu cầu một pha sử dụng rộng rãi trong thực tế, nhất là với cấp điện áp tải lớn hơn 10V. Dòng tải có thể lên tới 100A. Ưu điểm của nó là không nhất thiết phải có biến áp nguồn. Tuy nhiên do số lượng van gấp đôi hình tia nên sụt áp trong mạch van cũng tưng gấp đôi. Do đó nó không phù hợp với tải cần có dòng lớn nhưng điện áp nhỏ. 2. Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha điều khiển đối xứng Dòng điện id phẳng do Ld rất lớn. Hoạt động của mạch với góc điều khiển α θ : 00 – 30 + α : T3 dẫn θ : 30 + α – 1500 + α : T1 dẫn θ : 150 + α – 2700 + α : T2 dẫn Các van hoạt động riêng, độc lập   Công thức: Udα = U2cosα = 1,17U2cosα Idα =  Iv =  Sba = 1,35Pd Ungmax = U2 I2 = 0,58Id * Nhận xét: Chỉnh lưu tia 3 pha cần có biến áp nguồn để đưa điểm trung tính ra tải. Công suất máy biến áp này hơn công suât một chiều 1,35 lần, tuy nhiên sụt áp trong mạch van nhỏ nên thích hợp với phạm vi điện áp thấp. Vì sử dụng nguồn ba pha nên cho phép nâng công suất tải lên nhiều (đến vài trăm ampe), mặt khác độ đập mạch của điện áp ra sau mạch chỉnh lưu giảm đáng kể nên kích thước bộ lọc cũng nhỏ đi nhiều. 3. Mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng - Hoạt động của mạch: các van nhóm lẻ thay nhau dẫn cho điện áp ở điểm katốt chung UKC, các van nhóm chẵn thay nhau dẫn cho điện áp ở điểm anốt chung UAC.  - Công thức: Udα = Udocosα = U2cosα id = Id =  Itbv =  Ungmax = U2 Sba = 1,05Pd I2 = 0,816Id * Nhận xét: Chỉnh lưu 3 pha sơ đồ cầu là loại được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế vì nó có nhiều ưu điểm hơn cả. Nó cho phép có thể đấu thẳng vào lưới điện ba pha, độ đập mạch nhỏ 5%. Nếu có sử dụng máy biến áp thì gây méo lưới điện ít hơn các loại trên. Đồng thời, công suất mạch chỉnh lưu này có thể rất lớn đến hàng trăm kW. Nhược điểm của mạch này là sụt áp trên van gấp đôi sụt áp trên van trong mạch sơ đồ hình tia. Chọn mạch van: Theo yêu cầu của đề bài: Uđm = 220V, Iđm = 140A ta có công suất của động cơ là Pđm = Uđm. Iđm = 220*140 = 30800 W = 30,8 kW Công suất này khá lớn nên ta sử dụng mạch chỉnh lưu cầu 3 pha. Mặt khác yêu cầu nguồn cung cấp cho động cơ phải điều chỉnh được điện áp, điện áp điều chỉnh phải trơn nên ta chọn van phải là van điều khiển. Như vậy ta sẽ chọn mạch lực là mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng. Ta sử dụng lưới điện ba pha có điện áp pha 220V, như vậy điện áp ra của mạch chỉnh lưu là: Udα = U2cosα = 2,34.220.cosα = 514,8cosα Suy ra α = arccos Theo đề bài: dải điều chỉnh của động cơ là 20:1, điện áp định mức của động cơ là 220V ứng với vận tốc định mức của động cơ. Như vậy điện áp ứng với vận tốc nhỏ nhất điều chỉnh được của động cơ là 220:20 = 11V. Với Ud = 220V thì αmin = arccos = arccos = 64,70 Với Ud = 11V thì αmax = arccos = arccos = 88,80 (αmin - αmax ) nằm trong khoảng điều chỉnh được của góc mở α (khoảng nhỏ hơn 1500). Như vậy ta có thể sử dụng mạch chỉnh lưu này đấu trực tiếp vào lưới điện, không cần thông qua biến áp.Nhưng do góc điều khiển (min quá lớn nên cần dùng một biến áp nhằm tăng dài điều chỉnh . Kết luận: Qua xem xét và tính toán ở trên, ta chọn mạch lực là mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng và cần dùng biến áp nguồn Chương 3 : THIẾT KẾ MẠCH LỰC I .SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 1. Sơ đồ  2.Nguyên lý hoạt động Điện áp lưới sau khi qua Atômát và Rơle được đưa tới biến áp lực .Biến áp lực có nhiệm vụ thay đổi điện áp đến giá trị mong đợi ,từ đây điện áp được cung cấp cho hệ thông chỉnh lưu Thyristo cầu 3 pha đối xứng . Sau đó cung cấp động cơ làm việc với giá trị điện áp này .Động cơ hoạt động đươc là do một hệ thống kích từ độc lập . Khâu phát tốc dung để diều chỉnh diẹn áp làm việc của động cơ . II .TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ: Thông qua phương án lựa chọn chỉnh lưu cầu 3 pha ở chương 2 cùng với sơ đồ mạch lực đã trình bày ở trên ta thấy cần tính toán các thiết bị sao cho thật phù hợp . Các thiết bị chính cần tính toán ở đây bao gồm : Máy biến áp ,van ,thiết bị bảo vệ ,cuộn cảm . 1 . Tính toán chọn máy biến áp: Các đại lượng cần thiết cho tính toán một máy biến áp chỉnh lưu cầu 3 pha a. Điện áp chỉnh lưu không tải Ud0 = Ud +∆Uba +∆Uv +∆Uck Trong đó : Ud0 : Điện áp chỉnh lưu không tải Ud : Điện áp chỉnh lưu . ∆Uba : Sụt áp trên biến áp . ∆Uv : Sụt áp trên van . ∆Uck : Sụt áp trên cuộn kháng Do theo yêu cầu của đề bài ,đối với sơ đồ cầu 3 pha ta có các thông số sau : ku =2.34 ; ks =1.05 ; kγ =3/( ; m = 3 ; Theo các giá trị sụt áp trên van ta tính được như sau : Ud0 =  (1) Trong đó : ∆Uba =11 (V) ; ∆Uv = 1.15 (V) ; ∆Uck =11 (V) ; ∆U1 =0.05 a =  b =  Thay vào công thức 1 ta có : Ud0 =  b . Xác định công suất tối đa của tải : Pdmax = Ud0*Id =275*140 =38500 (W) =38.5(kW) c . Công suất máy biến áp nguồn được tính Sba =ks * Pdmax =1.05*38500 =40.425(VA) ( 40(kVA) d . Điện áp định mức phía thứ cấp : U2đm = Hệ số máy biến áp : kba =  e . Tính toán sơ bộ mạch từ : Tiết diện trụ QFe của lõi thép biến áp được tính từ công thức : QFe =kQ  Trong đó : kQ : Hệ số phụ thuộc làm mát . Chọn kQ = 5 Theo thực nghiệm sản suất thông thường : QFe =5* Đường kính trụ:  Chuẩn hoá đường kính trụ theo tiêu chuẩn d = 10(cm) Chọn loại thép E330 các lá thép có độ dày 0,5 mm f. Tính toán dây quấn máy biến áp .
Luận văn liên quan