Đang tải... (xem toàn văn)
Truyền động điện được dùng để dẫn động các bộ phận làm việc của các máy sản xuất khác. Thường phải điều chỉnh tốc độ chuyển động của các bộ phận làm việc. Vì vậy điều chỉnh tốc độ động cơ điện là biến đổi tốc độ một cách chủ động, theo yêu cầu đặt ra cho các qui luật chuyển động của bộ phận làm việc mà không phụ thuộc mômen phụ tải trên trục động cơ.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TÀU BIỂN BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI Thiết kế điều khiển cho chỉnh lưu có đảo chiều cung cấp cho động điện chiều Yêu cầu công nghệ Thông số thiết kế _Giới thiệu công nghệ Điện áp nguồn: Udm = 380 VAC, f=50 Hz _Tính tốn mạch cơng suất Động cơ: 30kW, 440VDC, 3000v/ph _Thiết kế mạch điều khiển Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên Mã sinh viên : Lớp Hải Phịng, năm 2017 Mục lục Lời nói đầu Chương I: Tổng quan động điện chiều phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 1.1 Tổng quan động điện chiều 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Sơ đồ nguyên lí 1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 1.3 Các phương pháp chỉnh lưu Chương II : Tính tốn chọn mạch cơng suất 2.1 Phân tích sơ đồ chỉnh lưu 2.1.1 Hệ thống chỉnh lưu pha hình tia có đảo chiều 2.1.2 Hệ thống chỉnh lưu pha hình tia có đảo chiều 2.1.3 Hệ thống chỉnh lưu pha hình cầu có đảo chiều 2.1.4 Chọn mạch phù hợp 2.2 Thiết kế tính tốn mạch động lực 2.3 Tính tốn phần tử bảo vệ 2.3.1 Sơ đồ mạch động lực có thiết bị bảo vệ 2.3.2 Bảo vệ nhiệt độ cho van bán dẫn 2.3.3 Bảo vệ dòng van 2.3.4 Bảo vệ điện áp cho van 2.4 Chọn thiết bị phụ trợ -Máy biến áp Chương III: Tính tốn thiết kế mạch điều khiển 3.1 Sơ đồ khối mạch điều khiển 3.2 Tính tốn thong số mạch điều khiển 3.2.1 Nguyên lí hoạt động mạch điều khiển 3.2.2 Tính tốn khâu mạch điều khiển Kết Luận Tài liệu tham khảo Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Chương 1: Tổng quan động điện chiều phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 1.1 Tổng quan động điện chiều 1.1.1 Phân loại Động điện chiều chia làm nhiều loại theo bố trí cuộn kích từ : Động điện chiều kích từ độc lập Động điện chiều kích từ song song Động điện chiều kích từ nối tiếp Động điện chiều kích từ hỗn hợp 1.1.2 Sơ đồ nguyên lý 1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều Truyền động điện dùng để dẫn động phận làm việc máy sản xuất khác Thường phải điều chỉnh tốc độ chuyển động phận làm việc Vì điều chỉnh tốc độ động điện biến đổi tốc độ cách chủ động, theo yêu cầu đặt cho qui luật chuyển động phận làm việc mà không phụ thuộc mômen phụ tải trục động Xét riêng phương diện tốc độ động điện chiều có nhiều ưu điểm với loại động khác, khơng điều chỉnh tốc độ dễ dàng, đa dạng phương pháp điều chỉnh, cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản Đồng thời đạt chất lượng điều chỉnh cao, dải điều chỉnh rộng Thực tế có phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều điện áp: +Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động +Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động Vì cần phải có biến đổi phù hợp để cung cấp mạch điện phần ứng mạch kích từ động Cho đến thường sử dụng biếnđổi dựa nguyên tắc truyền động sau : +Hệ truyền động máy phát – động (F – Đ) +Hệ truyền động chỉnh lưu tiristor – động (T – Đ) ► Hệ truyền động chỉnh lưu – động (T-Đ) Thường sử dụng chỉnh lưu có điều khiển thyristor Tốc độ động thay đổi cách thay đổi điện áp chỉnh lưu cấp cho phần ứng động cơ, để thay đổi điện áp chỉnh lưu ta cần sử dụng mạch điều khiển, thay đổi thời điểm thông van thyristor + Ưu điểm hệ tác động nhanh, không gây ồn dễ tự động hoá Do van bán dẫn có hệ số khuếch đại cơng suất cao, điều thuận lợi cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh nhiều vòng, để nâng cao chất lượng đặc tính tĩnh đặc tính hệ thống + Nhược điểm hệ van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng chỉnh lưu điện áp có biên độ đập mạch gây tổn hao phụ máy điện Hệ số công suất cosϕ hệ thống nói chung thấp Tính dẫn điện chiều van buộc ta phải sử dụng biến đổi để cấp điện cho động có đảo chiều quay 1.3 Các phương pháp chỉnh lưu - Các chỉnh lưu đảo chiều dùng cho động điện chiều cần quay theo hai chiều với chế độ làm việc góc điều chỉnh - Tùy theo yêu cầu chất lượng điều chỉnh mà sử dụng sơ đồ sau - Các chỉnh lưu đảo chiều dùng cho động điện chiều cần quay theo hai chiều với chế độ làm việc góc điều chỉnh - Tùy theo yêu cầu chất lượng điều chỉnh mà sử dụng sơ đồ sau 1) Dùng phương pháp đảo chiều đảo dấu điện áp đặt vào phần ứng động nhờ mạch chỉnh lưu Kt 2) Dùng phương pháp đảo chiều kích từ Kt 3) Đảo chiều phần ứng động công tắc tơ T N Kt T N T N 4) Đảo chiều kích từ cơng tắc tơ T N T N T N Nhận xét: - Hai sơ đồ 3, áp dụng cho hệ thống khơng địi hỏi cao chất lượng đảo chiều, thông dụng đáp ứng yêu cầu chất lượng sơ đồ hình - Để đấu mạch với cấp tải có kiểu : kiểu đáu chéo số đấu song song ngược - Có phương pháp điều khiển đảm bảo mạch hoạt động bình thường phương pháp điều khiển chung phương pháp điều khiển riêng Phương pháp điều khiển chung - Lúc mạch chỉnh lưu phát xung điều khiển, a b c V1 V4 V3 V6 I V5 V2 UdI UdII V 1' V 3' V 5' V 6' V 4' II V 2' a II I UdI L cb UdII L cb khác chế độ nhau: mặt chế độ chỉnh lưu ( xác định dấu điện áp chiều tải chiều quay cần có ) mạch chế độ nghịch lưu ( trình chuyển lượng điện áp từ phía dịng chiều sang dịng xoay chiều ) Vì hai mạch dấu cho tải nên giá trị trung bình chúng phải gần nhau: Ut = Ud1= - Ud2 - Nếu dịng điện liên tục ta có: Ud1=Ud0 cos1 Ud2=Ud0 cos2 Ud0 cos1= - Ud0 cos2 Hay cos1 + cos2= 1 + 2=1800 Biểu thức luật phối hợp điều khiển phương pháp - Tuy nhiên luật đảm bảo cân giá trị chiều, giá trị tức thời điện áp chỉnh lưu hai mạch khác Ud1 Ud2 Sự chênh lệch điện áp chúng làm xuất dòng điện quẩn hai mạch van mà không qua tải - Để hạn chế dòng điện cần phải dùng thêm cuộn kháng L cb mắc nối mạch chỉnh lưu với tải Như làm tăng công suất đặt giá thành hệ thống Tuy nhiên phương pháp điều khiển cho phép điều chỉnh nhanh tối đa * Phương pháp điều khiển riêng FX1 U1 i1L iLd LOG i2L U2 FX2 & i1L i2L iLd b1 1 & b1 & b2 & b2 - Khi điều khiển riêng hai biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, thời điểm phát xung điều khiển vào biến đổi biến đổi biến đổi bị khóa chưa có xung điều khiển Hệ có hai biến đổi BĐ1 BĐ2 với mạch phát xung điều khiển tương ứng FX1 FX2 Trật tự hoạt động phát xung quy định tín hiệu lơgic b1 b2 Q trình hãm đảo chiều mơ tả đồ thị thời gian Trong khoảng thời gian từ -> t BĐ1 làm việc chế độ chỉnh lưu 1 /2 cho dịng điện phần ứng khơng vượt q giá trị cho phép động hãm tái sinh Nếu nhịp điệu giảm 2 phù hợp với quán tính hệ trì dịng điện hãm dịng điện khởi động ngược khơng đổi, điều thực mạch vòng điều chỉnh tự động dòng điện hệ thống sơ đồ khối lơgic LOG, iLĐ , iL1 , iL2 tín hiệu lơgic đầu vào b1, b2 tín hiệu đầu để khóa phát xung điều khiển iLĐ = phá xung điều khiển mở BĐ1 iL§ = phát xung dk mở BĐ2 i1L (i2L) = có dịng điện chảy qua BĐ1 BĐ2 b1(b2) = khóa phát xung FX1 FX2 Từ mạch logic ta có : Nhận xét: Hệ truyền động van đảo chiều điều khiển riêng có ưu điểm làm việc an tồn, khơng có dòng điện cân chảy biến đổi không cần thiết kế cuộn kháng cân bằng, song cần khoảng thời gian trễ dịng điện động không Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng biến đổi làm việc độc lập, thời điểm có BĐ làm việc cịn BĐ phải chắn khóa ( có nghĩa dòng điện qua BĐ phải “0”) Ta dùng sensor dịng điện để nhận biết có dịng điện chạy qua BĐ hay khơng ... lượng điều chỉnh cao, dải điều chỉnh rộng Thực tế có phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều điện áp: +Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động +Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động. .. chỉnh lưu tiristor – động (T – Đ) ► Hệ truyền động chỉnh lưu – động (T-Đ) Thường sử dụng chỉnh lưu có điều khiển thyristor Tốc độ động thay đổi cách thay đổi điện áp chỉnh lưu cấp cho phần ứng động. .. pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 1.1 Tổng quan động điện chiều 1.1.1 Phân loại Động điện chiều chia làm nhiều loại theo bố trí cuộn kích từ : Động điện chiều kích từ độc lập Động điện chiều