tổng quan về các hệ thống truyển động 1 chiều phần 2

Ch¬¬ng I Ch­¬ng II thiÕt kÕ hÖ thèng xung ¸p cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu Ch­​¬ng II ThiÕt kÕ hÖ thèng xung ¸p cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu I 1 THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRUYỀN ĐỘNG Trong mô hình truyền động ta xé.

Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động ®iƯn mét chiỊu Ngun ngäc t©n t®h3 k49 líp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 10 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 11 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 12 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 13 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 14 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 15 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Chơng II Thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều I.1 THIT K Mễ HèNH TRUYN NG Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 16 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều 90W Bộ băm xung 70W đông Máy phát E Máy phát tốc Iti Rtải Hình 2.1 Mơ hình truyền động Trong mơ hình truyền động ta xét việc băm xung cho động điện chiều kích từ độc lập nam châm vĩnh cửu, KΦ = const Điện áp cấp cho động nguồn chiều U = 24V băm xung Công suất động P = 90W Ta có tốc độ quay trục động n = 1500 vịng/phút Vậy ta có: I  P 90  3.75(A ) U 24 Để tính tốn số liệu tải ta cho động nối cứng trục với máy phát Máy phát nối với tải sinh momen cản tác động trực tiếp lại động Khi nối cứng trục với động ta có tốc độ máy phát tốc độ động : nMF = n = 1500vòng/phút Với tốc độ máy phát sinh suất điện động E = 24V Công suất định mức máy phát P = 72W Vậy IưMF = PMF 72  3(A ) E 24 Để công suất tải đạt định mức 72W ta có giá trị tải Ngun ngọc tân tđh3 k49 17 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện mét chiÒu P 72 MF Rtải = I  32 8() MF Momen cản tác dụng trực tiếp lên trục động là: Mc = KΦIưMF Mà E 24 K    1500 9,55 Vậy Mc = 0,4584 (Nm) Máy phát tốc nối trực tiếp với trục động Máy phát tốc dùng để đo tốc độ động biến tín hiệu tốc độ thành tín hiệu điện áp phản hồi dùng khâu phản hồi tốc độ Khi tốc độ máy phát tốc đạt 1500vịng/phút điện áp đo 12V Ta điều chỉnh điện áp máy phát tốc chiết áp I.2 THIẾT KẾ PHẦN MẠCH LỰC I.2.1 CHỌN VAN CHO +24V MẠCH BĂM XUNG Từ mơ hình truyền động trước T1 T2 D1 D2 ta tính tốn thông số động ÐC IưĐC = 3,75A UĐC = 24V D4 D3 T4 Các van dùng để băm xung T3 0V điện áp IGBT Dòng qua van điện áp đặt lên van với dòng điện điện áp đặt lên động Vậy ta cú th chn ta chọn đơc van theo theo yêu cầu mạch thoả mÃn tho u cầu thơng số kü tht * nguyªn lý ®iỊu khiĨn IGBT Mạch khố chéo việc tạo thi gian cht cho IGBT Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 18 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Hỡnh2.2 Thi gian chết điều khiển IGBT Mạch giúp cho lúc có nhiều IGBT cầu mở Và với mục đích đề phịng trường hợp IGBT chưa khố hồn tồn, IGBT khác nửa cầu mở, thời gian khoá chéo phải lớn thời gian trễ khoá IGBT Bảng khoảng thời gian khố chéo có Mức tín hiệu cao có cách để hở mạch nối với 5V P6 ; SELECT o pe / P5 ; TDT1 P9 ; TDT2 GND GND interlock time tTD /µs 1,3 V Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 19 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều n o pe / GND V n o pe / o / o / pe o / pe V n GND o 2,3 3,3 / pe 4,3 V n X V GND V n V n / pe n V n pe o X n o i nterl ock Bộ dập xung ngắn Bộ dập xung ngắn loại trừ xung đóng cắt cực ngắn linh kiện bán dẫn xung nhiễu cao tần tín hiệu đầu vào điều khiển Bộ điều khiển điện áp cung cấp (VS) Bộ điều khiển cấp điện áp +15V Nếu điện áp rơi xng 13V, lỗi kiểm sốt đầu cho tín hiệu lỗi đưa mức thấp Bộ kiểm soát lỗi ghi nhớ lỗi Bộ ghi nhớ lỗi tác động trường hợp xảy điện áp thấp ngắn mạch IGBT Trường hợp ngắn mạch, tín hiệu lỗi chuyển qua biến áp xung tới ghi nhớ lỗi đầu vào V CE Bộ ghi nhớ lỗi khoá tất xung tới IGBT Bộ ghi nhớ lỗi bị reset khơng cịn lỗi tín hiệu đầu vào đặt mức thấp thời gian đủ 9μs * Biến áp xung Bộ biến áp gồm biến áp xung Một biến áp xung với đường đơi dùng để bật tắt IGBT truyền tín hiệu lỗi phản hồi sơ cấp thứ cấp Biến áp xung thứ hai dùng cho biến đổi chều Bộ biến dổi chiều làm nhiệm vụ cách ly điện áp cấp nguồn cho nửa thứ cấp Các chức phía thứ cấp Nguồn cấp Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 20 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động ®iƯn mét chiỊu Bao gồm chỉnh lưu, tụ điện, điều chỉnh điện áp +15V -7V điện áp mẫu +10V Cực điều khiển IGBT bật điện áp +15V nhờ R on tắt điện áp -7V nhờ Roff Ron Roff nhỏ 3Ω Bộ kiểm soát UCE Bộ kiểm soát UCE điều khiển điện áp colectơ emitơ suốt trạng thái mở UCE giới hạn 10V Bộ kiểm soát hoạt động sau khoảng thời gian trễ t tính từ lúc bắt đầu bật IGBT Bộ kiểm soát tác động V CE vượt giỏ tr mu VCE ref Với van sẵn có thi trờng ta thiết kế dợc mạch công suất lớn ví dụ: van SKHM50GB0630 co thể chịu đợc dòng điện tới 600 I.2.2 MODUL SKHI 22A CỦA HÃNG SEMIKRON Trong mạch điều khiển có sử dụng modul SKHI22A Với đặc tính có sẵn modul SKHI22A đáp ứng yêu cầu tốt cho người sử dụng mạch điều khiển băm xung Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 21 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều H2.3 sơ đồ cấu tạo SKHI SKHI 22A modul điều khiển kép sử dụng rộng rãi cho MOFET IGBT công suất thấp trung bình Mỗi modul SKHI điều khiển cho mt cp IGBT Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 22 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Hỡnh.2.5 Mch iu khiển sử dụng modul SKHI22A SKHI22A dùng lớp cách điện tiêu chuẩn (2500VAC, 2s) lớp cách điện tăng cường (4000VAC, 2s) SKHI22A gắn trực tiếp lên mạch in SKHI22A tích hợp tất phận cần thiết cho điều khiển, cấp nguồn cho IGBT, kiểm soát lỗi cách ly điện áp Đồng thời phận bảo vệ ngắn mạch ngắt modul khỏi nguồn xảy cố Trong trường hợp ngắn mạch điện áp thấp, nhớ lỗi bị tác động phát tín hiệu báo lỗi Bộ điều khiển SKHI22A nối với nguồn +15V sử dụng mức tớn hiu 0/+15V Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 23 lớp c® ... ngọc tân tđh3 k49 22 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Hỡnh .2. 5 Mch iu khin s dng modul SKHI22A SKHI22A dùng lớp cách điện tiêu chuẩn (25 00VAC, 2s) lớp cách điện tăng... tốc đạt 15 00vịng/phút điện áp đo 12 V Ta điều chỉnh điện áp máy phát tốc chiết áp I .2 THIẾT KẾ PHẦN MẠCH LỰC I .2 .1 CHỌN VAN CHO +24 V MẠCH BĂM XUNG Từ mơ hình truyền động trước T1 T2 D1 D2 ta tính... k49 11 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 12 lớp cđ Chơng II thiết kế hệ thống xung áp cho động điện chiều Nguyễn ngọc tân tđh3 k49 13 lớp