Thiết kế nguồn cung cấp điện cho động cơ một chiều kích từ độc lập

ỒÁ Ử UỒ U Í SUẤ Ấ Ừ Giảng viên hướng dẫn :Ths U Á Lớp : Đ6LT – ĐCN Sinh viên thực : Ngơ Ngọc Hà Nguyễn Đình Hoàng Chu Văn Quyền Hà Nội, Ngày 19 Tháng Năm 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ời nói đầu Trong năm gần với việc phát triển ngày mạnh mẽ lĩnh vực khoa học, ứng dụng chúng vào ngành cơng nghiệp nói chung ngành điện tử nói riêng, thiết bị điện tử có cơng suất lớn chế tạo ngày nhiều, đặc biệt ứng dụng kinh tế quốc dân đời sống làm cho yêu cầu hiểu biết thiết kế loại thiết bị cần thiết sinh viên, kỹ sư ngành điện Hiện mạng điện nước ta chủ yếu mạng điện xoay chiều với tần số cơng nghiệp Để cung cấp nguồn điện chiều có giá trị điện áp dòng điện điều chỉnh cho thiết bị điện dùng hệ thống truyền động điện chiều người ta hoàn thiện chỉnh lưu có điều khiển dùng Thiristor (SCR) Trong đề tài chúng em thiết kế nguồn cấp điện cho động điện chiều kích từ độc lập có đảo chiều theo nguyên tắc điều khiển chung Mạch đảm bảo điều chỉnh tốc độ trơn có khâu bảo vệ chống kích từ Bao gồm chương: Chương I : Giới thiệu động điện chiều Chương II: Lựa chọn phương án Chương III: Tính tốn mạch lực Chương IV : Tính tốn mạch điều khiển Chương V: Kiểm chứng mạch thiết kế chương trình Circuti Maker Qua việc thiết kế đồ án giúp chúng em hiểu rõ học mơn Điện tử cơng suất Hiểu ứng dụng thực tế thiết bị công suất đời sống công nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giảng dạy môn Điện tử công suất, đặc biệt thầy Nguyễn Khánh Hưng hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án Sinh viên thực : Ngơ Ngọc Hà Nguyễn Đình Hồng Chu Văn Quyền LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ục lục Trang Chương I : Giới thiệu động điện chiều 1.1 Cấu tạo động điện chiều 1.2 Các thông số ảnh hưởng 1.3 Sơ đồ nguyên l cu động điện chiều 1.4 Phương pháp điều chỉnh tốc độ cho động điện chiều Chương II: Lựa chọn phương án 2.1 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 2.2 Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha điều khiển đối xứng 2.3 Mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng Chương III: Tính tốn mạch lực 3.1 Tính tốn máy biến áp MB 3.2 Tính chọn van bảo vệ van 3.3 Tính tốn cuộn kháng lọc 3.4 Kết luận Chương IV : Tính tốn mạch điều khiển 4.1 Cấu trúc mạch điều khiển 4.2 Sơ đồ mạch điều khiển 4.3 Tính tốn mạch điều khiển Chương V : Kiểm chứng mạch thiết kế chương trình Circuti Maker 5 7 10 11 12 13 13 17 17 19 19 20 22 23 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Á LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động I ìm hiểu động chiều Trong sản xuất đại, máy điện chiều coi loại máy quan trọng Nó dùng làm động điện, máy phát điện hay dùng điều kiện làm việc khác Động điện chiều có đặc tính tốc độ tốt, có nhiều ưu việt so với nhiều loại động khác Khơng có khả điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ rộng Động điện chiều dùng nhiều ngành công nghiệp có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải… 1.1.Cấu tạo động điện chiều Cấu tạo động điện chiều chia thành hai thành phần phần tĩnh (stato) phần quay rơto) 1.1.1Phần tĩnh hay stato Đây phần đứng yên động cơ, bao gồm phận sau: a)Cực từ Cực từ phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép kỹ thuật điện hay thép cácbon dày 0,5mm đến 1mm ép lại tán chặt Trong động nhỏ dùng thép khối Cực từ gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulông Dây kích từ dây đồng bọc cách điện cuộn dây cách điện kỹ thành khối t m sơn cánh điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ dặt cực từ nối tiếp với b)Cực từ phụ Cực từ phụ đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây mà cấu tạo giống dây cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ máy nhờ bulông c)Gông từ Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động nhỏ thường dùng thép dày uốn hàn lại Trong động điện lớn thường dùng thép đúc Có thể dùng gang làm vỏ máy động điện nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động d)Các phận khác - Nắp động : Để bảo vệ động khỏi bị vật rơi vào làm hư hỏng dây hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện Trong động điện nhỏ vừa, nắp động có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp nắp động thường làm gang - Cơ cấu chổi than : Để đưa dòng điện từ phần quay Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lị xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than cố định giá chổi than cách điện với giá Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ Sau điều chỉnh xong dùng vít cố định chặt lại 1.1.2 Phần quay hay rôto Phần quay gồm phận sau: a)Lõi sắt phần ứng Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ Thường dùng thép kỹ thuật điện thép hợp kim silic dày 0.5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm hao tổn dịng điện xốy gây lên Trên thép có dập hình dạng rãnh để sau ép lại đặt dây quấn vào Trong động cỡ trung trở lên người ta dập lỗ thơng gió để ép lại thành lõi sắt tạo lỗ thơng gió dọc trục Trong động điện cỡ lớn lõi sắt chia thành đoạn nhỏ Giữa đoạn có để khe hở gọi khe thơng gió ngang trục Khi động làm việc, gió thổi qua khe làm nguội dây quấn lõi sắt Trong động điện cỡ nhỏ, lõi sắt phần ứng ép chặt trực tiếp vào trục Trong động điện cỡ lớn, trục lõi sắt có đặt gia rơto Dùng giá rơto tiết kiệm thép kỹ thuật điện giảm nhẹ trọng lượng rôto b)Dây quấn phần ứng Dây quấn phần ứng phần sinh suất điện động có dịng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong dộng điện nhỏ cơng suất vài kilơốt thường dùng dây tiết diện tròn Trong động điện vừa lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn cách điện cận thận với rãnh lõi thép Để tránh quay bị văng so sức li tâm, miệng rãnh có dùng nêm để chèn chặt phải đai chặt dây quấn Nêm tre, gỗ hay bakêit c)Cổ góp Cổ góp n cịn gọi vành góp hay vành đổi chiều dùng để đổi chiều dòng diện xoay chiều thành chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có nhận cách điện với lớp mica dày 0,4mm đến 1,2mm hợp thành LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động trụ tròn Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp chữ V ép chặt lại Giữa vành góp có cao để hàn đầu dây phần tử dây quấn vào phiến góp dễ dàng d)Các phận khác - Cánh quạt : Dùng để quạt gió làm nguội động Động điện chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu lắp động có lỗ thơng gió Cánh quạt lắp động cơ, động quay, cánh quạt hút gió từ ngồi vào động Gió qua vành góp, cưc từ, lõi sắt dây qua quạt gió ngồi làm nguội động -Trục động : đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục động thường làm thép cácbon tốt 1.2 Các thơng số ảnh hưởng Phương trình đặc tính điện : Phương trình đặc tính : = (1.2) ( ) (1.3) Từ phương trình đăc tính ta thấy có thơng số ảnh hươnngr tới đặc tính - nh hưởng điện trở phần ứng : Để thay đổi điên trở phần ứng ta nối tiếp thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng lớn động giảm, đồng thời dịng điện ngắn mạch mômen ngắn mạch giảm - nh hưởng điện áp phần ứng : Khi giảm điện áp mơmen ngắn mạch giảm, dịng điện ngắn mạch giảm tốc độ động giảm ứng với phụ tải định - nh hưởng từ thông : Thay đổi từ thông cách thay đổi dịng động Khi giảm từ thơng vận tốc động tăng 1.3 Sơ đồ nguyên l động chiều kích từ độc lập Khi nguồn điện chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào hai nguồn chiều độc lập với nhau, lúc động gọi động kích từ độc lập LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Cơng Nghệ Tự Động (Hình 1.1 Động điện chiều) Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn , dây kích từ sinh từ thông Trong tất trường hợp, mở máy phải đảm bảo có tức phải giám điện trở mạch kích từ đến nhỏ Cũng cần đảm bảo khơng xảy đứt mạch kích thích , M 0, động khơng quay được, theo biểu thức U = + dịng điện lớn làm cháy động Nếu mômen động điện sinh lớn mômen cản ( M ) rôto bắt đầu quay suất điện động tăng lên tỉ lệ vói tốc độ quay n Do xuất tăng lên dòng điên giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm Tăng dần cách tăng giảm điên trở mạch điện phần ứng máy đạt tốc độ định mức Trong quấ trình tăng cần không để lớn so với để không xảy cháy động 1.4 Phương pháp điều chỉnh tốc độ cho động điện chiều Từ biểu thức : ω= R R Uu - u 2f M K ( K ) (1.4) ta thấy việc điều chỉnh tốc độ động điện chiều thực cách thay đổi đại lượng Φ, Rư, U 1.4.1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phần ứng Ứng với giá trị Rf có đặc tính khác Rf = đặc tính tự nhiên Ta thấy Rf lớn đặc tính có độ dốc cao nghĩa tốc độ thay đổi nhiều tải thay đổi Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ vùng tốc độ quay định mức kèm theo tổn hao lượng điện trở phụ, làm giảm hiệu suất động điện Vì phương pháp áp dụng động có cơng suất nhỏ 1.4.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động Điều chỉnh từ thơng kích thích động điện chiều điều chỉnh mômen điện từ động M = K.Φ sức điện động quay động Eư = K.Φ.ω Mạch kích từ động mạch phi tuyến nên hệ điều chỉnh từ thông hệ phi tuyến: ik = ek d + ωk rb  rk dt (1.5) : rk – điện trở dây quấn kích thích rb – điện trở nguồn điện áp kích thích ωk – số vịng dây dây quấn kích thích Thường điều chỉnh điện áp phần ứng giữ nguyên giá trị định mức, đặc tính thấp vùng điều chỉnh từ thơng đặc tính có điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức gọi đặc tính Vì βΦ = ( K ) nên độ cứng đặc tính giảm nhanh ta giảm Ru từ thông để tăng tốc độ cho động 1.4.3 Điều chỉnh tốc độ thay đổi điện áp phần ứng Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động ta họ đặc tính song song với đặc tính tự nhiên Ta thấy thay đổi điện áp giảm áp mơmen ngắn mạch, dịng điện ngắn mạch giảm tốc độ động giảm ứng với phụ tải định Do phương pháp dùng để điều chỉnh tốc độ động hạn chế dòng điện khởi động hương ác phương án điều khiển Nguồn điện chiều cấp cho động điện chiều lấy từ nhiều cách khác Lấy trực tiếp từ máy phát điện chiều dùng biến đổi chiều Trong thực tế, biền đổi chiều dễ dàng thiết kế nhờ mạch chỉnh lưu sử dụng van bán dẫn Hơn nữa, mạch chỉnh lưu sử dụng van điều khiển cịn dễ dàng điều khiển dược theo yêu cầu loại tải Do ưu điểm đó, ta thiết kế nguồn chiều thơng qua mạch chỉnh lưu điện áp xoay chiều lấy từ lưới điện Dưới số mạch chỉnh lưu hay sử dụng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động 2.1 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng - Các van dẫn theo cặp ( , - Góc mở van , góc dẫn van – : , dẫn – α + θ: , dẫn, , khóa ) ( , ) Hình 2.1 Sơ đồ đồ thị dạng xung mạch Công thức : = √ = = = 1,23 =√ = 1,1  Nhận xét : Chỉnh lưu cầu pha sử dụng rộng rãi thưc tế, với cấp điện áp tải lớn 10V Dịng tải lên tới 100 Ưu điểm khơng thiết phải có biến áp nguồn Tuy nhiên số lượng van gấp đơi hình tia nên sụt áp mạch van gấp đơi Do khơng phù hợp với tải cần có dịng lớn điện áp nhỏ 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động b Sơ đồ cấu trúc điều khiển dọc : ĐB Đ SS+TX KĐX (Hình 4.2 Cấu trúc mạch điều khiển dọc Trong : 1- Khâu đồng – Khâu tạo – Khâu tạo xung so sánh – Khâu khuyếch đại xung 5– Khâu tạo 4.1.2 Các nguên tắc điều khiển hệ thống Như nêu sơ đồ cấu trúc trên, có hai nguyên tắc điều khiển sau : a)Nguyên tắc điều khiển ngang Khâu đồng thường táo điện áp hính sin có góc lệch pha cố định so với điện áp lực Khâu dịch pha có nhiệm vụ thay đổi góc pha điện áp theo tác động điện áp điều khiển Xung điều khiển tạo khâu tạo xung TX vàothời điểm điện áp dịch pha qua điểm O Xung nhờ khâu khuyếch đại xung KĐX) tăng đủ công suất gửi tới cực điều khiển van Như góc hay thời điểm phát xung mở van thay đổi nhờ tác động làm điện áp di chuyển theo chiều ngang trục theo chiều ngang trục thời gian b)Nguyên tắc điều khiển dọc khâu đồng thường tạo hình sin có góc lệch pha cố định so với điện áp lực Khâu tạo tạo điện áp tựa có dạng cố định theo chu kỳ nhịp đồng Khâu so sánh xác định điểm cân hai điện áp để phất động khâu tạo xung TX Như nguyên tắc thời điểm phát xung mở van hay góc điều khiển thay đổi trị số Theo đồ thị di chuyển dọc trục c)Chức điều khiển - Phát xung điều khiển đến van lực theo pha góc điều khiển cần thiết 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động - Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc + tương ứng với điện áp tải mạch lưc - Cho phép chỉnh lưu làm việc bình thường với chế độ khác tải yêu cầu như, chế độ khởi động, chế độ nghịch lưu, chế độ dòng điện liên tục - Có độ đối xứng xung điều khiển tốt, khơng vượt điện tức góc điều khiển với van không lệch giá trị cho phép - Đảm bảo mạch hoạt động ổn định tin cậy lưới điện xoay chiều dao động giá trị điện áp tần số - Có khả chống nhiễu công nghiệp tốt - Độ tác động mạch điều khiển nhanh, 1ms - Thực yêu cầu bảo vệ chỉnh lưu từ khóa điều khiển cần nên ngắt xung điều khiển cố , thơng báo tượng khơng bình thường lưới điện thân chỉnh lưu - Đảm bảo xung điều khiển phát tới van lực để mở van, phải thỏa mãn yêu cầu : + Đủ cơng suất + Có sườn xung đối xứng để mở van xác vào thời điểm quy định, thường tốc độ tăng áp điều khiển phải đạt 10 ⁄ tốc độ tăng điều khiển + Độ rộng xung điều khiển đủ cho dòng qua van kịp vượt trị số dịng điện trì để ngắt van giữ trạng thái dẫn + Có dạng phù hợp với sơ đồ chỉnh lưu tính chất tải 4.2 Sơ đồ mạch điều khiển Sơ đồ Hình 4.3 Sơ đồ mạch điều khiển 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Cơng Nghệ Tự Động 4.2.1Ngun l hoạt động Tín hiệu xoay chiều sau qua biến áp nguồn chỉnh lưu điốt Điện sau chỉnh lưu so sánh với điện áp chu n để tạo tín hiệu đồng trùng với thời điểm điện áp qua điểm Khi tín hiệu đồng âm tụ C nạp ngược lại tín hiệu đồng dương tụ C phóng Như đầu Ic đưa tín hiệu cưa Tín hiệu so sánh với tín hiệu điều khiển lấy từ khâu phản hồi tốc độ khuyếch đại thuật toán gồm Ic Bộ Ic mạch đa hài tạo dao động xung chùm có tần số cao với mục đích giảm kích thước máy biến áp xung Tín hiệu cao tần trộn với tín hiệu so sánh tiếp tục kết hợp với tín hiệu phân phối nhằm tạo tín hiệu cho Thyritor riêng biệt Những tín hiệu khuyếch đại thông qua biến áp xung đưa trực tiếp lên cực G điều khiển SCR Do yêu cầu đề dùng sơ đồ cầu ba pha nên cần thiết có kênh tương tự cho pha , B, C 4.3Tính tốn mạch điều khiển 4.3.1 Tính tốn khâu đồng pha a.Sơ đồ : VCC Uv T1 1K Ur R1 D1 U1A + - 741 Uv -VCC D2 R2 R3 VCC 1K 10K (Hình 4.4 Khâu tạo mạch đồng pha b.Nguyên l hoạt động Điện áp xoay chiều 220V đưa qua mạch chỉnh lưu hình tia pha hai nửa chu kỳ 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động Nửa chu kỳ đầu dẫn,nửa chu kỳ sau dẫn Ta điện áp U đưa qua vào chân không đảo điện áp chu n điều chỉnh đưa vào chân đảo Nếu –(E – 2) V Nếu (E – 2) V Điện áp dạng xung chữ nhật c.Tính tốn Vì f = 50hz T= = 0,02s = 20ms Do nửa chu kỳ ta phải tạo điện áp cưa cho: t= + = 0,01s thời gian phóng tụ : thời gian nạp tụ Trong thực tế tính tốn giải điều kiện lớn từ : Trong đồ án ta chọn = 0,001s = 0,1ms, Với 9ms ta phải chọn cho : = ( = 0,009s = 9ms ) = 15sin(2 f ) = 2,35V Vậy = 2,35V kΩ Ta có : - Chọn = = ( ) 5,38kΩ 4.3.2 Khâu tạo điện áp cưa a)Sơ đồ nguyên l hoạt động Sơ đồ : R5 100K VCC D4 9,1V C1 0.22uF Uv -VCC R4 4.7K Ur 741 + U2A - D3 4007 VCC 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động (Hình 4.5 Khâu tạo điện áp cưa) -Nguyên l hoạt động : +Khi dẫn ,điện áp chân đảo âm nên = ( ) ( )của O bão hòa dương Chọn để bỏ qua giai đoạn Dòng qua tụ dòng dòng vào cửa đảo O không đáng kể Điện áp điện áp tụ C : = = ∫ dt = ∫ dt = t Như điện áp tụ C tăng trưởng tuyến tính điện áp đạt tụ rị ngưỡng dẫn giữ điện áp mức , khơng có Dz điện áp tăng lên +Khi D3 khóa, =0 dòng qua tụ C dòng di qua R5 dòng điện ngược chiều với dòng qua tụ C tức tụ C phóng điện = = - ∫ dt = b)Tính tốn chọn C = 0,22 chọn biên độ điện áp cưa 9,1V chọn điện khơng ta chọn theo : = Thay số ta có - =0 = - t có Để tụ phóng = 67,4kΩ Chọn gồm loại biến trở VR 100K Trong thòi gian điện áp tụ phải vượt qua giá trị điện áp ổn áp, nên ta có : 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS ( Khoa Công Nghệ Tự Động - ) 5,52kΩ Chọn R4 4,7kΩ O IC741 4.3.3 Khâu so sánh -VCC Uv Ur R15 + 741 1K - U4A VCC Udk (Hình 4.6 Khâu so sánh) Điện áp cưa đưa vào cửa đảo OA2 Điện áp điều khiển đưa vào cửa không đảo O Kết đầu khuyếchs đại thuật tốn O có dãy xung liên tiếp Tính tốn Chọn R5 10kΩ, O IC741và R6 10kΩ 4.3.5Khâu phát xung chùm Sơ đồ mạch: R11 4.7K -VCC - + C3 104 U5A Ur R14 741 1K VCC R13 R12 4.7K 4.7K 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động (Hình 4.7 Khâu phát xung chùm) a)Nguyên l hoạt động Tại thời điểm mà điện áp tụ = = = = =0 Ta tiến hành nạp cho tụ C3 điện áp Khi = , suy = , tụ C nạp theo chiều ngược lại so với chiều mà ta nạp cho tụ C3 lúc ban đầu.Khi = Do C3 phóng điện qua âm nguồn điện áp mức âm bão hịa Q trình lặp lại làm đầu cảu O có xung điện áp dạng hình chữ nhật với tần số tùy thuộc vào giá trị b)Tính tốn thơng số khâu Chu kỳ xung chùm xác định theo công thức : ( T= Chọn T = Chọn C = 0,01 ) = = 4,54kΩ = Chọn 4.3.6 Cổng AND 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động Hình 4.8 Cổng ND Cổng ND nên ta chọn IC 408 IC có cổng ND gồm thông số : Nguồn nuôi IC : =3 ta chọn = 15V Nhiệt độ làm việc : C C Điện áp với mức logic : 4,5V Dịng điện : I 1mA ⁄ cổng Cơng suất tiêu thụ : P 2,5 4.3.7 Khâu khuyếch đại xung biến áp xung VCC R22 1K D11 4007 T2 G Uv D9 4007 R18 1K D13 4007 Q1 C2383 Q3 H1061 R20 1K (Hình 4.9 Khuyếch đại xung biến áp xung * Với SCR loại LS431050 với thông số : 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động = 3V = 200mA a)Tính tốn khuyếch đại xung Biến áp xung tỉ số biến đổi : =1 Điện áp thứ cấp biến áp xung : = + 0,6 = 3,6V Điện áp sơ cấp biến áp xung : = m = 1.3,6 = 3.6V Dòng điện quận sơ cấp biến áp xung : = = 0,2A Dịng điện dòng điện vào cực C Điện áp rơi : =E= 15 – 3,6 = 11.4V = 57Ω = Chọn = 60 Căn vào TZT Dòng vào cực = ta chọn TZT = 80V = 4A = 100 dòng chạy qua = = với thông số sau : = 0,04A Vậy ta chọn TZT C2383 có thơng số sau = 60V = 0.5A = 100 Dòng điện vào cực TZT : = = = = 0,005A = 5mA Ta có R22 điện trở định thiên cho Q3, chọn R22 1kΩ Chọn D9, D11, D13 loại D4007 R20 điện trở hạn dòng cho Q1, chọn R20 1kΩ b)Tính tốn biến áp Biến áp xung để truyền tín hiệu điều khiển có đặc điểm sau : - Tạo biên độ xung theo yêu cầu 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động - Dễ thay đổi cực tính xung - Cách ly điện tín hiệu điều khiển mạch lực Chọn tỉ số biến áp xung n 1,2 Chọn vật liệu sắt từ 330, lõi sắt có dạng hình chữ E làm việc đặc tính từ hóa = 0,7Tesla = 50 ⁄ Từ th m lõi sắt từ = = = 1,4 Vì mạch từ có khe hở nên tín từ th m trung bình Ta chọn chiều dài trung bình đường sức từ l 0,1m, khe hở = m = = 5,8 Thể tích lõi sắt từ V= Trong Tx độ rộng xung, chọn Tx = 600 S mức độ sụt biên độ xung, S 0,15 dòng điện áp thứ cấp quy đổi sang sơ cấp , = 0,5 = 0,5.200 = 100mA = 0,1 (A) = 4,8 ( =4,81 V= Chọn loại biến áp xung tích V= 9,22 ( Số vòng sơ cấp biến áp xung : = = ) ) = 140 (vòng) Số vòng dây thứ cấp biến áp xung : = 4.3.8Khâu tạo nguồn ni Dịng điện đầu : = Tụ = = 1000uF Tụ = = 2200uF Ta cần tạo nguồn điện áp điều chỉnh dòng điện = 86 (vòng) để cấp cho máy biến áp xung nuôi IC, 29 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động D17 BA D19 7815 IN OUT 4007 4007 4007 C4 1000uF A VCC Mass D21 C6 2200uF 380V B C D18 D20 D22 C5 1000uF C7 2200uF 4007 4007 4007 Mass IN OUT 7915 -VCC Hình 4.10 Khâu tạo nguồn nuôi Mạch chỉnh lưu cầu dùng điốt, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi : = = 26.7 (V) Chọn = 30 (V) Để ổn định điện áp nguồn nuôi, ta dùng IC ổn áp 7815 7915 vi mạch ổn áp cho điện áp ( ) Các thông số IC : Điện áp đầu vào : Điện áp đầu : = 35 (V) 15V với IC7815 = - 15V với IC7915 4.3.9Khâu phản hồi tốc độ Khi thiết kế hệ điều chỉnh tự động truyền động cần phải đảm bảo hệ thực tất yếu cầu đặt u cầu cơng nghệ tiêu chất lượng yêu cầu kinh tế Độ ổn định độ xác điều chỉnh hai tiêu quan trọng bậc hệ thống tự động Độ xác đánh giá cao sở phân tích sai lệch điều chỉnh, sai lệch phụ thuộc nhiều yếu tố Sự biến thiên tín hiệu đặt gây sai lệch tránh trình q độ gây sai lệch q trình xác lập Trên sở phân tích sai lệch điều chỉnh ta chọn điều chỉnh, mạch bù thích hợp để nâng cao độ xác hệ thống Để đạt tiêu công nghệ điều khiển tự động điều chỉnh hệ thống truyền động động chiều ta sử dụng mạch vòng điều chỉnh, tổng hợp mạch vòng tốc độ 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động Hệ thống điều chỉnh tốc dộ hệ thống mà địa lượng điều chỉnh tốc độ góc động điện, hệ thường sủ dụng thực tế kỹ thuật Hệ thống điều chỉnh tốc độ hình thành từ hệ thống điều chỉnh dịng điện hương mạch điều khiển Chương trình mơ kác để mơ mạch điều khiển , Tina, Circuit Maker…do chúng em chọn chương trình mơ Circuit Maker, có u điểm riêng nên em chọn Điều khiển pha mạch lực Sơ đồ mơ Hình 5.1 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động Đồ thị khâu sau mô V1 V2 V3 V4 V5 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động V6 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồ án ĐTCS Khoa Công Nghệ Tự Động i li u th m kh o Phạm Quốc Hải – Dương Văn Nghi Phân tích giải mạch DTCS – NXB KHKT – Năm 2002 Võ Minh Chính – Phạm Quốc Hải – Trần Trọng Minh Điện tử công suất – NXB KHKT – Năm 2004 Lê Văn Doanh tác giả Điện tử công suất – NXB KHKT – Năm 2001 Bùi Quóc Khánh – Nguyễn Thị Hiền Truyền động điện – NXB KHKT –Năm 2004 Vũ Gia Hanh tác giả Máy điện 1,2 – NXB KHKT – Năm 2003 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... bị điện dùng hệ thống truyền động điện chiều người ta hoàn thiện chỉnh lưu có điều khiển dùng Thiristor (SCR) Trong đề tài chúng em thiết kế nguồn cấp điện cho động điện chiều kích từ độc lập. .. đổi từ thông cách thay đổi dịng động Khi giảm từ thơng vận tốc động tăng 1.3 Sơ đồ nguyên l động chiều kích từ độc lập Khi nguồn điện chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích. .. cần thiết sinh viên, kỹ sư ngành điện Hiện mạng điện nước ta chủ yếu mạng điện xoay chiều với tần số cơng nghiệp Để cung cấp nguồn điện chiều có giá trị điện áp dòng điện điều chỉnh cho thiết