Thiết kế bộ điều áp xoay chiều ba pha điều khiểnnhiệt độ lò điện trở

lOMoARcPSD|17160101 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN & TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO ĐỒ ÁN MƠN HỌC ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Đề tài: Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha điều khiển nhiệt độ lò điện trở Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Điệp Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Mã sinh viên: 18810430168 Lớp: D13TDH&DKTBCN2 Hà Nội, 2021 lOMoARcPSD|17160101 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha điều khiển nhiệt độ lò điện trở Yêu cầu đề tài: Nhiệt độ lò từ 400˚C đến 500˚C Nguồn xoay chiều pha 3x380V; tần số 50Hz Họ tên Ngô Đắc Nguyện Trần Ngọc Thịnh Vũ Thị Thanh Thư Lê Thanh Thuận Mã sinh viên 1881043013 1881043002 1881043016 1881043007 Lớp D13TDH&DKTBCN2 D13TDH&DKTBCN2 D13TDH&DKTBCN2 D13TDH&DKTBCN2 Yêu cầu riêng Công suất 6kW; hiệu suất 0,85 Công suất 7kW; hiệu suất 0,9 Công suất 8kW; hiệu suất 0,95 Công suất 9kW; hiệu suất 0,9 lOMoARcPSD|17160101 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ VÀ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 1.1 Tổng quan lò điện trở 1.1.1 Giới thiệu chung lò điện 1.1.2 Giới thiệu chung lò điện trở 1.1.3 Cấu tạo lò điện trở 1.2 Giới thiệu chung điều áp xoay chiều 1.2.1 Các đặc điểm chung điều áp xoay chiều 1.2.2 Van điều khiển thyristor 10 1.2.3 Phân tích chọn sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha 15 Chương 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH LỰC .25 2.1 Thiết kế mạch lực 25 2.2 Tính chọn van mạch lực (Van thyristor) 26 2.3 Tính chọn phần tử bảo vệ van 27 2.3.1 Bảo vệ dòng .28 2.3.2 Bảo vệ áp 29 Chương 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 30 3.1 Yêu cầu chung mạch điều khiển 30 3.2 Cấu trúc mạch điều khiển .30 3.2.1 Khâu đồng pha 32 3.2.2 Khâu tạo điện áp cưa .32 3.2.3 Khâu so sánh 33 3.2.4 Khâu tạo xung 34 3.2.5 Khâu khuếch đại biến áp xung 35 3.2.6 Khâu tạo điện áp điều khiển 37 Chương 4: MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 39 4.1 Sơ đồ mạch lực mạch điều khiển .39 4.2 Mô kiểm chứng mạch điều khiển trường hợp 41 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 lOMoARcPSD|17160101 Danh sách bảng, hình Bảng 2.1 Các thơng số kỹ thuật van thyristor T10-12 Nga .27 Bảng 3.1 Bảng thông số thiết bị khâu đồng pha 32 Bảng 3.2 Bảng thông số thiết bị khâu tạo điện áp cưa 33 Bảng 3.3 Bảng thông số thiết bị khâu tạo dao động 34 Bảng 3.4 Bảng thông số thiết bị khâu khuếch đại biến áp xung 37 Y Hình 1.1 Hình ảnh lị điện trở dạng lị giếng Hình 1.2 Cấu trúc bán dẫn ký hiệu thyristor 10 Hình 1.3 Đặc tính volt-ampere thyristor 10 Hình 1.4 Hiệu ứng dU/dt tác dụng dòng điều khiển 14 Hình 1.5 Sơ đồ đấu có trung tính .15 Hình 1.6 Sơ đồ tải đấu tam giác 16 Hình 1.7 Sơ đồ đấu khơng trung tính 17 Hình 1.8 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp < α < 60˚ 19 Hình 1.9 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp 60˚ < α < 90˚ 21 Hình 1.10 Đồ thị điện áp tải, với trường hợp 90˚ < α < 150˚ .22 Hình 2.1 Sơ đồ mạch lực có phần tử bảo vệ dòng áp .25 Hình 2.2 Mạch bảo vệ q dịng La 28 Hình 2.3 Mạch RC bảo vệ điện áp thyristor .29 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc nguyên tắc điều khiển dọc .30 Hình 3.2 Sơ đồ mạch khâu đồng pha .32 Hình 3.3 Sơ đồ khâu tạo điện áp cưa .32 Hình 3.4 Sơ đồ khâu so sánh 33 Hình 3.5 Sơ đồ mạch tạo dao động dùng IC logic 34 Hình 3.6 Sơ đồ khâu tạo xung chùm 35 Hình 3.7 Sơ đồ khuếch đại xung ghép biến áp xung dạng xung chùm 35 Hình 4.1.Sơ đồ mạch lực 39 Hình 4.2.Sơ đồ mạch điều khiển 40 Hình 4.3 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 1,43 (~45) 41 Hình 4.4 Đồ thị điện áp tải pha 42 Hình 4.5 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 2,22V () 43 Hình 4.6 Đồ thị điện áp tải pha 44 Hình 4.7 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 3,2V () 45 Hình 4.8 Đồ thị điện áp tải pha 46 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với việc phát triển mạnh mẽ ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghiệp, đặc biệt công nghiệp điện tử thiết bị điện tử có công suất lớn chế tạo ngày nhiều Đặc biệt ứng dụng vào đời sống hàng ngày phát triển mạnh mẽ Với chủ trương cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước, nhà máy, xí nghiệp cần phải nâng cao suất cách đưa công nghệ điều khiển tự động vào sản xuất Do cần phải có thiết bị máy móc an tồn, xác Để làm điều này, nhà nước ta cần có đội ngũ thiết kế đủ lực Sinh viên ngành Tự động hóa tương lai phần số đó, cần phải trang bị cho tảng kiến thức thật vững Chính vậy, đồ án mơn học Điện tử cơng suất điều kiện cho sinh viên tự tìm hiểu, nghiên cứu kiến thức điện tử công suất Mặc dù chúng em nỗ lực cố gắng, nhiên lần chúng em làm đồ án, đặc biệt trình độ hiểu biết chúng em nhiều hạn chế nên chúng em khơng thể tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận phê bình, góp ý thầy cô để giúp chúng em hiểu rõ vấn đề đồ án ứng dụng thực tế để đồ án chúng em hồn thiện Trong q trình làm đồ án chúng em nhận giúp đỡ bảo tận tình Nguyễn Thị Điệp Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến giúp chúng em hồn thành đồ án Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ VÀ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 1.1 Tổng quan lò điện trở 1.1.1 Giới thiệu chung lò điện a Định nghĩa Lò điện thiết bị điện biến điện thành nhiệt dùng trình công nghệ khác nung nấu luyện vật liệu, kim loại hợp kim khác v.v… - Lò điện sử dụng rộng rãi lĩnh vực kỹ thuật: + Sản xuất thép chất lượng cao + Sản xuất hợp kim phe-rô + Nhiệt luyện hóa nhiệt luyện + Nung vật phẩm trước cán, rèn dập, kéo sợi + Sản xuất đúc kim loại bột - Trong lĩnh vực công nghiệp khác: + Trong công nghiệp nhẹ thực phẩm, lò điện dùng để sất, mạ vật phẩm chuẩn bị thực phẩm + Trong lĩnh vực khác, lò điện dùng để sản xuất vật phẩm thuỷ tinh, gốm sứ, loại vật liệu chịu lửa v.v… Lị điện khơng có mặt ngành công nghiệp mà ngày dùng phổ biến đời sống sinh hoạt hàng ngày người cách phong phú đa dạng: Bếp điện, nồi nấu cơm điện, bình đun nước điện, thiết bị nung rắn, sấy điện v.v… b Ưu điểm lò điện so với lò sử dụng nhiên liệu - Có khả tạo nhiệt độ cao - Đảm bảo tốc độ nung lớn suất cao - Đảm bảo nung xác dễ điều chỉnh chế độ điện nhiệt độ - Kín Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha - Có khả khí hố tự động hố trình chất dỡ nguyên liệu vận chuyển vật phẩm - Đảm bảo điều kiện lao động hợp vệ sinh, điều kiện thao tác tốt, thiết bị gọn nhẹ c Nhược điểm lò điện - Năng lượng điện đắt - u cầu có trình độ cao sử dụng 1.1.2 Giới thiệu chung lò điện trở a Nguyên lý làm việc lò điện trở Lò điện trở làm việc dựa sở có dòng điện chạy qua dây dẫn vật dẫn tỏa lượng nhiệt theo định luật Jun-Lenxơ: Q = I2RT (1 0) Trong đó: Q - Lượng nhiệt tính Jun (J) I - Dịng điện tính Ampe (A) R - Điện trở tính Ơm (Ω) T - Thời gian tính giây (s) - Từ công thức ta thấy điện trở R đóng vai trị: + Vật nung: Trường hợp gọi nung trực tiếp + Dây nung: Khi dây nung nung nóng truyền nhiệt cho vật nung xạ, đối lưu, dẫn nhiệt phức hợp Trường hợp gọi nung gián tiếp Trường hợp thứ gặp dùng để nung vật có hình dạng đơn giản (tiết diện chữ nhật, vng trịn) Trường hợp thứ hai thường gặp nhiều thực tế công nghiệp Cho nên nói đến lị điện trở khơng thể khơng đề cập đến vật liều để làm dây nung, phận phát nhiệt lò b Những vật liệu dùng làm dây nung  Yêu cầu vật liệu dùng làm dây nung Dây nung phận phát nhiệt lò, làm việc điều kiện khắc nghiệt địi hỏi phải đảm bảo u cầu sau: - Chịu nóng tốt, bị oxy hóa nhiệt độ cao Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha - Phải có độ bền học cao, không bị biến dạng nhiệt độ cao - Điện trở suất phải lớn - Hệ số nhiệt điện trở phải nhỏ - Các tính chất điện phải cố định thay đổi - Các kích thước phải khơng thay đổi sử dụng - Dễ gia công, dễ hàn dễ ép khuôn  Dây nung kim loại Để đảm bảo yêu cầu dây nung, hầu hết lị điện trở cơng nghiệp, dây nung kim loại chế tạo hợp kim Crôm-Nhôm Crơm-Niken hợp kim có điện trở lớn Còn kim loại nguyên chất dùng để chế tạo dây nung kim loại nguyên chất thường có tính chất khơng có lợi cho việc chế tạo dây nung như: - Điện trở suất nhỏ - Hệ số nhiệt điện trở lớn - Bị oxy hóa mạnh mơi trường khí bình thường Dây nung kim loại thường chế tạo dạng tròn dạng băng  Dây nung phi kim loại Dây nung phi kim loại dung phổ biến SiC, Grafit than 1.1.3 Cấu tạo lò điện trở a Những yêu cầu cấu tạo lò điện  Hợp lý công nghệ Hợp lý cơng nghệ có nghĩa cấu tạo lị khơng phù hợp với q trình cơng nghệ u cầu mà cịn tính đến khả sử dụng q trình cơng nghệ khác khơng làm phức tạp q trình gia cơng làm tăng giá thành cách rõ rệt Cấu trúc lò đảm bảo điều kiện coi hợp lý Điều đặc biệt quan trọng nhu cầu lò điện vượt xa khả sản xuất  Hiệu kỹ thuật Hiệu kỹ thuật khả biểu thị hiệu suất cực đại kết cấu thông số xác định (kích thước ngồi, cơng suất, trọng lượng, giá thành, …) Đối với thiết bị vật phẩm sản xuất ra, suất đơn vị công suất định mức, suất tiêu hao điện để nung… tiêu hiệu Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha kỹ thuật Còn phần riêng biệt kết cấu chi tiết, hiệu kỹ thuật đánh giá công suất dẫn động, mô men xoắn, lực… ứng với trọng lượng, kích thước giá thành kết cấu  Chắc chắn làm việc Chắc chắn làm việc tiêu quan trọng chất lượng kết cấu lò điện Thường lò điện làm việc liên tục ca, hai ca ba ca ngày Nếu làm việc, phận khơng hồn hảo ảnh hưởng đến q trình sản xuất chung Điều đặc biệt quan trọng lò điện làm việc liên tục dây chyền sản xuất tự động Ngay lò điện làm việc chu kỳ, lò ngừng làm thiệt hại rõ rệt cho sản xuất lị ngừng đột ngột (nghĩa phá hủy chế độ làm việc bình thường nó) dẫn đến làm hư hỏng sản phẩm, lãng phí nguyên liệu làm tăng giá thành sản phẩm Một tiêu phụ chắn làm việc phận lò điện khả thay nhanh khả dự trữ lớn lị làm việc bình thường Theo quan điểm chắn, thiết bị cần ý đến phận quan trọng nhất, định làm việc liên tục lị Thí dụ: dây nung, băng tải…  Tiện lợi sử dụng Tiện lợi sử dụng nghĩa yêu cầu: - Số nhân viên phục vụ tối thiểu - Không yêu cầu trình độ chun mơn cao, khơng u cầu sức lực dẻo dai nhân viên phục vụ - Số lượng thiết bị quí bị hao mòn nhanh yêu cầu tối thiểu - Bảo quản dễ dàng Kiểm tra sửa chữa tất phận thiết bị thuận lợi - Theo quan điểm an toàn lao động, điều kiện làm việc phải hợp vệ sinh tuyệt đối an toàn  Rẻ đơn giản chế tạo Về mặt yêu cầu: - Tiêu hao vật liệu ít, đặc biệt vật liệu quí (các kim loại màu, hợp kim có hàm lượng niken cao…) - Cơng nghệ chế tạo đơn giản nghĩa khả chế tạo phải cho ngày cơng tận dụng thiết bị, dụng cụ thơng thường có sẵn nhà máy chế tạo để gia công Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha - Các loại vật liệu thiết bị yêu cầu để chế tạo phải - Sử dụng đến mức tối đa kết cấu giống loại để dễ dàng đổi lẫn thuận tiện lắp ráp - Chọn hợp lý dạng gia công để phù hợp với điều kiện chế tạo (đúc, hàn, dập) Bỏ chi tiết khâu gia cơng khí khơng hợp lý  Hình dáng bề ngồi đẹp Mỗi kết cấu thiết bị, vật phẩm, khâu chi tiết phải có hình dáng tỷ lệ cạnh phù hợp, dễ nhìn Tuy nhiên cần ý rằng, độ bền kết cấu trọng lượng nhỏ hình dáng bề ngồi đẹp có quan hệ khăng khít với Việc gia cơng lần chót sơn có vai trị đặc biệt quan trọng hình dáng bên ngồi lị điện Song cần tránh trang trí khơng cần thiết b Cấu tạo lị điện trở Hình 1.1 Hình ảnh lị điện trở dạng lò giếng Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Điện áp cưa hình thành nạp tụ C Mặt khác để bảo đảm điện áp tựa có nửa chu kỳ điện áp lưới tuyến tính số thời gian tụ nạp Thời gian tụ C1 phóng điện thời gian tương ứng phạm vi điều chỉnh góc điều khiển α Chọn diode ổn áp Dz1 có UDz = 20V Chọn tụ C1 = 4,7 nF Chọn R2 = 3,3 kΩ Bảng 3.3 Bảng thông số thiết bị khâu tạo điện áp cưa Số TT Tên thiết bị Số lượng Thông số Tụ C 4,7nF Ổn áp DZ 20V Điện trở R 3,3kΩ 3.2.3 Khâu so sánh Hình 3.17 Sơ đồ khâu so sánh Trong sơ đồ điều khiển hình 3.4, ta dùng kiểu so sánh hai cửa (U + = Utựa, U- = Uđk) điện áp tuân theo quy luật: Ura = Uss = Ko(U+ - U-) = Ko(Utựa – Uđk) Do đó, Uđk > Utựa Ura = Uss = -Ubh, Uđk < Utựa ngược lại Ura = Uss = +Ubh Các điện áp đưa vào so sánh (Urc Uđk) phải dấu (cùng “-” “+”) có tượng thay đổi trạng thái đầu (Uss) Độ chênh lệch tối đa hai cửa làm việc không vượt giới hạn cho phép OA Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 34 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Các điện trở hai cửa vào OA khơng cần dùng, OA cho phép chênh lệch điện áp đầu vào ΔU vOA lớn chênh lệch điện áp lớn Utựa với Uđk Trong trường hợp (Utựa – Uđk) vượt mức cho phép OA buộc phải có điện trở này, kết hợp với hai diode đấu song song ngược để bảo vệ đầu vào cho OA Thực tế OA thường có ΔU vmax = ±18V nên bỏ điện trở đầu vào, nhiên để an toàn người ta mắc điện trở mạch thực 3.2.4 Khâu tạo xung a Tạo dao động dùng IC logic Hình 3.18 Sơ đồ mạch tạo dao động dùng IC logic Hình 3.5 sơ đồ dùng logic “NOT” mạch RC để tạo thành dao động xung với chu kỳ T 1,4RC Tạo tần số dao động khoảng 10kHz Tần số 10kHz tương đương chu kỳ là: Chọn C = 100nF = 0,1µF   Chọn R = 1kΩ Bảng 3.4 Bảng thông số thiết bị khâu tạo dao động Số TT Tên thiết bị Số lượng Thông số Điện trở R 1kΩ Tụ điện C 0,1µF b Khâu tạo xung chùm Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 35 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Hình 3.19 Sơ đồ khâu tạo xung chùm Trong sơ đồ hình 3.6, khâu so sánh nối tới cửa vào logic “AND” nên khoảng điện áp Uss mức cao tương ứng logic “1” xung từ dao động tần số cao qua mạch “AND” để tới khâu khuếch đại xung (KĐX) Bản thân mức “1” lại phụ thuộc góc α nên kết có độ rộng xung chùm (180˚ - α) 3.2.5 Khâu khuếch đại biến áp xung Hình 3.20 Sơ đồ khuếch đại xung ghép biến áp xung dạng xung chùm Biến áp xung có tính vi phân nên phải có điện trở để kịp tiêu tán lượng tích lũy cuộn dây giai đoạn khóa bóng bán dẫn, khơng biên độ xung giảm đáng kể điểm làm việc lõi biến áp bị đẩy dần lên vùng bão hịa Vì hình 3.7 có điện trở R2 làm nhiệm vụ này, T1 nhỏ khóa dịng điện Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 36 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha qua biến áp xung chảy vòng qua D2 – R2 nên lượng tiêu tán điện trở Giá trị R2 thường chọn từ khả dẫn dòng tối đa cho phép T1 Tuy nhiên R2 mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp với biến áp xung nên dẫn R2 làm giảm áp đặt vào biến áp xung, để giữ điện áp ban đầu biến áp xung nguồn Ecs đưa thêm tụ C vào, lúc giai đoạn T1 khóa tụ điện phải kịp nạp đến trị số nguồn Thyristor chọn T10-12 có Uđk = 3V Iđk = 75mA  Rđk = Uđk / Iđk = 3/0,075 = 40Ω Chọn biến áp xung có tỉ số k = 2, tham số điện áp dòng điện cuộn sơ cấp là: U1 = Uđk.k = 3.2 = 6V I1 = Iđk/k = 0,075/2 = 0,0375A Tham số điện áp dòng điện cuộn thứ cấp là: U2 = Uđk = 3V I2 = Iđk = 75mA Nguồn cơng suất phải có trị số lớn U1 để bù sụt áp điện trở vậy, chọn Ecs = 15V Từ Ecs I1 chọn T1 loại BD135 có tham số Uce = 45V; Icmax = 1,5A; β1 = 40  R2 > Ecs / Icp = 15/1,5 = 10Ω  Chọn R2 = 12Ω Kiểm tra độ sụt áp điện trở bóng dẫn dòng: U1 = Ecs – UR2 = 15 – I1.R2 = 15 – 0,0375.12 = 14,55V lớn 6V nên đạt yêu cầu Tuy nhiên để tăng mạch xung kích cho van dùng thêm tụ C tăng cường áp tính sau: Tần số xung chùm 10kHz  Txc = 100µs   Chọn C = 1µF Chọn T2 loại BC107 có Uce = 45V; Icmax = 0,1A; β2 = 110  = 45,8kΩ  Chọn R1 = 15kΩ; Chọn R3 = 15kΩ Bảng 3.5 Bảng thông số thiết bị khâu khếch đại biến áp xung Số TT Tên thiết bị Số lượng Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) Thông số 37 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Điện trở R 15kΩ (*2) 40Ω (*1) 12Ω (*1) Tụ điện C 1µF  Tính biến áp xung Chọn máy biến áp có hệ số biến áp xung kba = Do chế độ làm việc biến áp xung từ hóa phần  Chọn ΔB = 0,2T; ΔH = 30 H/m Thể tích lõi là: V = = (m3) = 0,375 cm3  Tra bảng cho trường hợp từ hóa phần chọn lõi ferit loại 1408 có tiết diện lõi tương ứng Sba = 0,251 cm2 Số vòng dây cuộn sơ cấp là:  Lấy w1 = 60 vòng  w2 = 60/2 = 30 vòng 3.2.6 Khâu tạo điện áp điều khiển Theo yêu cầu đồ án: Nhiệt độ lò từ 400˚C đến 500˚C  Chọn cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ với độ phân giải khoảng 100˚C tăng 0,64mV  Khoảng từ 400˚C đến 500˚C tương ứng với khoảng 2,56mV đến 3,2mV Do điện áp đo nhỏ (Chỉ khoảng mV) nên phải khuếch đại điện áp, khoảng Uđk tương ứng Uđk = 2,56V ÷ 3,2V Đồ án khơng u cầu hệ kín nên khơng có khâu phản hồi Với hệ hở Uđặt = Uđk Vì cưa khâu tạo điện áp tựa tuyến tính nên góc α kéo dài từ 0˚ đến 180˚, mối quan hệ Uđk góc điều khiển α là: Vậy với giới hạn điện áp điều khiển Uđk = 2,56V ÷ 3,2V tương đương góc điều khiển α α = 80˚ ÷ 102˚ Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 38 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Chương 4: MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG 4.1 Sơ đồ mạch lực mạch điều khiển a Sơ đồ mạch lực Hình 4.1.Sơ đồ mạch lực b Sơ đồ mạch điều khiển Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 39 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Hình 4.2.Sơ đồ mạch điều khiển Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 40 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha 4.2.Mô kiểm chứng mạch điều khiển trường hợp Vì cưa khâu tạo điện áp tựa tuyến tính nên góc kéo dài từ đến 180, mối quan hệ Uđk góc điều khiển là:  Với Uđk = 1,43 xác định α ~ 45˚ Hình 4.3 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 1,43 (~45) Từ đồ thị rút được: Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 41 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha  Giá trị hiệu dụng điện áp tải là: Uhd = 204.68332 (V)  Giá trị hiệu dụng dòng điện qua tải là: Ihd = 9.3300346 (A) Hình 4.4 Đồ thị điện áp tải pha  Với Uđk = 2,22V xác định α = 70˚ Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 42 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Udp3 Udb3 Udk Urc3 Uss3 0.8 0.4 Udd3 0.8 0.4 Uxc3 0.8 0.4 Ubax3 Izb Uzb 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time (s) Hình 4.5 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 2,22V () Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 43 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Từ đồ thị rút được:  Giá trị hiệu dụng điện áp tải là: Uhd = 171.15119 (V)  Giá trị hiệu dụng dòng điện qua tải là: Ihd = 7.7795995 (A) Uza Uzb Uzc 300 200 100 -100 -200 -300 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time (s) Hình 4.6 Đồ thị điện áp tải pha  Với Uđk = 3,2V xác định α = 102˚ Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 44 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Udp3 Udb3 Udk Urc3 Uss3 0.8 0.4 Udd3 0.8 0.4 Uxc3 0.8 0.4 Ubax3 Izb 10 -10 Uzb 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time (s) Hình 4.7 Mạch điều khiển với trường hợp Uđk = 3,2V () Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 45 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Từ đồ thị rút được:  Giá trị hiệu dụng điện áp tải là: Uhd = 105.07928 (V)  Giá trị hiệu dụng dòng điện qua tải là: Ihd = 4.7763308 (A) Uza Uzb Uzc 300 200 100 -100 -200 -300 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Ti me (s) Hình 4.8 Đồ thị điện áp tải pha  Nhận xét kết mô mạch điều khiển đồ thị điện áp tải - Mạch điều khiển: + Các khâu mạch điều khiển có dạng sóng tương đối giống so với lý thuyết + Khâu tạo điện áp cưa có dạng tuyến tính nên có giới hạn góc mở từ đến 180 + Khâu tạo xung: Tạo xung chùm phù hợp mở van thyristor + Khâu khuếch đại biến áp xung: Tạo xung có điện áp đủ lớn để mở van - Đồ thị điện áp tải: + Đồ thị điện áp tải trường hợp khác có dạng sóng tương đối so với lý thuyết + Nhận thấy đồ thị điện áp tải trường hợp điện áp xoay chiều pha đối xứng Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 46 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha KẾT LUẬN Sau học đồ án, chúng em hoàn thành đồ án môn học Điện Tử Công Suất Trong trình làm đồ án chúng em thực cơng việc sau: - Tìm hiểu cấu tạo ngun lý hoạt động lị điện trở - Tìm hiểu mạch điều áp xoay chiều ba pha - Tính tốn thiết kế mạch lực - Tính tốn thiết kế mạch điều khiển - Mô mạch điều khiển phần mềm PSIM Tuy nhiên, thời gian có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên chúng em chưa thể hoàn thành phần cứng mạch điều khiển số kết mô mang tính tương đối so với lý thuyết học Chúng em mong nhận góp ý từ thầy để hồn thiện đồ án Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 47 lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách “Hướng dẫn thiết kế Điện tử công suất” tác giả Phạm Quốc Hải, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Giáo trình “Điện tử cơng suất”, Võ Minh Chính (Chủ biên), Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Sách “ Phân tích giải mạch điện tử công suất”,Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Sinh viên thực hiện: Vũ Thị Thanh Thư Downloaded by Free Games Android (vuchinhhp1@gmail.com) 48 ... lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ ĐIỆN TRỞ VÀ BỘ ĐIỀU ÁP XOAY CHIỀU 1.1 Tổng quan lò điện trở 1.1.1 Giới thiệu chung lò điện a Định nghĩa Lò điện thiết bị điện. .. lOMoARcPSD|17160101 Thiết kế điều áp xoay chiều ba pha Hoạt động điều chỉnh điện áp xoay chiều pha nối khơng dây trung tính (hình 1.7) hoạt động tổng hợp pha Việc điều chỉnh điện áp điều áp pha khơng dây... gây sụt áp chế độ dịng định mức qua dẫn 1.2.3 Phân tích chọn sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha a Các sơ đồ điều áp xoay chiều ba pha thường gặp Các điều chỉnh điện áp xoay chiều dùng để điều chỉnh