Lý Thuyết Đồ Án Dieu Khien Dog Co Dc.doc

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện Điện Tử o0o CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự do Hạnh phúc *** ĐỒ ÁN MÔN HỌC Nhóm sinh viê[.]

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Trường ĐH SPKT Hưng Yên Khoa Điện - Điện Tử o0o - ĐỒ ÁN MÔN HỌC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc *** - ĐỒ ÁN MƠN HỌC Nhóm sinh viên thực hiện: Tên đề tài: Thiết kế điều khiển tốc độ động chiều  Số liệu cho trước: - Các tài liệu giáo trình chuyên môn - Các dụng cụ đo lường khảo sát  Nội dung cần hồn thành - Phân tích, lựa chọn phương án - Vận dụng lý thuyết vào thực hành - Tính tốn thiết kế sản phẩm Sản phẩm đề tài đảm bảo yêu cầu sau : + Có bảo vệ q dịng + Có sử dụng dụng cụ đo dòng điện điện áp + Sản phẩm đề tài đảm bảo tính mỹ thuật kĩ thuật - Quyển thuyết minh sản phẩm hoạt động theo nội dung đề tài Giáo viên hướng dẫn Ngày giao đề: Ngày hoàn thành: Ngày 10 tháng 06 năm 2011 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Nhận xét giáo viên hướng dẫn KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Ngày tháng năm 2011 Giáo viên hướng dẫn KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MỤC LỤC CHƯƠNG: Tổng quan động điện chiều 1.1 Giới thiệu chung động điện chiều .5 1.2 Cấu tạo động điện chiều 1.3 Nguyên lý làm việc động điện chiều 1.4 Phương trình đặc tính động điện kích từ độc lập .7 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập 10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VAN BÁN DẪN ĐIỀU KHIỂN 22 2.1 Thyristor 22 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LỰC 25 3.1 Khái quát chung .25 3.2 Chọn sơ đồ chỉnh lưu động .25 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN .30 4.1 Giới thiệu chung .30 4.2 Một số hệ thống điều khiển đồng 31 4.3 Hệ thống điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính 32 4.4 Các khâu hệ thống ®iỊu khiĨn th¼ng ®øng tun tÝnh 34 4.5 Tìm hiểu mạch TCA 785 38 4.5.1 Sơ đồ nguyên lý 39 4.5.2 Nguyên lí làm việc TCA 785 43 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN THIẾT KẾ MẠCH .45 5.1 Lý luận chọn sơ đồ thiết kế mạch 45 5.2 Sơ đồ nguyên lý mạch .46 KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC 5.3 Nguyên lý hoạt động .47 5.4 Nguyên lý hoạt động mạch 49 5.5 Tính tốn lựa chọn van động lực bảo vệ van 49 5.6 Tính chọn phần tử mạch điều khiển 52 5.7 Tính chọn biến áp xung 52 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN .55 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển nhân loại ngành công nghệ kỹ thuật Điện- Điện Tử bướcdến với tầm cao tri thức khoa học Tuy nứoc sau ngành công nghệ kỹ thuật Điên- Điện tử ứng dụng vào đời sống Việt Nam bước hoà nhập để với xu hướng chung thời đại Máy móc thay người thúc đẩy phát triển kinh tế Việc sử dụng động điện sản xuất đời sống rộng rãi, đặc biệt động điện chiều động điện chiều có nhiều ưu điểm so với động xoay chiều Nhưng gắn liền với việc sử dụng động điện chiều trình điều chỉnh , đảo chiều tốc độ động cho phù hợp với yêu cầu thực tế.Vì để đáp ứng u cầu nhóm chúng em thực với đề tài: “ Điều chỉnh tốc độ động chiều ” Sau thời gian làm đồ án với cố gắng nhóm với giúp đỡ tận tình thầy ĐỖ THÀNH HIẾU thầy cô khoa Điện - Điện Tử đến đồ án chúng em hoàn thành Tuy đồ án chúng em hoàn thành kiến thức tài liệu hạn chế đồ án chúng em khơng tránh khỏi nhữn sai sót Vậy chúng em kính mong thầy bạn đóng góp ý kiến xây dựng để đồ án chúng em đựoc hồn thiện chúng em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn ! KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.3 Giới thiệu chung động điện chiều: Như ta biết máy phát điện chiều dùng làm máy phát điện động điện Động điện chiều thiết bị quay biến đổi điện thành Nguyên lý làm việc dựa tượng cảm ứng điện từ Động điện chiều sử dụng rộng rãi công nghiệp giao thông vận tải Động điện chiều gồm loại sau đây: - Động điện chiều kích từ song song - Động điện chiều kích từ nối tiếp - Động điện chiều kích từ hỗn hợp 1.4 Cấu tạo động điện chiều Động điện chiều gồm có phần : Phần tĩnh (stator) phần động (rôtor) 1.2.1 Phần tĩnh (stator) Gồm phần sau: a Cực từ chính: 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 Cực từ gắn chặt vào vỏ nhờ bulông Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện b Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều c Gông từ: KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Dùng để làm mạch từ nối liền cực từ đồng thời làm vỏ máy d Các phận khác - Nắp máy - Cơ cấu chổi than 1.2.2 Phần quay (rotor) Gồm phận sau: a Lõi sắt phần ứng: Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ thông thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm phủ cách điện hai đầu ép chặt lại Trên thép có dập hình dạng rãnh để sau ép lại đặt dây quấn vào b Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng phần sinh s.đ.đ có dịng điện chạy qua Thường làm dây đồng có bọc cách điện.Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện trịn, máy điện vừa lớn thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn cách điện với rãnh lõi thép c Cổ góp: Cổ góp hay cịn gọi vành góp hay vành đổi chiều dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều cỏ góp gồm có nhiều phiến đồng hình nhạn cách điện với lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm hợp thành hình trụ trịn Đi vành góp có cao lên để 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 máy - Trục máy: Trên đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục máy thường làm thép Cacbon tốt 1.3 Nguyên lý làm việc động điện chiều: b + A F®t I n I a c F®t - B d KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hình 1:Sơ đồ ngun lý làm việc động điện chiều Khi cho điện áp chiều U đặt vào chổi than A B dây quấn phần ứng có dịng điện Iư dẫn ab, cd có dịng điện nằm từ trường chịu lực điện từ Fđt tác dụng làm cho rotor quay, chiều lực từ xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quay nửa vịng vị trí dẫn ab, cd đổi chỗ có phiến góp đổi chiều dịng điện giữ cho chiều lực tác dụng khơng đổi đảm bảo động có chiều quay khơng đổi Khi động quay dẫn cắt từ trường cảm ứng sức điện động E chiều s.đ.đ xác định theo quy tắc bàn tay phải Ở động điện chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư nên Eư gọi sức phản điện động Phương trình cân điện áp: U= Eư+Rư.Iư Trong đó: Rư: điện trở phần ứng Iư: dòng điện phần ứng Eư: sức điện động Theo yêu cầu đề ta xét hệ điều chỉnh tốc độ động điên chiều kích rừ độc lập Động điện chiều kích từ độc lập có dịng điện kích từ khơng phụ thuộc vào dịng điện phần ứng nghĩa từ thông động không phụ thuộc vào phụ tải mà phụ thuộc vào điện áp điện trở mạch kích từ + - U­ I E KT IKT + UKT - Hình2 : Sơ đồ nối dây động điện chiều kích từ độc lập 1.4 Phương trình đặc tính động điện kích từ độc lập Đặc tính quan hệ tốc độ quay mômen (M) động KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Ứng với chế độ định mức (điện áp, tần số, từ thông ) động vận hành chế độ định mức với đặc tính tự nhiên (Mđm , wđm) Đặc tính nhân tạo động đặc tính ta thay đổi thông số nguồn hay nối thêm điện trở phụ, điện kháng vào động Để đánh giá, so sánh đặc tính người ta đưa khái niệm độ cứng đặc tính tính sau lớn (đặc tính cứng) tốc độ thay đổi M thay đổi nhỏ (đặc tính mềm) tốc độ giảm nhiều M tăng đặc tính tuyệt đối cứng 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý: + - U­ + CKT E­ E­ RKT Rf - U­ Rf IKT CKT RKT Hình 3: Sơ đồ nguyên lý động điện chiều Khi nguồn điện chiều có cơng suất lớn điện áp khơng đổi mạch kích từ thường mắc song song với mạch phần ứng Khi nguồn điện chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào nguồn chiều độc lập 1.4.2 Phương trình đặc tính cơ: Trường hợp Rf= 0: U= E + Iư.Rư (1) Trong đó; E= Ke .n (2) KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Ke = ĐỒ ÁN MÔN HỌC : hệ số sức điện động động a: số mạch nhánh song song cuộn dây K= : hệ số cấu tạo động : tốc độ góc tính rad/s p: số đơi cực N: số dẫn tác dụng cuộn dây phần ứng Thế (2) vào (1) ta có: Hoặc: = (3) n= (4) Phương trình (4) biểu diễn mối quan hệ n= f(I ư) gọi phương trình đặc tính điện Mặt khác: M= M= K.Ф.Iư (5): mômen điện từ động Suy ra: n= phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Hoặc: = đó: = : tốc độ khơng tải lý tưởng : độ sụt tốc độ 1.4.3.Ảnh hưởng thông số tới tốc độ động cơ: Từ phương trình đặc tính cơ: = ta nhận thấy muốn thay đổi tốc độ ta thay đổi , Rf , U  Trường hợp Rf thay đổi (Uư= Uđm= const; Ф= Фđm= const): Độ cứng đặc tính cơ: = giảm Nếu Rf lớn tơcf độ động giảm đồng thời dịng ngắn mạch mơmen ngắn mạch giảm Cho nên người ta thường sử dụng phương pháp để hạn chế dòng điều chỉnh tốc độ động phía tốc độ  Trường hợp thay đổi U< Uđm KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ Tốc độ không tải ĐỒ ÁN MƠN HỌC giảm độ cứng đặc tính = const Khi thay đổi điện áp ta thu họ đường đặc tính song song Phương pháp sử dụng để điều chỉnh tốc độ động hạn chế dòng khởi động  Ảnh hưởng từ thông: Muốn thay đổi ta thay đổi dịng kích từ Ikt tốc độ khơng tải tăng Độ cứng đặc tính cơ: = giảm 1.5 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập: 1.5.1 Khái niệm chung: 1.5.1.1 Định nghĩa: Điều chỉnh tốc độ động dùng biện pháp nhân tạo để thay đổi thông số nguồn điện áp hay thông số mạch điện trở phụ, thay đổi từ thơng… Từ tạo đặc tính để có tốc độ làm việc phù hợp với yêu cầu Có hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ: Biến đổi thông số phận khí tức biến đổi tỷ số truyền chuyển tiếp từ trục động đến cấu máy sản suất Biến đổi tốc độ góc động điện Phương pháp làm giảm tính phức tạp cấu cải thiện đặc tính điều chỉnh Vì vậy, ta khảo sát điều chỉnh tốc độ theo phương pháp thứ hai Ngoài cần phân biệt điều chỉnh tốc độ với tự động thay đổi tốc độ phụ tải thay đổi động điện Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động điện chiều có nhiều ưu việt so với loại động khác Khơng có khả điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản hơn, đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dãy điều chỉnh tốc độ rộng 1.5.1.2 Các tiêu kỹ thuật để đánh giá hệ thống điều chỉnh tốc độ: Khi điều chỉnh tốc độ hệ thống truyền động điện ta cần ý vào tiêu sau để đánh giá chất lượng hệ thống truyền động điện: 10 ... gian làm đồ án với cố gắng nhóm với giúp đỡ tận tình thầy ĐỖ THÀNH HIẾU thầy cô khoa Điện - Điện Tử đến đồ án chúng em hoàn thành Tuy đồ án chúng em hoàn thành kiến thức tài liệu hạn chế đồ án chúng... cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục máy thường làm thép Cacbon tốt 1.3 Nguyên lý làm việc động điện chiều: b + A F®t I n I a c F®t - B d KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC Hình 1:Sơ đồ ngun lý làm việc... ứng có sơ đồ nguyên lý sau: + U    RS E Ckt tttt T IS Iư  Rn   In -  Rkt Hình 9: Sơ đồ nguyên lý phương pháp điều chỉnh tốc độ cách rẽ mạch phần ứng 18 KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MÔN HỌC