Ket noi com kho tài liệu miễn phí Ket noi com kho tài liệu miễn phí EQ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIÊP ***** ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THIẾT KỀ NGUỒN C[.]
Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIÊP _***** _ ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT THIẾT KỀ NGUỒN CẤP ĐIỆN CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHƠNG ĐẢO CHIỀU Giáo viên phụ trách : Đỗ Trọng Tín Họ tên : Nguyễn Ngọc Thăng Lớp : Tự động hóa – K 47 Nhóm ĐAĐTCS : I Số hiệu sinh viên : 20022615 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí Hà Nội 7 2005 MỤC LỤC MỤC LỤC ĐỀ BÀI : LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG : TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU I CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Phần tĩnh hay stato Phần quay hay rôto II CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG: III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU .8 IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phần ứng Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông Điều chỉnh tốc độ thay đổi điện áp phần ứng 10 CHƯƠNG : 11 CHỌN PHƯƠNG ÁN 11 Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng 11 Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha điều khiển đối xứng 12 Mạch chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng .13 CHƯƠNG : 15 THIẾT KẾ MẠCH LỰC 15 I SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 15 Sơ đồ 15 2.Nguyên lý hoạt động 16 II TÍNH TỐN CHỌN THIẾT BỊ: 16 Tính tốn chọn máy biến áp: 16 Tính chọn van 23 Tính tốn lọc .23 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí Tính tốn bảo van mạch lực .26 CHƯƠNG : 29 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN .29 I CÂÚ TRÚC MẠCH ĐIỀU KHIỂN .29 Cấu trúc điều khiển ngang .29 Cấu trúc điều khiển dọc 30 Chức điều khiển 30 II SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 31 1.Nguyên lý hoạt động : .33 2.Dạng điện áp mạch điều khiển 33 III.TÍNH TỐN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 35 Tính tốn khâu đồng pha 35 Khâu tạo điện áp cưa 36 Khâu so sánh 39 Khâu phát xung chùm .40 Khâu khuếch đại xung biến áp xung 41 Khâu tạo nguồn nuôi 44 Tính biến áp nguồn nuôi đồng pha .45 Khâu phản hồi tốc độ .47 CHƯƠNG 5: 49 MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 49 KẾT LUẬN 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .51 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí ĐỀ BÀI : Thiết kế nguồn cấp điện cho động chiều kích từ độc lập khơng đảo chiều có thơng số sau: Uđm ( V ) 220 Iđm ( A ) 140 Ukích từ ( V ) 220 Ikích từ ( A ) 15 Phạm vi điều chỉnh tốc độ 20:1 Yêu cầu : Mạch phải đảm bảo độ trơn ổn định tốc độ ,đồng thời có khâu bảo vệ q tải chơng kích từ - Đồ án gồm chương sau : Chương I : Giới thiệu chung động chiều Chương II : Chọn phương án mạch lực Chương III : Tính tốn mạch lực Chương IV : Mạch điều khiển Chương V : Mô mạch điều khiển Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí LỜI NĨI ĐẦU Trong sản suất đại ,máy điện chiều coi loại máy điện quan trọng Nó dùng làm động điện ,máy phát điện hay dùng điều kiện làm việc khác Động điện chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ tốt ,vì máy dùng nhiều ngành cơng nghiệp có u cầu cao điều chỉnh tốc độ cán thép ,hàm mỏ ,giao thông vận tai … Mặc dù động điện có nhiều ứng dụng ngành công nghiệp ,nhưng kèm với yêu cầu điện áp ,dịng điện …Chính cần phương pháp nhằm đáp ứng yêu cầu Điện tử công suất lĩnh vực kỹ thuật đại ,nghiên cứu ứng dụng linh kiện bán dẫn làm việc chế độ chuyển mạch vào trinh biên đổi điện Hiện thiết bị điện tử công suất chiếm hon 30% số thiết bị xí nghiệp đại Nhờ chủ trương mở cửa ngày có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây truyền sản xuất ,đòi hỏi cán kỹ thuật kỹ sư điện kiến thức điện tử công suất vi mạch vi xử lý Xuất phát từ yêu cầu thực tế tầm quan trọng môn điện tử công suất thầy cô môn điện tử công suất cho chúng em bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất Đối với sinh viên năm thứ ,đây lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế Chính vây , q trình thưc đồ án khơng thể tránh khỏi thiếu sót nên em kính mong thây thơng cảm bỏ qua cho chúng em Em xin chân thành cảm ơn thầy mơn Tự động hố xí nghiệp công nghiệp đăc biệt thầy giáo ĐỖ TRỌNG TÍN đâ tận tinh hứơng dẫn em hồn thành đồ án Sinh viên Dương Đức Anh Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí Chương : TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT 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 điều chỉnh tốc độ tốt, có nhiều ưu việt so với 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 cơng nghiệp có yêu cầu cao vể điều chỉnh tốc độ cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải… I CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Cấu tạo động điện chiều chia thành hai phần phần tĩnh (stato) phần quay (rôto) Phần 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 0,5 mm đến mm ép lại tán chặt Trong động nhỏ có thẻ dùng thép khối Cực từ gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulơng Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện kỹ thành khối tẩm sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối 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 quấn mà cấu tạo giống dây quấn 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 vừa 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 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí d Các phận khác : - Nắp động : Để bảo vệ động khỏi bị vật rơi vào hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện Trong động điện nhỏ vừa, nắp động cịn 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 Phần quay hay rôto Phần quay gồm có phận sau: a Lõi sắt phần ứng Lõi sắt phần ứng dùng để đẫn từ Thường dùng thép kỹ thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm hao tổn dòng điện xốy gây nên Trên thép có dập hình dạng rãnh để sau ép lại đặt dây quấn vào Trong động cỡ trung trở lên, người ta cịn dập lỗ thơng gió để ép lại thành lõi sắt tạo lỗ thơng gió dọc trục Trong động điện lớn lõi sắt thường 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 nhỏ, lõi sắt phần ứng ép chặt trực tiếp vào trục Trong động điện lớn hơn, trục lõi sắt có đặt giá rơto Dùng giá rơto tiết kiệm thép kỹ thuật điện giảm nhẹ trọng lượng rôto b Dây quấn phần ứng Dây quấnphần ứng phần sinh suất điện động có dịng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong động điện nhỏ (cơng suất vài kilơoat) thương dùng dây có tiết dện tròn Trong động điện vừa lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn đựợc cách điện cẩn thẩn với rãnh lõi thép Để tránh quay bị văng so sức ly tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt phải đai chặt dây quấn Nêm làm tre, gỗ hay bakêlit c Cổ góp Cổ góp (cịn gọi vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có nhạn cách điện với lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm hợp thành trụ tròn Hai đầu trụ Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí trịn dùng hai vành ốp hình 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 dể quạt gió làm nguội động Động điện chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động có lỗ thơng gió Cánh quạt lắp trục động Khi động quay, cánh quạt hút gió từ ngồi vào động Gió qua vành góp, cực từ, lõi sắt dây quấn 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 II CÁC THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG: Phương trình đặc tính điện : ω= Phương trình đặc tính : ω= Ru R f Uu - K Iư K Ru R f Uu K - ( K ) M Từ phương trình đặc tính ta thấy có thơng số ảnh hưởng tới đặc tính cơ: - Ảnh hưởng điện trở phần ứng : Để thay đổi điện trở phần ứng ta nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng Rf lớn tốc độ động giảm, đồng thời dịng điện ngắn mạch mơmen ngắn mạch giảm - Ảnh 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 - Ảnh hưởng từ thông : Thay đổi từ thông cách thay đổi dòng Ikt động Khi giảm từ thơng vận tốc động tăng III SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 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 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây kích từ sinh từ thông Φ Trong tất trường hợp, mở máy phải đảm bảo có Φmax tức phải giảm điện trở mạch kích từ Rkt đến nhỏ Cũng cần đảm bảo khơng xảy đứt mạch kích thích Φ = 0, M = 0, động khơng quay được, Eư = theo biểu thức U = Eư + RưIư dịng điện Iư lớn làm cháy động Nếu mômen động điện sinh lớn mômen cản (M > Mc) rôto bắt đầu quay suất điện động Eư tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n Do xuất tăng lên Eư, dòng điện Iư giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Từ biểu thức : ω= Ru R f Uu M K ( K ) ta thấy việc điều chỉnh tốc độ động điện chiều thực cách thay đổi đại lượng Φ, Rư, U 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 hiệu suất động Mc điện Vì phương pháp điện trở phụ, làm giảm áp dụng động có cơng0suất nhỏ Rn(TN) Rf1 Rf2 Rf3 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phíi liệu miễn phíu miễn phín phí Rf2 Điều chỉnh tốc độMbằng cách M thay đổi từ thông c Điều chỉnh từ thơng kích thích động điện chiều điều chỉnh mômen điện từ động M =RK.Φ.Iư sức điện động quay động f3 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 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 ) Ru nên độ cứng đặc tính giảm nhanh ta giảm từ thơng để tăng tốc độ cho động n Mđm Mm (3) (2) (1) M 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 01 (3) Ta thấy thay đổi điện áp ( giảm áp ) mơmen ngắn mạch, dòng điện (2) ngắn mạch giảm tốc (1) Udm(TN) độ động giảm ứng với phụ tải định Do phương pháp dùng để điều chỉnh tốc độ động hạn chế dòng M điện Mkhởi động 03 Uđm 04 U2 10