Thông tin tài liệu
Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM ĐỘNG CƠ KHƠNG ĐỒNG BỘ ROTO LỒNG SĨC Thơng số động cơ: P=120kw n=1490v/phút cos=0.93 Mkđ/Mđm=1.1 Mmax/Mđm=2 Ikđ/Idm=6 J=1.6kg/m2 U1=220/380V Yêu cầu nội dung thiết kế đồ án : - Giới thiệu chung chủng loại thiết bị giao nhiệm vụ thiết kế - Đề xuất phương án tổng thể, phân tích ưu nhược điểm phương án, để đến phương án chọn lựa phù hợp để thiết kế mạch lực mạch điều khiển - Thuyết minh hoạt động sơ đồ kèm theo hình vẽ minh họa - Tính tốn mơ mạch lực phần mềm PSim - Tính tốn mơ mạch điều khiển - Kết luận - Tài liệu tham khảo Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Phần I GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG I : LỜI MỞ ĐẦU Do yêu cầu công việc khả làm việc mạch điện không đồng nên sử dụng rộng rãi ngành kinh tế quốc dân với công suất từ vài chục đến hàng nghìn kilơoat Trong cơng nghiệp thường dùng máy điện không đồng làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa nhỏ, động lực cho máy công cụ nhà máy công nghiệp nhẹ… Trong hầm mỏ dùng làm máy tời hay quạt gió Trong nơng nghiệp dùng làm máy bơm hay máy gia công sản phẩm Trong đời sống hàng ngày máy điện không đồng dần chiếm vị trí quan trọng :quạt gió, máy quay đĩa, động tủ lạnh… Bởi có ưu điểm bật hẳn so với máy điện chiều máy điện đồng bộ, : Có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, làm việc chắn, vận hành tin cậy Chi phí vận hành bảo trì sửa chữa thấp, hiệu suất cao, giá thành hạ Máy điện không đồng sử dụng trực tiếp lưới điện xoay chiều khơng cần phải tốn kếm thêm chi phí cho thiết bị biến đổi Tuy nhiên, máy điện không đồng chủ yếu sử dụng chế độ động cơ, nên có số nhược điểm dịng khởi động động không đồng thường lớn (từ đến lần dòng định mức) Dòng điện mở máy lớn khơng làm cho thân máy bị nóng mà làm cho điện áp lưới giảm sút nhiều (hiện tượng sụt áp lưới điên), lưới điện cơng suất nhỏ Do vấn đề đặt ta cần phải giảm dòng điện mở máy động không đồng , đặc biệt với động khơng đồng rơto lồng sóc Bởi việc tác động vào động rơto lồng sóc khó khăn so với động khơng đồng rôto dây quấn Tuy nhiên, với việc áp dụng ứng dụng điện tử cơng việc trở nên dễ dàng Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] ChươngII Các phương pháp mở máy 2.1-Mở máy động điện khơng đồng bộ: Khi bắt đầu mở máy roto đứng yên, hệ số trượt s=1 nên trị số dịng điện mở máy tính theo mạch điện thay : Ik U1 (r1 C1r2 ) (x1 C1x 2 ) Từ công thức ta thấy , dịng điện khởi động động khơng đồng phụ thuộc vào thân cấu tạo động phụ thuộc nhiều vào điện áp lưới Trên thực tế , mạch từ tản bão hòa nhanh, điện kháng giảm xuống nên dòng điện mở máy cịn lớn so với trị số tính theo cơng thức trên,ở điện áp định mức thường dịng mở máy đến lần dòng định mức Điều khơng làm cho động nhanh bị hỏng mà làm cho điện áp lưới khi khởi động giảm nhiều Do thiết ta phải làm giảm dòng điện mở máy 2.2-Các phương pháp mở máy : Các yêu cầu mở máy : - Phải có mơmen mở máy đủ lớn để thích ứng với đặc tính tải - Dòng điện mở máy nhỏ tốt - Phương pháp mở máy thiết bị cần dùng đơn giản , rẻ tiền , chắn - Tổn hao cơng suất q trình mở máy nhỏ tốt 2.2.1-Mở máy trực tiếp động điện rôto lồng sóc : Đây phương pháp đơn giản nhất, ta đóng trực tiếp động điện vào lưới điện Khi điện áp U1 đặt vào dây quấn stato điện áp lưới (như hình vẽ).Do dịng điện mở máy lớn , quán tính tải lớn thời gian mở máy dài làm cho máy sinh nhiệt ảnh hưởng điện áp lưới Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] u t 2.2.2-Hạ điện áp mở máy: Từ cơng thức dịng điện mở máy ta thấy, giảm điện áp đặt vào stato mở máy giảm dịng điện mở máy Nhưng hạ điện áp mở máy làm cho mômen khởi động giảm xuống m1pU12 r2 Mk 2 f1[(r1 +C1r2 ) (x1 C1x 2 ) ] Do ta dùng phương pháp cho thiết bị mở máy cỡ nhỏ 2.3-Các phương án: -Nối điện kháng trực tiếp vào mạch điện stato: Khi mở máy mạch điện stato đặt nối tiếp điện kháng, sau mở máy song điện kháng bị nối ngắn mạch -Dùng biện pháp tự ngẫu: Ta sử dụng máy biến áp tự ngẫu, bên cao áp nối với lưới điện, bên hạ áp nối với động điện Sau mở máy song biến áp tự ngẫu ngắt khỏi mạch động lực(động ) -Mở máy phương pháp thay đổi nối Υ-∆: phương pháp thích ứng với máy làm việc bình thường chế độ đấu tam giác, mở máy ta đổi thành -Dùng điều áp xoay chiều ba pha dùng ba triac đấu song song với * Phân tích ƣu nhƣợc điểm tƣng phƣơng pháp mở máy: + Cả bốn phương pháp có tác dụng hạ dịng mở máy qua trình hoạt động động dịng tăng đột ngột lý phương pháp khơng đáp ứng được(khơng hạn chế dịng đó) ta dùng điều áp xoay chiều pha Ưu điểm điều áo xoay chiều pha điều chỉnh góc α thích hợp xung điều khiển đặt vào thyristor hạ điện áp đặt vào stasto hạn chế dòng qua động Và tham gia vào mạch trình hoạt động động Tuy nhiên nhược điểm phương pháp dịng điện điện áp khơng sin Nhưng thời gian mở máy nhỏ (từ 1-3 giây) nên t sử dụng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Vì ta định chọn phƣơng án dùng điều áp xoay chiều pha để làm khởi động cho động khơng đồng pha rơto lồng sóc 2.4- Phương pháp dùng điều áp xoay chiều pha: Ta sử dụng thyristor đấu song song ngược theo sơ đồ hình vẽ Khi ta cấp điện áp xoay chiều vào ba đầu A, B, C, phụ thuộc vào góc mở van thyristor nên ta có dạng điện áp đặt vào động ứng với vùng góc mở van Các điện áp nhỏ so với điện áp vào B A T1 T4 T6 T4 T3 C T5 T2 ĐC 2.5- Phân tích hoạt động điều áp xoay chiều pha: -Vì động khơng động khơng đồng coi phụ tải gồm có điện áp trở cuộn cảm nối tiếp nhau, đo: +Điện trở rôto biến thiên theo tốc độ quay +Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối dây quấn rơto stato + Góc pha dịng điện điện áp biến thiên theo tốc đọ quay ω= ω(s) -Do tính chất tự nhiên mạch điện (có điện cảm)nên khoảng v < ω mà đặt xung điều khiển vào van bán dẫn van dẫn dịng thời điểm v= ω trở đi.Do điện áp động khơng phụ thuộc vào góc mở Nếu ta khơng điều chỉnh vào điện áp , ta đặt xung điều khiển với góc mở > ω -Khi v> ω tùy thuộc vào giá trị tức thời điện áp dây mà có lúc có van pha khác dẫn dòng , hay van van khác dẫn dịng: +Nếu có van pha khác dẫn dòng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] a b c a' b' c' Za Zb Zc Khi dịng điện tải : i= U dm 3Z sin( ) Uđm :biên độ điện áp dây Ω :Góc lệch pha điện áp dòng điện giai đoạn xét +Nếu có pha có van dẫn: a b c a' b' c' Za Zc Zb Khi ta có dịng điện tải : i= Udm sin( ) 2Z Tùy thuộc vào góc điều khiển mà giai đoạn có van dẫn van dẫn thay đổi theo Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] *Khoảng dẫn van ứng với α= ÷ 600 : Trong phạm vi có giai đoạn van van dẫn xen kẽ đồ thị đây: Ua a c b t T1 T2 t T3 t t t t t T4 T5 T6 Khoảng van dẫn ứng với α = 60 ÷ 900 u t T1 t T2 t T3 t T4 t T5 t T6 t Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] CHƯƠNG III : CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ VAN 3.1 – Bảo vệ nhiệt cho van Khi làm việc với dịng điện có dịng chạy qua van có sụt áp, có tổn hao cơng suất P tổn hao sinh nhiệt đốt nóng van bán dẫn mặt khác van bán dẫn cho phép làm việc nhiệt độ cho phép Tcp cho phép đó, nhiệt độ cho phép van bán dẫn dễ bị phá hủy để van bán dẫn làm việc an toàn khơng bị chọc thủng nhiệt ta phải chọn thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lí Tính tốn cánh tản nhiệt Tổn hao công suất tiristor: P = U.Ilv =1,6.104,3 =166,88 W Diện tích bề mặt tản nhiệt: Sm P K m Trong đó: P – tổn hao công suất - độ chênh lệch so với môi trường Chọn nhiệt đọ môi trường : Tmt = 400C, Nhiệt độ làm việc cho phép tiristor Tcp = 1250C Chọn nhiệt độ cánh tản nhiệt Tlv = 800C = Tlv – Tmt = 80 - 40 = 400C km : hệ số tỏa nhiệt đối lưu xạ chọn km = (w/m2 0C) Vậy ta có diện tích cánh tản nhiệt: Sm 166,9 5215 (cm2) 1048.40 Chọn loại cánh tản nhiệt có36 cánh kích thước cánh: a x b = 10 x 10 (cm x cm) Vậy tổng diện tích cánh tản nhiệt cánh tản nhiệt: S = 26.5.10.10 = 13000(cm2) Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] 3.2 Bảo vệ q dịng cho van Trong q trình hoạt động làm việc ta phải sửa chữa bảo dưỡng mạch động lực mạch điều khiển mạch cịn có thêm thiết bị bảo vệ đóng ngắt như: aptomat, cầu chì, cầu dao Như ta biết Iđc =208.6A Ta chọn aptomat có thơng số trị số sau: Itt =kmm.Iđc = 208.6 =1251.6A(kmm = ÷7) Ta lựa chọn mạng aptomat loại cực 415V loại S với INđm=55 (KA), Iđm = 1600A Clipson chế tạo Ta có Itt cầu chì : I tt K mm I dc C I tt 6.208, 500, 64(A) 2,5 kmm = 5÷7 , C = 2.5 Ta chọn Icc = 1.1÷1.3 Itt =>Icc = 1,2 500.64 =600.768A Với Icc = 600.768A ta lựa chọn loại cầu chì có U=400V với Iđm =630A loại hạ áp ABB chế tạo Lựa chọn dao cách ly Ta có : Idc=208,6 (A) Ta có Itt > Iđc Ta lựa chọn loại cầu dao cách ly với U= 1000V với Iđm = 250A khối lượng cầu dao 6.9 kg ABB sản xuất với kí hiệu OESA 3.3 Bảo vệ áp Trong trình làm việc van phải chịu điện áp ngược tương đối lớn người ta phân làm loại nguyên nhân gây áp: 1, Nguyên nhân nội tại: tích tụ điện tích lớp bán dẫn khóa van tisitor điện áp ngược, điện tích nói đổi ngược lại hành trình tạo dịng điện ngược thời gian ngắn.sự biến thiên nhanh chóng dòng điện ngược gây nên suất điện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] động cảm ứng lớn điện cảm, vốn ln ln có đường dây nguồn dẫn tới tiristor Vì anơt va catot tiristor xuất điện áp Ta có đồ thị thể trình biến thiên điện áp dòng điện u i t t 2, nguyên nhân bên ngoài: nguyên nhân thường xảy ngẫu nhiên đơi đóng cắt khơng taỉ biến áp đường dây, cầu chì nhảy có sấm sét… Để bảo vệ áp tích tụ điện tích chuyển mạch gây nên người ta dùng mạch RC đấu song song với tiristor hình dưới: c R Thơng số R,C phụ thuộc vào mức độ điện áp xảy ra, tốc độ biến thiên dòng điện chuyển mạch, điện cảm đường dây, dịng điện từ hóa máy biến áp Việc tính tốn thơng số mạch R,C phức tạp, đòi hỏi nhiều thời gian nên ta sử dụng phương pháp xác định thông số R,C đồ thị giải tích, sử dụng đường cong có sẵn 10 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] ub ua u'a uc u'b u'c u xung dieu khien 2.3Khâu biến áp xung khuếch đại xung: a) Tác dụng : Khâu khuếch đại xung khâu cuối quan trọng hệ thống điều khiển Khâu KĐX có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển đưa đến để điều khiển van bán dẫn công suất để đảm bảo tham số biên độ , độ rộng công suất Một nhiệm vụ KĐX cách ly mạch động lực hệ thống điều khiển Khối KĐX có tác dụng tăng cường dòng từ cổng AND (dòng từ cổng AND thường nhỏ) sau qua BAX để tạo dòng điện điều khiển Ig , áp điều khiển Ug có biên độ thích hợp để mở Thyristor Máy biến áp xung loại biến áp đặc biệt điện áp đặt lên phía sơ cấp có dạng cung chũ nhật mà khơng phải điện áp hình sin Điều dẫn đến chế độ làm việc tính tốn BAX khác so với biến áp thông thường b)Hoạt động Sơ đồ gồm mơt khóa Transistor T1 điều khiển xung có độ rộng tx,Khi T1 mở bão hịa gần toàn điện áp nguồn Un đặt lên cuộn sơ cấp máy biens áp xung.Điện áp cảm ứng bên phía thứ cấp có cực tính dương mở điơt D2 đưa dịng điện điều khiển vào cực điều khiển catơt thyrsisor T Điot D4 có tác dụng làm giảm điện áp ngược đặt lên catot cực điều khiển thyristorT điện áp dương điện áp anôt Điều đảm bảo an toàn cho tiếp giáp G – K thyristor T chế độ khóa 22 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Khi transitor T1 khóa lại dịng collector-emitter Tuy nhiên dịng qua cuộn dây sơ cấp BAX bị dập tắt đột ngột Sức điện động tự cảm cuộn dây đảo chiều theo hướng muốn trì dịng ,nghĩa sức điện động có dấu(-) phía (+) phía Sức điện động lớn tỷ lệ với tốc độ giảm dòng điện sơ cấp i1: di1/dt Tuy nhiên điôt D1 điôt ổn áp DZ mở tạo đường khép kín cho dịng i1.Dịng i1 suy giảm dần không tổn hao công suất điện trở cuộn dây chủ yếu tiêu tán sụt áp điôt D1 điơt D2 Nhờ điện áp collector transitor T1 giữ mức Un + (UD1+ UDZ) Điện trở R mắc nối tiếp nguồn biến áp xung có tác dụng hạn chế dịng từ hóa BAX Điện trở R tính để đảm bảo dịng qua transitor T1 khơng vượt q dịng collector lớn cho phép 2.4 Khâ tạo điện áp ng cư Nguyên lý hoạt động : Điện áp đồng trạng thái bão hòa âm bão hòa dương đưa vào tạo xung cưa Bộ tạo xung cưa thực chất mạch tích phân hoạt đọng trạng thái tương ứng với trạng thái phóng nạp tụ C Sử dụng đặc điểm OPAM ta có điện áp đặt lên đầu tụ C điện áp đầu OPAM 23 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập 2.5 Khâ [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] o ánh Khâu có chức so sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để định thời điểm phát xung điều khiển thơng thường thời điểm điện áp Nói cách khác khâu xác đinh góc điều khiển Điện áp cưa so sánh với tín hiều điều khiển Udk qua OPAM tạo nên tín hiệu đàu mang thơng tin góc Tín hiệu điều khiển Udk diều chỉnh nhớ khâu phản hỗi đảm bảo : U dk VZ 24 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Chương III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1 Tạo nguồn nuôi chiều : Khối tạo nguồn nuôi chiều cung cấp điện áp mơt chiều cho khuyếch thuật tốn hoạt động cho điện áp đặt đầu vào IC thực nhiệm vụ so sánh Chọn IC ổn áp loại : - UA7815 có điện áp ngưỡng 35V Dòng điện I0 = 1.5A , điện áp : E =15V - UA7915 có điện áp ngưỡng -40V Dòng điện I0 = 1.5 A Điện áp : E = -15V Tụ C4,C5 dùng để lọc sóng hài bậc cao R =1 k 25 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Chọn C4 = C5 =470µF ,U = 35V +E 7815 C4 C4 R R C5 C5 7915 -E 3.2 Tính tầng khuyếch đại cuối - Chọn transistor công suất 2SC9111 làm việc chế độ xung có thơng số : - Transistor loại NPN,vật liệu bán dẫn Si - Điện áp colecto va bazơ hở mạch emitor :UCBO = 40V - Điện áp emitor va bazơ hở mạch colecto :UEBO = 4V - Dòng điện lớn colecto chụi đựng Icmax = 500 mA - Công suất tiêu tán colecto Pc = 1.7W - Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp : t = 1750C - Hệ số khuyếch đại: =50 - Dòng làm việc colecto : Ic3 = I1 = 33.3mA - Dòng làm việc bazơ :IB3 = IC3 Ta thấy loại transistor van dẫn có cơng suất điều khiển bé : Uđk = 3V, Iđk = 0.15A Nên dòng colecto-bazơ transistor Ir3 bé, trường hợp ta không cần transistor T2 mà đủ công suất điều khiển transistor Chọn nguồn cho biến áp xung E = 15V, ta phải mắc thêm điện trở R10 nối tiếp với cực emitor Ir3,R1 R10 = E-U1 15 60() I1 0.15 Tất diode mạch điều khiển dùng loại 1N4009 có tham số: 26 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] -Dịng điện định mức:Iđm =10A - Điện áp diode mở thông :Um = 1V - Điện áp ngược lớn UN = 25V 3.3 Chọn cổng AND Ta thấy mạch điều khiển dùng cổng AND nên ta lựa chọn IC4081 họ CMOS Mỗi IC4081 có cổng AND với thông số: -Nguồn nuôi IC: VCC = 3÷9V ta lựa chọn Vcc =12V -Nhiệt độ làm việc: T = -400C÷800C -Điện áp ứng với mức logic”1”: 2÷4.5V -Dịng điện nhỏ 1mA -Cơng suất tiêu thụ P = 2.5(nW/1cổng) Chọn tụ C3 R9 Điện trở R9 dùng đê hạn chế dòng điện vào bazơ cua transistơ Ir3 Chọn R6 thỏa mãn điều kiện: với Irò=0,001(A) R6 ≥ U 4,5 = 4,5k I r3 0,001 Chọn C3 R6 = tx mà R6 = 4,5 => C3 = t x 167 0, 037( F ) R 4,5 3.4 Tính tạo xung chùm Ta có kênh điều khiển phải dùng kênh khuyếch đại thuật tốn, ta chọn IC loại TL084 hãng Texas Instrumenst chế tạo, IC có khuyếch đại thuật tốn Ta có thơng số IC TL084 : -Điện áp ni Vcc= ±18V, chọn Vcc = ±12V -Hiệu điện hai đầu vào: U= ±30V -Nhiệt độ làm việc : T= -25÷850C , -Cơng suất : P=0,68 (W) -Tổng trở vào : Rin= 106 M -Dòng điện ra: Ira= 30 (pA) -Tốc độ biến thiên điện áp: du/dt = 13(V/µs) 27 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Mạch tạo chùm xung có tần số: f= 1 10(HZ) , hay chu kì chum xung: T= ( s) 2f x f 10 Ta có T= 2R9.C2.ln(1+2R8/R7), chọn R8=R7=33() Thì ta có T= 2,2R9.C2=1000 R9.C2= 454,5(µs) Chọn C2 = 0,1µs, có điện áp U=16(V), R9= 454,5 () Và để thuận tiện cho việc lắp mạch ta lựa chọn R9=5(k) Uđk = V Iđk= 0,15 A Thời gian chuyển mạch: tcm= 120 µs Độ rộng xung tx = 167 fđk = 10 kHz 3.5 Tính tạo xung áp Chọn vật liệu làm lõi sắt Ferit HM Lõi có dạng hình xuyến làm việc phần đặc tính từ hóa có: ∆B= 0,8 (T), ∆H= 20(A/m), khơng có khe hở khơng khí Tỷ số biến áp thường m=2÷3 nên chọn m=3 Điện áp cuộn thứ cấp la: U2= Uđk =3V Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp: U1= m.U2= 3.3= 9V Dòng điện thứ cấp: I2= Iđk=0,15A Dòng điện sơ cấp I1= I2 0,15 0, 05 (A) m Độ từ thẩm trung bình tương đối lõi sắt: TB B 0,8 0 H 1, 26.106.30 21.103 Với :µ0 = 1,26.10-6 Vậy ta tích lõi thép cần có : V= TB 0 t x Sx U.I2 B2 21.103.4.106.167.0,15.15.0,15 2,34 (cm3) 0,8 Với V= 2,34 cm3, ta chọn biến áp xung với thông số a=6mm, b=8mm,d=25mm,D=40mm Q=0.49cm2 Chiều dài mach từ:L=10.2 (cm) 28 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Số vòng dây sơ cấp máy biến áp xung Theo luật cảm ứng điện từ: U W1Q Ut x dB B 12.167 W1Q W1 532 (vòng) dt tx BQ 0,8.4, Số vòng dây thứ cấp: W2 W1 532 177 vòng m1 Tiết diện dây quấn sơ cấp: I1 0.5 0.0083 mm2 J1 S1 Đường kính dây quấn sơ cấp: 4s1 d1 4.0, 0083 0.1 mm 3.14 Tiết diện dây quấn thứ cấp là: S2 I2 0.15 0.0375 (mm2) J2 Với J Vậ đường kính dây quấn thứ cấp là: d2 4S2 4.0, 0375 0.2 (mm) Kiểm hệ số lấp đầy: K ld S1W1 S2 W2 0, 0083532 0, 0375177 0.11 d2 252 + 3.14 4 Vời Klđ = 0,11 cửa sổ đủ diện tích cần thiết Tầng so sánh khuyếch đại thuật toán loại TL084 Chọn R4 = R5 > UV/Iđk = 12/0,1.103 = 12k Trong nguồn ni Vcc = ±12V điện áp A3 Uv ; 12V dòng điện vào hạn chế để Ilv < 1mA Do ta lựa chọn R4 = R5 = 15 k dịng vào A3 : 29 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Iv = 12 0,8 mA 15.103 Tính chọn khâu đồng pha Điện áp tụ hình thành nạp tụ C1 mặt khác để đảm bảo điện áp tụ có nửa chu kì điện áp lưới tuyến tính số thời gian nạp tụ :T = R1.C1 = 0.005s (thời gian nạp tụ T = 0.005s) Chọn tụ C1 = 0.1µF điện trở R1 = T 0, 005 50k C1 0,1.106 Thông thường R3 chọn làm biến trở để thuận tiện cho việc điều chỉnh Ta chọn transistor loại AS64 với thông số transistor loại PNP làm Si Điện áp colector bazơ hở mạch emitor :UCBO = 25V Điện áp emitor bazơ hở mạch collector : UEBO = 7V Dịng điện lớn colector chụi đựng ICmax = 100mA Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp : Tcp = 1500C Hệ số khuyếch đại = 250 Dòng điện cực đại bazơ : IB = IC 100 0, A 250 Điện trở R2 để hạn chế dòng điện vào cực bazơ transistor tính sau:R2 thỏa mãn điều kiện R2 U Nmax 12 30k IV 0, 4.103 Chọn điện áp xoay chiều đồng pha UA = 9V Điện trở R3 để hạn chế dịng điện qua khuyếch đại thuật tốn A1 R3 chọn cho dòng điện vào khuyếch đại thuật tốn với IV < 1mA Do R3 UA 3 9(k) IV 10 Chọn R =10k 3.6 Tính tốn biến áp nguồn n đồng pha Ta thiết kế máy biến áp dùng cho việc tạo điện áp đồng pha tạo nguồn nuôi, chọn kiểu biến áp pha trụ trụ có cuộn dây cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp Điện áp lấy thứ cấp máy biến áp làm biến áp đồng pha lấy làm nguồn nuôi: U2 = U2đpđm = UN = 15V Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha : I2đp = 1mA 30 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Cơng suất nguồn ni cho biến áp xung : Uđp= 6.U2đpđm.I2đp = 6.15.10-3 = 0.09W Công suất tiêu thụ 6ICTL084 sử dụng làm khuyếch đại thuật toán ta chọn IC4081 để tạo cổng AND: PIC = 8.Pic 8.0,68=5,12W Công suất máy biến áp xung cấp cho cực điều khiển tiristor: PX= 6.Uđk.Iđk = 6.3.0,15 = 2,7W Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi: PN = Uđp + PIC + PX = 0.09 + 5.12 + 2.7 = 7.91W Công suất máy biến áp tổn thất 5% máy gây ra: PTT = 0,05.(0,09+PN) = 0,4W Vậy tổn thất công suất máy biến áp gây ra: S = PTT + PN = 0,4 + 7,91 = 8,3 VA Dòng điện thứ cấp máy biến áp I2 S 8,31 0, 09(A) 6.U 6.15 I1 S 8,31 0, 0125( A) 3.U 3.220 Dòng điện sơ cấp Tiết diện trụ máy biến áp tính theo cơng thức kinh nghiệm S 8,31 1, 4(cm2 ) m.f 3.50 Qt k q Nên ta có tiêu chuẩn hóa tiết diện trụ Qt = 1,63 cm2, kích thước mạch từ a = 12 mm h = 30 mm b = 16 mm hệ số ép chặt = 0,85 Trong kQ = dựa vào hệ số phương pháp làm mát Số trụ máy biến áp: m = Tần số lưới điện f = 50 Hz Ta có số vòng dây cuộn sơ cấp: W1 220.104 7071 (vòng) 4, 4.50.1, 31 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Dây cuộn thứ cấp : W2 15.104 482 (vòng) 4, 44.50.1, Chọn mật độ dịng điện : J1 = J2 = 2,75(A/mm2) Đường kính dây : d1= 4.S1 4.0, 00457 0, 076(mm) 3,14 Vậy chọn d1 = 0,1mm để đảm bảo độ bền cách điện tốt ta chọn d1 = 0,12mm Số vòng dây cuộn thứ cấp: W2 = 482 vòng Tiết diện dây: S2 = S 8,31 0, 0335(mm2 ) 6.U J 6.15.2, 75 Đường kính dây cuộn thứ cấp : d2 = 4.S2 0,03355.4 0, 2( mm) 3,14 Chọn d2 =0,31mm Hệ số lấp đầy klđ = 0,9 với klđ = (d12 W1 d 22 W1 ) C.h Cửa sổ máy biến áp : (d1 W1 d 22 W1 ) C= 5,5(mm) h.k ld Chọn C = 10mm Chiều dài mạch từ: C0=2C+3a=2.10+3.12=56(mm) Chiều cao mạch từ: H = h + 2a = 30 + 2.12 =54(mm) 32 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] 3.7 Tính tốn chọn diode cho chỉnh lư nguồn ni : Dịng điện HD qua IDHD = I2 0, 09 0, 06( A) 2 Điện áp ngược lớn mà diode phải chịu: UNmax = 6.U = 6.15 36,7(V ) Chọn diode có Iđm Iđm ki.IDHD = 10.0,06 = 0,6(A) Chọn Iđm = 1A Chọn diode có điện áp ngược lớn Un = kn.UNmax = 2.36,7 =73,4(V) Với Iđm = 1(A), Un=73,4(V) ta chọn diode loại KH 208A có thông số :Iđm=1.5A,UN=100V 33 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ơn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] Phần III : Mô Mô mạch động lực phần mềm Psim Mạch mô kết hình vẽ bên hình vẽ bên : 34 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hỗ trợ ôn tập [ĐỀ CƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC] 35 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn
Ngày đăng: 12/07/2023, 22:51
Xem thêm:
