Thiet ke bo thuc hanh nguon on ap xoay chieu theo 91436

Đồ án tốt nghiệp Nhiệm Vụ Thiết kế đồ án tốt nhgiệp Họ tên sinh viên: Lớp: 1/ Đề tài thiết kế: Thiết kế thực hành ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp 2/Các số liệu ban đầu: Công suất : KVA Dải điện áp đầu vào từ 160v đến 240v Sai số đầu cho phÐp : +3v - 3v 3/Néi dung ph©n thuyÕt minh tính toán: 4/Phần vẽ: Đồ án tốt nghiệp Hà Nội ngày tháng năm Cán hớng dẫn: Mục Lục Chơng I : Giới thiệu loại ổn áp xoay chiều I Giới thiệu chung II Tìm hiểu nguyên lý hoạt động loại ổn áp thông dụng Chơng II : Thiết kế tính toán mạch lực thực hành ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp công suất KVA I Sơ đồ mạch lực mối quan hệ biến áp thành phần II Tính toán thiết kế máy biến áp thành phần Chơng III : Thiết kế chế tạo mạch điều khiển Đồ án tốt nghiệp Thiết kế mạch điều khiển động secvô I II Chơng IV 1KVA Thiết kế nguồn cho mạch điều khiển : Thiết kế mạch bảo vệ cho thực hành ổn áp c«ng st Giíi thiƯu chung …………………………………………… I II ThiÕt kế chế tạo mạch bảo vệ điện áp dải làm việc III Nguyên lý làm việc mạch bảo vệ điện áp IV Chọn linh kiện Chơng V : Lắp ráp chế tạo thực hành ổn áp I Lắp ráp mạch điều khiển động secvô II Lắp ráp mạch bảo vệ điện áp dải làm việc III Lắp ráp nguồn nuôi mạch điều khiển IV Chế tạo biến áp tín hiệu biến áp nguồn nuôi V Chế tạo biến áp tự ngẫu biến áp ổn áp VI Lắp ráp hộp động lực VII Lắp ráp hộp môđul điều khiển Chơng VI : Thử nghiệm Kết luận chung Đồ án tốt nghiệp Lời Nói Đầu Ngày công nghiệp phát triển nhu cầu sử dụng diện đời sống sản xuất rộng rÃi Nguồn lợng điện vơi u nguồn lợng dễ sử dụng , không gây ô nhiễm môi trờng ngời sản xuất đợc Bởi điện dần thay lợng khác nh than , dầu mỏ, khí đốt Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện lớn, nhng lới điện nớc ta cha ổn định , vào cao điểm Một vấn đề cần đợc giải ngời vận hành điện nh hộ sử dụng điện có nguồn điện chất lợng cao , thể tính nh :sự ổn định điện áp ,thời gian cung cấp điện ổn định điện áp ảnh hởng rât nhiều tới thông sô kĩ thuật ,các tiêu kinh tế thiết bị điện Nhóm em đà chọn đề tài Thiết kế thực hành nguồn ổn áp Thiết kế thực hành nguồn ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp Thiết kế thực hành nguồn ổn áp làm đề tài tốt nghiệp với mong muốn để bạn sinh viên khoá sau đợc thực hành nắm kiến thức hoàn chỉnh nguồn ổn áp, để từ thiết kế máy ổn áp dân dụng hay máy ổn áp công nghiệp Qua năm học tâp khoa điện cơ-điện tử, trcơ-điện tử, trờng Đại Học Phơng Đông chúng em đà đợc tìm hiểu sâu kiên thức thiêt bị điện, biến đổi điện Đợc giúp đỡ tận tình thầy Lu Đức Dũng anh trung tâm Nghiên cứu phát triển công nghệ tự động-418 Bạch Mai- Hà Nội; chúng em đà hoàn thành Đồ án tốt nghiệp cách nghiêm túc thời hạn Tuy nhiên ,vì thời gian có hạn khối lợng kiến thức đà đợc học tập , chúng em không tránh khỏi sai sót thc hiƯn,v× vËy chóng em rÊt mong sù gãp ý, bảo tận tình thầy cô để đồ án thiết kế hoàn thiện Hà Nội ngày tháng năm Sinh viên thiết kế: Lơng Thế Anh Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Thành Nguyễn Thị Thu Hơng Chơng I : Giới Thiệu Về Các Loại ổn áp Xoay Chiều ổn định điện áp ảnh hởng nhiều tới thông số kĩ thuật,các tiêu kinh tế thiết bị điện, cụ thể: Đối với động không đồng điên áp giảm xuống 10% momen quay giảm 19%, hệ số trợt tâng 27.5%, dòng roto tăng 14%, dòng Stato tăng 10%, giảm tiếp 20% momen giảm 36%.Ngợc lại điện áp tăng lên 10% mô men quay tăng lên 21% ,hệ số trợt giảm xuống 20%, dòng điện Rôto giảm xuống 18% ,dòng điện stato giảm xuốngcòn 10% Đối với thiết bị chiếu sáng,khi điện áp giảm xuống 10%thì quang thông 30% điện áp giảm xuống 20% số đèn huỳnh quang khả phát sáng Khi điện áp tăng 10% quang thông đèn tăng lên 35%, tuổi thọ đèn giảm ba lần Do để có dòng điện chất lợng ,duy trì tuổi thọ động cơ, thiết bị điện ổn định điện áp yêu cầu vô cấp thiết với phát triĨn cđa khoa häc kÜ tht cho phÐp thiÕt kÕ nguồn ổn áp theo nhiều phơng pháp nh : - ổn áp sắt từ có tụ - ổn áp sắt từ không tụ - ổn áp dùng khuếch đại từ - ổn áp dùng máy biến áp kêt hợp điều khiển tự động - ổn áp kiểu bù phơng án có u ,nhợc điểm đặc trng riêng thông số kĩ thuật ,chỉ tiêu kinh tÕ I/ Giíi thiƯu chung : Do líi ®iƯn dao động nhiều ảnh hởng không tốt đến hoạt động thiết bị điện nên ngời ta đà chế tạo thiết bị tự động ổn định điện áp (gọi tắt ổn áp) ổn áp thiết bị tự động trì điện áp thay đổi trọng phạm vi nhỏ điện áp vào thay đổi phạm vi lớn Cùng với phát triển khoa học kĩ thuật, loại ổn áp ngaỳ đợc cải tiến từ đơn giản đến phức tạp chất lợng ngày tốt Để đánh giá đợc chất lợng ổn áp ngời ta đa công thức sau : Đồ án tốt nghiệp K= UvUr UrUv K : hệ số đánh giá chất lợng ổn áp Uv ,Uv : độ biến thiên điện áp vào , điện áp vào Ur ,Ur : độ biến thiên điện áp , điện áp Nh qua công thức đà thấy muốn nâng cao chất lợng ổn áp phải giảm đợc độ biến thiên điện áp II/ Tìm hiểu nguyên lý hoạt động loại ổn áp thông dụng 1) ổn áp sắt từ không tụ : 1.1) Nguyên lý làm việc : ổn áp sắt từ không tụ làm việc dựa theo nguyên lý bÃo hoà từ sơ đồ nguyên lý làm việc ổn áp sắt từ không tụ đợc trình bày dới đây: Hình 1.1 1.2)Cấu tạo : ổn áp loại gồm hai cuộn dây W1 cuộn dây W2 quấn hai lõi thép - Cuộn dây W1 cuén tuyÕn tÝnh ( cã khe hë kh«ng khÝ mạch từ) - Cuộn dây W2 cuộn bÃo hoà - Điện áp vào UV đặt lên hai cuộn W1 W2 điện áp lấy cuộn bÃo hoà W2 Đồ án tốt nghiệp 1.3) Nguyên lý làm việc: Với cấu tạo nh thÊy r»ng : UV = U1 + U2 Vµ nÕu bỏ qua tổn hao hai cuộn kháng ta có: UV = U1 + UR Đặc tính V cơ-điện tử, tr A phần tử đợc thể hình 1.2 dới đây: Hình 1.2 Từ đờng đặc tÝnh trªn chóng ta nhËn thÊy r»ng víi mét sù thay đổi lớn điện áp vào đầu ổn áp thay đổi Tuy dao động điện áp tơng đối lớn đặc tính V-A cuộn kháng bÃo hoà nằm song song với trục hoành đợc 1.4) Ưu nhợc điểm ổn áp sắt từ không tụ: Ưu điểm : - Có cấu tạo đơn giản - Dễ thiết kế, chế tạo Nhợc điểm : - Điện áp bị méo dạng Dòng tổn hao lớn Hiệu suất thấp Chất lợng ổn áp không cao 2) Ôn áp sắt từ có tụ: Đồ án tốt nghiệp 2.1) Cấu tạo : Hình 1.3 ổn áp sắt tõ cã tơ cịng gåm hai cn kh¸ng : Cn W1 vµ cuén W2 Cuén W1 lµ cuén lµm việc chế độ tuyến tính, cuộn W2 làm việc chế độ bÃo hoà Hai cuộn đơc mắc nối tiếp Điện áp đầu vào đơc đặt lên hai cuộn Điện áp đơc lấy hai đầu cuộn W2 tụ C Tụ C đợc mắc song song với cuộn bÃo hoà W2 Mục đích để giảm nhỏ dòng chạy cuộn W1 Việc mắc thêm tụ điên mạch tạo tơng cộng hởng ổn ap săt từc có tụ gọi cổng hởng 2.2/ Nguyên lý hoạt động: Tụ C đợc tính toán cho điện áp vào U V = Uđm IC = , lúc mạch điện trạng thái cộng hởng dòng điện Đặc tính V cơ-điện tử, tr A Hình 1.4 Khi vào đờng đặc tính thấy : Đồ án tốt nghiệp - Khi UR < UCH : mạch có tính điện dung - Khi UR < UCH : mạch có tính điện cảm Vì phải chọn miền làm việc ổn áp sau điểm cộng hởng tức UV > UCH 2.3) Ưu nhợc điểm ổn áp sắt từ có tụ: + Ưu điểm : - Hiệu suất cao - Độ tác động nhanh - Đơn giản , dễ chế tạo + Nhợc điểm : - Điện áp bị méo dạng - Dải điện áp đầu vào hẹp - Xuất sóng hài bậc ổn áp kiểu khuyếch đại từ : 3.1) Cấu tạo: Gồm khuyếch đại từ biến áp tự ngẫu Hình vẽ sau mô tả cấu tạo ổn áp kiểu khuyếch đại từ : Đ đk đk Hình 1.5 + Khuyếch đại từ khí cụ điện gồm nhiều cuộn dây quanh lõi thép ,trong có cuộn làm việc cuộn điều khiển Cuộn điều khiển đơc cấp điện chiều thờng có hai cuộn mắc ngợc cực tính để Khử ảnh hởng mạch xoay chiều cuộn làm việc vào mạch chiều cuộn điều khiển Điều chỉnh điện áp hay dòng điện cuộn làm việc nhờ điều khiển dòng điện cuộn điều khiển + Điện áp vào đợc đặt vào đầu vào biến áp tự ngẫu Đồ án tốt nghiệp + Điện áp lấy đầu biến áp tự ngẫu 3.2) Nguyên lý hoạt động: UV = UK§T + U1TN UR = K UTN = K( UV cơ-điện tử, tr U KĐT ) Nh muốn cho UR không đổi iĐK phải đợc điều chỉnh cho thoả mÃn: - Khi UV tăng điều chỉnh IĐK tăng để UKĐT tăng - Khi UV giảm điều chỉnh IĐK giảm để UKĐT giảm Vì vấn đề đặt tạo đợc trình tự động thay đổi IĐK thêo quy luật UV ,thay đổi để UR không đổi > Điều đợc giải nhờ hệ thống điều khiển gồm cấu phát, đo, so sánh phần tử điện từ điện tử 3.3) Giới thiệu nguyên lý hoạt động ổn áp kiểu khuyếch đại từ cụ thể :