Nghiên ứu, khảo sát hệ thống điều khiển và quá trình vào đồng bộ ho động ơ đồng bộ 1600kw ủa máy nghiền than

Trong các nhà máy công nghiệp, với tải đòi hỏi động cơ điện dẫn động công suất lớn và không cần điều chỉnh tốc độ đôi khi lên tới vài nghìn KW thì việc sử dụng động cơ không đồng bộ thờ

Bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội -

luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu, khảo sát hệ thống điều khiển và

quá trình vào đồng bộ cho động cơ

đồng bộ 1600kw của máy nghiền than

Luận văn thạc sĩ

Mục lục

Mở đầu 1

Chơng i: Tổng quan về động cơ đồng bộ Và đặc điểm của hệ truyền động động cơ đồng bộ công suất lớn 1.1 Khái quát và phân loại động cơ đồng bộ 3

1.1.1 Khái quát về động cơ đồng bộ 3

1.1.2 Phân loại động cơ đồng bộ 4

1.2 Cấu tạo của ộng cơ đồng bộđ 4

1.2.1 Cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn 5

1.2.2 Cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha cực lồi 6

1.3.Nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ 8

1.4.Đặc tính cơ của đông cơ đồng bộ 9

1.5 Các phơng pháp khởi động động cơ đồng bộ 12

1.5.1 Khởi động bằng phơng pháp thay đổi tần số 12

1.5.2 Khởi động theo phơng pháp hoà đồng bộ 12

1.5.3 Khởi động theo phơng pháp không đồng bộ 13

1.6 Những đặc điểm cơ bản của hệ truyền động điện động cơ đồng bộ công suất lớn 17

1.7 Kết luận 18

Chơng II: Thiết kế nguồn kích từ động cơ đồng bộ sử dụng bộ biến đổi thyristor 2.1 Đặt vấn đề 20

2.2 Thiết kế mạch động lực 20

2.3 Thiết kế mạch điều khiển 21

2.3.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển bộ chỉnh lu 21

2.3.2 Tính toán phần tử mạch điều khiển 28

2.4 Tính toán lựa chọn van lực và máy biến áp 42

2.4.1 Tính chọn van lực 42

2.4.2 Tính chọn máy biến áp lực 44

2.5 Tính toán thiết kế bộ nguồn cung cấp cho mạch điều khiển 46

2.6.Tính chọn máy biến áp đồng bộ 49

2.7.Tính toán thiết kế mạch tự động vào đồng bộ 51

2.7.1 Yêu cầu mở máy của động cơ đồng bộ 51

2.7.2 Nguyên lý làm việc của mạch tự động vào đồng bộ 52

2.7.3 Tính chọn các phần tử của sơ đồ 53

2.8 Kết luận 54

Luận văn thạc sĩ

Chơng III: Mô hình toán học của động cơ đồng bộ Và khảo sát quá trình vào đồng bộ của động cơ khi khởi

động

3.1 Đặt vấn đề 55

3.2 Véc tơ không gian và các hệ toạ độ 56

3.2.1 Vector không gian 56

3.2.2 Chuyển hệ toạ độ cho vector không gian 59

3.2.3 Mô tả các đại lợng trên hệ toạ độ tựa theo từ thông roto 60

3.3 Chuẩn hoá các đại lợng về đơn vị tơng đối 61

3.4 Mô hình toán học của động cơ đồng bộ 62

3.4.1 Hệ phơng trình cơ bản của động cơ đồng bộ 64

3.4.2 Mô hình trạng thái động cơ đồng bộ trên hệ toạ độ từ thông rotor65 3.5 Khảo sát quá trình vào đồng bộ của động cơ đồng bộ khi khởi động 67

3.5.1 Đ ặt vấn đề 67

3.5.2 Khảo sát thời điểm vào đồng bộ tối u khi động cơ khởi động có tải M c = 0 70

3.5.3 Khảo sát thời điểm vào đồng bộ tối u khi động cơ khởi động có tải M c = 0,5 M đm 81

3.5.4 Khảo sát thời điểm vào đồng bộ tối u khi động cơ khởi động có tải M c = M đm 92

3.6 Kết luận 100

Kết luận, đề xuất 101

Tài liệu tham khảo 103

đồng bộ là có hiệu suất cao, mang tính u việt của cả động cơ một chiều và

động cơ không đồng bộ Vì vậy, nghiên cứu về động cơ đồng bộ là một hớng

đi hợp lý và có tính thực tiễn cao Cụ thể là trong ngành công nghiệp khai thác than, động cơ đồng bộ công suất lớn đợc sử dụng để truyền động trục máy nghiền than

Tuy nhiên, khi sử dụng động cơ đồng bộ công suất lớn có cuộn dây kích

từ đòi hỏi phải cung cấp nguồn kích từ một chiều cho động cơ Thông thờng, các động cơ sử dụng máy phát điện một chiều để cấp nguồn cho cuộn dây kích từ Hệ thống này có nhợc điểm là cồng kềnh, giá thành cao, bảo dỡng phức tạp, quá trình sử dụng chổi than và vành góp của máy phát điện một chiều bị ăn mòn dẫn đến giảm chất lợng kích từ của động cơ Bên cạnh đó một vấn đề cũng rất đáng quan tâm đó là việc khởi động của động cơ đồng bộ Chất lợng khởi động của động cơ chịu ảnh hởng rất lớn bởi cách thức khởi

động động cơ cũng nh thời điểm hợp lý để cấp nguồn kích từ một chiều cho

động cơ

Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn đặt ra trên đây, bản luận văn này trình bày những nghiên cứu của tác giả về hệ thống điều khiển kích từ và khảo sát quá trình vào đồng bộ cho động động cơđồng bộ Cụ thể ở đây là động cơ truyền động của máy nghiền than với công suất 1600kW

Và sau đây là những nội dung chính mà tác giả đã tập trung nghiên cứu

Luận văn thạc sĩ

Chơng I Tổng quan về động cơ đồng bộ Và đặc điểm của hệ

Nội dung của chơng:

1.1 Khái quát và phân loại động cơ đồng bộ

1.2 Cấu tạo của động cơ đồng bộ

1.3 Nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ

1.4 Đặc tính cơ của đông cơ đồng bộ

1.5 Các phơng pháp khởi động động cơ đồng bộ

1.6 Những đặc điểm cơ bản của hệ truyền động điện động cơ đồng bộ công suất lớn

u việt hơn hẳn động cơ không đồng bộ cùng công suất, ở chỗ:

 Có hiệu suất lớn do động cơ đồng bộ có khả năng hoạt động ở Cosϕ

= 1, điều này cho phép nâng cao hệ số Cosϕ của mạng lới điện nhà máy và giảm kích thớc – trọng lợng bản thân động cơ do dòng nhỏ hơn

 Độ nhậy với dao động điện áp nguồn thấp hơn do mô men cực đại tỷ

lệ bậc nhất với điện áp

 Tần số quay không đổi và không phụ thuộc vào dao động tải (trong một giới hạn cho phép nào đó) trên trục rôto Dẫn đến độ ổn định tốc độ cao Tuy nhiên, việc sử dụng hệ truyền động động cơ đồng bộ lại có nhợc

điểm là:

 Động cơ đồng bộ có cấu tạo phức tạp

c

s s

p

f

π

Luận văn thạc sĩ

 Đòi hỏi phải có nguồn cung cấp dòng điện một chiều cho mạch kích

từ của động cơ khiến cho giá thành cao

 Việc khởi động động cơ đồng bộ cũng phức tạp hơn và việc điều chỉnh tốc độ của nó chỉ có thể thực hiện đợc bằng cách thay đổi tần số nguồn cấp cho động cơ

Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghệ điện tử động cơ

đồng bộ đợc nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp ở mọi dải công suất từ vài trăm W( cho cơ cấu ăn dao máy, cắt gọt kim loại, cơ cấu chuyển

động của tay máy, ngời máy, máy đóng gói, máy gia công chính xác, ) đến hàng MW ( cho các chuyển động kéo tàu tốc độ cao TGV, máy cán, v.v )

1.1.2 Phân loại động cơ đồng bộ

Theo cấu tạo có thể chia động cơ đồng bộ ra làm 2 loại :

+ Động cơ đồng bộ ba pha cực lồi: thích hợp với tốc độ quay thấp (số cực 2p ≥ 4)

+ Động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn: thích hợp với tốc độ quay cao (số cực 2p = 2)

Để thấy rõ hơn về đặc điểm cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha ta xét riêng cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha cực lồi và động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn

1.2 cấu tạo của Động cơ đồng bộ

Động cơ điện đồng bộ cũng nh các loại động cơ máy điện quay khác, gồm có: phần tĩnh (stato) và phần quay (rotor) ở các động cơ điện đồng bộ công suất lớn, phần tĩnh thờng là phần mà các dây quấn của nó có cảm ứng

ra những sức điện động, còn gọi là phần ứng Phần quay thờng là một nam châm điện dùng để tạo từ trờng chính cho máy, còn gọi là phần cảm Rôto

Luận văn thạc sĩ

1.2.1 Cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn

Cấu tạo động cơđồng bộ gồm hai phần chính đó là starto và rôto

1.2.1.1 Cấu tạo Stato của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn

Starto của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn , ngoài ra còn có vỏ máy và nắp máy

Lõi thép stato gồm các lá thép kỹ thuật điện dày từ 0,35 0,5 mm- đợc ghép lại với nhau tạo thành hình trụ rỗng, bên mặt trong tạo thành các rãnh theo hớng trục để đặt dây quấn sau này Lõi thép starto đợc cố định trong thân máy Trong các động cơ công suất trung bình và lớn, thân máy đợc chế tạo theo các kết cấu khung thép, mặt ngoài đợc bọc bằng các tấm thép dát dầy Thân máy phải đợc thiết kế sao cho hình thành một hệ thống thông gió

để làm mát máy tốt nhất Nắp máy đợc chế tạo từ thép tấm hoặc từ gang đúc

Đối với các động cơ công suất trung bình và lớn, ổ trục không đặt ở nắp máy

mà ở giá đỡ ổ trục đặt cố định trên bệ máy

Dây quấn starto thờng đợc chế tạo bằng đồng có tiết diện hình tròn hoặc chữ nhật (tuỳ thuộc vào công suất máy), bề mặt đợc phủ một lớp cách

điện, đợc quấn thành từng bối và lồng vào các rãnh của lõi thép starto, đợc

đấu nối theo các qui luật nhất định tạo thành các sơ đồ hình sao hoặc tam giác

1.2.1 .2 Cấu tạo Rôto của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn

Rôto động cơ đồng bộ là một nam châm điện gồm lõi thép và dây quấn kích từ Dòng điện vào dây quấn kích từ là dòng một chiều

Rôto của động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn làm bằng thép chất lợng cao,

đợc đúc thành khối hình trụ, sau đó đợc gia công và phay rãnh để lắp đặt cuộn dây kích từ Phần không phay rãnh của rôto hình thành nên mặt cực từ Cực từ rôto cực ẩn không lộ ra rõ rệt

Luận văn thạc sĩ

Hình 1.1 : Mặt cắt ngang trục lõi thép rôto

Động cơ đồng bộ hiện đại cực ẩn thờng đợc chế tạo với số cực 2p =

2, tôc độ quay của rôto là 3.000 vòng/phút Tốc độ của loại động cơ này thờng cao nên để hạn chế lực li tâm rôto thờng có dạng hình trống với tỷ số

“ chiều dài/ đờng kính” lớn Động cơ loại này thờng đợc gọi là động cơ từ trờng hớng kính (roto trụ dài), nó thờng đợc dùng trong các máy công cụ Thông thờng đờng kính D của rôto khoảng từ 1,1m đến 1,15m Chiều dài tối đa của rôto vào khoảng 6,5m

Dây quấn kích từ đặt trong rãnh rô to đợc chế tạo từ dây đồng trần tiết diện hình chữ nhật, quấn theo chiều rộng thành các bối dây đồng tâm Các vòng dây của bối dây này đợc cách điện với nhau bằng một lớp mêca mỏng

Để cố định và ép chặt các cuộn dây kích từ trong rãnh, miệng rãnh đợc nêm kín bằng thép không từ tính, các đầu nối (nằm ngoài rãnh) của dây quấn kích

từ đợc đai chặt bằng các ống thép không từ tính Hai đầu của dây quấn kích

từ đi luồn trong trụ và nối với hai vành trợt ở đầu trục thông qua 2 chổi điện

để nối với dòng kích từ một chiều

1.2.2 Cấu tạo của động cơ đồng bộ ba pha cực lồi

1.2.2.1 Cấu tạo Stato của động cơ đồng bộ ba pha cực lồi

Luận văn thạc sĩ

1.2.2.2 Cấu tạo Rôto của động cơ đồng bộ ba pha cực lồi

Động cơ đồng bộ ba pha cực lồi thờng đợc sử dụng trong trờng hợp yêu cầu tốc độ quay thấp Vì vậy, khác với động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn,

đờng kính rôto có thể lớn trong khi chiều dài của rôto lại nhỏ với tỷ số “ chiều dài/ đờng kính” nhỏ vào khoảng 0,12 > 0,2.-

Rôto động cơ đồng bộ ba pha cực lồi công suất nhỏ và trung bình có lõi thép chế tạo bằng thép đúc và gia công thành khối lăng trụ hoặc khối hình trụ, trên mặt có đặt các cực từ Đối với các động cơ công suất lớn, lõi thép đợc hình thành từ các tấm thép dầy từ 1 > 6mm, đợc dập định hình sẵn để ghép -thành các khối lăng trụ, lõi thép này thờng không trực tiếp lồng vào trục máy

mà đặt vào giá đỡ rôto Giá này lồng vào trục máy Cực từ đặt trên lõi thép rôto đợc ghép bằng nhiều lá thép dầy từ 1mm -> 1,5mm Việc cố định các cực từ trên lõi thép đợc thực hiện nhờ đuôi hình T hoặc bằng các bu lông xuyên qua mặt cực và vít chặt vào lõi thép rôto (hình 1 ).2

Luận văn thạc sĩ

Dây quấn kích từ bằng đồng tiết diện hình chữ nhật, đợc quấn theo chiều rộng thành từng cuôn dây Cách điện giữa các vòng dây là các lớp mêca hoặc amiăng Các cuộn dây sau khi đã đợc gia công đợc luồn vào thân cực

Dây quấn khởi động đợc đặt trên các đầu cực giống nh dây quấn kiểu lồng sóc của động cơ điện không đồng bộ, nghĩa là đợc làm bằng các thanh

đồng đặt vào rãnh của của các đầu cực và đợc nối hai đầu bởi hai vòng ngắn mạch

1.3 nguyên lý làm việc của động cơ đồng bộ

Cho dòng điện một chiều vào dây quấn kích từ, rôto của động cơ trở thành một nam châm điện Nếu lúc này cho dòng điện hình sin vào dây quấn stato, giữa từ trờng rôto và dòng điện trong các thanh dẫn dây quấn stato sẽ tác dụng lực tơng hỗ lên nhau, hình thành mômen tác dụng lên rôto kéo nó quay

Khi mới mở máy động cơ điện đồng bộ, lúc đó rôto còn đứng yên Giả

sử ở nửa chu kỳ đầu, dòng điện chạy trong dây quấn stato có chiều đi từ đầu A

đến cuối đầu X của dây quấn Dùng quy tắc bàn tay trái, xác định đợc lực Fx tác dụng lên thanh dẫn dây quấn phần ứng, do đó xác định đợc chiều phản lực Fr tác dụng lên rôto ở nửa chu kỳ sau, dòng điện qua dây quấn stato đổi chiều, lực tác dụng lên rôto cũng đổi chiều Nh vậy, khi mới mở máy động cơ đồng bộ, lực tác dụng lên rôto luôn luôn đổi chiều theo sự đổi chiều dòng

điện trong dây quấn stato Do có quán tính, rôto sẽ không quay đợc Để có thể mở máy động cơ đồng bộ, phải sử dụng những biện pháp đặc biệt sẽ trình bày ở phần sau

Khi động cơ đã làm việc, muốn mômen quay luôn luôn tác dụng theo một chiều nhất định, thì khi dòng điện trong dây quấn stato đổi chiều, cực từ

(vòng/phút) Nhận thấy ở đây tốc độ động cơ bằng tốc độ từ trờng quay nên gọi là

động cơ đồng bộ Với một tần số f nhất định thì tốc độ quay động cơ là không

đổi, không phụ thuộc vào phụ tải

1.4 Đặc tính cơ của đông cơ đồng bộ

Khi đóng stato động cơ đồng bộ vào nguồn điện xoay chiều có tần số fs không đổi, động cơ sẽ quay với tốc độ không đổi là tốc độ đồng bộ:

ωs =2 fπ s / p ( 1)1 3Trong phạm vi mô men cho phép M ≤ Mmax, đặc tính cơ là cứng tuyệt

đối (độ cứng của đặc tính cơ β ∞= ), đặc tính cơ của động cơ đồng bộ nh hình sau:

Luận văn thạc sĩ

Đặc tính góc biễu diễn mối quan hệ giữa mô men của động cơ với góc lệch θ của véc tơ điện áp pha lới điện và véc tơ sức điện động cảm ứng trong dây quấn stato do từ trờng một chiều sinh ra

Thông thờng sụt áp trên điện trở R của dây quấn stato là rất nhỏ so với

điện áp định mức, đối với các động cơ công suất vài trăm kW thì nó chỉ chiếm 0,01 so với điện áp định mức Vì vậy ta có thể bỏ qua sụt áp này, từ phơng trình ( 1.3.1) nếu bỏ qua điện trở R của stato ta có đồ thị véc tơ nh hình 1 4

0

θ ϕ

U

E

I j.IX

Hình 1.4 : Đồ thị véctơ của mạch stato ĐCĐB Trên hình 1.4 các véc tơ biểu diễn các đại lợng sau:

+ I : Véc tơ dòng điện pha stato

+ E, U : Véc tơ sức điện động pha cuộn dây stato và điện áp pha của điện áp lới

+ X : Điện kháng pha stato

+ ϕ : Góc lệch pha giữa dòng điện stato và điện áp lới

+ θ : Góc lệch pha giữa sức điện động stato và điện áp lới

Với động cơ đồng bộ cực lồi do sự phân bố khe hở không khí giữa rôto

và stato không đều nhau trong máy xuất hiện mô men phản kháng phụ, phơng trình đặc tính góc có dạng:

M = 3

d

X

U E

2

ω .sin2θ 1 3( 4)

Với Xd, Xq là điện kháng dọc trục và ngang trục

Đờng cong biễu diễn M sẽ là tổng của hai thành phần:

M1 = 3

d

X

U E

Hình 1.5 : Đặc tính góc của động cơ đồng bộ

Luận văn thạc sĩ

1.5 Các phơng pháp khởi động động cơ đồng bộ

Nh ở mục 1.3 đã nêu rõ, khi khởi động động cơ đồng bộ, mômen điện

từ tác động lên rôto động cơ luôn luôn đổi chiều, do đó động cơ không quay

đợc Muốn mô men điện từ tác dụng lên động cơ chỉ theo một chiều thì khi dòng điện trong các thanh dẫn dây quấn stato đổi chiều, cực từ nằm dới thanh dẫn cũng phải đổi cực tính Do đó, khi khởi động động cơ cần phải dùng một biện pháp nào đó để quay rôto lên tới tốc độ gần đồng bộ, sau đó mới đa dòng điện một chiều kích thích vào Mô men điện từ tác dụng lên rôto lúc này theo một chiều và động cơ đợc đa vào tốc độ đồng bộ

Để kéo rôto động cơ vào tốc độ đồng bộ có thể sử dụng các phơng pháp nh sau: khởi động theo phơng pháp không đồng bộ, khởi động theo phơng pháp đồng bộ, khởi động bằng nguồn có tần số thay đổi

1.5.1 Khởi động bằng phơng pháp thay đổi tần số

Trong nhiều trờng hợp cần mở máy động cơ điện đồng bộ bằng nguồn

điện có tần số thay đổi Muốn vậy động cơ phải lấy điện từ một máy phát điện riêng( hoặc qua một thiết bị biến đổi tần số, ví dụ nh Bộ biến tần) điều chỉnh

đợc tần số từ 0 đến mức độ nhất định trong quá trình mở máy Nh vậy động cơ đợc quay đồng bộ với máy phát ngay từ lúc tốc độ còn thấp Đây chính là phơng pháp khởi động rất hiệu quả, đang đợc áp dụng rộng rãi vì ngày nay

ĐCĐB thờng sử dụng kèm theo bộ biến tần

1.5.2 Khởi động theo phơng pháp hoà đồng bộ

Các điều kiện hoà đồng bộ đối với động cơ đồng bộ hoàn toàn giống nh của máy phát điện đồng bộ Trong trờng hợp này rôto của động cơ đồng

bộ đợc quay bởi động cơ sơ cấp, khi tốc độ đạt tới (95 ữ 98)% tốc độ đồng

bộ, thì tiến hành cấp điện cho stato và cấp điện cho cuộn kích từ của rôto,

Luận văn thạc sĩ

Sau một khoảng thời gian quá độ, động cơ sẽ quay đồng bộ với tốc độ của từ trờng quay rôto

Ưu nhợc điểm của phơng pháp này là:

- Ưu điểm: Sử dụng cho các loại động cơ đồng bộ

- Nhợc điểm: Hệ truyền động cồng kềnh, phức tạp hơn vì phải dùng

động cơ sơ cấp để kéo vào đồng bộ

1.5.3 Khởi động theo phơng pháp không đồng bộ

Các động cơ đồng bộ phần lớn đều khởi động theo phơng pháp không

đồng bộ Thông thờng rôto của các động cơ đồng bộ cực lồi đều đợc đặt dây quấn khởi động Dây quấn khởi động có cấu tạo kiểu lồng sóc đặt trong các rãnh ở đầu cực, hai đầu nối với hai vòng ngắn mạch và đợc tính toán để khởi động trực tiếp với điện áp của lới điện

ở một số động cơ, các mặt cực đợc chế tạo bằng thép nguyên khối và

đợc nối với nhau bằng hai vòng ngắn mạch đặt ở hai đầu rôto, cũng có thể thay thế cho dây quấn ngắn mạch dùng trong việc khởi động

Đối với các lới điện có công suất lớn có thể cho phép khởi động trực tiếp với điện áp của lới đối với các động cơ đồng bộ ba pha công suất vài trăm đến hàng ngàn KW Còn với các lới điện không cho phép khởi động trực tiếp hoặc khởi động động cơ đồng bộ công suất lớn, có thể thực hiện khởi

động gián tiếp bằng cách đóng stato của động cơ đồng bộ vào lới điện qua

điện kháng phụ hoặc biến áp tự ngẫu để hạn chế dòng khởi động Đối với

động cơ đồng bộ ba pha cực ẩn, việc khởi động theo phơng pháp không đồng

bộ khó khăn hơn do dòng điện cảm ứng ở mặt ngoài của rôto nguyên khối sẽ gây phát nóng cục bộ đáng kể Trong trờng hợp này, để khởi động đợc dễ dàng, cần hạ điện áp đặt vào đầu cực động cơ khi khởi động bằng biến áp tự ngẫu hoặc cuộn kháng

Quá trình khởi động động cơ đồng bộ ba pha bằng phơng pháp không

Luận văn thạc sĩ

đồng bộ có thể đợc chia làm hai giai đoạn sau:

 Giai đoạn 1: Giai đoạn khởi động không đồng bộ

Lúc đầu, quá trình khởi động đợc thực hiện với dòng kích từ Ikt = 0, dây quấn kích từ đợc nối tắt qua điện trở dập từ Rdt nh trên hình (1.6)

Nếu đem nối ngắn mạch dây quấn kích từ thì sẽ tạo thành một pha có

điện trở nhỏ ở rôto và sinh ra mômen cảm lớn khiến cho tốc độ quay của rôto không thể vợt quá tốc độ bằng một nửa tốc độ đồng bộ Điều này có thể đợc

Luận văn thạc sĩ

sẽ sinh ra từ trờng đập mạch Từ trờng này có thể phân tích thành hai từ trờng quay thuận và ngợc với chiều quay của rôto với tốc độ tơng đối so với rôto là n1 – n Trong đó n1 là tốc độ từ trờng quay của stato và n là tốc

độ quay của rôto

M

s0

Hình 1.7 : Đờng đặc tính mômen ĐCĐB khởi động bằng

phơng pháp không đồng bộ với dây quấn kích từ nối ngắn mạch

Từ trờng quay thuận có tốc độ so với dây quấn phần tĩnh là:

nth = n + (n1 – n) = n1 Nghĩa là quay đồng bộ với từ trờng quay của stato Tác dụng của nó với từ trờng quay của stato tạo nên mômen không đồng bộ và hỗ trợ với mômen không đồng bộ do dây quấn mở máy sinh ra và có dạng nh đờng 1 hình (1.7)

Từ trờng quay ngợc có tốc độ so với dây quấn phần tĩnh là:

nng = n – (n1 –n) = 2n – n1 = 2n1 (1 – s) = n1 (1 – 2s)

Nh vậy khi 0,5 < S < 1, nghĩa là tốc độ quay của rôto n < n1/2 thì từ trờng quay ngợc chiều so với dây quấn phần tĩnh theo chiều ngợc so với chiều quay của rôto Tác dụng của nó với dòng điện phần tĩnh tần số f sẽ sinh

ra mômen phụ cùng dấu và hỗ trợ với mômen không đồng bộ do từ trờng

Luận văn thạc sĩ

quay thuận tác dụng với dây quấn khởi động (đờng 2 trên hình 1.7)

Khi S = 0,5 (tức là n = n1/2), từ trờng quay ngợc đứng yên so với dây quấn phần tĩnh, mô men phụ bằng 0

Khi 0 < S < 0,5 (tức là n > n1/2) thì từ trờng quay ngợc sẽ quay cùng chiều với chiều quay rôto, tác dụng của nó với dòng điện phần tĩnh tần số f’ lúc đó sinh ra mô men phụ trái dấu với mô men không đồng bộ do từ trờng quay thuận, do đó tác dụng nh mô men hãm

Kết quả là khi dây quấn kích từ bị nối ngắn mạch, đờng biểu diễn mômen của động cơ trong quá trình khởi động là tổng của đờng 1 và đờng 2

có dạng nh đờng 3 trên hình (1.7) Rõ ràng khi mômen cản MC trên trục

động cơ đủ lớn thì rôto sẽ làm việc ở điểm A ứng với tốc độ n ≈ n1/2 và không thể đạt đợc đến tốc độ đồng bộ

Khi rôto đã quay đến tốc độ n ≈ n1, có thể tiến hành giai đoạn hai của quá trình khởi đông

 Giai đoạn 2: Giai đoạn vào đồng bộ

Nối dây quấn kích từ với nguồn điện áp một chiều của nguồn điện kích thích Lúc đó ngoài mômen không đồng bộ tỷ lệ với hệ số trợt s và mômen gia tốc tỷ lệ với ds/dt sẽ có mômen đồng bộ phụ thuộc vào góc θ cùng tác dụng (θ là góc lệch giữa véc tơ suất điện động cảm ứng trong dây quấn stato với điện áp đặt vào stato) Do rôto cha quay đồng bộ nên góc θ luôn luôn thay đổi Khi 0 < θ < 180o thì mômen đồng bộ sẽ cùng tác động với mômen không đồng bộ làm tăng thêm tốc độ quay của rôto và nh vậy rôto sẽ đợc

kéo vào tốc độ đồng bộ sau một quá trình dao động

Ưu nhợc điểm của phơng pháp khởi động không đồng bộ:

- Ưu điểm: Hệ truyền động nhỏ gon, không phức tạp vì không phải dùng động cơ sơ cấp để kéo vào đồng bộ

- Phơng pháp khởi động thờng dùng trong những hệ truyền động

điện động cơ đồng bộ công suất lớn ở đây là phơng pháp khởi động không

Ec = 4,44 f1 s wkt FmTrong đó: s là hệ số trợt

Fm là biên độ từ trờng quay Wkt là số vòng dây cuôn kích từ trong Rôto

Từ biểu thức ta thấy, tại thời điểm ban đầu của quá trình khởi động do

hệ số trợt s 1, nên Ec có giá trị rất lớn và cần phải khử bớt Ec để bảo vệ ≈cuộn dây kích từ

+ Tự động bơm dòng một chiều vào cuộn kích từ khi hệ số trợt s suy giảm đến giá trị nhất định đủ nhỏ để đa Rôto vào tốc độ quay đồng bộ

+ Giai đoạn khởi động không đồng bộ

+ Giai đoạn vào đồng bộ

Đây là những định hớng ban đầu để thiết kế hệ thống nguồn một chiều kích từ cho động cơ và đa ra thời điểm vào đồng bộ tối u nhằm nâng cao chất lợng khởi động của động cơ đồng bộ máy nghiền than công suất 1600kW sẽ đợc trình bày trong các phần tiếp theo của luận văn

Luận văn thạc sĩ

Chơng II: Thiết kế nguồn kích từ động cơ đồng bộ

sử dụng bộ biến đổi thyristor

Nội dung của chơng:

2.1 Đặt vấn đề

2.2 Thiết kế mạch động lực

2.3 Thiết kế mạch điều khiển

2.3.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển bộ chỉnh lu

2.3.1.1 Khâu đồng pha

2.3.1.2 Khâu tạo điện áp tựa

2.3.1.5 Khâu khuyếch đại xung

2.3.2 Tính toán phần tử mạch điều khiển

2.3.2.1 Tính toán mạch khuyếch đại xung

2.4 Tính toán lựa chọn van lực và máy biến áp

2.4.1 Tính chọn van lực

2.4.2 Tính chọn máy biến áp lực

2.5 Tính toán thiết kế bộ nguồn cung cấp cho mạch điều khiển

2.6 Tính chọn máy biến áp đồng bộ

2.7 Tính toán thiết kế mạch tự động vào đồng bộ

2.7.1 Yêu cầu mở máy của động cơ đồng bộ

2.7.2 Nguyên lý làm việc của mạch tự động vào đồng bộ

2.7.3 Tính chọn các phần tử của sơ đồ

2.8 Kết luận

Luận văn thạc sĩ

2.1 Đặt vấn đề

Khi sử dụng động cơ đồng bộ ở các hệ thống cũ để cấp kích từ cho

động cơ, thờng sử dụng máy phát điện một chiều Hệ thống này có rất nhiều nhợc điểm nh: Hệ thống cồng kềnh, giá thành đắt, bảo trì bảo dỡng phức tạp Ngoài ra, sau khi vận hành một thời gian thì chổi than vành góp của máy phát một chiều bị mòn dẫn đến giảm chất lợng kích từ cho động cơ

Để nâng cao chất lợng của hệ thống truyền động điện cho động cơ

đồng bộ máy nghiền than, trong khuôn khổ luận văn này tôi nghiên cứu thiết

kế bộ nguồn cấp kích từ cho động cơ bằng bộ chỉnh lu điều khiển dùng Thyristor

2.2 Thiết kế mạch động lực

Mạch chỉnh lu có điều khiển có nhiều sơ đồ, tuỳ thuộc vào công suất của mạch kích từ mà ta có thể sử dụng các sơ đồ điều khiển khác nhau Trong luận văn này tôi chọn sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha có điều khiển có sơ đồ nguyên lý nh hình vẽ

A

B

C

U2 a U2b U2c

a b c

Luận văn thạc sĩ

2.3 Thiết kế mạch điều khiển

2.3.1 Cấu trúc hệ thống điều khiển bộ chỉnh lu

Hệ thống điều khiển bộ chỉnh lu phải tạo ra các xung điều khiển cấp cho các Thyristor trong mạch lực Các xung điều khiển phải đảm bảo đợc phạm vi điều chỉnh góc α Thông thờng α thay đổi trong phạm vi từ 0o đến

Dùng máy biến áp không những cho phép thoả mãn yêu cầu trên mà còn

đạt thêm hai mục tiêu quan trọng đó là:

Luận văn thạc sĩ

a) Chuyển đổi điện áp thờng có giá trị cao sang giá trị phù hợp với mạch

điều khiển thờng là điện áp thấp

b) Cách ly hoàn toàn về điện giữa mạch điều khiển với mạch lực Điều này

đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng cũng nh cho các linh kiện của mạch

điều khiển

Nh vậy, do lựa chọn sơ đồ mạch lực là sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha nên

sẽ sử dụng máy biến áp đồng bộ ba pha cho khâu đồng pha Tuy nhiên, do trong mạch điều khiển có nhiều khâu cũng cần dùng biến áp nên thờng chỉ

sử dụng chung một biến áp có nhiều cuộn dây thứ cấp, mỗi cuộn thực hiện một chức năng riêng, trong đó có sử dụng một cuộn giành cho khâu đồng pha này

Khi sử dụng biến áp đồng bộ ba pha cần lu ý rằng cách đấu các cuộn dây sơ cấp ảnh hởng rõ rệt tới phạm vi điều chỉnh góc điều khiển α từ (αmin

đến αmax) Bởi vì van không mở ngay đợc khi điện áp pha lới bắt đầu dơng

ABC

*

*

*

Luận văn thạc sĩ

Cụ thể ở đây, nếu cuộn sơ cấp đấu tam giác sẽ cho phạm vi điều chỉnh góc α = (0o – 180o) nh trong hình 2 a Còn khi cuộn sơ cấp đấu sao phạm vi góc 4

điều khiển chỉ còn (30o – 180o) vì tồn tại một khoảng 30o không sử dụng

đợc do điện áp trên van cha dơng (hình 2.4b)

a/ điện áp đồng pha khi sơ cấp đấu tam giác

b/ điện áp đồng pha khi sơ cấp đấu sao

Hình 2.4 Dạng điện áp đồng pha khi sơ cấp đấu tam giác và đấu sao

2.3.1.2 Khâu tạo điện áp tựa

Hiện nay, sử dụng chủ yếu là hai dạng điện áp tựa: dạng hình sin và dạng răng ca

Luận văn thạc sĩ

 Điện áp tựa dạng hình sin

Trong nhiều mạch chỉnh lu, quan hệ giữa điện áp chỉnh lu nhận đợc

ở đầu ra và góc điều khiển tuân theo quy luật: Ud = Udo.cosα

Nếu điện áp tựu có dạng hàm cosin: Utựa = Um.cosEωt; thì điểm phát

xung mở van tơng ứng góc điều khiển ωt = α là khi điện áp tựa cân bằng với

điện áp điều khiển: Udk = Um.cos , suy ra cosα α = Uđk/Um Thay lại biểu thức tính điện áp chỉnh lu Ud ở trên đợc: Ud = Udo.Uđk/Um = k.Uđk Với k = Udo/Um là hằng số do Udo và Um là các giá trị cố định

Nh vậy, điện áp chỉnh lu tỉ lệ thuận với điện áp điều khiển, nói cách khác chúng có quan hệ tuyến tính, quan hệ này cho phép dễ dàng hơn khi thực hiện các mạch vòng điều chỉnh để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật

Tuy nhiên việc dùng điện áp tựa có dạng hình sin có nhợc điểm cơ bản

là chịu ảnh hởng trực tiếp của lới điện, nếu điện áp lới không ổn định thì

điện áp tựa cũng dao động dẫn đến góc điều khiển α không ổn định và hậu quả là điện áp ra tải cũng bị dao động theo Hơn nữa các xung nhiễu qua mạng điện sẽ ảnh hởng lớn đến sự làm việc của mạch điều khiển, vì vậy với các mạch chỉnh lu công suất lớn không nên dùng phơng pháp này

 Điện áp tựa dạng răng ca

Đa số các điện áp tựa trong mạch điều khiển chỉnh lu hiện thời đều dùng dạng răng ca, vì nó khắc phục đợc những nhợc điểm của dạng hình sin, có nghĩa là nó ít bị ảnh hởng của điện áp và tần số nguồn xoay chiều Tuy nhiên, nhợc điểm của nó là không đạt đợc quan hệ tuyến tính giữa điện

áp điều khiển và điện áp chỉnh lu nên sẽ khó khăn hơn khi cần tiến hành quá trình tự động điều chỉnh và ổn định các thông số của mạch chỉnh lu nói riêng hay của thiết bị nói chung

Trong luận văn này tôi sử dụng dạng điện áp tựa có dạng răng ca

Luận văn thạc sĩ

2.3.1.3 Khâu so sánh và tạo xung

Tiếp theo trong sơ đồ khối là khâu so sánh và tạo xung Tại đây, điện

áp tựa đợc so sánh với điện áp điều khiển Uđk để xác định góc điều khiẻn α(thời điểm phát xung điều khiển) Xung điều khiển đợc tạo ra có độ rộng cần thiết để đảm bảo mở thyristor một cách chắc chắn

Khâu tạo xung bao gồm một số loại nh: xung đơn, xung kép và xung chùm Trong luận văn này tôi sử dụng mạch tạo xung chùm với u điểm sau: Dạng xung chùm là dạng xung thông dụng nhất vì nó cho phép mở tốt van lực trong mọi trờng hợp: với mọi dạng tải và nhiều sơ đồ chỉnh lu khác nhau

Xung chùm thực chất là một chùm các xung có tần số cao gấp nhiều lần lới điện (fxc = 8 ữ 12 kHz) Độ rộng của một chùm xung có thể đợc hạn chế trong khoảng từ 100 130 độ điện và về nguyên tắc nó phải kết thúc khi ữ

điện áp trên van lực đổi dấu sang âm

2.3.2.5 Khâu khuyếch đại xung

Khâu khuyếch đại xung có nhiệm vụ tăng công suất xung do khâu tạo xung hình thành đủ mạnh để mở van lực Đại đa số các van đợc chế tạo có thể mở chắc chắn với xung điều khiển có UGk = 5 ữ 10 V; IG = 0,3 ữ 1 A trong thời gian cỡ 100 s Theo sơ đồ cấu trúc hình 2.II, đầu ra của khâu khuyếch à

đại xung sẽ nối với các cực G K của van lực, còn đầu vào nối với khối tạo xung Do đó, ta có thể sơ bộ xem xét hệ số khuyếch đại công suất KP = KU.KI thông qua hai hệ số khuyếch đại áp KU và dòng KI

- Hệ số khuyếch đại điện áp

Các tầng khuyếch đại xung bao giờ cũng làm việc ở chế độ khoá, vì vậy

điện áp ra tải của nó luôn có thể đạt trị số nguồn cung cấp ECS cung cấp cho khuyếch đại xung Nguồn ECS luôn đợc chọn có trị số trên 10V (trong phạm

Luận văn thạc sĩ

vi 15 ữ 30 V), đồng thời biên độ biên độ điện áp xung vào do nguồn điều khiển quyết định cũng đợc chọn hơn 10V Nh vậy có thể coi hệ số KU ≈ 1

 Hệ số khuyếch đại dòng điện

Sau khi xung đợc tạo ra bởi khâu tạo xung, dòng điện của chúng chỉ vào khoảng vài miliampe (khoảng 3mA) Trong khi đó dòng IG yêu cầu vào khoảng 0,3 0,6 A Nh vậy cờng độ dòng I G gấp khoảng 100  200 lần cờng độ xung Vậy nên thực chất của khâu khuyếch đại xung ở đây chính là khuyếch đại dòng điện

Với cỡ dòng điện IG nh trên cần phải dùng tranzito làm chức năng khuyếch đại, và vì tranzito thông dụng cỡ dòng 1A có hệ số khuyếch đại ⇓ dới một trăm nên khuyếch đại xung thờng gồm hai tầng khuyếch đại Khi cần dòng IG mạnh hơn có thể phải dùng đến ba tầng khuyếch đại, ngợc lại với IG nhỏ hơn (các van mở nhạy hoặc van nhỏ) thậm chí có thể dùng khuyếch

đại xung chế tạo sẵn dới dạng vỏ IC Sơ đồ khuyếch đại xung có nhiều dạng

và phụ thuộc vào cách ghép giữa mạch khuyếch đại với van lực Có ba phơng pháp ghép chính: ghép trực tiếp, ghép qua biến áp xung (loại thông dụng nhất hiện nay) và ghép nhờ phần tử quang (opto) Trong luận văn này tôi sử dụng mạch khuyếch đại xung ghép qua biến áp xung

Hình vẽ dới đây là sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (hình 2.5) và đồ thị điện áp (hình 2.6)

θθ

Luận văn thạc sĩ

2.3.2 Tính toán phần tử mạch điều khiển

2.3.2.1 Tính toán mạch khuyếch đại xung

M ch t ạ ạo

xung

Mạch trộn xung

C11 D21

BAX

D11

GT1

KT1 R21

T21 T11 R31 D31

R41

Hình 2 Mạch khuyếch đại xung7Mạch khuyếch đại xung nh (hình 2.VII) bao gồm:

D11: Lấy xung dơng đa tới cực điều khiển G của thyristor

R21: Sửa dạng xung của biến áp xung

D21: Chống quá áp đặt vào cực CE của tranzitor T11 khi chúng chuyển

từ trạng thái mở sang trạng thái khoá do ảnh hởng của sức điện động tự cảm trên cuộn dây của biến áp xung

D31: Ngăn chặn xung âm đặt vào cực bazơ của tranzitor

R11: Tiêu tán năng lợng dự trữ trong cuộn sơ cấp BAX khi khuyếch

đại xung chùm

C11: Nâng điện áp cho cuộn sơ cấp BAX

R21: Chọn điện trở công suất 2,5W loại 1KΩ

Do điện áp điều khiển UGK = 8 (V) nên dòng qua R21 là:

Luận văn thạc sĩ

Điôt D11 chọn loại N4004 với các thông số:

Ung max = 60 V; ∆UD = 0,7 V; ID = 2 A;

+ Do Ug = 8 (V) nên điện áp thứ cấp của biến áp xung:

UCE = 40V; Icmax = 1,5A; βmin = 40

R11 đợc chọn từ khả năng dẫn dòng tối đa cho phép của tranzitor T11 : R11 =

20

= 13,3 (Ω)

Chọn R11 = 15 Ω loại điện trở công suất 4W

Suy ra độ sụt áp trên điện trở R11 khi tranzitor T11 dẫn dòng là:

U11 = I1 R11 = 0,272 15 = 4,08 (V)

Điện áp thực đặt lên cuộn sơ cấp biến áp xung là:

U1 = ECS – U11 = 20 – 4,08 = 15,92 (V)

Nh vậy, điện áp U1 tính đợc: U1 = 15,92 (V) lớn hơn điện áp suy ra

đợc từ dòng I2 là: U1 = 13,5 (V) Vậy nên chọn R11 = 15 Ω là đạt yêu cầu Tuy nhiên, để tăng khả năng xung kích cho van bán dẫn có thể dùng thêm tụ tăng cờng áp C11

10 5 ,

IB(T11) = IC (T 21) = I 1/β1min = 0,272/40 = 6,8.10-3 (A)

Từ đó chọn đợc T21 là loại BC 107 với các thông số sau:

UCE max = 45 V; Ic max = 0,1 A; βmin = 110

max

max R

1

I S

ECS

β

Trong đó: UTxmax = Us: điện áp tạo xung; US = 15 – 2 = 13 (V)

IR max : dòng tải cực đại của T21

S : hệ số bão hoà, chọn S = 1,2

Luận văn thạc sĩ

Thay vào công thức ta đợc: R41 ≤

5 , 1 2 , 1

20 110 40

= 48.888,9 (Ω)

Chọn R41 = 22 (KΩ), với R41 cũng thoả mãn điều kiện R41 >

max R

Theo điều kiện làm việc chọn loại N4004 giống nh điốt D11

Công suất phát nhiệt trên Tranzitor T11 lớn Để đảm bảo cho T11 làm việc tốt cần lắp tản nhiệt cho T11

2.3.2.2 Tính toán mạch tạo xung

Mạch tạo xung sử dụng IC khuyếch đại thuật toán LF 351 IC khuyếch

đại thuật toán là phần tử so sánh lý tởng vì những lý do sau:

- Tổng trở vào của IC rất lớn nên không gây ảnh hởng đến các điện

áp vào so sánh, nó có thể tách biệt hoàn toàn chúng để không tác động lẫn nhau

- Tầng vào của IC cũng thờng là loại khuyếch đại vi sai, mặt khác số tầng nhiều nên hệ số khuyếch đại rất lớn (có thể lên tới một triệu lần) Vì vậy,độ chính xác so sánh là rất cao, độ trễ không quá vài às

Trên thực tế khi độ chênh lệch giữa Uđk và rc chỉ vào khoảng vài milivôn thì do có hệ số khuyếch đại lớn nên điện áp ra đã thay đổi hoàn toàn từ trạng thái bão hoà âm sang bão hoà dơng hay ngợc lại

Khâu so sánh dùng IC cũng có hai kiểu đấu các điện áp là so sánh một cửa và so sánh hai cửa ở đây thực hiện so sánh 2 cửa Mạch có cấu tạo nh hình vẽ:

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý mạch tạo xung8

- Nguyên lý hoạt động của mạch: So sánh điện áp điều khiển với điện

áp răng ca để tạo ra điện áp ở cửa ra có dạng chuỗi các xung vuông liên tiếp

Điện áp răng ca đợc đa vào cổng âm của IC LF 351, còn điện áp điều khiển đợc đa vào cổng dơng Lúc này U+ = UĐK, U- = URC và điện áp ra sẽ

có giá trị là:

Ura = K U = K.(U∆ + - U-) = K (UĐK - URC)

Với K là hệ số khuyếch đại của IC

Do đó, nếu UĐK > URC thì điện áp ra có giá trị là dơng bão hoà; còn nếu UĐK < URC thì điện áp ra có giá trị là âm bão hoà Nhng do đầu ra của IC

đợc nối với đi ốt D10 nên toàn bộ phần âm sẽ bị cắt bỏ và giữ lại phần dơng Đồ thị điện áp ra sau khi qua đi ốt có dạng nh hình vẽ 2.9

2.3.2.3 Tính toán mạch tạo điện áp răng ca

Trong sơ đồ mạch điều khiển, sử dụng mạch tạo điện áp răng ca đi xuống, mạch có cấu trúc nh hình vẽ 2.10:

D7R8

+18 V

+15 Vbađp

Hình 2.10 Cấu trúc mạch tạo điện áp răng ca

Luận văn thạc sĩ

Theo nguyên lý hoạt động của mạch tạo răng ca trên, thấy rằng răng ca chỉ đợc tạo ra lúc tụ C nạp điện, khi mà tranzitor T4 khoá tơng ứng ở nửa chu kỳ âm của điện áp đồng pha Nh vậy, để tạo răng ca ở cả hai nửa chu kỳ, sử dụng hai điốt D8 và D9 đa điện áp vào có cả hai nửa chu kỳ đều

Suy ra tần số của điện áp răng ca: TRC =

2

T =

2

20 = 10 (ms)

 Tính toán thông số của mạch tạo điện áp răng ca

Trong sơ đồ trên điện áp răng ca đợc tạo bởi sự phóng nạp của tụ C Thông thờng hay chọn thời gian nạp của tụ tn (Sờn trớc của răng ca) bằng 1/10 chu kỳ của răng ca:

- Tính điện trở R7

Chọn tụ C = 1 F Dòng điện qua Rà 7 là tổng của 3 dòng:

IR7 = IDz + IC + IR6

Giai đoạn khi tụ bắt đầu nạp, điện áp trên tụ cha đạt bằng giá trị điện

áp ngỡng của điốt ổn áp DZ thì dòng IDz là không đáng kể và có thể bỏ qua, ta có: IR7 = IC + IR6 I→ C = IR7 - IR6

Trong đó IR6 =

6

7 , 0 R

E −

Từ biểu thức trên ta thấy, nếu chọn R7 không đúng thì IC sẽ nhỏ (thậm

Trong thời gian tn tụ phải kịp nạp đến trị số Ucmax = UDz thay giá trị này vào biểu thức trên rồi giải phơng trình ta đợc giá trị của R7:

R7 =

) ln(

.

Dz

n

U E

E C

t

−

=

) 12 15

15 ln(

10

10

6 3

IC = IE =

6

7 , 0 R

E −

Vì nguồn E và điện trở R6 cố định nên giá trị dòng này sẽ là không đổi

Điện áp trên tụ đợc tính theo biểu thức: UC(t) = UCo -

7 , 0 R

E −

dt = UDz -

C R

E

7 , 0

- Tính chọn điện trở R6

LuËn v¨n th¹c sÜ

Theo biÓu thøc tÝnh ®iÖn ¸p trªn tô C: UC(t) = UDz -

C R

E

7 , 0

6

−

t Coi r»ng sau nöa chu kú cña ®iÖn ¸p líi th× ®iÖn ¸p trªn tô gi¶m vÒ b»ng 0, ta cã:

UC(t =

2

T ) = UDz -

C R

E

7 , 0

6

− 2

p

t

→ R6 =

C U

E

Dz

7 , 0

−

tp = 6

10 12

7 , 0 15

−

− 9.10− 3 = 10,7.103 ( ).ΩChän R6 = 11 (kΩ)

Dßng qua R6 lµ :

IR6 =

6

7 , 0 R

E −

10 11

7 , 0

−

−

= 37.103 ( )ΩThông thờng hay chọn R8 = (0,2 ữ 0,5) R9 Chọn R8 = 0,5.R9 = 15 (kΩ).+ Chọn điốt ổn áp DZ theo điều kiện sao cho URcmax = UC = 12 V

Chọn loại BZ X 79 – 12 có sai số ± 5%; Uoa = 12 V

Um sin ω − D

R10ETrong đó: Um: Biên độ điện áp đồng pha

UĐ = 0,7 (V) điện áp trên điốt Thay số:

15

7 , 0 ) 10 5 , 0 14 , 3 sin(

2

= 12,98.103 ( ).ΩMặt khác, R10B phải đảm bảo cho T4 mở bão hoà theo R10E:

R10B ≥

D

E

U E

R

−

10

7 , 0

=

7 , 0 15

10 100 7 ,