1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ một chiều không Đảo chiều quay

90 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Điện BBĐ Van – Động Cơ Một Chiều Không Đảo Chiều Quay
Tác giả Đoàn Thanh Tùng
Người hướng dẫn Trần Ngọc Sơn
Trường học Trường Đại Học Kinh Tế - Kỹ Thuật Công Nghiệp
Chuyên ngành Điện – Tự Động Hóa
Thể loại Đồ án
Năm xuất bản 2024
Thành phố Nam Định
Định dạng
Số trang 90
Dung lượng 11,73 MB

Cấu trúc

  • 1.1. L ỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG (5)
    • 1.1.1. Đặt vấn đề (5)
    • 1.1.2. Động cơ điện một chiều (5)
  • 1.2. P HÂN TÍCH CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG (14)
    • 1.2.1. Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (14)
    • 1.2.2. Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng (16)
    • 1.2.3. Thay đổi từ thông kích từ (18)
    • 1.2.4. Nhận xét lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ (19)
  • 1.3. P HÂN TÍCH LỰA CHỌN BỘ BIẾN ĐỔI CHỈNH LƯU (20)
    • 1.3.1. Phân tích hệ thống van – động cơ (T – Đ) (20)
    • 1.3.2. Phân tích hệ thống máy phát động cơ (F – Đ) (23)
    • 1.3.3. Phân tích hệ thống xung áp động cơ (ĐXA – Đ) (25)
  • 1.4. Đ ÁNH GIÁ LỰA CHỌN BỘ BIẾN ĐỔI , (35)
  • 2.1. B Ộ BIẾN ĐỔI CHỈNH LƯU HÌNH CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN (0)
    • 2.1.1. Sơ đồ nguyên lý (36)
    • 2.1.2. Nguyên lý làm việc (36)
  • 2.2. T ÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC (0)
    • 2.2.1. Tính toán chọn máy biến áp động lực (43)
    • 2.2.2. Tính toán lựa chọn van Tiristor (0)
    • 2.2.3. Tính toán bộ lọc và chọn thiết bị bảo vệ (45)
  • 3.1. G IỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN (0)
    • 3.1.1. Khái niệm chung (50)
    • 3.1.2. Hệ thống điều khiển pha đứng (52)
    • 3.1.3. Hệ thống điều khiển pha ngang (53)
    • 3.1.4. Hệ thống điều khiển dùng diot hai cực gốc (0)
    • 3.1.5. Đánh giá lựa chọn hệ thống điều khiển (0)
  • 3.2. T HIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN (0)
    • 3.2.1. Khối đồng bộ hóa (54)
    • 3.2.2. Khâu tạo điện áp răng cưa (0)
    • 3.2.3. Khối so sánh (0)
    • 3.2.4. Khối tạo xung chùm (0)
    • 3.2.5. Khối tách xung và khuyếch đại xung (0)
    • 3.2.6. Mạch tạo nguồn nuôi và tín hiệu điều khiển (0)
  • 3.3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN (71)
    • 3.3.1. Tính chọn biến áp xung (BAX) (71)
    • 3.3.2. Tính chọn Tranzitor tầng khuếch đại cuối cùng (73)
    • 3.3.3. Tính chọn máy biến áp đồng pha (74)
    • 3.3.4. Chọn các Tranzitor ở mạch điều khiển (74)
    • 3.3.5. Các vi mạch khuếch đại thuật toán trong mạch tích phân (74)
    • 3.3.6. Tính chọn bộ khuếch đại trung gian (76)
  • Chương 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ (80)
    • 4.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐỘNG LỰC (80)
    • 4.2 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỀU KHIỂN (0)
    • 4.3 SƠ ĐỒ NUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG (0)
    • 5.1 K ẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHẢO SÁT , (0)
      • 5.1.1. Mô phỏng mạch động lực (85)
      • 5.1.2. Mô phỏng mạch điều khiển (0)
      • 5.1.3. Sơ đồ mô phỏng toàn mạch trên Psim (87)
    • 5.2 Đ ÁNH GIÁ KẾT LUẬN , (0)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (0)

Nội dung

- Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng.. - Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tếp với phần ứng..

L ỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG

Đặt vấn đề

Khi thiết kế một hệ thống truyền động điện thì người thiết kế phải đưa ra nhiều phương án để giải quyết.

Nhiệm vụ của người thiết kế là tìm ra phương án tối ưu nhất đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và kinh tế Việc lựa chọn phương án truyền động phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến dây chuyền sản xuất, chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

Động cơ điện một chiều

1.1.2.1 Cấu tạo. Động cơ một chiều gồm có 2 phần chính:

Cực từ chính là bộ phận tạo ra từ trường, bao gồm lõi sắt và dây quấn kích từ bên ngoài lõi sắt Lõi sắt được chế tạo từ các lá thép kỹ thuật điện hoặc thép cacbon, có độ dày từ 0.5 mm đến 1 mm, được ép chặt lại với nhau Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng có lớp bọc cách điện để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Cực từ phụ là thành phần quan trọng trong máy điện, được đặt giữa các cực từ chính nhằm cải thiện hiệu suất và thay đổi chiều từ Lõi thép của cực từ phụ thường được làm từ thép khối, và nó có dây quấn tương tự như dây quấn của cực từ chính Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy bằng bulông để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả hoạt động.

Gông từ: Gông từ dùng để làm mạch nối các cực từ.

Nắp máy có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ máy khỏi các vật thể rơi vào, ngăn ngừa hư hỏng dây quấn và bảo đảm an toàn cho người sử dụng khỏi nguy cơ điện giật Đối với các loại máy điện nhỏ và vừa, nắp máy còn được sử dụng như giá đỡ ổ bi, thường được chế tạo từ chất liệu gang để tăng cường độ bền và khả năng chịu lực.

Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài

Lõi sắt phần ứng được sử dụng để dẫn từ, thường được làm từ các tấm thép kỹ thuật điện dày 0.5 mm, với lớp cách điện mỏng ở cả hai mặt Việc ép chặt các tấm thép này giúp giảm thiểu tổn hao năng lượng do dòng điện xoáy gây ra Trên bề mặt lá thép, có các rãnh được dập sẵn để dễ dàng đặt dây quấn vào sau khi ép lại.

Dây quấn phần ứng là bộ phận quan trọng trong máy điện, chịu trách nhiệm sinh ra sức điện động và dẫn dòng điện Thông thường, dây quấn này được làm từ dây đồng có lớp cách điện, đảm bảo an toàn và hiệu suất Đối với máy điện nhỏ có công suất dưới vài KW, dây thường có tiết diện tròn, trong khi máy điện vừa và lớn thường sử dụng dây có tiết diện hình chữ nhật Việc cách điện dây quấn với rãnh của lõi thép được thực hiện cẩn thận để tránh hiện tượng rò rỉ điện và tăng độ bền cho thiết bị.

Cổ góp: Cổ góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy

Trục máy: Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp cánh quạt, ô bi Thường làm bằng thép cacbon tốt.

1.1.2.2 Phân loại động cơ điện một chiều.

Khi phân loại động cơ điện một chiều và máy phát điện một chiều, người ta dựa vào phương pháp kích thích từ Có bốn loại động cơ điện một chiều phổ biến được sử dụng hiện nay.

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kích từ được cung cấp từ hai nguồn riêng rẽ.

- Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng.

- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tếp với phần ứng.

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp được cấu tạo bởi hai cuộn dây kích từ, trong đó một cuộn được mắc song song với phần ứng và cuộn còn lại được mắc nối tiếp với phần ứng.

Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp có cấu trúc đơn giản hơn và chi phí hợp lý hơn so với động cơ kích từ hỗn hợp, do đó phù hợp với tiêu chí kinh tế Trong khi đó, động cơ một chiều kích từ độc lập cũng là một lựa chọn đáng xem xét.

Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có đặc điểm nổi bật là cuộn kích từ được mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, giúp cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ và số vòng ít, đồng thời dễ dàng trong quá trình chế tạo.

Hình 1.1.1 Sơ đồ nguyên lý ĐCMC kích từ nối tiếp.

Từ sơ đồ nguyên lý ta có :

Sau khi biến đổi ta nhận được: ω= U ư

Trong các phương trình, từ thông φ thay đổi theo dòng điện trong mạch kích từ dựa trên đặc tính từ hóa Để đơn giản hóa việc thiết lập phương trình, ta giả định rằng từ thông phụ thuộc tuyến tính vào dòng kích từ, được biểu diễn bằng công thức φ = C.Ikt, trong đó C là hệ số tỉ lệ.

Nếu phản ứng phần ứng được bù đủ: φ = C.Iư (0.5)

Thế vào phương trình (0.3) ta nhận được: ω= U u

Thay (0.7) vào (0.6) ta được: ω= A 1 √ KC

Hình 1.1.2 Đặc tính từ hóa của ĐCMC kích từ nối tiếp

Biểu thức (0.6) thể hiện phương trình đặc tính cơ điện của động cơ, trong khi (0.8) là phương trình đặc tính cơ của động cơ Đặc tính này được minh họa trong hình 1.1.3, cho thấy các đặc tính có dạng hyperbol và mềm ở vùng dòng điện nhỏ hơn định mức Khi dòng điện lớn, do hiện tượng bão hòa trong mạch từ, từ thông gần như không thay đổi, dẫn đến đặc tính cơ có dạng gần tuyến tính.

Đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ nối tiếp cho thấy rằng, khi động cơ không tải (I = 0 hoặc M = 0), tốc độ lý tưởng sẽ đạt giá trị rất lớn Tuy nhiên, do ảnh hưởng của ma sát, tổn thất phụ và từ dư trong động cơ, giá trị từ dư φ thường dao động từ 2 đến 10 lần φ’ Do đó, tốc độ không tải thực tế của động cơ vẫn có giá trị cụ thể là: dư đm ω kt = U u.

Tốc độ ω của động cơ một chiều kích từ nối tiếp thường rất cao so với tốc độ định mức, điều này dẫn đến việc không thể vận hành động cơ ở chế độ không tải.

Ngoài ra nhìn vào đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ nối tiếp và cấu tạo của nó ta có nhận xét sau:

Động cơ một chiều kích từ nối tiếp mềm có đặc tính cơ cho phép độ cứng thay đổi theo phụ tải, do đó tốc độ của động cơ phản ánh sự biến đổi của phụ tải Tuy nhiên, loại động cơ này không thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ ổn định cao, mà nên được sử dụng cho những truyền động có tốc độ thay đổi theo tải.

Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có khả năng quá tải lớn về mô men nhờ vào cuộn kích từ nối tiếp, giúp tăng từ thông khi dòng điện phần ứng vượt định mức Điều này cho phép mô men tăng nhanh hơn so với dòng điện, mang lại khả năng khởi động tốt hơn so với động cơ một chiều kích từ độc lập Với những ưu điểm này, động cơ một chiều kích từ nối tiếp rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu quá tải lớn và mô men khởi động cao, như máy nâng vận chuyển và máy cán thép.

P HÂN TÍCH CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG

Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng

R = R + R = Varư f b) Phương trình đặc tính cơ ω= U đm

14 c) Các thông số đặc tính cơ

Việc thay đổi điện trở mạch phần ứng bằng cách thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng sẽ tác động đến đặc tính cơ của động cơ Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số đặc tính cơ của động cơ.

- Tốc độ không tải lý tưởng: ω 0 = U đm

- Độ cứng của đặc tính cơ: β= dM dω = −( Kϕ đm )

Khi R càng lớn, β càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc, ứng với R = 0 ta cóf f đặc tính cơ tự nhiên: β TN = −( Kϕ đm )

R ư β có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có đặc tính cơ cứng hơnTN tất cả các đặc tính cơ có điện trở phụ. d, Nhận xét

Hình 1.2 SEQ Hình \* ARABIC 2 Các đặc tính cơ của ĐCMC kích từ độc lập khi thay đổi (tăng) điện trở phụ.

Như vậy khi thay đổi điện trở phụ R ta có họ đặc tính biến trở có dạng như hìnhf

1.2.2 Ứng với phụ tải M nào đó, nếu R càng lớn tốc độ động cơ càng giảm, độ sụt tốcc f độ Δω tăng lên Đồng thời điện trở ngắn mạch, mômen ngắn mạch càng giảm và độ cứng đặc tính cơ β mềm đi

Người ta thường sử dụng phương pháp này để hạn chế dòng điện khởi động và điều chỉnh tốc độ động cơ phía dưới tốc độ cơ bản.

Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng

Hình 1.2.3 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế.

BBĐ: là bộ biến đổi điện áp xoay chiều của nguồn thành điện áp một chiều và có thể điều chỉnh sức điện động E b

R : là điện trở mạch phần ứng.ư

R : là điện trở trong của bộ biến đổi phụ thuộc vào loại thiết bị.b

R = R + R = constư b b) Phương trình đặc tính cơ

( Kϕ đm ) 2 M c) Các thông số đặc tính cơ

Khi thay đổi điện áp giảm đi so với U thì các thông số đặc tính cơ như sau:đm

- Tốc độ không tải lý tưởng: ω 0x = U x

- Độ cứng đặc tính cơ: β= −( Kϕ đm ) 2

- Mômen ngắn mạch: M = K Inm ϕư, mômen ngắn mạch giảm dần khi ta giảm điện áp phần ứng.

Hình 1.2.4 Các đặc tính cơ giảm áp của ĐCMC kích từ độc lập. d) Nhận xét

Khi thay đổi điện áp phần ứng của động cơ, chúng ta tạo ra một họ đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên, như minh họa trong hình 1.2.4.

Khi giảm điện áp, mômen và dòng điện ngắn mạch của động cơ cũng giảm theo, nhưng vẫn duy trì hiệu suất ổn định với một phụ tải nhất định Điều này cho thấy dải điều chỉnh rộng, sai số tốc độ nhỏ và tổn thất năng lượng tối thiểu.

Do đó phương pháp này cũng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khi khởi động.

Thay đổi từ thông kích từ

R = R = constư b) Phương trình đặc tính cơ ω= U đm

(Kϕ) 2 M c) Các thông số đặc tính cơ

Thay đổi từ thông Φ có thể thực hiện bằng cách điều chỉnh momen điện từ của động cơ, được xác định bởi công thức M = K Iϕ, và thay đổi sức điện động quay E, với E = K ω Các thông số đặc tính cơ của động cơ cũng sẽ thay đổi tương ứng với sự thay đổi của từ thông ϕ.

- Tốc độ không tải lý tưởng: ω 0x = U x

- Độ cứng đặc tính cơ: β= −( Kϕ x ) 2

Hình 1.2.6 Đặc tính cơ điện (a) và đặc tính cơ (b) của ĐCMC kích từ độc lập khi giảm từ thông d) Nhận xét

Do cấu trúc của động cơ điện, việc điều chỉnh giảm từ thông thường xảy ra, dẫn đến việc tốc độ góc ω tăng lên trong khi độ cứng của đặc tính cơ β giảm Hệ quả là một họ đặc tính cơ với ω tăng dần và β giảm dần khi từ thông giảm Dải điều chỉnh này hẹp, gây ra sai lệch tĩnh tăng và tổn thất năng lượng nhỏ.

Khi sử dụng mômen phụ tải Mc phù hợp với chế độ làm việc của động cơ, việc giảm từ thông sẽ dẫn đến tăng tốc độ động cơ Tuy nhiên, nếu từ thông giảm quá mức, dòng điện Iư sẽ tăng cao, gây ra sụt áp trong mạch phần ứng Hệ quả là công suất động cơ giảm và tốc độ cũng sẽ giảm theo.

Nhận xét lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ

Qua phân tích ba phương pháp điều chỉnh tốc độ, mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các yêu cầu công nghệ khác nhau Trong bối cảnh công nghệ của đề tài, phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua việc thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ cho thấy nhiều ưu điểm nổi bật.

- Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp

- Sai lệch tĩnh nhỏ, trong toàn dải điều chỉnh

- Dễ thực hiện tự động hóa

- Mức độ phù hợp tải

Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ.

P HÂN TÍCH LỰA CHỌN BỘ BIẾN ĐỔI CHỈNH LƯU

Phân tích hệ thống van – động cơ (T – Đ)

Hình 1.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế hệ T-Đ. b) Nguyên lý làm việc

Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều khi thay đổi giá trị điện áp

Udk có khả năng điều chỉnh góc α, từ đó ảnh hưởng đến sức điện động của bộ biến đổi, được biểu diễn bằng công thức E = E cos α Sự thay đổi này dẫn đến việc điều chỉnh điện áp đặt vào mạch phần ứng của động cơ, được tính bằng U = b bm d.

F(α) và thay đổi được tốc độ động cơ. c) Các chế độ làm việc

- Chế độ dòng liên tục:

Khi mô men tải Mt tăng, dòng điện động cơ cũng tăng theo, dẫn đến sự gia tăng năng lượng điện từ Nếu điện áp nguồn thấp hơn sức điện động, năng lượng lớn của cuộn dây sẽ cung cấp đủ năng lượng để duy trì dòng điện cho đến khi van được mở lại.

- Chế độ dòng gián đoạn:

Do mạch của động cơ có điện cảm, năng lượng được tích lũy trong cuộn dây Khi dòng điện nhỏ, lượng năng lượng tích lũy cũng ít, dẫn đến việc xả năng lượng thấp Kết quả là điện áp lưới nhỏ hơn sức điện động của động cơ, khiến năng lượng cuộn dây không đủ để duy trì tính liên tục của dòng điện Do đó, dòng điện qua van sẽ trở về 0 trước khi van kế tiếp bắt đầu dẫn.

- Chế độ biên liên tục:

Khi chuyển từ trạng thái liên tục sang trạng thái gián đoạn, hệ thống phải trải qua một trạng thái giới hạn, gọi là trạng thái biên liên tục Đặc tính cơ của hệ thống này là yếu tố quan trọng cần được xem xét.

- Chế độ dòng liên tục.

Ta có phương trình đặc tính cơ: ω= U cl Keϕ − R ư + R cl

Khi thay đổi góc mở α từ 0 đến π, điện áp của chỉnh lưu điều khiển sẽ biến đổi từ U sang -U, tạo ra đặc tính song song nằm ở nửa bên phải của hệ tọa độ.

Tốc độ không tải lý tưởng ω 0 phụ thuộc vào góc điều khiển α và được xác định bởi công thức ω 0 = U d0 cos cos α Keϕ Những đặc tính này không thuộc nửa bên trái do các van không cho phép dòng điện phản ứng đổi chiều.

Và độ cứng đặc tính cơ. β=( Ke ϕ đm ) 2

- Chế độ dòng điện gián đoạn.

Khi làm việc ở chế độ dòng gián đoạn, đường đặc tính cơ không phải là đường thẳng mà là đường cong với độ cứng thấp hơn Biên giới vùng dòng điện gián đoạn được xác định bởi dòng phân cách giữa vùng dòng điện liên tục và dòng gián đoạn, phản ánh tập hợp đường trạng thái biên độ Khi thay đổi góc α từ 0 đến Π, đường ê líp gần đúng sẽ có các trục chính là trục tọa độ.

Tác động nhanh và tổn thất ít, thiết bị này giảm tiếng ồn hiệu quả, có kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ Nền móng đơn giản cùng với hiệu suất cao giúp nó dễ dàng sử dụng Hơn nữa, khả năng điều chỉnh trơn tru với phạm vi rộng mang lại sự linh hoạt tối ưu cho người dùng.

Hệ số khuyếch đại lớn giúp dễ dàng thiết lập hệ thống tự động vòng kín, từ đó mở rộng phạm vi điều chỉnh và nâng cao điều kiện làm việc của hệ thống.

Khả năng linh hoạt trong việc chuyển đổi trạng thái làm việc của hệ thống còn hạn chế, dẫn đến hiệu suất hoạt động không tối ưu Hơn nữa, khả năng chịu tải về áp suất và dòng điện của thiết bị cũng không tốt, gây ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng Mạch điều khiển của hệ thống đảo chiều có độ phức tạp cao, đòi hỏi sự chú ý đặc biệt trong quá trình vận hành và bảo trì Sức điện động đầu ra của bộ biến đổi cần được cải thiện để nâng cao hiệu suất tổng thể.

Hệ thống T – Đ mặc dù có những nhược điểm như độ đập mạch lớn, cần sử dụng cuộn kháng lọc làm tăng kích thước và giá thành, cũng như giảm độ cứng và tác động nhanh, nhưng vẫn mang lại nhiều ưu điểm quyết định Hệ số cosφ của hệ thống này thường thấp, tuy nhiên, những lợi ích vượt trội đã giúp nó trở thành lựa chọn thay thế hoàn toàn cho các hệ truyền động truyền thống trong ngày nay.

T – Đ cho hệ truyền động: KĐT – Đ, F – Đ…

Phân tích hệ thống máy phát động cơ (F – Đ)

Trong đó: Đ: Động cơ được điều chỉnh ĐS: Động cơ sơ cấp

CKĐ, CKF : Cuộn kích từ cho máy động cơ và cho máy phát.

Hệ F – Đ hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng điện xoay chiều từ lưới thành cơ năng, được thực hiện bởi động cơ sơ cấp ĐS Năng lượng cơ học này sau đó được truyền từ trục của động cơ sang trục của máy phát F.

Máy phát F chuyển đổi cơ năng thành điện năng một chiều, cung cấp cho động cơ một chiều với kích từ độc lập Ngoài ra, máy phát F còn có chức năng điều khiển; bằng cách thay đổi dòng kích từ, ta có thể điều chỉnh điện áp đặt lên phần ứng động cơ và từ đó thay đổi tốc độ của động cơ.

Ta có phương trình đặc tính cơ: ω= E f

− R ưđ +R ưf ( K ϕ đ ) 2 M Khi thay đổi dòng kích từ máy phát F thì tốc độ không tải lý tưởng ω thay đổi còn0 độ cứng đặc tính cơ β thì giữ nguyên.fđ ω 0 = E f

Do đó các đặc tính cơ điều chỉnh sẽ là một họ đường thẳng song song như hình vẽ.

Hình 1.3.3 Đường đặc tính cơ hệ F - Đ. d) Nhận xét

Linh hoạt chuyển đổi làm việc cả 4 góc phần tư, đặc tính động tốt, hệ số quá tải lớn.

Do tốc độ được điều chỉnh trên mạch kích từ nên tổn hao nhỏ Nếu sử dụng 2 mạch vòng điều chỉnh tốc độ thì dải điều chỉnh đạt khoảng D = 10 ÷ 30.

Việc sử dụng nhiều máy điện quay dẫn đến hiệu suất thấp với η = η η η Công suất lắp đặt lớn, khoảng (4 ÷ 5) lần công suất động cơ, gây cồng kềnh và chiếm nhiều diện tích lắp đặt Điều này không chỉ tạo ra tiếng ồn mà còn yêu cầu nền móng phức tạp Hơn nữa, vốn đầu tư cao nhưng chỉ tiêu kinh tế lại thấp.

Phân tích hệ thống xung áp động cơ (ĐXA – Đ)

Hệ xung áp – động cơ hiện nay được ưa chuộng nhờ vào độ tin cậy, khả năng điều chỉnh dễ dàng và tính ổn định Có hai loại chính là hệ xung áp mạch đơn (không đảo chiều) và hệ xung áp đảo chiều Đối với các bộ biến đổi công suất nhỏ và trung bình, bóng bán dẫn lưỡng cực IGBT thường được sử dụng, trong khi GTO và tiristor được áp dụng cho công suất lớn hơn Bài viết này tập trung vào van điều khiển hoàn toàn IGBT và GTO, nổi bật với khả năng mở và khóa hoàn toàn bằng xung, khác với tiristor cần mạch khóa Tuy nhiên, nhược điểm của van điều khiển hoàn toàn là công suất thấp hơn so với tiristor.

1.3.3.1 Hệ xung áp đơn. a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.3.4 Sơ đồ nguyên lý hệ XA đơn dùng Tiristor (trái) và dùng GTO (phải).

Từ sơ đồ nguyên lý trên ta có phương trình và đồ thị dòng áp sau:

Hình 1.3.5 Đồ thị dòng áp hệ XA đơn dùng GTO.

- Trong khoảng t1 GTO mở: U =E+ R u i 1 +L u d i 1 dt

- Trong khoảng t2 GTO khoá: 0= E+R u i 2 +L u d i 2 dt

Với TCK mở khóa rất nhỏ ( f = T 1

= 200 – 400hz ) so với hằng số thời gian cơ học của hệ nên ta có thể coi sức điện động động cơ E ≈ const trong chu kỳ TCK.

Nghiệm của phương trình trên có dạng: i 1 =I 1 +(I¿ ¿bd1− I 1 )e −t/Tu ¿ i 2 =I 2 +(I ¿¿bd2−I 2 )e −t/Tu ¿ Trong đó:

R u : Các giá trị dòng điện xác lập của dòng điện i , i trong 1 2

I , I : Giá trị ban đầu của dòng điện i , i : tại t = 0 (I ); tại t = t1 (Ibd1 bd2 1 2 bd1 bd2).

: Hằng số thời gian điện từ của mạch.

Quá trình biến đổi dòng điện trên đồ thị thể hiện cho hệ thống đã hoạt động ổn định, cho thấy hệ xung áp – động cơ một chiều có ba chế độ dòng điện: liên tục, biên liên tục và gián đoạn Đặc tính cơ của hệ thống cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích hiệu suất và khả năng hoạt động của nó.

Hệ xung áp của động cơ một chiều có ba chế độ dòng điện, vì vậy để xây dựng đặc tính cơ, chúng ta cần tạo ra ba vùng riêng biệt Sau đó, những vùng này sẽ được kết hợp lại để hình thành đặc tính cơ hoàn chỉnh.

1) Chế độ dòng liên tục.

Hình 1.3.6 Sơ đồ thay thế.

U = γU: Điện áp trung bình của nguồn đặt vào động cơ.tb ¿ T t 1

CK : Độ rộng của xung (γ = 0 ÷ 1).

- Phương trình cân bằng điện áp (K ) 2 γU=E+I R ∑

Coi M = M = M = Kφ I, thay vào phương trình đặc tính cơ điện ta có:đt cơ đm ω= γU

Tốc độ không tải lý tưởng giả tưởng (không có thật). ω 0 ' = γU

K φ đm Đường đặc tính hệ XA đơn:

| β | XA =¿¿, nếu coi nguồn áp có R ≈ 0 thì b | β | XA =| β | TN >| β | F−Đ >| β | T−Đ

Khi γ thay đổi từ (0-1) ta sẽ có họ đường đặc tính co song song với nhau vì

2) Chế độ dòng biên liên tục. Ở chế độ dòng biên liên tục ta có: i1(t=0)=i (t2 2) = 0 Để xác định dòng biên liên tục (IBLT) ta có một số giả thiết như sau:

- Dòng điện i (t), i1 2(t2) tăng, giảm tuyến tính vì T nhỏ (thực tế tăng giảm theo hàmCK mũ).

- Khai triển hàm Taylor chỉ lấy hai số hạng đầu :

Với hệ XA đơn, từ hệ phương trình đã biết, chúng ta có thể thiết lập các quan hệ sau: γ 1 dẫn đến I BLT 1, tiếp theo là ω BLT1, và cuối cùng là M BLT1 = K φ đm I BLT 1 Tương tự, γ 2 dẫn đến I BLT2, sau đó là ω BLT 2, và M BLT 2 = K φ đm I BLT2 Cuối cùng, γ n dẫn đến I BLTn, tiếp theo là ω BLTn, và M BLTn = K φ đm I BLTn.

Trong n điểm có ba điểm đặc biệt γ 1 =1→ I BLT 1 =0 γ 1 =0→ I BLT 1 =0 γ 1 =0,5→ I BLT1 =I BLTmax

Vậy khi γ thay đổi từ (0 ÷1) điểm B(ω , I ) sẽ di chuyển trên một cung elip biểuBLT BLT diễn bằng nét đứt như hình vẽ.

3) Chế độ dòng gián đoạn

Trong hệ xung áp – động cơ một chiều, để xác định đặc tính cơ ở vùng gián đoạn, chúng ta chỉ cần hai điểm Một điểm nằm trên đường biên liên tục, trong khi điểm còn lại được xác định với ω 0 = 1.

K φ dm ω không phụ thuộc vào độ rộng xung (γ) trừ γ = 00

Hình 1.3.7 Đặc tính cơ hoàn chỉnh.

1.3.3.2 Hệ truyền động xung áp – đảo chiều. a) Sơ đồ nguyên lý Để đảo chiều quay của động cơ có nhiều sơ đồ, thông dụng ta có sơ đồ sau:

Hình 1 19 Sơ đồ nguyên lý hệ xung áp đảo chiều.

T → T : van điều khiển hoàn toàn (GTO hoặc IGBT)1 4

D → D : Điốt để trả năng lượng từ tải về nguồn1 4

C : Kho điện để nhận năng lượng và giữ điện áp không đổi, nếu nguồn là ắcquy thìo không cần Co

R , L : Điện trở, điện cảm của động cơ và của cuộn kháng lọc nếu cót t

E = Kφ ω: Sức điện động của động cơ một chiều kích từ độc lậpđm

30 b) Nguyên lý đảo chiều Để đảo chiều quay động cơ có rất nhiều phương pháp:

Nếu Δ t 1 − Δ t 2 >0→ U tb >0 - Động cơ quay thuận Δ t 1 − Δ t 2 0 nên uT1>0 Tại thời điểm t= 1= , T1 nhận tín hiệu điều khiển và có đủ hai điều kiện để mở, dẫn đến T1 mở và uT1 giảm về bằng không Khi uT1=0, ta có ud=ua, từ sơ đồ có thể xác định điện áp trên T3 là uT3=ucua=uac.

Khi T3 bị đặt điện áp ngược (uca < 0), nó sẽ khóa lại, trong khi T2 cũng vẫn khóa, dẫn đến chỉ có van T1 dẫn dòng Tại thời điểm này, các thông số dòng điện và điện áp được xác định là: ud = ua; iT1 = id = Id; iT2 = 0; iT3 = 0; uT1 = 0; uT2 = uba; uT3 = uca Vào thời điểm t = 5/6, ua = ub, đây là thời điểm T2 có khả năng mở tự nhiên nhưng vẫn chưa có tín hiệu điều khiển, do ua vẫn dương kết hợp với s.đ.đ tự cảm trong Ld khiến T1 tiếp tục dẫn dòng Khi t = , ua = 0 và sau đó chuyển sang âm, nhưng T2 vẫn chưa mở, do đó T1 vẫn tiếp tục hoạt động nhờ vào s.đ.đ tự cảm của Ld (với  > 30°).

Hình 2.1.2 Đồ thị dòng, áp pha a của bộ chỉnh lưu tia ba pha.

Tại thời điểm t = 2, T2 nhận tín hiệu điều khiển và do có điện áp thuận α, nên T2 mở Khi T2 mở, điện áp uT2 giảm về bằng không, dẫn đến ud = ub và uT1 = ua - ub = uab Tại thời điểm 2, uab < 0 khiến T1 bị đặt điện áp ngược và bị khoá lại Do đó, trong sơ đồ chỉ có van T2 dẫn dòng khi T2 mở.

Khi máy biến áp được kết nối theo sơ đồ Y/Y0, ta có thể tham khảo hình 2.12 để hiểu rõ hơn về cấu trúc kết nối Để xác định các dòng điện sơ cấp iA, iB và iC, chúng ta cần dựa vào dòng thứ.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá 38 cấp độ ia, ib, ic và cách viết các phương trình Kirchhoff cho mạch điện Đặc biệt, chúng ta sẽ xem xét các phương trình Kirchhoff 1 đối với điểm trung tính của cuộn dây sơ cấp và các phương trình Kirchhoff 2 cho hai vòng mạch từ Những kiến thức này rất quan trọng trong việc phân tích và thiết kế mạch điện hiệu quả.

Từ sơ đồ hình 2.13 ta có: ia=iT1 ; ib=iT2 ; ic=iT3

Khi van T2 dẫn dòng với các giá trị ia=0, ib=0 và ic=id, ta có thể viết các phương trình tương tự để tìm ra các mối quan hệ Tỉ số máy biến áp được xác định là kba=w1/w2 Trong ba khoảng tương ứng với ba van làm việc, sức từ động tổng hợp trong lõi thép của các pha máy biến áp vẫn giữ nguyên.

Các s.t.đ này không khép vòng trong mạch từ của máy biến áp mà khép vòng qua môi trường xung quanh, dẫn đến tổn thất phụ trong vỏ kim loại nếu dòng tải không được san phẳng Hơn nữa, các s.t.đ một chiều này còn gây ra hiện tượng bão hoà từ, ảnh hưởng xấu đến hoạt động của máy biến áp Do đó, để tránh hiện tượng bão hoà, lõi thép của máy biến áp cần được thiết kế với kích thước lớn hơn so với tính toán ban đầu.

* Trường hợp máy biến áp nối /Y0: 

Sơ đồ nối dây máy biến áp được trình bày trong hình 2.14 cho thấy các cuộn dây của máy biến áp được kết nối, dẫn đến dòng điện trong từng pha cuộn sơ cấp hoạt động độc lập Dựa vào nguyên lý hoạt động của máy biến áp, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của nó.

Trong máy biến áp, dòng điện tổng trong các cuộn dây thứ cấp được ký hiệu là ia, ib, ic, trong khi dòng điện trong các cuộn dây sơ cấp được ký hiệu là iAB, iBC, iCA Thành phần một chiều của dòng điện trong mỗi cuộn thứ cấp được biểu thị là Id/3 Các dòng điện lưới iA, iB, iC được xác định dựa trên các công thức cụ thể liên quan đến cấu trúc của máy biến áp.

Sức từ động tổng hợp trong lõi thép máy biến áp:

Trong lõi thép của máy biến áp, xuất hiện thành phần s.t.đ từ hoá cưỡng bức, gây khó khăn cho mạch từ và dễ dẫn đến hiện tượng bão hoà từ Để ngăn ngừa bão hoà từ khi bộ chỉnh lưu hoạt động, cần tăng kích thước lõi thép so với tính toán ban đầu Đối với cuộn dây sơ cấp BA nối, s.t.đ từ hoá cưỡng bức không ảnh hưởng đến dòng tải, do đó không gây ra tổn thất phụ như dòng xoáy, khác với trường hợp cuộn dây sơ cấp nối hình Y.

Dòng hiệu dụng cuộn dây sơ và thứ cấp máy biến khi tổ nối dâyY/Y0:

Xác định công suất tính toán máy biến áp khi tổ nối dây là Y/Y0 và /Y0:

2.2 Tính toán mạch động lực

- ATM: áp tô mát có nhiệm vụ cắt mạch điện Đồng thời bảo vệ quá tải và ngắn mạch

- BAL: máy biến áp 3 pha dùng để cung cấp điện áp phù hợp cho sơ đồ chỉnh lưu, đồng thời cách ly mạch động lực với lưới điện

- T1, T2, T3: các thysitor để biến đổi điện áp xoay chiều thành 1 chiều cung cấp cho động cơ 1 chiều

- Đ: động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập

- (R-C): mạch bảo vệ quá ra tốc áp cho van

- Rh: điện trở hãm động năng

Công suất định mức của động cơ truyền động chính là: PĐ = 3,2 (KW)

T ÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC

Tính toán chọn máy biến áp động lực

Chọn giá trị điện áp định mức cho cuộn dây thứ cấp của máy biến áp trung cấp là bước quan trọng để đảm bảo máy biến áp tạo ra điện áp phù hợp cho bộ biến đổi.

Máy phải có số pha, điện áp định mức, dòng điện định mức phù hợp

• Công suất tính toán của máy biến áp

Stt =1,1.Ud.Id =1,1.110 37 = 4477(VA) =4,477(KVA)

Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ được tính theo công thức sau:

Trong đú: k = 4,5á nếu là mỏy biến ỏp dầu

K=5,6 nếu là máy biến áp nhỏ

S = công suất biểu kiến của máy biến áp f = tần số nguồn xoay chiều Ở đây ta thiết kế với máy biến áp nhỏ và chọn K=6 ta có:

Ta có số vòng cuộn sơ cấp máy biến áp là: Điện áp dây thứ cấp máy biến áp là: U2dm≥Udm.k1.k2.k3.k4

Trong đó: k1 : Hệ số sơ đồ chỉnh lưu:

K2 :Hệ số tính đến sự dao động trong phạm vi cho phép của điện áp lưới: k 1÷ 1,1 chọn k2= 1,1

K3: Hệ số tính đến góc điều khiển αmin ≠ 0 k3 = 1 ÷ 1,15 Chọn k3 = 1,15

K4 : Hệ số tính đến sụt áp trên điện trở thuần của nguồn cung cấp và sụt áp trên điện cảm nguồn do chuyển mạch K4=1,15:1.25 chọn K4=1,25

Vậy ta có: U2 đm 0.0,85.1,1.1,15.1,257.84(V) Ta chọn U2 đm 0 (V) Dòng điện hiệu dụng cuộn dây thứ cấp

Dòng điện hiệu dụng cuộn dây thứ cấp

Tỉ số máy biến áp là:

Dòng sơ cấp máy biến áp: (A) Điện trở cuộn dây máy biến áp

Trong đó ã K=2,5 : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu ã s =3 : số trụ của MBA ã Bm =1,1T : độ tự cảm ã f P (Hz)

37.50.1,1 110.37 Điện kháng máy biến áp

44 ã K1=0,1.10 -3 : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu phụ tải ã s =3 : số trụ của MBA ã Bm =1,1T : độ tự cảm ã f P (Hz)

(H) Điện áp rơi trên điện trở máy biến áp

DUR = Iđm.Rba = 37 0,06 = 2,22 (V) Điện áp rơi trên cuộn kháng máy biến áp

DUL = 2.p.f.Iđm.Lba =2.3,14.50.37.1.2 = 0.14 (V) Điện áp chỉnh lưu khi đầy tải

2.2.3 Tính toán bộ lọc và chọn thiết bị bảo vệ a) Tính chọn cuộn kháng lọc san bằng

Cuộn kháng san bằng là thiết bị nối giữa nguồn chỉnh lưu và động cơ, có chức năng làm mịn các xung điện áp chỉnh lưu theo yêu cầu của phụ tải Ngoài ra, nó còn giúp giảm tần số cao trong mạch dòng điện, vì sóng hài bậc cao thường có biên độ nhỏ, do đó việc lọc sóng cơ bản là cần thiết trong quá trình chỉnh lưu.

Hệ số san bằng ( ) được xác định theo công thứC Ksb

K v : Là hệ số xung ở đầu vào Giá trị của phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu Kv

: biên độ cơ bản của điện áp chỉnh lưu, đầu vào bộ lọc.

U dv là điện áp một chiều tại đầu ra của thiết bị chỉnh lưu Trong một chu kỳ điện áp nguồn xoay chiều, m x đại diện cho xung áp của điện áp chỉnh lưu, và đối với chỉnh lưu tia ba pha, giá trị của m x là 6.

Kr : Là hệ số xung ở đầu ra bộ lọc Giá trị của Kr do yêu cầu của phụ tải quyết định

U1mr : Biên độ lớn nhất của xung áp sóng cơ bản ở đầu bộ lọc.

U d : Điện áp một chiều trên tải Đối với chỉnh lưu tia 3 pha thì K r = 2,5

Giá trị điện cảm của cuộn kháng lọc là:

43 a) Tính chọn mạch R-C bảo vệ cho các Thyristor

Quá trình chuyển đổi giữa các van có thể dẫn đến sự thay đổi đột ngột của điện áp du/dt và di/dt, gây nguy cơ đánh thủng cho các van Để bảo vệ các van, ta sử dụng mạch R-C mắc song song với chúng Mạch này giúp hạn chế sự thay đổi điện áp du/dt khi có sự thay đổi trong van, nhờ vào khả năng giảm nhỏ điện áp qua mạch R-C Đồng thời, mạch R-C cũng có tác dụng rẽ dòng điện ngược, cho phép dòng điện này phóng qua tụ C và tiêu tán trên điện trở R.

Trị số của R – C được chọn theo công thức như sau: ổ I ử2

Hiệu quả ngăn chặn sự cố của mạch R-C được đặc trưng bởi tỉ số ξ = R

Áptomat là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện, không chỉ có chức năng đóng cắt nguồn mà còn bảo vệ khỏi sự cố ngắn mạch và quá tải Khi lựa chọn áptomat, cần lưu ý rằng nguồn điện sử dụng là ba pha với điện áp 380V.

Cường độ dòng điện tiêu thụ : ITT

= 10,526 (A) ã Đối với thiết bị động cơ :

Tra bảng PL 3.5/T352-Thiết kế cung cấp điện ta chọn áptômát có thông sô kỹ thuật như sau :

(KA) 50AF ABE53a 3 50 600 2,5 d) Tính chọn máy phát tốc

Máy phát tốc là thiết bị quan trọng trong hệ thống, giúp thực hiện chức năng phản hồi âm tốc độ Nó được kết nối chắc chắn với trục của động cơ chấp hành hoặc thông qua hộp tốc độ.

Dựa theo yêu cầu công nghệ ta chọn máy phát tốc có thông số như sau

Loại Pđm Uđm Iđm nđm RưS

Ta có tỉ số truyền giữa máy phát tốc và động cơ : i n dmF 1000 2

Hệ số khuyếch đại của máy phát tốc kFT = U dm + R I dm = 230 + 7,34.0,5 = 0,234 ndm 1000

Ta lấy một phần điện áp ra của máy phát tốc đưa tới bộ khuyếch đại trung gian (KĐTG) làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ.

Khi tốc độ định mức thì hệ số phản hồi được tính γ = kFT i

Tính toán bộ lọc và chọn thiết bị bảo vệ

a) Tính chọn cuộn kháng lọc san bằng

Cuộn kháng san bằng là thiết bị kết nối giữa nguồn chỉnh lưu và động cơ, có chức năng san bằng các xung điện áp chỉnh lưu theo yêu cầu của phụ tải Ngoài ra, nó còn giúp giảm tần số cao trong mạch dòng điện, do sóng hài bậc cao có biên độ nhỏ, vì vậy trong quá trình chỉnh lưu, việc lọc sóng cơ bản là rất quan trọng.

Hệ số san bằng ( ) được xác định theo công thứC Ksb

K v : Là hệ số xung ở đầu vào Giá trị của phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu Kv

: biên độ cơ bản của điện áp chỉnh lưu, đầu vào bộ lọc.

U dv là điện áp một chiều tại đầu ra của thiết bị chỉnh lưu Trong một chu kỳ điện áp nguồn xoay chiều, xung áp của điện áp chỉnh lưu được ký hiệu là m x Đối với hệ thống chỉnh lưu tia ba pha, giá trị của m x là 6.

Kr : Là hệ số xung ở đầu ra bộ lọc Giá trị của Kr do yêu cầu của phụ tải quyết định

U1mr : Biên độ lớn nhất của xung áp sóng cơ bản ở đầu bộ lọc.

U d : Điện áp một chiều trên tải Đối với chỉnh lưu tia 3 pha thì K r = 2,5

Giá trị điện cảm của cuộn kháng lọc là:

43 a) Tính chọn mạch R-C bảo vệ cho các Thyristor

Quá trình chuyển đổi giữa các van có thể gây ra sự thay đổi đột ngột trong điện áp du/dt và di/dt

Trị số của R – C được chọn theo công thức như sau: ổ I ử2

Hiệu quả ngăn chặn sự cố của mạch R-C được đặc trưng bởi tỉ số ξ = R

Áptomat là thiết bị quan trọng dùng để đóng cắt nguồn điện và bảo vệ hệ thống khỏi sự cố ngắn mạch hoặc quá tải Khi chọn áptomat, cần lưu ý điều kiện nguồn điện ba pha với điện áp U = 380V.

Cường độ dòng điện tiêu thụ : ITT

= 10,526 (A) ã Đối với thiết bị động cơ :

Tra bảng PL 3.5/T352-Thiết kế cung cấp điện ta chọn áptômát có thông sô kỹ thuật như sau :

(KA) 50AF ABE53a 3 50 600 2,5 d) Tính chọn máy phát tốc

Máy phát tốc là thiết bị quan trọng trong hệ thống, đóng vai trò phản hồi âm tốc độ Nó được kết nối chắc chắn với trục của động cơ chấp hành hoặc thông qua hộp tốc độ.

Dựa theo yêu cầu công nghệ ta chọn máy phát tốc có thông số như sau

Loại Pđm Uđm Iđm nđm RưS

Ta có tỉ số truyền giữa máy phát tốc và động cơ : i n dmF 1000 2

Hệ số khuyếch đại của máy phát tốc kFT = U dm + R I dm = 230 + 7,34.0,5 = 0,234 ndm 1000

Ta lấy một phần điện áp ra của máy phát tốc đưa tới bộ khuyếch đại trung gian (KĐTG) làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ.

Khi tốc độ định mức thì hệ số phản hồi được tính γ = kFT i

G IỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Khái niệm chung

Để các van của bộ chỉnh lưu mở đúng thời điểm, cần có điện áp thuận trên van và điện áp điều khiển trên điện cực điều khiển và katôt Hệ thống tín hiệu điều khiển được tạo ra bởi mạch điện, gọi là mạch điều khiển hoặc hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu Điện áp điều khiển các thyristor phải đáp ứng yêu cầu về công suất, biên độ và thời gian tồn tại, với các thông số có sẵn trong tài liệu tra cứu Đặc điểm của thyristor là khi van đã mở, tín hiệu điều khiển không còn ảnh hưởng đến dòng qua van, do đó, để giảm công suất mạch phát tín hiệu và tổn thất trên điện cực điều khiển, người ta thường sử dụng tín hiệu điều khiển dạng xung, dẫn đến việc mạch điều khiển còn được gọi là mạch phát xung điều khiển.

Các xung điều khiển được tính toán với độ dài phù hợp, đảm bảo thời gian mở van cho mọi loại phụ tải trong sơ đồ làm việc Thời gian xung thường dao động từ 200 μs đến 600 μs, với một độ dự trữ nhất định để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang sử dụng có thể phân làm 2 nhóm:

Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ bao gồm các hệ thống điều khiển mà xung điều khiển được phát ra đúng thời điểm cần thiết để mở các thyristor Những xung này lặp lại theo chu kỳ, thường tương ứng với chu kỳ của nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu Trong một số trường hợp, chu kỳ của xung có thể khác biệt.

Nhóm hệ thống điều khiển 50, tương ứng với 1/2 chu kỳ điện áp nguồn, hiện đang được sử dụng phổ biến nhất Do đó, việc nghiên cứu nhóm này trở nên cần thiết và quan trọng trong lĩnh vực ứng dụng hiện nay.

Nhóm hệ thống điều khiển không đồng bộ tạo ra các xung điều khiển không tuân theo giá trị góc điều khiển Những hệ thống này phát ra chuỗi xung với tần số cao hơn nhiều so với tần số nguồn xoay chiều, và tần số xung được điều chỉnh tự động để duy trì ổn định cho các đại lượng đầu ra như Ud hoặc Id Để đảm bảo ổn định, tần số xung điều khiển được khống chế dựa trên sai lệch giữa tín hiệu đặt và tín hiệu thực tế Do đó, các hệ thống này phải hoạt động dưới dạng hệ thống có phản hồi, tức là hệ thống kín, và chúng tương đối phức tạp.

Các hệ thống điều khiển đồng bộ thường sử dụng hiện nay bao gồm:

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng.

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng điôt hai cực gốc.

Hình 3.1.1 Hệ thống điều khiển chỉnh lưu.

Các hệ đồng bộ được sử dụng nhiều hiện nay bao gồm: hệ thống điều khiển theo pha ngang và hệ thống điều khiển theo pha đứng.

Hệ thống điều khiển pha đứng

Nguyên tắc thiết kế mạch tạo xung trong các bộ chỉnh lưu yêu cầu mỗi Tiristor có một kênh riêng Tuy nhiên, đối với hai Tiristor cùng nhóm pha, có thể áp dụng khâu tách xung Trong mạch động lực với chỉnh lưu cầu 3 pha sử dụng 6 thyristor, cần thiết lập 3 kênh tách xung, mỗi kênh lệch nhau 180 độ.

Hình 3.1.2.Sơ đồ khối mạch tạo xung điều khiển.

Khối đồng bộ hóa (ĐBH) thường sử dụng biến áp để tạo ra điện áp đồng bộ hóa Biến áp này có ưu điểm là cách ly điện áp cao của mạch động lực với mạch tạo xung điều khiển, đồng thời cho phép dễ dàng thay đổi cực tính, pha và cuộn dây.

Khối tạo sóng răng cưa (SRC) có chức năng tạo ra điện áp tựa, giúp so sánh với điện áp điều khiển tại khối 3 Điện áp này thường được tạo ra dưới dạng sóng răng cưa, đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều khiển điện.

Khối so sánh (SS) thực hiện việc so sánh điện áp tựa (điện áp răng cưa) với điện áp điều kiện U đk Giao điểm giữa hai điện áp này sẽ xác định góc mở α, từ đó đầu ra của khối so sánh xác định góc điều khiển.

+ Khối tạo xung (TX): Xác định độ rộng, độ dốc, công suất xung (biên độ) thỏa mãn để mở T.

+ Khối phân chia xung (PCX): Dẫn xung đến các T Thông thường dùng BAX cuộn sơ bên TX và cuộn thứ bên T

Hệ thống điều khiển pha ngang

Phương pháp này tạo ra điện áp điều khiển hình sin với tần số tương ứng với tần số điện áp nguồn và góc pha có thể điều chỉnh Xung được phát sinh tại thời điểm bắt đầu của góc pha điện áp điều khiển Mặc dù mạch điều khiển của phương pháp này khá đơn giản, nhưng nó vẫn tồn tại một số nhược điểm.

- Phạm vi điều chỉnh góc mở α hẹp α 0 => Ura = +Ecc./

• - Khi Uvào = Uvào k đảo - Uvào đảo < 0 => Ura = -Ecc./

• Trong khoảng ( 1÷ 2):Udk > Urc => Uvào k đảo < Uvào đảo /

• Trong khoảng ( 3÷ 4): Udk < Urc => Uvào k đảo > Uvào đảo /

Khi phân tích giản đồ điện áp, ta nhận thấy rằng việc tăng Uđk dẫn đến sự gia tăng của góc điều khiển Hệ quả là điện áp ra của bộ chỉnh lưu sẽ giảm, vì Ud = Uo cos Điều này không phù hợp với quy luật điều khiển.

Để đảm bảo bộ chỉnh lưu hoạt động hiệu quả, cần thiết kế sao cho khi tăng điện áp điều khiển (Uđk), điện áp ra (Urc) cũng sẽ tăng Điều này có nghĩa là khi Uđk tăng, điện áp đầu ra U’đk sẽ giảm, thể hiện mối quan hệ đúng quy luật giữa Uđk và góc điều khiển.

Lúc này sơ đồ của khối so sánh sẽ là:

Xung ra từ khâu so sánh thường thiếu các thông số cần thiết cho cực điều khiển Để tạo ra xung đầy đủ thông số, cần thực hiện khuếch đại, điều chỉnh độ dài xung, và trong một số trường hợp, phân chia lại xung Cuối cùng, xung phải được truyền từ đầu ra của mạch phát xung tới cực điều khiển và cực K của Thyristor.

Khi thay đổi U điều kiện, góc điều khiển cũng sẽ thay đổi, dẫn đến tình trạng xung quá ngắn hoặc quá dài Để khắc phục vấn đề này, ta sử dụng mạch sửa xung nhằm điều chỉnh độ dài xung cho phù hợp với yêu cầu Mạch này hoạt động theo nguyên tắc giữ nguyên thời điểm bắt đầu xuất hiện xung, đảm bảo rằng xung ra có độ dài giống nhau bất chấp độ dài khác nhau của xung vào Thông thường, xung vào có độ dài lớn hơn xung ra, vì vậy mạch sửa xung được áp dụng để cải thiện hiệu suất.

Hình 3 4 Sơ đồ nguyên lý mạch sửa xung

-Tại θ = 0, Uv > 0 => D khóa => Tr mở do được phân áp bởi R2 => Tụ C được nạp theo chiều : +Uv → C → R1 → Tr → mass.

=> Điện áp trên tụ C tăng dần và khi tụ được nạp đầy đủ thì Tr khóa , do dòng nạp cho tụ C = 0

- Tại θ = θ1 , Uv = 0 => Tụ C phóng điện theo chiều từ : +C → nguồn → D → R1 → -C

Và Tr khóa => Ur = +Ucc

Mô phỏng Psim b Mạch khuếch đại xung và truyền xung

Để mở Thyristor, đôi khi độ lớn xung (biên độ xung) không đủ lớn, vì vậy cần sử dụng mạch khuếch đại xung Hiện nay, phương pháp phổ biến là sử dụng Transistor kết hợp với biến áp xung Trong nhiều trường hợp, để đơn giản hóa cấu trúc mạch, ta sử dụng hai Transistor ghép theo kiểu Darlington và mắc theo một tầng khuếch đại.

Ta sử dụng mạch khuyếch đại và truyền xung như sau:

Hình 3 5 Sơ đồ nguyên lý khâu khuyếch đại xung

BAX : Biến áp xung; D6: Để dẫn xung dương.

Tr7,Tr8 : Hai Tranzitor mắc theo sơ đồ darlington tương đương vơi 1 Tranzitor có hệ số khuyếch đại b b2

D4 ,D5 : Là các điôt bảo vệ Tranzitor và biến áp xung ã Giản đồ điện ỏp

Nguyên lý làm việc của mạch điện cho thấy, khi t=0 và t 0 Tại thời điểm t = t1 + tsx, xung vào Tr7 và Tr8, dẫn đến dòng qua cuộn sơ cấp giảm về không Sự giảm này làm biến thiên từ thông trong lõi thép BAX theo chiều ngược lại, tạo ra sức điện động (Sđđ) với cực tính ngược lại Sđđ tự cảm này chống lại sự biến thiên của dòng điện qua cuộn sơ cấp BAX Xung trên cuộn thứ cấp phân cực ngược làm cho D6 khóa, khiến điện áp uđkT = 0 và xung này được dập tắt trên điôt D5 Lúc này, điot D4 trên cuộn sơ cấp BAX được phân cực thuận nhờ Sđđ tự cảm sinh ra, do đó không bị dập tắt ngay Trong trường hợp này, độ rộng xung ra bằng độ rộng xung vào: txr = tsx.

3.2.4 Khối tổng hợp và khuyếch đại trung gian (KĐTG)

Để đáp ứng yêu cầu công nghệ với chất lượng cao, việc sử dụng các mạch vòng phản hồi là rất cần thiết Điều này đòi hỏi phải có mạch vòng tổng hợp các tín hiệu một cách hiệu quả.

Mặt khác để nâng cao độ cứng đặc tính cơ hệ kín nên cần phải khuyếch đại tín hiệu. Khâu tổng hợp khuyếch đại tín hiệu bao gồm:

+ Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ.

Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm dòng là một phần quan trọng trong hệ thống điều khiển Để thu thập tín hiệu phản hồi, chúng ta sử dụng máy phát cùng với bộ phân áp WR và R20 để đo điện áp một chiều từ động cơ một chiều Đ, như được minh họa trong sơ đồ nguyên lý.

Hình 3 6 Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ

Mạch tạo nguồn nuôi và tín hiệu điều khiển

Để tạo ra điện áp xoay chiều cho cầu chỉnh lưu, có thể không sử dụng cầu chỉnh lưu Cầu chỉnh lưu cung cấp điện áp một chiều đối xứng qua hai tụ C1 IC7815 và IC7915 giúp ổn định điện áp đầu ra, trong khi hai tụ C2 có chức năng lọc thêm và cung cấp điện áp Ucc cuối cùng.

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Tính chọn biến áp xung (BAX)

Biến áp xung cần đáp ứng yêu cầu tạo ra xung theo tiêu chuẩn, đồng thời cách ly mạch điều khiển với mạch lực để phân phối xung tới các cực điều khiển, giúp mở các Tiristo Việc chọn tỉ số máy biến áp xung là một yếu tố quan trọng trong quá trình thiết kế này.

Thụng thường mỏy biến ỏp xung được thiết kế cú tỉ số niến ỏp là n = 2á3 vậy ta chọn n = 2.

Khi tính chọn ta chọn Tiristo có Uđk = 7 (V) ; Ig = 0,3 (A) nên ta chọn U2 = 7 (V); I2

Do đó điện áp đặt lên cuộn sơ cấp là :

Mạch từ của BAX được thiết kế với vật liệu Э330 hình chữ E, bao gồm 3 trụ hoạt động trên đặc tính từ hoá DB = 0,7 tesla và DHP(A/m) Độ từ thẩm của lõi sắt từ là μ ΔB.

Vì có khe hở nên phải tính từ thẩm trung bình sơ bộ chiều dài đường sức từ l= 0,1(m) khe hở lkh = 10 -5 (m) μtb = 1

Thể tích lõi sắt từ :

Q : là tiết diện lõi sắt

:là dòng thứ cấp quy đổi về phía sơ cấp BAX

Tra bảng II-2 Điện tử công suất ta chọn kích thước chuẩn của máy biến áp xung như sau.

72 c Số vòng dây cuộn sơ cấp BAX

Với k = 0,76 :là hệ số lấp đầy ® Số vòng dây cuộn thứ cấp BAX

Tính chọn Tranzitor tầng khuếch đại cuối cùng

Tầng khuếch đại xung sử dụng các tranzitor ngược mắc theo cầu Darlington, được chọn dựa trên thông số của các biến áp xung với u1 = 20 (V) và I1 = I2 = 0,21 (A) Tranzitor Tr1 hoạt động ở chế độ xung, loại π605, có các thông số kỹ thuật như VCE = 40 (V), ICmax = 1,5 (A), β trong khoảng 20 đến 40, Pm = 3 (W), và tmax.

Để giảm thiểu sự mất đối xứng của xung, nên chọn dòng IB càng nhỏ, đồng thời thêm tầng khuếch đại trung gian Tr2 hoạt động ở chế độ khuếch đại Loại Mπ25 có những thông số kỹ thuật đáng chú ý.

VCE = 40 (V), ICmax = 300 (mA), β = 13÷ 25, chọn Tr2 có hệ số β

Tính chọn máy biến áp đồng pha

Ở hệ thống này ta thiết kế 3 kênh điều khiển dùng máy biến áp đồng bộ 3 pha và kết hợp với mạch dịch pha

Máy biến áp đồng bộ là máy biến áp 3 pha nối Y/Yo có điện áp thứ cấp là

Trên biến áp, chúng tôi đã lắp đặt thêm 3 cuộn dây thứ cấp để cung cấp điện áp nguồn nuôi Mỗi máy BAX được chọn có công suất 5W, và trong sơ đồ, chúng tôi sử dụng 12 BAX Từ đó, chúng tôi tính toán công suất nguồn nuôi cho các khối khác, dẫn đến việc chọn công suất sơ bộ cho máy biến áp đồng bộ là 100W.

Mạch dịch pha được thiết kế để tạo ra điện áp đồng bộ Uđb chậm hơn điện áp đồng bộ Udbo một góc 30 độ Để đạt được góc lệch pha này, mạch sử dụng các linh kiện Ro, R1 và Co, với các giá trị cụ thể là Ro = 2,7 kΩ, R1 = 4,7 kΩ và Co = 1 mF.

Chọn các Tranzitor ở mạch điều khiển

Ở mạch tạo xung chữ nhật đồng pha khóa khống chế mạch tích phân và Tranzitor mạch sửa xung chọn loại KT201A có các thông số kỹ thuật sau

Các vi mạch khuếch đại thuật toán trong mạch tích phân

Cỏc thụng số kỹ thuật của vi mạch àA741:

Tính chọn bộ khuếch đại trung gian

Sơ đồ cấu trúc của hệ thống như sau

Ucđ: Tín hiệu điện áp đặt tốc độ

KTG: Hệ số khuếch đại của mạch khuếch đại trung gian KBBĐ: Hệ số khuếch đại của bộ biến đổi

KĐ: Hệ số khuếch đại của động cơ

Hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm dòng điện (γ) và hệ số khuếch đại của khâu phản hồi âm tốc độ (Iư.) là hai yếu tố quan trọng trong việc phân tích hiệu suất của hệ thống Bên cạnh đó, nhiễu loạn của phụ tải cũng ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động của hệ thống Tín hiệu dòng điện ngắt (Ing) cần được theo dõi để đảm bảo sự ổn định và hiệu quả trong quá trình vận hành.

Từ sơ đồ cấu trúc ta có: n = { [ ( Ucd - γn ) KTG – β( Iư – Ing )] KBBĐ – Iư.R } KĐ ồ

Khi hệ làm việc ổn định thì kihaau phản hồi âm dòng có ngắt không tham gia Nên: β(Iư – Ing ) = 0

Gọi K = KTG KBBĐ KĐ là hệ số khuếch đại của hệ thống, từ đó ta có n cd KIư R KĐ

Hệ số khuếch đại của động cơ :

Pđm Công suất định mức = 3,2 (Kw) nđm Tốc độ định mức = 1500 (v/ph)

Uđ m Điện áp phần ứng định mức = 110 (V)

Iđm Dòng điện định mức động cơ = 37 (A)

Lưồ Điện cảm phần ứng động cơ = 0,0113 (H)

Rưồ Điện trở phần ứng động cơ = 0,255 (W)

Ti Hằng số thời gian của khâu phản hồi dòng = 0,002 (s)

Tv Hằng số thời gian bộ chỉnh lưu = 0,0033 (s)

Tđk Hằng số thời gian mạch điều khiển bộ chỉnh lưu = 0,0025 (s)

Tw Hằng số thời gian máy phát tốc = 0,003 (s)

2.P.a : Hệ số cấu tạo của động cơ

GD 2 = 0,15 (kg.m ) 2 ã Tốc độ gúc

Từ sơ đồ cấu trúc điều khiển ta có :

Tsi = Ti + Tv + Tđk =2ms + 3,3ms + 2,5ms =7,8.10 s -3

2.26,4.0,324.7,8.10 -3 p 0, 044 0, 0059 p ị ã Hàm truyền của bộ điều chỉnh dũng điện ã Tớnh hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ :

Từ sơ đồ cấu trúc điều khiển ta có

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐỘNG LỰC

Theo yêu cầu của đề bài, chúng ta sử dụng bộ biến đổi sơ đồ hình tia 3 pha Sơ đồ nguyên lý bao gồm mạch biến áp 3 pha BAL, được thiết kế để cung cấp điện cho sơ đồ chỉnh lưu Các van chỉnh lưu T1-T3 có điều khiển sẽ biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha từ phía thứ cấp của BAL (ua, ub, uc) thành điện áp một chiều, được đặt lên phần ứng động cơ.

CK : tác dụng làm nhỏ thành phần xoay chiều của điện áp đầu ra BBĐ b, Sơ đồ mạch động lực trên psim

Hình 4 1 Đồ thị dòng và áp trên van, trên tải sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha có điôt không D0 c, Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 4.2 sơ đồ mạch điều khiển

4.2 THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG ã Nguyờn lý khởi động : Đóng áp tô mát cung cấp điện cho hệ thống truyền động điện (mạch kích từ, máy biến áp động lực, nguồn nuôi mạch điều khiển) Khi đó mạch tạo xung điều khiển tạo ra các xung điều khiển Để điều khiển các xung này,chúng được đưa tới mạch phát xung để điều khiển mở các thyristor thông qua máy biến áp xung Để tạo ra các xung điều khiển, ta phải tạo ra tín hiệu điều khiển Uđk nhờ mạch khuếch đại trung gian và tín hiệu này được so sánh với điện áp răng cưa Do mạch khuếch đại trung gian tạo ra tín hiệu Uđk nên nó điều khiển được góc mở α của bộ chỉnh lưu.

Khi khởi động, dòng khởi động lớn làm cho mạch vòng dòng điện tự động hạn chế dòng điện Đồng thời, mạch vòng phản hồi âm tốc độ bị bão hòa do UVIC3.

Khi động cơ được khởi động trên đoạn đặc tính thứ hai với Ucđ + γn rất âm (do n nhỏ), tốc độ sẽ tăng dần đến điểm D Tại đây, mạch vòng tốc độ sẽ tham gia vào để tăng độ cứng của đặc tính cơ Động cơ hoạt động trên đặc tính DC, và đến thời điểm C, mạch vòng dòng sẽ được kích hoạt.

Trong hệ thống điều khiển tốc độ động cơ, 82 điện không còn tham gia, chỉ còn mạch vòng tốc độ hoạt động Động cơ được khởi động dựa trên đặc tính cơ tự nhiên và tiến tới làm việc tại điểm tải định mức Nguyên lý điều chỉnh tốc độ được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp chủ đạo trên biến trở WR Khi điện áp Ucđ thay đổi, góc α cũng thay đổi, dẫn đến sự thay đổi tốc độ của động cơ.

Khi thay đổi Ucđ sẽ thay đổi được góc mở α => Ud thay đổi và tốc độ cũng thay đổi theo.

Để tăng tốc độ, ta cần tăng Ucđ, dẫn đến UVIC2 âm nhiều hơn, làm cho U RIC2 dương nhiều hơn, và U RIC3 âm nhiều hơn Khi Tr mở nhiều, Uđk giảm nhỏ, tức là góc α giảm, từ đó Ud tăng lên và tốc độ cũng tăng theo Quá trình giảm tốc cũng tương tự; khi giảm Ucđ, góc α sẽ tăng lên và tốc độ sẽ giảm xuống Đây là nguyên lý ổn định tốc độ.

Khi động cơ hoạt động ở một tốc độ nhất định và điện áp đặt ổn định, nếu tốc độ đột ngột tăng, dẫn đến việc điện áp điều kiện (Uđk) cũng tăng theo, làm cho góc mở (α) tăng Điều này gây ra sự giảm điện áp vào phần ứng của động cơ, giúp động cơ trở về giá trị ban đầu.

Nếu tốc độ động cơ giảm vì một lý do nào đó, thì γn cũng sẽ giảm, dẫn đến việc tốc độ động cơ tăng trở lại giá trị ban đầu.

Ví dụ : khi tốc độ động cơ tăng , thì γn tăng lên => UVIC2 = -Ucđ + γn sẽ bớt âm đi ,

URIC2 giảm dương, URIC3 giảm âm, trong khi TR mở ít khiến Uđk tăng lên Sự gia tăng góc α dẫn đến việc Ud giảm và tốc độ động cơ cũng giảm theo để phù hợp với lượng đặt ban đầu Nguyên lý hoạt động của hệ thống là dừng lại.

Khi dừng hệ thống, nhấn nút dừng để cắt nguồn cung cấp và đặt điện trở hãm vào động cơ Điều này giúp động cơ thực hiện hãm động năng, giải phóng toàn bộ năng lượng tích lũy qua Rh Khi tốc độ giảm gần về 0, chúng ta cắt Rh ra để động cơ hãm tự do.

4.3 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG

Hình 4.2 sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống

CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG , KHẢO SÁT HỆ

THỐNG 5.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG, KHẢO SÁT

5.1.1 Mô phỏng mạch lực a Mạch động lực

Mô phỏng mạch động lực trên psim

5.1.2 Mạch điều khiển trên psim

5.1.3 Sơ đồ mô phỏng toàn mạch trên psim

*Kết quả mô phỏng toàn mạch trên psim

Hình 4 2 Kết quả mô phỏng với góc anlpha` độ

5.2 Đánh giá và kết luận

Tất cả các van đều được phun xung đúng thời gian theo yêu cầu, và kết quả phun đạt được đáp ứng đầy đủ các tiêu chí đã đề ra.

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án “Thiết kế hệ thống truyền động điện BBĐ van – Động cơ một chiều không đảo chiều quay”, chúng tôi đã hoàn thành các yêu cầu đề ra Hệ thống này được thiết kế nhằm tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo tính ổn định trong quá trình vận hành Việc áp dụng công nghệ hiện đại vào thiết kế giúp nâng cao khả năng điều khiển và đáp ứng nhanh chóng với các tín hiệu đầu vào.

1 Phụ tải MC = hằng số mang tính chất phản kháng

2 Động cơ một chiều kích từ độc lập có: Pđ = 3,2 KW; nđ = 1500vg/ph

3 BBĐ dùng sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha

4 Phạm vi điều chỉnh D = 50:1; sai lệh tĩnh [s] = 0,1.

Em có một số kết luận như sau:

Dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Thành, chúng em đã hoàn thành đề tài thiết kế hệ thống điện BBĐ van – động cơ một chiều không đảo chiều quay, qua đó thu được những kết quả đáng ghi nhận.

Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều là rất quan trọng Bên cạnh đó, việc tính toán và lựa chọn loại động cơ với công suất phù hợp sẽ giúp tối ưu hiệu suất sử dụng.

Qua việc thiết kế và nghiên cứu sơ đồ hình tia 3 pha, tôi đã hiểu rõ hơn về BBĐ và biết cách điều chỉnh các thông số để tối ưu hóa hiệu suất Kinh nghiệm này giúp tôi trong việc thiết kế, tính toán mạch lực và các thành phần liên quan, từ đó có thể hoàn thành tốt hơn các đề tài trong tương lai Bên cạnh đó, việc mô phỏng mạch lực và mạch điều khiển đã giúp tôi khám phá nhiều phần mềm ứng dụng hữu ích như PSIM, Proteus, và MATLAB để hỗ trợ trong việc thiết kế và mô phỏng mạch.

Giúp em rèn luyện được kĩ năng tư duy độc lập , sáng tạo và học hỏi thêm một số kỹ năng hữu ích để phục vụ cho sau này.

Tuy nhiên trong quá trình tính toán do thời gian và khả năng , kinh nghiệp còn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi mắc phải các thiếu sót.

K ẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHẢO SÁT ,

THỐNG 5.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG, KHẢO SÁT

5.1.1 Mô phỏng mạch lực a Mạch động lực

Mô phỏng mạch động lực trên psim

5.1.2 Mạch điều khiển trên psim

5.1.3 Sơ đồ mô phỏng toàn mạch trên psim

*Kết quả mô phỏng toàn mạch trên psim

Hình 4 2 Kết quả mô phỏng với góc anlpha` độ

5.2 Đánh giá và kết luận

Tất cả các van đều được phun xung đúng thời gian theo yêu cầu, và kết quả phun đạt tiêu chuẩn đề ra.

Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án "Thiết kế hệ thống truyền động điện BBĐ van – Động cơ một chiều không đảo chiều quay", chúng tôi đã đạt được những kết quả đáng chú ý Hệ thống được thiết kế nhằm đảm bảo tính hiệu quả và ổn định trong quá trình vận hành Các yêu cầu kỹ thuật đã được đáp ứng, góp phần nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống truyền động.

1 Phụ tải MC = hằng số mang tính chất phản kháng

2 Động cơ một chiều kích từ độc lập có: Pđ = 3,2 KW; nđ = 1500vg/ph

3 BBĐ dùng sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha

4 Phạm vi điều chỉnh D = 50:1; sai lệh tĩnh [s] = 0,1.

Em có một số kết luận như sau:

Dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Thành, nhóm chúng em đã hoàn thành đề tài thiết kế hệ thống điện BBĐ cho van và động cơ một chiều không đảo chiều quay Quá trình thực hiện đề tài này đã mang lại nhiều kết quả đáng giá cho chúng em.

Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều giúp bạn tính toán và lựa chọn loại động cơ có công suất phù hợp và tối ưu nhất cho nhu cầu sử dụng.

Qua việc thiết kế và nghiên cứu sơ đồ hình tia 3 pha, tôi đã hiểu rõ cách điều chỉnh các thông số để tối ưu hóa hiệu suất Kinh nghiệm này giúp tôi trong việc thiết kế và tính toán mạch lực cùng các thành phần liên quan, từ đó có khả năng hoàn thành các đề tài khác một cách hiệu quả Bên cạnh đó, việc mô phỏng mạch lực và mạch điều khiển cũng giúp tôi khám phá nhiều phần mềm ứng dụng hữu ích như PSIM, Proteus, và MATLAB để hỗ trợ trong thiết kế và mô phỏng mạch.

Giúp em rèn luyện được kĩ năng tư duy độc lập , sáng tạo và học hỏi thêm một số kỹ năng hữu ích để phục vụ cho sau này.

Tuy nhiên trong quá trình tính toán do thời gian và khả năng , kinh nghiệp còn hạn chế nên khó có thể tránh khỏi mắc phải các thiếu sót.

Xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Thành vì đã nỗ lực hết mình và tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp em hoàn thành môn Đồ án 1.

Ngày đăng: 09/01/2025, 15:51

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình  1.1.6. Đặc tính ngoài U = f(I) và đặc tính điều chỉnh I  = f(I). kt - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
nh 1.1.6. Đặc tính ngoài U = f(I) và đặc tính điều chỉnh I = f(I). kt (Trang 10)
Hình 1.2.4. Các đặc tính cơ giảm áp của ĐCMC kích từ độc lập. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 1.2.4. Các đặc tính cơ giảm áp của ĐCMC kích từ độc lập (Trang 17)
Hình 1.3.3. Đường đặc tính cơ hệ F - Đ. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 1.3.3. Đường đặc tính cơ hệ F - Đ (Trang 24)
Hình 1.3.5. Đồ thị dòng áp hệ XA đơn dùng GTO. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 1.3.5. Đồ thị dòng áp hệ XA đơn dùng GTO (Trang 26)
Hình 1.3.7. Đặc tính cơ hoàn chỉnh. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 1.3.7. Đặc tính cơ hoàn chỉnh (Trang 30)
Hình 1. 19.  Sơ đồ nguyên lý hệ xung áp đảo chiều. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 1. 19. Sơ đồ nguyên lý hệ xung áp đảo chiều (Trang 30)
2.1.1. Sơ đồ nguyên lý. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
2.1.1. Sơ đồ nguyên lý (Trang 36)
Hình 2.1.2. Đồ thị dòng, áp pha a của bộ chỉnh lưu tia ba pha. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 2.1.2. Đồ thị dòng, áp pha a của bộ chỉnh lưu tia ba pha (Trang 38)
Hình 3.2.1. Sơ đồ mạch đồng bộ và giản đồ điện áp. - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 3.2.1. Sơ đồ mạch đồng bộ và giản đồ điện áp (Trang 55)
Hình 3. 5. Sơ đồ nguyên lý khâu khuyếch đại xung - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 3. 5. Sơ đồ nguyên lý khâu khuyếch đại xung (Trang 64)
Hình 3. 6. Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 3. 6. Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ (Trang 69)
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống như sau - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Sơ đồ c ấu trúc của hệ thống như sau (Trang 76)
Hình 4.2 sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 4.2 sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống (Trang 84)
5.1.3  Sơ đồ mô phỏng toàn mạch trên psim - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
5.1.3 Sơ đồ mô phỏng toàn mạch trên psim (Trang 87)
Hình 4. 2. Kết quả mô phỏng với góc anlpha=60 độ - Hiết kế hệ thống truyền Động Điện bbđ van – Động cơ  một chiều không Đảo chiều quay
Hình 4. 2. Kết quả mô phỏng với góc anlpha=60 độ (Trang 88)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN