thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ và mô tả bằng hình vẽ

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAO CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM

TRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

HÀ NỘI ====000====

NHIEM VU

THIET KE MON HOC Họ và tên: Nguyễn Thanh Lịch

Khoá : 43

Nghành học: Tự động hoá

L Các số liệu ban đầu

Uạ¿= 75V; U„„= 130V ; Pam = 24KW; Ryy = 0,8Q

Điện áp nguồn: U = 3x380V Il Noi dung thiét ké

1 Giới thiệu chung về công nghệ của động cơ đồng bộ ba pha và phương pháp điều

khiển kích từ của động cơ đồng bộ ba pha

2 Giới thiệu chung về chủng loại thiết bị được giao thực hiện thiết kế, cơng nghệ kích từ

3 Giới thiệu và thiết kế mạch lực:

3.1 Tính tốn khối biến áp lực

3.2 Tính toán khối chỉnh lưu điều khiển 3.3 Tính tốn khối khâu lọc

3.4 Tính tốn khối khâu phản hồi điện áp 3.5 Tính tốn khối khâu phản hồi dòng 4 Giới thiệu và thiết kế mạch điều khiển:

4.1 Tính tốn khâu đồng pha

4.2 Tính tốn khâu tạo điện áp răng cưa

4.3 Tính tốn khâu so sánh

4.4 Tính tốn khâu phát xung chùm 5 Các bản vẽ:

- Sơ đồ nguyên lý mạch điêu khiển

Trang 2

1-1-MUC LUC

Trang

9089198920000 Ô.ÔỎ 4

CHUONG I: GIGI THIEU CHUNG VE CÔNG NGHỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP DIEU

KHIỂN KÍCH TỪ CỦA ĐỘNG CƠ DONG BO BA PHA -+ccccc¿ 5

I.1 Giới thiệu chung về chủng loại thiết bị được giao thực hiện thiết kế, công

H58 4(0(00 0 5

1 Nguyên tắc điều khiển mở mmáyy - + ¿+ + +s+++>++x+E+xeEt+xertrxererxerverrver 5

2 Nguyên tắc điều chỉnh kích thích - ¿2 2s s+s+s++++ze+x+xezxexezxererxeree 6

L2 Đề xuất các phương án tổng thể, phân tích ưu, nhược điểm của từng

phương án để đi đến lựa chọn một phương án thực thi thiết kế mạch lực

và mạch điều khiỂn + ¿2 2% +St+£EE+E£EE£E£EE£EEEE£EEExrkevkrkerkerrrxrrrrkrrerrrree 7

1 Giới thiệu về mạch lực - 2-2 ++S+S+S£E+E+E+E£E+E+£EEEESe Sex xexexrxrvrerererereeerre 7 P909: 000ì)51( 0900000001 7 3 Giới thiệu chung về mạch điều khiển 2 - 2+ +2 25+ se+x+zzxeeszxe> 13

4 Lựa chọn phương án thiết kế mạch điều khiển . 2-2 +5 5s+s+zs+s+>+ 15

Chương II : THIẾT KẾ MẠCH LỰC 18

1 Tính tốn chọn van 18

2 Tính tốn các thơng số điện áp, dòng điện và công suất máy biến áp 19

3 Tính tốn mạch từ MBA - - xxx HH Hà nhe 19

Chương III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN -2 2222222222EEEESS2eeeertrk 22

1.Tính tốn khâu đồng pha và nguyên lý hoạt động của mạch 22

2.Khâu tạo điện áp răng cưa

3 Khâu sO sánh +- + Sẻ SH v2 1121 211111121102 01111 T11 g0 1g

4 Khâu phát xung chùi «<< + SE E9 nh ng nhưng ni

5 Khâu khuyếch đại xung và biến áp xung 6- Tính tốn khối nguồn và MBA đồng pha

Trang 3

LOI GIOI THIEU

-_ Ngày nay cùng với việc phát triển mạnh mẽ các ứng dụng của khoa học kỹ thuật trong

công nghiệp, đặc biệt là trong cơng nghiệp điện tử thì các thiết bị điện tử có cơng suất lớn

cũng được chế tạo ngày càng nhiêu Và đặc biệt các ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế

quốc dân và đời sống hàng ngày đã và đang được phát triển hết sức mạnh mẽ

-_ Tuy nhiên để đáp ứng được nhu câu ngày càng nhiêu và phức tạp của cơng nghiệp thì

ngành điện tử công suất luôn phải nghiên cứu để tìm ra giải pháp tối ưu nhất Đặc biệt với chủ trương công nghiệp hoá-hiện đại hoá của Nhà nước, các nhà máy, xí nghiệp cần phải

thay đổi, nâng cao để đưa công nghệ tự động điều khiển vào trong sản xuất Do đó địi hỏi

phải có thiết bị và phương pháp điều khiển an tồn, chính xác Đó là nhiệm vụ của ngành

điện tử công suất cần phải giải quyết

Để giải quyết được vấn đề này thì Nhà nước ta cần phải có đội ngũ thiết kế đông đảo và tài

năng Sinh viên ngành TĐH tương lai không xa sẽ đứng trong độ ngũ này, do đó mà cần phải tự trang bị cho mình có một trình độ và tâm hiểu biết sâu rộng Chính vì vậy đồ án mơn

học điện tử công suất là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên TĐH Nó là bài kiểm tra

khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều kiện để cho sinh viên nghành

TDH tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công suất Mặc dù vậy, với sinh viên năm thứ tư còn đang ngồi trong ghế nhà trường thì kinh nghiệm thực tế còn chưa có nhiều,

do đó cần phải có sự hướng dẫn giúp đỡ của thầy giáo Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn

tới thây Phạm Quốc Hải đã tận tình chỉ dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này

Hà nội ngày Š tháng I2 năm 2001 Sinh viên

Trang 4

Chuong I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ VÀ

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ

CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ BA PHA

II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHỦNG LOẠI THIẾT BỊ ĐƯỢC GIAO THỰC HIỆN

THIẾT KẾ, CÔNG NGHỆ KÍCH TỪ

Động cơ đồng bộ được dùng rộng rãi trong các hệ truyền động điện công suất lớn,

không cần điều chỉnh tốc độ, làm việc ở chế độ dài hạn Ví dụ: Để truyền động cho các máy

bơm, quạt gió, máy nén khí và một số máy cán lớn Ngày nay do sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp điện tử, động cơ đồng bộ được nghiên cứu ứng dụng nhiều trong công nghiệp, ở mọi loại đải công suất Động cơ đồng bộ có những nguyên tắc sau đây:

1 Nguyên tác điều khiển mở máy

Quá trình mở máy chia làm hai giai đoạn: Khởi động không đồng bộ và đưa vào đồng bộ

+) Trong giai đoạn thứ nhất, sau khi dây quấn stato được nối vào lưới điện ba pha, từ trường

quay được tạo ra sẽ tác động lên dây quấn khởi động (hay là lồng sóc khởi động đạt trong

roto cla máy) gây nên momen quay đưa tốc độ động cơ lên gần tốc độ đồng bộ

+) Trong giai đoạn thứ hai, dòng kích từ sẽ được đua vào roto , động cơ sẽ tự kéo vào đồng bộ và lồng sóc khởi động hết tác dụng

Trong giai đoạn đầu, ở trong dây quấn kích thích cũng sẽ có sức điện động cảm ứng lớn

Điều đó làm cho sơ đồ mạch roto thêm phức tạp Điều khiển quá trình khởi động là phải điều

khiển cả hai giai đoạn đó trong mạch stato cũng như trong mạch roto

Để hạn chế dịng điện, có thể dùng cách giảm điện áp bằng biến áp tự ngẫu hoặc dùng

cuộn kháng Người ta rất ít dùng điện trở phụ để hạn chế dịng điện vì tổn thất năng lượng

lớn và chỉ tiêu chất lượng khởi động không tôt Với động cơ công suất nhỏ và ở điện áp thấp

thì có thể cho phép sử dụng điện trở phụ để hạn chế dòng điện

Trong giai đoạn khởi động không đồng bộ,dây quấn kích thích ở roto khơng được hở mạch vì sức điện động cảm ứng tạo thành có thể chọc thủng cách điện

Trang 5

a/ Cách nối thứ nhất: Roto được nối trực tiếp vào máy kích thích ngay từ đầu Sơ đồ này gọi

là sơ đồ kích thích trực tiếp Sơ đồ này đơn giản, làm việc chắc chắn và kinh tế Tuy vậy

không phải bao giờ cũng áp dụng được

b/ Cách nối thứ hai :

Dây quấn kích thích được nối vào máy kích thích qua một điện trở phụ

Khi không thoả mãn điều kiện tạạ¡ < tụ,, nghĩa là kích thích hình thành sớm q ảnh hưởng đến dòng điện stato làm khó khăn cho quá trình kéo vào đồng bộ Để hạn chế ảnh hưởng của dịng điện kích thích trong qúa trình khởi động không đồng bộ người ta mắc thêm điện trở phụ vào mạch kích thích của động cơ không đồng bộ điều kiện để áp dụng sơ đồ này là:

M,<40%M,„

Ngược lại nếu kích thích hình thành quá chậm thì quá trình khởi độnh khơng đồng bộ kéo dài sẽ gây quá tải ở dây quấn khởi động

c/ Cách nối thứ ba:

Dây quấn kích thích được nối vào điện trở phóng điện Khi đạt tốc độ vào đồng bộ thì

loại bỏ điện trở phóng điện và đóng vào máy kích từ Về mặt khởi động và kéo vào đồng bộ

thì đây là sơ đồ tốt nhất và được gọi là sơ đồ gián tiếp Khi không thoả mãn các điều kiện: M S$ 40%Maq Va trai < tị, thì ta phải sử dụng sơ đồ này Điện trở phóng điện ở sơ đồ này

có những nhiệm vụ sau:

- Hạn chế điện áp trên dây quấn kích thích - Lầm tốt đặc tính khởi động của động cơ

- Tiêu tán nhanh năng lượng từ trường khi ngắn mạch phía stato hoặc khi cắt

động cơ khỏi lưới

2 Nguyên tắc điều chỉnh kích thích

Động cơ điện đồng bộ cũng được dùng để truyền động các máy sản xuất có momen phụ tải biến đổi lớn (ví dụ như các máy cán lớn, máy nâng ở hầm mỏ ) Lúc này nếu phụ tải tăng mà kích thích vẫn giữ khơng đổi thì sẽ dẫn đến làm giảm công suất phản kháng phát vào lưới điện, tăng công suất tiêu thụ từ lưới điện, giảm khả năng tải của động cơ Hệ thống điều

khiển có thể có bộ phận tự động điều khiển kích thích

Khi phụ tải tăng lên, dòng điện qua cuộn dòng điện của biến áp cũng tăng lên, còn điện

áp ở cuộn điện áp có thể giảm xuống Kết quả diện áp ở cuộn ra của biến áp cũng tăng lên, do đó điện áp một chiều sau cầu chỉnh lưu cũng tăng lên, kích của động cơ được tăng lên

Những thay đổi lớn của tải mà kích thích vẫn không được điều chỉnh theo có thể gây nên

Trang 6

Nếu q trình cơng nghệ không cho phép dù chi là tạm thời thì khi đó phải áp dụng sơ đồ

tự động hoá đồng bộ Và đây chính là nhiệm vụ thiết kế của đồ án Điện tử công suất được giao

L2 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN TONG THE, PHAN TÍCH UU, NHƯỢC ĐIỂM

CUA TÙNG PHƯƠNG ÁN ĐỂ ĐI ĐẾN LỰA CHỌN MỘT PHƯƠNG ÁN THỰC THI

THIẾT KẾ MẠCH LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

1 Giới thiệu về mạch lực

Mạch lực bao gồm các khối cơ bản sau: a/ Biến áp lực (BAL):

- Biến điện áp xoay chiều có biên độ cần thiết với điện áp phù hợp của tải

- Ngoài ra còn làm nhiệm vụ cách ly giữa nguồn chỉnh lưu (CL) với lưới điện xoay chiêu b/ Chỉnh lưu điều khiển (CLĐK): có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều ba pha thành điện áp một chiều có biên độ phù hợp với tải

c/ Khâu lọc: gồm điện kháng L và tụ điện C tác dụng san phẳng điện áp ra của khâu CLĐK

(vốn có biên độ điện áp nhấp nhô) thành điện áp một chiều phẳng phù hợp với yêu cầu của tải Khâu lọc phải thiết kế sao cho tiêu thụ công suất nhỏ nhất

d/ Khâu phản hồi điện áp: Lấy một phần nhỏ điện áp tải đưa trở về mạch điều khiển để ổn áp Muốn vậy thì điện áp phản hồi về phải là phản hồi âm

e/Khâu phản hồi dòng: Lấy tín hiệu điện áp tỷ lệ với dòng tải phản hồi trở về mạch điều khiển để bảo vệ dịng hay ngắn mạch

Ngồi ra cịn có khâu đóng ngắt bằng cầu dao điện bảo vệ đặt phía trước biến áp lực

2 Chọn phương án chỉnh lưu

Trước hết, chúng ta phân loại chỉnh lưu thành các loại sơ đồ sau và xét ưu nhược điểm của

chúng:

Các phương án thiết kế mạch lực: S6 ligu yéu cau: Vd=115 (V), Id = 300 (A)

Tải của kích từ: W¡, >> R (tải cảm lớn -> dòng liên tục)

»_ Phương án I: Chọn một trong các sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển một pha một nửa chu kỳ

(-) chỉnh lưu có điều khiển một pha hai nửa chu kỳ, chỉnh lưu cần có điều khiển một pha Nhận thấy các sơ đồ nêu trên chỉ thích hợp đối với dịng tải nhỏ vì đối với dòng tải lớn mà chọn các sơ đồ trên thì sẽ gây ra sự mất đối xứng của lưới -> ảnh hưởng tới sự hoạt động của các thiết bị khác

Trang 7

* Phuong dn 2: Chon một trong các sơ đồ sau:

- Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển

- Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng

- Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển khơng đối xứng

a/ Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển:

Sơ đồ mạch nguyên lý : (Lkt>>Rkt ) › BAL u PII

* Nguyên lý hoạt đông:

Khi điện áp trên một van nào đó trong ba van mà dương hơn van cịn lại thì van đó sẽ dẫn

khi có xung điều khiển mở van đó

Do tải có tải cảm lớn nên dòng điện trên tải là liên tục, tức là van dãn sẽ vẫn dãn khi điện áp âm và van còn lại chưa mở

Trang 8

346

2z

U,= U,cos a =1,17U,.cos a

- Giá trị điện áp ngược trên van: Ung = x6,

- Dòng điện trung bình chảy qua thiristor:

lr= 1/3 - Công suất của máy biến áp:

S, = 1,209 Pd; S;= 1,481 Pd S=(S, + S,)/2 = 1,345 Pd

Uu diém:

- Do điện áp ngược trên van lớn cho nên nó được sử dụng cho tải có yêu cầu điện áp thấp và dòng điện lớn dễ dàng cho việc chọn van

- Do chỉ có một van dãn nên sụt áp trên van là nhỏ -> công suất tiêu thụ của van nhỏ

- Việc điều khiển mở van là dễ dàng Nhược điểm:

- Điện áp ra có độ đập mạch lớn -> xuất hiện nhiều thành phần điều hoà bậc cao

- _ Hiệu suất sử dụng máy biến áp không cao Sở dĩ như vậy là vì điện áp chảy trên van không đối xứng qua trục hoành, do vậy khi khai triển chuỗi Furie ->

xuất hiện thành phần một chiều và thành phần xoay chiều Tuy nhiên MBA chi

làm việc với thành phần xoay chiều -> giảm hiệu suất MBA b/ Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng:

Trang 9

Đồ thị điện áp và dòng điện:

lo] [

J LI

- Thực ra sơ đồ cầu pha ba đối xứng là hai sơ đồ hình trên 3 pha ghép lại Mỗi sơ đồ hình từ

ba pha hoạt động ở một nửa chu kỳ điện áp

- Sơ đồ hình từ ba pha thứ nhất gồm T;, T:, T; ghép catot chung - Sơ đồ hình từ ba pha thứ hai ghép anot chung gồm T;, T¡, Tạ

Góc mở œ được tính từ giao điểm của các nửa hình sin L>>R dịng tải là liên tục

- Giá trị trung bình của điện áp trên tải: 3v46

U, = My, cos a@ = 2,34U,.cos a

Trang 10

- Giá trị điện áp ngược lớn nhất trên van:

U,„„„„ = VOU;

- Giá trị dịng trung bình chạy qua van: lự= 1/3 - Công suất của máy biến áp :

S;=1,05 Pd

Ưu điểm:

- Điện áp ra đập mạch nhỏ do vậy mà chất lượng điện áp tốt

- Hiệu suất sử dụng máy biến áp tốt do dòng điện chạy trong van đối xứng

- Điện áp ngược trên van là lớn nhưng do U¿¿=2,34U; -> nó có thể được sử dụng với điện áp khá cao

Nhược điểm:

- Mạch điều khiển phức tạp do ta phải tiến hành điều khiển đồng bộ các van dãn

với nhau

- _ Điện áp rơi trên van lớn do nhiều van hơn sơ đồ CL từ

c/ Sơ đồ cầu không đối xứng:

La_ U be Ub ( Lkt>>Rkt ) Le Uc T14 T2 T4 T&Ạ Lkt Sơ đồ gồm hai nhóm: - Nhóm mắc Katot chung gém (T,, T;, Ts) - Nhóm mắc Anot chung gồm (P;, P¿, P„) Do L >>R -> dòng tải là liên tục

- Giá trị điện áp trung bình trên tải:

u,=2 Ô U LL + cos a) 2z

- Giá trị trung bình của dịng chảy trong tiristor vadiot:

I=], = 1/3

- Giá trị điện áp ngược lớn nhất:

Trang 11

Nhan xét:

Chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng so với chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng quá trình

điều khiển đơn giản hơn Nhưng điện áp chỉnh lưu có lúc bằng không Do vậy mà có nhiều thành phẩn sóng hài bậc cao

Kết luân:

Với tải L>>R, Ud=l 15 (V), Id=320 (A) và qua các phân tích về ưu nhược điểm ở trên,

sinh viên thiết kế chọn sơ đồ cầu ba pha đối xứng Bởi vì khi dòng điện tải lớn, điện áp tải cao thì dịng điện trung bình chảy qua van nhỏ và điện áp ngược trên van nhỏ hơn so với sơ đồ chỉnh lưu từ ba pha Mặt khác, công suất tổn hao trên van với tải trên là rất nhỏ so với

Trang 12

1I-11-công suất tải và hiệu suất sử dụng máy biến áp rất tốt Do vậy ta chọn sơ đồ này Tuy nhiên

sơ đồ này có nhược điểm là quá trình điều khiển phức tạp hơn 3 Giới thiệu chung về mạch điều khiển

Muốn tiristor mở cho dòng điện chạy qua thì ta phải đặt lên anot của tiristor điện áp

dương, đồng thời đưa xung điều khiển vào cực điều khiển Khi mà tiristor đã mở thì xung điều khiển khơng cịn tác dung và dòng điện chạy qua tiristor do tải quyết định

a/ Chức năng của mạch điều khiển:

- Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ riêng của điện áp đặt trên anot-catot của tiristOr

- Tạo được các xung đủ để điều khiển mở được tiristor (độ lớn của xung đủ lớn và độ

rộng xung vừa đủ để mở -> giảm công suất điều khiển)

Cấu trúc mạch điều khiển một tiristor được thể hiện ở hình dưới đây:

Đồng pha Tạo dạng KĐX |

TXRC Ss xung & BAX

Trong đó:

- DF: Khau đồng pha

- TXRC: tao xung rang cua - SS: Khau so sánh

- KDX + BAX: Khau khuyéch dai xung + Bién 4p xung

a/ Các yêu cầu với mạch điều khiển:

Mạch điều khiển là một khâu quan trọng trong các bộ biến đổi vì nó quyết định đến

chất lượng và độ tin cậy của bộ biến đổi Do vậy để đạt được chất lượng và độ tin cậy cao của

bộ biến đổi, nó phải thoả mãn các yêu cầu sau:

»_Yêu cầu về độ lớn của xung điều khiển:

- Mỗi tiristor đều có một đặc tính là quan hệ giữa điện áp đặt trên cực điều khiển và dòng

điện chảy vào cực điều khiển Quan hệ đó được biểu diễn trên hình vẽ sau:

-_ Do sai lệch về thông số chế tạo và điều kiện làm việc làm cho tiristor mặc dù cùng loại cũng cõ đặc tính Ủ„= f(I„) khác nhau

-_ Với mỗi loại tiristor các đặc tính này dao động giữa hai đặc tính (1) và (2) về yêu cầu độ

Trang 13

Vx t,=100 ps (D `» wo > - ¬ t,=1000 ps đường giới hạn

công suất điều khiển

0 Tau

Có 3 yêu cầu chủ yếu sau về dòng điện và điện áp điều khiển: + Các giá trị lớn nhất không vượt quá giá trị cho phép

+ Giá trị nhỏ nhất cũng phải đảm bảo cho tất cả các tiristor cùng loại làm việc được

+ Tổn hao công suất trung bình ở cực điều khiển nhỏ hơn giá trị cho phép

Trên hình vẽ ta thấy yêu cầu đối với mạch điều khiển là phải tạo ra được tín hiệu điều

khiển nằm trong vùng (J)

» "Yêu cầu về độ rộng xung điều khiển:

Thông thường độ rộng xung điều khiển lớn hơn 5 us (t,=5+10 ps d6i v6i tiristor làm

việc ở tần số cao và t, = 50+200 IÒs với tiristor làm việc ở tần số thấp) và tăng độ rộng của

xung điều khiển sẽ cho phép giảm nhỏ xung điều khiển (như hình vẽ) Khi mạch tải có điện

cảm lớn thì dịng tải tăng chậm nên ta phải tăng độ rộng của xung điều khiển Độ rộng của

xung điều khiển được tính theo biểu thức:

1 n= dua

Trong đó: l¿: dịng duy trì của tiristor

di/dt: tốc độ tăng của dòng tải

» Yêu cầu về độ dốc sườn trước của xung:

-_ Độ dốc sườn trước của xung càng cao thì việc mở tiristor càng dễ Thông thường yêu cầu

độ dốc sườn trước của xung điều khiển là:

di,

—“->0,L A/us

dt a

Trang 14

Độ dốc sườn trước của xung càng tăng thì đốt nóng cục bộ tiristor càng giảm

» "Yêu cầu về tính đối xứng của xung trong kênh điều khiển:

Trong các bộ biến đổi có nhiều pha, tính đối xứng của xung điều khiển rất quan trọng Nếu xung điều khiển mất đối xứng sẽ làm cho dòng anode ở các pha có hình dạng khác nhau và giá trị khác nhau làm mất cân bằng sức từ động của máy biến áp Do vậy, giảm hiệu suất sử dụng của máy biến áp

4 Lựa chọn phương án thiết kế mạch điều khiển

Từ mạch lực và yêu cầu của xung điều khiển ta đi đến thiết lập sơ đồ khối cho mạch điều khiển Ta phải lựa chọn các mạch phù hợp cho từng khâu trong khối sao cho đạt được

tín hiệu điều khiển cần thiết:

đồng So

nha Uwe sảnh KĐX BAX

Va May phat xung a/ Khâu đồng pha

Đây là khâu có nhiệm vụ xác định thời điểm mốc để tính góc mở œ Nó liên hệ chặt

chẽ về pha với điện áp lực Bên cạch đó nó còn để cách li mạch điều khiển và mạch lực ở

đầu vào hệ điều khiển Do vậy mà khối đồng pha có thể dùng biến áp để cách li hoặc dùng

phan tir otocupler (phototransistor)

- Trong khâu này ta chọn biến áp để cách l¡ kết hợp với bộ khuếch đại thuật toán và diode

Trang 15

D1

Sơ đồ mạch:

- Sở di ta chọn sơ đồ trên là vì khi thay đổi giá trị của Uạy; ta sẽ thay đổi được độ rộng của

xung đồng bộ b/ Khau tao Una

Trong thực tế có rất nhiéu mach tao ra Uy Vi du:

- Mach chi ding diode, tu dién va điện trở ghép lại với nhau như hình 1

- Mạch dùng transistor và các linh kiện điện tử khác như hình 2 - Mạch dùng khuếch đại thuật tốn như hình 3

Trang 16

-tE_ a, Udp Ht) ub ou 2 TT Urc E+ I INIXN t _ Hình 3

Ở sơ đồ hình 1 ta có một mạch tạo Uy tương đối đơn giản, dễ lắp đặt, rẻ tiền nhưng có nhược điểm rất lớn là điện áp răng cưa trải dài quá 1/2 chu kì của điện áp lưới làm cho việc

xác định góc điều khiển từ điện áp răng cưa rất khó khăn

Ở sơ đồ hình 2 mạch cũng khá đơn giản, điện áp tựa cũng trải ra cả 1/2 chu kì của điện áp lưới nhưng do đóng mở transistor ở vùng lân cận không nên mạch hoạt động kém tin cậy

Ở sơ đồ hình 3 do khuếch đại thuật tốn hoạt động có độ tin cậy cao nên tạo ra tín hiệu

Uy, có chất lượng rất tốt c/ Khâu so sánh

Khâu này có nhiệm vụ tạo ra góc điều khiển ơ (hay tín hiệu điều khiển dòng và áp ở thời điểm yêu cầu) Sơ đồ này ta cũng dùng khuếch đại thuật toán

d/ Khâu phát xung chùm

Trong thực tế có rất nhiều mạch và vi mạch điện tử có thể được dùng để tạo ra xung

chùm Ví dụ như vi mạch timer 555

Trang 17

Chuong IT

THIET KE MACH LUC

Sơ đồ nhuyên lý: XỊ _ R TIẤ wh TỪN Rkt La Ua Lb Ub (Lkt>>Rkt ) Le Uc \XƑ NT NỤ T2 T4 T6\N Lkt

- Số liệu yêu cầu : Uạ= 75V ; = 320A

U,=380 V; f=50 Hz; Ryg=0,8A 1 Tính tốn chọn van U¿=K„xU; U 130 Trong đó : U,,=_““=_——=56 V_ vàK,=x6 > 2434 2434 „=6 - Suy ra: Ug = V6 x 56 = 137 M

Để van làm việc an toàn người ta thường chọn hệ số dự trữ cho van là K„=1,6+2

- Do đó: Unomax = Ka xXU,y= 2x137 =274 V

- Dòng điện trung bình chảy qua van:

3

Nig, ati a a1 _igg7 a

1, 3 3

Dé van lam viéc an toan thi chon: Tyna, = 4x, -Suy ra: Tmax = 4X 106,7 = 426,8 A

Từ các số liệu trên ta chọn van như sau: Tiristor KH: ST280CH04CO0 có các thông số sau:

Unemax= 400 V; Ima = 500 A;

Trang 18

17-I, =150mA; (dong dién diéu khién)

AU, = 1,4 V;

2 Tính tốn các thơng số điện áp, dịng điện và công suất máy biến áp + Công suất biến áp nguồn được tính bởi:

S„= K,.Pạ = 1,05.24.10°= 25,2 KW; + Điện áp các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp:

- - Điện áp thứ cấp được tính bởi: U,= Gan =56 V;

“2.34

-_ Điện áp sơ cấp bằng điện áp pha nguồn cấp (220 V)

+ Dòng điện các cuộn dây:

- Dòng điện của cuộn thứ cấp:

I;=K¿;.J= 0,82.320 =262,4 A

- Dong điện của cuộn sơ cấp:

U,

l,=Kw,K,.l= J2 0,82 320 = 66,8 A

1

Ta tiến hành chọn máy biến áp với các thơng số trên 3 Tính toán mạch từ MBA

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

= K ba

g * cxf

Trong đó :

k: Hệ số kinh nghiệm (thường lấy K=5,8+6,4).Với MBA khô lấy K=6

c: Số trụ (c=3) f: tần số (f=50 Hz)

Spa Công suất biểu kiến MBA (VA)

Thay số vào ta có :

3

O=6x, ng = 77,8(cm’)

Chọn Q=78 (cm?)

Ta chọn mạch từ : làm bằng tôn silic › 310 có bề dày là 0,35 mm

tỷ trọng yy=75 kg/dm”

Trang 19

a- Tính tốn chiều cao sơ bộ của trụ : Dựa vào công thức kinh nghiệm:

4x Tụ

l=zx

Trong đó :

+T¡„ :Tiết diện hiệu qua T,,,=Q

+ƒj| :là hệ số quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng của biến áp, thường bằng

1,15+1,35.Ta chọn B=1,2 - Suy ra : 4x8 3,14 1=3,14x = 26(cm) b/ Tính trọng lượng của trụ: G.=cxSrxyy,xl Trong đó: +c: S6 trụ (c=3) +S¡: Tiết diện trụ: S;=Q=78 (cm) +yp: Ty trọng tôn silic (yy=7,5kg/dm))

Vậy trọng lượng của trụ là :

Trang 20

19-G,=txToxuxÌs

Trong đó:

t: Số gơng (t=2) To: Tiết diện gông +›:: Tỷ trọng tôn silic

lọ: Chiểu dài của gông

Thay số vào ta có :

G,= 2x0,78x7,5x4,35=50 (kg) Trọng lượng lõi thép MBA:

G=Gr+G,=45,6+50=95,6 (kg) d/ S6 14 ton: -Số lá trụ : 3x—— 9,5 x 0,35 x10 TS _ 794 (1a) “14 nhắn đã ⁄ 78 ⁄ -Số lá chắn đầu ngắn: 2x————————— =470 (lá) 9,5x0,35x10 “14 nhắn đần đài 78 ‘

-S6 14 chan dau dai: lx———————_= 235 (lá)

Trang 21

CHUONG III

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

1 Tính tốn khâu đơng pha và nguyên lý hoạt động của mạch

omy =

BADF

a Nguyên lý hoạt đông:

Khi sơ cấp của MBA đồng pha được nối vào lưới điện (hình trên chỉ vẽ 1 pha của MBA đồng pha) Lúc này thứ cấp của MBA xuất hiện hai điện áp U,g và -U,o có độ lớn bằng nhau nhưng ngược dấu Khi trong nửa chu kì đầu tiên điện áp đặt lên DI dương ( >0,7 V) và điện ápđặt trên D2 âm Kết quả là D1 dẫn cịn D2 khố Trong nửa chu kì sau điện áp đổi cực tínhdo vậy mà lúc này DI khố cịn D2 dẫn Các diode DI, D2 dẫn và khoá cùng với sự thay đổi của điện áp thứ cấp làm cho điện áp cửa vào không đảocủa khuyéch đại thuật toán OP1

là nửa hình sin dương trong ca chu kì Điều chinh R,, để thay đổi điện áp U,„¡ vào cửa đảo

của OP1 Nếuđiện áp vào cửa không đảo U¡ >U,,¡ thì Up=(U¡-U,,¡)>0 Suy ra điện áp ra của OPI là Un >0 (Ủy =(E-2)V ) và ngược lại nếu Up=(U¡-U,,¡)< 0 thì Un=-( E-2) V Vì vậy mà

điện áp ra có dạng xung chữ nhật như hình vẽ

2000

{ Dien ap dong pha sau chỉnh luul

Trang 22

-20.00 10.00 000 Output vol tage [V] ~10.00 T T T T T T 1 000 100m 000m 300m 400m 80m 600m 700m Times]

b Tính tốn khối đồng pha

Vi f=50Hz nen: T=,o= 0,021 s =20 ms

Do đó trong nửa chu kì của điện áp lưới ta phải tạo ra điện áp răng cưa sao cho :

t=t,+ t„=0,01 s

Trong đó :

+ t,:Thời gian phóng của tụ điện ; + tị:Thời gian nạp của tụ điện

Trong thực té tính tốn để có đải điều khiển lớm từ 0+Uz„¿„ thì t,<< t„ hoặc là t„<< tụ ~Trong khuôn khổ của đồ án ta chon t,<< t, cu thé 1a:

t,= 0,5 ms t;= 9,5 ms

-V6i t,=0,5 (ms) ta phải điều chỉnh R„¡ sao cho :

Ung =U

Trong đó

Uy = 1242 sin(ør)

> Uy, =122sin(2zx50x0,5x10'*)= 124/2 sin 9° ngl

> U,, =2,65(V) ng!

-Vì dịng u cau vao OPI nho nén chon R,=R,=10 (kQ)

Trang 23

- Gọi lạ là dòng chảy qua tai Ry ( chon Ry =56 Q ).Ta c6:

_U, _ 09x12 d

d R, 56 =0,2(A)

Chọn I,=25%.I¿„v„ (dòng làm việc của van bằng 25% dòng điện định mức của van)

—> Iu=4xI,=4x0,2=0,8 (A)

- Điện áp ngược trên van :

Ug = 2V2xU,, =2V2 x12 =34(V)

Với hệ số dự trữ là k=2 thi Unemax=34*%2=68 (V)

Chọn DIvà D2 là loại D-1001 với I=1 (A) và Ungnax=200 (V)

+ Tính dịng điện chạy ở thứ cấp của máy biến áp đồng pha:

1;=0,58xI,=0,116 (A)

2 Khâu tạo điện áp răng cưa

Oo R4 +E RX2 (Il) 1 R5 D3 (II)

a/_ Nguyên lý hoạt đông

Điện áp đồng pha Uạ được đưa vào cửa đảo của khâu tạo điện áp răng cưa Do điện áp ra của khuếch đại tuyến tính phụ thuộc vào quan hệ:

U„= Kạ (-Ún + U,)

Trong đó: U, là điện áp đặt ở cửa không đảo;

K¿ là hệ số khuếch đại của bản thân OP2 va K, 1a rất lớn

Khi Uy < 0 thì D3 thơng dẫn đến Up = (U, - U„) >0

Suy ra Uạ > 0 và tụ C1 được nạp thông qua R5 và D3 về OP1 với dòng nạp:

k=l';-I;

Trang 24

-Trong đó: Ic, I’, , I, , duoc ki hiéu nhu trén hinh vé — EB — 1ã ; R, + Ro R, + Ro p20 Un +AU ps _ 13,5, ? R, 5 RẺ 5

Với: AUyz là điện áp rơi trên D3 Chọn bằng 0,5 V

Ugn= (E- 2)= 13 V Dién Ap Uj, chinh 1a dién ap trén tu Cl

U,=Uc= 4 iat =1 G2 €, C2 Rs 5 RJ+Ry, a

U,=Uc= 38-15 4

Rs R, + Ry €

- Diot ổn áp D; có nhiệm vụ khơng cho điện áp trên tụ nạp quá Up; Chọn loại Diod có

Upy = 10V

Nếu goi t, 14 thời gian nạp của tụ thì ta có phương trình sau:

13,5 15 t

U,= (—- -— —)

OR RRC,

Khi U,; >0 > D; khod > U,„ =0 _—> tụ C sẽ phóng điện về âm nguồn của OP;

Với dịng điện phóng I,= — Z_—

R.+Ry; Điện áp trên tụ giảm dần theo hàm :

15 —15%

U,=U;,= -|——————đ+U,„=——————

mm J (R, + Ry), ˆ (R,+Ry,)C, DZ

Gọi t„ là thời gian phóng của tụ điện ta có :

r= le +U,, (2)

(Ry + Ry IC,

v6i Upz =10V va t,=9,5ms nhu da chon, tit (2) ta có:

Trang 25

(238-8) 9s 10 =10 R € (R, + Ry;)ŒG thay (3) vào (1) ta có: cŠ-— 1 305.102 =10 RC, 1425.107 13,5 3 -3 = 7 = 20.10° <> R;C, = 0,675.10" 5.1 chọn C; =0,47HE_ -> R; = 1,43(KO), chọn R; = 1,5(KQ) từ (3) chọn R„ = 10(KO) ta có: (10.10? + Ry) = 30,3(KQ) > Ry = 20,3(KQ)

—> điều chỉnh biến trở để có Ry, = 20,3(KQ) > 13,5 13,5

-Dong qua Diod D;: I, = > =——

ea oR, 1510 = 8,66 (mA)

Chon linh kién :

OP, : A741 c6 cdc thong sé:

Ung= £3+22V; Unp= +15 V3 Uye= 430 V; K,=5.10°; P,=100 mW;

[|E=55+125°: I=+25mA; E,=+t15V; Z,=60Q; Z4=300 KO;

Wt Los dt

D; : D-1001 có các thơng số :

I=1A; U;;= 200V; AU =0,5V

Đồ thị điện áp ở khâu tạo điện áp răng cưa:

20.00-

Tin hieu dong pha hen

Trang 26

25-25-3 Khau so sanh RXx3 R8

Yêu cầu của thiết kế với sơ đồ cầu chỉnh lưu 3 pha đối xứng

Góc điều khiển ø = arceos > = 55° Day IA gid trị mà động cơ làm việc ổn định

Do vậy ta phải điều chỉnh biến trở R, để có U,; thoả mãn yêu cầu trên

a/ Nguyên lý hoạt đông

Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo của OP3

- Khi Up = (U„;-U¡n) > 0 thì Ury= (E-2) (V)

- Khi Ug=(U„s-Uj) < 0 thì U¿= - (E - 2) V

Kết quả là ở đầu ra của khuếch đại thuật tốn OP3 có một dãy xung vuông liên tiếp -U„; là tín hiệu lấy về từ chiết áp (được nối song song với điện trở và điện kháng kích từ).nó

có tác dụng ổn định chế độ làm việc của động cơ: cụ thể khi điện áp kích từ vào động cơ

giảm dẫn đến U„ giảm làm cho U„„; tăng -> ø giảm — cos(a ) tang > U, tang va

ngược lại Và chọn U„„=2(V)

- Vì dịng vào khuếch đại thuật toán là rất nhỏ nên ta chọn R; = R¿ = 10 KO

- Vì œ=55” nên điện áp răng cưa ra là tuyến tính: U,„„„=10 V

Suy ra:

0 _ «50

Uys = oO ` 180 = 1027 V 180

Với U,, <7 = Rext5=2)

° R, +R,

Chọn Rạ=IKO_ tacó:

7.102+7.R=13.10 > Ry=1KQ

Diéu chinh R,; = 1,1 KQ véi bién tro R,; = 0 + 10 KQ Đồ thị điện áp racủa khối so sánh được vẽ ở hình dưới đây

Trang 27

-20.00— 1000 } Output voltage [V] § Time [s] 8 8 Output vol tage [V] ° 8 10.00

Do thi dien ap so sanh

-2000-† T T 1

0.00 2000m 4000m 60.00m

Time [s]

Chọn OP3 là khuyếch đại thuật tốn A741 có các thông số sau :

Ung= £3+22V; Unp= £15 V3 Uyp= +30 V; K,=5.10 P,=100mW; [t]=55+125°C; 1,=t25mA; E,=tl5V; Z,=600Q; Z,a=300 KO;

Trang 28

-a/_ Nguyên lý hoat đông của khâu phát xung chùm:

Tại thời điểm mà điện áp trên tụ Uc¿= 0 ta có Uạ= U„- Uc;= 0 điện áp ra của

khuyếch đại thuật toán OP4 là Uy=0 , ta tiến hành nạp cho tụ C; một điện áp U;<0 Khi đó

Uạ¿= U„-U¿¿ >0 tín hiệu ra của OP4 là Uy đạt tới trạng thái dương bão hoà và C; được nạp

điện theo chiều ngược lại so với chiều mà ta nạp cho C; lúc đầu , tụ C2 được nạp tới tri sé : U., =U, =-—Ro_ yy,

Ry + Ryo

Suy ra Uy=0 dan dén U,,= 0 Do dé C, phéng dién qua Rj về âm nguồn của OP4 và điện áp ra của OP4 ở mức âm bão hồ Q trình lặp lại làm cho đầu ra của OP4 có xung điện áp dạng chữ nhật với tân số tuỳ thuộc vào giá trị của R¡ và C;.Đồ thị điện áp ra của khâu phát

xung chùm như sau:

700 © 8 = s #8 5 000 3 6 ~350 -700-T T T T T 1 0.00 100m 20m 300m 400m 500m

xung chum Time fs]

400 200 = s #8 5 000 3 6 ~200

“400 Do thi dien ap tren C2

00 300.004 ma 150m 200m

Time ts]

b/_Tính tốn các thơng số của khâu phát xung chùm Chu kì của xung chùm được xác định theo công thức :

T=2,2RiG ()

Nếu chọn tần số của xung chùm là f=10 kHz thì chu kì xung là T=101 s

Trang 29

Ry XC, = —— = 45,45 x10

>

Chon C= 0,01 pF > R,o= 4545 Q Ta chon R,=4,5 kQ Chon Ro=R o=4,5 kQ

Chọn khuyếch đại thuật toán loại A741 với các thông số đã xác định ở phần trước

5 Khâu khuyếch đại xung và biến áp xung

D7 R15 +E pg Uab —K——————¬ G1 h R14 ood K1 ———— 3 HẬU so sani D6 ZN BAX « R16 ea | R13 Up { } T2 Nx xungchum R114 T1 ‘| 13 S D4 os\V | R17 1H

a/ Nguyên lý hoạt đơng

+ Tín hiệu từ khâu phát xung được đưa vào cực bazơ của T1 khi tín hiệu dương Do đó D4 thong > U,,., > 0 —> T1 khoá ( T1 là transistor thuận) và ngược lại khi tín hiệu âm thì

U¿„¡< 0 nên T1 mở bão hoà Kết quả là tín hiệu ở colector của TI là những xung âm có chu kì trùng với chu kì của máy phát xung( T1 có vai trị khuyếch đại tín hiệu)

+Tín hiệu từ colector của T1 cùng với tín hiệu đầu ra của bộ so sánh và tín hiệu được

lấy từ biến áp đồng pha mắc với D7 được đưa vào cực bazơ của transistor T2 T2/T3 được

mắc theo kiểu Darlingtơn có hệ số khuyếch đại là B=B5xB3

- Khi Uy >0 và tín hiệu so sánh dương thì T2 mở —> có tín hiệu ở thứ cấp máy biến áp xung

- Khi U,y<0 và tín hiệu so sánh âm thì T2 khố —> khơng có tín hiệu ở thứ cấp máy biến ấp xung

Trang 30

29-29-+ D6 có tác dụng ngắn mạch dòng chạy trong colector của T3 khi T3 chuyển từ mở sang đóng

+ R¿; có tác dụng tạo thiên áp U,„ cho đèn 3 làm đèn 3 tác động mở nhanh khi đèn T2

mở

+ Biến áp xung có tác dụng cách ly giữa mạch lực và đầu ra của hệ thống điều khiển b/ Tính tốn các thơng số của KĐX và BAX

e Tính toán máy BAX :

Theo tính tốn ở phần mạch lực ta chọn van có thơng số về dịng và áp điều khiển là: lạ=150 mA

Uc=3 V

Đây là giá trị dòng và áp ở thứ cấp của BAX

Theo kinh nghiệm tính tốn thì tỉ số biến áp xung thường là m=1,2+1,5 Ta chọn m=1,2 Như vậy giá trị dòng điện sơ cấp của BAX là:

I, _ 150x107

se = 12 = a2 Giá trị điện áp thứ cấp của BAX 1a:

U,, =U, xm+ AU, =3x1,2+0,5=4,1 V

=125 mA

Giá trị dòng điện trung bình ở sơ cấp BAX là:

t

Les = se x ft

Trong đó : t, là chiều dài xung truyền qua BAX

Thuong chọn t,=50+250 us đối với tần số thấp Ta chọn t,=80 Hs

6

Suy ra : T„„ =125x 80% 10" =25 mA 2x10

Giá trị dịng trung bình ở thứ cấp BAX:

t 6

T 2x10

e_ Tính tốn khối khuếch đại xung chùm:

Biên độ của xung chùm = +13 V

Chọn TI: là loại C828 có các thơng số: Ug¿c=35 V

Tecmax=300 mA B= 10+30

Trang 31

2 nae ¬ I Toye Sas BA cK hx Dé T1 mo bao hoa thi :7,,)— hay 7,, = K,, x với K,,=1,2+1,5 duge goi 1a hé sé bao

B 8

hoa Ta chon B= 10 va K,,=1,2

Ta có : Bl = E „L2 IS x2 —

R, 10 R„ 10

Chọn R,z=1 kO Khi đó Iạ< Ic„„„ Suy ra: 7„ = ha =18 mA x10: Chon Ry, sao cho: Z,, = 12 =18 mA > Ry=7,2 kQ

il

Chọn D4 là loại D-1001 có các thơng số: I=1 A

U,„=100 V

e_ Tính toán khâu khuyếch đại xung:

+ Điện áp rơi trên cuộn sơ cấp của BAX 1a: Usc= 4,1 (V) 3 Is-=125 (mA) Bỏ qua điện trở cuộn dây sơ cấp của BAX

Rj, ta can chọn trong khoảng:

Ric> lệ = a =18,75(Q)

Ris< B Use _ 15-4 _ 87,2(Q) Toe 0,125

Chon Rj = 50 (Q)

- Chọn T2 loại KH: C828 có các thơng số: Uc=35 V

Tec =300 mA B= 10+30 -Chọn T3 14 loai ST603 c6 thong sé: Uc;=30 V

lcg= 800 mA B =30+100 lạ, = _ ; B=B;xB; =900; (8;=B;=30) I 125x103 > [yy = = xO —014 mA 1g 900 2 I 2

Chon ly, = K”u x D =1,2° x0,14=0,2 mA Khi U,¿>0, U,.>0 thì phải tinh R,3,R,, dé U,=1,4 (V) Ta có :

Trang 32

-U,—U, _ E+U, =1„, =0,2 mA

Âu Ry +R,

Với R¡;=l kOÓ ( như tính ở trên) ta có:

13-14 15-1,4 =02x10”

R, 1xl0+R,;

Chon R,3=1 kQ ta sé tinh duge R,y=1,66 kQ Chon R,4=1,5 kQ

Ta chon R; nhỏ để khi U,„ >0, U,¿<0 —> điện áp U< 0 Chọn R„ = 4 = 1k _a500,

Theo kinh nghiệm ta chọn R;; = I (kQ)

-Chọn D,,D;, Dạ là loại D-1001 có các thơng số: U,,=100 V I=1A

6- Tính tốn khối ngn và MBA đồng pha

CLI test To npFW AA A ¢ - : * Wia AN A A co 380V a Waa ,

Hình trên là sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho mạch điều khiển và là nguồn tín hiệu đồng pha

+ Mạch điều khiển được cung cấp từ một biến áp nguồn 3 pha có chung lõi với biến áp đồng pha: Trong đó W1 là cuộn sơ cấp được nối với nguồn xoay chiều 3 pha 220/380 (V)

Thứ cấp MBA gồm có các cuộn dây W2 và W3

Trang 33

32-32 W2 cung cấp cho bộ chỉnh lưu (CL1) Đầu ra của bộ chỉnh lưu này là các vi mạch ổn áp 7815 lấy ra điện áp +E=+15 (V) và vi mạch ổn áp 7915 lấy ra điện áp là -E=-I5 (V) Nguồn

+E được cung cấp cho khuyếch đại thuật toán và các transistor

- W3 có điểm giữa để phát ra tín hiệu đồng bộ

a/ Khối nguồn

Ta chọn tụ C1, C2 : CI=C2=1000HF (để san bằng điện áp chỉnh lưu) Còn C3=C4=C5=C6=100nF

Điod chọn loại II204 có Iy=800(mA), U,;=100(V)

b/ Biến áp đồng pha

Như đã nêu ở trên, mạch tạo xung răng cưa dùng khuyếch đại thuật toáncần điện áp

đồng pha và điện áp nguồn Biến áp đồng pha cung cấp cho nguồn ni OP (có cơng suất nhỏ dưới 1W vì vậy kích thước của MBA đồng pha rất nhỏ Thực tế cho thấy rằng nếu chọn biến áp đồng pha nhỏ thì dẫn đến số vịng/vol (W0 ) lớn Do đó cuộn dây sẽ to mặc dù ta dùng loại dây nhỏ nhất thì vẫn gây khó khăn cho việc chế tạo và không kinh tế

Theo tính tốn ở phần trước ta chọn:

U;=15 (V); I;=200 (mA); U; = 12-0-12 (V)

Dong điện ở thứ cấp MBA đồng pha đã tính ở phần trước là: I;= 116 mA + Công suất : S;= U;xI;= 15x200x103= 3(VA) S;= U¿xI;= 12x116x103= 1,4(VA) S;=S; +S;= 3+1,4 =4.4(VA) 4.4 S,= U,xI,=Ss=4,4 1 lu Ss > 7, 1 380 =— =0,01(A)° + Tiết diện trụ là : S; = Ss x1,2 = 4,4 x1,2 = 2,5(cm’)

+ S6 vong/vol: W, = = = x =18(vong/vol) (ta chon k=45 khi k=42+50) 7

+ Số vòng cuộn dây W,: W¡=W;xU,=18x380=6480 (vòng) + Số vòng cuộn dây W;: W;=W¿;xU;=lI8x15=270 (vòng)

+ Số vòng cuộn dây W;: = W3=W,xU3=18x12=216 (vong)

7 Tính toán khâu phản hồi:

Trang 34

Bộ biến Rkt đổi Ud Al Ron DU IK Uph

Tinh todn r5, r,dé c6é U,;=2(V) với Ug=75(V) đây là giá trị để động cơ đồng bộ làm việc

được ổn định

Chọn R„=10(KO) điện trở cơng suất dịng qua R„: Ty = a = a =7,5 (mA)

ph Ta có :

rr, on 2 XU, Uy, 2 2x15 =2 200 ry, + 7, = 267(2)

Trang 35

KET LUAN

Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hướng dân tận tình của thầy giáo Phạm quốc Hải và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp, em đã hoàn thành các nhiệm vụ được

giao của bản đồ án: Thiết kế hệ thống điều khiển tự động kích từ cho động cơ đông bộ ba

pha

Trong nội dung nghiên cứu của bản đô án này, em đã thực hiện được các nhiệm vụ sau:

-_ Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với hệ thống kích từ cho động cơ đồng bộ ba

pha

- _ Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống

-_ Lựa chọn các sơ đô mạch điêu khiển, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống

Trong quá trình thực hiện, chắc chắn bản thân em không thể tránh khỏi những thiếu sót,

em rất mong nhận được những ý kiến đóng sóp của các thây và các bạn để bản đồ án này

được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Ha Noi ngay 1O tháng 12 năm 2001

Sinh viên

Nguyễn Thanh Lịch

ss

—=^>*x-*>*— 2x

Trang 36

-TAI LIEU THAM KHAO

1 Gt : Dién tử công suất

Tg :Nguyén Binh

2 Tl : Hướng dẫn thiết kế thiết bị điện tử công suất

ĐHBKHN- Bộ môn Thiết bị điện -Điện tử

3 Gt : Phân (ích và giải mạch (NXBKH_KT)

Tg : Pham Quéc Hai ,Duong Van Nghi