Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưuđiều khiển động cơ điện có đảo chiều

Lêi nãi ®Çu Cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, ®Æc biÖt lµ trong khoa häc kü thuËt ®ang ngµy cµng ph¸t triÓn rÊt m¹nh mÏ, c«ng nghÖ míi thuéc c¸c lÜnh vùc kh¸c nhau ®• ra ®êi nh»m ®¸p øng nhu cÇu cña x• héi. HiÖn nay kü thuËt ®iÒu khiÓn vÒ §iÖn tö c«ng suÊt còng n»m trong sè c¸c m«n khoa häc kü thuËt cã vai trß ®Æc biÖt quan träng. M«n ®iÖn tö c«ng suÊt ®• ®­îc gi¶ng d¹y réng r•i ë c¸c tr­êng §¹i häc, Cao ®¼ng vµ Trung cÊp chuyªn nghiÖp trong c¶ n­íc. Tuy nhiªn nh÷ng øng dông cña nã vÉn ch­a ®­îc khai th¸c triÖt ®Ó trong c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn, ®o l­êng. Trong qu¸ tr×nh tham gia häc tËp t¹i tr­êng, ®­îc sù chØ ®¹o cña nhµ tr­êng, cña khoa §iÖn §iÖn Tö, ®Æc biÖt lµ sù chØ ®¹o, h­íng dÉn trùc tiÕp cña thÇy gi¸o D­¬ng V¨n Nghi giao cho lµm ®Ò tµi ®å ¸n m«n häc:ThiÕt kÕ bé nguån chØnh l­u ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu cã ®¶o chiÒu quay. Sau mét thêi gian t×m hiÓu vµ nghiªn cøu ®Õn nay em ®• hoµn thµnh ®Ò tµi cña m×nh. Víi kiÕn thøc cßn rÊt h¹n chÕ, kinh nghiÖm ch­a v÷ng vµng cho nªn kh«ng tr¸nh khái nhiÒu thiÕu sãt. RÊt mong ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi cña chóng em ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n

Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Bộ Giáo dục & đào tạO Trờng đại học kinh doanh và công nghệ hà nội khoa điện - điện tử Đồ án môn học Đề tài : Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển động cơ điện một chiều có đảo chiều quay Giảng viên hớng dẫn Hà Nội 2013 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học đồ án môn học 1/ Tên đề tài: Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu điều khiển động cơ điện một chiều có đảo chiều quay 2/ Số liệu cho trớc: !" #$ %& '& ( ) %' *+, /0 1 %' * ,/02 " 343506 78 %(9$%&*38 3/ Nội dung cần hoàn thành: 8!:-:0;<=>&28 +8?(9$%&%&@%(AB8 38C"DEEF$8 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - + - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Lời nói đầu GH#;EIJKB-BF-LM0%N>OPI-BF-L M%BPP;EIJIQ'R'S0"'&EOT -EB%UIB%VW'%E;XYKBZU&8 B-LM%( -J(?["#Q\W'I#$E'"-BF-LM@BI] %N>ABIF8C"%["#Q%U%^RI&IU_EIV ?RF0GB%`P!IQ;;I8!aX bKB@B%^-BEI%JIE$%(-J0%OV8 !IAEIDB'BFM;RIV0%^#9%RKBPIV0KB-B ??![0%N>OP#9%R0I:;KBYE BOP'%(P%2E'"FThiết kế bộ nguồn chỉnh lu động cơ điện 1 chiều có đảo chiều quay.B'&VBD'JPX%:Bc' %UPP%(PKB'D8-:X]IQR:0-'B aP-"IE-d(:#@8eQ'%^#%@@;f -:KBEY"EPE>R%J%(PKBgc'%^P8 Ggc'Z<P'h ĐặT VấN Đề Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 3 - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học i&29O%&%'&(@%(KB%(Pc'%^ B@"#Qdc'F>&29O%&KB'EN$ =b8aQ%(ZBABOBFP:-:>&2 OBFOR%&%8 D'E@>:%j$%&#B;H^;kORMY>l= YOBF;;E;%(9$%&#B;H^;8 mBF#%29O#B;H^;"#Q8 mBF;E%(ABKB%&8 !=EPF:>n8 Phần I Phân tích và lựa chọn phơng án truyền động điện. I. Mục đích và ý nghĩa. Cb>KB%(9%&I(%&%OP;%' >EInYKBE%RO^%(9'P-";b&PE%& KBE%RO^I%(98 o:-:%(9%&I(%&%Y;%'> %^QEY%NIB0%@OPEY("0E9 QO^PEY(-:8GQO^KB%^JIIRE %&PT8!IIRETYABIFQOP%&=ZE%( 98?$IRE%&@EY(j%nPE9(QO ^%&OP%&AE%(90$%&%(90VB%(9PY#$ B%&8ởE%(9%&I(%&%0QIg'R%(-J0 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - p - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học OM%(-JPB'#$KBE>&%(-J@_IQO%:QO^ KB8DM-:-:B;E>PE(;<=Pj ^;%JD'IBOV^;O=%E;X%^EY(-:P-TM%(IB8 II. Những yêu cầu công nghệ của phụ tải. 1. Các phơng án truyền động. 1.1. Phân tích và lựa chọn các loại động cơ điện . a. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập . o2%'&(@"#Q-"%KOD'R%;YX P'R-=k'lPB2'&(%&OM;B0OgP%&% ^FOP%&-=k%&OM;8 b. Động cơ xoay chiều đồng bộ. ?&%2>&%^#[b-EI&IUIaI(%&" #QI>DPO0@Yj%n$%&B8?&%2>&VH E'E>'0AR@0EI(%&KBP'EO-'0V#[ bOP'%&#Q;IEj'E;E%&"#QO8 c. Động cơ xoay chiều không đồng bộ. ?&%-"%2>&,o?i/%^#[b-EI&IUI:8 Ưu điểm j>MKBOR%&POPGQR%0%N>OP%&I" O2#@0#%&'&(%&-"%2>&@EPR0M PM0ll8PIB%&-"%2>&HI:;O% ZB(>B;B-"YIB>n'E:>n>:%j-q'c8 Nh ợc điểm ?&-"%2>&OP%(9$%&P-$:EAEIDAE %&-@-rI%&I"O2#@@E9-_%&ZQ8 !kE;<=IBF%&'&(-=k%&OM;D%(9 $%&PEAEIDAE%&P0-"aMQIg'ROP 'R%(-J%%2VOR%RQO^B0%(9$%& I&8 1.2. Giới thiệu động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 6 - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học a.Sơ đồ cấu trúc. Hình 1.0:Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ độc lập b. Phơng trình đặc tính cơ. ?N=OP'$ABaB$%&P'"'c%k*s,C/-t - *#8 !c#%2QIg:;ID<>W%E; 1*t,eue s /uv !I%@1OP%E;;YX08 v%%;YX08 e%I_KB'R;<X0 8 e s %I_;bI'R;YX0 8 e*IuI s uI > uI 8 I?I_&<;YX8 I s ?I_k;b8 I > ?I_&>H8 %%%&vKB;YX%&%^ZE%nc>JX v* a pN 2 K = 8 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - w - 1 o! e o! G o! x u t t o! e s v 1 y u x Trêng §H KDCN HN Khoa ®iÖn - ®iÖn tö §å ¸n m«n häc !I%@ ;OP#$%"k=8 OP#$BEbKB&<;YX8  BOP#$%"'RE##KB&<;YX8  φ OPk"-=k'&8  ω OP$%&@IBz#8  o* a pN π 2  #$QR%&8 :>J$%&AB,]z;g/D8 v* nK e φ 55.960 2 nn == π ω  a pN K e 60 =  #$#%%KB%&8 !B φω KE u = P;ID<>W%E;B@ u fu u I K RR K U φφ ω + −= ?<OP%N=%KB%&8 CN-E'"'c%kKB%&ZE%n>_ φ φ K M IIKM dt uudt =⇒= !BP;ID%N=%B@ ( ) dt fu u M K RR K U 2 φ φ ω + −= ?<OP;ID%N=KB%& 8 Gݸo viªn híng dÉn: D¬ng V¨n Nghi - { - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Hình 1.1: Đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập !c%2nI- 0= u I N 0 = M B@ 0 == K U u 0 OP$%&-"O=_KB%& c. Phơng pháp điều chỉnh tốc độ !k;ID%N= ( ) M K RR K U fu u 2 + = !BQ@3B'#$_k" 0%E;;YX u U P%I_;Y Xe%&8 2. Lựa chọn phơng án điều chỉnh tốc độ động cơ. 2.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách đa điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ. oB%j%I_;b f R B%^FN=>:I_@RD838 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 5 - t ' 0 dm t t %' C ' 0 dm C C %' Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Hình 1.2: Các đặc tính của động cơ điện một chiều kích từ độc lập Ưu điểm CR%0$%&'B-%I_;bO0R:% ^]%8 Nh ợc điểm: o@%(9I$%&0%&X%N=B%j09%(9%^ $%&>8 2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông . QR%&%0:V%(9'k"8-k "'D ox ] #S'8 F%N= 0 YP%&X 'YD83 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - | - !,e/ es C es 3 es + C es p Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Hình 1.3: Đặc tính cơ điện và đặc tính cơ của động cơ địên một chiều kích từ độc lập giảm từ thông R''c;bC =^;:%&OP'KB%&D -'k"$%&%&O8 Ưu điểm G@JB%j$%&,I$%&>/ Nh ợc điểm ;b&P-:QKB'E9%(9'k"0%& X%N=B%j8 2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng . Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - - C ' + + %' 0! + + %' ! t ' t C '+ C ' C + 3 C,t/C 1 3 1 + 1 %' 1 [...]... trị điện áp điều khiển U đk của hệ thống Do đó phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là tối u nhất Phần II Chọn và phân tích mạch động lực 1 Giới thiệu chung Chỉnh lu là thiêt bị để biến đổi nguồn xoay chiều thanh nguồn 1 chiều cung cấp cho phụ tải 1 chiều VD: Phụ tải 1 chiều có thể là động cơ điện 1 chiều, mạch kích từ của máy điện, 1số thiết bị sử dụng 1 nguồn điện 1 chiều. .. học Khoa điện - điện tử Hình 1.4: Các đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm áp và đặt vào phần ứng động cơ 2.4 Nhận xét và kết luận phơng án lựa chọn Nh vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta đợc họ đặc tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên hình 2.3 Thấy khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì momen ngắn mạch, dòng ngắn mạch của động cơ và tốc độ của động cơ giảm... điện - điện tử Đồ án môn học * Mạch đồng bộ hoá: Để tạo ra điện áp đồng bộ ngời ta thờng sử dụng 2 kiểu mạch đơn giản: Mạch phân áp bằng các điện trở, hoặc điện trở kết hợp với điện dung hay điện cảm Trong mạch đồng bộ này thì điện áp vào là điện áp nguồn xoay chiều cấp cho sơ đồ chỉnh lu Điện áp ra là điện áp hình sin cùng tần số, độ lệch pha xác định Nhợc điểm: Có sự liên hệ trực tiếp giữa mạch động. .. điều khiển cho áp ra nghịch lu lớn hơn áp ra chỉnh lu Điều khiển chung có lợi là mạch điều khiển đơn giản , dòng tảI liên tục Bất lợi là tăng giá thành và tổn hao công suất cao do có dòng cân bằng Điều khiển hỗn hợp : sơ đồ điều khiển hỗn hợp có mạch động lực nh sơ đồ đièu khiển chung và điều khiển chung có dòng tải bé và điều khiển riêng khi dòng tải lớn c Chọn phơng án điều khiển bộ biến đổi đảo chiều. .. Trờng ĐH KDCN HN Đồ án môn học Khoa điện - điện tử 3 Nhận xét và lựa chọn Các sơ đồ chỉnh lu đều có độ lớn ổn định về điện áp đầu ra Giống nhau : - Đảm bảo điện áp sau chỉnh lu là ổn định - Mạch điều khiển đơn giản ( với sơ đồ có điều khiển => điều khiển điện áp ra theo góc ) - Không cần sử dụng bộ đổi nguồn 3 pha, sử dụng bộ đổi nguồn 1 pha Khác nhau: -Đối với mạch chỉnh lu hình tia 1 pha: Sử dụng... tơng ứng với chiều dòng điện hoạt động hay mong muốn Nh vậy không có dòng cân bằng Với cùng điện áp V0 trên tải, khi đảo chiều dòng thì một bộ biến đồi là bộ chỉnh lu, bộ còn lại là nghịch lu và ngợc lại Ưu điểm: Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 21 - Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Quan trọng của điều khiển riêng là mạch động lực rẻ tiền , hiệu suất cao hơn điều khiển chung ... năng làm việc của các thiết bị 2 Tính chọn mạch động lực: a) Chọn động cơ: Số liệu động cơ: P = 2kW , Uđm = 110(v) Các thông số cơ bản của động cơ: I dm = P 2000 = = 18,2( A) U dm 110 b) Chọn van chỉnh lu: - Van động lực đợc lựa chọn dựa vào các thông số cơ bản: dòng tải, sơ đồ đã chọn, điều kiện tản nhiệt, điện áp làm việc Các thông số cơ bản của van động lực đợc tính nh sau: +) Điện áp làm việc của... Nhợc điểm : Mạch điều khiển phức tạp và đặc tính động kém , cần có thời gian hai bộ biến đổi không làm việc khi chuyển bộ biến đổi làm việc để tránh trờng hợp có thể cả hai bộ biến đổi cùng làm việc Điều khiển chung (đồng thời ) hai bộ biến đổi cùng có xung điều khiển nhng chỉ có một bộ có dòng tải , dòng cân bằng đợc hạn chế bằng cuộn kháng và qui luật điều khiển thích hợp Có hai cách phối hợp :... đang có tiếp điểm T đóng, cung cấp một chiều dòng tải, nếu T ngắt và N đóng dòng tải sẽ đợc phép đảo chiều Hình 2-6 Bộ biến đổi đảo chiều : gồm hai bộ chỉnh lu cung cấp hai chiều dòng tải (hình 2-7) là sơ đồ nguyên lý và (hinh 2-8 ) là sơ đồ cụ thể với bộ chỉnh lu hình cầu một pha Hình 2-7 Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 20 - Trờng ĐH KDCN HN Đồ án môn học Khoa điện - điện tử Hình 2-8: Sơ đồ mạch động. .. chiều nh bể mạ, bể điện phân Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 11 - Trờng ĐH KDCN HN Đồ án môn học Khoa điện - điện tử Tuỳ theo yêu cầu của nguồn điện xoay chiều phía đầu vào chỉnh lu là 1 pha, 3 pha, n pha mà chỉnh lu có thể là 1 pha, 3 pha , n pha 2 Chọn sơ đồ chỉnh lu để cung cấp cho động cơ điện a Sơ đồ chỉnh lu hình tia 1pha : T1 i1 iT1 BA Rd Ld Ed u1 T2 iT2 Hình 2.0: Sơ đồ chỉnh lu tia một pha . Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Bộ Giáo dục & đào tạO Trờng đại học kinh doanh và công nghệ hà nội khoa điện - điện tử Đồ án môn học Đề tài : Thiết kế bộ nguồn chỉnh lu. - T1 ! T2 Ld Rd Ed BA u1 !+ Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Hình 2.1: Giản đồ dòng điện, điện áp của các van Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 3 - + 3 ! * !+ t 3 + >/ !3 * !p + / 3 t + + + 3 . - i + + v !p ! p ! 3 ! + ! !3 !+ ! m e Trờng ĐH KDCN HN Khoa điện - điện tử Đồ án môn học Hình 2.3: Giản đồ dòng điện, điện áp của các van Gíáo viên hớng dẫn: Dơng Văn Nghi - 6 - + 3 ! * !+ t 3 + >/ !3 * !p + / 3 t + + + 3