Đồ án môn học điện tử công suất

ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni TấN TI ( S 12- PHNG N 3) Thit k b iu chnh v n nh tc qut thụng giú dựng ng c khụng ng b rụto ngn mch Mch cú bo v mt pha v chng quỏ ti lõu di * Thụng s ng c: - Cụng sut: P = 50 kW in ỏp nh mc: Um = 380/220 kV Cos = 0,82 Hiu sut: = 0,85 - Phm vi iu chnh tc : D= max/min = 2,5/1 - Tn s f = 50 Hz *Yờu cu: Tỡm hiu v cụng ngh v yờu cu k thut ca thit b cn thit k xut cỏc phng ỏn tng th, phõn tớch u nhc im ca tng phng ỏn i n la chn phng ỏn phự hp tho cỏc yờu cu k thut Xõy dng chi tit ton b s nguyờn lý mch thit k (c mch lc v mch iu khin), thuyt minh s hot ng ca s vi th minh ho Tớnh toỏn mch lc Tớnh toỏn mch iu khin Lp bng tr s ton b cỏc phn t v linh kin tớnh toỏn c mc v Ti liu tham kho SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni Ni dung ỏn gm 04 phn: PHN 1: TNG QUAN V NG C PHA RễTO LNG SểC V KH NNG P DNG Trang Quỏ trỡnh ỏp dng ng c khụng ng b pha lng súc: 1.1 ng c in rụto lng súc rónh sõu: 1.2 ng c in rụto lng súc kộp: c tớnh m mỏy v iu chnh tc bng p/phỏp thay i in ỏp: 2.1 c tớnh m mỏy: 2.1.a M mỏy trc tip: 2.1.b M mỏy bng cỏch dựng in khỏng ni tip v mch stato: 2.1.c M mỏy bng cỏch dựng mỏy bin ỏp t ngu ni tip v mch stato: 2.1.d M mỏy bng cỏch chuyn i ni - tam giỏc: 2.2 iu chnh tc ng c khụng ng b rụto lng súc bng cỏch thay i in ỏp: c tớnh c ca ng c khụng ng b rụto lng súc ti qut giú: PHN 2: GII THIU, NGUYấN Lí HOT NG MCH LC Trang 13 Gii thiu cỏc van in t cụng sut: 1.1 Thyristor: 1.2 Triac (Tridiode alternative current): Gii thiu cỏc s c bn AXC pha v chn s thit k: 2.1 S s dựng Triac: 2.3 S s dựng Diụt v Thyristor: 2.4 S s dựng Thyristor: 2.2 S s dựng Thyristor: 2.5 S s dựng Thyristor: 2.6 S s dựng Thyristor: 2.7 S s dựng Thyristor: 2.8 Chn s thit k: SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni Nguyn lý hot ng ca mch ng lc s AXC pha dựng 06 Thyristor du song song ngc cp ngun cho ng c pha rụto lng súc: Phng phỏp tớnh toỏn cỏc thụng s thay i in ỏp: PHN 3: THIT K V TNH TON MCH LC Trang 25 Tớnh toỏn cỏc thụng s ca ng c khụng ng b pha rụto lng súc: Tớnh chn Thyristor v cỏc thit b bo v: 2.1 Tớnh chn Thyristor: 2.2 Tớnh chn cỏc thit b bo v: PHN 4: THIT K V TNH TON MCH IU KHIN I Mc ớch: Trang 30 II Yờu cu: III Thit k mch iu khin: Nguyờn lý thit k mach iu khin: Cu trỳc mch iu khin Thyristor: 2.1 Khõu ng pha: 2.2 Khõu so sỏnh: 2.3 Khõu khuch i to xung: 2.4 Mch to xung chựm: La chn s mch iu khin: Thit k mch ng v cú chc nng hn ch dũng in quỏ trỡnh ng bng cỏch tng dn in ỏp: Thit k mch bo v chng quỏ ti lõu di: Thit k mch bo v chng mt pha: Tớnh toỏn cỏc thụng s linh kin ca s mch iu khin: 7.1 Tớnh chn bin ỏp xung: 7.2 Tớnh tng khuch i cui cựng: 7.3 Chn cng AND v OR: SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 7.4 Chn IC khuch i thut toỏn: 7.5 Tớnh chn b to xung chựm: 7.6 Tớnh chn tng so sỏnh: 7.7 Tớnh chn khõu ng pha: 7.8 Tớnh chn mch ng v cú chc nng hn ch dũng in quỏ trỡnh ng bng cỏch tng dn in ỏp: 7.9 Tớnh chn mch bo v chng quỏ ti lõu di: 7.10 Tớnh chn mch bo v chng mt pha: 7.11 To ngun nuụi: 7.12 Tớnh toỏn mỏy bin ỏp ng pha lm ngun nuụi cho mch iu khin: Bng tr s ton b cỏc phn t v linh kin tớnh toỏn c trờn: SINH VIấN HON THNH V NP N MễN HC Ngy.Thỏng.Nm 2007 (ký v h tờn) on Th Thun KT QU IM NH GI GING VIấN HNG DN - Quỏ trỡnh thit k: - im duyt: - im bo v: Phm Quc Hi SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni LI NểI U T ng Hoỏ l mt nhng ngnh quan trng hng u cụng cuc cụng nghip hoỏ, hin i hoỏ t nc S giỏo dc úng vai trũ quan trng cụng cuc ny c bit l o to i ng cỏn b cú tay ngh cao bit kt hp cht ch gia lý thuyt v thc tin lao ng sn xut Cựng vi s phỏt trin ca cỏc ngnh k thut in, in t, cụng ngh thụng tin, ngnh k thut iu khin v t ng hoỏ ó v ang t c nhiu tin b mi T ng hoỏ quỏ trỡnh sn xut ang c ph bin rng rói cỏc h thng cụng nghip trờn th gii núi chung v Vit Nam núi riờng T ng hoỏ khụng nhng lm gim nh sc lao ng cho ngi m cũn gúp phn rt ln vic nõng cao nng sut lao ng, ci thin cht lng sn phm Vi mc tiờu cụng nghip hoỏ hin i hoỏ t nc, ngy cng cú thờm nhiu xớ nghip mi s dng k thut cao, ũi hi cỏn b k thut v k s in phi nm vng nhng kin thc v in t cụng sut, Truyn ng in, Vi mch xng ỏng vai trũ k thut hin ti Qua mụn hc in t cụng sut ny liờn h gia lý thuyt ó c hc vi ng dng vo thc tin Thy giỏo Phm Quc Hi ó giao nhim v cho tụi "Thit k b iu chnh v n nh tc qut thụng giú dựng ng c khụng ng b rụto ngn mch, cú bo v mt pha v chng quỏ ti lõu di" Vic lm ỏn mụn hc in t cụng sut ó giỳp tụi ụn li phn lý thuyt ó c hc trng, em kin thc sỏch v i liờn h ti thc tin lao ng sn xut tht l b ớch cho bn thõn Sau mt thi gian c s hng dn ca thy giỏo Phm Quc Hi, ỏn ca tụi ó hon thnh nhng vỡ kh nng v thi gian cũn hn ch nờn chc chn cú nhiu sai sút Bn thõn tụi rt mong c s ch bo v to iu kin thun li ca Thy giỏo Tụi xin chõn thnh cm n Tỏc gi SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni PHN 1: TNG QUAN V NG C PHA RễTO LNG SểC V KH NNG P DNG Quỏ trỡnh ỏp dng ng c khụng ng b pha lng súc: éng c in xoay chiu khụng ng b pha rụto lng súc l loi mỏy in c dựng rng rói nht thc t u im ni bc ca ng c ny l: cu to n gin, so vi ng c mt chiu thỡ ng c khụng ng b pha rụto lng súc cú giỏ thnh h, hnh tin cy, lm vic chc chn, hiu sut cao, ngoi ng c khụng ng b pha rụto lng súc cũn dựng trc tip vi li in xoay chiu pha nờn khụng cn trang b thờm cỏc trang thit b bin i l mt loi thit b huyt mch khụng th thiu c cỏc nghnh cụng nghip, tiu th cụng nghip c th : Trong cụng nghip thng dựng mỏy in khụng ng b lm ngun ng lc cho mỏy cỏn thộp loi va v nh, ng lc cho cỏc mỏy gia cụng c khớ vv.Trong hm m dựng lm mỏy ti hay qut giú Trong nụng nghip dựng lm mỏy bm, mỏy ch bin nụng sn Trong i sng hng ngy, mỏy in khụng ng b cng dn dn chim mt v trớ quan trng nh qut giú, mỏy quay a, ng c t lnh Túm li theo s phỏt trin ca nn sn xut in khớ húa, t ng húa v sinh hot hng ngy, phm vi ng dng cỏc mỏy in khụng ng b rụto lng súc ngy cng rng rói, ng c khụng ng b rụto lng súc cú c tớnh lm vic tt, nhng c tớnh m mỏy khụng c nh ng c in rụto dõy qun, dũng in m mỏy ln m mụmen m mỏy li khụng ln lm ci thin c c tớnh m mỏy ng c khụng ng b rụto lng súc, ngui ta ó ch to nhiu kiu c bit, ú hin dựng nhiu nht l ng c in rụto rónh sõu v rụto hai lũng súc hay lng súc kộp chỳng cú c tớnh m mỏy tng i tt 1.1 ng c in rụto lng súc rónh sõu: Loi ng c ny rónh rụto hp v sõu (chiu sõu bng 10ữ12 ln chiu rng rónh) Khi cú dũng in cm ng dn rụto, t thụng tn t2 phõn b nh trờn hỡnh v bờn, t thụng tn múc vũng di dn nhiu hn on trờn Khi m mỏy rụto cha quay, dũng in rụto cú tn s ln bng tn s Stato f in khỏng tn ca rụto s ln hn in tr v cú tỏc dng quyt nh n s phõn b dũng in rụto Lỳc m mỏy in khỏng tn phớa di ln, dũng in trung phớa trờn dn gn ming rónh Do s phõn b dũng in trung nhiu phớa ming rónh, tit din dn in ca coi nh b nh i, in tr rụto R2 tng lờn s lm tng mụmem m mỏy Khi m mỏy xong, tn s, dũng in rụto nh, tỏc dng trờn b yu i, in tr rụto b gim xung nh lỳc bỡnh thng SV: on Th Thun t2 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 1.2 ng c in rụto lng súc kộp : Rụto ca ng c cú hai lng súc nh hỡnh bờn cỏc dn ca lng súc ngoi (cũn gi l lng súc m mỏy) cú tit din nh v in tr sut ln Lng súc cú tit din ln, in tr nh Nh trờn, m mỏy dũng in trung lng súc ngoi cú in tr R2 ln, mụmem m mỏy ln Khi lm vic bỡnh thng, dũng in li phõn b u c hai lng súc, in tr R2 nh xung ng c in khụng ng b rụto rónh sõu v lng súc kộp cú c tớnh m mỏy tt, nhng vỡ t thụng tn ln, nờn cos thp hn lng súc thng c tớnh m mỏy v iu chnh tc bng phng phỏp thay i in ỏp: 2.1 c tớnh m mỏy: Trong quỏ trỡnh m mỏy ca ng c in khụng ng b, mụmen m mỏy l c tớnh ch yu nht nhng c tớnh m mỏy ca ng c in Mun cho mỏy quay c thỡ mụmen m mỏy ca ng c in phi ln hn mụmen ti tnh Theo yờu cu ca nh sn xut, ng c in khụng ng b lỳc lm vic thng phi m mỏy v ngng mỏy nhiu ln Tựy theo tớnh cht ca ti v tỡnh hỡnh ca li in m yờu cu v m mỏy i vi ng c in cng khỏc Cú ch m mỏy trc tip vi cụng sut mỏy nh, cú yờu cu m mỏy vi cụng sut ln thỡ phi dựng khỏng in hay mỏy bin ỏp t ngu ni tip vo mch stato, cú dựng phng phỏp chuyn i - tam giỏc m mỏy Nhng yờu cu trờn ũi hi ng c in phi cú tớnh nng m mỏy thớch ng Trong nhiu trng hp, phng phỏp m mỏy hay chn ng c in cú tớnh nng m mỏy khụng thớch ỏng nờn thng lm hng mỏy Núi chung m mỏy mt ng c cn xột n nhng yờu cu c bn sau: ỉ Phi cú mụmen m mỏy ln thớch ng vi c tớnh c ca ti ỉ Dũng in m mỏy cng nh cng tt ỉ Phng phỏp m mỏy v thit b cn dựng n gin, r tin, chc chn ỉ Tn hao cụng sut quỏ trỡnh m mỏy cng nh cng tt SV: on Th Thun L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 2.1.a M mỏy trc tip: õy l phng phỏp n gin nht, ch vic úng trc tip ng c vo li in Khuyt im ca phng phỏp ny l dũng in m mỏy ln, lm st in ỏp li in rt nhiu, nu quỏn tớnh ca mỏy ln thi gian m mỏy lõu, cú th lm chy cu chỡ bo v, vỡ vy phng phỏp ny ch dựng c cụng sut mng in ln hn ng c rt nhiu Dũng in m mỏy trc tip ca ng c lng súc ly ngun t mng in vo khong ln dũng in nh mc: Im=6*Inhmc 2.1.b M mỏy bng cỏch dựng in khỏng ni tip v mch stato: in ỏp mng in t vo ng c qua khỏng in lỳc m ng t K2 m ng t K1 úng ng c ó quay n nh thỡ úng ng t K2 ng thi ct ng t K1, nh cú in ỏp ri trờn khỏng in, in ỏp t vo ng c gim i K ln, dũng in s gim i K ln, song mụmem gim i K2 ln vỡ mụmem t l vi bỡnh phng in ỏp 2.1.c M mỏy bng cỏch dựng mỏy bin ỏp t ngu ni tip v mch stato: in ỏp mng in t vo s cp mỏy bin ỏp t ngu nh hỡnh bờn, in ỏp th cp mỏy bin ỏp t ngu t vo ng c, thay i v trớ chy cho lỳc m mỏy in ỏp t vo ng c nh sau ú tng lờn dn bng in ỏp nh mc Gi K l h s bin ỏp ca mỏy bin ỏp t ngu, U1 l in ỏp pha li in, Z l tng tr lỳc m mỏy - in ỏp t vo ng c lỳc m mỏy l: U dc =U1 K - Dũng in t vo ng c lỳc m mỏy l: = U dc = U Z K *Z - Dũng in I1 ca mng in cung cp cho ng c lỳc cú mỏy bin ỏp t ngu l dũng in s cp mỏy bin ỏp t ngu: I dc n SV: on Th Thun n L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut I = I K dc = U K 2*Z Tr ng HBK H Ni (2.1.c1) n - Khi m mỏy trc tip thỡ dũng in I1 l: I = U1 (2.1.c2) Z So sỏnh (2.1.c1) v (2.1.c2) ta th y lỳc cú mỏy bin ỏp t ngu, dũng in ca li in gim i K2 ln, õy l mt u im so vi phng phỏp dựng in khỏng (dũng in ch gim i K ln) Vỡ th phng phỏp dựng mỏy bin ỏp t ngu c dựng nhiu i vi ng c cụng sut ln in ỏp t vo ng c gim i K ln, nờn mụmem gim i K2 ln n 2.1.d M mỏy bng cỏch chuyn i ni - tam giỏc: Phng phỏp ny ch dựng c vi nhng ng c lm vic bỡnh thng dõy qun stato ni hỡnh tam giỏc Khi m mỏy ta ni K1 úng lỳc ny in ỏp t vo mi pha gim i ln, sau m mỏy xong ta i ni li thnh tam giỏc K úng ng thi K1 m Stato-C - Dũng in dõy ni tam giỏc: 3*U Z - Dũng in dõy ni sao: I d = (2.1.d1) n I d = U 3*Z (2.1.d2) n So sỏnh (2.1.d1) v (2.1.d2) ta th y lỳc m mỏy kiu i ni sao-tam giỏc dũng in dõy mng in gim i ln, mụmem gim i ( )2 = ln Qua cỏc nghiờn cu trờn ta thy rng mụmem m mỏy gim nhiu, khc phc hin tng ny ngi ta ó ch to ra: ng c khụng ng b rụto lng súc kộp v ng c khụng ng b rụto lng súc rónh sõu, hai loi ny cú c tớnh m mỏy tt hn nhiu so vi ng c khụng ng b rụto lng súc thng SV: on Th Thun 10 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 2.2 iu chnh tc ng c khụng ng b rụto lng súc bng cỏch thay i in ỏp i vi ng c khụng ng b rụto lng súc, to nờn t trng khe h khụng khớ phi cú dũng in t hoỏ, dũng in chm sau in ỏp 900 T trng quay quột quanh cỏc dn lm cm ng dõy qun rụto lng súc khộp kớn (ngn mch), mt sc in ng v to nờn dũng in Vỡ tớnh cht in cm ca dõy qun nờn dũng in s chm sau in ỏp, dũng in Stato phi chu mt bin i cõn bng vi nh hng t ca dũng in rụto Tng tỏc gia dũng in rụto v t thụng to nờn mụmem cựng chiu vi t trng quay Tc quay ca rụto phi luụn khỏc vi tc ng b vỡ cn cú dũng in cn c cm ng rụto Dũng in ú to nờn mụmem quay lch tng ng gia tc ca t trng quay (t trng stato) v tc rụto gi l h s trt S - Khi thay i in ỏp thỡ ng c tớnh mụmem M=f*S s thay i (hỡnh M bờn) ú h s trt thay i, tc ng c thay i, h s trt S1, S2, S3 tng ng vi in ỏp U1m, 0.85U1m, 0.7U1m - Nhc im ca phng phỏp iu U1=U1m chnh tc bng cỏch gim in ỏp U2=0.85*U1m l lm gim kh nng quỏ ti ca U3=0.7*U1m ng c, di iu chnh hp, tng tn Mc hao dõy qun rụto: S Pt=S*Pt=S*M*1 - Vic iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp c dựng ch yu vi cỏc ng c cụng sut nh cú h s trt ti hn ln, phự hp vi ti qut giú S1,S2,S3 c tớnh c ca ng c khụng ng b rụto lng súc ti qut giú thnh lp c tớnh ca ng c khụng ng b rụto lng súc ta s dng s thay th: Khi nghiờn cu ta phi gi thit: - pha ca ng c l i xng - Cỏc thụng s ca ng c khụng i ngha l ph thuc vo nhit , in tr ca rụto khụng ph thuc vo tn s ca dũng in rụto, mch t khụng bo ho nờn in khỏng X1, X2 khụng i SV: on Th Thun 11 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni S1= 0,1 = 0,016 S1 = + ng kớnh dõy qun s cp: d1= + Tit din dõy qun th cp: S2= (mm2 ) 4.0,016 = 0,11(mm) I 0,3 = = 0,075(mm ) J2 4S = + ng kớnh dõy qun th cp: d2= 4.0,075 = 0,23(mm) ỉ Chn dõy s cp cú kớch thc tiờu chun: d1=0,15 (mm) ỉ Chn dõy th cp cú kớch thc tiờu chun: d2=0,25 (mm) 7.2 Tớnh tng khuch i cui cựng: n gin mch, ng thi o bo h s khuch i dũng cn thit ta chn s khuyt i Darlington Tớnh chn c búng Tr2, Tr3 vi iu kin dựng chung ngun cung cp Ecc V dũng in búng Tr3 chn theo dũng in IC3 qua cun dõy s cp ca bin ỏp xung: I C3 = I = BAX I k g = 300 = 100(mA) Ngun cụng sut phi cú giỏ tr ln hn U1 = (V), vỡ vy chn Ecc =12(v) v T hai giỏ tr Ecc v IC3 Chn búng Tr3 loi MJE340 cú cỏc thụng s sau: + in ỏp gia Colector v Baz h mch Emitor l : UCB =300 (V) + in ỏp gia Colector v Emitor trng thỏi khoỏ l : UCE = 300 (V) + Dũng in ln nht Colector cú th chu c l : IC = 500 (mA) + H s khuych i : =30 ữ 240 I b3 = I C3 = 100 30 = 3,33(mA) v Tớnh chn Tr2 phi cú dũng colector chu c dũng in Ic2 > Ib3 nờn chn loi 2N3903 cú cỏc thụng s sau + in ỏp gia Colector v Baz h mch Emitor l : UCB =60 (V) + in ỏp gia Colector v Emitor trng thỏi khoỏ l : UCE =40 (V) + Dũng in ln nht Colector cú th chu c l : IC = 200 (mA) + H s khuych i : =50 ữ 150 Chn ngun cp bin ỏp xung: E=+12V, ta phi mc thờm in tr R16 mc vo mch hn ch dũng qua Colector cú giỏ tr l SV: on Th Thun 47 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut R16 = Tr ng HBK H Ni E cc U 12 = = 30() IC3 0,1 v Chn giỏ tr in tr quy chun: R16=30 () v Tớnh chn R8: in tr R8 dựng hn ch dũng in baz ca Transistor, ta cn chn R8 cho Transistor m thỡ m thụng bóo hũa Hiu sut thng ly xp x =0,7 H s bóo hũa: (k bh=1,1ữ1,2) R8= * E CC K bh I C ( Max ) = 30 * 50 * 12 * 0,7 = 21000() 1,2 0,5 ỹ Chn giỏ tr in tr quy chun: R8=25 (k) v Chn tt c cỏc iụt mch iu khin l loi 1N4007, cú cỏc thụng s: + Dũng lm vic ln nht Imax=1 (A) + in ỏp ngc ln nht UN=1000 (V) + Dũng in rũ cc i Irmax=5 (àA) 7.3 Chn cng AND: Ton b mch iu khin phi dựng 10 cng AND, nờn ta chn IC 4081 h CMOS Mi IC 4081 cú cng AND vi cỏc thụng s: + Ngun nuụi IC VCC=3ữ15 (V), chn VCC=12(V) + in ỏp ng vi mc logớc : 12 (V) + Nhiờt lm vic : -40ữ85(oC) + Cụng sut tiờu th 2,5 W/cng ( trng thỏi xỏc lp) + Dũng in khụng quỏ 1(mA) SV: on Th Thun 48 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 7.4 Chn IC khuch i thut toỏn: Ton b mch iu khin s dng 18 khuch i thut toỏn, nờn ta chn IC loi TL084 hóng Texas Instruments ch to, mi IC ny cú khuch i thut toỏn Thụng s ca TL084: + in ỏp ngun nuụi IC ECC= 12 (V) + Hiu in th gia hai cc ln nht gia hai u vo Ud = 30(V) + Cụng sut tiờu th cc i P=680(mW)=0,68 (W) + Tng tr u vo Rin=106() + Dũng in u Ira=30(pA) + Tc bin thiờn in ỏp cho phộp: du = 13 ( V / às ) dt + Nhit lm vic T= -25ữ85(oC) 7.5 Tớnh chn b to xung chựm: - Tn s xung iu khin fx= 1 = = 5(kHz ) t x * 100 * 10 - Chu k ca xung chựm Tx= 1 = = 200( às ) fx * 103 + M T=2*R12*CA6*ln(1+2 R 10 ) R 11 + Chn R10=R11=10(k) T=2*R12 *CA6 *ln3 =200(às) + Chn t CA6=0,01(àF) R12= 200 = 9102() 0,01 ln v Chn giỏ tr in tr quy chun: R12=10(k) SV: on Th Thun 49 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni thun tin cho vic iu chnh lp mch thỡ ta chn R12 l bin tr 12(k) - Dựng R17 hn ch dũng in vo cng AND l: Ivo < 1(mA) R17 = U Ura = Ecc 0,5 = 12 0,5 = 11,5(V) I vao R17 = 11,5 = 11500() 10 v Chn giỏ tr in tr quy chun: R17=12(k) 7.6 Tớnh chn tng so sỏnh: - Khuch i thut toỏn ó chn loi TL084 + in ỏp ngun nuụi Ecc=12(V) thỡ in ỏp Ura12(V) + Dũng in vo c hn ch Ilv < 1(mA) Chn R5 =R6 E cc 12 = = 12(k) I vao * 10 Do ú chn R5 =R6=15(k) + Khi ú dũng vo Ivo max = Ecc 12 = = 0,8(mA) Rvao 15 * 10 7.7 Tớnh chn khõu ng pha: - Dựng ngun khụng i xng ni qua R1 n OA1 to xung ỏp ng b ch nht UB trựng pha vi in ỏp U1 ỹ Chn in ỏp xoay chiu ng pha: U2 = Uf= (V) + Ta dựng R hn ch dũng vo khuych i thut toỏn c tớnh nh sau: R2 = U2 = = ( K ) I v 1.10 v an ton cho OA1 chn: R2 =20(K) v Chn: R1 =10(K) - in ỏp ta c hỡnh thnh nh khõu tớch phõn R3 C1- OA2 Thi gian np t C1 l: tnp = R3.C1 ỹ in ỏp rng ca tuyn tớnh ẵ chu k in ỏp dng anode ca Thy ta phi chn tnp T1/2 chu k vi tn s li: f = 50 ( Hz ) 1 = 0,02 ( s ) f 50 ỹ Thi gian mt chu k l : Tck = = SV: on Th Thun 50 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni ỹ Thi gian ẵ chu k l : T1/2ck = Tck 0,02 = = 0,01( s ) 2 ỹ Chn thi gian np t l: tnp = 0,01 (s) - Chn Tranristor Tr1 loi PNP mó hiu A564 cú cỏc thụng s sau: + in ỏp gia C v B E h mch l : UCB0 = 25(V) + in ỏp gia E v B C h mch l : UEB0 = 7(V) + Dũng in ln nht Colector cú th chu c l : Ic1 = 100(mA) + Nhit ln nht mt tip giỏp l : Tcp = 150 0C + H s khuych i : = 250 + Dũng in cc i ca Baz l : IB1 = I c1 100 = = 0,4 (mA) 11 250 - in tr R3 hn ch dũng i vo Baz Tr1, c chn nh sau: chn R3 tho iu kin: R3 UB = 22500() = 22,5(k) IB 0,4 * 10 + Chn in tr theo tiờu chun R3=25 (k) + Ta chn Trc=0,01(s) = R4*C1 + Chn t C1=0,01 àF thỡ R4 = Trc C = 0,01 = 1( M) 0,01 * 10 thun tin cho vic iu chnh lp rỏp mch R4 Thng chn bin 2M Cựng nh trờn in ỏp xoay chiu ng pha UA= 9V, in tr R13, R14, R15 hn ch dũng in i vo khuch i thut toỏn A4, A5 thng chn R13, R14, R15 cho dũng in i vo khuch i thut toỏn IV UA = = (k) IV 1.10 + Chn R13 = R14 =R15 = 15 (k) 7.8 Tớnh chn mch ng: + Chn rle K cú in ỏp 12V, 0,3A, 2on, 2off v CC 12V, 1A SV: on Th Thun 51 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni + Ta chn Trc=1(s) = R23*C3 + Chn t C3=0,1 mF thỡ R23 = Trc C = = 10( K) 0,1 * 10 + Chn R24 =10 (k) + thun tin cho vic iu chnh lp rỏp mch chn VR4 Thng chn bin tr 2,2K 7.9 Tớnh chn mch bo v quỏ ti: Dũng in th cp ca bin dũng ch yu i qua R0 Do ú, ta cú th ly in ỏp trờn Ro to tớn hiu phn hi U R0 R0*I2= R0*PI*I1 Trong ú: I 1- dũng in s cp ca bin dũng I 2- dũng in th cp ca bin dũng P I- h s ca bin dũng + in ỏp sau khõu chnh lu: Uti =KCL*UR0 = KCL*R0*PI*I1=KI*I1 + Dũng in khi ng c ch nh mc l: I = 4*Im = 4*109= 436 (A) + Chn loi bin dũng loi: 500:10 + H s ca bin dũng: PI = 10 = 0,02 500 + Chn in tr R0 l in tr cụng sut cú giỏ tr + Chn iụt t (D12 ữ D18) loi KH208A cú cỏc thụng s: ỉ Dũng in nh mc: Im=1,5 (A) ỉ in ỏp ngc cc i: UN=100 (V) + Chn búng Tr4 loi MJE340, Tr5 loi 2N3903 + Ta dựng R18 hn ch dũng vo khuych i thut toỏn c tớnh nh sau: R18 > 2,18 = 21800( K) 0,1*10 v an ton cho OA7 chn: R18 =25(k) + Chn rle K cú in ỏp 12V, 0,3A, 2on, 2off SV: on Th Thun 52 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni + Chn ngun cp cho rle E=+12V b qua st ỏp trờn cun dõy rle, ta phi mc thờm in tr R20 vo mch hn ch dũng qua Colector cú giỏ tr l IC=Irle=300 (mA) R20 = Ecc 12 = = 40() I C 0,3 + Tớnh chn R19: in tr R19 dựng hn ch dũng in baz ca Transistor, ta cn chn R19 cho Transistor m thỡ m thụng bóo hũa Hiu sut thng ly xp x =0,7 H s bóo hũa: (k bh=1,1ữ1,2) R19= * E CC K bh I C ( Max ) = 30 * 50 * 12 * 0,7 = 21000() 1,2 0,5 ỹ Chn giỏ tr in tr quy chun: R19=25 (k) 7.10 Tớnh chn mch bo v mt pha: + Chn phn t AND nh trờn + Chn rle K cú in ỏp 12V, 0,3A, 2on, 2off + Chn búng Tr4 loi MJE340, Tr5 loi 2N3903 + Chn ngun cp cho rle E=+12V b qua st ỏp trờn cun dõy rle, ta phi mc thờm in tr R22 vo mch hn ch dũng qua Colector cú giỏ tr l IC=Irle=300 (mA) R22 = Ecc 12 = = 40() I C 0,3 + Tớnh chn R21: in tr R21 dựng hn ch dũng in baz ca Transistor, ta cn chn R21 cho Transistor m thỡ m thụng bóo hũa Hiu sut thng ly xp x =0,7 H s bóo hũa: (k bh=1,1ữ1,2) R21= * E CC K bh I C ( Max ) = 30 * 50 * 12 * 0,7 = 21000() 1,2 0,5 ỹ Chn giỏ tr in tr quy chun: R21=25 (k) SV: on Th Thun 53 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni v Chn tt c cỏc iụt mch iu khin l loi 1N4007, cú cỏc thụng s: + Dũng lm vic ln nht Imax=1 (A) + in ỏp ngc ln nht UN=1000 (V) + Dũng in rũ cc i Irmax=5 (àA) 7.11 To ngun nuụi: - Ta cn to ngun in ỏp 12 V cp cho biờn ỏp xung, nuụi IC - Ta dựng mch chnh lu cu ba pha dựng iụt, in ỏp th cp mỏy bin ỏp ngun nuụi U2=9V - n nh in ỏp ca ngun nuụi ta dựng vi mch n ỏp 7812 v 7912, cỏc thụng s ca vi mch ny: + in ỏp u vo UV=7ữ35 V + in ỏp u + in ỏp u Ura=+12 V vi IC 7812 Ura=-12 V vi IC 7912 + Dũng in u Ira=0ữ1 A + T in C4, C5, C6 , C7, C8 dựng lc thnh phn súng hi bc cao v n ỏp Chn C4= C5=C6=C7=C8=1000àF; Um=40V - Tớnh chn iụt cho b chnh lu ngun nuụi: + Dũng in hiu dng qua iụt CL: ID.hd= I 22 = 0,185 = 0,15( A) + in ỏp ngc ln nht m iụt phi chu: UNmax= 6U 22 = = 22,05(V ) Chn iụt t (21ữ25) & (31ữ35) loi KH208A cú cỏc thụng s: ỉ Dũng in nh mc: Im=1,5 (A) ỉ in ỏp ngc cc i: UN=100 (V) SV: on Th Thun 54 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni 7.12 Tớnh toỏn mỏy bin ỏp ng pha lm ngun nuụi cho mch iu khin: - Ta thit k mỏy bin ỏp ngun dựng cho c vic to in ỏp ng pha v to ngun nuụi Chn kiu mỏy bin ỏp ba pha, ba tr, trờn mi tr cú ba cun dõy, mt cun s cp v hai cun th cp - Hai cun th cp l in ỏp ly a vo mch to in ỏp i xng cp cho 4IC TL084 s dng lm khuch i thut toỏn, ta chn 03 IC TL084 to cng AND U2=U2f=UN= (V) - Dũng in th cp mỏy bin ỏp ng pha: I2f=1 mA - Cụng sut ngun nuụi cp cho bin ỏp xung: Pf=6.U2f I2f=6.9.1.10-3=0,054 (W) SV: on Th Thun 55 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni - Cụng sut tiờu th 4IC TL084 s dng lm khuch i thut toỏn, ta chn 03 IC TL084 to cng AND: P7IC=7*PIC=7*0,68=4,76 (W) - Cụng sut bin ỏp xung cp cho cc iu khin Thyristor: Px=6.Uk.Ik=6.3.0,15=2,7 (W) - Cụng sut s dng cho vic to ngun nuụi: PN=Pf+P7IC+Px=0,054+4,76+2,7=7,5 (W) - Cụng sut mỏy bin ỏp cú k n 5% tn tht mỏy: S= 1,05*PN =1,05*9,554=8 (VA) S 10 = = 0,185( A) *U * - Dũng in th cp mỏy bin ỏp: I2= - Dũng in s cp mỏy bin ỏp: I1= - Tit din tr ca mỏy bin ỏp c tớnh theo kinh nghim: Qt=kQ S 10 = = 0,0087( A) U 380 S mf Trong ú: + K*Q=6: h s ph thuc phng thc lm mỏt + m=3: s tr ca mỏy bin ỏp + f=50 Hz: tn s in ỏp li Qt=6 - 10 = 1,55(cm ) 50 Chun hoỏ tit dint tr: Qt=1,63 (cm2) + Mch t cú 68 lỏ thộp, mi lỏ dy 0,5 mm; a=12mm; b=16mm; h=30mm; h s ộp cht kc=0,85; d = 22 mm SV: on Th Thun 56 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut - Chn mt t cm B=1T tr s vũng dõy s cp: W1= - Tr ng HBK H Ni U1 380 = = 10501 (vũng) 4,44 f B Qt 4,44 50 1,63 10 Chn mt dũng in J1=J2=2,75 ( A Tit din dõy qun s cp: S1= ) mm S 10 = = 0,0032(mm2 ) U1 J1 380 2,75 S1 = 0,0032 = 0,063(mm) - ng kớnh dõy qun s cp: d1= - Chn d1=0,1mm m bo bn c ng kớnh cú k n cỏch in: d1c=0,12 (mm) S = 10 = 0,12 (mm ) 2,75 - Tit din dõy qun th cp: S21= - S vũng dõy qun th cp: W2=W1* - Tit din dõy qun th cp: S22= - ng kớnh dõy qun th cp: d21= S 21 = 0,4(mm) - ng kớnh dõy qun th cp: d22= S 22 = 0,3(mm) - ng kớnh cú k n cỏch in d21c=0,45 (mm) - ng kớnh cú k n cỏch in d22c=0,35 (mm) - Chn h s lp y kl=0,7 - Chn c=12 (mm) - Chiu di mch t: C=2*c+3*a=2*12+3*12=60 (mm) - Chiu cao mch t: H=h+2*b=30+2*16=64 (mm) SV: on Th Thun U 21 I U2 = 10501 = 249 (vũng) U1 380 S 10 = = 0,0673 (mm ) U I 2,75 57 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni Bng tr s ton b cỏc phn t v linh kin tớnh toỏn c trờn: Stt Tờn linh kin, thit b n v tớnh S lng Van 06 CB 01 Cỏi 06 Ghi chỳ I Mch ng lc: Thyristor tờn ST110S12POV loi v TO209AC(TO94) Aptụmat loi AB kớ hiu 400AF ABH400 (3 cu) Hóng LG ch to cu chỡ ng loi 3NA2 832 Siemens ch to R2=15 () Cỏi 03 C2=1,5 (àF) Cỏi 03 R1=10 () Cỏi 03 C1=4 (àF) Mỏy bin dũng 500/10 Cỏi pha 03 03 II Mch iu khin v bo v quỏ ti, mt pha: Bin ỏp xung lừi st Ferit HM Cỏi 0,45W Transitor cụng sut loi npn cú Chic mó hiu MJE340 Transitor cụng sut loi npn cú Chic mó hiu 2N3903 iụt mch iu khin l loi 1N4007 Cng AND, nờn ta chn IC 4081 h CMOS Mi IC 4081 cú cng AND Khuch i thut toỏn to xung chựm, chn IC loi TL084 hóng Texas Instruments ch to, mi IC ny cú khuch i thut toỏn 06 08 08 Chic 25 IC 05 IC 05 R16=30(k) Con 06 R8=30(k) Con 03 SV: on Th Thun 58 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni R10=R11 =10(k) Con 02 10 R12=10(k) Con 01 11 R17=12(k) Con 04 12 R5=R6 =12(k) Con 06 13 R1=10(k) Con 03 14 R2=20(k) Con 03 15 R3=25(k) Con 03 16 R4=2(m) Con 03 17 R13=R14=R15=15(k) Con 09 18 VR1=VR2=2,2 k Con 06 19 C1=C2=0,1àF Tr1 loi C564 C3=0,1MF Con 04 R24=10(k) Con Con Con 03 01 01 R18=R19=R21=25(k) Con 01 Con 01 IC IC 01 01 Cỏi 04 Cỏi 18 20 21 22 23 24 R20=R22=40(k) III Mch to ngun nuụi: Vi mch n ỏp 7812 Vi mch n ỏp 7912 T in C2, C4, C5 dựng lc thnh phn súng hi bc cao ChnC4=C5=C6=C7=470àF; Um=40 (V) iụt loi KH208A Mỏy bin ỏp ng pha, cụng sut VA SV: on Th Thun 59 Cỏi 01 bin tr bin tr U1=380V; U21=5V; U22=9V L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni KT LUN Tri qua thi gian di, di s hng dn nhit tỡnh ca thy Phm Quc Hi, ỏn "Thit k b iu chnh v n nh tc qut thụng giú dựng ng c khụng ng b rụto ngn mch (rụto lng súc) Mch cú bo v mt pha v chng quỏ ti lõu di" ca em ó c hon thnh vi ni dung ca ti bao gm phn, tng ng vi ni dung thit k c giao Do thi gian v trỡnh cũn hn ch, nờn bn ỏn ca em cũn nhiu thiu sút Kớnh mong cỏc thy thụng cm v ch bo thờm Em xin chõn thnh cm n! SV: on Th Thun 60 L p T ng Hoỏ K39-09 ỏn mụn hc in t cụng sut Tr ng HBK H Ni TI LIU THAM KHO 1- in t cụng sut Tỏc gi: Vừ Minh Chớnh, Phm Quc Hi, Trn Trng Minh 2- in t cụng sut - k thut in Xut bn 1995 Tỏc gi: Nguyn Bớnh 3- iu chnh t ng truyn ng in Tỏc gi: Bựi Quc Khỏnh- Nguyn Vn Lin- Nguyn Th Hin 4- Mỏy in I Tỏc gi: V Gia Hanh-Trn Khỏnh H Phan T Th- Nguyn Vn Sỏu 5- in t cụng sut ln v ng dng tiristor Tỏc gi: Nguyn Bớnh 6- S tay la chn v tra cu thit b in t 0,4-500kV Tỏc gi: Ngụ Hng Quang 7- in t cụng sut v iu khin ng c Tỏc gi: CYRIL W.LANDER Ngi dch: Lờ Vn Doanh 8- Giỏo trỡnh mỏy in Tỏc gi: ng Vn o, Trn Khỏnh H, Nguyn Hng Thanh 9- Cm nang thc hnh vi mch tuyn tớnh Tỏc gi: Hunh c Thng SV: on Th Thun 61 L p T ng Hoỏ K39-09