Đồ án môn học thiết kế chỉnh lưu hình tia ba pha động cơ điện một chiều có đảo chiều

ỏn mụn hc in t cụng sut LI NểI U in t cụng sut l lnh vc k thut hin i, nghiờn cu ng dng ca cỏc linh kin bỏn dn cụng sut lm vic ch chuyn mch v quỏ trỡnh bin i in nng Ngy nay, khụng riờng gỡ cỏc nc phỏt trin, c nc ta cỏc thit b bỏn dn ó v ang thõm nhp vo cỏc ngnh cụng nghip v c lnh vc sinh hot Cỏc xớ nghip, nh mỏy nh: ximng, thy in, giy, ng, dt, si, úng tu ang s dng ngy cng nhiu nhng thnh tu ca cụng nghip in t núi chung v in t cụng sut núi riờng ú l nhng minh chng cho s phỏt trin ca ngnh cụng nghip ny Vi mc tiờu cụng nghip hoỏ hin a hoỏ t nc, ngy cng cú nhiu xớ nghip mi, dõy chuyn mi s dng k thut cao ũi hi cỏn b k thut v k s in nhng kin thc v in t cụng sut Cng vi lý ú, hc k ny em c nhn ỏn mụn hc in t cụng sut, ti: THIT K CHNH LU HèNH TIA BA PHA - NG C IN MT CHIU Cể O CHIU Em xin chõn thnh cm n s giỳp v ch bo tn tỡnh ca thy Khng Cụng Minh v thy Lờ Tin Dng quỏ trỡnh lm ỏn mụn hc vi ti trờn Mc dự ó dnh nhiu c gng nhng cng khụng trỏnh nhng sai sút nht nh, em mong c s gúp ý, ch bo ca thy, cụ Sinh viờn thc hin Nguyn Th Kim Trỳc SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut MC LC Chng 1: Tng quan v ng c in mt chiu v cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c bng cỏch thay i in ỏp Trang Chng 2: Tng quan v b chnh lu Tiristor hỡnh tia ba pha Thit k s nguyờn lý h thng chnh lu - ng c in mt chiu (h T - ) cú o chiu Trang 11 Chng 3: Tớnh chn cỏc phn t mch ng lc Trang 19 Chng 4: Tớnh chn cỏc phn t mch iu khin.Trang 32 Chng 5: Mch bo v v kt lun.Trang 41 Ti liu tham kho Trang 44 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut CHNG TNG QUAN V NG C IN MT CHIU V CC PHNG PHP IU CHNH TC NG C IN MT CHIU BNG CCH THAY I IN P Trong nn sn xut hin i, mỏy in mt chiu c coi l mt loi mỏy quan trng Nú cú th dựng lm ng c in, mỏy phỏt in hay dựng nhng iu kin lm vic khỏc ng c in mt chiu cú c tớnh iu chnh tc rt tt , vỡ vy mỏy c dựng nhiu nhng ngnh cụng nghip cú yờu cu cao v iu chnh tc nh cỏn thộp, hm m hay giao thụng ti I- Tng quan v ng c in mt chiu: 1/ Phõn loi : ng c in mt chiu chia lm nhiu loi theo s b trớ ca cun kớch t : ng c in mt chiu kớch t c lp ng c in mt chiu kớch t song song ng c in mt chiu kớch t ni tip ng c in mt chiu kớch t hn hp 2/ u nhc im ca ng c in mt chiu: - u im: Cú nhiu phng phỏp iu chnh tc Cú nhiu phng phỏp hóm tc - Nhc im: Tn nhiu kim loi mu Ch to, bo qun khú khn Giỏ thnh t hn cỏc mỏy in khỏc 3/ S v nguyờn lý hot ng Uổ Rf E CKT RKT IKT KT chiu: II- c tớnh c ca mỏy in Umt Quan h gia tc v mụmen ng c gi l c tớnh c ca ng c = f(M) hoc n = f(M) Quan h gia tc v mụmen ca mỏy sn xut gi l c tớnh c ca mỏy sn xut c= f(Mc) hoc nc= f(Mc) SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut Ngoi c tớnh c, i vi ng c in mt chiu ngi ta cũn s dng c tớnh c in c tớnh c in biu din quan h gia tc v dũng in mch ng c: = f(I) hoc n = f(I) 1/ Phng trỡnh c tớnh c: Theo s hỡnh (1-1) ta cú th vit phng trỡnh cõn bng in ỏp ca mch phn ng nh sau: Uổ Uổ = Eổ + (Rổ +Rổ)Iổ Rf Trong ú: Uổ - in ỏp phn ng, (V) Eổ - sc in ng phn ng,(V)E Rổ - in tr ca mch phn ng RKT CKT Rf - in tr ph ca mch phn ng Vi: Rổ = rổ + rcf + rb + rct IKT Trong ú: U rổ - in tr cun dõy phn ng HỡnhKT1- rcf - in tr cun cc t ph rb- in tr cun bự rct- in tr tip xỳc chi than Sc in ng Eổ ca phn ng ng c c xỏc nh theo biu thc: Eổ = pN k 2a Trong ú: p- s ụi cc t chớnh N- s dn tỏc dng ca cun dõy phn ng a- s ụi mch nhỏnh song song ca cun dõy phn ng - t thụng kớch t di mt cc t - tc gúc,rad/s k = pN 2a - h s cu to ca ng c Nu biu din sc in ng theo tc quay n (vũng/phỳt) thỡ: Eổ = Ke.n 2n n 60 9.55 pN n Vỡ vy: Eổ= 60a pN Ke = l h s sc in ng ca ng c 60a K Ke = 0.105K 9.55 Vi: = T cỏc biu thc trờn, ta cú: U ổ Rổ R f Iổ K K L phng trỡnh c tớnh c in ca ng c Mt khỏc, mụmen in t Mõt ca ng c c xỏc nh bi: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut Mõt= K Iổ Suy ra: Iổ = M õt K Thay giỏ tr Iổ vo phng trỡnh c tớnh ca ng c ta c: U ổ Rổ R f M õt K ( K ) Nu b qua cỏc tn tht c v tn tht thộp thỡ mụmen c trờn trc ng c bng mụmen in t, ta ký hiu l M Ngha l Mõt= Me= M Khi ú ta c: Rổ R f U ổ M K ( K ) õy l phng trỡnh c tớnh c ca ng c in mt chiu kớch t c lp Gi thit phn ng phn ng c bự , t thụng = Const, thỡ cỏc phng trỡnh c tớnh c in v phng tỡnh c tớnh c l tuyn tớnh th ca chỳng c biu in trờn hỡnh (1-2) l nhng ng thng Theo cỏc th trờn, Iổ= hoc M = ta cú: Uổ K 0: gi l tc khụng ti lý tng ca ng c U I nm Cũn = ta cú: I ổ Rổ R f V M = KInm = Mnm Inm, õm õm I Iõm I Inm Mõm Mnm a ỷc tờnh cồ õióỷn b ỷc tờnh cồ cuớa cuớa õọỹng cồ õióỷn õọỹng cồ õióỷn mọỹt mọỹt chióửu kờch tổỡ chióửu kờch tổỡ õọỹc Hỗnhv1-2 Inm,Mnm: cõọỹc gi l dũng mụmen lỏỷpin ngn mch lỏỷp ngn mch Mt khỏc t phng trỡnh c tớnh in v phng trỡnh c tớnh c cng cú th c vit di dng: U ổ RI K K Uổ R M K ( K ) SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut Uổ K RI ổ RM = K K gi l st tc ng vi giỏ tr ca M 2/ Xột cỏc nh hng cỏc tham s n c tớnh c: T phng trỡnh c tớnh c ta thy cú ba tham s nh hng n c tớnh c: T thụng ng c , in ỏp phn ng Uổ, v in tr phn ng ng c.Ta ln lt xột nh hng ca tng tham s ú: a) nh hng ca in tr phn ng: Gi thit rng Uổ=Uõm= Const v = õm= Const TN(Rn) Rf1 Rf2 Hỗnh 1-3 Mc Rf Rf Mun thay iin tr mch phn ng ta ni thờm in tr ph Rf4 vo mch phn ng Trong trng hp ny tc khụng ti lý tng: U õm Const K õm cng c tớnh c: M K õm var Rổ R f Khi Rf cng ln cng nh ngha l c tớnh c cng dc ng vi Rf=0 ta cú c tớnh c t nhiờn: TN K õm Rổ TN cú giỏ tr ln nht nờn c tớnh c t nhiờn cú cng hn tt c cỏc ng c tớnh cú in tr ph Nh vy thay i in ri Rf ta c mt h c tớnh bin tr nh hỡnh (1-5) ng vi mi ph ti Mc no ú, nu Rf cng ln thỡ tc c cng gim, ng thi dũng in ngn mch v mụmen ngn mch cng gim Cho nờn ngi ta thng s dng phng phỏp ny hn ch dũng in v iu chnh tc ng c phớa di tc c bn SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut b) nh hng ca in ỏp phn ng: Gi thit t thụng = õm= const, in tr phn ng Rổ = const Khi thay i in ỏp theo hng gim so vi Uõm, ta cú: Tc khụng ti: 0x U K x 01 02 03 04 Var õm cng c tớnh c: K Rổ Uõm Const U1 U2 U3 U4 M(I) Mc Hỗnh 1-4 Nh vy thay i in ỏp t vo phn ng ng c ta c mt h c tớnh c song song nh trờn (Hỡnh 1-4) Ta thy rng thay i in ỏp (gim ỏp) thỡ mụmen ngn mch, dũng in ngn mch ca ng c gim v tc ng c cng gim ng vi mt ph ti nht nh Do ú phng phỏp ny cng c s dng iu chnh tc ng c v hn ch dũng in khi ng c) nh hng ca t thụng: Gi thit in ỏp phn ng Uổ= Uõm= Const in tr phn ng Rổ = Const Mun thay i t thụng ta thay i dũng in kớch t Ikt ng c Trong trng hp ny: Tc khụng ti: cng c tớnh c: 0x U x Var K x K x Var R ổ Do cu to ca ng c in, thc t thng iu chnh gim t thụng Nờn t thụng gim thỡ 0x tng, cũn gim ta cú mt h c tớnh c vi 0x tng dn v cng ca c tớnh gim dn gim t thụng Ta nhn thy rng 02 01 õm 02 01 Mc õm Inm M b ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng a c tớnh c in ca ng c in mt cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch chiu kớch t Trỳc c lp khi032 gim t thụng SVTH: Nguyn Th Kim - Lp Trang tổỡ õọỹc lỏỷp giaớm tổỡ Hỗnh 15 thọng ỏn mụn hc in t cụng sut thay i t thụng: U õm Const Rổ Dũng in ngn mch: Inm = Mụmen ngn mch: Mnm=KxInm=Var Cỏc c tớnh c in v c tớnh ca ng c gim t thụng c biu din hỡnh (1-5)a Vi dng mụmen ph ti Mc thớch hp vi ch lm vic ca ng c gim t thụng tc ng c tng lờn, nh hỡnh (1-5)b III- Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c in mt chiu kớch t c lp bng phng phỏp in ỏp: Truyn ng in c dựng dn ng cỏc b phn lm vic ca cỏc mỏy sn xut khỏc Thng phi iu chnh tc chuyn ng ca cỏc b phn lm vic Vỡ vy iu chnh tc ng c in l bin i tc mt cỏch ch ng, theo yờu cu t cho cỏc qui lut chuyn ng ca b phn lm vic m khụng ph thuc mụmen ph ti trờn trc ng c Xột riờng v phng din tc ca ng c in mt chiu l cú nhiu u im hn vi cỏc loi ng c khỏc, khụng nhng cú th iu chnh tc d dng, a dng cỏc phng phỏp iu chnh, cu trỳc mch ng lc, mch iu khin n gin hn ng thi t cht lng iu chnh cao, di iu chnh rng Thc t cú phng phỏp iu chnh tc ng c in chiu bng in ỏp: +iu chnh in ỏp cp cho phn ng ng c +iu chnh in ỏp cp cho mch kớch t ng c Vỡ vy cn phi cú nhng b bin i phự hp cung cp mch in phn ng hoc mch kớch t ca ng c Cho n thng s dng nhng b bin i da trờn cỏc nguyờn tc truyn ng sau õy : +H truyn ng mỏy phỏt ng c (F ) +H truyn ng chnh lu tiristor ng c (T )(c s dng i vi ỏn ny ) H truyn ng chnh lu ng c (T-) Thng s dng b chnh lu cú iu khin thyristor Tc ng c thay i bng cỏch thay i in ỏp chnh lu cp cho phn ng ng c, thay i in ỏp chnh lu ta ch cn s dng mch iu khin, thay i thi im thụng van thyristor CKT SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang T1 T2 T3 KH ỏn mụn hc in t cụng sut Hỡnh 1-6 + u im ca h ny l tỏc ng nhanh, khụng gõy n v d t ng hoỏ Do cỏc van bỏn dn cú h s khuch i cụng sut rt cao, iu ú thun li cho vic thit lp h thng iu chnh nhiu vũng, nõng cao cht lng c tớnh tnh v cỏc c tớnh ca h thng + Nhc im ca h l cỏc van bỏn dn cú tớnh phi tuyn, dng chnh lu ca in ỏp cú biờn p mch gõy tn hao ph mỏy in H s cụng sut cos ca h thng núi chung l thp Tớnh dn in chiu ca van buc ta phi s dng b bin i cp in cho ng c cú o chiu quay a) S thay th tớnh toỏn: T phng trỡnh c tớnh ng c tng quỏt: Uu Ru M K ( K ) Ta thy s thay i Uu thỡ s thay i, cũn const Vy ta s c cỏc ng c tớnh iu chnh song song vi SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang ỏn mụn hc in t cụng sut Nh vy mun thay i in ỏp phn ng Uu ta phi cú b ngun cung cp in mt chiu thay i c in ỏp b) B bin i T-: L phng phỏp bin i in t, bỏn dn Ta xột h T- : Ch dũng liờn tc: Ed = Ed0 cos E d cos Ru RCL I K dm ( K dm ) E cos Ru RCL d0 M K dm ( K dm ) Vy ta thay i gúc iu khin (0 ) thỡ Ed thay i t Ed0 n Ed0 v ta s c h c tớnh c song song nm mc bờn phi ca mt phng to CHNG TNG QUAN V B CHNH LU TIRISTOR HèNH TIA BA PHA THIT K S NGUYấN Lí H THNG CHNH LU - NG C IN MT CHIU (H T ) Cể O CHIU I- Tng quan v Tiristor : 1/ Cu to: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 10 ỏn mụn hc in t cụng sut 2 I 5,95 59,65( A) I K I 1m 59,5 2 9- Chn mt dũng in qua cun khỏng: J = 2,75 (A/mm2) 10- Tit din dõy qun cun khỏng: I 59,65 SK K 21,7(mm ) J 2,75 Chn dõy tit din ch nht, cỏch in cp B Chn SK = 21,9 (mm2) Xem ph lc 9, chn kớch thc dõy aK bK = 3,8 5,9 (mm) I K 59,65 2,72( A / mm ) Tớnh li mt dũng in J SK 21,9 11- Chn h s lp y: d K ld W.S K 0,7 Q CS 12- Din tớch ca s: QCS W.S K 166.21,7 51,46(cm ) K ld 0,7 13- Tớnh kớch thc mch t: QCS = c h h a Chn m , suy h = a = 20 = 60 (mm) c QCS 51,46 8,57(cm) h 60 14- Chiu cao mch t: H = h + a = 60 + 20 = 80 (mm) 15- Chiu di mch t: L = c + a = 8,57 + 20 = 211,4 (mm) 16- Chn khong cỏch t gụng ti cun dõy: hg = (mm) 17- Tớnh s vũng dõy trờn mt lp: h 2.hg 60 2.2 W1 9,49(vũng) 10(vũng) bK 5,9 18- Tớnh s lp dõy qun: n1 W 166 16,6 (lp) 17 (lp) W1 10 Mi lp 10 vũng 19- Chn khong cỏch cỏch in gia dõy qun vi tr: a01 = (mm) Cỏch in gia cỏc lp: cd1 = 0,1 (mm) 20- B dy cun dõy: Bd = (ak + cd1 ) n1 = (3,8 + 0,1) 17 = 66,3 (mm) SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 30 ỏn mụn hc in t cụng sut 21- Tng b dy cun dõy: Bd Bd a 01 66,3 69,3(mm) 22- Chiu di ca vũng dõy cựng: l1 2.(a b) 2. a 01 2.(20 25) 2. 108,8(mm) 23- Chiu di ca vũng dõy ngoi cựng: l1 2.(a b) 2. (a 01 Bd ) 2.(20 25) 2. (3 66,3) 525,20(mm) Chiu di trung bỡnh ca vũng dõy: l l 108,8 525,2 l tb 317(mm) 2 24- in tr ca dõy qun 750C: l tb W 317.10 3.166 R 75 0,02133 0,052() Sk 21,7 Ta thy in tr rt nờn gi thit ban u b qua in tr l ỳng 25- Th tớch st: VFe = a b h + a b L = a b (2 h + L) = 20 25 10-4 (2 60 + 211,4) 10-2 = 0,16 (dm3) 26- Khi lng st: MFe = VFe mFe = 0,16 7,85 = 1,256 (kg) 27- Khi lng ng: MCu = VCu mCu = Sk ltb W mCu = 21,7 317 166 8,9 10-6 = 10,16 (kg) CHNG SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 31 ỏn mụn hc in t cụng sut TNH CHN CC PHN T MCH IU KHIN -Tiristor ch m cho dũng in chy qua cú in ỏp dng t trờn anot v xung dũng dng t vo cc iu khin G Sau tiristor ó m thỡ xung iu khin khụng cũn tỏc dng, dũng in chy qua tiristor thụng s ca mch ng lc quyt nh -Mch iu khin cú cỏc chc nng sau: +iu chnh c v trớ xung iu khin phm vi na chu k dng ca in ỏp t trờn anot catot ca tiristor +To c cỏc xung iu kiờn m c tiristor (xung iu khin thng cú biờn t - 10 V, rng xung tiristorx = 20 - 100 s i vi thit b chnh lu) rng xung c tớnh theo biu thc: tx I dt di dt Trong ú: Idt : dũng trỡ ca tiristor di : tc tng trng ca dũng ti dt 1/ Thit k mch iu khin: -Cu trỳc mch iu khin ca tiristor: ucm : in ỏp iu khin : in ỏp mt chiu ur : in ỏp ng b: in ỏp xoay chiu hoc bin th ca nú, ng b vi in ỏp anot catot ca tiristor +Khõu 1: Khõu so sỏnh,hiu in ucm-u c a vo khõu so sỏnh ,lm vic nh mt trig Khi UCM UC =0 thỡ trig lt trng thỏi u ta nhn c sn xung +Khõu 2: a hi trng thỏi n nh,ly tớn hiu sn xungto mt xung +Khõu 3: Khuch i xung +Khõu 4: Bin ỏp xung Bng cỏch tỏc ng vo Udk ta cú th iu chnh c v trớ xung iu khin, cng tc l iu chnh c gúc m -Mch iu khin thng c thit k theo nguyờn tc thng ng tuyn tớnh - to thnh mch iu khin thng s dng cỏc linh kin: bin ỏp ng pha, vi mch TCA 780 (cụng tc ngng), tranzitor, mỏy bin ỏp xung, cỏc diot v diot zener v mt s linh kin in t khỏc SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 32 ỏn mụn hc in t cụng sut *Tớnh toỏn mch iu khin: iu khin c gúc 1v ta phi iu khin Udk1 v Udk2 Tng ng: Udk1 + Udk2 = UM Trong ú: UM: in ỏp iu khin cc i ca TCA: UM = 16 (V) Suy ra: Udk1 + Udk2 = 16 (V) (1) tho iu kin (1), ta chn b khuch i tr nh hỡnh v, nờn ta cú: Udk2 = K2 UM K1 Udk1 (2) R R R7 R6 K1 K2 v R4 R4 R5 R6 Khi ú, theo s ta cú: T (1) v (2) ta cú: Udk2 = K2 16 K1 Udk1 n gin ta chn K1 = K2 R R7 R6 R R4 R5 R6 R4 Chn R4 = R5 = R6 = R7 suy K1 =K2 = Suy Udk2 = 16 Udk1 (V) 2/ Vi mch TCA 780: a) Gii thiu : Vi mch TCA 780 cũn c gi l cụng tc ngng -c bỏn rng rói trờn th trng, vi mch ny hóng Siemens ch to, c s dng iu khin cỏc thit b chnh lu, thit b iu chnh dũng in xoay chiu -TCA 780 l vi mch phc hp thc hin chc nng ca mt mch iu khin: + T u in ỏp ng b + To in ỏp rng ca ng b + So sỏnh + To xung SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 33 ỏn mụn hc in t cụng sut Hỡnh 4-3 Pin Chõn Symbol Kớ hiu GND 10 11 12 13 14 15 16 VSYNC I QZ VREF R9 C10 V11 C12 L Q1 Q2 Vs Q2 QU Q1 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Function (Chc nng) Ground Output inverted Output U Output inverted Ni t u s o u U u s o Synchronous voltage in ỏp ng b Inhibit Chõn khoỏ Output Z u Z Stabilized voltage in ỏp chun Ramp resistance in tr tuyn tớnh Ramp capacitance T tuyn tớnh Control voltage in ỏp iu khin Pulse extension M rng xung Long pulse Xung di Output u s Output u s Supply voltage in ỏp ngun nuụi Trang 34 ỏn mụn hc in t cụng sut b) S vi mch TCA 780: -Cú th iu chnh gúc m t 00 n 1800 in -Thụng s ch yu ca TCA 780: +in ỏp nuụi: Us = 18 V +Dũng in tiờu th: IS = 10 mA +Dũng in ra: I = 50 mA +in ỏp rng ca: Ur max = (US 2) V +in tr mch to in ỏp rng ca: R9 = 20 k - 500 k +in ỏp iu khin: U11 = -0,5 (Us 2) V SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 35 ỏn mụn hc in t cụng sut +Dũng in ng b: IS = 200 A +T in: C10 = 0,5 F +Tn s xung ra: f = 10 500 Hz c ) Nguyờn lý hot ng : TCA 780 hot ng theo nguyờn tc iu khin thng ng tuyn tớnh +T C10: tham gia vo khõu to in ỏp rng ca, nú c np bng dũng in i t chõn s 10 v dũng i c iu chnh bng R9 (thng R9 = 20 k 500 k ) Dũng in i c tớnh: U 3,3 i (Thng chn R9 = 200 k ) R9 R9 U 10 i.t C10 (Thng chn C10 = 0,5 F) +Uc : in ỏp iu khin ly t chõn 11 (Khong 0,5 16 V) +Ur = Uc Uv : Uc = Ur tc Uv =0 thỡ TCA lm nhim v so sỏnh v to xung Bng cỏch lm thay i Uc cú th iu chnh thi im xut hin xung tc iu chnh c gúc m +Ti thi im t = t0, U10 = Uc = U11, xut hin xung dng chõn 15 nờn V(t)>0, xut hin xung chõn 14 nu V(t) 300 pF +US : in ỏp ngun nuụi t cỏc chõn 6, 13, 16 vi in ỏp chiu (18 V) Lu ý: +Trng hp s chnh lu hỡnh tia pha s dng tiristor ta ch cn s dng xung ly t chõn s 15 + cú c xung iu khin ln lt cho c tiristor cn cú vi mch TCA 780 m nhn 3/ Khõu khuch i xung: -Xung trờn vi mch TCA 780 cha ln cú th m tiristor, ú cn khuch i xung cú biờn ln cú th m tiristor ng lc -Khuch i to xung gm cỏc linh kin: transistor, bin ỏp xung, diot v cỏc in tr phõn cc cho tranzitor SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 36 ỏn mụn hc in t cụng sut a) S pha ca khõu khuch i xung: Hỡnh 4-6 b) Chc nng ca cỏc linh kin: - Dz1:diot n ỏp,n nh in ỏp u vo ca khõu khuch i - D3: hng dũng cung cp cho transistor - D2, Dz2: hn ch quỏ in ỏp trờn cc colector v emitor ca transistor - R1, R2: in tr hn ch dũng phõn cc IB ca transistor - Rc:in tr hn ch dũng collector - D4:ngn chn xung ỏp õm cú th cú T b khúa - Rg: hn ch dũng iu khin - R3: iu khin biờn v sn xung c) Hot ng ca s : Gi s tớn hiu vo Uc (l tớn hiu logic) c ly t chõn 15 (v 14) ca TCA 780 -Khi Uc = (mc logic 1)thỡ tranzitor dn bóo ho Gi s t = 0, Uc = 1, tranzitor dn, in cm L ca bin ỏp xung ngn US I c khụng cho Rc ngay, m dũng Ic tng t t theo hm m t Uc ic (1 e T ) Rc L1 T vi Rc -Khi Uc = (mc logic 0) thỡ Dz1 b chn li v tranzitor b khoỏ Khi t = t1 Uc = ta cú: t1 US U i L (t1 ) i c (t1 ) (1 e T ) I S Rc Rc SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 37 ỏn mụn hc in t cụng sut Tranzitor b khoỏ Ic = Vy nu khụng cú diot D2 thỡ nng lng W L.I 02 sinh quỏ in ỏp trờn cc C v E, quỏ in ỏp cú th vt quỏ 100V nờn cú th phỏ hu transistor Khi cú D2: UCE = UC UE = 0,8 (V) thỡ D2 m cho dũng chy qua lm ngn mch im C, F trờn cun s cp mỏy bin ỏp xung Do ú: UCE = US + 0,8 (V) 4/ Khõu truyn hm iu khin: Khi cú xung cun dõy th cp ca mỏy bin ỏp xung, xung ny truyn qua D4 n iu khin m tiristor T c phõn cc thun 5/ Tớnh chn cỏc thụng s ca cỏc phn t mch iu khin: a) Tớnh chn cỏc phn t khõu khuch i xung: Chn diot D4 dựng iu khin ca tiristor 91RC60: US = V, Ig = 300 mA Chn diot D4 loi S310 ca Liờn Xụ vi cỏc thụng s: UCE = 40 V, UBE = V, Ic max = 300 mA, = 13 25 Vi IC = 150 mA, chn = 20 IB IC 150 7,5mA 20 in tr Rc: Rc U CE U U D3 U S U U D3 18 15,2 0,6 14,667() Ic Ic 150.10 Rc 15() Tớnh chn R1: U BE 3.10 R1 70,58() I c I B 150.7,5.10 Chn D2, D3 loi S310 cú cỏc thụng s: I = 0,5 A, Ung max = 20 V, UV = UD3 = 0,6 V Diot Dz l loi diot zener loi 1W3815 cú cỏc thụng s: Imax = 264 mA, U0N = 16 V, Pmax = W Tớnh chn Dz1 v R2: Dũng in t chõn 14 v 15 qua diot D1 l 50 mA Biờn xung Ux = 16 V Chn Dz1 l diot zener loi KU139A cú cỏc thụng s U = 3,7 V; Imax = 70 mA; Imin = 30 mA Dũng in trờn chõn 14 v 15 qua diot D1 l 50 mA Biờn xung Ux = 16 V in tr R2 c tớnh nh sau: U U U BE 16 3,7 R2 X 186() I 150 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 38 ỏn mụn hc in t cụng sut b) Chn cỏc phn t bờn ngoi TCA 780: Ta chn R q 100(k) C10 0,5( F ) C12 0,5(F ) c) Tớnh toỏn mỏy bin ỏp ng pha: Mỏy bin ỏp ng pha l mỏy bin ỏp to ngun cung cp cho TCA 780 Mỏy bin ỏp ng pha cú in ỏp ln 380/220 V, cú s ni dõy to lch 300 mt cỏch t nhiờn, ng thi to s ng pha ca mỏy bin ỏp th cp di xung rng ca ca c di ca mỏy bin ỏp ng pha vi in ỏp iu khin cc i l: U dk UC 16 U max 91,954(V ) sin 170 sin 170 0,174 TCA cú dũng vo ng b khong I5 = 200 ( A) Vy in tr R5 c tớnh nh sau: U 91,954 0,46.10 () 460(k) I5 200 T s bin ỏp ca mỏy bin ỏp ng pha: U 380 n 4,133 U 91,954 Dũng in s cp ca mỏy bin ỏp l: I 200 I1 48,397( A) n 4,133 Cụng sut ca mỏy bin ỏp ng pha: S = U1 I = 380 48,397 106 = 55,77 103 (W) Cụng sut ca mỏy bin ỏp ng pha tng i nh d) Tớnh chn bin ỏp xung: T s bin ỏp ca bin ỏp xung c tớnh theo cụng thc: R5 m U1 UX (thng m = -3 ) Chn m = Vy in ỏp s cp ca bin ỏp xung l: U1 = m UX = (7 + 0,6) = 15,2 (V) Vi UX = Uq + Up = (7 + 0,6) (V) Dũng in s cp ca bin ỏp xung: Ig I1 150(mA) *Mch t: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 39 ỏn mụn hc in t cụng sut Chn vt liu st t 330, lừi st t cú dng hỡnh ch nht, lm vic trờn phn c tớnh ca t hoỏ tuyn tớnh BS = 2,2 T, B = 1,7 T lm vic f = 50 Hz, cú khe H = 50 A/m T thm ca lừi thộp t: B 0,7 1,4.10 H 50.10 Vỡ mch t cú khe h nờn phi tớnh t thm trung bỡnh S b ta chn chiu di trung bỡnh ca ng sc: L = 0,1 m; khe h lkh = 10-5 tb L l kh L 0,1 10 0,1 1,4.10 5,8.10 Th tớch lừi st t: tb t X S.U S I 5,8.10 3.10 6.5.10 4.0,15.15,2.0,15 V B 0,7 = 2,204 10-6 (m) = 2,204 (cm3) Chn th tớch bng (cm3) Chn cỏc s liu thit k: l = (cm), a = =1,5 (cm) S vũng dõy cun s cp bin ỏp xung: U tx1 15,2.5.10 W1 95(vũng) B..K 0,7.1,5.0,76.10 S vũng dõy cun th cp bin ỏp xung: U 7,6.95 W2 W1 47,5(vũng) U1 15,2 CHNG SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 40 ỏn mụn hc in t cụng sut MCH BO V V KT LUN I-Mch bo v: 1/Gii thiu : Cỏc phn t bỏn dn cụng sut c s dng ngy cng rng rói, cú nhiu u im nh: gn nh, lm vic vi tin cy cao, tỏc ng nhanh, hiu sut cao, d dng t ng hoỏ Tuy nhiờn nhng phn t bỏn dn cụng sut rt khú tớnh toỏn v cng hay b h hng nhiu nguyờn nhõn khỏc Do ú cn phi bo v cỏc tiristor, cn phi tụn trng cỏc t s gii hn s dng nh ch to ó nh vi tng phn t - in ỏp ngc ln nht - Giỏ tr trung bỡnh ln nht i vi dũng in - Nhit ln nht i vi thit b - Tc tng trng ln nht ca dũng in di dt - Thi gian khoỏ toff - Thi gian m ton - Dũng in kớch thớch - in ỏp kớch Cỏc phn t bỏn dn cụng sut cn c bo v chng nhiu s c bt ng xy gõy nhiu lon nguy him nh: ngn mch ti, quỏ in ỏp hoc quỏ dũng in Cỏc phn t bỏn dn rt nhy cm vi nhit Trong lm vic vi nhit quỏ nhit cho phộp dự thi gian rt ngn cng cú th phỏ hu thit b i vi bỏn dn Ge: TjM = 800 - 1000 i vi bỏn dn Si: TjM = 1800 2000 Nu phn t bỏn dn khụng c lm mỏt thỡ kh nng chu dũng in ch cũn 30% - 50% cho cỏc tiristor lm vic c tt ta dựng qut lỏm mỏt i vi cỏc tiristor nh i vi cỏc tiristor cú cụng sut ln thỡ dựng nc hoc du bin th lm mỏt Khi cho xung iu khin vo van thỡ ban u ch cú nhng im lõn cn tip giỏp vi J2 dn in mụi mi lan dn xut hin nhng vựng cú in trng ln V dũng in, nu di ln thỡ tc lan truyn ca dũng in dt mt ghộp J2 cú th to nhng vựng núng chy, mt ghộp J2 b hng Cú th gim nh c di bng cỏch t mt in khỏng bóo ho mch anot ca tiristor dt c im ca cun khỏng, mach t cha bóo ho thỡ cú mt in khỏng ln, mch t bóo ho thỡ cú in khỏng nh 2/ Bo v quỏ nhit cho cỏc van bỏn dn: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 41 ỏn mụn hc in t cụng sut 1- Tn tht cụng sut trờn tiristor: P U I lv 1,5.34.51 51,77(W) 2- Din tớch b mt to nhit: Sn P 51,77 0,16(m ) K n 8.40 Trong ú: : chờnh lch nhit so vi mụi trng Ly Tmt = 400C Chn Tlv trờn cỏnh tn nhit l 800C Suy = Tlv Tmt = 400C Kn : h s to nhit bng i lu v bc x Chn Kn = W/m2.0C Chn loi cỏnh tn nhit cú 12 cỏnh, kớch thc mi cỏnh a.b=10.10 (cm) Tng din tớch tn nhit ca cỏnh: S = 12 10 10 = 2400 (cm2) = 0,24 (m2) 3/ Bo v quỏ dũng in cho van: Aptomat dựng úng ct mch ng lc, t ng bo v quỏ ti v ngn mch tiristor, ngn mch u b bin i, ngn mch th cp mỏy bin ỏp, ngn mch ch nghch lu 1- Chn aptomat cú: I dm 1,1.I ld 1,1 3.44,84 85,43( A) 85( A) Udm = 220 (V) Cú tip im chớnh, cú th úng ct bng tay hoc bng nam chõm in Chnh nh dũng ngn mch: I nm 2,5.I ld 2,5 3.44,84 194,16( A) 194( A) Dũng quỏ ti: I qt 1,5.I ld 1,5 3.44,84 116,49( A) 116( A) 2- Chn cu dao cú dũng nh mc: I qt 1,1.I ld 1,1 3.44,84 85( A) Cu dao dựng to khe h an ton sa cha h truyn ng 3- Dựng dõy chy tỏc ng nhanh bo v ngn mch cỏc tiristor ngn mch u ca b chnh lu: Nhúm 1CC: Dũng in nh mc mc dõy chy nhúm 1CC: I1CC = 1,1 I2 = 1,1 48,58 = 53,44 (A) Nhúm 2CC: Dũng in nh mc mc dõy chy nhúm 2CC: I2CC = 1,1 Ihd = 1,1 34,51 = 37,96 (A) Nhúm 3CC: Dũng in nh mc mc dõy chy nhúm 3CC: I3CC = 1,1 Id = 1,1 59,5 = 65,45 (A) Vy chn cu chy nhúm: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 42 ỏn mụn hc in t cụng sut 1CC loi 60 (A), 2CC loi 40 (A), 3CC loi 70 (A) 4/ Bo v quỏ in ỏp cho van: - Bo v quỏ in ỏp quỏ trỡnh úng ct tiristor c thc hin bng cỏch mc R-C song song vi tiristor Chn R1 = 5,1 ( ), C1 = 0,25 ( F ) Mch RC bo v quỏ in ỏp chuyn mch - Bo v xung in ỏp t li in, ta mc mch R-C nh hỡnh v: Mch RC bo v quỏ in ỏp t li Chn R2 = 12,5 ( ), C1 = ( F ) II/Kt lun: Qua ỏn mụn hc in t cụng sut vi ti: thit k chnh lu hỡnh tia ba pha ng c in mt chiu cú o chiu, ó giỳp em hiu rừ hn v: ng c in mt chiu, thyristo, b chnh lu hỡnh tia ba pha, cỏc khõu iu khin , vi mch TCA780, mch bo v,cng nh cỏch tớnh toỏn cỏc thụng s ca cỏc linh kin mch TI LIU THAM KHO SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 43 ỏn mụn hc in t cụng sut 1- in t cụng sut Tỏc gi: Lờ Vn Doanh, Nguyn Th Cụng, Trn Vn Thnh 2- in t cụng sut Tỏc gi: Nguyn Bớnh 3- Mỏy in Tỏc gi: V Gia Hanh, Trn Khỏnh H, Phan T Th, Nguyn Vn Sỏu SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 44 [...]... Uch nh dn i II- Chnh lu hỡnh tia 3 pha: 1/ S v dng súng: Hỡnh 2-4 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 14 ỏn mụn hc in t cụng sut Hỡnh 2-5 Gm 1 mỏy bin ỏp 3 pha cú th cp ni Y0, 3 pha tiristor ni vi ti nh hỡnh v iu kin khi cp xung iu khin chnh lu: +Thi im cp xung in ỏp pha tng ng phi dng hn so vi trung tớnh +Nu cú cỏc thyristor khỏc ang dn thỡ in ỏp pha tng ng phi dng hn pha kia Vỡ th phi xột n thi... = 3 XBA Id = 3 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 0,304 59,5 = 17,28 (V) Trang 25 ỏn mụn hc Rdt = in t cụng sut 3 XBA = 3 0,304 = 0,29 ( ) 68/ St ỏp trờn mỏy bin ỏp: 2 2 2 2 UBA = U r U x = 9,52 17,28 = 19,73 (V) 69/ in ỏp trờn ng c khi cú gúc m min = 100 U = Ud0 cosmin - 2 Uv UBA = 237,61 cos100 2 1,5 19,73 = 211,27 (V) 70/ Tng tr ngn mch quy i v th cp: 2 2 ZBA = R BA X BA = 0,16... chn mỏy bin ỏp 3 pha 3 tr, cú s u dõy , lm mỏt t nhiờn bng khụng khớ 2/ in ỏp pha s cp mỏy bin ỏp: U1 = 380 (V) 3/ in ỏp pha th cp mỏy bin ỏp: Phng trỡnh cõn bng in ỏp khi cú ti: Ud0 cosmin = Ud + 2Uv + Udn + UBA Trong ú: min = 100 : gúc d tr khi cú suy gim in ỏp li Uv = 1,5 (V) : st ỏp trờn tiristor Udn 0 : st ỏp trờn dõy ni UBA = Ur + Ux : st ỏp trờn in tr v in khỏng mỏy bin ỏp S b UBA = 5% Ud =... bin ỏp quy i v th cp: RBA = R2 + R1 ( W2 2 136 2 ) = 0,093 + 0,081 ( ) = 0,16 ( ) 147 W1 64/ St ỏp trờn in tr mỏy bin ỏp: Ur = RBA Id = 0,16 59,5 = 9,52 (V) 65/ in khỏng mỏy bin ỏp quy i v th cp: Bd 1 Bd 2 r XBA = 8 2 (W2)2 ( ) (a12 + ) 10-7 hqd 3 = 8 2 1362 ( 8,305 1,404 1,404 ) (0,009 + ) 314 10-7 23 3 = 0,304 ( ) 66/ in cm mỏy bin ỏp quy i v th cp: LBA = X BA = 0,304 = 0,00097... 237,61 (V) cos 10 0 Cụng sut biu kin mỏy bin ỏp: SBA = kS Pdmax= kS Ud0 Id = 1,34 237,61 59,5 = 18944,64 (W) in ỏp pha th cp mỏy bin ỏp: Ud0 U2 = k = u 237,61 = 203,08 (V) 1,17 4/ Dũng in hiu dng th cp mỏy bin ỏp: I2 = 2 Id = 3 2 59,5 = 48,58 (A) 3 5/ Dũng in hiu dng s cp mỏy bin ỏp: SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 20 ỏn mụn hc I1 = kBA I2 = in t cụng sut U2 203,08 I2 = 48,58 = 25,96... = 3 RBA I2 = 3 0,16 48,482 = 1132,8 (W) Pn 1132,8 Pn% = 100% = 100% = 5,98% S 18944,64 72/ Tn hao khụng ti cú k n 15% tn hao ph: P0 = 1,3 nf (MT BT2 + Mg Bg2) = 1,3 1,15 (39,09 0,932 + 76,38 0,732) = 111,39 (W) P0 111,39 P0 % = 100% = 100% = 0,59 % 18944,64 S 73/ in ỏp ngn mch tỏc dng: R BA I 2 0,16.48,58 Unr = 100% = 100% = 3,82 % U2 203,08 74/ in ỏp ngn mch phn khỏng: Unx = X BA I... Ud min c xỏc nh nh sau: U ddm I u Ru n D = max = U d min I u min Ru n min Udmin = 1 U d min D 1.I udm Ru D Udmin = 1 2,34.U 2 cos min D 1.I udm Ru R BA R dt D Udmin = 1 3 2,34.U 2 cos min 20 1.I udm Ru RBA X BA 20 Udmin = 1 3 2,34.203,08 cos10 20 1.59,5. 0,187 0,16 0,304 20 SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 27 ỏn mụn hc in t cụng sut Udmin = 59,43... hin tng n in o t lm cho J2 tr thnh mt ghộp dn in bt u t mt dim no ú xung quanh cc ri phỏt trin ra ton b mt ghộp vi tc lan truyn khong 1m/100 s +E - Mọỹt trong nhổợng bióỷn pha p õồn giaớn nhỏỳt õóứ mồớ Rt Tiristor õổồỹc trỗnh ba y trón R1 hỗnh veợ T Khi õọỳng mồớ K, nóỳu Ig > K Igst thỗ T mồớ ( Ig (1,1 1,2 ) Igst ) SVTH: Nguyn Th Kim Trang 11 R2 Trỳc - Lp 032 -E G E (1,1 1,2) I gst ỏn mụn hc in... I2nm = Z BA = 0,34 = 597,29 (A) 77/ Dũng in ngn mch tc thi cc i: Imax = 2 I2nm (1 + e U nr U nx ) = 2 597,29 (1 + e 0 , 0382 0 , 0727 ) = 1006,93 (A) Imax = 1006,93 (A) < idinh = 1800 (A) SVTH: Nguyn Th Kim Trỳc - Lp 032 Trang 26 ỏn mụn hc in t cụng sut 78/ Kim tra mỏy bin ỏp cú in khỏng hn ch tc bin thiờn ca dũng in chuyn mch: Gi s chuyn mch t T1 sang T3, ta cú phng trỡnh: 2 LBA dic dt... s m = h = 2,3 d (m = 2 2,5) Suy ra h = 2,3 d = 2,3 10 = 23 (cm) Suy ra chn chiu cao trc l 23 (cm) Tớnh toỏn dõy qun: 10/ S vũng dõy mi pha s cp mỏy bin ỏp: U1 380 W1 = = = 146,96 (vũng) 4,44 f BT QFe 4,44.50.1.67,43.10 4 Chn W1 = 147 (vũng) 11/ S vũng dõy mi pha th cp mỏy bin ỏp: W2 = U2 203,08 W1 = 147 = 135,65 (vũng) 380 U1 Chn W2 = 136 (vũng) 12/ Chn s b mt dũng in trong mỏy bin ỏp: i vi