Thiết kế bộ chỉnh lưu cầu ba pha nối vào mạch roto động cơ không đồng bộ ba pha để điều chỉnh tốc độ

Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn Lời nói đầu Trong q trình sản xuất, truyền động điện khâu quan trọng để tạo suất lao động lớn Điều thể rõ nét dây truyền sản xuất, cơng trình xây dựng đại, truyền động điện đóng vai trò quan trọng việc nâng cao suất lao động chất lượng sản phẩm Vì hệ thống truyền động điện ln quan tâm nghiên cứu để nâng cao chất lượng sản phẩm Khi nói đến truyền động điện người ta quan tâm động điện việc điều khiển động điện cách xác đạt kết mong muốn Do có nhiều ưu điểm kinh tế lẫn kỹ thuật nên động khơng động ngày sử dụng phổ biến kinh tế quốc dân đời sống hàng ngày Vì việc điều khiển động khơng đồng vấn đề quan trọng Dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp, em hồn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế chỉnh lưu cầu ba pha nối vào mạch roto động khơng đồng ba pha để điều chỉnh tốc độ” SVTH: Nguyễn Văn Nam -1- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn Mục Lục Trang Lời nói đầu 03 PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC Phân tích chọn mạch động lực .05 1.1 Sơ đồ mạch chỉnh lưu hình tia ba pha dùng Thysistor 05 1.1.1 Sơ đồ nguyên lý 05 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 06 1.1.3 Các công thức tính toán 07 1.2 Mạch chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng dùng Thysistor 08 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý 08 1.2.2 Điều kiện làm việc Thysistor 09 1.2.3 Tổng hợp điện áp 09 Tính chọn thiết bò 14 2.1 Ý nghóa việc tính chọn thiết bò 14 2.2 Tính chọn thiết bò mạch động lực 14 2.2.1 Tính chọn Thysistor 14 2.2.2 Tính chọn máy biến áp lực 16 2.3 Tính chọn thiết bò bảo vệ mạch động lực .17 2.3.1 Bảo vệ dòng điện .17 2.3.2 Bảo vệ áp Thysistor 18 2.3.3 Bảo vệ nhiệt 19 CHƯƠNG II : THIẾT KẾ MẠCH TẠO XUNG ĐIỀU KHIỂN 2.1 Phân tích chọn phương án thiết kế mạch điều khiển 21 2.2 Chọn phương án phát xung .21 2.3 Thiết kế mạch tạo xung 23 2.3.1 Khối đồng hoá phát xung cưa 24 2.3.2 Khối so sánh 27 2.3.3 Khối tạo xung phân chia xung 28 2.3.4 Sơ đồ tổng hợp kênh điều khiển 33 2.4 Thiết kế nguồn nuôi 35 2.5 Tính chọn mạch điều khiển .36 2.5.1 Tính chọn máy biến áp xung 36 2.5.2 Tính chọn Tranzitor, Điod, KĐTT 38 2.6 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn .40 SVTH: Nguyễn Văn Nam -2- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn PHẦN II : ỨNG DỤNG BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA VÀO MẠCH ROTOR ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Chương III : KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ TĨNH HỆ HỞ 3.1 Sơ đồ mạch động lực hệ điều chỉnh tốc độ động điện xoay chiều ba pha rotor dây quấn 43 3.2 Nguyên lý làm việc sơ đồ hệ truyền động nối cấp 44 3.3 Đặc tính tónh hệ 45 3.3.1 Xây dựng đặc tính tự nhiên 45 3.3.2 Đặc tính 48 3.3.2.1 Xây dựng đặc tính tónh hệ truyền động nối cấp .49 3.3.2.2 Đặc tính tónh động không đồng ba pha rotor dây quấn làm việc điều tốc nối cấp 54 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG VÀ KHẢO SÁT HỆ TRUYỀN ĐỘNG NỐI CẤP ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ 4.1 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ tự động ổn đònh tốc độ .60 4.2 Xây dựng sơ đồ cấu trúc hệ thống 61 4.2.1 Thành lập hàm truyền khâu 61 4.2.2 Sơ đồ cấu trúc 69 4.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện 70 4.4 Tổng hợp mạch vòng tốc độ 72 4.5 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc nối cấp 75 CHƯƠNG V: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG NỐI CẤP 5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch hệ thống truyền động nối cấp 76 5.2 Nguyên lý điều chỉnh tốc độ ổn đònh tốc độ 78 5.3 Tác dụng mạch vòng dòng điện 80 5.4 Khởi động động gián tiếp thông qua điện trở phụ .81 Kết Luận 82 Tài liệu tham khảo 83 SVTH: Nguyễn Văn Nam -3- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn PHẦN I THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA CHƯƠNG I PHÂN TÍCH VÀ CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC SVTH: Nguyễn Văn Nam -4- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  Phân tích chọn mạch động lực Trong kỹ thuật điện nhiều trường hợp yêu cầu phải biến đổi nguồn điện áp xoay chiều thành điện áp chiều điều chỉnh giá trò điện áp chiều đầu Để làm điều người ta có nhiều cách khác ví dụ như: dùng tổ hợp động máy phát, dùng biến đổi phần u ứng, dùng chỉnhualưu Nhưng n ub phổ ubiế u có hiệu suất cao c α d sử dụng sơ đồ chỉnh n T1 lưu bằTn2g dụTn3 g cụ bánTdẫ ωt a) Do yêu cầu thiết kế mạch chỉnh lưu cung cấp dòng điện chiều vào π 2π mạch ro to động điện không đồng ba pha dây quấn, để điều chỉnh i tốc độ nên taT1đi phân tích chọn mạch động lực sau: ωt Id b) + Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha dùng Thysistor iT2 ωt + Mạch c) 0chỉnh lưu cầu ba pha đối xứngIddùng Thysistor 1.1 Sơ đồ mạch iT3 chỉnh lưu hình tia ba pha dùng Thysistor I ωt 1.1.1 Sơd) đồ nguyê n lý d ia e) f) ωt ib ωt ic 1.1.2 Ngun g) 0lý hoạt động khái qt hình vẽωtvới giả thiết tải có điện cảm u lớn T1 h) uth uab uac ωt Ungmax= Hình 1.2 a Giản đồ dẫn dòng Thysistor b,c,d,e,f,g Dòng điện chạ-5y tải, cácLớ Thysistor, Thuậ cuận tsơ SVTH: Nguyễ n Văn Nam p: Điện Kỹ _K27 cấp máy biến áp h Điện áp đặt lên Thysistor Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn 1.1.3 Các công thức tính toán - Với: ua = 2U2 sin ωt ub = 2U2 sin(ωt − 2π ) uc = 2U2 sin(ωt − 4π ) - Điện áp chỉnh lưu trung bình tải α ≈ α Ud = 2π U2 cos 1,17U2.cos Trong U2 giá trò hiệu dụng điện áp bên thứ cấp MBA SVTH: Nguyễn Văn Nam -6- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn - Dòng điện trung bình qua Thysistor ITtb = Id - Điện áp thuận ngược lớn mà Thysistor phải chòu: UTthmax =UTngmax = U2 - Công suất tính toán: Sttba = π ( + ) UdId ≈ 1,355UdId - Điều kiện chọn linh kiện Thyristor: [UTthmax] > UTthmax = U2 [UTngmax] > UTngmax = U2 [IT] > ITtb = Id Nhận xét: Với sơ đồ chỉnh lưu hình tia pha dùng Thysistor có: Ưu điểm : - Sơ đồ cấu tạo đơn giản, điều khiển dễ dàng - Có thể áp dụng cần cung cấp cho động tải công suất lớn - Do số lượng Thysistor nên việc điều khiển đóng mở dễ dàng Nhược điểm: - Dòng qua Thysistor không liên tục, điện áp đặt lên Thysistor lớn - Chất lượng điện áp tải chưa tốt, hệ số công suất máy biến áp nhỏ, chế tạo máy biến áp động lực loại thứ cấp phải nối Y có dây trung tính lớn dây pha chòu dòng điện tải 1.2 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng dùng Thysistor 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý SVTH: Nguyễn Văn Nam -7- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  1.2.2 Điều kiện làm việc Thysistor Vì điện áp đặt lên chân Anot chân Katot Thysistor điện áp dây nên điều kiện để Thysistor làm việc là: + UAK = Udây > + Thời điểm xuất xung ωt ≥ α 1.2.3 Tổng hợp điện áp a Giản đồ dẫn dòng Thysistor trạng thái gửi xung ( α =600) u α α T1 α α T3 T1 T5 ωt T2 T6 T4 α α T6 T4 α α Hình 1.4 Giản đồ dẫn dòng Thysistor trạng thái gửi xung (=600) SVTH: Nguyễn Văn Nam -8- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn * Điều kiện làm việc cầu Cầu làm việc theo nguyên tắc gửi xung: xung gửi từ nhóm sang nhóm ngược lại: SVTH: Nguyễn Văn Nam -9- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  b Nguyên lý hoạt động cầu ba pha đối xứng dùng Thysistor ứng với α = 600 , tải điện cảm thể hình vẽ: u α ua T1 a) T4 ud ub ucb uab uc T3 T6 T5 T2 T1 T4 ωt T6 uac b) ωt id Id c) iT1 Id d) ωt iT2 Id e) ωt ωt ia f) ωt uT1 uth g) uab uac ωt Ungmax= Hình 1.6 a Giản đồ dẫn dòng Thysistor b Tổng hợp điện áp đặt lên tải c,d,e,f Dòng điện chạy tải, Thysistor, cuận sơ cấp máy biến áp g Điện áp đặt lên Thysistor SVTH: Nguyễn Văn Nam -10- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp kM =  Trường Đại Học Quy Nhơn = 78666,67 (0,15) 375 4,72 Vậy hàm truyền động không đồng là: WD ( p ) = k D 78666,67 = p p 4.2.2 Sơ đồ cấu trúc Từ sơ đồ khối hàm truyền ta có sơ đồ cấu trúc hệ tự động điều chỉnh sau: Ucd WRω(P) (-γn) WRi(P) WRT(P) WT(P) WD(P) -βI WβI(P) Wγn(P) Hình 2.10 Hệ thống điều tốc nối cấp điều khiển hai mạch vòng kín Trong đó: WRω(P): Hàm truyền khâu hiệu chỉnh tốc độ WRi(P): Hàm truyền khâu hiệu chỉnh dòng điện WT(P): Hàm truyền nghòch lưu Thysistor WRT(P): Hàm truyền mạch điện chiều trung gian WD(P): Hàm truyền động không đồng WβI(P): Hàm truyền khâu lấy tín hiệu dòng điện Wγn(P): Hàm truyền máy phát tốc 4.3 Tổng hợp mạch vòng dòng điện SVTH: Nguyễn Văn Nam -71- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 n Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn Mạch vòng dòng điện có tác dụng giữ cho dòng điện mạch roto trình làm việc không vượt giới hạn cho phép Từ sơ đồ cấu trúc ta có mạch vòng dòng điện: WT(P) WRi(P) (-βI) WRT(P) WβI(P) Hình 2.11 Sơ đồ cấu trúc ta có mạch vòng dòng điện Theo tiêu chuẩn modul tối ưu ta có: Hàm truyền hệ thống hở: WOI ( p ) = WRI ( p).WT ( p).WRT ( P ).Wβ I ( p) = F0tu ( p ) 1 Với F0tu ( p) = 2T p (1 + pT ) ∑ ∑ suy ra: WRI ( p ) = F0tu ( p ) WT ( p).WRT ( p).Wβ I ( p ) Ta có: WT ( p ).Wβ I ( p) = = kβ I kT + TT p + Tβ I p kT kβ I = kT k β I TT Tβ I p + (TT + Tβ I ) p + 1 + T∑ p (Vì TT Tβ I nhỏ nên ta bỏ qua hệ số bậc hai) với T∑ = TT + Tβ I Suy ra: SVTH: Nguyễn Văn Nam -72- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn 1 2T∑ p (1 + pT∑ ) T (1 + TRT p) WRI ( p ) = = RT kT kβ I k RT 2T∑ kT k β k RT TRT p (1 + T∑ p) (1 + TRT p ) Đặt: k RI = TRT 2T∑ kT k β k RT TRI = Tβ I Khâu hiệu chỉnh dòng điện khâu PI có hàm truyền: WRI = k RI + TRI p TRI p Với : k RI = TRT 0,4517 = = 13,1 −3 2T∑ kT k β k RT 2.(1,6.10 + 0,44.10−3 ).24,05.0,333.1,02 TRI = Tβ I = 0,4517 Như ta có hàm truyền khâu hiệu chỉnh dòng điện là: WRI = k RI + TRI p + 0,4517 p = 13,1 TRI p 0,4517 p R2 Khâu PI có dạng sau: R1 Với: C +Ucc Uv TRI = C.R1 = 0,4517 k RI = R2 = 13,1 R1 -Ucc Ur Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý khâu PI Chọn: R1= 10 k Ω R2 = k RI R1 = 13,1.10 = 131 k Ω C= TRI 0,4517 = = 451,7.10−6 F R1 10.10 SVTH: Nguyễn Văn Nam -73- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  4.4 Tổng hợp mạch vòng tốc độ Từ sơ đồ cấu trúc hệ thống ta có sơ đồ cấu trúc mạch vòng tốc độ sau: Ucd WôđI(P) WRω(P) WD(P) n (-γn) Wγn(P) Hình 2.13 Sơ đồ cấu trúc ta có mạch vòng tốc độ Trong : WodI ( p) hàm truyền ổn đònh mạch vòng dòng điện, nghiên cứu mục 4.3 tính sau: WodI ( p) = WRI ( p).WT ( p ).WRT ( p ) + WRI ( p).WT ( p).WRT ( p).Wβ I ( p) Với: WRI ( p ).WT ( p ).WRT ( p ) = k RI (TRI P + 1) kT k RT TRI P (1 + TT p) (TRT p + 1) Vì TRT = TRI nên: WRI ( p ).WT ( p ).WRT ( p) = k RI kT k RT k RI kT k RT k RI kT k RT = ≈ TRI P (1 + TT p ) TRI TT p + TRI p TRI p Do TRI TT nhỏ nên ta bỏ qua hệ số bậc hai WRI ( p ).WT ( p).WRT ( p).Wβ I ( p) = kβ I k k k k k RI kT k RT = RI T 2RT β I TRI p (Tβ I p + 1) TRI Tβ I p + TRI p TRI Tβ I nhỏ nên ta bỏ qua hệ số bậc hai WRI ( p ).WT ( p ).WRT ( p).Wβ I ( p ) = SVTH: Nguyễn Văn Nam k RI kT k RT k β I -74- TRI p Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn Nên: k RI kT k RT k RI kT k RT TRI p WodI ( p) = = k k k k TRI p + k RI kT k RT k β I + RI T RT β I TRI p = kβ I TRI k RI kT k RT k β I kod p + Tod p + = Theo tiêu chuẩn modul tối ưu ta có: Who ( p) = WRω ( p).WodI ( p).WD ( p).Wγ n ( p) = Fotu ( p) Với F0tu ( p) = 1 2T∑ p (1 + pT∑ ) Suy ra: WRω ( p) = Fotu ( p) WodI ( p).WD ( p).Wγ n ( p ) Ta có: WodI ( p).WD ( p ).Wγ n ( p) = k kod k M kγ n kod k M γn = Tod p + p Tγ n p + p.((Tod + Tγ n ) p + 1) k = p (T p + 1) ∑ 1 2T p (1 + pT∑ ) WRω ( p) = ∑ = = k Rω k 2T∑ k p(T∑ p + 1) Vậy khâu hiệu chỉnh tốc độ khâu P Với: T∑ = Tγ n + TRI 0,4517 = 0,5.10−3 + = 4,72.10 −3 s kod k M kγ n k β I 13,1.24,05.1,02.0,333 SVTH: Nguyễn Văn Nam -75- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp k = kod kM kγ n = Vậy k Rω =  Trường Đại Học Quy Nhơn 1 k M kγ n = 0,1.78666,67 = 23623,62 kβ I 0,333 1 1 = = 4,48.10−3 −3 2T∑ k 2.4,72.10 23623,62 Ta có sơ đồ khâu P sau: R2 R1 +Ucc Uv Ur -Ucc Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý khâu P Ta có: k Rω = R2 = 4,48.10−3 R1 Chọn R1 = 100 kΩ suy R1 = 448 Ω SVTH: Nguyễn Văn Nam -76- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn 4.5 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc nối cấp Từ sơ đồ khối hàm truyền khâu hệ thống tính ta biểu diễn sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc nối cấp sau: Ucd ( − γ n) WRω ( p) = 4,48.10− WRT ( p) = 13,1 78666,67 n 1,02 24,05 0,4517 p + WD ( p) = W ( p ) = WT ( p) = RT p 0,4517 p + 1,66.10− p + 0,4517 p (− β I ) Wβ I ( p) = 0,333 0,4.10− p + Wγ n ( p) = 0,1 0,5.10− p + Hình 2.15 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc nối cấp SVTH: Nguyễn Văn Nam -77- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn CHƯƠNG V SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG NỐI CẤP 5.1 Sơ đồ nguyên lý mạch hệ thống truyền động nối cấp Từ sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu cầu ba pha ta nghiên cứu phần I ứng dụng chỉnh lưu cầu ba pha vào mạch roto động điện không đồng ba pha phần II Cùng với điều chỉch tính toán ta có sơ đồ nguyên lý hệ thống truyền động nối cấp : SVTH: Nguyễn Văn Nam -78- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Nam  Trường Đại Học Quy Nhơn -79- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn 5.2 Nguyên lý điều chỉnh tốc độ ổn đònh tốc độ Điện áp đầu vào IC1 mạch vòng tốc độ là: UVIC1 = Ucd − γ n (1) Điến áp đầu IC1 mạch vòng tốc độ là: UrIC1 = k1UVIC1 (2) Điện áp đầu vào IC2 mạch vòng dòng điện là: UVIC = UVIC1 − β I (3) Điện áp đầu IC2 mạch vòng dòng điện là: UrIC = k2UVIC (4) a Điều chỉnh tốc độ: Khi thay đổi điện áp chủ đạo Ucđ, giả sử ta tăng Ucđ Theo phương trình (1) ta có điện áp đầu vào IC tăng > điện áp đầu IC1 tăng Từ phương trình (3) suy điện áp đầu vào IC tăng Theo phương trình (4) suy điện áp đầu IC2 tăng Mà điện áp đầu IC2 điện áp điều khiển đó: UrIC tăng Udk tăng Theo phương trình: K.s.E20 = K.U2T.cosβ + Id.R Khi Udk tăng β tăng làm cho cosβ giảm K.U2T.cosβ giảm, mà ứng với momen cản không đổi Id không đổi nên Id.R không đổi Suy K.s.E20 giảm, K.E20 không đổi s giảm Vì s = n0 − n nên s giảm tốc độ n tăng lên n0 Ngược lại giảm Ucđ lý luận tương tự ta tốc độ giảm SVTH: Nguyễn Văn Nam -80- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn Hay nói cách khác ta điều chỉnh U cđ ta thay đổi tốc độ động b Ổn đònh tốc độ Ứng với điện áp đặt trước điện áp chủ đạo ta có tốc độ đặt là: n Trong trình làm việc phụ tải dao động, lúc tốc độ động thay đổi dẫn đến tín hiệu phản hồi âm tốc độ γ n thay đổi Theo phương trình (1) ta có điện áp đầu vào IC thay đổi > điện áp đầu IC thay đổi, theo phương trình (3) suy điện áp đầu vào IC thay đổi > điện áp đầu IC2 thay đổi Mà điện áp đầu IC điện áp điều khiển Udk thay đổi > β thay đổi > cosβ thay đổi Theo phương trình: K.s.E20 = K.U2T.cosβ + Id.R Suy K.U2T.cosβ thay đổi Do lượng Id.R thay đổi nhỏ nên coi I d.R không đổi Do K.s.E20 thay đổi > s thay đổi > tốc độ n thay đổi Ví dụ: Khi phụ tải tăng làm cho tốc độ động giảm xuống > γ n giảm Theo phương trình (1) ta có điện áp đầu vào IC tăng > điện áp đầu IC1 tăng, theo phương trình (3) suy điện áp đầu vào IC tăng > điện áp đầu IC2 tăng > Udk tăng > β tăng > cosβ giảm Theo phương trình: K.s.E20 = K.U2T.cosβ + Id.R Suy K.U2T.cosβ giảm Do lượng Id.R thay đổi nhỏ nên coi I d.R không đổi Do K.s.E20 giảm > s giảm > tốc độ tăng lên tốc độ ban đầu Khi phụ tải giảm làm cho tốc độ động tăng lên, lý luận tương tự thông qua mạch vòng điều chỉnh làm cho tốc độ giảm xuống tốc độ ban đầu SVTH: Nguyễn Văn Nam -81- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  5.3 Tác dụng mạch vòng dòng điện Từ sơ đồ hệ thống ta chỉnh đònh để có đặc tính tónh hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín sau: n v/p A E B C It Lúc dòng điện mạch làm việc từ : I(A) Id < I ≤ Id Id = (2,2 ÷ 2,5)Iđm: dòng điện tải lớn Đoạn AB: Đoạn đặc tính làm việc động mà hai mạch vòng tham gia vào ổn đònh tốc độ ổn đònh dòng điện Đoạn BC: Đoạn đặc tính làm việc động mà có mạch vòng dòng điện tham gia vào trình điều khiển a Hạn chế dòng điện khởi động Khi khởi động tốc độ động tăng từ đến tốc độ bão hoà (n bh) > mạch vòng tốc độ bão hoà, lúc có mạch vòng dòng điện làm việc Vì mạch vòng dòng điện khâu điều chỉnh khâu PI nên ta có sai lệch tónh > đặc tính làm viêc thẳng đứng đoạn CB, tốc độ động tăng lên dòng điện làm việc I = Id Khi tốc độ động tăng : n > n bh Đặc tính làm việc đoạn BA lúc hai mạch vòng tham gia vào điều khiển SVTH: Nguyễn Văn Nam -82- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn b Hạn chế dòng điện tải làm việc Động làm việc điểm E , dòng điện làm việc tương ứng với I t Khi tải dòng điện làm việc tăng dần Khi I = I d tốc độ động giảm xuống n = nbh mạch vòng tốc bão hoà nên không tham gia vào điều khiển Lúc có mạch vòng dòng điện làm việc đặc tính làm việc động đoạn BC Khi động tiếp tục làm việc tốc độ giảm xuống 0, dòng điện làm việc tăng thiết bò bảo vệ tự động cắt động khỏi lưới c Làm việc đoạn đặc tính BA Khi động làm việc đoạn BA mạch vòng dòng điện có tác dụng ổn đònh dòng điện giữ cho momen động không thay đổi thắng momen cản 5.4 Khởi động động gián tiếp thông qua điện trở phụ Ngoài cách khởi động động trực tiếp ta khởi động động gián tiếp thông qua điện trở khởi động R kđ Ta khởi động động từ tốc độ n=0 đến n=nbh điên trở khởi động, tốc độ động đạt đến tốc độ bão hòa ta bắt đầu đưa điều chỉnh tốc độ vào làm việc đồng thời ta cắt điện trở khởi động khỏi lưới điện Khi khởi động động ta đóng aptomat (ATM) trước sau đóng tiếp điểm K3 , K1 động khởi động điện trở khởi động Khi động đạt đến tốc độ bão hòa ta bắt đầu cắt K đồng thời đóng K2 đưa điều chỉnh tốc độ vào làm việc SVTH: Nguyễn Văn Nam -83- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn KẾT LUẬN Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS-TS Võ Quang Lạp, đến em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Qua tập đồ án giúp em nắm kiến thức học để giải vấn đề công tác thiết kế môn điện tử công suất ứng dụng cho ngành tự động hoá Đồ án nêu lên ứng dụng nguồn chỉnh lưu cầu ba pha việc điều khiển động tốc độ điện không đồng xoay chiều ba pha rotor dây quấn cách dễ dàng Tuy nhiên thực tế khoa học kỹ thuật ngày phát triển kỹ thuật điều khiển tự động hoá truyền động điều khiển số đồng hành phát triển Nó thay hệ truyền động tương tự, hệ tương tự cồng kềnh tính ổn đònh hệ thống chưa cao, hiệu suật hệ thống thiết bò thấp Do truyền động điều khiển số dần thay truyền động điều khiển khác để có hệ thống có chất lượng hiệu suất cao Với kiến thức, tài liệu thời gian hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót Kính mong giúp đỡ, bảo thầy cô giáo đồ án em ngày hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Võ Quang Lạp, thầy cô giáo khoa Kỹ Thuật Công Nghệ giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Nam -84- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp  Trường Đại Học Quy Nhơn TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Võ Quang Lạp ThS Trần Xuân Minh Kỹ thuật biến đổi Chủ biên: Trần Bá Thời – ĐHCN Thượng Hải (TQ) Người dòch: TS.Trần Thọ – ĐHKTCN Thái Nguyên Hiệu đính: PGS.TS Võ Quang Lạp - ĐHKTCN Thái Nguyên Điều khiển tự động truyền động điện Nguyễn Bính– ĐHBK Hà Nội Điện tử công suất Nguyễn Minh Chính – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Điện tử công suất Bùi Quốc Khánh Nguyễn Văn Liễn Nguyễn Thò Hiền Cơ sở truyền động điện tự động Phạm Công Ngô Lý thuyết điều khiển tự động Trần Văn Thònh Tính toán thiết kế thiết bò điện điện tử công suất Tô Đăng Nguyễn Xuân Phú Sử dụng sửa chữa khí cụ điện hạ SVTH: Nguyễn Văn Nam -85- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 [...]... lớn Kết luận Vì yêu cầu đưa nguồn điện một chiều vào mạch roto của động cơ ba pha rotor dây quấn để điều chỉnh tốc độ nên ta chọn mạch chỉnh lưu cầu ba pha dùng 6 Thysistor để nghiên cứu Việc lựa chọn này có nhiều ưu điểm như: + Chất lượng điện áp ra rất cao (trong một chu kỳ của điện áp nguồn có 6 lần xung dập mạch của điện áp chỉnh lưu) + Mạch không có dây trung tính thuận tiện cho việc đấu vào mạch. .. đồ án ta sử dụng hai loại IC là IC7815 và IC7915 để tạo điện áp ± 15V Nguồn nuôi dùng biến áp hạ áp từ lưới điện xoay chiều xuống điện áp cần thiết rồi chỉnh lưu thành điện áp một chiều nhờ bộ điều chỉnh cầu ba pha dùng diod Sơ đồ nguyên lý của bộ nguồn: 1.22 Trong đó: + Biến áp dùng để tạo ra điện áp xoay chiều cần thiết cho cầu chỉnh lưu + Cầu chỉnh lưu cho ra điện áp một chiều đối xứng lấy ra trên... đây: + Cách li điện áp với mạch điện áp điều khiển để đảm bảo an toàn cho người và thiết bò Biến áp ở đây là biến áp đồng bộ hoá + Điện áp ra dễ chỉnh đònh thoả mãn yêu cầu, phía thứ cấp đưa vào mạch điều khiển từ 9 ÷ 12 V * XRC: Tín hiệu đồng bộ hoá này đưa sang khối 2 đưa ra điện áp tựa và dưới dạng điện áp răng cưa Điện áp răng cưa thoả mãn yêu cầu điều khiển: + Phạm vi góc điều khiển α phải thoả mãn... là góc mở α có phạm vi điều chỉnh hẹp vì ngưỡng mở của UJT phụ thuộc vào điện áp nguồn nuôi Mặt khác, trong một chu kỳ điện áp điện áp lưới mạch thường đưa ra nhiều xung điều khiển nên gây tổn thất phụ trong mạch điều khiển Kết luận: Dựa vào những phân tích ở trên, để phát xung điều khiển cho các Thysistor trong bộ chỉnh lưu ta dùng hệ thống điều khiển theo nguyên tắc khống chế pha đứng SVTH: Nguyễn... hình thang (4) Xung tam giác 4 Các thông số đặc trưng của xung: tx Độ rộng xung U Biên độ xung dU dt Độ dốc sườn xung trước 2.2 Chọn phương án phát xung Trong thực tế với hệ thống tự động cao các mạch điều khiển được thiết kế theo ba nguyên tắc sau: + Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc pha đứng: Hệ thống này tạo ra các xung điều khiển nhờ việc so sánh giữa tín hiệu điện áp tựa hình SVTH: Nguyễn... Khối đồng bộ hoá và phát xung răng cưa Để thực hiện chức năng đồng bộ hóa, ta có thể sử dụng mạch phân áp bằng điện trở hay kết hợp điện dung, điện cảm Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là không cách ly với điện áp cao của mạch động lực Do vậy phương pháp này ít dùng Phương pháp phổ biến hiện nay là sử dụng máy biến áp đồng bộ trong đó cuộn sơ cấp nối với lưới điên, cuộn thứ cấp cho điện áp đồng. .. đối lưu quạt gió dọc các khe của cánh tản nhiệt Hình 1.9 Cánh tản nhiệt của Thysistor CHƯƠNG II SVTH: Nguyễn Văn Nam -20- Lớp: Điện Kỹ Thuật_K27 Đồ n Tốt Nghiệp Trường Đại Học Quy Nhơn  THIẾT KẾ MẠCH TẠO XUNG ĐIỀU KHIỂN 2.1 Phân tích và chọn phương án thiết kế mạch điều khiển Để các Thysistor làm việc thì ngoài điều kiện U AK > 0 còn phải có xung điều khiển đặt vào cực điều khiển của Thysistor Để. .. điện áp giữa mạch động lực và mạch điều khiển + Bên thứ cấp dùng nhiều cuộn dây, có thể nối đến các thysistor dễ dàng không gây ra ngắn mạch và đảo cực tính cũng rất dễ dàng Trong thực tế khi thiết kế và lắp ráp mạch thì khối 1 và khối 2 đi kèm nhau, khối 4 và khối 5 đi kèm nhau Từ 5 khối này ta gộp thành 3 khối sau: u1 ĐBH FXRC SS TX kt k Hình 1.11 Sơ đồ khối mạch phát xung 1: khối đồng bộ hoá phát... UTngmax = 6 U2 - Cơng suất tính tốn: Sttba = π UdId = 1,05UdId 3 - Điều kiện chọn linh kiện Thyristor: [UTthmax] > UTthmax = 6 U2 [UTngmax] > UTngmax = 6 U2 [IT] > ITtb = Id 3 Nhận xét: Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha giá trò điện áp lấy ra chất lượng tốt, trong môt chu kỳ của điện áp xoay chiều có 6 xung đập mạch nên q=6, điện áp chỉnh lưu do vậy ở sơ đồ này hệ số lặp rất cao, phạm vi điều chỉnh rộng Sơ đồ... khiển Do đó hệ thống này được sử dụng rộng rãi + Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang: Phương pháp này có ưu điểm là mạch phát xung điều khiển đơn giản, nhưng có nhược điểm là phạm vi điều chỉnh góc không rộng Rất nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp nguồn và khó tổng hợp tín hiệu điều khiển + Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng điod hai cực gốc (UJT-tranzitor một tiếp giáp):