Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu 1 pha điều khiển động cơ điện 1 chiều

Cơ sở lý thuyết chung về động cơ điện một chiều 1.1 Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều: Như ta đã biết máy phát điện một chiều có thể dùng làm máy phát điện hoặc động cơ điện. Động cơ điện một chiều là thiết bị quay biến đổi điện năng thành cơ năng. Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Động cơ điện một chiều được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và giao thông vận tải. Động cơ điện một chiều gồm những loại sau đây: Động cơ điện một chiều kích từ song song Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp 1.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều gồm có 2 phần :Phần tĩnh (stator) và phần động (rôtor) 1.2.1. Phần tĩnh (stator) Gồm các phần chính sau: a. Cực từ chính: Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện. Cực từ được gắn chặt vào vỏ nhờ các bulong. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện. b. Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều c. Gông từ: Dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy. d. Các bộ phận khác Nắp máy Cơ cấu chổi than.

KHOA IN - IN T N MễN HC TRNG HSP K THUT HNG YấN VIT NAM Khoa in - in T o0o *** CNG HO X HI NGHA c Lp - T Do - Hnh Phỳc N MễN HC Nhúm sinh viờn thc hin: Khoỏ hc Nghnh o to Nguyn c Trng 2.Dng Minh Tun Dng Thanh Tựng : 2009 2013 : T ng Húa Tờn ti: Thit k ch to b ngun chnh lu cụng sut mt pha iu khin ng c S liu cho trc: Cỏc ti liu, giỏo trỡnh chuyờn mụn Trang thit b, mỏy múc ti Xng thc Ni dung cn hon thnh: C s ca vit tớnh toỏn thit k b chnh lu cụng sut mt pha Tớnh toỏn thit k v ch to b chnh lu cụng sut mt pha iu chnh in ỏp cho ng c in mt chiu cú cỏc thụng s: Sn phm ca ti m bo yờu cu sau: + Cú bo v quỏ dũng + Cú s dng thit b o dũng in + Sn phm ca ti m bo cỏc yờu cu v m thut v k thut 4.Quyển thuyết minh vẽ mô tả đầy đủ nội dung đề tài GIO VIấN HNG DN: THNH HIU Ngy giao : Ngy hon thnh: Ngy Thỏng nm 200 CH TCH HI NG GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Li núi u Ngy nay, in t cụng sut ó v ang úng vai trũ rt quan trng quỏ trỡnh cụng nghip hoỏ t nc S ng dng ca in t cụng sut cỏc h thng truyn ng in l rt ln bi s nh gn ca cỏc phn t bỏn dn v vic d dng t ng hoỏ cho cỏc quỏ trỡnh sn xut Cỏc h thng truyn ng iu khin b in t cụng sut em li hiu sut cao Kớch thc, din tớch lp t gim i rt nhiu so vi cỏc h truyn ng thụng thng nh: Khuch i t, mỏy phỏt - ng c Xut phỏt t yờu cu thc t ú, ni dung mụn hc in t cụng sut chỳng em ó c giao thc hin ti: Thit k b ngun chnh lu pha iu khin ng c in chiu Vi s hng dn ca Thnh Hiu , chỳng em ó tin hnh nghiờn cu v thit k ti Trong quỏ trỡnh thc hin ti kh nng v kin thc thc t cú hn nờn khụng th trỏnh sai sút kớnh mong thy cụ úng gúp ý kin ti hon thin hn Chỳng em xin trõn thnh cm n ! Nhúm Sinh Viờn Thc Hin: Nguyn c Trng Dng Thanh Tựng Dng Minh Tun GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC PHN I: C s lý thuyt chung v ng c in mt chiu 1.1 Gii thiu chung v ng c in chiu: Nh ta ó bit mỏy phỏt in mt chiu cú th dựng lm mỏy phỏt in hoc ng c in ng c in mt chiu l thit b quay bin i in nng thnh c nng Nguyờn lý lm vic da trờn hin tng cm ng in t ng c in mt chiu c s dng rt rng rói cụng nghip v giao thụng ti ng c in mt chiu gm nhng loi sau õy: - 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 1.2 Cu to ng c in mt chiu ng c in mt chiu gm cú phn :Phn tnh (stator) v phn ng (rụtor) 1.2.1 Phn tnh (stator) Gm cỏc phn chớnh sau: a Cc t chớnh: Cc t chớnh l b phn sinh t trng gm cú lừi st cc t v dõy qun kớch t lng ngoi lừi st cc t Lừi st cc t lm bng nhng lỏ thộp k thut in Cc t c gn cht vo v nh cỏc bulong Dõy qun kớch t c qun bng dõy ng bc cỏch in b Cc t ph: Cc t ph t gia cỏc cc t chớnh v dựng ci thin i chiu c Gụng t: Dựng lm mch t ni lin cỏc cc t ng thi lm v mỏy d Cỏc b phn khỏc - Np mỏy - C cu chi than 1.2.2 Phn quay (rotor) Gm cỏc b phn sau: a Lừi st phn ng: Lừi st phn ng dựng dn t thụng thng dựng nhng lỏ thộp k thut in dy 0,5 mm ph cỏch in hai u ri ộp cht li Trờn lỏ thộp cú dp hỡnh dng rónh sau ộp li thỡ t dõy qun vo b Dõy qun phn ng: GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Dõy qun phn ng l phn sinh s.. v cú dũng in chy qua Thng lm bng dõy ng cú bc cỏch in.Trong mỏy in nh thng dựng dõy cú tit din trũn, mỏy in va v ln thng dựng dõy tit din hỡnh ch nht Dõy qun c cỏch in vi rónh ca lừi thộp c C gúp: C gúp hay cũn gi l vnh gúp hay vnh i chiu dựng i chiu dũng in xoay chiu thnh mt chiu c gúp gm cú nhiu phin ng hỡnh uụi nhn cỏch in vi bng lp mica dy 0,4 n 1,2 mm v hp thnh mt hỡnh tr trũn uụi vnh gúp cú cao hn lờn mt ớt hn cỏc u dõy ca cỏc phn t dõy qun vo cỏc phin gúp c d dng d Cỏc b phn khỏc: - Cỏnh qut: Dựng qut giú lm ngui mỏy - Trc mỏy: Trờn ú t lừi st phn ng, c gúp, cỏnh qut v bi Trc mỏy thng lm bng thộp Cacbon tt 1.3 Nguyờn lý lm vic ca ng c in mt chiu: b A Fđt + n I a I c F B đt d Hỡnh 1:S nguyờn lý lm vic ca ng c in chiu - Khi cho in ỏp chiu U t vo chi than A v B dõy qun phn ng cú dũng in I cỏc dn ab, cd cú dũng in nm t trng s chu lc in t Ft tỏc dng lm cho rotor quay, chiu lc t c xỏc nh theo quy tc bn tay trỏi Khi phn ng quay c na vũng v trớ cỏc dn ab, cd i ch cú phin gúp i chiu dũng in gi cho chiu lc tỏc dng khụng i m bo ng c cú chiu quay khụng i Khi ng c quay cỏc dn ct t trng s cm ng sc in ng E chiu ca s.. xỏc nh theo quy tc bn tay phi ng c in mt chiu sc in ng E ngc chiu vi dũng in I nờn E cũn gi l sc phn in ng Phng trỡnh cõn bng in ỏp: U= E+R.I Trong ú: R: in tr phn ng GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC I: dũng in phn ng E: sc in ng Theo yờu cu ca bi ta xột h iu chnh tc ng c iờn mt chiu kớch r c lp ng c in mt chiu kớch t c lp cú dũng in kớch t khụng ph thuc vo dũng in phn ng ngha l t thụng ca ng c khụng ph thuc vo ph ti m ch ph thuc vo in ỏp v in tr mch kớch t + - U I E KT IKT UKT Hỡnh2 : S ni dõy+ng c in chiu -kớch t c lp 1.4 Phng trỡnh c tớnh c ca ng c in kớch t c lp c tớnh c l quan h gia tc quay v mụmen (M) ca ng c ng vi ch nh mc (in ỏp, tn s, t thụng ) ng c hnh ch nh mc vi c tớnh c t nhiờn (Mm , wm) c tớnh c nhõn to ca ng c l c tớnh ta thay i cỏc thụng s ngun hay ni thờm in tr ph, in khỏng vo ng c ỏnh giỏ, so sỏnh cỏc c tớnh c ngi ta a khỏi nim cng c tớnh c = c tớnh nh sau M ln (c tớnh c cng) tc thay i ớt M thay i nh (c tớnh c mm) tc gim nhiu M tng c tớnh c tuyt i cng Uư lý: 1.4.1.+ S nguyờn + Eư CKT Rf RKT GVHD: THNH HIU Eư - Uư Rf SVTH: IKTNHểM SV _TK7.1 CKT RKT KHOA IN - IN T N MễN HC Hỡnh 3: S nguyờn lý ng c in chiu Khi ngun in chiu cú cụng sut ln v in ỏp khụng i thỡ mch kớch t thng mc song song vi mch phn ng Khi ngun in mt chiu cú cụng sut khụng ln thỡ mch in phn ng v mch kớch t mc vo ngun mt chiu c lp 1.4.2 Phng trỡnh c tớnh c: Trng hp Rf= 0: U= E + I.R (1) Trong ú; E= Ke .n (2) Ke = p.n 60a : h s sc in ng ca ng c a: s mch nhỏnh song song ca cun dõy p.n a K= : h s cu to ca ng c : tc gúc tớnh bng rad/s p: s ụi cc chớnh N: s dn tỏc dng ca cun dõy phn ng Th (2) vo (1) ta cú: = Uu R u Iu K K (3) Uu R u Iu K e K e Hoc: n= (4) Phng trỡnh (4) biu din mi quan h n= f(I) gi l phng trỡnh c tớnh c in Mt khỏc: M= M= K..I (5): l mụmen in t ca ng c Uu Ru M K e K e K Suy ra: n= kớch t c lp GVHD: THNH HIU l phng trỡnh c tớnh c ca ng c in chiu SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T Hoc: Uu Ru M K ( K ) N MễN HC = = ú: : tc khụng ti lý tng : st tc 1.4.3.nh hng ca cỏc thụng s ti tc ng c: T phng trỡnh c tớnh c: U u Ru + R f M K ( K ) = ta nhn thy mun thay i tc ta cú th thay i , Rf , U Trng hp Rf thay i (U= Um= const; = m= const): M = ( K dm ) Ru + R f cng c tớnh c: = gim Nu Rf cng ln thỡ tụcf ng c cng gim ng thi dũng ngn mch v mụmen ngn mch cng gim Cho nờn ngi ta thng s dng phng phỏp ny hn ch dũng v iu chnh tc ng c phớa di tc c bn Trng hp thay i U< Um = U K M = ( K ) = Ru Tc khụng ti gim cng c tớnh c = const Khi thay i in ỏp ta thu c h cỏc ng c tớnh song song Phng phỏp ny c s dng iu chnh tc ng c v hn ch dũng ng nh hng ca t thụng: Mun thay i = ta thay i dũng kớch t Ikt ú tc khụng ti cng c tớnh c: M = = ( K ) Ru U dm K tng gim 1.5 Cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c in mt chiu kớch t c lp: 1.5.1 Khỏi nim chung: 1.5.1.1 nh ngha: GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC iu chnh tc ng c l dựng cỏc bin phỏp nhõn to thay i cỏc thụng s ngun nh in ỏp hay cỏc thụng s mch nh in tr ph, thay i t thụng T ú to cỏc c tớnh c mi cú nhng tc lm vic mi phự hp vi yờu cu Cú hai phng phỏp iu chnh tc ng c: Bin i cỏc thụng s ca b phn c khớ tc l bin i t s truyn chuyn tip t trc ng c n c cu mỏy sn sut Bin i tc gúc ca ng c in Phng phỏp ny lm gim tớnh phc ca c cu v ci thin c c tớnh iu chnh Vỡ vy, ta kho sỏt s iu chnh tc theo phng phỏp th hai Ngoi cn phõn bit iu chnh tc vi s t ng thay i tc ph ti thay i ca ng c in V phng din iu chnh tc , ng c in mt chiu cú nhiu u vit hn so vi cỏc loi ng c khỏc Khụng nhng nú cú kh nng iu chnh tc d dng m cu trỳc mch ng lc, mch iu khin n gin hn, ng thi li t cht lng iu chnh cao dóy iu chnh tc rng 1.5.1.2 Cỏc ch tiờu k thut ỏnh giỏ h thng iu chnh tc : Khi iu chnh tc ca h thng truyn ng in ta cn chỳ ý v cn c vo cỏc ch tiờu sau õy ỏnh giỏ cht lng ca h thng truyn ng in: a Hng iu chnh tc : Hng iu chnh tc l ta cú th iu chnh cú c tc ln hn hay hn so vi tc c bn l tc lm vic ca ng c in trờn ng c tớnh c t nhiờn b.Phm vi iu chnh tc (dóy iu chnh): Phm vi iu chnh tc D l t s gia tc ln nht n max v tc nht nmin m ngi ta cú th iu chnh c ti giỏ tr ph ti l nh mc: D = nmax/nmin Trong ú: - nmax: c gii hn bi bn c hc - nmin: c gii hn bi phm vi cho phộp ca ng c, thụng thng ngi ta chn nmin lm n v Phm vi iu chnh cng ln thỡ cng tt v ph thuc vo yờu cu ca tng h thng, kh nng tng phng phỏp iu chnh c cng ca c tớnh c iu chnh tc : GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC cng: = M/n Khi cng ln tc M cng ln v n nh ngha l n nh tc cng ln ph ti thay i nhiu Phng phỏp iu chnh tc tt nht l phng phỏp m gi nguyờn hoc nõng cao cng ca ng c tớnh c Hay núi cỏch khỏc cng ln thỡ cng tt d bng phng hay liờn tc iu chnh tc : Trong phm vi iu chnh tc , cú nhiu cp tc liờn tc iu chnh tc c ỏnh giỏ bng t s gia hai cp tc k nhau: = ni ni +1 Trong ú: ni : Tc iu chnh cp th i ni + 1: Tc iu chnh cp th ( i + ) Vi ni v ni + u ly ti mt giỏ tr moment no ú tin cng gn cng tt, phng phỏp iu chnh tc cng liờn tc Lỳc ny hai cp tc bng nhau, khụng cú nhy cp hay cũn gi l iu chnh tc vụ cp : H thng iu chnh cú cp e Tn tht nng lng iu chnh tc : H thng truyn ng in cú cht lng cao l mt h thng cú hiu sut lm vic ca ng c l cao nht tn hao nng lng Pph mc thp nht f Tớnh kinh t ca h thng iu chnh tc : H thng iu chnh tc truyn ng in cú tớnh kinh t cao nht l mt h thng iu chnh phi tha ti a cỏc yờu cu k thut ca h thng ng thi h thng phi cú giỏ thnh thp nht, chi phớ bo qun hnh thp nht, s dng thit b ph thụng nht v cỏc thit b mỏy múc cú th lp rỏp ln cho 1.5.2 iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp phn ng: i vi cỏc mỏy in mt chiu, gi t thụng khụng i v iu chnh in ỏp trờn mch phn ng thỡ dũng in, moment s khụng thay i trỏnh nhng bin ng ln v gia tc v lc ng h iu chnh nờn phng phỏp iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp trờn mch phn ng thng c ỏp dng cho ng c mt chiu kớch t c lp iu chnh in ỏp t vo phn ng ng c, ta dựng cỏc b ngun iu ỏp nh: mỏy phỏt in mt chiu, cỏc b bin i van hoc khuch i t Cỏc b bin GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC i trờn dựng bin dũng xoay chiu ca li in thnh dũng mt chiu v iu chnh giỏ tr sc in ng ca nú cho phự hp theo yờu cu n= Ru + R f U M KE KE KM Phng trỡnh c tớnh c ca ng c in mt chiu kớch t c lp: dM KE KM = = dn Ru + R f Ta cú tc khụng ti lý tng: n = Um/KEm cng ca ng c tớnh c: Khi thay i in ỏp t lờn phn ng ca ng c thỡ tc khụng ti lý tng s thay i nhng cng ca ng c tớnh c thỡ khụng thay i Nh vy: Khi ta thay i in ỏp thỡ cng ca ng c tớnh c khụng thay i H c tớnh c l nhng ng thng song song vi ng c tớnh c t nhiờn: n n0 ncb n1 n2 n3 TN ( Um ) U1 U2 U3 MC Um > U1 > U2 > U3 ncb > n1 > n2 > n3 M Hỡnh 4: H c tớnh c thay i in ỏp t vo phn ng ng c Phng phỏp iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp phn ng thc cht l gim ỏp v cho nhng tc nh hn tc c bn n cb ng thi iu chnh nhy cp hay liờn tc tựy thuc vo b ngun cú in ỏp thay i mt cỏch liờn tc v ngc li Theo lý thuyt thỡ phm vi iu chnh D = Nhng thc t ng c in mt chiu kớch t c lp nu khụng cú bin phỏp c bit ch lm vic phm vi cho phộp: Umincp = U m 10 ngha l phm vi iu chnh: D = ncb/nmin = 10/1 Nu in ỏp phn ng U < U mincp thỡ phn ng phn ng s lm cho tc ng c khụng n nh GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC d.Dng súng dũng in: GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC e.Cỏc thụng s ca TCA 785: Thụng s Dũng tiờu th in ỏp vo iu khin , chõn 11tr khỏng vo Mch to rng ca Dũng np t Biờn rng ca in tr mch np Thi gian sn ngn ca xung rng ca Tớn hiu cm vo, chõn Cm Cho phộp rng xung ra, chõn 13 Xung hp Xung rng Xung chõn 14,15 in ỏp mc cao in ỏp mc thp rng xung hp rng xung rng in ỏp iu khin in ỏp chun Gúc iu khin ng vi in ỏp chun GVHD: THNH HIU IS V11 R11 I10 V10 R9 tP V6I V6H Giỏ tr Giỏ tr tiờu biu(F= 50 HZ VS=5V) 4,5 6,5 0,2 15 Giỏ max tr n v 10 V10 MAX MA V k 10 1000 VS-2 300 A V K Ms 3.3 3.3 2.5 V V 80 V13 H 3.5 2.5 3.5 2.5 V V V14/V 15 V14/V 15 tP Vs-13 0.3 20 530 VS-2.5 0.8 30 620 VS 1.0 40 760 V V s s/n F VREF rsef 2.8 3.1 2x10-4 3.4 5x10-4 V 1/K SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Tớnh toỏn cỏc phn t bờn ngoi T rng ca: C10 500pF (min) F (max) V11.R9 C10 Vref K Thi im phỏt xung: tTr = Vref K Dũng np t: I10 = R9 Vref K t R9 C10 in ỏp trờn t: V10 = TCA 785 hóng SIEMEN ch to c s dng iu khin cỏc thit b chnh lu, thit b chnh dũng in ỏp xoay chiu Cú th iu chnh gúc t 00 n 1800 in Thụng s ch yu ca TCA l: - in ỏp ngun nuụi: US= 15V - Dũng in tiờu th: IS= 10mA - in ỏp ra: I= 50mA - in ỏp rng ca: URC max= (US- 2) V ữ in tr mch to in ỏp rng ca: R9= (20 500) k ữ in ỏp iu khin: U11 = - 0,5 (US 2) V Dũng in ng b: IS = 200 ( A) T in: C10 = 0,5 ( F) Tn s xung ra: ữ f = (10 500) Hz 3.5.2 Nguyờn lớ lm vic ca TCA 785: TCA 785 l mt 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 v to xung Ngun nuụi qua chõn 16 Tớn hiu ng b cly qua chõn s v s Tớn hiu iu khin c a vo chõn 11 Mt b nhn bit in ỏp s kim tra in ỏp ly GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC vo chuyn trng thỏi v s chuyn tớn hiu ny n b phn ng b B phn ng b ny s iu khin t C10; T C10 s c np n in ỏp khụng i (quyt nh bi R9) Khi in ỏp V10 t n in ỏp V11 thỡ mt tớn hiu s c a vo khõu logic Tu thuc vo biờn in ỏp iu khin V11, gúc m cú th thay i t n 180o Vi mi na chu kỡ song mt xung dng xut hin Q1, Q2 rng khong 30-80s rng xung cú th kộo di n 180o thụng qua t C12 Nu chõn 12 ni t thỡ s cú xung khong n 180o Nguyờn lớ hot ng ca khõu to xung iu khin Thyristor: in ỏp li sau qua mỏy bin ỏp c h xung 12VAC a vo chõn s v chõn s qua in tr R Tớn hiu iu khin V dk c a vo chõn 11 so sỏnh vi in ỏp rng ca to bi t C10 cho ta xung iu khin thyristor cú gúc m tng dn u chõn 14 v 15 Khi xy ngn mch chõn 16 nhn c tớn hiu cm, ti chõn 14 v15 khụng cũn tớn hiu du PHN IV TNH CHN THIT B 4.1 Mc ớch v ý ngha: Trong vic chn thit b cỏc h thng truyn ng in cú ý ngha rt quan trng Mc ớch ca nú m bo cỏc yờu cu k thut ca h thng vi u t ti thiu Trong ú vic chn cụng sut ng c cú ý ngha rt quan trng Nu chn cụng sut ng c ln hn cụng sut yờu cu thỡ lm tng u t ng c lm vic non ti khong s dng ht kh nng phỏt nhit dn n lm gim hiu sut ca h thng, h s cụng sut thp lm nh hng n cht lng in nng Ngoi vic GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC chn cỏc thit b khỏc cng phi phn ỏnh c ch lm vic v m bo cỏc k nng kinh t v k thut, tn dng ht kh nng lm vic ca cỏc thit b 4.2 Tớnh chn mch ng lc: Cỏc thụng s ca ng c in chiu nh sau: Um = 100 (V) Pm = 90 (W) f= 50 (Hz) 2p= n1 = 4000 (v/p) m = 0,85 Cỏc thụng s cũn li ca ng c: - Dũng in phn ng nh mc ng c: Pm m U m - Im = = in tr mch phn ng ng c: m - 90 0,85 100 = 1,06 (A) U m I m R = 0,5.(1) = 0,5.(1- 0,85) in cm mch phn ng ng c: L= 60.U m p.nm I m 0,25 100 1.06 = 7,07 ( ) 60.100 2.3.14.4000.1,06 = = 14 (mH) Trong ú: = 0,25 l h s ly cho ng c cú cun bự 4.2.1 Tớnh toỏn chn van ng lc: Tớnh chn Thyristor da v cỏc yu t dũng ti, s ó chn, iu kin tn nhit, in ỏp lm vic Cỏc thụng s ca van c tớnh nh di õy: in ỏp ngc ln nht m Thyristor phi chu l: Ud Ungmax= Knvan U2= Knvan 2 = 100 2 = 157 (V) Trong ú: Ud: in ỏp ti GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC U2: in ỏp th cp mỏy bin ỏp Knvan= l h s in ỏp ti i vi cu chnh lu pha iu khin hon ton: in ỏp ngc ca van cn chn l: Ungvan= KdtU Ungmax= 1,8 157= 282,6 (V) Trong ú: KdtU l h s d tr in ỏp Dũng in lm vic hiu dng ca van: Id= Im= 1,06 (A) Ilv= Ihd = Khd Id= 1,06 = 0,75(A) Trong ú: Khd= l h s dũng in hiu dng ca cu chnh lu pha cú iu khin hon ton Dũng in lm vic nh mc ca van: Ilvm= Ki Ilv= 0,75= (A) Trong ú: Ki= l h s d tr dũng in ữ 30 Thụng thng: Ilv= (10 )% Im ( õy chn Ilv=25% Im) T cỏc thụng s tớnh toỏn nh trờn ta chn Thyristor loi TC106C2 cú cỏc thụng s nh sau: in ỏp ngc cc i ca van: Ungmax= 300 V Dũng in nh mc ca van: Imvan= A nh xung dũng in: Ipikmax= 20 A Dũng in ca xung iu khin: Ik= 0,2m A in ỏp ca xung iu khin: Uk= 0,8 V Dũng in rũ: Irũ= 0,1 mA St ỏp ln nht ca van trng thỏi dn: Tc bin thiờn in ỏp: Uvan= 2,2 V du dt = 100 V/s às Thi gian chuyn mch: tcm= 40 GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Nhit lm vic cc i cho phộp: Tmax= 1250C 4.2.3 To ngun nuụi IC: to in ỏp n nh ca ngun nuụi 15 (V) ta chn vi mch n ỏp 78LI5 cú: - in ỏp u vo ta chn: Uvo= 16(V) - in ỏp u ra: Ura= 15 (V) ữ - Dũng in ra: Ira= ( 1) (A) - T C1, C3 lc thnh phn súng hi bc cao chn: C1= C3= 330 àF / 135(V ) U2 U1 4.2.4 Thit k cun khỏng san bng LD: Cun khỏng lc LD c mc ni tip vo mch phn ng ng c lm gim dũng in giỏn on, lm gim xung dũng in chiu ng thi ci thin dũng in chuyn mch ca ng c in chiu Vi Um= 100 (V); Id= Im= 1,06 (A); f= 50 (Hz) Giỏ tr mong mun ca in cm lc c tớnh theo cụng thc sau: Ru mm W1 L= Trong ú: R l tng tr ca mch phn ng (k sb ) mm= 2: s ln p mch ca in ỏp chnh lu chu k i vi s cu chnh lu iu khin hon ton W1= f1: tn s gúc ca in ỏp xoay chiu ksb= GVHD: THNH HIU k mv k mr 0,667 0,07 = = 9,5 SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Trong ú: kmv= 0,667: h s p mch vo kmr= 0,07: h s p mch Suy ra: L= 7,07 2.2. 50 (9,5 ) = 0,11 (H) 4.3 Tớnh chn thit b bo v cho van: 4.3.1 Bo v qua nhit cho van bỏn dn: Khi lm vic vi dũng in chy qua trờn vanc ú st in ỏp ú cú tnt tht P cụng sut Tn hao ny sinh nhit t núng van bỏn dn Mt khỏc cỏc van bỏn dn ch c lm vic di nhit cho phộp Tcp no ú Nu quỏ nhit cho phộp thỡ cỏc van s b phỏ hng van bỏn dn lm vic an ton khụng b chc thng vỡ nhit ta phi chn v thit k h thng tn nhit hp lý - Tn hao cụng sut trờn mi Thyristor l: P = Uv.Ilv = 1,7 0,75= 1,28(W) Din tớch b mt ta nhit l: Sm = P K m Trong ú: P : l tn hao cụng sut trờn van : chờnh lch nhit so vi mụi trng Chn nhit mụi trng Tmt= 400C Nhit lm vic cho phộp Tcp= 1250C Chn nhit cỏnh tn nhit ta nhit Tlv= 800C Vy: = Tlv - Tmt = 125 - 40 = 850C Km h s ta nhit bng i lu v bc x chn Km= (W/m2 oC) Sm = 1,28 8.85 = 1,88 10 (m2) 4.3.2 Bo v quỏ dũng in cho van: GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC Cỏc nguyờn nhõn gõy quỏ dũng in cho van: - Quỏ dũng di hn - Ngn mch u - Ngn mch bn thõn van Hỡnh:S mch ng lc cú thit b bo v Chn cu chỡ: Dựng dõy chy tỏc ng nhanh (nhúm 1CC) bo v ngn mch cỏc thyristor Dũng in nh mc ca dõy chy nhúm 1CC l: I1CC= 1,1.Ilv = 1,1.0,75 = 0,83 (A) Chn cu chy nhúm 1CC loi (A) Dựng cu chy tỏc ng nhanh (nhúm 2CC) bo v ngn mch u ca b chnh lu Dũng in nh mc ca dõy chy nhúm 2CC l: I2CC = 1,1.Id = 1,1.1,06 = 1,17 (A) Chn cu chy nhúm 2CC loi (A) Bo v ngn mch th cp MBA (nhúm 3CC) : I3CC = 1,1.I2= 1,1.1,272 = 1,4 (A) Chn cu chy nhúm 3CC loi (A) 4.3.3 Bo v quỏ in ỏp cho van: Khi cú s chuyn mch van cỏc in tớch tớch t cỏc lp bỏn dn phúng ngoi to dũng in ngc thi gian ngn S bin thiờn nhanh chúng ca dũng GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC in gõy sc in ng cm ng rt ln cỏc in cm lm cho quỏ in ỏp gia anot v catot ca Thyristor Tc bin thiờn t 10 (às) dn n quỏ in ỏp di dt Uqa= L ln bo v quỏ in ỏp ta s dng mch R- C mc song song vi Thyristor to mch vũng phúng in tớch quỏ trỡnh chuyn mch bo v van C1 R1 T Mch R-C bo v cho van Theo kinh nghim R1 = (5 ữ 30) ; C1 = (0,25 ữ 4) àF Ta chn: R1 = 5,1(); C1 = 0,25(àF) Bo v xung in ỏp t li in ta mc R-C nh hỡnh v Nh cú mch lc ny m nh xung gn nh nm li hon ton trờn in tr ng dõy U2 ư3CC R2 3CC C2 Hình:MạchưRCưbảoưvệưquáưđiệnưápưtừưlướiư Theo kinh nghim chn: R2 = 12,5 () ; C2 = (àF) 4.4 Tớnh toỏn mch iu khin: Mch iu khin c tớnh xut phỏt t yờu cu v xung m Thyristor: in ỏp iu khin: Uk= Ug= 2(V) Dũng in iu khin: Ik= 0,1 (A) rng xung iu khin tx= 100 ( Mc st biờn xung: Sx= 0,1 mt i xng cho phộp: GVHD: THNH HIU àA ) = 40 SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC in ỏp ngun nuụi mch iu khin: Ungun= 12 (V) 4.4.1 Tớnh chn bin ỏp xung: Chn MBAX cú cun dõy th cp, mi MBAX iu khin cho van bỏn dn Chn vt liu lm lừi l st ferit HM Lúi cú dng hỡnh xuyn lm vic trờn mt phn ca c tớnh t húa cú: B = 0,3T , H = 30 A / m ữ3 , khụng cú khe h khụng khớ - T s bin ỏp xung thng m= - in ỏp cun th cp MBAX : U2= Uk= 2(V) - in ỏp t lờn s cp MBAX : U1= m.Uk= 2.2= 4(V) - Dũng in th cp MBAX : I2= Ik= 0,1 (A) I2 m 0,1 - Dũng in s cp BAX: I1= - t thm trung bỡnh tng i ca lừi st: tb = Vi - à0 = Chn m= = 0,05(A) B 0,3 = = 8.10 H 1,25.10 30 = 1,25.10 H/m l t thm ca khụng khớ Th tớch ca lừi thộp cn cú: V = Q.l = = tb t x S x U I B.Tx S x I U = B H B 8.10 3.1,25.10 6.100.10 6.0,1.4.0,05 = 0,22.10 (m ) = 0,22.( cm ) (0,3) 0,22(cm ) Chn mch t cú th tớch V= mm; Q= 27 mm2 cú cỏc kớch thc mch t a= 4,5 mm; b= S vũng dõy qun s cp ca mỏy bin ỏp xung l: GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T U = W1 Q W1 = N MễN HC dB B = W1 Q dt tx U t x 4.100.10 = 50 B.Q 0,3.0,27.10 W2 = S vũng dõy qun th cp: S1 = Tit din dõy qun th cp: (vũng) W1 W1 50 = = = 25 m 2 (vũng) I1 0,05 = = 0,0083 mm J1 Chn mt dũng in J1= (A/mm2) d1 = ng kớnh dõy qun s cp: S1 4.0,0083 = = 0,1mm Chn d1= 0,1 (mm) S2 = Tit din dõy qun th cp: I 0,1 = = 0,025( mm ) J2 Chn mt dũng in J2= (A/mm2) d2 = ng kớnh dõy qun th cp: 4S 4.0,025 = = 0,18(mm) 0,2(mm) Chn dõy cú ng kớnh: d2= GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T GVHD: THNH HIU N MễN HC SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC S Schematic v trờn Eagle GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 KHOA IN - IN T N MễN HC S board v trờn eagle TNG KT u im: Mch chnh lu cu dựng thiristor ó ng b c xung vi in ỏp ngun t vo nú To in ỏp ng b ti ng thi cú th thay i tr s ca in ỏp theo yờu cu ca ti bng cỏch thay i tr s bin tr t vo chõn 11 ca IC Mch iu ỏp xoay chiu iu khin in ỏp d dng bng cỏch thay i tr s bin tr , tn ớt linh kin giỏ thnh h Nhc im: Do mch chnh lu trc tip t ngun in ỏp t vo to xung ng b nờn in ỏp t vo b phn to xung tng i ln Mch ch cú kh nng cung cp ngun cho cỏc mch ti cụng sut trung bỡnh v nh Cỏc mch cú cụng sut ln s dng phng phỏp ny s khụng m bo tớnh an ton Mch iu ỏp xoay chiu tin cy khụng cao Mch ch cú kh nng cung cp ngun cho cỏc mch ti cụng sut trung bỡnh v nh TI LIU THAM KHO điện tử công suất - Nguyễn bính- nxbkhkt Giáo trình điện tử công suất - Nguyễn bính- nxbkhkt ĐIệN Tử CÔNG SUấT - LÊ VĂN DOANH Kỹ thuật mạch điện tử - Đỗ XUÂN THụ - NXBGD GVHD: THNH HIU SVTH: NHểM SV _TK7.1 [...]... lực 2 .1 Khái qt chung: Như ta đã biết để điều chỉnh được động cơ điện thì ta phải chọn mạch lực để điều khiển động cơ Tùy thuộc vào u cầu điều chỉnh, cơng suất động cơ mà ta đưa ra phương án chọn mạch lực điều khiển động cơ hợp lý, tối ưu với u cầu đề ra Sau đây chúng em giới thiệu một số mạch chỉn lưu cầu 1 pha điều chỉnh động cơ điện 1 chiều dùng Thyristor như sau: 2.2 Chọn sơ đồ chỉnh lưu động cơ 2.2 .1. .. cần có bộ nguồn có điện áp thay đổi được nên vốn đầu tư cơ bản và chi phí vận hành cao 1. 5.3 Điều chỉnh tốc độ bằng các thay đổi từ thơng: Hình 5: Sơ đồ ngun lý điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thơng Điều chỉnh từ thơng kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh moment điện từ của động cơ M = KMφIư và sức điện động quay của động cơ Eư = KEφn Thơng thường, khi thay đổi từ thơng thì điện. .. đồ chỉnh lưu động cơ 2.2 .1 Sơ đồ cầu chỉnh lưu 1 pha: Ưu điểm: - Sơ đồ mạch lực, mạch điều khiển đơn giản - Khơng cần sử dụng bộ đổi nguồn 3 pha - Điện áp ra sau chỉnh lưu tương đối ổn định, có tính liên tục Nhược điểm: - Điện áp sau khi chỉnh lưu nhỏ (U1/Ud lớn) - Sử dụng khơng hiệu quả cơng suất MBA - Sử dụng các mạch chỉnh lưu cơng suất nhỏ a Sơ đồ ngun lý: i1 A u1 i2 uT1 T1 uT2 itải ­T2 R u2 utải... đó: ĐSC: Động cơ sơ cấp, cung cấp động lực cho tồn hệ thống Nhận cơng suất điện xoay chiều, biến đổi điện năng thành cơ năng kéo máy phát F và máy phát kích thích K ĐSC có thể là động cơ nổ, động cơ điện tùy thuộc vào chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống F: Máy phát một chiều kích thích độc lập, cung cấp trực tiếp nguồn một chiều cho phần ứng động cơ Đ: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập kéo cơ cấu sản... có thể điều chỉnh được trơn điện áp đầu ra) 2.2.2 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha bán điều khiển: a S¬ ®å ngun lý U2 U2 D2 T 2 T1 T1 A A F F T 2 D 1 B Rd Ld GVHD: ĐỖ THÀNH HIẾU D 1 D2 B E Rd Ld SVTH: NHĨM SV _ĐĐTK7 .1 E KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN MƠN HỌC 3 H×nh17: a- s¬ ®å nèi cïng cùc tÝn b- s¬ ®å nèi ngỵc cùc tÝnh U d U d 0 0 1 0 1 π π α2 α2 2π α3 3π I (L=0) d 2π α3 π α2 D1 0 1 π α 2 I (L= d ∞) 0 1 π 2π... xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu Nhóm điều khiển này được sử dụng phổ biến nhất hiện nay Nhóm 2: Nhóm các hệ thống điều khiển khơng đồng bộ: các hệ thống điều khiển theo nhóm này tạo ra các xung điều khiển khơng tn theo giá trị góc điều khiển các hệ thống điều khiển này phát ra các chuỗi xung điều khiển với tần số thường cao hơn rất nhiều so với tần số nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu, ... có điều khiển được thực hiện bằng việc mở các van kế tiếp Các van được dẫn thơng trong nửa chu kỳ Ta có đường cong dòng điện và điện áp tải như hình18.a GVHD: ĐỖ THÀNH HIẾU SVTH: NHĨM SV _ĐĐTK7 .1 ∞) KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ • ĐỒ ÁN MƠN HỌC 3 S¬ ®å nèi ngỵc cùc tÝnh: Tại 1 cấp xung điều khiển T1 với A dương, T1 sẽ mở cho dòng điện chạy qua từ A qua T1 qua tải về D1 về B T1 và D1 dẫn từ ( 1 ÷ π ) Đến π điện. .. trên thực tế động cơ chỉ làm việc với tốc độ lớn nhất: nmax = 3.ncb tức phạm vi điều chỉnh: D = nmax ncb = 3 1 Bởi vì ứng với mỗi động cơ ta có một tốc độ lớn nhất cho phép Khi điều chỉnh tốc độ tùy thuộc vào điều kiện cơ khí, điều kiện cổ góp động cơ khơng thể đổi chiều dòng điện và chịu được hồ quang điện Do đó, động cơ khơng được làm việc q tốc độ cho phép Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh tốc độ... lệch pha 1 góc xác định so với điện áp nguồn Điện áp này gọi là điện áp đồng bộ UĐB Các điện áp đồng bộ được đưa vào mạch phát điện áp răng cưa Đầu ra của mạch phát điện áp răng cưa ta có một hệ thống các điện áp răng cưa đồng bộ về tần số và góc pha với điện áp đồng bộ, các điện áp này gọi là điện áp răng cưa U RC Nó được đưa vào đầu vào của khối so sánh tại đó còn một tín hiệu khác nữa là điện áp 1 chiều. .. xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang được sử dụng có thể chia làm 2 nhóm: GVHD: ĐỖ THÀNH HIẾU SVTH: NHĨM SV _ĐĐTK7 .1 KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ 0 ĐỒ ÁN MƠN HỌC 3 Nhóm 1: Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ: đây là nhóm hệ thống điều khiển mà các xung điều khiển xuất hiện trên điện cực điều khiển của các Thyristor đúng thời điểm mở van và lập lại mang tính chu kỳ với chu kỳ thường là bằng chu kỳ nguồn