dk dong co 1 chieu ne555

Mục lục Trang Lời nói đầu Điện tử cơng suất truyền động điện môn học hay lý thú, hút nhiều sinh viên theo đuổi Chúng em muốn tiếp cận hiểu sâu môn điện tử công suất truyền động điện Vì vậy, đồ án mơn học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng lý thuyết học Trong đồ án điện tử công suất truyền động điện lần này, chúng em nhận đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển tốc độ động chiều biến đổi xung áp” Sau thời gian nghiên cứu, chúng em chế tạo thành công điều khiển điện áp chiều đáp ứng yêu cầu đề tài Trong suốt thời gian thực đề tài, chúng em gặp số vướng mắc lý thuyết khó khăn việc thi công sản phẩm Tuy nhiên, chúng em nhận giải đáp hướng dẫn kịp thời thầy “Nguyễn Viết Ngư” Được chúng em xin chân thành cảm ơn mong muốn nhận nhiều giúp đỡ, bảo thầy cô giáo đồ án sau Do kiến thức hạn chế nên trình thực đồ án chúng em tránh khỏi sai sót, mong q thầy hội đồng bảo vệ bỏ qua có đóng góp ý kiến để chúng em hồn thiện đồ án tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trang Chương I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Động điện chiều 1.1.1 Khái niệm Động điện nói chung động điện chiều nói riêng thiết bị điện từ quay, làm việc theo nguyên lý điện từ Khi đặt vào từ trường dây dẫn cho dòng điện chạy qua dây dẫn từ trường tác dụng lực từ vào dòng điện (vào dây dẫn ) làm dây dân chuyển động Động điện biến đổi điện thành 2.1.2 Nguyên lý làm việc động điện chiều Động điện chiều hoạt động dựa nguyên lý tượng cảm ứng điện từ I Hình 1.1.2.a - Cấu tạo động điện chiều Như ta biết dẫn có dịng điện đặt từ trường chịu tác dụng lực từ Vì cho dòng điện chiều vào chổi than A chổi than B dẫn chịu tác dụng lực từ Bên cạnh dịng điện vào dẫn nằm cực N dẫn nằm cực S nên tác dụng từ Trang trường lên dẫn sinh mơ men có chiều khơng đổi làm cho roto máy quay Khi nguồn điện chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào hai nguồn chiều độc lập với nhau, lúc động gọi động kích từ độc lập Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây kích từ sinh từ thơng Φ Trong tất trường hợp, mở máy phải đảm bảo có Φmax tức phải giảm điện trở mạch kích từ Rkt đến nhỏ Cũng cần đảm bảo khơng xảy đứt mạch kích thích Φ = 0, M = 0, động không quay được, Eư = theo biểu thức U = Eư + RưIư dịng điện Iư lớn làm cháy động Nếu mômen động điện sinh lớn mômen cản (M > Mc) rôto bắt đầu quay suất điện động Eư tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n Do xuất tăng lên Eư, dòng điện Iư giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm * Cấu tạo chung : Phần động điện chiều bao gồm hai phần là: Phần tĩnh: Stato Phần quay: Roto * Stato : Stato gọi phần cảm gồm lõi thép thép đúc, vừa mạch từ vừa vỏ máy Gắn với stato cực từ có dây quấn kích từ Phần tĩnh bao gồm phận sau: cực từ chính, cực từ phụ, gông từ phận khác Hình 1.1.2.b - Cấu tạo stato Trang a Cực từ Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép KTĐ hay thép cácbon dày đến mm ép lại tán chặt Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện thành khối tẩm sơn cách điện trước đặt lên cực từ Các cuộn dây nối nối tiếp với b Cực từ phụ Cực từ phụ đặt cực tù dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực tù phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn, mà cấu tạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ nhờ bulông c Gông từ Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền cực từ , đồng thời làm vỏ máy d Các phận khác Ngoài ba phận cịn có phận khác : Nắp máy, cấu chổi than -Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi bị vật rơi vào làm hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện -Cơ cấu chổi than : Để đưa dịng điện từ phần quay ngồi Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lị xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than cố định lên giá chổi than cách điện với giá Giá chổi quay để đưa vị trí chổi than chỗ *Roto : Roto động điện chiều bao gồm phận sau: lõi sắt phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp phận khác Trang Hình 1.1.2.c - Cấu tạo roto a Lõi sắt phần ứng Dùng để dẫn từ Thường làm thép KTĐ (thép hợp kim silix) dày mm bôi cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên b Dây quấn phần ứng Là phần sinh sức điện động có dịng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ (cơng suất vài kilowatt) thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép Để tránh bị văng sức li tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt phải đai chặt dây quấn Nêm làm tre, gỗ hay ba-ke-lit c Cổ góp Cổ góp (cịn gọi vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có nhạn cách điện với lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm hợp thành trụ tròn Hai đầu trụ trịn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành góp có cao để hàn đầu dây phần tử dây quấn vào phiến góp dễ dàng d Các phận khác Trang Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động Động điện chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động có lỗ thơng gió Cánh quạt lắp trục động Khi động quay, cánh quạt hút gió từ ngồi vào động Gió qua vành góp, cực từ, lõi sắt dây quấn qua quạt gió ngồi làm nguội động Trục máy: đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục động thường làm thép cácbon tốt 1.1.3 Mở máy điều chỉnh tốc độ động a Mở máy động điện chiều Phương trình cân điện áp : Suy : Khi mở máy, tốc độ : Suy : Suy : Vì Rư nhỏ, dòng điện phần ứng Iư lúc mở máy lớn Iư lên tới khoảng 20 đến 25 lần Iđm , làm hỏng cổ góp, chổi than ảnh hưởng đến lưới điện Để giảm dòng điện mở máy, dùng biện pháp : - Dùng biến trở mở máy RMở - Giảm điện áp đặt vào phần ứng * Điều chỉnh tốc độ động chiều Theo lý thuyết máy điện ta có phương trình tính tốc độ động sau: với Hay : Từ hai phương trình ta thấy n (tốc độ động cơ) phụ thuộc vào Φ (từ thông), Rư (điện trở phần ứng), Uư (điện áp phần ứng) Vì để điều chỉnh tốc độ động điện chiều ta có ba phương án - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông Φ - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi cách thay đổi điện trở phụ R f mạch phần ứng - Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng Uư Trang Cả phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều có phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động tốt hay sử dụng thu đặc tính có độ cứng khơng đổi với độ cứng đặc tính tự nhiên (đặc tính tự nhiên có độ cứng lớn nhất), điều chỉnh tốc độ phẳng khơng bị hao tổn Vì đồ án em giới thiệu phương pháp điều khiển tốc độ động điện chiều cách thay đổi điện áp phần ứng Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ định mức Tuy nhiên cách điện thiết bị thường tính tốn cho điện áp định mức nên thường giảm điện áp phần ứng Uư Khi Uư giảm n0 giảm ∆n khơng đổi nên tốc độ n giảm Vì thường điều chỉnh tốc độ nhỏ tốc độ định mức Cịn lớn điều chỉnh phạm vi nhỏ Hình 1.1.3.a – Sơ đồ khối Đặc điểm quan trọng phương pháp điều chỉnh tốc độ mơ men khơng đổi từ thơng dịng điện phần ứng khơng thay đổi : Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ giới hạn 1:10, chí cao đến 1:25 Phương pháp có từ thơng khơng đổi nên đặc tính có độ cứng khơng đổi, với độ cứng đặc tính tự nhiên Tốc độ không tải lý tưởng phụ thuộc vào giá trị điện áp U đk hệ thống, nói phương pháp điều khiển triệt để Dải điều chỉnh tốc độ hệ thống bị chặn đặc tính bản, đặc tính ứng với điện áp định mức từ thơng định mức Tốc độ nhỏ dải điều khiển bị giới hạn yêu cầu sai số tốc độ mômen khởi động Khi mômen tải định mức giá trị lớn nhỏ tốc độ là: Trang Để thoả mãn khả q tải đặc tính thấp dải điều chỉnh phải có mơmen ngắn mạch : Trong KM hệ số tải mơmen Vì họ đặc tính đường thẳng song song nhau, nên theo định nghĩa độ cứng đặc tính ta viết : Từ suy : Với xác định máy, phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị độ cứng β Khi điều chỉnh điện áp phần ứng động điện chiều thiết bị nguồn điều chỉnh điện trở tổng mạch phần ứng gấp khoảng lần điện trở phần ứng động Do tính sơ : Do phạm vi điều chỉnh tốc độ động không vượt 10 tải có đặc tính mơmen khơng đổi Phương pháp dùng cho động điện chiều kích từ độc lập song song làm việc chế độ kích từ độc lập Điều chỉnh động điện chiều sử dụng phương pháp Trang Hình 1.1.3.b - Đồ thị đặc tính động điện chiều thay đổi điện áp Kết luận : Trong đồ án em sử dụng phương pháp điều chỉnh tốc độ động chiều cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động thu đặc tính có độ cứng khơng đổi (và đặc tính có độ cứng lớn nhất) 1.2 Phương pháp PWM 1.2.1 Giới thiệu phương pháp PWM Phương pháp điều chế PWM (viết đầy đủ Pulse Width Modulation) phương pháp điều chỉnh điện áp tải hay nói xác phương pháp điều chế dựa thay đổi độ rộng chuỗi xung vuông dẫn đến thay đổi điện áp Sử dụng PWM điều khiển nhanh chậm động hay cao cịn dùng để điều khiển ổn định tốc độ động Ngoài lĩnh vực điều khiển hay ổn định tải PWM cịn tham gia điều chế mạch nguồn : boot, buck, nghịch lưu pha pha Trên thực tế phương pháp PWM ứng dụng nhiều Trang 10 ... hồn thiện đồ án tốt Chúng em xin chân thành cảm ơn! Trang Chương I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. 1 Động điện chiều 1. 1 .1 Khái niệm Động điện nói chung động điện chiều nói riêng thiết bị điện từ quay, làm... Hình 1. 1.3.a – Sơ đồ khối Đặc điểm quan trọng phương pháp điều chỉnh tốc độ mơ men khơng đổi từ thơng dịng điện phần ứng không thay đổi : Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ giới hạn 1: 10,... phương pháp đơn giản phương pháp so sánh mà cho xung PWM với chất lượng tốt Trang 17 1. 3 Bộ biến đổi xung áp chiều 1. 3 .1 Đặt vấn đề Các biến đổi điện áp chiều dùng để biến đổi điện áp hiệu dụng đặt