Tính toán, thiết kế và mô phỏng máy mài

Phụ lục LỜI NÓI ĐẦU………………..…………………………………………………2 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 1.1. Giới thiệu chung 3 1.2. Yêu cầu truyền động điện máy mài tròn 4 1.2.1. Truyền động chính 4 1.2.2. Truyền động ăn dao 4 1.2.3. Truyền động phụ 5 1.3. Đặc tính cơ của máy mài 5 CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG 8 2.1. Chọn phương án truyền động 8 2.1.1. Biến tần trực tiếp(Cycloconverter) 9 2.1.2. Biến tần gián tiếp: 9 2.1.3 Phương pháp điều khiển biến tần 11 2.2. Tính chọn động cơ và thiết kế mạch lực 12 2.2.1. Tính chọn động cơ 12 2.2.2. Thiết kế mạch lực 17 2.2.3. Mạch điều khiển 26 2.3. Tổng hợp bộ điều chỉnh DTC 27 2.3.1. Nguyên lý của phương pháp DTC 27 2.3.2. Mô hình hệ thống DTC 31 2.3.3. Các vấn đề về ước lượng và nâng cao độ chính xác 32 2.4. Mô phỏng hệ thống trên simulink và cài đặt trên biến tần 34 KẾT LUẬN 40 Tài liệu tham khảo 41 LỜI NÓI ĐẦU Sự bùng nổ cua tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực điênđiện tửtin học trong những năm gần đây đã dẫn đến những thay đổi sâu sắc về cả mặt lý thuyết lẫn thực tiễn trong lĩnh vực truyền điện tự động.Đó là sự ra đời và ngày càng hoàn thiệncủa các bộ biến đổi ông suất,với kích thước gọn nhẹ,độ tác dộng nhanh,dễ dàng ghép nối với các mạch điều khiển dùng vi mạch điện tử,vi xử lý,…Các hệ truyền động điện tử động ngày nay thường sử dụng nguyên tắc điều khiển vecto cho các động cơ xoay chiều.Phần lớn các mạch điều khiển đó dùng kỹ thuật số với phần mềm linh hoạt,dễ dàng thay đổi cấu trúc,tham số cũng như luật điều khiển.Điều này làm cho các hệ truyền động điện tăng độ chính xác,làm cho việc chuẩn hóa chế tạo các hệ truyền động điện hiện đại có nhiều đặc tính làm việc khác nhau,dễ dàng ứng dụng theo yêu cầu công nghệ sản xuất. Do vậy,đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ giúp chúng ta nắm chắc hơn những kiến thức cơ sở những hệ thống truyền động điện kinh điện đồng thời nó cũng nhằm mục đích cho chúng ta từng bước tiếp cân với thực tế,tiếp cận với những hệ truyền động điện đại. Nội dung đồ án được chia làm 2 chương: Chương 1: Cơ sơ tý thuyết. Chương 2: Tính toán ,thiết kế và mô phỏng hệ truyền động máy mài tròn. Để có thể hoàn thành được đồ án này,bên cạnh sự cố gắng của cá nhân em cũng như các bạn trong nhóm,còn nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn, tuy nhiên do thời gian nghiên cứu ngắn và trình độ bản thân còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong các thầy hướng dẫn và bổ sung thêm để đồ án này được hoàn chỉnh hơn. Nghệ An, ngày 16 tháng 02 năm 2017 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Giới thiệu chung Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng. Ngoài ra, còn có các loại máy khác nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt, máy mài răng... Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn để kẹp chi tiết và ụ đá mài, trên đó có trục chính với đá mài. Cả hai ụ đều đặt trên bệ máy. Hình 1.1. Sơ đồ phân loại máy mài công nghiệp Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong. Sơ đồ biểu diễn công nghệ mài tròn được biểu diễn trên hình 12. Hình 1.2. Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài tròn Các dạng chuyển động trong máy mài tròn gồm có: Chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài. Chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá ăn dao theo hường dọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc theo hướng ngang trục (ăn dao ngang), hoặc chuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng). Chuyển động phụ là di chuyển nhanh của ụ đá hoặc chi tiết... 1.2. Yêu cầu truyền động điện máy mài tròn 1.2.1. Truyền động chính Thông thường truyền động chính máy mài không yêu cầu điều chỉnh tốc độ nên sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc. ở máy mài cỡ nặng, để duy trì tốc độ cắt không đổi khi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thay đổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc độ là D= (2 ÷ 4)1 với công suất không đổi. Ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50 ÷ 80 ms nên đá mài có đường kính lớn thì tốc độ quay của đá khoảng 1000 vòngphút. ở những máy có đường kính nhỏ, tốc độ đá rất cao. Động cơ truyền động là các động cơ đặc biệt có tốc độ 24000 ÷ 48000 vòngphút hoặc có thể lên tới 150000 ÷200000 vòngphút, đá mài gắn trên trục động cơ. Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là các máy phát tần số cao biến tần quay hoặc là các bộ biến tần tĩnh biến tần thyristor.

Phụ lục

LỜI NÓI ĐẦU……… ………2

LỜI NÓI ĐẦU

Sự bùng nổ cua tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực điên-điện tử-tin họctrong những năm gần đây đã dẫn đến những thay đổi sâu sắc về cả mặt lý thuyếtlẫn thực tiễn trong lĩnh vực truyền điện tự động.Đó là sự ra đời và ngày cànghoàn thiệncủa các bộ biến đổi ông suất,với kích thước gọn nhẹ,độ tác dộngnhanh,dễ dàng ghép nối với các mạch điều khiển dùng vi mạch điện tử,vi xử lý,

…Các hệ truyền động điện tử động ngày nay thường sử dụng nguyên tắc điềukhiển vecto cho các động cơ xoay chiều.Phần lớn các mạch điều khiển đó dùng

kỹ thuật số với phần mềm linh hoạt,dễ dàng thay đổi cấu trúc,tham số cũng nhưluật điều khiển.Điều này làm cho các hệ truyền động điện tăng độ chính xác,làmcho việc chuẩn hóa chế tạo các hệ truyền động điện hiện đại có nhiều đặc tínhlàm việc khác nhau,dễ dàng ứng dụng theo yêu cầu công nghệ sản xuất

Do vậy,đồ án môn học tổng hợp hệ điện cơ giúp chúng ta nắm chắc hơnnhững kiến thức cơ sở những hệ thống truyền động điện kinh điện đồng thời nócũng nhằm mục đích cho chúng ta từng bước tiếp cân với thực tế,tiếp cận vớinhững hệ truyền động điện đại

Nội dung đồ án được chia làm 2 chương:

Chương 1: Cơ sơ tý thuyết

Chương 2: Tính toán ,thiết kế và mô phỏng hệ truyền động máy mài tròn

Để có thể hoàn thành được đồ án này,bên cạnh sự cố gắng của cá nhân emcũng như các bạn trong nhóm,còn nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầygiáo hướng dẫn, tuy nhiên do thời gian nghiên cứu ngắn và trình độ bản thân cònhạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi thiếu sót Em rất mong các thầyhướng dẫn và bổ sung thêm để đồ án này được hoàn chỉnh hơn

Nghệ An, ngày 16 tháng 02 năm 2017

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung

Máy mài có hai loại chính: Máy mài tròn và máy mài phẳng Ngoài ra,còn có các loại máy khác nhau: máy mài vô tâm, máy mài rãnh, máy mài cắt,máy mài răng Thường trên máy mài có ụ chi tiết hoặc bàn để kẹp chi tiết và ụ

đá mài, trên đó có trục chính với đá mài Cả hai ụ đều đặt trên bệ máy

M¸y mµi c«ng nghiÖp

M¸y mµi trßn

M¸y mµi trßn ngoµi

M¸y mµi trßn trong

Hình 1.1 Sơ đồ phân loại máy mài công nghiệp

Máy mài tròn có hai loại: máy mài tròn ngoài và máy mài tròn trong Sơ

đồ biểu diễn công nghệ mài tròn được biểu diễn trên hình 1-2

a M¸y mµi trßn ngoµi b M¸y mµi trßn trong

§¸ mµi

Chi tiÕt

Hình 1.2 Sơ đồ gia công chi tiết trên máy mài tròn

Các dạng chuyển động trong máy mài tròn gồm có:

- Chuyển động chính là chuyển động quay của đá mài.

- Chuyển động ăn dao là di chuyển tịnh tiến của ụ đá ăn dao theo hườngdọc trục (ăn dao dọc trục) hoặc theo hướng ngang trục (ăn dao ngang), hoặcchuyển động quay của chi tiết (ăn dao vòng)

- Chuyển động phụ là di chuyển nhanh của ụ đá hoặc chi tiết

1.2 Yêu cầu truyền động điện máy mài tròn

1.2.1 Truyền động chính

Thông thường truyền động chính máy mài không yêu cầu điều chỉnh tốc

độ nên sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc ở máy mài cỡ nặng, đểduy trì tốc độ cắt không đổi khi mòn đá hay kích thước chi tiết gia công thayđổi, thường sử dụng truyền động động cơ có phạm vi điều chỉnh tốc độ là

D= (2 ÷ 4)/1 với công suất không đổi

Ở máy mài trung bình và nhỏ v = 50 ÷ 80 m/s nên đá mài có đường kínhlớn thì tốc độ quay của đá khoảng 1000 vòng/phút ở những máy có đường kínhnhỏ, tốc độ đá rất cao Động cơ truyền động là các động cơ đặc biệt có tốc độ

24000 ÷ 48000 vòng/phút hoặc có thể lên tới 150000 ÷200000 vòng/phút, đámài gắn trên trục động cơ Nguồn của động cơ là các bộ biến tần, có thể là cácmáy phát tần số cao - biến tần quay hoặc là các bộ biến tần tĩnh - biến tầnthyristor

Mômen cản tĩnh trên trục động cơ thường là 15 ÷20% mômen định mức.Mômen quá tính của đá và cơ cấu truyền lực lại lớn 500 ÷600% mômen quántính của động cơ, do đó cần hãm cưỡng bức động cơ quay đá và không yêu cầuđảo chiều quay động cơ quay đá

1.2.2 Truyền động ăn dao

Ở máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết dùng động cơ không đồng bộnhiều cấp tốc độ (điều chỉnh số đôi cực p) với D = (2 ÷4)/1 ở các máy lớn thìdùng hệ thống bộ biến đổi - động cơ điện một chiều (BBĐ - ĐM), hệ KĐT - ĐM

có D = 10/1 với phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng điều chỉnh điện áp phầnứng

Truyền động ăn dao dọc của bàn máy tròn cỡ lớn thực hiện theo hệ BBĐ

-ĐM với dải điều chỉnh tốc độ D = (20 ÷ 25)/1 còn truyền động ăn dao ngang sửdụng thuỷ lực

1.2.3 Truyền động phụ

Sử dụng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc

1.3 Đặc tính cơ của máy mài

Đặc tính của cơ cấu sản xuất được khái quát bằng phương trình:

Từ đó, ta thấy nói chung momen tải là không đổi Tuy nhiên, trong vùngtốc độ thấp, lượng ăn dao nhỏ, lực cắt bị hạn chế bởi chiều sâu cắt tới hạn.Trong vùng này, tốc độ ăn dao giảm làm cho lực ăn dao và momen cũng giảmtheo Vùng tốc độ cao thì bị giới hạn bởi công suất của động cơ truyền động nêntại đó, momen cũng phải giảm để không làm công suất của truyền động quá lớn.Tóm lại, ta có đặc tính cơ phụ tải truyền động quay chi tiết nhưsau:

v gh0

Hình 1.3 Đồ thị đặc tính phụ tải của máy mài

Như vậy, nhiệm vụ của truyền động động cơ là phải làm đặc tính điềuchỉnh của nó giốngđặc tính cơ của máy cắt

- Chế độ làm việc: Khi gia công mài, chi tiết quay liên tục còn đá mài dichuyển trên bề mặt vùng cần gia công Do đó, chế độ làm việc của truyền động

ăn dao là chế độ làm việc dài hạn và không yêu cầu đảo chiều

- Chế độ tải: Khi hệ thống làm việc, chi tiết được lắp trên trục của tangtrống và quay với vận tốc tỉ lệ với tốc độ của trục động cơ Do đó, động cơ mangtải ngay từ đầu Do chế độ gia công khác nhau, các chi tiết khác nhau, nênkhông qui đổi momen quán tính của chi tiết về trục động cơ mà coi chi tiết nhưmột tải có sẵn trên trục động cơ

- Độ ổn định tốc độ: Rõ ràng, tốc độ quay càng ổn định thì chất lượng giacông càng cao, bề mặt mài càng nhẵn, bóng Yêu cầu đối với truyền động ăn daomáy mài: Δω% ≤ (5÷10)%

- Tính kinh tế: Thiết bị cho hệ truyền động phải rẻ, nhưng vẫn đủ cung cấphiệu quả cao nhất cho hệ Đồng thời, thiết bị phải dễ kiếm và hoạt động tin cậytrong chế độ dài hạn

Căn cứ vào yêu cầu đề ra, ta phải thiết kế hệ thống đạt được những yêucầu sau:

- Dải điều chỉnh tốc độ: D = ωmax : ωmin = 480 : 48 = 10 : 1

- Điều chỉnh vô cấp tốc độ, không yêu cầu đảo chiều.

- Điều chỉnh giữ mômen không đổi và bám theo momen tải

- Điều chỉnh giữ ổn định tốc độ

- Làm việc dài hạn, tin cậy

- Giá thành hạ

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN,THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY MÀI TRÒN

2.1 Chọn phương án truyền động

Như trên đã nói, chuyển động quay của chi tiết mài chính là chuyển động

ăn dao Đối với máy mài tròn, ở các máy cỡ nhỏ, truyền động quay chi tiết(truyền động ăn dao) thường dùng động cơ không đồng bộ nhiều cấp tốc độ,điều tốc bằng cách điều chỉnh số đôi cực Ở các máy lớn thì dùng hệ thống bộbiến đổi - động cơ một chiều/động cơ đồng bộ Công suất mà đề bài yêu cầu lànhỏ, do đó ở đây sẽ dùng động cơ không đồng bộ ba pha rotor lồng sócđể truyềnđộng quay chi tiết Trước đây, động cơ điện một chiều thường được ưa chuộnghơn, kể cả trong dải công suất nhỏ vì tính điều chính đơn giản và tuyến tính của

nó Tuy nhiên, ngày nay, công nghệ điện tử và vi điều khiển phát triển mạnh mẽ,việc điều khiển động cơ không đồng bộ không còn là khó khăn nữa, hơn nữađộng cơ không đồng bộ ba pha lồng sóc rẻ hơn động cơ một chiều cùng côngsuất nhiều và rất phổ biến trên thị trường với dải công suất rộng, do đó, hoàntoàn phù hợp cho ứng dụng của chúngta

Do yêu cầu điều chỉnh trơn tốc độ nên ta dùng bộ biến tầnđể cấp nguồncho động cơ Hơn nữa, việc dùng biến tần cho ta dễ dàng mở rộng dải điềuchỉnh, dễ dàng áp đặt các kỹ thuật điều khiển hiện đại, áp đặt nhanh và chínhxác momen, điều chỉnh trơn và ổn định tốc độ Ngoài ra, biến tần hoạt động tincậy và chắc chắn, dễ dàng cài đặt tham số điều khiển, có thể dùng 1 biến tần chonhiều loại truyền động Do đó, việc sử dụng biến tần đã trở thành một chuẩncông nghiệp Có nhiều hãng lớn sản xuất biến tần rất nổi tiếng như ABB,Siemens, … với các sản phẩm rất nổi tiếng trên thị trường, tuy nhiên ở đây, ta sẽthiết kế lại bộ biến tần để phục vụ cho bài toán yêu cầu mà không sử dụng biếntần sẵn có

Biến tần có 2 loại: biến tần trực tiếp và biến tần gián tiếp Sau đây sẽ phântích ưu nhược điểm của từng loại để chọn ra loại biến tần thích hợp nhất với ứngdụng của ta

-Có khả năng làm việc ở tần số thấp thậm chí ngay cả khi có sự cố.

-Thường sử dụng cho dải công suất rất lớn đến vài chục MW

2.1.2 Biến tần gián tiếp:

Biến tần gián tiếp khác biến tần trực tiếp ở chỗ nó có khâu trung gian mộtchiều Nhờ có khâu trung gian một chiều này mà khâu chỉnh lưu và khâu nghịchlưu là cách ly nhau và điều chỉnh độc lập với nhau Tần số đầu ra nhờ đó có thểđược điều chỉnh mà không phụ thuộc tần số đầu vào Tùy thuộc vào khâu trunggian một chiều mà phân ra thành biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn áp

a.Biến tần nguồn dòng

Hình 2.2 Biến tần nguồndòng

Khâu trung gian một chiều là cuộn kháng Lf, thực hiện chức năng nguồndòng cho bộ nghịch lưu

- Có khả năng trả năng lượng về lưới

- Không sợ chế độ ngắn mạch vì dòng điện một chiều được giữ không đổi

- Phù hợp cho dải công suất lớn trên 100 kW

- Hiệu suất kém ở dải công suất nhỏ

- Cồng kềnh vì có cuộn kháng

- Hệ số công suất thấp và phụ thuộc vào phụ tải nhất là khi tải nhỏ

Do đó, với ứng dụng máy mài với tải chỉ vào khoảng 2,2kW của ta, biếntần nguồn dòng rõ ràng là không phù hợp

b Biến tần nguồn áp

Khâu trung gian một chiều là tụ Cf, thực hiện chức năng nguồn áp cho bộnghịch lưu

-Phù hợp với tải nhỏ, dưới 30kW

-Hệ số công suất của mạch lớn (gần bằng 1)

-Hình dạng và biên độ điện áp ra không phụ thuộc tải, dòng điện cho tảiqui định

-Có thể áp dụng kỹ thuật PWM để giảm tổn hao do sóng hài bậc cao, khửđập mạch momen

lượng về lưới phải mắc thêm một khâu chỉnh lưu mắc song song ngược với khâuchỉnh lưu ban đầu hoặc dùng chỉnh lưu PWM hay biến tần 4 góc phần tư

Như vậy, đến đây, ta thống nhất chọn bộ biến đổi là biến tần nguồn áp

Phần tiếp theo sẽ chọn phương pháp điều khiển cho loại biến tần này.

2.1.3 Phương pháp điều khiển biến tần

Có rất nhiều phương pháp điều khiển cho biến tần nguồn áp Phổ biến

trong công nghiệp là điều khiển theo luật const , điều khiển theo hệ số

trượt, điều khiển tựa từ thông rotor (FOC) và gần đây điều khiển trực tiếpmomen (DTC) cũng xuất hiện trong các bộ biến tần công nghiệp thay thế choFOC Đồ án này chủ định nghiên cứu ứng dụng phương pháp DTC cho điềukhiển bộ biến tần nguồn áp vì một số lí do sau

phù hợp với ứng dụng máy mài

- Phương pháp DTC cho phép có thể điều chỉnh với độ chính xác là tùy ý

- Mô hình đơn giản, không phụ thuộc nhiều tham số, do đó, không bị ảnhhưởng bởi sai lệch do tham số của động cơ như các phương pháp khác

- Không phải thực hiện phép quay tọa độ do đó, thời gian tính toánnhanh

- Tuy vậy, DTC cũng có nhược điểm: đáp ứng ở tốc độ thấp rất kém; đápứng momen không trơn, độ nhấp nhô momen phụ thuộc dải trễ và khó có thểkhắc phục sự nhấp nhô momen này

- Và một lý do nữa, là DTC dù ra đời đã lâu nhưng chưa phổ biến ở ViệtNam (ở Việt Nam phổ biến dùng DTC và U/f) mà phổ biến ở các nước châu Âu.Trong quá trình hội nhập, các bộ điều khiển của nước ngoài chắc chắn sẽ trànvào Việt Nam, cho nên, em muốn đi sâu tìm hiểu, học hỏi và thử nghiệmphương pháp DTC nhằm ứng dụng sau này

2.2 Tính chọn động cơ và thiết kế mạch lực

2.2.1 Tính chọn động cơ

Yêu cầu của hệ thống:

Momen cực đại (Mmax) : 25Nm

Tốc độ quay chi tiết (n) : 48 ÷ 480 vòng/phút

Tỉ số truyền (i) : 3

Hiệu suất (η) : 0,8

Momen quán tính cơ cấu (J) : 0,009 kg/s2

Phạm vi điều chỉnh tốc độ, quy đổi về trục động cơ

Tốc độ bé nhất của chi tiết

nminct = 48 / v p

48

5, 03 /60

D ωω

Quy đổi về trục động cơ qua hộp số có tỉ số truyền i=3

ωmin =i.ωminct =3.5,03 15,09(= rad s/ )

ωmax =i.ωmaxct =3.50,3 150,9(= rad s/ )

Tính momen quy đổi về trục động cơ:

Momen cực đại ở tang trống Mmax=25Nm.

 momen quy đổi là :

Tính toán tham số động cơ

Hình 2.3: Mạch điện thay thế một pha động cơ không đồng bộ

Do yêu cầu xây dựng bộ điều khiển cho động cơ, ta phải xây dựng được môhình động cơ Để xây dựng được mô hình động cơ, ta phải xác định các đạilượng R1, R2, X1, X2, Xµ

f n

p

= = = vòng/phút (2)

Hệ số trượt định mức:

1500 1450

0,0331500

s dm dm

dm

U Z

th

th th

a s

s s

30 22

30

th th th th đm

đm th

th th th

th thđm

2 1

58 1

21

th th s

th

th th

S

aS S

R

2

2 2 1

0, 49

th

nm

R S

' 2

2 2

' 2

X R

2 1

' 2

nm dm

R R s

Z cos

X R

Ta có: Xµ =74,55Ω và Lµ = 237,3 mH (17)

Cuối cùng, ta còn phải quy đổi momen quán tính của hệ thống về đầu trụcđộng cơ Để cho đơn giản, ta giả thiết các bánh răng của hộp số là lý tưởng(nghĩa là không có mômen quán tính) và chi tiết chưa được gắn lên tangtrống Do đó, momen quán tính qui đổi được tính bởi công thức:

9

ht qdđc

+ Khối chỉnh lưu: 6 diode

+ Khối nghich lưu: 6 Transistor, 6 diode ngîc

+ Khối lọc

a Tính toán thông số mạch lực

Máy mài sử dụng điện áp lưới 3 pha có Udây = 380V trong khi động cơ tachọn sử dụng điện áp 400V nên không cần điều chỉnh điện áp DC bus của đầu rachỉnh lưu Do đó mạch chỉnh lưu sẽ dùng diode và không cần mạch xung áp đểthay đổi DC bus Khi đó ta có dòng định mức mỗi pha của động cơ:

380

400

1, 05.4,8 5,04( )380

Bằng thuật toán điều khiển, ta có thể giới hạn dòng khởi động-là dòng cựcđại qua mỗi pha động cơ không vượt quá 2,5 lần dòng điện định mức Do đó,dòng điện cực đại qua mỗi pha:

Hình 2.5 Sơ đồ mạch chỉnh lưu 3 pha hình cầu

 Nguyên lý hoạt động

Bộ chỉnh lưu có chức năng biến nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều, ởđây ta dùng mạch chỉnh lưu hình cầu không điều khiển, bộ chỉnh lưu bao gồmcác nhóm van diode chỉnh lưu bằng máy biến áp

- Máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp nguồn phù hợp với yêu cầu cầnthiết của phụ tải, cách ly phụ tải lưới điện để vận hành an toàn, cải thiện đượcdạng sóng nguồn điện lưới

- Giá trị trung bình của điện áp ra:

I

Hình 2.6 Hình dạng điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu

Mạch chỉnh lưu sử dụng ở đây là chỉnh lưu cầu 3 pha dùng diode Mạch chỉnh

lưu như trên đã phân tích dùng chỉnh lưu cầu 3 pha diode để điện áp ra đạt nhấpnhô nhỏ nhất (đập mạch 6 lần trong 1 chu kỳ)

Dòng qua diode:

3

p D

I

Điện áp sau chỉnh lưu (điện áp 1 chiều DC bus) là:

380 1

có tác dụng san bằng điện áp tải sau khi chỉnh lưu, thực hiện chức năng nguồn

áp cho bộ nghịch lưu Hệ số san bằng của khâu lọc:

ào

dmv sb

dmra

k k

k

=

mdm là hệ số đập mạch của điện áp chỉnh lưu trong một chu kỳ điện

áp nguồn xoay chiều

Ở đây với sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha có hệ số đập mạch là mdm = 6

ω1là tần số góc của điện áp xoay chiều ω1 =2π f =2.3,14.50 314=

kdmr là hệ số đập mạch đầu ra, đặc trưng cho khả năng giảm độ đậpmạch của bộ lọc

36 1

−

Vậy thay số vào ta có:

4 1

4,8.10 ( ) 6.314.19,02.0, 057

Tụ C có nhiệm vụ đảm bảo điện áp nguồn ít bị thay đổi, mặt khác nó traođổi năng lượng phản kháng với cuộn cảm

Vai trò của các diode: Hoàn trả dòng phản kháng

Ở mỗi thời điểm sơ đồ đều có một pha mắc nối tiếp với 2 pha đấu songsong do vậy điện áp pha trên tải chỉ có hai giá trị hoặc Ed/3 (khi pha đó đấusong song với một pha khác) hoặc 2Ed/3 (khi nó đấu nối tiếp với hai pha khácđấu song song) Giả thiết 3 pha của động cơ là đối xứng, ta có giá trị hiệu dụngcủa điện áp pha: