Xây dựng hệ thống điều chỉnh dòng điện bộ chỉnh lưu một pha tải điện trở r biến đổi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001:2008 XÂY DỰNG HỆ THỚNG ĐIỀU CHINH DÒNG ĐIỆN BỘ CHINH LƯU MỘT PHA TẢI ĐIỆN TRƠ R BIẾN ĐỔI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHÒNG - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ISO 9001:2008 XÂY DỰNG HỆ THỚNG ĐIỀU CHINH DỊNG ĐIỆN BỘ CHINH LƯU MỘT PHA TẢI ĐIỆN TRƠ R BIẾN ĐỔI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Đinh Trọng Vinh Người hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn HẢI PHÒNG - 2017 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐÊ TÀI TỚT NGHIỆP Sinh viên : Đinh Trọng Vinh MSV : 1312102001 Lớp Ngành :Điện Tự Động Công Nghiệp : ĐC1701 Tên đề tài : Xây dựng hệ thống điều chỉnh d ng điện ộ chỉnh ưu ột ph tải điện trở R i n đ i NHIỆM VỤ ĐÊ TÀI Nội dung và yêu cầu cần giải quy t nhiệ vụ đề tài tốt nghiệp (về ý uận, thực tiễn, số iệu cần tính tốn và ản vẽ) Các số iệu cần thi t để thi t k , tính tốn Đị điể thực tập tốt nghiệp CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐÊ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ và tên : Thân Ngọc Hoàn Học hà , học vị : Giáo Sư Ti n S Kho Học Cơ qu n công tác : Trường Đại học dân ập Hải Ph ng Nội dung hướng dẫn : Toàn ộ đề tài Người hướng dẫn thứ h i: Họ và tên : Học hà , học vị : Cơ qu n công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp gi o ngày tháng .nă 2017 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng .nă Đã nhận nhiệ vụ Đ.T.T.N Đã gi o nhiệ 2017 vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán ộ hướng dẫn Đ.T.T.N Đinh Trọng Vinh GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn Hải Ph ng, ngày tháng nă HIỆU TRƯƠNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ 2017 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1.Tinh thần thái độ củ sinh viên trình à đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất ượng củ Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đề r nhiệ vụ Đ.T.T.N, ặt ý uận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất ượng ản vẽ ) Cho điể củ cán ộ hướng dẫn ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….nă 2017 Cán ộ hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐÊ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất ượng đề tài tốt nghiệp iệu ặt thu thập và phân tích số n đầu, sở ý uận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất ượng thuy t inh và ản vẽ, giá trị ý uận và thực tiễn đề tài Cho điể củ cán ộ chấ phản iện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….nă Người chấ 2017 phản iện (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MƠ ĐẦU CHƯƠNG CÁC BỘ CHỈNH LƯU CÓ ĐIÊU KHIỂN 1.1.CHỈNH LƯU MỘT PHA 1.1.1.Chỉnh ưu ột nử chu kỳ 1.1.2.Chỉnh ưu chu kì với i n áp có điể 1.1.3.Một số ưu nhược điể 1.1.4.Chỉnh ưu cầu trung tính củ sơ đồ ột ph đối xứng 1.1.5.Chỉnh ưu cầu ột pha không đối xứng 1.2.CHỈNH LƯU BA PHA 10 1.2.1.Chỉnh ưu ti ph 10 1.2.2.Chỉnh ưu cầu ph đối xứng 13 1.2.3.Chỉnh ưu cầu ph không đối xứng 16 1.3.CHỈNH LƯU KHI CÓ ĐIỐT NGƯỢC 18 CHƯƠNG 2.GIỚI THIỆU BỘ CHỈNH LƯU CẦU MỘT PHA CHO TẢI DIỆN TRƠ R BIẾN ĐỔI 21 2.1.THI T K CƠNG TH C TÍNH TỐN MẠCH ĐỘNG LỰC 21 2.1.1.Tính tốn v n động ực 21 2.2.TÍNH TỐN CUỘN KHÁNG LỌC ĐIỆN 23 2.2.1.Xác định góc cực tiểu và cực đại 23 2.2.2.Xác định thành phần củ sóng hài 23 2.2.3.Xác định điện củ cuộn kháng 25 2.2.4.Thi t k k t cấu cuộn kháng ọc 26 2.3.TÍNH CHỌN THI T BỊ BẢO VỆ MẠCH ĐỘNG LỰC 30 2.3.1.Bảo vệ nhiệt độ cho v n án dẫn 31 2.3.2.Tính toán cánh tản nhiệt: 31 2.3.3.Bảo vệ d ng điện cho v n án dẫn 31 2.3.4.Bảo vệ điện áp cho v n án dẫn 32 R1 R2 C2 aα U1W U1 R1 U2 : Bộ điều chỉnh PI , điều chỉnh độc ập th số KR,τR T có : ( ) Trong : Rp=α(1-α)R { Vậy t chỉnh định số thời gi n τR ằng th y đ i R2 , s u chỉnh hệ số khu ch đại ằng việc chỉnh α không ảnh hưởng tới số thời gi n đồng thời vùng th y đ i hệ số khu ch đại rộng Khối Chỉnh Lưu Là ộ chỉnh ưu iên hệ nguồn xo y chiều với tải đ i điện áp xo y chiều củ nguồn thành điện áp chương 2) hà W ( p)  ột chiều ,ngh ột chiều cho tải.( nêu truyền củ khối chỉnh ưu có dạng: K  p Khối phản hồi Mục đích: phản hồi ại thơng số để điểu chỉnh Có nhiệ vụ chính: - Điều khiển trình s i số tải R i n đ i - Phản hồi để điều chỉnh tín hiệu đầu r cho ộ điều khiển - Giới hạn và ảo vệ R thông số nhiệt,… vượt Nguyên lý hoạt động mạch à ức cho phép - Khi có tín hiệu vào ộ điều khiển, ộ điều khiển xử ý tín hiệu và phát xung điều khiển vào BBĐ - Bộ i n đ i nhận tín hiệu từ ộ điều khiển, kích v n tiristo, cấp nguồn cho R - Điện trở R ộ phận đo ường ại thông số tốc độ, xử ý tín hiệu tốc độ thành tín hiệu điện áp và truyền tín hiệu ại ộ điều khiển - Bộ điều khiển t ng hợp và so sánh tín hiệu đặt và tín hiệu phản hồi từ đư r s i ệch và điều chỉnh 3.2 THIẾT KẾ MẠCH VÒNG ĐIÊU CHỈNH Để điều khiển d ng điện củ cầu chỉnh ưu ph có điều khiển dùng ộ điều chỉnh PI H.3.11 sử dụng tương đối rộng rãi đơn giản và tương đối dễ điều chỉnh hệ số khuy ch đại H.3.11 à sơ đồ khối điều chỉnh hệ thống truyền động điện động ột chiều cấp điện từ ộ chỉnh ưu ph có điều khiển dùng ộ điều chỉnh PI để điều chỉnh d ng điện ��� _Iđ ��� �� ��� Iđo I � R �� U/R − �� � Hình 3.11: Sơ đồ khối điều khiển củ hệ thống điều chỉnh d ng cho tải điện trở R ằng ộ chỉnh ưu ột ph với ộ điều chỉnh PI Ở sơ đồ này t giả thi t d ng điện củ điện áp Ve và góc áy điện iên tục và phi n với α giải quy t sử dụng nghịch đảo củ hà cosin Độ sụt áp nguồn trùng dẫn từ nguồn kháng ỏ qu hệ số khuy ch đại điện áp củ ộ chỉnh ưu điều khiển ,thời gi n trễ có giá trị ằng 1/10 chu kỳ củ điện áp vào : √ − Trong e à tần số góc củ điện áp nguồn Ở H.3.11 d ng điện ia có dạng d o động tần số d o động ằng ần tần số nguồn Để nhận giá trị trung ình củ d ng phần ứng d ng điện d o động thi t ị đo ọc Để thi t k thi t ộ ọc à ộ ọc thơng thấp sóng ậc ộ điều chỉnh PI giả ột có số thời gi n à TF và tần số góc cắt à 1/TF, tần số cắt nhận ằng tần số nguồn nạp ằng 1/6 tần số d o động củ d ng điện Thời gi n trễ điều khiển v n củ chỉnh ưu có điều khiển ộ hình hó khâu trễ ậc và úc này sơ đồ khối cho H.3.11 trở thành H.3.12 Hệ số khuy ch đại củ v ng phần tử trễ gồ thời gi n trễ củ chỉnh ưu Td/2, thời gi n trễ cuả ộ ọc TF c n thời gi n trễ củ R là Ta=La/Ra , à số thời gi n Giá trị thời gi n trễ thứ và thứ cộng với nh u và à T có sơ đồ rút gọn s u: gần thành ột độ trễ: � Id RI �� _ � � � ( ��)� �� : Sơ đồ khối củ ạch v ng d ng điện I Hà truyền đạt củ đối tượng điều chỉnh: ( ( ( ) )( ) ) Trong Te=Td/2+TF Ti à khoảng thời gi n tích phân củ ộ điều chỉnh PI ( ) (( ) ) Trong Ti à số tích phân củ trị ằng ần hệ khuy ch đại củ ộ điều chỉnh PI thường có giá ộ điều chỉnh ằng Kp/Ki Có nhiều phương pháp điều chỉnh hệ số khuy ch đại này phương pháp thường dùng à phương pháp tối ưu đối xứng Hằng số thời gi n tích phân quy t định ởi hệ số giả chấn ζ Để nhận góc ph iên ớn nhận ζ=1/ úc này Ti=Te.(1+ζ) K r  Td A (1  2 ) Te v ng kín này độ rộng ăng thơng có giá trị 1/15,1Te với thủ tục điều chỉnh này hệ thống truyền động có tần số nguồn à 60Hz độ rộng ăng thơng xấp xỉ 16 r d/s Với thủ tục thi t k này đồng thời điều chỉnh hệ số khuy ch hệ thống điều chỉnh d ng điện củ ộ chỉnh ưu có điều khiển cung cấp cho t tính chất cần thi t Tuy nhiên c n giới hạn tới giá trị nhỏ ột số vấn đề s u: độ rộng ăng thơng v ng kín ị ột vài phần r d/s và đáp ứng củ d ng điện tín hiệu vào nhảy ậc có d o động tính chất zero củ Tuy nhiên n u d ng phần ứng à khơng iên tục hà ộ điều chỉnh PI truyền củ ộ chỉnh ưu không nhận và hà truyền t ng quát khác với hà truyền và tính chất điều chỉnh thấy rõ ràng ị giả Hà truyền đạt: ( ) Trong : KR à hệ số tỉ ệ (P) T à hệ số tích phân (I) Tính tốn số iệu để ô phỏng: KR= 0,7497 T = 0,0349 Td=0,02 TF=0,005 Hằng số thời gi n:Ti= 0,014 (s) 3.3.CHỈNH ĐỊNH TH NG SỐ VÀ M T sử dụng ề PHỎNG t p si u i k để hiển thị k t : Sơ đồ cấu trúc ô ô M t : K t trước chỉnh định số U : K t s u chỉnh định số U .16: K t s u chỉnh định số I ị k ô : Bộ i n đ i điện áp chỉnh ưu Thysisto cần có giá trị điện áp không tải đả ảo cung cấp cho phần ứng củ động ột chiều hoạt động Điện áp chỉnh ưu khơng tải tính s u: Udo = (Ud + 4%Ud Trong đó: Ud + 1,5%Ud + ∆Urt) (1) : điện áp chỉnh ưu cực đại Ud 4%Ud MBA 1,5%Ud + 0,8%Ud = Eưd : sụt áp điện trở : sụt áp điện kháng MBA ∆Urt : sụt áp Tiristor nối ti p ∆Ur ≈ V Th y trị số vào phương trình (1) t được:Ud = 235,86 V Vậy điện áp chỉnh ưu không tải Ud = 235,86 = 110 V V Giá trị hiệu dụng điện áp ph thứ cấp MBA √ Ta có: Với =0 Suy U2 = 261,84V Do tỉ số MBA à: = U2/U1 = 1,19 Điện áp ngược ớn ới ỗi Tiristor phải chịu: Uim =√2 U2 =√2 261,84 =370,29 V KẾT LUẬN Sau ba tháng nghiên cứu và thực đề tài hướng dẫn tận tình củ GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn với cố gắng nỗ ực củ e hoàn thành đồ án tốt nghiệp củ theo k hoạch giao Qu thời gi n à tích e ản thân, đồ án tốt nghiệp e nắ vững cách phân ột công việc thi t k , cách đặt vấn đề cho ài tốn thi t k Giúp cho có cách xử ý sát thực và i t cách k t hợp với ki n thức học để tính tốn và chọn r phương án tối ưu cho thi t k Qu đề tài này giúp e nắ ki n thức s u: + Nghiên cứu t ng qu n ộ chỉnh ưu có điều khiển + T ng hợp ộ điều chỉnh d ng điện + Thi t k ô ằng phần ề Tuy nhiên, thời gi n và kinh nghiệ k t đạt được, đề tài chư thực t si u ink có hạn nên ên cạnh ột số vấn đề s u : Dù cố gắng hoàn thành đồ án này với cường độ à việc c o, kỹ ưỡng và có hướng dẫn cụ thể củ quý thầy cô hiểu i t c n hạn ch và chư có kinh nghiệ thực tiễn nên chắn đồ án này c n có nhiều thi u sót và ất cập Vì vậy, e ki n củ quý thầy cô và ạn để e thê ong sử chữ và đóng góp ý rút kinh nghiệ và ki n thức SINH VIÊN THỰC HỆN Đinh Trọng Vinh 60 sung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2004), Đ công s ấ , Nhà xuất ản xây dựng [2] Lê Văn Do nh –Nguyễn Th Công –Trần Văn Thịnh Đ ô s ấ , Nhà xuất ản kho học và kỹ thuật [3] TS Trần Văn Thịnh (2008), Tính tốn (2005), k ị s ấ , Nhà xuất ản giáo dục [4] Nguyễn Bính (2000), Đ s ấ , Nhà xuất ản kho học và kỹ thuật [5] Dương Minh Trí (2007), Sơ k ẫ , Nhà xuất ản trẻ [6] TS Đỗ xuân Thụ (2002), Kĩ 61 ậ ử, Nhà xuất ản giáo d a [7] ̀ Lê k Văn Do ỹ nh (199 t 7), Đ ô h s ấ u k ể ậ t , [8] Diễn đàn Điện Tử Việt Nam (www.dientuvietnam.net) [9] Diễn đàn Sinh viên Bách Kho (www.svbkol.org) N h C a ̀ c x u t ấ r t ả n k h o h ọ c v n g w e t h â k h ả o 62 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHỊNG ISO 9001:2008 XÂY DỰNG HỆ THỚNG ĐIỀU CHINH DÒNG ĐIỆN BỘ CHINH LƯU MỘT PHA TẢI ĐIỆN TRƠ R BIẾN ĐỔI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC... dẫn củ tiristor nhỏ Tuy nhiên, h i trường hợp d ng điện trung ình củ tiristor ằng 1/3.Id Trong khoảng thời gi n tiristor dẫn, d ng điện củ tiristor ằng d ng điện tải, khoảng tiristor khoá d ng... 43 CHƯƠNG TỔNG H P VÀ M PHỎNG BỘ ĐIÊU CHỈNH DÒNG ĐIỆN CỦA BỘ CHỈNH LƯU MỘT PHA TIRISTOR CẤP ĐIỆN CHO ĐIỆN TRƠ R 45 3.1.S ĐỒ CẤU TR C ĐIỀU KHIỂN 46 3.1.1.Giới thiệu