THIẾT KẾ NGUỒN CHO BỘ LỌC TĨNH ĐIỆN.doc

THIẾT KẾ NGUỒN CHO BỘ LỌC TĨNH ĐIỆN

đồ án điện tử công suất Giỏo viờn hướng dẫn : Dương Văn Nghi

Sinh viờn thực hiện : VŨ TRƯỜNG GIANGLớp :TĐH3_K49

đề TàI 16:

Thiết kế ngU ỒN CHO BỘ LỌC TĨNH điện.Các tham số yêu cầu :

ta thiết kế hệ thống với lợng dự trữ là 10% về công suất do đó ta chọn điện áp tối đa trên tải là:

Uo= 90KV

và dòng điện sẽ là Id=1.6(A)

công suất cực đại sẽ là Pmax=144 KW trong đó công suất làm việc là Plv=120 KW

I )Tính toán thiết kế máy biến áp lực

∆Uba = ∆U r + ∆Ul - sụt áp bên trong biến áp khi có tải, bao gồm sụt áp trên điện trở ∆Ur và sụt áp trên điện cảm

∆Ul những đại lợng này phụ thuộc vào từng loại vật liệu cấu tạo máy biến áp khi chọn sơ bộ vào khoảng (5 ữ 10)%

∆Udn - sụt áp trên dây nối;

∆Udn = Rdn.Id =(ρ.l/S).Id Ta chọn sơ bộ điện áp sụt trên diện trở và điện kháng là 5%, điện áp sụt áp trên các van là 120V do đó ta có điện áp lúc không điều chỉnh là

=> I1=m.I2=106.1,38 = 146,28(A)

Điện áp ngợc max mà các điốt phải chịu là:

Ung, max=2,45U2=2,45.40,43=99 (kV) và dòng điện tải là :Idđm=Id=1,6( A.)

Trị số dòng TB chạy qua diot:

Tính chọn thyristor ta phải dựa vào các thông số cơ bản sau: - Điện áp ngợc lớn nhất cho phép trên van : Unmax

- giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor

Các thong số này phụ thuộc vào điều kiện làm việc của van ,vào mức độ làm mát

Các thông số có thể tính nh sau:

Điện áp ngợc lớn nhất mà Thysistor phải chịu:

Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tỏa nhiệt và đầy đủ diện tích tỏa nhiệt, không có quạt đối lu không khí, với điều kiện đó cờng độ dòng điện định mức của van cần chọn:

Idm=ki.Ilv= 3.146,28=438,84 (A)

Nh vậy chọn van thoả mãn các thông số sau:Umax=608V,Imax=438,84A Từ các điều kiện trên ta chọn van loại TO200AA

Tiristor rất nhạy cảm, với điện áp quá lớn vợt quá điện áp định mức, có thể làm hỏng van, vì vậy ta phải có những biện pháp bảo vệ quá điện áp cho van Nguyên nhân gây ra quá điện áp có hai loại:

+ Nguyên nhân nội tại: là sự tích tụ điện tích trong các van bán dẫn, khi khoá thyristor bằng điện áp ngợc các điện tích trên đồi ngợc hành trình tạo nên dòng điện ngợc trong khoảng thời gian rất ngắn Sự biến thiên đột ngột nhanh chóng của dòng điện ngợc tạo ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm dẫn đến các tiristor xuất hiện quá áp

+ Nguyên nhân bên ngoài: thờng xảy ra ngẫu nhiên nh khi cắt không tải một máy biến áp trên đờng dây, khi cầu chì bảo vệ nhảy, khi có sấm sét

RC bảo vệ quá điện áp do tích tụ điện tích gây nên

Udmp,Uimp giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt

lên thyristor một cách chu kỳ cho trong sổ tay tra cứu

Udmnp,Uimnp giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngợc đặt

lên điôt hoặc thyristor một cách không chu kỳ, cho trong sổ tay

Uim giá trị cực đại của điện áp ngợc thực tế đặt lên Điôt hoặc Tiristor

Q= sử dụng các đờng cong cho trong sổ tay tra cứu

Trên cơ sở tính toán và qua kinh nghiệm ta chọn đợc các thông số cho mạch

bảo vệ van RC nh sau:

Sự biến thiên của dòng điện và điện áp

5) Tính toán máy biến áp:

6) Bảo vệ quá dòng điện cho van:

+Aptomat dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động đóng mạch khi quá tải và ngắn mạch thyristo, ngắn mạch đầu ra độ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp ngắn mạch ở chế độ nghịch lu.

+Dùng dây chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch các Thyristo, ngắn

tính toán mạch điều khiển 1 Máy biến áp xung

Ta tính toán máy biến áp xung với các thông số của thyrisror:

Diện tích xung điều khiển :

Sđk = E.tx = 80 (V.às)

Với dòng điều khiển yêu cầu là IGmax= 0,1A ta có thể chọn biến áp xung loại IT258 do hãng Schaffner chế tạo

Biến áp xung này có các thông số kỹ thuật nh sau: Diện tích đặc trng cho độ rộng xung: V0.T = 250V sμ

Thời gian tạo sờn trớc xung đo đợc với điện trở tải RL tới 70% giá trị biên độ xung : tr = 0,25às

Điện trở tải phía thứ cấp: RL = 10 (Ω) Điện trở dây cuốn sơ cấp: RP = 0,6 (Ω) Điện trở dây cuốn thứ cấp: RS = 0,7 (Ω)

Điện cảm cuộn sơ cấp tại 1 kHz : LP= 2,5 (mH) Điện cảm tản phía sơ cấp tại 10kHz: Lstr = 3 ( H)μ Tụ điện giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp: CK = 80 (pF) Giá trị điện áp lớn nhất cho phép: UEFF = 750 (V)

Điện áp thử cho phép lớn nhất: UP = 3,2 (KV) Tỷ số biến áp : 1:1

Giá trị điện áp lớn nhất cho phép (cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp ): 750V

Điện áp thử cho phép lớn nhất: Up= 3,2 kV Cách nối dây của IT258:

Dòng sơ cấp máy biến áp xung : I1 = IG + Ià

Vì điện áp đặt lên cuộn dây biến áp xung có giá trị không đổi nên dòng điện từ hoá Ià thay đổi tuyến tính theo thời gian :

Với mức điện áp thấp thì dòng ra Q tại chân 14 và 15 của vi mạch TCA785 là IQ = 2mA.

Vậy hệ số khuếch đại dòng : β=82

2 Mạch tạo điện áp điều khiển Uđk:

Với vi mạch TCA785 ta sử dụng nguồn nuôi 15V đa vào chân 16

Chọn điốt ổn áp Zener DZ1 có giá trị điện áp ổn định 2V

2 Mạch tạo xung điều khiển thyristor:

Điện áp đồng bộ lấy là 12V

 Tỷ số biến đổi máy biến áp là: 380\12=32lần

Với vi mạch TCA785 ta sử dụng nguồn nuôi 15V đa vào chân 16

V10,max = VS - 2 = 15 -2 =13(V) => V11 = V10,max = 13(V)

Điện áp vào chân 6 của vi mạch TCA 785: V6 = 3,3V

Sử dụng 6 vi mạch TCA785 với giá trị điện áp C10 khác nhau để so sánh với tín hiệu điều khiển Uđk=2V

Tín hiệu logic yêu cầu đa đến chân 6 của TCA785 có U = 3.3V Chọn thời gian trễ = 50ms

Nguồn nuôi IC A3 là 12V, do đó điện áp đỉnh tín hiệu ra của A3 là 12V± Chọn dòng vào chân 1 của optocoupler là 5mA