Bao cáo chỉnh lưu cầu ba pha Phạm quốc hải

bài tập dài, điện tử công suất, chỉnh lưu cầu 3 pha, tạo nguồn dòng, bài tập lớn

Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI Họ tên : Trần Đình Đạt SHSV: 20093415 Lớp: ĐK & TĐH – K54 Đề – Phương án Hệ điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển có nhiệm vụ tạo nguồn dòng với số liệu: Phương Án Nguồn AC pha(50Hz) 3x220V Dòng tải max(A) 40 Dịng tải min(A) 10 Trở tải(Ơm) Điện cảm tải (H) 1.8 Yêu cầu: Chọn mạch phát xung tính tốn linh kiện mạch Tổng hợp hệ chọn luật điều khiển Mô hệ điều khiển tồn hệ thống kín Chú thích: độ dao động điện áp nguồn ±15% Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS BÀI LÀM Chọn mạch phát xung tính tốn linh kiện mạch a Tính tốn thông số biến áp lực Bảng thông số mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha kba I1 Id Sba Pd Tham số/Sơ đồ Ud U2 Iv I2 Id Chinh cầu ba pha 2,34 Id/3 0,816 0,816 1,05 kđm 0,05 Chọn Thyristor kiểu T130 N có tham số sau: Ký hiệu Itb(A) U0(V) Rd(mΩ)) Udk(V) Idk(mA) U T130N 1.08 1.53 1.4 250 1.96 130 Udđm = Idđm Rt = 40.4 = 160V Với U1 0,15 ta có: U  U v 160  1, 65 U d  ddm  190,18V  U1  0,15  Pd = Ud.Id = 190,18.40 = 7,61 KW Sba = kpPd = 1,05.7,61 = 7,99 KVA U dm  Ud 190,18  95, 61V (1  U1 )ku (1  0,15)2,34 U 220 / kba   1,32 U2 95,61  I 0,816 I d 0,816.40 32, 64 kba I1 0,816.I d 0,816.40 0,816  I1   102 A Id kba 1,32 Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Vậy tham số máy biến áp cần có là: Sba 7,99 KVA ; U1 220 ; U 95, 61V ; I1 102 A ; I 32, 64 A b Mạch tạo điện áp cưa Urc tuyến tính nửa chu kỳ xuống  Chọn OA loại TL082 chứa OA vỏ IC  Chọn R1 10k  ;  Chọn Điơt ổn áp loại BZX79 có U Dz 10V để có biên độ điện áp cưa 10V  Chọn C 0.22 F ta có: R3  E.T 15 0.02  68.18 K  2.U Dz C 10 0.22 10  Chọn R3 75k   Tính điện trở R2 Chọn thời gian nạp tn 1ms ,điện áp bão hòa OA là: U bh E  1.5 15  1.5 13.5V R2  U bh  0.7 13.5  0.7  5.333K   C.U Dz E 0.22  10 10 15   tn R3 0.001 75.103  Chọn R2 5.6 K  Từ ta có mạch tạo xung cưa sau: Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS c Khâu so sánh khâu tạo xung chùm có độ rộng hạn chế dùng monostable Chọn R4 R5 10k  Chọn xung chùm có độ rộng 80 Do chu kỳ ứng với tần số 50Hz T=1/50=0.02=20ms nên ta quy đổi độ rộng xung chùm sang thời gian là: 20ms Txc 800  4.5ms 3600 Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Tổng hợp hệ chọn luật điều khiển Sơ đồ cấu trúc hệ: + Ri ( p ) hàm truyền khâu điều chỉnh dòng điện xác định tiến hành tổng hợp hệ + Ui đặt: điện áp đặt định mức (là lượng đặt dòng điện),tương ứng với dòng điện định mức 120(A),chọn 10V + Rt: điện trở tải ,ở điện trở cuộn dây tạo từ trường có giá trị 5 + Tt:là số thời gian tải ,trong L t điện cảm cuộn dây có giá trị 4H Tt  Suy ra: Lt 1,8  0, 45s Rt + KBBĐ: hệ số khuếch đại biến đổi Đầu vào khâu điện áp điều khiển có giá trị định mức 5V Đầu khối điện áp chỉnh lưu U d áp điều chỉnh đạt trị số cho dòng tải định mức (40A),vì điện trở 4 điện áp qua chỉnh lưu tương ứng định mức phải : Udđm = Idđm Rt = 40.4 = 160 V KBBĐ = Udđm/Uđđm = 160/5 =32 + TBBĐ:hằng số thời gian biến đổi ,ở chỉnh lưu cầu pha nên có giá trị là: Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS TBBD  T  f1.mdm 2.mdm Trong đó: + f1: tần số lưới 50Hz ,chu kỳ T=0.02s + mđm: hệ số đập mạch chỉnh lưu phụ thuộc vào sơ đồ mạch van Mạch chỉnh lưu cầu pha mđm= Vì số thời gian biến đổi TBBD  T 0.02  1, 67ms 2.mdm 2.6 +ki: Hệ số tỷ lệ mạch phản hồi dòng điện phải đảm bảo dòng tải định mức (40A) điện áp phản hồi điện áp định mức U iph=5(V).nên hệ số khuếch đại mạch phản hồi dòng điện phải là: Ki  0.125 40 Ti:là số thời gian mạch phản hồi dòng điện ,thường lấy 1ms Tính tốn thơng số: U i đặt U đk Ri Ud K BBD   s.TBBD    sTdk  U i ph Ki  s.Ti Chọn Tđk=1ms Ta tính tốn sau: Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 It Ki  s.Ti Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS K BBD 32    s.TBBD    sTdk   0, 00267 s Ki 0.125   s.Ti  0.001s 1 Rt 0, 25    s.Tt  0, 45s  0, 45s U i đặt U đk Ri Ud 32  0, 00267s It 0.125  0.001s U i ph 0, 25  0, 45s Tổng hợp mạch vòng dòng điện sau: Đặt: Ts Tdk  Ti  TBBD 1  1.67 3.67ms Tu Tt 0.45s Hàm truyền sơ đồ: K BBD K i Rt S01 ( s)  (1  T s s)(1  Tu s ) Điều kiện: Ts Tu Sử dụng tiêu chuẩn tối ưu modun ta tìm hàm truyền điều chỉnh dịng điện có dạng khâu PI: Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Ri ( s)   Tu s K BBD K i a Ts s Ru Thay số vào ta được: Chọn a=2 Ri ( s)   Tu s  0, 45s  0, 45s   75  167 K BBD K i 32.0,1 0, 006 s s 2 3, 67 10 s a Ts s Ru Vậy: Xác định hàm truyền khâu điều chỉnh theo tổng hợp mạch ta có: + Kp=75 + Ki=167 Sơ đồ cấu trúc đầy đủ hệ: U i đặt U đk 75  167 s Ud 32  0, 00267s It 0.125  0.001s U i ph 0, 25  0, 45s -Tính tốn mạch điều khiển Chọn R1 = R2 ura udk  Ro (U d  U ph )  (U d  U ph )dt  U (0) K p U v  K1 U v dt  U (0) R1 C1.R1  Chọn : R1 10k  Kp  KI  R0 75    R21 75 10 750k  R21 1 167    C5  0,  F C5 R1 167 10 103 Chọn C3 = 0,68µF Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Cấu trúc PI 3.Mô hệ điều khiển tồn hệ thống kín a) Mơ hàm truyền b) Kết mơ Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS  Tính tốn khâu phản hồi dịng: Tính tốn: Ta có chuẩn điện trở đo lường : I 200 A;U 60mV Từ ta có U 60mV Rs   0.3m I 200 A Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 10 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Với Uđk=5V.Ta tính hệ số khuếch đại: K KD  R R 5V 416, 67  18  19 0.3m 40 A R15 R16 Chọn R15=R16=10k Từ chọn được: R 18 333k ; R19 100k  Chọn C1 = 2,2nF ; C2 = 68nF MƠ PHỎNG TỒN BỘ HỆ THỐNG Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 11 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS PHẦN MÔ PHỎNG (XEM FILE MÔ PHỎNG TRÊN PSIM 9.0) Đồ thị số đại lượng mơ phỏng: Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 12 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 13 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 14 Báo cáo tập lớn thiết kế hệ thống ĐTCSp lớn thiết kế hệ thống ĐTCSn thiết kế hệ thống ĐTCSt kết kế hệ thống ĐTCS hệ thống ĐTCS thống ĐTCSng ĐTCS Trần Đình Đạt - 20093415n Đình Đạt - 20093415t - 20093415 15 ... mạch a Tính tốn thông số biến áp lực Bảng thông số mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha kba I1 Id Sba Pd Tham số/Sơ đồ Ud U2 Iv I2 Id Chinh cầu ba pha 2,34 Id/3 0,816 0,816 1,05 kđm 0,05 Chọn Thyristor... số đập mạch chỉnh lưu phụ thuộc vào sơ đồ mạch van Mạch chỉnh lưu cầu pha mđm= Vì số thời gian biến đổi TBBD  T 0.02  1, 67ms 2.mdm 2.6 +ki: Hệ số tỷ lệ mạch phản hồi dòng điện phải đảm bảo... trị định mức 5V Đầu khối điện áp chỉnh lưu U d áp điều chỉnh đạt trị số cho dòng tải định mức (40A),vì điện trở 4 điện áp qua chỉnh lưu tương ứng định mức phải : Udđm = Idđm Rt = 40.4 = 160