ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ BỘ BIẾN TẦN 3 PHA ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ

Trong những năm gần đây lĩnh vực điều khiển và truyền động điện đã phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt với sự phát triển của khoa học kỹ thuật điện tử tin học nói riêng đã khai thác tất cả các ưu điểm nổi bật vốn có của động cơ không đồng bộ so với động cơ một chiều. Với đồ án này em đã nêu ra một khía cạnh nhỏ trong lĩnh vực điều khiển động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Nhiệm vụ: “Thiết kế bộ biến tần 3 pha để điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ” Nội dung và các chương trình mục như sau: Chương 1: Sơ lược về động cơ không đồng bộ. Chương 2: Tổng quan về các hệ thống biến tần, nguyên lý làm việc của các bộ biến tần. Chương 3: Mạch động lực, đi sâu vào nguyên lý làm việc của các thiết bị cũng như các phương pháp tính toán chọn mạch và bảo vệ mạch, hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch. Chương 4: Hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động của mạch. Tuy nhiên với trình độ có hạn không tránh khỏi những sai sót, em mong các thầy cô thông cảm và đóng góp ý kiến để giúp em tiến bộ hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa điện – bộ môn tự động đo lường đã chỉ bảo em trong thời gian làm đề tài.

ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT LờI NóI §ÇU Trong năm gần lónh vực điều khiển truyền động điện phát triển mạnh mẽ Đặc biệt với phát triển khoa học kỹ thuật điện tử tin học nói riêng khai thác tất ưu điểm bật vốn có động không đồng so với động chiều Với đồ án em nêu khía cạnh nhỏ lónh vực điều khiển động không đồng rôto lồng sóc Nhiệm vụ: “Thiết kế biến tần pha để điều chỉnh tốc độ động không đồng bộ” Nội dung chương trình mục sau: Chương 1: Sơ lược động không đồng Chương 2: Tổng quan hệ thống biến tần, nguyên lý làm việc biến tần Chương 3: Mạch động lực, sâu vào nguyên lý làm việc thiết bị phương pháp tính toán chọn mạch bảo vệ mạch, hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động mạch Chương 4: Hệ thống điều khiển, ứng dụng kỹ thuật xung số vào mạch điều khiển để điều khiển hoạt động mạch Tuy nhiên với trình độ có hạn không tránh khỏi sai sót, em mong thầy cô thông cảm đóng góp ý kiến để giúp em tiến Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa điện – môn tự động đo lường bảo em thời gian làm đề tài Sinh viên thực Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Cao Trần Tâm CHƯƠNG I SƠ LƯC VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Cấu tạo đặc điểm: 1.1 Cấu tạo: 1.1.1 Cấu tạo phần tónh (stato): Gồm vỏ máy, lõi sắt dây quấn 1.1.1.1 Vỏ máy: Thường làm gang Đối với máy có công suất lớn (1000 kW), thường dùng thép hàn lại thành vỏ Vỏ máy có tác dụng cố định không dùng để dẫn từ 1.1.1.2 Lõi sắt: Được làm thép kỹ thuật điện dày 0,35 mm đến 0,5 mm ghép lại Lõi sắt phần dẫn từ Vì từ trường qua lõi sắt từ trường xoay chiều, nhằm giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên, thép kỹ thuật điện có phủ lớp sơn cách điện Mặt lõi thép có xẻ rãnh để đặt dây quấn 1.1.1.3 Dây quấn: Dây quấn đặt vào rãnh lỏi sắt cách điện tốt với lỏi sắt Dây quấn stato gồm có ba cuộn dây đặt lệch 120 o điện 1.1.2 Cấu tạo phần quay (rôto): 1.1.2.1 Trục: Làm thép, dùng để đỡ lỏi sắt rôto, phần truyền động máy 1.1.2.2 Lõi sắt: Gồm thép kỹ thuật điện Giống phần stato, lõi sắt ép trực tiếp lên trục Bên lỏi sắt có xẻ rảnh để đặt dây quấn 1.1.2.3 Dây quấn rôto: Gồm hai loại: loại rôto dây quấn loại rôto kiểu lồng sóc * Loại rôto kiểu dây quấn: dây quấn rôto giống dây quấn stato có số cực số cực stato Dây quấn ba pha rôto thường đấu hình (Y) Ba Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang Đồ ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT ủau noỏi vào ba vòng trượt đồng đặt cố định đầu trục Thông qua chổi than vành góp, đưa điện trở phụ vào mạch rôto nhằm cải thiện tính mở máy điều chỉnh tốc độ * Loại rôto kiểu lồng sóc: loại dây quấn khác với dây quấn stato Mỗi rảnh lỏi sắt đặt dẫn đồng nhôm nối tắt lại hai đầu hai vòng ngắn mạch đồng nhôm, làm thành lồng, người ta gọi lồng sóc 1.1.3 Khe hở: Khe hở động không đồng nhỏ(0,2 mm  1mm) rôto khối tròn nên rôto 1.2 Đặc điểm động không đồng bộ: - Cấu tạo đơn giản - Đấu trực tiếp vào lưới điện xoay chiều ba pha - Tốc độ quay rôto nhỏ tốc độ từ trường quay stato n < n1 Trong đó: n tốc độ quay rôto n1 tốc độ quay từ trường quay stato (tốc độ đồng động cơ) Nguyên lý làm việc động không đồng bộ: Khi nối dây quấn stato vào lưới điện xoay chiều ba pha, động sinh từ trường quay Từ trường quét qua dẫn rôto, làm cảm ứng dây quấn rôto sức điện động e2, sức điện động e2 sinh dòng điện i2 chạy dây quấn Chiều sức điện động chiều dòng điện xác định theo qui tắc bàn tay phải M Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang Đồ án mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Hỡnh.1-1 sụ ủo nguyeõn lý động không đồng Chiều dòng điện dẫn nửa phía rôto hướng từ ngoài, dòng điện dẫn nửa phía rôto hướng từ vào trong.Dòng điện i2 tác động tương hỗ với từ trường stato tạo lực điện từ dây dẫn rôto mômen quay làm cho rôto quay với tốc độ n theo chiều quay từ trường.Tốc độ quay rôto n nhỏ tốc độ từ trường quay stato n1 Có chuyển động tương đối rôto từ trường quay stato trì dòng điện i2 mômen Vì tốc độ rôto khác với tốc độ từ trường quay stato nên gọi động không đồng Đặc trưng cho động không đồng ba pha hệ số trượt: S  n1  60 f p n1  n n1 (1-1) (1-2) Trong đó: n tốc độ quay rôto f1 tần số dòng điện lưới p số đôi cực n1 tốc độ quay từ trường quay (tốc độ đồng động cơ) Khi tần số mạng điện thay đổi n1 thay đổi làm cho n thay đổi Khi mở máy n = s = gọi độ trượt mở máy Dòng điện dây quấn từø trường quay tác dụng lực tương hỗ lên nên rôto chịu tác dụng mômen M từ trường quay chịu tác dụng mômen M theo chiều ngược lại Muốn cho từ trường quay với tốc độ n1 phải nhận công suất đưa vào gọi công suất điện từ Pdt  M1  M 2 n1 60 (1 –3) Khi công suất điện đưa vào: Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang Đồ án mơn học: §IƯN Tư CÔNG SUấT P1 U I cos (1-4) Ngoài thành phần công suất điện từ có tổn hao điện trở dây quấn stato Pd  3r12 I12 (1-5) Tổn hao sắt: Pst  P Pdt  P1  Pd  Pst (1-6) Công suất trục là: P2'  M   M 2 n 60 (1-7) Công suất nhỏ công suất điện từ tổn hao dây quấn roâto: P '  Pdt  Pd (1-8) Trong đó: Pd  m2 I r2 (1-9) m2 số pha dây quấn rôto Vì P’2 < Pđt n < n1 Công suất P2 đưa nhỏ P’2 tổn hao ma sát trục động tổn hao phụ khác: P2  P2'  Pcơ  Pf (1-10) Hiệu suất động cơ:  P2  (0.8  0.9) P1 (1-11) Các đại lượng phương trình động cơ: 3.1 Các đại lượng: 3.1.1 Hệ số trượt: Để biểu thị mức độ đồng tốc độ quay rôto n tốc độ từ trường quay stato n1 ta dùng hệ số trượt s Ta coù : s n1  n n1 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD (1-12) Trang ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Hãy tính theo phần trăm: s%  n1  n 100% n1 (1-13) Xét mặt lý thuyết giá trị s biến thiên từ đến từ đến 100% Trong đó: 60 f1 p n  n1 (1  s) n1  (1-14) (1-15) 3.1.2 Sức điện động mạch rôto đứng yên: E20  4.44k 20 f 20 w20 m (1-16) Trong đó: k20 hệ số dây quấn rôto động  m Trị số cực đại từ thông mạch từ f 20  pn1 60 (1-17) f20 tần số xác định tốc độ biến đổi từ thông quay qua cuộn dây, rôto đứng yên nên f20 với tần số dòng điện đưa vào f1 3.1.3 Sức điện động mạch rôto quay: Tần số dây quấn rôto là: ( n1  n) p n1  n n1 p  60 n1 60 f s  s f1 f 2s  Vaäy (1-18) (1-19) Sức điện động dây quấn rôto lúc laø: E s  4.44k f s w2 m (1-20) Với f s  s f1 vào (1-20), ta được: E2 s  4.44 f1w2 k 2 m s (1-21) Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang Đồ án môn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 3.2 Phửụng trỡnh cụ baỷn động không đồng ba pha: 3.2.1 Phương trình đặc tính tốc độ: U1~ o o o I1 I1    x1 x’2 I2 r1 x0 ÑKB    U1 I0 r’2/s r0 I2 rf b) a) Hình 1-2 Điều chỉnh tốc độ động a) Sơ đồ nguyên lý b) Sơ đồ đẳng trị pha động không đồng Theo sơ đồ đẳng trị pha hình (1-2), ta có biểu thức dòng điện rôto qui đổi stato I 2'  U1 r' (r1  )  ( x1  x ' ) s (1-22) Khi khởi động động n = 0, ta có: s =1 Nếu điện áp đặt lên cuộn stato U1 = const biểu thức (1 –22) quan hệ dòng điện rôto qui đổi stato I’2 với hệ số trượt s hay với tốc độ n Do biểu thức (1-22) phương trình đặc tính tốc độ Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang Đồ án mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 3.2.2 Phửụng trỡnh ủaởc tính cơ: 3U M  r '2 (1-23)    r    r '2     x  x '2   s   Biểu thức (1-23) phương trình đặc tính Được biểu diễn quan hệ M = f(n) hình 1-3 n1 s=0 Sth n= Mđm Mth M Hình 1-3 Đặc tính động không đồng Giá trị s biến thiên từ -  đến +  mômen quay có hai giá trị cực đại gọi mômen tới hạn (Mth ) Lấy đạo hàm mômen theo hệ số trượt cho dM/ds = Ta có hệ số trượt tương ứng với mômen tới hạn Mth gọi hệ số trượt tới hạn Sth  r '2 r  ( x1  x'2) (1-24) Do ta biểu thức mômen tới hạn : M th 3U  2 ( r  r 12  xn ) (1-25) Giải phương trình (1-23), (1-24), (1-25) ñaët : s r2' r1'  x n2 (1-26) Ta dạng đơn giản phương trình đặc tính cơ: M  M th 1    s sth   2 sth s Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD (1-27) Trang Đồ ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Vụựi r1 sm C1r '2 Nhận thấy dạng gần phương trình đặc tính sau: Đối với động rôto lồng sóc, động có công suất lớn r1 f1đm , Mth  nên Mth giảm U1 không đổi f1 - Nếu f1 < f1đm , với U1 không đổi theo (1-1) dòng i1 tăng nhanh Điều không cho phép nên thay đổi f1 phải thay đổi U1 theo qui luật để động không đồng sinh mômen chế độ định mức 3.4 Các phương pháp điều khiển tốc độ động luật: 3.4.1 Điều chỉnh điện áp cấp cho động dùng biến đổi Tiristor: Mômen động không đồng tỷ lệ với bình phương điện áp stato, điều chỉnh tốc độ ĐKB phương pháp điều chỉnh giá trị điện áp stato giữ nguyên tần số Sơ đồ điều chỉnh điện áp động không đồng bộ: a T1 k R T2 T3 b T4 T5 c T6 s M FX s =0 ñttn LOG Ir =Irdm = Uñk o hiện: Cao Trần TâmU Sinh viên Đả thực - bLớp: 03DTD chiều Trang 10 M ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 4.1 Sụ đồ chỉnh lưu dạng sóng: D1   D2  U~ TAÛI    D3 D4 U t Ud t Id t Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 35 Đồ án môn học: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 4.2 Tớnh toaựn b chnh lu: Chỉnh lưu cầu pha dùng Diod Giả sử điện áp rơi Diod 0.7 V U d  583.4V Ta có: U1v=knv  U2 với U2 =Ud/kU Cho sơ đồ chỉnh lưu cầu pha knv= vaø kU=0.9 U1v=  583.4  916.7 V 0.9 I  I d    I z   1.79  0.895 A Dòng điện làm việc van I1v=Ihd=khd / Ihd=0.895/ =0.64A U1v : điện áp cực đại làm việc I1v; Ihd : dòng điện làm việc hiệu dụng van kU : hệ số điện áp sơ đồ khd : hệ số hiệu dụng Hệ số kU, khd tra bảng 8.1 8.2 sách “ĐTCS” Lê Văn Doanh chủ biên Với tham số làm việc điều kiện làm việc van có cánh tản nhiệt với đủ diện tích tản nhiệt, quạt đối lưu không khí (điều kiện làm việc van người thiết kế tự chọn) Thông số cần có van động lực: Unv=kdtU  U1v = 1.8  916.7=1650 V (chọn kdtU=1.6 đến 2) Iđmv=ki  Ilv=4  0.64=2.56 V Từ số liệu trên, ta chọn Diod có ký hiệu DA25AF18C có thông số sau: -Un =1800 V : Điện áp ngược Diod chịu Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 36 Đồ án môn học: ĐIệN Tử CÔNG SUấT -Imax =25 A : Doứng ủieọn chỉnh lưu cực đại -Ipik =375 A : Đỉnh xung dòng điện -  U =1.5 V : Tổn hao điện áp trạng thái mở Diod -Ith =75 A : Dòng điện thử cực đại -Ir =1.5 mA : Dòng điện rò nhiệt độ 250C -Tcp =2000C : Nhiệt độ cho phép Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 37 Đồ án môn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT CHệễNG IV MAẽCH ẹIEU KHIEN Sơ đồ khối hệ thống điều khiển: Phát xung chủ đạo Phân phối xung Khuyếch Đại xung Phát xung chủ đạo: Khâu phát xung chủ đạo dùng IC555 làm việc chế độ phi ổn có tác dụng tạo dãy xung có tần số mong muốn 1.1 Giới thiệu IC555: Vi mạch IC555 hãng Signetics chế gồm khuếch đại thuật toán OA1,OA2 thực chức so sánh, Trigơ, Tranzitor điện trở 5K  Vi mạch có chân hình vẽ: Nối đất Kích lật Cổng V(3) = 0.1 V, V(3) = 0, I3max = 0.2 A Chân Reset (phục hồi), V4 = V3=0, không dùng chức Reset nối chân vào chân để tránh mạch tự Reset nhiễu Điện áp điều khiển, thường nối chân với tụ điện 0.01  xuống mass để chống nhiễu Kích lật Chân xả điện tích, nối với tụ C xuống đất Nguồn nuôi, nối với cực dương nguồn E =  18 V, tiêu thụ dòng điện 0.7 mA/1V Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 38 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 1.2 Sơ đồ mạch phát xung chủ đạo: 1.2.1 Sơ đồ mạch: 1.2.2 Nguyên lý làm việc: Ở trạng thái ban đầu cấp điện, điện áp tụ Uc = Do điện áp chân chân nên đầu chân điện áp ûmức cao (  Uc = 17 V ) ban đầu chân mức thấp (= V) Tụ C bắt đầu nạp điện từ + Vcc qua Ra, Rb điện áp tụ tăng Khi điện áp tụ C  2Ucc/3 bắt đầu chuyển trạng thái mức thấp chân mức cao, lúc tụ C phóng điện, điện áp tụ giảm Khi điện áp tụ giảm đến giá trị Uc =Ucc/3 đầu đổi mức trạng thái chuyển lên cao chân chuyển mức thấp, tụ điện C lại nạp điện trở lại, trình dao động tiếp diễn, đầu chân dãy xung điều khiển sau đưa đến khâu phân phối xung Dạng xung sau: UC t U3 t Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 39 Đồ án mơn học: §IƯN Tử CÔNG SUấT Khaõu phaõn phoỏi xung: Khaõu phaõn phối xung phải tạo tín hiệu điều khiển để mở Transistor theo yêu cầu mạch điều khiển, từ bảng dẫn điện van Transistor ta có nhận xét sau: +Khi T1 dẫn T4 khoá, tức T1 có xung điều khiển T4 hoàn toàn xung điều khiển +Khi T3 có xung điều khiển T6 hoàn toàn xung điều khiển +Khi T5 có xung điều khiển T2 hoàn toàn xung điều khiển Để tạo phân phối xung cần sử dụng Flip Flop với đầu đảo không đảo Theo phân tích có Flip Flop Flip Flop đếm tối đa trạng thái tức có xung đầu ra, chu kỳ điện áp có xung (mỗi xung cách 60o) nên xây dựng đếm Modul mà tức đầu vào có xung đầu có xung, xung cung cấp từ đầu khâu phát xung chủ đạo IC555 Bộ đếm xây dựng sở Flip Flop D Bảng chức Flip Flop D Qn 0 1 D 1 Qn+1 1 Với Qn+1 = D Từ bảng ta có bảng đầu vào kích Flip Flop D Qn  Qn+1 0 0  1   D 1 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 40 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Tại thời điểm nghịch lưu có Transitor (trong Transitor) mở nên cần phải phân phối xung đến Transitor phù hợp với yêu cầu mở Trạng thái cần có Flip Flop D nhö sau: Clock Q1 1 1 0 1 t Q2 0 1 0 1 t Q3 0 1 0 t Q1 0 1 0 t Q2 1 0 1 0 t Q3 1 0 1 t Từ ta thành lập bảng trạng thái Flip Flop D m m1 m2 m3 m4 m5 m6 Xung Trảng thại hiãûn tải Trảng thại kãú tiãúp Âáưu vo Flip Flop D n n n Q1 Q2 Q Qn+13 Qn+12 Qn+11 D3 D2 D1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 Dựa vào bảng trạng thái cho Flip Flop D ta tìm liên hệ đại lượng đầu vào cần tối giản theo phương phaùp Karnaugh: Q 2Q Q3 0 11 10 Q 2Q1 Q3 0 1 1 0 1 x 0 x x 1 x 1 D3 = Q2 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD D2 = Q1 Trang 41 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Q 2Q1 Q3 0 1 1 0 1 x x 0 D1 = Q3 T1 T3 T4 D Q1 CK Q1 T5 T6 D Q2 CK Q2 T2 D Q3 CK Q3 Clock Khâu khuyếch đại xung: Khâu khuyếch đại dùng linh kiện bán dẫn, sử dụng phần tử ghép quang (Optocoptcur ) nhằm cách ly mạch động lực mạch điều khiển Sơ đồ khuyếch đại xung cho tầng công suất thuộc nhóm chẵn: Vcc= 5V Vcc=12V Tỉì cạc Flip Flop tåïi Transitor cäng sút nghëch lỉu nhọm chàơn Ám ngưn nghëch læu Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 42 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG ST Sơ đồ khuyếch đại xung cho tầng công suất thuộc nhóm lẻ: Vcc= 5V Vcc= 12V Dỉång ngưn nghëch lỉu Tỉì cạc Flip Flop tåïi Transitor cäng sút nghëch lỉu nhọm l Nguyên lý làm việc: Khi tín hiệu đưa vào chân B Tranzitor Q1 từ Flip Flop mức logic ‘0’ Q1 ngưng dẫn, đầu vào đầu Optocoptaur dòng, Q2 ngưng dẫn Tranzitor T không kích thích cực B Khi tín hiệu đầu vào chân B Q1 từ Flip Flop mức logic ‘1’ Q1 dẫn dòng, làm cho Q2 dẫn kích Tranzitor công suất dẫn Tính toán mạch điều khiển: 4.1 Xác định tần số xung IC555 Flip Flop: Vi mạch IC555 làm việc chế độ tự dao động, tần số dao động phụ thuộc vào phóng nạp tụ C Ta có phương trình cân điện áp tụ C: iR +Uc = Vcc duc dt Phương trình mô tả trình nạp cho tụ i: dòng điện nạp cho tuï, i = C Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 43 Đồ án môn học: ĐIệN Tử CÔNG SUấT RC duc uc Vcc dt Nghiệm phương trình vi phân là:  t  t   uC t   U Cxl 1  e  Tn  t  t1   Tn .1t  t1   U Cbd e 1t  t1   + Quá trình nạp tụ C: Khi tụ C nạp, ta có: UCxl =Vcc uC(t1) = Vcc UCbd = V cc Tn =(Ra+Rb)C T1 T1 Tn )  Vcc e Tn Do đó: Vcc  Vcc (1  e 3  T1  Tn ln hay T1  ( Ra  Rb ).C ln (1) + Quá trình xả tụ C: Khi tụ C xả, ta có: UCxl =0 uC(t1) = Vcc UCbd = V cc Tn =Rb.C T1 Tn V  V e Do đó: cc cc 3  T2  Tn ln hay T1  Rb C ln (1) Vậy chu kỳ xung IC555: T555  T1  T2  ( Ra  Rb )  C  ln Tần số xung vi maïch IC555 : 1 f 555   Tn Ra  Rb   C  ln Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 44 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Vì có xung đưa vào Flip Flop (xung CLOCK) lấy từ IC555 đầu Flip Flop có xung, tần số xung Flip Flop tần số điện áp xoay chiều tải f  f 555  6  Ra  Rb .C ln Muốn thay đổi tần số nguồn ta phải thay đổi tần số mạch phát xung chủ đạo IC555 tức điều chỉnh giá trị C, Ra, Rb Để đơn giản ta chọn trước giá trị tụ C điều chỉnh cách thay đổi giá trị điện trở Ra, Rb Với tải động không đồng rôto lồng sóc, yêu cầu điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho tải từ 15  50 Hz Ta chọn giá trị tụ C 0.1F, giá trị điện trở Ra Rb nằm khoaûng: 15  1   50  ( Ra  Rb )  C  ln  ( Ra  Rb )  0.1  10 6  ln  48k  Ra  Rb  161k Ta chọn Ra =48 k  Rb =56 k   Bộ phân phối xung dùng vi mạch 4013 Trigơ D loại CMOS có điện áp mức logic ‘1’ 4.9 V dòng khoảng 500 A 4.2 Tính toán phần tử mạch khuyếch đại: Căn vào kết trên, theo bảng phụ lục Thông số số Tranzito công suất trang 683 sách “Điện tử công suất” Lê Văn Doanh làm chủ biên, ta chọn Tranzito có ký hiệu BUL54B hãng SGS sản xuất có thông số sau: -VCE =800V : Điện áp VCE cực đại cực Bazơ bị khoá điện áp âm -Icmax =5A : Dòng Colectơ mà Tranzitor chịu -Ptot =70W -hFemin =15 -hFemax =45 -ft =20MHz Theo tính toán trước, Transitor công suất T phần nghịch lưu chọn loại BUL54B có thông số  =30, ICmax= 5A với dòng làm việc IClv= 3.54A dòng Bazơ T Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 45 Đồ án mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT Thoõng soỏ P (MW) FT(MHz) T0C UCB max UCEmax UBE max Ic max  Type C828 250 200 125 30 30 50 220 SN IB= 3.54 = 0.71A Tính chọn phần tử mạch khuyếch đại xung:  Chọn Transitor Q1: chọn theo điều kiện IC = Iop = 5mA, VCE>VCC, loại NPN Vậy ta chọn loại 2SC828 Điện trở R5 chọn theo điều kiện R5  VCC  VLED  VCE (Q1 ) I op =   0.5 = 500   10 Choün R5 = 500 Vì Q1 chưa bão hoà nên hệ số khuyếch đại dòng lớn, ví dủ  = 200 doøng IB: I 5.10 IB = c =  3 200 = 25A Dòng nhỏ dòng cung cấp mạch CMOS 4013 nên ta cho thêm điện trở để hạn chế dòng R4 = Vcc  VCEsat ( Q1 )  VD  VBE ( Q1 ) IB   0.2  0.7  0.7  136000 k  25  10 6 = 136 k Treân thực tế nên dùng trị số nhỏ hơn, ví dụ 68 k để đảm bảo LED Optocopteur cung cấp đủ dòng Chọn R4 = 68 k  Chọn Tranzito Q2 theo điều kiện IC (Q2) > IBT = 0.84A UCE(Q2) > UCE = 30 V loải NPN Vậy chọn Q2 loại C2275 có thông số sau Thäng säú C2275 P(w) fT(MHz) T0C 25 200 150 UCE max(v ) 150 IC max(A) 1.5  40 Type SN  Optocopteur: chọn loại TLP-521 Nhật Bản chế tạo có thông số sau: Điện trở cách ly: RCL =1011 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 46 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT ẹieọn áp cách ly: dòng điện XXXXXXXX phát quang 5mA 2500V Tỉ số truyền dòng 50  100 lần lấy tỉ số truyền dòng 50 ta có IOP =  50 = 250 mA = IB (Q2) IC (Q2) = IB(Q2) = 40  0.25 = 10A, dòng điện lớn so với dòng điện cần là: I CQ 0.84  0.021 A  40 nên ta gắn thêm R6 để hạn chế dòng điện I BQ  Choïn R6 =  VCC  VBE (Q2 )  VBE (T ) I BQ2  15  0.7  1.5  690 0.021 Chọn R6=700  , điện áp nuôi mạch kín 15V Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 47 ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT MC LC Lời nói đầu Trang Chương 1: Sơ lược động không đồng Cấu tạo đặc điểm 1.1 Cấu tạo 1.1.1 Cấu tạo phần tĩnh (Stato) 1.1.2 Cấu tạo phần quay (Rôto) 1.1.3 Khe hở 1.2 Đặc điểm động không đồng Nguyên lý làm việc động không đồng 3 Các đại lượng phương trình động 3.1 Các đại lượng 3.1.1 Hệ số trượt 3.1.2 Sức điện động mạch Rôto đứng yên 3.1.3 Sức điện động mạch Rôto quay 3.2 Phương trình động 3.2.1 Phương trình đặc tính tốc độ 3.2.2 Phương trình đặc tính 3.3 Ảnh hưởng thơng số đến đặc tính 3.4 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động luật 10 3.4.1 Điều chỉnh tốc độ động dùng biến đổi Tiristo 10 3.4.2 Điều chỉnh điện trở mạch Rôto 11 3.4.3 Điều chỉnh công suất trượt Ps .12 3.4.4 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động KĐB 13 Chương 2: Tổng quan hệ thống biến tần .16 Khái niệm 16 Phân loại .16 2.1 Biến tần trực tiếp 16 2.2 Biến tần gián tiếp 16 Chương 3: Mạch động lực .19 Bộ nghịch lưu .19 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 48 Đồ ỏn mụn hc: ĐIệN Tử CÔNG SUấT 1.1 S nguyên lý trình chuyển mạch .19 1.2 Dạng sóng mạch nghịch lưu 22 1.3 Tính toán chọn phần tử mạch nghịch lưu .23 1.3.1 Kích thước chủ yếu động 24 1.3.2 Tính tốn nghịch lưu .26 1.3.2.1 Tính chọn Tranzito .26 1.3.2.2 Tính chọn Diod .27 1.3.2.3 Tính chọn tụ C0 .28 Bộ điều chỉnh xung điện áp (bộ băm) 28 2.1 Sơ đồ nguyên lý phương pháp điều chỉnh điện áp .29 2.2 Tính chọn Tranzito T 30 2.3 Tính chọn Diod D0 31 Bộ lọc sau chỉnh lưu 32 Bộ chỉnh lưu 33 4.1 Sơ đồ chỉnh lưu dạng sóng 35 4.2 Tính tốn chỉnh lưu 36 Chương 4: Mạch điều khiển 38 Phát xung chủ đạo .38 1.1 Giới thiệu IC555 .38 1.2 Sơ đồ mạch phát xung chủ đạo 39 Khâu phân phối xung 40 Khâu khuyếch đại xung 42 Tính tốn mạch điều khiển 43 4.1 Xác định tần số xung IC555 Flip Flop 43 4.2 Tính tốn phần tử mạch khuyếch đại 45 Mục lục .48 Sinh viên thực hiện: Cao Trần Tâm - Lớp: 03DTD Trang 49 ... pháp điều chỉnh mạch rôto cho truyền động động mômen không đổi Ưu phương pháp dễ tự động hoá việc điều chỉnh 3. 4 .3 Điều chỉnh công suất trượt Ps: Trong trường hợp điều chỉnh tốc độ động không đồng. .. nghịch với tần số: M th  f Như điều khiển tốc độ động không đồng ta phải có điều chỉnh tần số điều chỉnh điện áp Để điều chỉnh tần số cấp cho động người ta dùng biến tần Còn điều chỉnh điện... truyền động mà mômen tải hàm tăng tốc độ như: quạt gió, bơm ly tâm 3. 4.2 Điều chỉnh điện trở mạch rôto: Điều chỉnh tốc độ động không đồng cách điều chỉnh điện trở mạch rôto Người ta thực điều chỉnh