ĐỒ ÁN THIẾT KẾ BĂM XUNG MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU ( THEO NGUYÊN TẮC ĐỒI XỨNG ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ BĂM XUNG MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU ( THEO NGUYÊN TẮC ĐỒI XỨNG ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU

Đề bài: Thit k b bm xung mt chiu có o chiu (theo nguyên tc i xng)  iu chnh tc  ng c mt chiu (kích t nam châm vnh cu) vi s liu cho trc: Lời nói đầu ng dng in t công sut trong truyn ng in – iu khin tc  ng c in là lnh vc quan trng và ngày càng phát trin. Các nhà sn xut không ngng cho ra i các sn phm và công ngh mi v các phn t bán dn công sut và các thit b iu khin i kèm. Do ó khi thc hin  án chúng em ã c g ng cp nht nhng kin thc mi nht, nhng công ngh mi trong lnh vc iu khin các phn t bán dn công sut. Vi yêu cu thit k mch bm xung mt chiu  iu khin ng c in mt chiu kích t c lp có yêu cu o chiu quay theo nguyên tc i xng , chúng em ã c gng tìm hiu k v các phng án công ngh sao cho bn thit k va m bo yêu cu k thut, yêu cu kinh t . Vi hy vng  án in t công sut này là mt bn thit k k thut có th áp dng c trong thc t nên chúng em ã c gng mô t c th, t m và tính toán c th các thông s ca các s  mch. Mc dù chúng em ã rt n lc và c gng làm vic vi tinh thn hc hi và quyt tâm cao nht tuy nhiên ây là ln u tiên chúng em làm  án, và c bit do trình  hiu bit ca chúng em còn nhiu hn ch nên chúng em không th Phng án in áp li (VAC) Dòng in nh mc in áp phn ng Phm vi iu ch nh tc  1 110 20 120 10:1 2 220 8 220 15:1 3 380 15 100 20:1 4 127 V 6 A 400 V 25:1 5 300 10 600 15:1 2 tránh khi nhng sai sót, chúng em mong nhn c s phê bình góp ý ca các thy  giúp chúng em hiu rõ hn các vn  trong  án cng nh nhng ng dng thc t ca nó  bn  án ca chúng em c hoàn thin hn .Và chúng em hi vng trong mt tng lai không xa, chúng em có th áp dng nhng kin thc và hiu bit thu c t chính  án u tiên trong cuc i sinh viên ca chúng em vào thc t c ng nh s phát trin hn nó trong các  án sau này. Trong quá trình làm  án chúng em ã nhn c s giúp  và ch bo rt tn tình ca thy giáo Dng Vn Nghi .Chúng em xin chân thành cm n thy và hi vng thy s giúp  chúng em nhiu hn na trong vic hc tp ca chúng em sau này. Nhóm sinh viên thc hin. Chương I Giới thiệu về động cơ điện một chiều I.1 Đặt vấn đề Cùng vi s phát trin ngày càng mnh m ca các ngành công nghip c v chiu rng ln chiu sâu,in và các máy in óng mt vai trò rt quan trng , không th thiu c trong phn ln các ngành công nghip và i sng sinh hot ca con ngi. Nó luôn i trc mt bc làm tin  nhng cng là mi nhn quyt nh s  thành công ca c mt h thng sn xut công nghip. Không mt quc gia nào, mt nn sn xut nào không s dng in và máy in. Do tính u vit ca h thng in xoay chiu: d sn xut, d truyn ti ., c máy phát và ng c in xoay chiu u có cu to n gin và công sut ln, d vn hành . mà máy in (ng c in) xoay chiu ngày càng c s dng rng rãi và ph bin. Tuy nhiên ng c in mt chiu vn gi mt v trí nht nh nh trong công nghip giao thông vn ti, và nói chung  các thit b cn iu khin tc  quay liên tc trong phm vi rng (nh trong máy cán thép, máy công c ln, u máy in .). Mc dù so v i ng c không ng b  ch to ng c in 3 mt chiu cùng c thì giá thành t hn do s dng nhiu kim loi màu hn, ch to bo qun c góp phc tp hn . nhng do nhng u im ca nó mà máy in mt chiu vn không th thiu trong nn sn xut hin i. u im ca ng c in mt chiu là có th dùng làm ng c in hay máy phát in trong nhng iu kin làm vic khác nhau. Song u im ln nht ca ng c in mt chiu là iu chnh tc  và kh nng quá ti. Nu nh bn thân ng c không ng b không th áp ng c hoc nu áp ng c thì phi chi phí các thit b bi n i i kèm (nh b bin tn ) rt t tin thì ng c in mt chiu không nhng có th iu chnh rng và chính xác mà cu trúc mch lc, mch iu khin n gin hn ng thi li t cht lng cao. Ngày nay hiu sut ca ng c in mt chiu công sut nh kho ng 75% ÷ 85%,  ng c in công sut trung bình và ln khong 85% ÷ 94% .Công sut ln nht ca ng c in mt chiu vào khong 100000kw in áp vào khong vài trm cho n 1000v. Hng phát trin là ci tin tính nâng vt liu, nâng cao ch tiêu kinh t ca ng c và ch to nhng máy công sut ln hn ó là c mt vn  rng ln và phc tp vì vy vi vn kin thc còn hn hp ca mình trong phm vi  tài này em không th  cp nhiu vn  ln mà ch  cp ti vn  thit k b bm xung mt chiu  iu chnh tc  có o chiu ca ng c mt chiu kích t c l p theo nguyên tc i xng . ây là mt trong nhng phng pháp c dùng ph bin nht hin nay  iu chnh ng c in mt chiu kích t c lp vi yêu cu o chiu quay ng c theo phng pháp i xng .ây là mt phng pháp mang li hiu qu kinh t cao và c s dng rng rãi bi nhng tính nng và c im ni bt ca nó mà chúng em s phân tích và  cp sau này. I.2 Tổng quan về động cơ điện một chiều. I.2.1) Giới thiệu một số loại động cơ điện một chiều Khi xem xét ng c in mt chiu cng nh máy phát in mt chiu ngi ta phân loi theo cách kích thích t các ng c. Theo ó ng v i mi cách ta có các loi ng c in loi: - Kích thích c lp: khi ngun mt chiu có công sut ko  ln, mch in phn ng và mch kích t mc vào hai ngun mt chiu c lp nhau nên :I = I  . - Kích thích song song: khi ngun mt chiu có công sut vô cùng ln và in áp ko i, mch kích t c mc song song vi mch phn ng nên I = I u +I t - Kích thích ni tip: cun kích t mc ni tip vi cun dây phn ng cun kích t có tit din ln, in tr nh, s vòng ít, ch to d dàng nên ta có I = I  =I t . - Kích thích hn hp ta có: I = I u +I t Vi mi loi ng c trên thì s tng ng vi các c tính, c im k thut iu khin và ng dng là tng i khác nhau ph thuc vào nhiu yu t.Trong 4  tài này ta ch xét ên ng c in mt chiu kích t c lp và bin pháp hu hiu nht  iu khin loi ng c này. I.2.2 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập +Phng trình c tính c: là phng trình biu th mi quan h gia tc  (n) và mômen (M) ca ng c có dng chung M K RR K U fu u . )( 2 Φ + − Φ = ω Thông qua phng trình này, ta có th thy c s ph thuc ca tc  ng c vào mômen ng c và các thông s khác (mômen, t thông .), t ó a ra phng án  iu chnh ng c (tc ) vi phng án ti u nht. Vi nhng iu kin U  = const, I t = const thì t thông ca ng c hu nh không i, vì vy quan h trên là tuyn tính và ng c tính c ca ng c là ng thng. Thng dng ca c tính là ng thng mà giao im vi trc tung ng vi mômen ngn mch còn giao im vi trc tung ng vi tc  không ti ca ng c Ngi ta a thêm i l ng ω β Δ Δ = M  ánh giá  cng. c tính càng dc càng cng ( β càng ln) tc là mômen bin i nhiu nhng tc  bin i ít và ngc li. c tính càng ít dc càng mm tc là mômen bin i ít nhng tc  bin i nhiu thay i.  hiu c nguyên lý và la chn phng pháp iu chnh ti u, trc ht ta i xét c tính ca ng c  in. ó là quan h gia tc  quay vi mômen (hoc dòng in) ca ng c. +c tính c t nhiên ca ng c: nu ng c vn hành  ch  nh mc (in áp, tn s, t thông nh mc và không ni thêm các in kháng, in tr vào ng c). Trên c tính c t nhiên ta có các  im làm vic nh mc có giá tr M m , ω m .   M Mnm M t  0 5 +c tính c nhân to ca ng c là c tính khi ta thay i các tham s ngun hoc ni thêm các In tr, in kháng.  so sánh các c tính c vi nhau, ngi ta a ra khái nim  cng ca c tính c: β=ΔΜ/Δω (tc  bin thiên mômen so vi vn tc). a) Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độ c lập S  kích t c lp c th hin nh di ây: Khi ngun mt chiu có công sut không  ln thì mch in phn ng và mch kích t mc vào hai ngun mt chiu c lp vi nhau: gi là ng c in kích t c lp. Phng trình c tính c xut phát: ufuuu IRREU )( ++= +U  : in áp phn ng. +E  : sc in ng phn ng. +R  : in tr mch phn ng : R  =r  +r cf +r b +r ct +r  : in tr cun dây phn ng. +r cf : in tr cun cc t ph. +r i : in tr cun bù. +r ct : in tr tip xúc ca chi in. +R f : in tr ph trong mch phn ng. +I  : dòng in mch phn ng. +E  c xác nh theo biu thc sau: ω π ⋅Φ⋅= a pN Eu 2 + p: s ôi cc t chính. + N: s thanh dn tác dng ca cun dây phn ng. + A: s ôi mch nhánh song song ca cun dây phn ng. + Φ : t thông kích t di mt cc t. 6 +ω: tc  góc. a pN K π 2 = Trong ó K là h s cu to ca ng c. nKE eu Φ= 55,9/60/2 nn == πω Vì vy n a pN E u Φ= 60 K K K e 105,0 55,9 == Suy ra u fu u I K RR K U Φ + − Φ =Φ Biu thc (*) là phng trình c tính c in ca ng c. Mt khác mômen in t ca ng c c xác nh udt IKM Φ= Suy ra Φ= KMI dtu / Thay vào (*) ta c dt fu u M K RR K U 2 )( Φ + − Φ = ω Nu b qua các tn tht c và thép thì mômen c trên trc ng c bng mômen in t bng M. Ta có M K RR K U fu u 2 )( Φ + − Φ = ω ây là phng trình c tính c ca ng c in mt chiu kích t c lp.  th hình v:   M Mnm M t  0 7 Nhận xét : + I  =0 hoc M=O ta có 0 ωω = + = fu u RR U ây là tc  không ti lý tng ca ng c +ω = 0 thì fu u RR U I + = : Dòng in ngn mch. nmnm MIKM =Φ= : Mômen ngn mch. ωωω Δ−= Φ − Φ = 0 K RI K U u ωωω Δ−= Φ + − Φ = 0 2 )( M K RR K U fu u M K R I K R K U RRR u u fu 2 0 )( Φ = Φ =Δ Φ = += ω ω T ó có th tc  ông c in mt chiu ph thuc vào các i lng là: U  , R, I. Nh vy thông qua các i lng bin thiên này mà ta có th iu khin c tc  ng c in mt chiu. b) Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều iu chnh tc  ng c in mt chiu là mt trong các ni dung chính ca truyn ng in nhm áp ng các yêu cu công ngh nào ó ca các máy sn xut.iu chnh tc  là dùng phng pháp thun tuý in tác ng lên bn thân h thng truyn ng in  thay i tc  quay ca ng c in. Tc  quay ca ng c in thng b thay i do s bin thiên c a ti ,ca ngun hay ch  làm vic nh m máy ,hãm máy .và do ó gây ra các sai s so vi tc  ,k thut mong mun Trong các h thng truyn ng in thng cn c vào mt iu +  +  ng +  b.1) làm in l n khin Ta c Vì t  k mi Chú + P h + T th n + Gi vi  gii s ch tiêu chnh n Trong th iu chnh  iu chnh cp cho m iu chnh b Nguyên lý Ch áp d vic  ch mt chiu ng in xo n Uk. có phng ωω ω K E EE b = Φ = − 0  thông c không ti l nói ph n ý: hng pháp c  khôn nói phng ii iu ch in áp n hn bi yê u kinh t ,k ng c in hc t có 3 in áp cho bng cách mch kích t bng thay  ý điều chỉn dng c   kích th u kích t  oay chiu t trình M U K RE RI dk b dm b uu − − Φ = )( ( 0 a ng c í tng tu ng pháp này p này có t ng ti lý t g pháp này nh tc  nh mc và êu cu v s k thut c phng ph o phn ng h thay i . i in tr nh điện áp vi ng hích c lâ c lp, các thành mt β M R K R R Km ud b udb Φ + + ® )  c gi  thuc gi y là trit   thông khô ng tu thu y iu khin ca h tth t thông  sai s tc   bn ,các háp iu ch g ng c. i t thông  ph trên p phần ứn c in m âp. Loi nà b chnh l chiu có IK udmud không i iá tr U k c .  xác  ông i nê uc vào giá n là trit  hng b ch nh mc.  và mô m c ch tiêu n hnh tc  phn ng mch ph  ng mt chiu k ày cn có th lu iu kh s E b i i nên c t ca h thn nh di i n c tính á tr in á . n bi c Tc  nh men khi  này c tí  ng c hay thay n ng. kích thích  hit b ngu hin có ch iu chnh n tính c cn ng.  th u chnh t c có  c áp U k ca c tính c b h nht ca ng. ính khi thi in mt c i in á c lp ho un nh: m c nng bi nh tín hi ng không   tuyn tính c . cng không h thng d n là c t a di iu k 8 t k và chiu áp phn c song máy phát n nng iu iu i. Tc h do ó g i do ó có ính ng khin b 9 +Vi mt c cu máy c th có dmM MK ,, max0 ω xác nh vì vy phm vi iu chnh D ph thuc tuyn tính vào giá tr  cng β ωω β ωω dm dm M M −= −= min0min max0max dmMcnm MKMM == maxmin  tho mãn kh nng quá ti thì c tính thp nht ca di iu chnh phi có môn men ngn mch là dmMcnm MKMM . maxmin == (K M : là h s mômen quá ti). H c tính c là các ng thng song song nên ta có 1 1 /)1( )1( 1 )( max0 max0 minmin − − = − − = −=−= M dm dmM dm M dm dmnm K M MK M D K M MM βω β β ω ββ ω Vi dmM MK ,, max0 ω xác nh  mi máy. D ph thuc tuyn tính vào β. Khi iu chnh in áp phn ng ng c in mt chiu bng các thit b ngun iu chnh thì in tr mch phn ng gp khong 2 ln in tr phn ng ng c do ó có th tính s b c: 10/ max0 ≤ dm M βω . Do ó phm vi iu chnh tc  không vt quá 10, Vy vi yêu cu ca  bài ta s iu chnh di in áp ra trong di iu chnh ã cho. iu chnh tc  bng phng pháp này rt thích hp trong nhng trng hp M t =const trong toàn di iu chnh. b.2) Điều chỉnh từ thông động cơ iu chnh t thông kích thích ng c in mt chiu chính là iu khin mômen in t ca ng c in u IKM Φ= . Do mch kích t ca ng c in mt chiu là phi tuyn vì vy h iu chnh t thông cng là phi tuyn. 10 T s  trên ta c dt d rr e i k kb k u Φ + + = ω r k : in tr dây qun phn ng. r b : in tr ngun In áp kích thích. k ω : s vòng dây cun kích t. Thng khi iu chnh t thông thì in áp phn ng bng U m do ó các c tính c thp nht trong vùng iu khin là t thông chính là c tính có in áp phn ng nh mc, t thông nh mc và gi là c tính c bn (ôi khi là c tính c t nhiên). Tc  ln nht ca di iu chnh t thông b hn ch bi kh nng chuyn mch ca c góp i n. Khi gim t thông dn n tng vn tc góc thì iu kin chuyn mch ca c góp b xu i mt khác vn phi bo m I cho phép. Kt qu là mômen cho phép trong ng c gim rt nhanh k c khi gi nguyên I thì momen c cng gim i rt nhanh. b.3) Thay đổi điện trở phụ Rf T phng trình c tính (*) u fu u I K RR K U Φ + − Φ =Φ (*) Thc t ngày nay ngi ta không dùng phng pháp này . Vì phng pháp này ch cho phép iu chnh tc  quay trong vùng di tc  nh mc, và luôn kèm theo tn hao nng lng trên in tr ph, làm gim hiu sut ca ng c in. Vì vy phng pháp này ch áp dng  ng c in có công sut nh và thc t thng dùng  ng c in trong cn trc. c) Kết luận Phng pháp iu chnh tc  bng cách thay i t thông có nhiu hn ch so vi phng pháp iu chnh in áp phn ng phng pháp thay i t thông b . cho van,tn s óng ct này là không i v i di tn t 400Hz n 200kHz.Khi > Control st uu thì cho tín hiu iu khin m van, ngc li khóa van ca ng c in thng b thay i do s bin thiên c a ti ,ca ngun hay ch  làm vic nh m máy ,hãm máy .và do ó gây ra các sai s so vi tc