Tài liệu Động cơ điện một chiều P3 docx

Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Chương III : THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU § 3.1 Nguyên lý điều khiển Thyristor mạch điện xoay chiều Để điều khiển Thyristor mạch điện xoay chiều ta có nhiều nguyên tăc khác thực tế người ta thưòng dùng hai nguyên rắc điều khiển sau : - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arcos” Để thực điều chỉnh vị trí xung điều khiển đặt nên cực điều khiển ,trong nửa chu kì dương điện áp đặt nên hai cực Anốt Catốt Thyristor 3.1.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Theo nguyên tắc người ta dùng hai dạng điện áp - Điện áp đồng ,kí hiệu US,đồng với điện áp đặt Anốt-Catốt Thyristor Thường đặt vào đầu đảo khâu so sánh - Điện áp điều khiển, kí hiệu Ucm (điện áp chiều, điều chỉnh biên độ) Thường đặt vào đầu không đảo khâu so sánh + Khi hiệu điện đầu vào khâu so sánh : Ud = Ucm - US + Mỗi Ucm = US khâu so sánh lật trạng thái, ta nhận “sườn xuống” điện áp đầu khâu so sánh “Sườn xuống “ thông qua đa hài trạng thái ổn định , tạo xung điều khiển Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 30 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều US U cm US α US m Π α U cm 2Π t H×nh3.1: Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Nh vy cách thay đổi biên độ điện áp Ucm , ta điều chỉnh thời điểm xuất xung ra, tức điều chỉnh góc mở α đưa vào cực điều khiển Thyristor Ta có quan hệ : α =Π Ucm Usm Người ta lấy U cm max = US m 3.2.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “Arccos” Theo nguyên tắc người ta dùng hai dạng điện áp - Điện áp đồng US, vượt trước UAK = Um sinωt, Thyristor góc Π / US = Um cosωt - Điện áp điều khiển Ucm , điện áp chiều , điều chỉnh biên độ theo hai chiều dương âm - Nếu đặt US vào cổng đảo Ucm vào cổng không đảo khâu so sánh US = Ucm ,ta nhận xung mảnh đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái Um cosωt = Ucm Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 31 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Do α = arccos ( Ucm ) Um + Khi Ucm = Um α = + Khi Ucm = α = Π / + Khi Ucm = - Um α = Π Us UAK Us UAK Ucm t Hình3.2: Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Arccos Nh vy iu chnh Ucm t trị số Ucm= +Um đến Ucm = - Um ,ta điều chỉnh góc α từ 00 → 1800 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “Arccos” sử dụng thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lưọng điều chỉnh cao § 3.2 Thiết kế mạch lực cầu chỉnh lưu điều khiển Thyristor 3.2.1.Tính chọn Thyristor Thông số động : Pđm = 2,8 Kw Uđm = 220 V I đm = 17A Tính chọn Thyristor dựa vào yếu tố : dòng tải, điều kiện toả nhiệt , điện áp làm việc Các thông số van tính sau : Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 32 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều + Điện áp ngược lớn mà Thyristor phải chịu Ung max = k nv.U2 = k nv Ud Ku Với : knv = ku = 2 Π Ung max = 220 2 Π Ung max = 345,4 (V) Điện áp ngược Thyristor cần chọn : Ung V = kdt U Ung max Với : kdt U hệ số dự trữ điện áp kdt U = 1,8 Ung max = 1,8.345,4 Ung max = 621,72 (V) Ung max = 622 (V) + Dòng điện làm việc van tính theo dịng hiệu dụng I lv = I hd = khd I d Với : khd = I lv = 17 Id = 2 I lv = 8,5 (A) + Dòng điện định mức van Chọn điều kiện làm việc van có cánh toả nhiệt đầy đủ diện tích toả nhiệt Khơng có quạt đối lưu khơng khí, với điều kiện dịng định mức van cần chọn : IđmV = ki I lv Với : ki hệ số dự trữ dòng điện chọn ki = Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 33 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Iđm V = 8,5 = 34 (A) Iđm V = 34 (A) Từ thông số Unv, Iđmv ta chọn Thyristor loại NO29RH10 Có thông số sau : + Điện áp ngược cực đại van : Ung = 1000 (V) + Dòng điện định mức van : Iđm = 50 (A) + Dòng điện xung điều khiển : Iđk = 0,15 (A) + Điện áp xung điều khiển : Uđk = (V) + Dòng điện rò : Ir = + Sụt áp lớn Thyristor trạng thái dẫn : ΔU = 0,85 (V) + Tốc độ biến thiên điện áp : V dU = (200 ÷ 500) dt μs + Tốc độ biến thiên dòng điện : dI A = ( 10 ÷ 70) μs dt + Thời gian chuyển mạch tcm = 100 μs : + Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : Tmax = 1250C 3.2.2.Tính tốn mạch bảo vệ Thyristor Các Thyristor cần baỏ vệ khỏi tốc độ tăng dòng điện tăng điện áp lớn Khi đề cập đến cách bảo vệ Thyristor chống lại nguyên nhân gây hư hỏng ta dựa vào giá trị dòng điện điện áp mà Thyristor phải chịu - Bảo vệ tăng dòng điện lớn - Bảo vệ dòng điện nhờ nối tiếp vào mạch cuộn kháng bão hoà lõi thép Ferit với vịng dây Cuộn kháng có tác dụng hạn chế tốc độ tăng trưởng dòng điện cố Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 34 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều T L L chọn theo kinh nghiệm : L = (50 ÷ 100 ) μ H - Bảo vệ điện áp Để bảo vệ điện áp ta dùng mạch RC mắc song song với Thyristor để chống điện áp chuyển mạch nhiều T R C Chọn R,C dựa vào công thức sau : + C = C*min 2Q U im C*min thông số chung gian phụ thuộc vào k K hệ số áp : k = U in P b.U im b hệ số dự trữ áp Uim giá trị điện áp ngược thực tế đặt vào van Q điện lượng tích tụ Q = f( + Rmin dI ) tra sổ tay kĩ thuật dt L.U L.U ≤ R* ≤ Rmax 2Q 2Q Dựa vào cơng thức trên, hình vẽ biểu diễn mối quan hệ C* R* theo k Kinh nghiệm thực tế ta chọn : Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 35 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều R = ( 10 ÷ 1000 ) Ω Chọn: R = 10( Ω )/3(w) C = 0,1 ( μ F)/600(mV) 3.2.3.Vấn đề làm mát cho Thyristor làm việc Khi Thyristor mở cho dịng chảy qua , cơng st tổn thất bên Thyristor bao gồm : - Tổn hao Thyristor dẫn theo chiều thuận - Tổn hao chuyển mạch - Tổn hao mạch điều khiển lượng xung điều khiển cực điều khiển gây Các tổn hao sinh nhiệt làm phát nóng Thyristor , ta phải lắp thêm cánh tản nhiệt vỏ Nhiệt lượng truyền vỏ qua lớp chuyển tiếp đến cánh tản nhiệt Thyristor bán dẫn khơng làm mát khả chịu dịng cịn khoảng ( 30 ÷ 50 )% Iđm - Làm mát tự nhiên: Có thể khai thác cỡ 35%giá trị dịng trung bình cho phép qua van - Làm mát cưỡng qụat gió: khai thác đến 50% giá trị dịng trung bình qua van - Làm mát cưỡng nước: khai thác đến 95% giá ttrị dịng trung bình qua van Như để khai thác triệt dể dòng điện qua van ,ta làm mát cách cho nước chảy trực tiếp qua cánh tản nhiệt § 3.3 Thiết kế mạch điều khiển Ta biết Thyristor mở cho dòng điện chảy qua có điện áp dương đặt nên Anốt có xung dương đặt vào cực điều khiển Sau Thyristor Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 36 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều mở xung điều khiển khơng cịn tác dụng.Vì việc Thyristor mở cho dịng điện chảy qua thơng số mạch điều khiển định 3.3.1.Mạch điều khiển có chức sau : - Điều chỉnh vị ttrí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ điện áp dương đặt nên Anốt-Catốt Thyristor - Tạo xung điều khiển đủ điều kiện mở Thyristor Xung điều khiển có biên độ xung từ (2 ÷ 10 )V, độ rộng xung điều khiển tx = (20 ÷100) μs (đối với thiết bị chỉnh lưu) , tx < 100 μs (đối với thiết bị biến đổi tần số cao) - Sườn xung ngắn (ts = 0,5 ÷ 1) μs - Đảm bảo tính đối xứngvới kênh điều khiển - Độ tác động nhanh mạch điều khiển - Đảm bảo cách ly mạch lực mạch điều khiển Ux U tx t ts 3.3.2.Yêu cầu xung điều khiển : Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 37 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều U®k U®k max U®k U®k α α α max 1800 Giíi h¹n gãc ®iỊu khiĨn - Xung điều khiển đến van lực theo pha góc điều khiển α cần thiết - Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển αmin + αmax tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp tải - Cho phép chỉnh lưu làm việc bình thường với chế độ khác tải yêu cầu - Có độ đối xứng xung điều khiển tốt - Xung điều khiển phát tới van lực phù hợp để mở van lực - Có khả chống nhiễu công nghiệp tốt Sơ đồ khối mạch điều khiển góc mở α theo nguyên tắc thẳng đứng : §F RC SS §K TX K§ vμ BAX T FX Hình3.3: Sơ đồ khối mạch điều khiển Sinh vờên : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 38 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều - Khâu ĐF: tạo điện áp đồng pha với điện áp nguồn - Khâu SS : tạo thời điểm phát xung điều khiển cách so sánh điện áp điều khiển với đIện áp tựa Tại thời điểm hai điện áp xuất xung , lấy sườn dương để chế thành xung điều khiển mở Thyristor - Khâu KĐX BAX: khuếch đại xung đảm bảo biên độ , độ rộng xung đủ để mở Thyristor, cách ly mạch điều khiển với mạch lực Để điều khiển góc mở α theo nguyên tắc thẳng đứng cho đồ án ta sử dụng mạch điều khiển góc mở α dùng IC(LM324) IC(LM741) trình bày sau : 3.3.3.Tính tốn khâu mạch điều khiển : 3.3.3.1 Khâu đồng pha 1.Sơ đồ nguyên lý R4 -12 GND 11 BA§P R3 +12 GND U1B 220V GND -12 D3 U1A C7 R0 R5 R6 D R7 GND GND H×nh3.4: Sơ đồ nguyên lý khâu đồng pha 2. th dng điện áp Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 39 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều R14 -12 C9 7R U3A D7 GND +12 GND 15 R12 GND R 13 Hình3.10: Sơ đồ nguyên lý khâu phát xung chùm 2. th dng in ỏp UC U7 U7 +Ubh U R12 U C9 T1 -U bh t T2 U8 t H×nh3.11: Đồ thị điện áp khâu phát xung chùm 3.Nguyờn lý hoạt động Khâu khuếch đại thuật toán U3A thực hai tín hiệu Uc Ur Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 48 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Ur = K U6 với K = R12 R12 + R13 Khi cấp nguồn cho khuếch đại thuật toán U3A sau thời gian q độ thì phóng nạp tụ C9 tạo chuỗi xung hình chữ nhật Giả sử đầu khâu khuếch đại thuật toán U3A điện áp dương qua phân áp điện trở R12 R13 có điện áp ngưỡng U ngưỡng =Ur , điện áp đặt vào cổng không đảo U3A Đồng thời tụ C9 nạp từ đầu U3A qua điện trở R14 đặt vào cửa đảo U3A Tụ C9 nạp điện áp lớn dần lên, điện áp lớn cửa khơng đảo đầu U3A đổi dấu Q trình lặp lại kết ta thu đươc xung chùm âm dưong đầu (7) Vì điốt D7 dùng để loại bỏ phần xung âm nên điểm (8) ta thu xung chùm có phần xung dương 4.Tính toán khâu phát xung chùm Chu kỳ phát xung T = 2,2.R14.C9 T 2,2.C → R14 = Chọn tụ C9 = 0,02μF = 0,02.10-6 (F) Xung có tần số là: f = 10 kHz →T= 1 = = 10-4 (s) f 10.10 → R14 = 10 −4 = 2272,7 (Ω) 2,2.0,02.10 −6 Chọn R14 = 3,3 (kΩ) R12 = R13 = R15 = 10 (kΩ) D7 loại 1N4148 Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 49 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Để cho điện áp khâu khuếch đại thuật toán có giá trị âm mà điốt D7 khơng bị đánh thủng chọn điện trở R15 R15 = 10 = 33,3 (Ω) 0,3 Chọn R15 = 4,7 (Ω) Chọn khuếch đại thuật toán U3A loại LM741 3.3.3.5.Khâu trộn xung 1.Sơ đồ nguyên lý U2A Hình3.12: Sơ đồ nguyên lý kh©u trén xung 2.Đồ thị dạng điện áp U6 t U8 t U9 t Hình3.13: Đồ thị dạng điện áp khâu trộn xung 3.Ngun lý hoạt động Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 50 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Đối với số mạch chất lượng biến áp xung không tốt ( biến áp xung quấn tay) để giảm công suất cho tầng khuếch đại , tăng chất lượng xung kích mở cho Thyristor ( nhằm đảm bảo cho Thyristor mở cách chắn ) người ta thường dùng phương pháp phát xung chùm cho Thyristor Trước vào tầng khuếch đại ta cho xung từ sau khâu so sánh cộng với xung tạo từ khâu phát xung chùm cho qua khâu trộn xung thực chất qua phần tử AND Sau khâu so sánh ta thu xung có tần số thấp (100Hz) từ khâu phát xung chùm ta thu xung có tần số cao (10 kHz) Ta đem cộng hai xung lại kết đầu khâu trộn xung ta thu xung có tần số cao để điều khiển mở Thyristor chắn Chọn mạch AND 4081 3.3.3.6.Khâu khuếch đại xung biến áp xung 1.Sơ đồ nguyên lý +16 BAX R19 D11 D12 D10 T1 D13 D14 R18 T1 T3 T2 R20 GND Hình3.14: Sơ đồ nguyên lý khâu khuếch đại xung v biến áp xung 2.Đồ thị dạng điện áp Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 51 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều U9 t U KG t Hình3.15: Đồ thị dạng điện áp khâu khuếch đại xung v biến áp xung 3.Nguyờn lý hoạt động Tín hiệu điểm (9) chùm xung dương qua transistor T1 khuếch đại lên β1 lần đưa tới cực bazơ Transistor cơng suất T2 làm cho T2 mở, dịng qua cuộn sơ cấp biến áp xung qua T2 đất.Bên thứ cấp biến áp suất xung để kích mở Thyristor Điơt D10 hạn chế q áp cực colector emitor T2 T2 khố Điơt D11,D12,D13,D14 có tác dụng làm giảm điện áp ngược đặt lên catốt cực điều khiển G Thyristor khố 4.Tính tốn khâu khuếch đại xung biến áp xung a) Tính tốn BAX - Biến áp xung thiết bị dùng để truyền tín hiệu điều khiển có đặc điểm sau : + Tạo xung điều khiển có biên độ yêu cầu + Truyền xung tần số cao Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 52 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều + Dễ phân phối xung kênh điều khiển + Cách ly điện mạch lực mạch điều kkhiển - Theo phần tính tóan mạch lực chọn Thyristor có thơng số sau : Ug = 3(V) Ig = 0,15 (A) - Điện áp thứ cấp biến áp xung U2 U2 = Ug = 3V - Dòng điện thứ cấp biến áp xung I2 : I2 = Ig = 0,15 (A) - Tỷ số biến áp xung m thường chọn từ (1 ÷ 5), chọn m = - Điện áp cuộn sơ cấp biến áp xung U1 U1 = m(U2 + UD11 ) = 2.(3 + 0,6) = 7,2 (V) - Dòng điện sơ cấp biến áp xung I1 I1 = I2 0,15 = = 0,075 (A) m - Tính điện trở hạn chế dòng điện qua cuộn thứ cấp biến áp xung R19 U1 + UR19 + UD = 16 → UR19 = 16 – 7,2 – 0,6 = 8,2 (V) UR19 = 8,2 (V) - Điện trở hạn chế dòng điện qua cuộn sơ cấp biến áp xung R19 : UR19 = R19.I1 → R19 = U R19 8,2 = = 109,3 (Ω) I1 0,075 - Chọn R19 = 220(Ω) - Công suất trở biến áp : P = R19.ISC2 = 220.0,075 = 1,24 (W) Chọn điện trở R19 : 220Ω/ 2W - Chọn số vòng dây cuộn sơ cấp BAX : Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 53 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều W1 = 100 (vòng) + Tiết diện dây quấn cuộn sơ cấp d1: S1 = I1 J1 Với J1 = 6(A/mm2) mật độ dòng điện cuộn sơ cấp S1 = 0,075 = 0,0125 (mm2) + Đường kính dây quấn sơ cấp BAX d1 : d1 = S1 = Π 4.0,0125 = 0,13 (mm) 3,14 Chọn d1 = 0,2 (mm) + Số vòng dây cuộn thứ cấp BAX W2 : W2 = W1 = 50 (vòng) + Tiết diện dây quấn cuộn thứ cấp d2 : S2 = I2 J2 Với J2 = 4(A/mm2) mật độ dòng điện cuộn sơ cấp S2 = 0,15 = 0,0375 (mm2) + Đường kính dây quấn thứ cấp BAX d2: d2 = 4S = Π 4.0,0375 = 0,22 (mm) 3,14 Chọn d2= 0,3(mm) b) Tính khâu KĐX Xung điều khiển lấy từ khâu trộn xung, chúng có dịng điện điện áp nhỏ Để đảm bảo dòng áp yêu cầu đặt vào cuộn sơ cấp Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 54 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều BAX ta dùng mạch KĐX gồm hai tranxistor mắc theo kiểu DARLINGTON - Điện áp cực Colectơr Tranzitor T2 : UC2 = UE2 = U1 = 7,2 (V) - Dòng đIện cực Colector Tranzitor T2 : IC2 = IE2 = I1 = 0,075 (A) Căn vào điện áp dòng điện ta chọn Tranzitor T2 loại D613 có thơng số sau : UCE = 85 (V) IEC = 1,5 (A) β =10 ÷ 60 Chọn IC2 = 0,075A, βT2 = 20 - Dòng điện cực Bazơ Tranzitor T2 : I B2 = IC2 βT = 0,075 = 0,00375 (A) 20 - Ta có dịng điện Colector T1là : I C1 IC1 = IB2 = 0,0075 (A) Do ta chọn Tranzitor T1 loại C828 với thông số kỹ thuật sau : UCE = 30 (V) ICT1 = 100 (mA) β1 = 10 ÷ 40 - Điốt D10 để ngăn điện áp đặt nên cuộn sơ cấp biến áp xung - Điốt D11, D13 ngăn xung âm đặt vào cực G thyristor, D12 D14 bảo vệ lớp tiếp giáp K G cho thyristor khố Các điốt D10,D11, D12, D13, D14 chọn loại 1N4007 3.3.3.7.Xây dựng cấu trúc mạch điều khiển Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 55 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Hệ truyền động chỉnh lưu điều khiển Thyristor - Động điện chiều (T-Đ) thường có hai mạch vịng : Mạch vịng dịng điện Ri nằm mạch vòng tốc độ Rω nằm ngồi - Mạch vịng tốc độ để đảm bảo đáp ứng tốc độ ω - Mạch vịng dịng điện đảm bảo đáp ứng mơmen M 1.Sơ đồ cấu trúc hệ truyền động T-Đ U đặt UI đặt e R (-) U ei Uđk Ri (-) ph Mạch phát xung BBĐ Ud ĐC UI ph Đo dòng điện Đo tốc độ Sơ đồ điều khiển gồm có hai mạch vịng phản hồi : Mạch vòng phản hồi dòng điện mạch vòng phản hồi tốc độ Ta phải xác định điều chỉnh dòng điện Ri điều chỉnh tốc độ Rω - Từ phương trình đặc tính ta có mơ hình tốn học động chiều sau : 1/ R− U® (-) U− 1+ pT− I− K0 M ω pJ K0 Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 56 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều - Phần ứng :1/ Rư - Phần kích từ : K0 - Phần mơ men qn tính : 1/ pJ 2.Mch vũng dũng in UI đặt ei (-) Ri U®k KCL 1+ pT®k Ud 1+ pTV0 UI ph I− 1/ R− 1+ pT− Ki 1+ pTi Trong : : Là hàm truyền mạch phát xung có dạng khâu qn tính bậc + pTdK với Tđk = 0,01s thời gian trễ mạch phát xung điều khiển cầu pha Ri : Là điều chỉnh dòng điện K CL : Là hàm truyền cầu chỉnh lưu Thyristor + pTV Với KCL = U d max 0,9.220 = ≈ 20 U dk max 10 TV0: Là số chuyển mạch cầu chỉnh lưu / Ru : Là hàm truyền mạch phần ứng động chiều Tư + pTu số phần ứng Ki : Là hàm truyền khâu đo dòng điện Ti số thời gian khâu + pTi lọc Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 57 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Vì nội dung đồ án thiết kế chỉnh lưu công suất nên không xác định cụ thể động ta khơng tính tốn khâu phản hồi + Sơ đồ nguyên lý khâu đo dòng điện VR9 R35 C13 R32 I− U3D R33 R34 U3C Ui ph GND GND GND GND KI = U iph R33 I u Từ ta có cấu trúc rút gn ca mch vũng dũng in UI đặt ei Ri (-) U®k KCL Ki Ud + p( T®k+ TV0+ Ti ) 1/ R− UIph 1+ pT− UI ph Theo tiêu chuẩn ổn định tối ưu Modul ta có hàm truyền kín hệ phải có dạng hàm chuẩn sau : τ τ + p.2 + p2 2 Từ ta xác định hàm truyền điều chỉnh dòng điện Ri khâu PI có dạng : Ri = K.p i + P.TI i Cấu trúc điều chỉnh dòng điện thực mạch khuếch đại thuật toán sau : Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 58 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiu VR8 Uiđặt C12 R27 R36 Uiph U3C GND Trong : Kpi = − VR R27 R27 = R36 TIi = R27.C12 3.Mạch vòng tốc độ Sau tổng hợp điều khiển mạch vịng dịng điện ta có cấu trúc mạch vịng tốc nh sau : Uđặt e R (-) U U®k Ki I− 1+ p.2TSI+ p2.2T2SI K0 M p.J ω ph Kω 1+ pTω Trong TSI = Tđk + TV0 + Ti Ta có cấu trúc rút gọn mạch vòng tốc độ : Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 59 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Rω (-) K0 K Ki e Uđặt 1+ p.2TSI P.J 1+ pTω ω Uω ph Theo tiêu chuẩn tối ưu đối xứng ta có hàm truyền kín mạch vịng tốcđộ phải có dạng hàm chuẩn sau : τ + p.4 ω τ τ τ 1+ p.4 ω +p2.8 ω +p3.8 ω Từ ta xác định hàm truyền đIều chỉnh tốc độ Rω khâu PI có dạng : Rω = K.pω + p.TIω Cấu trúc củabộ điều chỉnh tốc độ thực khuếch đại thuật toán sau : VR6 U đặt Uph C11 R25 R26 U3A GND Trong : Kpω = − VR6 R25 R25 = R26 TIω = R25.C11 Sau tổng hợp cấu trúc mạch vòng điều chỉnh hàm truyn Sinh vờên : ũ Quang Tến - ớp ĐĐH3 - K47 60 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều điều chỉnh ta có sơ đồ tổng thể mạch điều khiển sau : D8 +16 R16 R19 DZ1 R4 +12 R0 A U1A D3 VR10 VR1 D4 VR2 D5 T1 D13 U1C U1D R9 13 R10 10 B D12 D10 12 U4A R11 14 D6 GND R7 GND D11 C8 R8 +12 U1B C7 GND -12 GND 11 R3 BADP R5 D14 T1 R18 T2 T3 -12 GND GND GND R20 GND R35 C13 C12 VR9 U3D R32 13 14 12 U3C R34 10 GND +16 D9 R17 VR8 R36 13 12 GND R22 D16 U2D D17 14 D15 R14 T2 D18 GND 11 U2A C9 R15 D19 T3 R21 T4 D7 T4 +12 U4B GND R23 VR3 C11 R12 GND R13 GND VR6 V-dat R25 VR5 11 R26 U3A R27 GND GND S? GND S? (-) FT T1 DC C T2 R C R S? A (+) B Shunt T4 C R T3 C R GND Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 61 Chương III : Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Sinh vêªn : ũị Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 62 ... tốc độ động điện chiều - Khâu ĐF: tạo điện áp đồng pha với điện áp nguồn - Khâu SS : tạo thời điểm phát xung điều khiển cách so sánh điện áp điều khiển với đIện áp tựa Tại thời điểm hai điện áp... Thiết kế chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Hệ truyền động chỉnh lưu điều khiển Thyristor - Động điện chiều (T-Đ) thường có hai mạch vịng : Mạch vòng dòng điện Ri nằm mạch vòng tốc độ Rω... lưu điều chỉnh tốc độ động điện chiều Khi điện áp U3 dương đặt vào đầu điốt D5 D5 bị khố, tụ C8 nạp ngược theo chiều từ U4 qua tụ C8 qua VR2, đến điện áp tụ C8 10V Khi điện áp U3 âm đặt vào