Thiết kế bộ nguồn 1 chiều cho tải động cơ điện 1 chiều

Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên : Ngô Văn Bản Khoa : Kỹ thuật & công nghệ Ngành : Điện kỹ thuật Khóa : 27 Bộ mơn : Điện tử công suất Đầu đề thiết kế: Thiết kế nguồn chiều cho tải động điện chiều Các số liệu ban đầu: Ud = 440 (V) ; Pd = 27 (KW) ; U1 = 220/380 (V) f = 50 (hz) ; η = 0,9 ; nđm = 980 (vòng/ phút) Nội dung thuyết minh phần tính tốn: Khái qt nguồn chỉnh lưu điều khiển Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu Thiết kế mạch động lực Thiết kế mạch điều khiển Xác định hàm truyền chỉnh lưu Thuyết minh sơ đồ hệ thống Các vẽ ( ghi rõ loại vẽ , kích thước vẽ ): … ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ……… Cán hướng dẫn: Giáo viên hướng dẫn : Th.S THÂN VĂN THÔNG Phần hướng dẫn : tồn SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều LỜI NÓI ĐẦU Những năm gần kỹ thuật điện tử bán dẫn công suất lớn phát triển mạnh mẽ Các thiết bị điện tử công suất có nhiều ưu điểm: có khả điều khiển rộng, có tiêu kinh tế cao, kích thước trọng lượng thấp, độ tin cậy xác cao…ứng dụng chúng vào việc biến đổi lượng điều khiển điện áp dòng điện xoay chiều thành chiều ngược lại ngày sâu rộng Ngày nay, không nước phát triển, nước ta thiết bị bán dẫn thâm nhập vào ngành công nghiệp sinh hoat gia đình Các xí nghiệp nhà máy xi măng, thuỷ điện, giấy, đường, dệt, sợi, đóng tàu minh chứng Nhờ chủ trương mở cửa ngày có thêm nhiều xí nghiệp với dây chuyền sản xuất mới, đòi hỏi cán kỹ thuật kỹ sư điện phải có kiến thức điện tử công suất, vi mạch vi xử lý Xuất phát từ yêu cầu thực tế tầm quan trọng môn điện tử công suất thầy cô môn điện tử công suất cho chúng em bước tiếp xúc với việc thiết kế thơng qua đồ án mơn học SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều MỤC LỤC Lời nói đầu trang Chương I Giới thiệu chung động điện chiều I Cấu tạo chung động chiều……………………………… trang II Nguyên lý làm việc động chiều ……………………… trang III Giới thiệu ĐCĐ chiều kích từ độc lập……………………… trang IV Các phương pháp điều khiển tốc độ động từ đưa phương án thiết kế nguồn cung cấp……………………………………… trang 15 Chương II Khái quát nguồn chỉnh lưu điều khiển lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu I Tóm tắt lý thuyết………………………………………………… trang 18 II Lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu…………………………………………trang 18 Chương III Thiết kế mạch động lực III.1 Tính chọn Tiristor ………………………………………… trang 30 III.2 Tính chọn máy biến áp chỉnh lưu…………………………… trang 32 III.3 Thiết kế cuộn kháng lọc……………………………………… trang 45 SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều III.4 Tính chọn thiết bị bảo vệ mạch lực…………………… trang 52 Chương IV Thiết kế mạch điều khiển IV.1 Yêu cầu chung mạch điều khiển……………………….trang 57 IV.2 Nguyên lý chung mạch điều khiển……………………… trang 57 IV.3 Tính biến áp xung…………………………………………… trang 63 IV.4 Tính tầng khuếch đại cuối cùng……………………………… trang 65 IV.5 Chọn cổng AND……………………………………………… trang 66 IV.6 Chọn tụ C3 R9……………………………………………… trang 66 IV.7 Tính chọn tạo xung chìm………………………………… trang 67 IV.8 Tính chọn tầng so sánh…………………………………………trang 68 IV.9 Tính chọn khâu đồng pha………………………………………trang 68 IV.10 Tạo nguồn nuôi……………………………………………….trang 69 IV.11 Tính tốn máy biến áp nguồn ni đồng pha…………… trang 71 IV.12 Sơ đồ hệ thống……………………………………………… trang 75 Chương V Xác định hàm truyền chỉnh lưu V.I Mơ hình hệ thống CL – ĐC chiều đơn giản………………… trang 77 V.II Nguyên lý điều khiển MODUL tối ưu………………………….trang 80 SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều V.III Xác định hàm truyền chỉnh lưu……………………… trang 83 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU I Cấu tạo chung động chiều: Tầm quan trọng động điện chiều : Trong sản xuất đại, động chiều coi loại máy quan trọng ngày có nhiều loại máy móc đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thơng dụng Do động điện chiều có nhiều ưu điểm khả điều chỉnh tốc độ tốt, khả mở máy lớn đặc biệt khả q tải Chính mà động chiều dùng nhiều nghành công nghiệp có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải mà điều quan trọng nghành cơng nghiệp hay địi hỏi dùng nguồn điện chiều Bên cạnh đó, động điện chiều có nhược điểm định so với máy điện xoay chiều giá thành đắt chế tạo bảo quản cổ góp điện phức tạp ( dễ phát sinh tia lửa điện ) ưu điểm nên động điện chiều cịn có tầm quan trọng định sản suất Công suất lớn động điện chiều vào khoảng 10000 KW, điện áp vào khoảng vài trăm 1000 V Hướng phát triển cải tiến tính vật liệu, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo động có cơng suất lớn Cấu tạo động điện chiều: Động điện chiều phân thành hai phần : phần tĩnh phần động SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều 2.1 Phần tĩnh hay stato: Đây phần đứng yên máy, bao gồm phận sau: a, Cực từ chính: Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại tán chặt Trong động điện nhỏ dùng thép khối Cực từ gắn chặt vào vỏ máy nhờ bulông Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện kỹ thành khối tẩm sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối tiếp với b, Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt cực từ dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ máy nhờ bulông c, Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động điện nhỏ vừa thường dùng thép dày uốn hàn lại Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc Có động điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy d, Các phận khác: - Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn an toàn cho người khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ vừa nắp máy cịn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp nắp máy thường làm gang - Cơ cấu chổi than : để đưa dịng điện từ phần quay ngồi Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lị xo tì chặy lên cổ góp Hộp chổi than cố định giá chổi than cách điện với giá SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ Sau điều chỉnh xong dùng vít cố định lại 2.2 Phần quay hay rôto: Bao gồm phận sau : a, Lõi sắt phần ứng: dùng để dẫn từ Thường dùng thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Trên thép có dập hình dạng rãnh để sau ép lại dặt dây quấn vào Trong động trung bình trở lên người ta cịn dập lỗ thơng gió để ép lạ thành lõi sắt tạo lỗ thơng gió dọc trục Trong động điện lớn lõi sắt thường chia thành đoạn nhỏ, đoạn có để khe hở gọi khe hở thơng gió Khi máy làm việc gió thổi qua khe hở làm nguội dây quấn lõi sắt Trong động điện chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng ép trực tiếp vào trục Trong động điện lớn, trục lõi sắt có đặt giá rơto Dùng giá rơto tiết kiệm thép kỹ thuật điện giảm nhẹ trọng lượng rôto b, Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng phần phát sinh suất điện động có dịng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ có cơng suất vài kw thường dùng dây có tiết diện trịn Trong máy điện vừa lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép Để tránh quay bị văng lực li tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt đai chặt dây quấn Nêm có làm tre, gỗ hay bakelit SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều c, Cổ góp: dùng để đổi chiều dịng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có mạ cách điện với lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm hợp thành hình trục trịn Hai đầu trục trịn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp trụ trịn cách điện mica Đi vành góp có cao lên để hàn đầu dây phần tử dây quấn phiến góp dễ dàng d, Các phận khác: - Cánh quạt : dùng để quạt gió làm nguội máy Máy điện chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ hai đầu nắp máy có lỗ thơng gió Cánh quạt lắp trục máy, động quay cánh quạt hút gió từ ngồi vào động Gió qua vành góp, cực từ lõi sắt dây quấn qua quạt gió ngồi làm nguội máy - Trục máy : đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục máy thường làm thép cacbon tốt II Nguyên lý làm việc ĐCĐMC: ĐCĐMC làm việc nguyên lý dòng điện chạy khung dây đặt từ trường chịu lực điện từ Fđt tác dụng làm khung dây quay - phương trình đặc tính điện động cơ: ω= Uu R u I kφ kφ - phương trình đặc tính động cơ: ω= Uu R u M kφ (kφ )2 dt Từ phương trình cho ta thấy đường đặc tính ĐCĐMC đường tuyến tính nên việc điều chỉnh tốc độ rộng trơn SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều III Giới thiệu động điện chiều kích từ độc lập: Cho đến động điện chiều dùng phổ biến hệ thống truyền động chất lượng cao, dải công suất động điện chiều tư vài W đến hàng MW, giản đồ kết cấu chung động điện chiều kích từ độc lập thể hình1.1, phần ứng biểu diễn vịng trịn bên có có sức điện động Eư , phần stato có vài dây quấn kích từ: dây quấn kích từ độc lập CKĐ, dây quấn kích từ nối tiếp CKN, dây quấn cực từ phụ CF, dây quấn bù CB Khi nguồn điện chiều có cơng suất khơng đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào hai nguồn chiều độc lập nhau,lúc động gọi động kích từ độc lập Uu + Ru Eu CKT Rkt Ukt + - - Hình 1.1: Giản đồ kết cấu chung ĐCĐMC kích từ độc lập *Nguyên lý làm việc động điện chiều kích từ độc lập: Khi đóng động roto quay đến tốc độ n, đặt điện áp U kt lên dây quấn kích từ dây quấn kích từ có dịng điện i k mạch từ máy có từ thơng φ, tiếp mạch phần ứng dây quấn SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 10 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều - Khi θ > θ1 điện catốt D2 uc2 bắt đầu nhỏ u2b điốt D2 mở cho dòng id chảy qua D2 T5, ud = - Khi θ → θ cho xung điều khiển mở T1, khoảng θ → θ3 T1 D2 cho dòng Id chảy qua, D2 đặt điện u2c lên catốt D4 - Khi θ > θ3 điện catốt D4là u2a bắt đầu nhỏ u2c điốt D4 mở dòng tải id chảy qua D4 T1, ud = Nhận xét : - Trong chỉnh lưu cầu pha điều khiển không đối xứng dạng điện áp α > 00 có đập mạch, hệ số đập mạch sơ đồ điều khiển không đối xứng thấp hệ số đập mạch sơ đồ điều khiển hoàn toàn - Chỉnh lưu cầu pha điều khiển khơng đối xứng có dịng điện điện áp tải liên tục góc mở tiristor nhỏ 60 , góc mở tăng lên thành phần điện cảm tải nhỏ, dòng điện điện áp gián đoạn * ưu điểm : - Sơ đồ đơn giản, rẻ tiền - Sơ đồ chỉnh lưu bán điều khiển hệ số cơng suất cosϕ cao so với sơ đồ chỉnh lưu điều khiển hoàn toàn - So với sơ đồ điều khiển đối xứng sơ đồ chỉnh lưu bán điều khiển việc điều khiển van bán dẫn thực đơn giản *Nhược điểm : - Điện áp chỉnh lưu chứa nhiều thành phần sóng hài lên cần phải có lọc SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 30 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều - Khơng đảo chiều dịng - Không thực chế độ nghịch lưu phụ thuộc - Dịng trung bình qua van khác : ItbT = π -α I 2π d ItbD = π +α I 2π d Kết luận : Sau phân tích đánh giá chỉnh lưu, từ ưu nhược điểm sơ đồ chỉnh lưu, với tải động điện chiều có cơng suất vừa phải trên, sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng hợp lý cả, bỡi cơng suất để tránh đối xứng biến áp khơng thể thiết kế theo sơ đồ hình tia pha, nên sơ đồ thiết kế chọn sơ đồ cầu pha điều khiển đối xứng , sơ đồ nguyên lý mạch động lực hình sau: A B C a b c T4 T1 T6 T3 T2 T5 KL U Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý mạch động lực SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 31 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều CHƯƠNG III THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC Các thông số động sau: Ud = 440 Id = V , Pd = 27 KW , U1 = 220 / 380 V , f = 50 hz , η = 0,9 Pd 27000 = = 68,1818 A η.Ud 0,9.440 U 2a , U 2b , U 2c : sức điện động thứ cấp máy biến áp nguồn R u = 0,5.(1-η) Ud 440 = 0,5.(1-0,9) = 0,32Ω Id 68,1818 III.1 Tính chọn tiristor Tính chọn Tiristor dựa vào yếu tố dòng tải, sơ đồ chọn, điều kiện toả nhiệt, điện áp làm việc, thông số van tính đến sau : - Điện áp ngược lớn mà Tiristor phải chịu: U nmax = K nv U = K nv Ud Ku Do lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu pha điều khiển đối xứng nên: K nu = ,K nv = = 2,45 π U nmax = 440π = 440 = 460,767 V π - Điện áp ngược van cần chọn SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 32 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều U nv = K dtu U nmax K dtu =1,8 _ hệ số dự trữ điện áp → U nv =1,8.460.767 = 829,38 ≈ 830 V - Dòng điện làm việc van tính theo dịng hiệu dụng: Ilv = Ihd = K hd Id Trong sơ đồ cầu pha, hệ số dòng điện hiệu dụng K hd = → Ilv = 1 Id = 68,1818 = 39,365(A) 3 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 điện định mức van cần chọn : Idm = ki Ilv K i - hệ số dự trữ dòng điện, chọn Ki = 3, → Idm = 3,2.39,365 =126(A) Từ thông số U nv ,Idmv ta chọn tiristor loại có: Unv = 830(V) Idmv = 126(A) → chọn Tiristor loại 151RB1000 với thông số: Điện áp ngược cực đại van : Un max = 1000 (V) Dòng điện làm việc cực đại van: Iđm max = 150 (A) SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 33 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Đỉnh xung dòng điện: Ipik max = 3300 (A) Dòng điện xung điều khiển : Ig max = 200 (mA) Điện áp xung điều khiển: Ug max = 2,5 (V) Dòng điện rò: Ir max = 15 (mA) Sụt áp lớn Thyristor trạng thái dẫn : ∆Umax = 2,2 (V) Tốc độ biến thiên điện áp: du = 200 (V/µs) dt Thời gian chuyển mạch: tcm = 40 (µs) Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép: Tmax= 125 oC III.2 Tính tốnMBA chỉnh lưu: a Tính thơng số bản: Chọn MBA pha, trụ sơ đồ đấu dây Δ / Y làm mát khơng khí tự nhiên - Điện áp pha sơ cấp MBA: U1=380 (V) - Điện áp pha thứ cấp MBA: Phương trình cân điện áp có tải: Udo cos α = Ud + ΔU v + ΔUdn + ΔU ba αmin = 10 góc dự trữ có suy giảm điện áp lưới ∆ Uv = 1,6(V) : sụt áp van ∆ Udn = : sụt áp dây nối SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 34 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều ∆ Uba =ΔU r + ΔU x : sụt áp điện trở điện kháng MBA ∆ Uba = 6%.440 = 26,4 (V) Thay số ta có Ud0 = Ud + 2ΔU v + ΔU ba 440 + 2.1,6 + + 26, = = 476,84 (V) cosα cos100 → Điện áp pha thứ cấp MBA: U 2f = Ud0 Ku = 476,84 = 203, 78 (V) 2,34 - Công suất tối đa tải: Pdmax = Ud0.Id = 476,84.68,18 = 32511 (W) - Công suất biểu kiến biến áp nguồn tính: P 27000 S = K s =1,05 = 31500 (VA) η 0,9 Ks- Hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực Ks = 1,05 - Dòng điện hiệu dụng phía thứ cấp MBA: I2 = Khd.Id Kld - Hệ số dòng điện hiệu dụng, Khd = → I2 = 68,18 = 55,67 (A) - Dòng điện hiệu dụng sơ cấp MBA I1 = K ba I2 = U2 203,78 I2 = 55,67 = 29,85 (A) U1 380 b Tính tốn sơ mạch từ (xác định kích thước mạch từ ): SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 35 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Sba Qfe=kq mf - Tiết diện sơ trụ: Kq - Hệ số phụ thuộc vào phương thức mát Kq = m - Số trụ MBA m=3 f - Tần số nguồn xoay chiều f = 50 (hz) Thay số: Qfe= - Đường kính trụ d= 31500 = 86,948 (cm ) 3.50 4.Qfe 4.86,948 = =10,52 (cm) π π Chuẩn hố đường kính trụ theo tiêu chuẩn: d = 11 (cm) Chọn loại thép ∃330 thép có độ dày 0,5mm Chọn sơ mật độ từ cảm trụ Bt = (T) Chọn tỷ số m = h = 2,3 suy h = 2,3.d = 2,3.11= 25,3 (cm) d Ta chọn chiều cao trụ 25cm c Tính tốn dây quấn - Số vòng dây pha sơ cấp MBA U1 380 W1= 4,44f.Q B = 4,44.50.86,948.10-4.1 =196,9 (vòng) fe T → W1 = 197 vòng - Số vòng dây pha thứ cấp MBA U2 203,78 W1 = 197 =105,64 U 380 W2 = (vịng) SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 36 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Lấy tròn W2 = 106 (vòng) Chọn sơ mật độ dòng điện MBA; với dây dẫn đồng loại MBA khô, chọn J = (2 ÷ 2,75) A/mm , chọn J1 = J2 = 2,75 A/mm - Tiết diện dây dẫn sơ cấp MBA I1 29,85 = =10,85 (mm ) S1 = J1 2,75 Chọn dây dẫn tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B, chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn:S1=11,40(mm ) Kích thước dây có kể cách điện : S1cd = a1.b1 = 1,68.6,9 (mm.mm) * Tính lại mật độ dòng điện cuộn sơ cấp J1 = I1 29,85 = = 2,62 (A / mm ) S1 11,40 - Tiết diện dây dẫn thứ cấp MBA: S2 = I2 55,67 = = 20,24 (mm2 ) J 2,75 Chọn dây tiết diện chữ nhật, cách điên cấp B, chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn :S2 = 20,40 (mm ) Kích thước dây có kể cách điện ; S2cd = a2b2 = 2,83.7,4 (mm.mm) * Tính lại mật độ dịng điện cuộn thứ cấp J2 = I2 55,67 = = 2,73 (A / mm ) S2 20,40 d Kết cấu dây quấn sơ cấp Thực dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trụ SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 37 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều -Tính sơ số vịng dây lớp cuộn sơ cấp: W11 = h -2h g k e b1 Trong : h - Chiều cao trụ h = 25cm hg - Khoảng cách từ gông đến cuộn dây sơ cấp Chọn sơ hg = 1,5cm kc - Hệ số ép chặt kc = 0,95 Thay số W11 = 25- 2.1,5 0,95 = 30 (vịng) 0,69 -Tính sơ lớp dây cuộn sơ cấp: n11 = W1 197 = = 6,7 (lớp) W11 30 Chọn số lớp n11 = lớp Như có 197 vịng chia thành lớp, lớp đầu có 28 vịng, lớp thứ có 197- 6.28 = 29 vòng - Chiều cao thực tế cuộn sơ cấp: h1 = W11.b 29.0,69 = = 21,06 (cm) ke 0,95 Chọn ống quấn dây làm vật liệu cách điện có bề dày: S01= 0,1cm Khoảng cách từ trụ tới cuộn dây sơ cấp chọn cd01 = 1,0cm - Đường kính ống cách điện : Dt = dfe+2cd01-2.s01 = 11 +2.1 –2.0,1 =12,8 (cm) - Đưòng kính cuộn sơ cấp: SVTH: NGƠ VĂN BẢN Trang 38 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Dt1 = Dt +2 S01 = 12,8 +2.0,1 = 13 (cm) Chọn bề dày cách điện lớp dây cuộn sơ cấp :cd11 = 0,1 (mm) - Bề dày cuộn sơ cấp: Bd1= (a1+cd11.).n11 = ( 1,68+0,1).7 = 12,46(mm) = 1,246 (cm) - Đường kính ngồi sơ cấp: Dn1 = Dt1+2.Bd1 = 13 + 2.1,246 = 15,492 (cm) - Đường kính trung bình cuộn sơ cấp: Dtb1 = D t1 + Dn1 13 +15, 492 = = 14, 246 (cm) - Chiều dài dây quấn sơ cấp: l1 = W1 π Dtb = 197 π 14,246 = 8812,29 (cm) = 88,12 (m) Chọn bề dầy cách điện cuộn sơ cấp thứ cấp: cd12= 1,0 (cm) e Kết cấu dây quấn thứ cấp: - Chọn sơ chiều cao cuộn thứ cấp: h1 = h2 = 21,06 (cm) - Tính sơ số vịng dây lớp: W12 = h2 k e = 21,06 0,95 = 27,03 (vịng) 0,74 b2 - Tính sơ số lớp dây quấn thứ cấp: n12 = W2 106 = = 3,92 (lớp) W12 27,03 SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 39 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều Chọn số dây quấn thứ cấp n12 = lớp Chọn lớp đầu có số vịng 27 vịng, cịn lớp thứ có: 106 – 3.27 = 25 vòng - Chiều cao thực tế cuộn thứ cấp: h2 = W12.b 27,03.0,74 = = 21,05 (cm) kc 0,95 - Đường kính cuộn thứ cấp: Dt2 = Dn1 + 2.cd12 = 15,492 + 2.1 = 17,492 (cm) Chọn bề dày cách điện lớp dây cuộn thứ cấp :cd2= 0,1 (mm) - Bề dầy thứ cấp: Bd2 = ( a2+cd2) n12 = (0,283 +0,01 ).4 =1,172 (cm) - Đường kính ngồi cuộn thứ cấp: Dn2 = Dt2 + 2.Bd2 = 17,492 +2.1,172 = 19,84 (cm) - Đường kính trung bình cuộn thứ cấp: Dtb2 = Dt2 + Dn2 17,492 +19,84 = =18,664 (cm) 2 - Chiều dài dây quấn thứ cấp: l2 = π W2.Dtb2 = π 106.18,664 = 6212,13(cm) = 62,1213 (m) f Ttính kích thước mạch từ: với đường kính trụ d=11cm, ta có số bậc tiết diện trụ SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 40 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều a01 hg W1 W2 a12 Bd1 Bd2 Hình 3.1: Các bậc thang ghép thành trụ - Toàn tiết diện bậc thang trụ: Qbt = 2.(1,6.10,5+1,1.9,5+0,7.8,5+0,6.7,5+0,4.6,5+0,7.4) = 86,2 cm2 - Tiết diện hiệu trụ: QT = khq.Qbt = 0,95.86,2 = 81,89 cm2 - Tổng chiều dày bậc thang trụ: dt = 2.(1,6+1,1+0,7+0,6+0,4+0,7) = 10,2 cm - Số thép dùng bậc: Bậc 1: n1 = 16 = 64 0,5 Bậc 2: n2 = 11 = 44 0,5 Bậc 3: n3 = SVTH: NGÔ VĂN BẢN = 28 0,5 Trang 41 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều = 24 0,5 =16 0,5 = 28 0,5 Bậc 4: n4 = Bậc 5: n5 = Bậc 6: n6 = Để đơn giản việc chế tạo gơng từ, ta chọn gơng có tiết diện hình chữ nhật có kích thước sau: Chiều dày gông chiều dày trụ: b = dt = 10,2 cm Chiều cao gông chiều rộng tập thép thứ trụ: a = 10,5 cm - Tiết diện gông: Qbg = a.b = 107,1 cm2 - Tiết diện hiệu gông: Qg = khq.Qbg =0,95.107,1 = 101,7 cm2 - Số thép dùng gông: hg = Tải FULL (88 trang): https://bit.ly/3qi8Vie Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net b 102 = = 204 0,5 0,5 tính xác mật độ từ cảm trụ: U 380 BT = = = 1,061 T -4 4, 44.f.W Q 4, 44.50.197.81,89.10 1 - Mật độ từ cảm gông: Q 81,89 Bg = BT T = 1,061 = 0,854 T Qg 101,7 - Chiều rộng cửa sổ: SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 42 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều c = 2.(cd01+Bd1+cd12+Bd2) +cd22 = 2.(1+1,246+1+1,172)+2=10,836 cm - Tính khoảng cách tâm trụ: c’=c +d = 10,836+11=21,836 cm - Chiều rộng mạch từ: C = 2.c + 3.d = 2.10,836 + 3.11 = 54,672 cm - Chiều cao mạch từ: H = h + 2dfe = 25 + 2.10,5 = 46 cm g Tính khối lượng sắt đồng: - Thể tích trụ: VT = 3.QT h = 3.81,89.25 = 6141,75 cm3 - Thể tích gơng: Vg = 2.Qg L = 2.107,1.54,672 = 11710,74 cm3 - Khối lượng trụ: MT = VT mFe = 6,412.7,85 = 48,21 Kg - Khối lượng gông: Tải FULL (88 trang): https://bit.ly/3qi8Vie Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Mg = Vg mFe = 11,71074.7,85 = 92 Kg - Khối lượng sắt: MFe = MT + Mg = 48,21 + 92 = 140,21 Kg - Thể tích đồng: Vcu = 3.( S1.L1 + S2.L2 ) SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 43 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều = 3.( 11,4.10-4 88,12.10 + 20,4.10-4.62,1213.10 ) = 6,815 dm3 - Khối lượng đồng: Mcu = Vcu mcu = 6,815 8,9 = 60,67 Kg Hình3.2: Sơ đồ kết cấu máy biến áp h Tính thơng số máy biến áp: - Điện trở cuộn sơ cấpMBA 75 C l1 88,1229 = 0,02133 = 0,165(Ω) S1 11,40 R1 =ρ ρ75 = 0,02133(Ωmm / m) - Điển trở cuộn thứ cấp 75 C R =ρ l2 62,1213 = 0,02133 = 0,065 ( Ω ) S2 20,40 - Điện trở máy biến áp quy đổi thứ cấp: R BA = R + R1.( W2 106 ) = 0,065 + 0,165.( )2 = 0,113(Ω) W1 197 - Sụt áp điện trở biến áp: SVTH: NGÔ VĂN BẢN 3852160 Trang 44 ... 92 = 14 0, 21 Kg - Thể tích đồng: Vcu = 3.( S1.L1 + S2.L2 ) SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 43 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều = 3.( 11 ,4 .10 -4 88 ,12 .10 + 20,4 .10 -4.62 ,12 13 .10 ) = 6, 815 dm3... Trisistor - động để thiết kế nguồn cung cấp cho ĐCĐMC SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 18 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều * Động điện chiều làm việc với điện áp nguồn cung cấp có dịng xoay chiều. .. 44.50 .19 7. 81, 89 .10 1 - Mật độ từ cảm gông: Q 81, 89 Bg = BT T = 1, 0 61 = 0,854 T Qg 10 1,7 - Chiều rộng cửa sổ: SVTH: NGÔ VĂN BẢN Trang 42 Thiết kế nguồn chỉnh lưu cho tải động điện chiều c = 2.(cd 01+ Bd1+cd12+Bd2)