ĐIỀU KHIỂN ổn ĐỊNH TỐC độ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU SỬ DỤNG BỘ BIẾN đổi TIA BA PHA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Đề tài: ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU SỬ DỤNG BỘ BIẾN ĐỔI TIA BA PHA Sinh viên thực : Trịnh Ngọc Anh Lớp : KTĐCN_K16A Giáo viên hướng dẫn : ThS Lê Thị Thu Huyền Thái Nguyên, tháng 12 năm 2020 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Động điện chiều CHƯƠNG 2: 16 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 16 2.1 Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ 16 2.2 Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thơng kích từ động 18 2.3 Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng động 19 2.4 Nhận xét ưu nhược điểm phương pháp 21 CHƯƠNG 3: 23 THIÊT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ .23 3.1 Phân tích sơ đồ mạch lực 23 3.1.1 sơ đồ tia pha Do .23 3.1.2 Sơ đồ hình tia pha có Do 25 3.1.3 Sơ đồ cầu pha 28 3.1.4.Sơ đồ cầu pha bán điều khiển (3tiristor ,3Điốt) 30 3.2.Phân tích trạng thái hãm động làm việc 31 3.2.1.Hãm tái sinh 31 3.2.3.Hãm động năng: 33 C hương 39 Chọn phân tích mạch điều khiển 39 4.Đặt vấn đề 39 4.1.Các nguyên tắc điều khiển .39 4.1.1.Sơ đồ khối mạch tạo xung 39 4.1.2.Thiết kế mạch 42 4.2 Thiết kế mạch tổng hợp khuyếch đại trung gian 50 4.3 TÍNH TỐN VÀ CHỌN THIẾT BỊ .52 4.3.1 Mục đích ý nghĩa 52 4.3.2 Tính chọn mạch động lực 53 4.4 Tính chọn thiết bị mạch điều khiển: 61 4.4.1.Tính chọn biến áp xung (BAX) 62 4.4.2.Tính chọn Tranzitor tầng khuếch đại cuối 62 4.4.3 Tính chọn máy biến áp đồng pha .62 4.4.4 Chọn Tranzitor mạch điều khiển .62 4.4.5 Các vi mach khuếch đại thuật toán mạch tích phân .63 4.5 Tính chọn khuếch đại trung gian 63 4.5.1 Tính chọn hệ số khuếch đại yêu cầu 63 4.5.2 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 68 Chương5: Thuyết minh sơ đồ nguyên lý 69 5.1- Nguyên lý khởi động 69 5.2- Nguyên lý điều chỉnh tốc độ 69 5.3- Nguyên lý ổn định tốc độ 70 5.4- Nguyên lý ổn định tải 70 5.5 : Nguyên lý hãm dừng hệ thống .70 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển ngày mạnh mẽ ngành công nghiệp chiều rộng lẫn chiều sâu, điện máy điện đóng vai trị quan trọng, khơng thể thiếu phần lớn ngành công nghiệp đời sống sinh hoạt người Nó ln trước bước làm tiền đề mũi nhọn định Ưu điểm động điện chiều dùng làm động điện hay máy phát điện điều kiện làm việc khác Song ưu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải Hướng phát triển cải tiến tính nâng vật liệu, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo máy cơng suất lớn vấn đề rộng lớn phức tạp với vốn kiến thức cịn hạn hẹp phạm vi đề tài em khơng thể đề cập nhiều vấn đề lớn mà đề cập tới vấn đề thiết kế điều chỉnh tốc độ có đảo chiều động chiều kích từ độc lập theo nguyên tắc đối xứng Đây phương pháp mang lại hiệu kinh tế cao sử dụng rộng rãi tính đặc điểm bật Để trang bị bổ sung thêm kiến thức , q trình học tập mơn Truyền Động Điện, em có nhận đề tài: Điều khiển ổn định tốc độ động điện chiều sử dụng biến đổi tia ba pha “ cô giáo Th.S Lê Thị Thu Huyền hướng dẫn thầy (cơ) giáo khoa Tự Động Hóa.Tuy nhiên kiến thức trình độ cịn hạn hẹp nên q trình làm đồ án em khơng khỏi mắc phải thiếu sót hạn chế Vậy em mong nhận đóng góp ý kiến, nhận xét thầy (cơ) giáo tồn thể bạn để báo cáo em hồn thiện Nội dung đề tài bao gồm chương : Chương 1: Tổng quan động điện chiều Chương 2: Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động Chương 3: Sơ đồ khối mạch điều khiển Chương 4: Chọn phân tích mạch điều khiển Chướng 5: Thuyết minh sơ đồ nguyên lý CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 Động điện chiều a Khái quát chung Động điện chiều cho phép điều chỉnh tốc độ quay liên tục phạm vi rộng nhiều trường hợp cần có đặc tính đặc biệt Vì số ưu điểm vậy nên động điện chiều sử dụng phổ biến công nghiệp , giao thông vận tải… b Cấu tạo động điện chiều  Stato (phần tĩnh) Stato gọi phần cảm, lõi thép thép đúc, vừa mạch từ, vừa vỏ máy, mặt có gắn cực từ cực từ phụ Dây quấn cực từ đặt cực từ nối nối tiếp Dây quấn cực từ phụ đặt cực từ phụ (giữa cực từ chính), thường nối tiếp với dây quấn rơto (phần cảm) để cải thiện đổi chiều Hình 1.1 Cấu tạo stato  Rôto (phần quay) + Lõi thép: Có dạng hình trụ, làm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm, phủ sơn cách điện, ghép lại Trên thép có dập lỗ thơng gió rãnh để đặt dây quấn rôto + Dây quấn: Dây quấn rôto gọi dây quấn phần ứng, thường làm dây đồng, có cách điện với với lõi thép Dây quấn rôto đặt rãnh lõi thép rôto thành lớp: lớp lớp dưới.Dây quấn phần ứng gồm nhiều phần tử, phần tử có nhiều vịng dây, hai đầu nối với hai phiến góp Hai cạnh tác dụng phần tử dây quấn đặt hai rãnh hai cực từ khác tên Vì rãnh có hai lớp nên cạnh tác dụng phận tử đặt lớp rãnh, cạnh tác dụng đượcxếp lớp rãnh khác Dây quấn phần ứng tạo thành mạch nhánh gồm nhiều cạnh tác dụng phần tử ghép lại Dây quấn phần ứng có nhiều kiểu: dây quấn xếp (có xếp đơn xếp phức tạp), dây quấn sóng (có sóng đơn sóng phức tạp), dây quấn hỗn hợp (kết hợp dây quấn xếp đơn giản sóng phức tạp) Hình 1.2a, b vẽ bốn phần tử dây quấn xếp hai lớp, phần tử có vịng Hình 1.2c vẽ phần tử nối thành vịng kín tạo thành mạch nhánh song song Hình 1.3a, b vẽ hình dạng phần tử dây quấn sóng cách nối hai phần tử dây quấn sóng a b c Hình 1.2 Các dạng dây quấn a b Hình 1.3 Hình dạng phần tử dây quấn sóng cách nối hai phần tử + Cổ góp chổi điện Cổ góp gồm phiến góp đồng ghép cách điện, có dạng hình trụ, gắn đầu trục Hình 1.4-a vẽ cắt cổ góp để dễ thấy rõ hình dạng phiến góp, hình 1.4-c vẽ phiến góp Chổi điện (chổi than) làm than graphit hình 1.4-b Các chổi tì chặt lên cổ góp nhờ lò so giá chổi điện gắn nắp máy a b c Hình 1.4 Cổ góp chổi điện  Các phận khác: - Cánh quạt : Dùng để quạt gió làm nguội động cơ.Cánh quạt lắp động cơ, động quay, cánh quạt hút gió từ ngồi vào động Gió qua vành góp, cực từ, lõi sắt dây qua quạt gió ngồi làm nguội động - Trục động cơ: đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Thường làm thép cacbon tốt c Phân loại động điện chiều - Động điện chiều kích từ độc lập: có cuộn kích từ cấp điện từ nguồn điện độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng - Động điện chiều kích từ nối tiếp : có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng - Động điện chiều kích từ hỗn hợp : gồm dây quấn kích từ dây quấn kích từ song song dây quấn kích từ nối tiếp d Nguyên lý làm việc động điện chiều : - Động điện chiều máy điện biến đổi lượng điện dòng chiều thành Trong q trình biến đổi , phần lượng dòng xoay chiều bị tiêu tán tổn thất mạch phần ứng mạch kích từ , phần cịn lại lượng biến thành trục động - Khi có dịng điện chiều chạy vào dây quấn kích thích dây quấn phần ứng sinh từ trường phần tĩnh Từ trường có tác dụng tương hổ lên dịng điện dây quấn phần ứng tạo mômen tác dụng lên roto làm cho roto quay Nhờ có vành đổi chiều nên dòng điện xoay chiều chỉnh lưu thành dòng chiều đưa vào dây quấn phần ứng Điều làm cho lực từ tác dụng lên dẫn dây quấn phần ứng không bị đổi chiều làm động quay theo hướng - Công suất ứng vói mơmen điện từ đưa động gọi công suất điện từ : Pdt = M ω = Eư Iư ; (1-1) Trong :  M : mơmen điện từ  Iư : Dòng điện phần ứng  Eư : Suất điện động phần ứng  ω : Tốc độ góc phần ứng ; ω = Động điện chiều kích từ độc lập 2.π n 60 U R - Phương trình đặc tính điện : ω= Kφ − Kφ I ω= - Phương trình đặc tính cơ: U R − M Kφ (Kφ ) Sơ đồ nguyên lý , đồ thị đặc tính đặc tính điện cho hình vẽ : Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý , đồ thị đặc tính đặc tính điện * Nhận xét : - Đặc tính có dạng đường thẳng có độ cứng cao Khi động làm - Việc với tốc độ không đổi mơmen điện từ mơmen cản trục - Động Điểm làm việc tương ứng với điểm giao đặc tính động - Cơ đặc tính mơmen cản phụ tải e Phương trình đặc tính đặc tính điện động điện chiều - Khi nguồn điện chiều có cơng suất vơ lớn điện áp khơng đổi mạch kích từ thường mắc song song với mạch phần ứng, lúc động gọi động kích từ song song + – Uư Ikt Ckt 10 Iư E ← Rktf Rf Như Ku = 5,7% chỉnh lưu cầu pha Kr: Hệ số xung đầu lọc Giá trị Kr yêu cầu phụ tải định Kr  U (1) mr Ud U1mr: Biên độ lớn xung áp sóng đầu lọc Ud: Điện áp chiều tải Tra bảng B2-2/87 (ĐTCSL), với tải cảm kháng chỉnh lưu tia pha Kr =2,5  K sb  K v 5,7   2,28 K r 2,5 Giá trị điện cảm cuộn kháng lọc LCK  220 2,28   0,072( H ) 2.2 50.10,005 Tính cuộn kháng: chọn lõi thép cuộn kháng hình chữ E chiều rộng trục lõi thép: a  2,64 LCK I d  2,6.4 0,072.10,005  4,3(cm) Phương pháp tính lõi thép khơng theo kích thước chuẩn, ta nên dưa vào hệ số m = h/a, n = c/a, k = b/a Trong h: Chiều cao lõi thép c: Chiều rộng lõi thép d: Chiều dày lõi thép Theo kinh nghiệp lõi thép hình chữ E tốt nên chọn hệ số có giá trị m = 2,5, n = 0,5, k = ¸ 1,5 Chọn k =1,3 Vậy h= m.a = 2,5 4,3= 10,75 (cm) c= n.a = 0,5 4,3 =2,15(cm) ` b= k.a =1,3.4,3 = 5,59(cm) Tiết diện trụ lõi thép Q = b.a = k.a2 =1,3.4,32 =24,037(cm2) l = 2(1+0,5+2,5).4,3 = 34,4(cm) 68 Hệ số phụ để tính số vịng dây cuộn kháng L.I d2 0,072.10,005  8,72.10 3` Q L 24 , 037 34 , M= = Qua đồ thị biểu diễn phụ thuộc từ thẩm (m) chiều rộng khe hở khơng khí lõi thép ( Lkh % ) vào hệ số phụ (M) tra hình II -56/83.(ĐTCSL) Lkh % =1,9 Chiều dài khe hở khơng khí: Lkh =2.0,05.L %.l = 0,05 1,9 34,4= 6,536(cm) kk Chọn mật độ dòng điện dây dẫn J = 4,5(A/mm) Đường dây quấn cuộn kháng: d  1,13 Id 10,005  1,13  1,68(mm) J 4,5 Điện trở cuộn kháng lọc Rck  2% U dm 220  0,02  0,44() I dm 10,005 Điện áp rơi cuộn kháng : U R  I dm RCK  10,005.0,44  4,402(V ) 4.3.2.5 Tính chọn R-C bảo vệ tiristor mạch độnh lực Mạch R-C mắc song song vơi Tiristor có tác dụng để bảo vệ gia tốc du/dt cho tiristor xảy độ mạch Bảo vệ điện áp tích tụ điện tích chuyển mạch gây nên Nếu điện áp thuận đặt vào cực A-K tiristor tăng đột ngột với tốc độ lớn mức điện áp cho phép du/dt, làm cho Tiristor tự động mở mà không cần điều khiển (ig = 0), cố khơng mong muốn, có loại nguyên nhân gây nên điện áp: - Nguyên nhân nội (xẩy trình chuyển đổi van) Đây tích tụ điện tích lớp bán dẫn 69 - Nguyên nhân bên ngồi hường xẩy nhiều đóng cắt không tải máy bién áp đường dây, có sét đánh Mạch R-C mắc song song với tiristor tránh tượng mà khơng mong muốn nói bảo vệ điện áp nhiều nguyên nhân gay Theo luật đóng mở điện áp đột biến tăng biến thiên liên tục thời điểm xây độ qua tụ C, mà có tốc độ tăng trưởng điện áp lốn điện áp Anôt tiritor (so với katot)không bị tăng đột ngột Theo tài liệu kỹ thuật biến đổi ( đại học kỹ thuật cơng nghiệp ) ta có :  I   C  L Up F   + Trong : L = LBA = 1,079.10-4(H) I = ITtb = 3,335(A) Up = 220(V) Ta có : U a 710   3,2 U p 220 Tra đường cong hình 1-74 trang 94 ( Kỹ thuật biến đổi ) => F = 2,5 2  I   3,335    3,24.10   C  L   1,2.10 8 ( F )  220.2,5   Up.F  Vậy + R  2G L 3,24.10 4  2.0,15  64() C 12.10 9 4.3.2.6 Tính chọn máy phát tốc : Máy phát tốc thiết bị nối đồng trục với động Dùng để lấy phản hồi âm tốc độ quan hệ số g Chọn máy phát tốc với thông số sau Mã hiệu - 100 nH(v/p) 1500 UH(V) 100 IH(A) 0,08 70 RH(W)_ 200 4.3.2.7.Tính chọn áptơmát Aptơmát (AB) sử dụng để bảo vệ cố ngắn mạch tải sẩy đường dây cung cấp điện chọn biến đổi đầu vào máy biến áp Ngồi áptơmát cịn sử dụng thiết bị đóng cắt nguồn hco hệ thống: Điều kiện chọn UđmA ³ Uđm mạng IđmA ³ Ilvmax Imax ³ Ixk Từ kết tính ta chọn áptơmát có thơng số kỹ thuật sau: Kiểu Dòng Điện áp định mức Uđm(V) A3114/1 Iđm(A) 60 Dòng điện tác động tức thời (A) 500 250 4.3.2.8.Tính chọn máy biến dịng Mã: BG8 Isc : 300(A) Itc : 5(A) Dung lượng: 10(VA) Cấp xác: 0,5 Trọng lượng: 1,48(kg) 4.4 Tính chọn thiết bị mạch điều khiển: 71 Dịng định Sự mức móc cố bảo vệ 25 4.4.1.Tính chọn biến áp xung (BAX) Yêu cầu BAX phải tạo xung theo yêu cầu, cách ly mạch điều khiển mạch động lực, dễ dàng phân bố xung tới cực điều khiển Tiristor - Chọn tỷ số biến áp BAX: Thơng thường BAX thiết kế có tỷ số biến áp n =2¸ chọn n=2 - Tính tốn với BAX có n=2 Các xung cần tạo có thơng số I g=0,42 (A), Ug =10 (V), độ rộng xung điều khiển: Tx = 600 (ms) =6.10- 4(s) Mạch từ BAX chọn vật liệu '330, loại chữ E, có trụ làm việc phần đặc tính từ hóa DB=0,7(T) 4.4.2.Tính chọn Tranzitor tầng khuếch đại cuối Tầng khuếch đại xung sử dụng Tranzitor ngược mắc theo cầu Dalingtor chọn dựa theo thông số biến áp xung: u1=20 (v), I1=I2=0,21 (A) Tranzitor Tr1 việc chế độ xung, chọn loại p605 có thơng số kỹ thuật sau VCE= 40 (v), ICmax = 1,5(A), b =20¸ 40, Pm= 3(w), tmax = 850c Ta chon b =20 Þ IB1=IC/b =0,21/20 =0,01(A) =10 (mA) Nên cho dòng IB nhỏ xung đối xứng chọn thêm tầng khuếch đại trung gian Tr2 làm việc chế độ khuếch đại, loại Mp25 có thơng số kỹ thuật sau VCE=40 (v), ICmax= 300(mA), b =13¸ 25, chọn Tr2 có hệ số b =15 4.4.3 Tính chọn máy biến áp đồng pha Máy biến áp đồng pha (BAĐ) sử dụng máy biến áp pha điện áp đặt vào sơ cấp 220 (v), phía thứ cấp có điện áp hiệu dụng u2=20 (v) 4.4.4 Chọn Tranzitor mạch điều khiển mạch tạo xung chữ nhật đồng pha khóa khống chế mạch tích phân Tranzitor mạch sửa xung chọn loại KT201A có thơng số kỹ thuật sau VCE = 20 (v), VVE = 20 (v), Ic = 30 (mA), b = 20 ¸ 60, công suất tiêu tán p = 0,15 (w) 72 4.4.5 Các vi mach khuếch đại thuật toán mạch tích phân Tạo điện áp cưa mạch so sánh sử dụng loại mA741 có thơng số kỹ thuật sau Tụ tạo điện áp cưa mạch tích phân C =4,7 mF (v) Các thông số kỹ thuật vi mạch mA741 A0 Zmin Z0 Ib Vminv Vminr Vc0 Ung USmax f0 100 1MW 150 W 200 mA ± 13 v ± 14 v mvi ± 0,4 mv ± 18 v 1MHZ Hệ số khuếch đại điện áp hở mạch Trở nháy vào Trở nháy Dòng điện phần cực vào Điện áp vào cực đại Điện áp cực đại Điện áp lệch đầu vào Ngưỡng điện áp bão hòa Điện áp nguồn cực đai tần số cắt 4.5 Tính chọn khuếch đại trung gian 4.5.1 Tính chọn hệ số khuếch đại yêu cầu Sơ đồ cấu trúc hệ thống sau : Uc® (-) Ky K (-) (-) Kd R K  (-) i¦ ing  Hình 4.20 sơ đồ cấu trúc hệ thống Trong : Ucđ: Tín hiẹu điện áp đặt tốc độ Ky: Hệ số khuếch đại khâu khuếch đại trung gian Kp : Hệ số khuếch đại biến đổi Kd : Hệ số khuếch đại động KI: Hệ số khuếch đại khâu phản hồi âm dòng điện 73 n g : Hệ số khuếch đại khâu phản hồi âm tốc độ Iư.RS : Nhiễu loạn phụ tải Ing: Tín hiệu dịng điện ngắt Khi chưa có mạch vịng dịng điện tham gia : Từ sơ đồ cấu trúc ta có : Ud  Ucd  n .Ky.K  Iu.R n  Ucd Ky.K  n.Ky.K  Iu.R Kd  n.(  n.Ky.K )  Ucd Ky.K  Iu.R Kd Ucd Ky.K Kd  Iu.R Kd Ucd K  Iu.R Kd n   n yc  n   Ky.K Kd   K  Trong : Đặt K = Ky.Kp.Kd hệ số yêu cầu hệ thống Mặt khác ta lại có : St  n0  nmin n0 max  ndm n    dm n0 n0 max n0 max  n0 max  ndm  St n0 max St.ndm  (*) D D.1  St  Iu.R Kd n  n0  n  (**)  n n  St.n0  St Từ (*) (**) ta có : St.ndm Iu.R Kd  D.(1  St )   K Iu.R Kd D.(1  St )    K  ndm St K  Iu.R Kd D.(1  St )   1   ndm St  * Tính hệ số khuếch đại biến đổi (Kp) 74 Để tính hệ số khuếch đại biến đổi (K p ) ta xây dựng đặc tính biểu diễn quan hệ ud=f(uđk) sau tuyến tính hố đặc tính đặc tính hệ số góc đoạn đặc tính Hệ số đoạn đặc tính hệ số khuếch đại U d biến đổi Kp =tgj = U dk Quan hệ Ud=f(Uđk) xuất phát từ hai quan hệ: Ud=f(a) a= f(Uđk) - Xây dựng quan hệ Ud=f(a): coi hệ thống làm việc chế độ dòng điện liên tục Khi chưa có Do tham gia : Ud = Udo.cosa Khi có Do tham gia Trong đó: Ud0  (a< 300) : Ud=Uđ0.[1+cos(a+300)]/ 3 6 U dm  290  339,3(V ) 2 2 Là điện áp chỉnh lưu không tải biến đổi a góc điều khiển Cho a biến thiên từ a =(0¸ p/2) ta trị số Ud lập thành bảng sau: a Ud p/12 p/6 p/4 p/3 339,3 327,7 293,8 246,6 195,9 p/2 97,9 - Xây dựng quan hệ Uđk=f(a) : Khi thay đổi giá trị điện áp điều khiển (U đk) giá trị góc điều khiển a thay đổi theo.ứng với (U đk) khác ta nhận giá trị a Căn vào đồ thị Uđk điện áp tựa Urc,thấy góc a biến đổi theo Uđk với quy luật sau:  U rc max Uđk =  Mặt khác với vi mạch khuếch đại thuật tốn tín hiệu U rmax= ±14 nên biên độ cực đại Urc Urcmax= ±14 (V) Cho a thay đổi từ ¸ p ta có quan hệ Uđk=f(a) sau : a p/12 p/6 p/4 75 p/3 p/2 2p/3 5p/6 Udk 1,17 2,33 3,5 4,67 9,3 11,67 97,9 9,3 26,2 11,67 Þ Quan hệ Ud=f(Uđk) Udk Ud 1,17 2,33 3,5 4,67 339,3 327,7 293,8 246,6 195,9 Từ bảng quan hệ ta xây dựng đường đặc tính thể mối quan hệ Ud=f(Uđk) sau : ud 339,3 327,7 293,8 246,6 195,9 97,9 26,2 1, 17 2, 33 3,5 4,67 9,33 Hình 4.21 Đường đặc tính Tuyến tính hố đoạn đặc tính ta : K  Ud 327,7  26,2   37 Udk 9,33  1,17  Tính Kd : Kd  ndm U dm  R I dm Trong : R  Ru  RBA  RT  RCK Với RT  2.U T 2.0,75   0,17() I dm 76 11, 67 u ®k R  Ru  R BA  RT  RCK  2,775  0,64  0,17  0,44  4,025() Vậy Kd  U dm n dm 1500   7,61  R I dm 220  4,025.8,7  Hệ số truyền máy phát tốc Chọn điện áp phản hồi tốc độ định mức 12(v) Vậy ndm  12    12  0,008 1500 Vậy hệ số khuếch đại khuếch đại yêu cầu : K  Iu.R Kd D.(1  St )   8,7.7,61.2,29.20.(1  0,05)    1   1    n dm St 1500.0,05   0,008   535  Hệ số khuếch đại khâu khuêch đại trung gian: K  Ky.K Kd  Ky  K 535   2,23 K Kd 37.7,61 Chọn Ky = Để thực mạch khuyếch đại ta sử dụng KĐTT mA741 với thông số cho phần trước kết hợp điện trở chức 4.5.2 Sơ đồ nguyên lý toàn hệ thống 77 Hình 4.22 Sơ đồ mguyên lý hệ thống 78 Chương5: Thuyết minh sơ đồ nguyên lý 5.1- Ngun lý khởi động Đóng áp tơ mát cung cấp điện cho hệ thống truyền động điện (mạch kích từ, máy biến áp động lực, nguồn nuôi mạch điều khiển Khi mạch tạo xung điều khiển tạo xung điều khiển Để điều khiển xung này,chúng đưa tới mạch phát xung để điều khiển mở thyristor thông qua máy biến áp xung Để tạo xung điều khiển, ta phải tạo tín hiệu điều khiển Uđk nhờ mạch khuếch đại trung gian tín hiệu so sánh với điện áp cưa Do mạch khuếch đại trung gian tạo tín hiệu Uđk nên điều khiển góc mở a chỉnh lưu Khi khởi động dòng khởi động lớn nên mạch vòng dòng điện tham gia vào để tự động hạn chế dòng điện đồng thời mạch vịng phản hồi âm tốc độ bị bão hồ UVIC3 = -Ucđ + gn âm ( n nhỏ ) , động khởi độngtrên đoạn đặc tính thứ , tốc độ tăng dần đến điểm D mạch vịng tốc độ tham gia vào để tăng độ cứng đặc tính , động khởi động đoạn đặc tính DC , đến điểm C ( ứng với Ing) mạch vòng dòng điện khơng tham gia ( D khố Iư giảm nhỏ Ing ) mạch vòng tốc độ , động khởi động đoạn đặc tính tự nhiên tiến tới làm việc xác lập điểm ứng với tải định mức 5.2- Nguyên lý điều chỉnh tốc độ Với giả thiết động làm việc vùng khâu ngắt không tác động, lúc ta thay đổi điện áp biến trở WR làm cho Ucđ thay đổi làm cho góc a thay đổi dẫn đến tốc độ thay đổi UVIC3 = -Ucđ + gn Khi thay đổi Ucđ thay đổi góc mở a => Ud thay đổi tốc độ thay đổi theo Ví dụ muốn tăng tốc độ ta tăng Ucđ : UVIC3 âm nhiều lên => URIC3 dương nhiều lên, Tr mở nhiều dẫn đến U đk giảm nhỏ tức góc a giảm nhỏ => Ud tăng lên tốc độ tăng theo 79 Quá trinh giảm tốc xảy tương tự ta giảm U cđ làm cho góc a tăng lên tốc độ giảm xuống 5.3- Nguyên lý ổn định tốc độ Giả sử chiều quay động làm việc tốc độ quay định, ứng với giá trị điện áp đặt tốc độ Nếu lý tốc độ động tăng nghĩa gn tăng làm cho Uđk tăng làm cho góc mở a tăng điện áp đặt vào phần ứng động giảm để động trở giá trị ban đầu Nếu lý làm cho tốc độ động giảm tương tự gn giảm làm cho điện áp Uđk giảm tạo góc a giảm, điện áp phần ứng động tăng làm cho tốc độ động trở giá trị ban đầu Ví Dụ : tốc độ động tăng , gn tăng lên => UVIC3 = -Ucđ + gn bớt âm , URIC3 bớt dương => URIC5 bớt âm Tr mở , Uđk tăng lên , góc a tăng lên dẫn đến Ud giảm nhỏ tốc độ động giảm theo cho phù hợp lượng đặt ban đầu 5.4- Nguyên lý ổn định tải - Khi Iư < Ing tín hiệu phải hồi âm dịng chưa tác dụng điện áp đầu vào IC4 âm nên tín hiệu IC4 dương nên dịng qua D bị chặn nên DI khố điện áp điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu phản hồi âm tốc độ gn - Khi Iư > Ing Iư tăng dần đến đầu vào IC4 dương nên tín hiệu IC4 âm D mở khâu hạn chế dòng điện tham gian vào ta có: URIC5 = K2.[(Ucđ - gn).K1 - b ( Iư – Ing)] Làm cho URIC5 bớt âm => Tr mở –Uđk tăng lên => góc ỏ tăng , Ud giảm xuống làm giảm độ cứng đặc tính dịng điện phần ứng tăng lớn dẫn đến độ cứng đặc tính dốc hệ thống dừng làm việc 5.5 : Nguyên lý hãm dừng hệ thống Khi muốn dừng hệ thống ta ấn nút dừng , cắt toàn hệ thống khỏi nguồn cung cấp đồng thời đưa điện trở hãm vào động thực hãm động , tồn lượng tích luỹ động giải phóng qua Rh , tốc độ giảm dần , tốc độ gần giảm ta cắt Rh để động hãm tự 80 .KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu nghiên cứu đồ án, em hồn thành có kiến thức về: Điều khiển ổn định tốc độ động điện chiều sử dụng biến đổi tia ba pha Tuy vậy, kiến thức trình độ cịn hạn hẹp nên q trình làm đồ án thực lần nên em khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế tính tốn Em mong q thầy góp ý, bổ sung kiến thức, bảo cho em để kiến thức em ngày vững vàng đặc biệt có vốn kinh nghiệm sâu rộng tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Điện tử cơng suất thầy Đồn Quang Vinh Điện tử cơng suất Nguyễn Bính nhà suất Khoa Học Kỹ Thuật 2000 Điện tử công suất Lê Văn Doanh nhà suất Khoa Học Kỹ Thuật Máy điện Vũ Gia Hanh nhà suất Khoa Học Kỹ Thuật 2001 Giáo trìmh Kỹ thuật đo lường thầy Lê Quốc Huy Giáo trình Truyền động điện tự động thầy Khương Công Minh 82 ... : +Sơ đồ cầu pha có hai loại : -Sơ đồ cầu pha bán điều khiển -Sơ đồ cầu pha Điều khiển toàn phần +Sơ đồ tia hai pha +Sơ đồ tia pha có hai loại : -Sơ đồ tia pha có Do -Sơ đồ tia 3pha khơng có... cho động có nguồn xoay chiều pha có sơ đồ cầu pha (4 tiristor) tia pha (2tiristor) đáp ứng yêu cầu Khi công nghệ sử dụng lưới điện xoay chiều pha có sơ đồ cầu pha tia pha đáp ứng yêu cầu mặt khác... điểm hãm ban đầu, tốc độ hãm ban đầu hđ nên sức điện động ban đầu, dịng hãm ban đầu mơmen hãm ban đầu: Eh = K Fwh Và dồng điện ban đầu: Ih   Eh K  h  R­  Rh R­  Rh Mô men hãm ban đầu: