5.3.1. Bảo vệ qua nhiệt độ cho van bỏn dẫn:
Khi làm việc với dũng điện chạy qua trờn vanc ú sụt điện ỏp do đú cú tổnt thất cụng suất ∆P
. Tổn hao này sinh ra nhiệt đốt núng van bỏn dẫn. Mặt khỏc cỏc van bỏn dẫn chỉ được làm việc dưới nhiệt độ cho phộp Tcp nào đú. Nếu quỏ nhiệt độ cho phộp thỡ cỏc van sẽ bị phỏ hỏng. Để van bỏn dẫn làm việc an tồn khụng bị chọc thủng vỡ nhiệt ta phải chọn và thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lý.
Tổn hao cụng suất trờn mỗi Thyristor là:
∆P = ∆Uv.Ilv = 1,7. 3,2= 5.44(W)
Diện tớch bề mặt tỏa nhiệt là: Sm = Km.τ
P
∆
Trong đú: ∆P
: là tổn hao cụng suất trờn van τ
: độ chờnh lệch nhiệt độ so với mụi trường.
Chọn nhiệt độ mụi trường Tmt= 400C. Nhiệt độ làm việc cho phộp Tcp= 1250C. Chọn nhiệt độ cỏnh tản nhiệt tỏa nhiệt Tlv= 800C.
Vậy: τ = Tlv - Tmt = 125 - 40 = 850C
Km hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và bức xạ. chọn Km= 8 (W/m2 oC) Sm = 8.85 38 , 2 = 3,5. 10 3 − (m2)
5.3.2. Bảo vệ quỏ dũng điện cho van:
Cỏc nguyờn nhõn gõy quỏ dũng điện cho van: - Quỏ dũng dài hạn
- Ngắn mạch đầu ra
- Ngắn mạch bản thõn van.
Hỡnh 36: Sơ đồ mạch động lực cú thiết bị bảo vệ
Chọn cầu chỡ: Dựng dõy chảy tỏc động nhanh (nhúm 1CC) để bảo vệ ngắn mạch cỏc thyristor. Dũng điện định mức của dõy chảy nhúm 1CC là:
I1CC= 1,1.Ilv = 1,1.3,2= 3.52 (A) ⇒
Chọn cầu chảy nhúm 1CC loại 5 (A)
Dựng cầu chảy tỏc động nhanh (nhúm 2CC) để bảo vệ ngắn mạch đầu ra của bộ chỉnh lưu. Dũng điện định mức của dõy chảy nhúm 2CC là:
I2CC = 1,1.Id = 1,1.4,5 = 4,95 (A) ⇒
Chọn cầu chảy nhúm 2CC loại 5 (A)
Bảo vệ ngắn mạch thứ cấp MBA (nhúm 3CC) :
I3CC = 1,1.I2= 1,1.4,5 = 4,95 (A)
⇒
5.3.3. Bảo vệ quỏ điện ỏp cho van:
Khi cú sự chuyển mạch van cỏc điện tớch tớch tụ trong cỏc lớp bỏn dẫn phúng ra ngồi tạo ra dũng điện ngược trong thời gian ngắn. Sự biến thiờn nhanh chúng của dũng điện gõy ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong cỏc điện cảm làm cho quỏ điện ỏp giữa anot và catot của Thyristor. Tốc độ biến thiờn đạt 10 (às) dẫn đến quỏ điện ỏp Uqđa= L t
i d d
lớn. Để bảo vệ quỏ điện ỏp ta sử dụng mạch R- C mắc song song với Thyristor tạo ra mạch vũng phúng điện tớch trong quỏ trỡnh chuyển mạch bảo vệ van.
Mạch bảo vệ cho van
Theo kinh nghiệm R1 = (2 ữ 30) Ω; C1 = (0,25 ữ 4) àF Ta chọn: R1 = 2(Ω); C1 = 2(àF)
Bảo vệ xung điện ỏp từ lưới điện ta mắc R-C như hỡnh vẽ. Nhờ cú mạch lọc này mà đỉnh xung gần như nằm lại hồn tồn trờn điện trở đường dõy.
5.4 Tớnh toỏn mạch điều khiển:
Mạch điều khiển được tớnh xuất phỏt từ yờu cầu về xung mở Thyristor: Điện ỏp điều khiển: Uđk= Ug= 2(V)
Dũng điện điều khiển: Iđk= 0,1 (A) Độ rộng xung điều khiển tx= 100 (
A à ) Mức độ sụt biờn độ xung: Sx= 0,1 Độ mất đối xứng cho phộp: ∆α = 40
Điện ỏp nguồn nuụi mạch điều khiển: Unguồn= 12 (V)
T
sơ đồ mạch điều khiển và động lực
IC TCA 785 (cú tớch hợp cỏc khõu dồng pha, so sỏnh, tạo xung, sửa xung ,khuyếch đại) tạo ra 2 xung điều khiển đến kớch mở cho Thyristor BT151 ( T1 và T2).
Chõn 11 của TCA là chõn nhận điện đỏp điều khiển ( từ 0 đến 11V) để thay dổi gúc kớch mở của Thyristor từ 0 đến 180 độ.
Mạch lực ta dựng mạch cầu chỉnh lưu bỏn điều khiển.
Giả sử ta đạt một điện ỏp diều khiển cú thể thay đổi từ 0 đến 11V vào chõn 11 của IC TCA785, ở chõn 14 và 15 của IC TCA785 sẽ xuất ra một chuỗi xung cú thể thay đổi từ 0 đến 180 độ.
Nguyờn lớ hoạt động của mạch lực:
+ Giả sử ở một bỏn kỡ ta cú điện ỏp + đặt vào AC_IN2, diện ỏp õm là ở AC_IN1. Lỳc này ở mạch điều khiển sẽ tạo ra một xung (với gúc anpha tuỳ vào điện ỏp điều
sẽ xuất ra một xung tới kớch mở T1. Dũng điện cú chiều từ AC_IN1 qua qua D3, qua tải, qua T1, qua cầu chỡ về AC_IN2.
+ Vậy dũng điện cú một chiều cố định từ DC_OUT2 về DC_OUT1 và cú thể điều chỉnh được từ 0 đến 220V DC .
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiờn cứu, tỡm hiểu sỏch tham khảo cựng với sự lỗ lực của cỏc thành viờn trong nhúm và sự nhiệt tỡnh của giỏo viờn hướng dẫn Giang Hồng Bắc. Chỳng em đĩ hồn thành đề tài: “ Thiết kế và chế tạo bộ chỉnh lưu cầu 1 pha cú
điều khiển, điều khiển động cơ một chiều “. Đề tài được hồn thành thỏa mĩn
cỏc yờu cầu do giỏo viờn hướng dẫn đặt ra.
Trong quỏ trỡnh thực hiện, dự cú nhiều lỗ lực của cỏc thành viờn trong nhúm. Nhưng do năng lực cũn hạn chế nờn khụng thể trỏnh khỏi những sai sút. Chỳng em rất mong được sự đúng gúp ý kiến của thầy cụ giỏo, cựng tồn thể độc giả, để khụng ngừng hồn thiện kiến thức bản thõn.
Nhúm sinh viờn thực hiện chỳng em xin chõn thành cảm ơn sự giỳp đỡ của giỏo viờn hướng dẫn Giang Hồng Bắc và tồn thể cỏc thầy cụ giỏo trong khoa đĩ tận tỡnh giỳp đỡ em hồn thành đồ ỏn này !!
Hưng Yờn, ngày…..thỏng…..năm 2013 Nhúm sinh viờn thực hiện: Bựi Trọng Thanh
Tài liệu tham khảo
1: Giỏo trỡnh điện tử cụng suất. Tg: Nguyễn Bớnh
2: TL : hướng dẫn thiết kế thiết bị điện tử cụng suất.
ĐHBKHN: Bộ mụn thiết kế Điện- Điện tử 3: Giỏo trỡnh phõn tớch và giải mạch (NXBKH_KT)
Mục lục
LỜI NểI ĐẦU ………..….… 3
CHƯƠNG I:CƠ SỞ Lí THUYẾT CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU...4
1.1 Giới thiệu chung về động cơ điện một chiều...4
1.2 Cấu tạo động cơ điện một chiều...4
1.3. Nguyờn lý làm việc của động cơ điện một chiều...5
1.4. Phương trỡnh đặc tớnh cơ của động cơ điện kớch từ độc lập...6
1.5.Cỏc phương phỏp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kớch từ độc lập....8
CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CễNG SUẤT...17
2.1. Điode………...17
2.2. Thysistor………..…19
2.3. Transistor……….………....21
CHƯƠNG III: LỰA CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LỰC...24
3.1. Phõn biệt sơ đồ mạch chỉnh lưu, luật đúng mở van...24
3.2. Chọn sơ đồ chỉnh lưu động cơ...27
CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN...31
4.1 Giới thiệu chung...31
4.2.ưMộtưsốưhệưthốngưđiềuưkhiểnưđồngưbộ:...31
4.3.ưHệưthốngưđiềuưkhiểnưtheoưnguyênưtắcưthẳngưđứngưtuyếnưtính...33
4.4.ưCácưkhâuưtrongưhệưthốngưđiềuưkhiểnưthẳngưđứngưtuyếnưtính...34
4.5. Gới thiệu về vi mạch TCA 785...37
4.6. IC ổn ỏp 7812……….………....43
CHƯƠNG V: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ...45
5.1 Mục đớch và ý nghĩa...45
5.2ưTớnh chọn mạch động lực...45
Sơ đồ bo mạch...51 Kết luận……….………..………52 Tài liệu tham khảo……….………...53