TÍNH TOÁN MẠCH LỰC 4.1 Tính toán máy biến áp nguồn.
4.1.3. Tính toán thiết bị bảo vệ + Bảo vệ quá nhiệt:
+ Bảo vệ quá nhiệt:
Van bán dẫn bị hỏng khi nhiệt độ mặt ghép vượt quá giá trị cho phép. Khi van làm việc, nhiệt độ mặt ghép tăng lên do những nguyên nhân sau:
− Dòng rò chạy qua van khi khóa.
− Điện áp thuận rơi trên van khi dẫn.
− Tổn hao do các xung kích để mở van
− Tổn hao do chuyển mạch, phụ thuộc vào hệ số chuyển mạch.
Ở đây ta chỉ xét tổn hao do điện áp thuận rơi trên van, bỏ qua các tổn hao khác do không đáng kể. Công suất tổn hao:
∆P = ∆U Ihdv
Trong đó:
∆P – tổn hao công suất trên van. ∆U – điện áp rơi trên van ( 2 V )
Idhv – dòng trung bình qua van ( 28,67 A ) Vậy:
∆P = ∆U Ihdv = 2.28,67 = 57,3 W
Do tổn hao tương đối nhỏ nên ta chọn phương án làm mát cưỡng bức bằng cánh tản nhiệt, có quạt gió.
+ Bảo vệ quá tải:
Để bảo vệ van không bị quá tải, ta mắc aptomat ở đầu vào của bộ biến đổi. Khi bộ biến đổi bị quá tải, aptomat sẽ tác động cắt bộ biến đổi ra khỏi lưới. Dòng định mức của aptomat thường chọn từ 1,1 ÷ 1,3 giá trị dòng định mức của bộ biến đổi.
Vậy chọn aptomat có:
IAđm = 1,3 Id = 1,3 . 86 = 112 ( A ) UAđm = 220V
Dùng cầu chì dây chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch cho thyristor, ngắn mạch đầu ra cho bộ chỉnh lưu, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp.
- Nhóm cầu chì thứ nhất: bảo vệ ngắn mạch thứ cấp máy biến áp - Nhóm cầu chì thứ hai : bảo vệ ngắn mạch cho bộ chỉnh lưu. Dòng định mức của các nhóm cầu chì:
Nhóm 1:
ICC1đm = 1,3. I2 = 1,3. 13,5 = 17,55 ( A ) Nhóm 2:
ICC2đm = 1,3 . 86 = 112 ( A ) + Bảo vệ quá áp cho van:
Bảo vệ quá áp cho thyristor được thực hiện bằng cách mắc mạch R – C song song với thyristor. Khi có sự chuyển mạch, sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm, gây ra quá điện áp thyristor. Mắc thêm mạch R - C, khi có chuyển mạch, điện tích tích tụ giữa hai bản cực sẽ phóng ra trong một thời gian ngắn, khiến cho thyristor không bị quá áp.
Theo kinh nghiệm, thường chọn: R = 5 ÷ 30 Ω
C = 0,25 ÷ 4 µF
Vậy, ta chọn: R = 10 Ω, C = 0,3 µF. + Lựa chọn thiết bị đo tốc độ:
Để lấy tín hiệu phản hồi tốc độ, ta sử dụng máy phát tốc. Máy phát tốc là máy điện nhỏ, làm việc ở chế độ máy phát và thực hiện chức năng biến đổi chuyển động quay của trục động cơ thành tín hiệu áp.
Phương trình đặc tính ra của máy phát tốc như sau:
dt d . K n . K UF = = 1 α Trong đó:
n – vận tốc quay của roto α – góc quay
Theo cấu tạo và nguyên kí làm việc, máy phát tốc có thể chia thành:
− Máy phát tốc không đồng bộ
− Máy phát tốc đồng bộ
− Máy phát tốc một chiều
Sơ đồ máy phát tốc được thể hiện trên hình 4.1. Trong hệ thống, máy phát tốc thực hiện chức năng như:
− Đo vận tốc quay
− Thực hiện mối liên hệ ngược về vận tốc quay trong các hệ thống theo dõi
− Thực hiện vi phân theo góc quay
− Thực hiện tích phân: ∫ = α U (t).dt K 1 F 1
Hình 4.1. Sơ đồ máy phát tốc.
Biến trở có tác dụng như một cầu phân áp mà điện áp ra có thể thay đổi phù hợp với điện áp đặt tốc độ động cơ. Chọn loại máy 113/1Y4 có các thông số:
− Pđm – 115 W
− Uđm – 220 V
− Iđm – 0,5 A
+ Lựa chọn thiết bị đo dòng điện
Có 2 phương pháp chính để tạo ra phản hồi dòng là sử dụng điện trở sum và sử dụng biến dòng. Ở đây dùng biến dòng với sơ đồ như sau:
Trong sơ đồ trên, tín hiệu ra của các biến dòng là tín hiệu xoay chiều, sau khi qua hệ thống chỉnh lưu được biến đổi thành tín hiệu một chiều. Sau đó, tín hiệu này được đưa vào mạch vòng dòng điện.
Chương 5: