2.2. T ÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC
2.2.1. Tính toán chọn máy biến áp động lực
Chọn giá trị điện áp định mức của cuộn dây thứ cấp máy biến áp trung cấp. Máy biến áp để tạo ra điện áp phù hợp cho bộ biến đổi.
Máy phải có số pha, điện áp định mức, dòng điện định mức phù hợp • Công suất tính toán của máy biến áp
Stt =1,1.Ud.Id =1,1.110. 37 = 4477(VA) =4,477(KVA) Chọn mạch từ 3 trụ tiết diện mỗi trụ được tính theo công thức sau:
Trong đú: k = 4,5á nếu là mỏy biến ỏp dầu K=5,6 nếu là máy biến áp nhỏ
S = công suất biểu kiến của máy biến áp f = tần số nguồn xoay chiều Ở đây ta thiết kế với máy biến áp nhỏ và chọn K=6 ta có:
Ta có số vòng cuộn sơ cấp máy biến áp là:
Điện áp dây thứ cấp máy biến áp là: U2dm≥Udm.k1.k2.k3.k4 Trong đó:
k1 : Hệ số sơ đồ chỉnh lưu:
K2 :Hệ số tính đến sự dao động trong phạm vi cho phép của điện áp lưới:
k 1=05÷ 1,1 chọn k2= 1,1
K3: Hệ số tính đến góc điều khiển αmin ≠ 0 . k3 = 1 ÷ 1,15 .Chọn k3 = 1,15.
K4 : Hệ số tính đến sụt áp trên điện trở thuần của nguồn cung cấp và sụt áp trên điện cảm nguồn do chuyển mạch. K4=1,15:1.25 chọn K4=1,25
Vậy ta có: U2 đm =110.0,85.1,1.1,15.1,25=147.84(V) Ta chọn U2 đm =150 (V) Dòng điện hiệu dụng cuộn dây thứ cấp
Dòng điện hiệu dụng cuộn dây thứ cấp Id 37
I2= =2 2 =26.16(A)
K = 1 = = 2,5ba U 380
U 1502
Tỉ số máy biến áp là:
I1 =
Id
= 37
= 42,9 2 Kba 2.0,61
Dòng sơ cấp máy biến áp: (A)
Điện trở cuộn dây máy biến áp
Udm
Rba
=
K. . s.f.Bm
Idm.f.Bm
4
Udm dm.I
Trong đó
ã K=2,5 : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu
ã s =3 : số trụ của MBA
ã Bm =1,1T : độ tự cảm
ã f =50 (Hz) . R = 2,5.
110 . 4
3.50.1,1
= 0,06(Ω) ba
37.50.1,1 110.37 Điện kháng máy biến áp
L ba
= K . Udm . 1
1 I .f.B s.f.B dm m 4 m
U .I dm dm Trong đó
44
ã K1=0,1.10-3 : hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu phụ tải
ã s =3 : số trụ của MBA
ã Bm =1,1T : độ tự cảm
ã f =50 (Hz) . Lba = 0,1.10-3
110 1
=1,2.10-5 37.50.1,1 4
3.50.1,1 110.37
(H) Điện áp rơi trên điện trở máy biến áp
DUR = Iđm.Rba = 37. 0,06 = 2,22 (V) Điện áp rơi trên cuộn kháng máy biến áp
DUL = 2.p.f.Iđm.Lba =2.3,14.50.37.1.2. = 0.14 (V)
Điện áp chỉnh lưu khi đầy tải Ud = Udo -SDU
SDU =DUR +DUL = 2.22+0.14 =2.36 (V) Udo = 0,9. U2đm = 0,9.150 =135 (V) Ud = 135-2.36 = 132.64 (V)
2.2.3. Tính toán bộ lọc và chọn thiết bị bảo vệ a) Tính chọn cuộn kháng lọc san bằng
Cuộn kháng san bằng là cuộn được nối giữa nguồn chỉnh lưu và động cơ. Chức năng để san bằng các xung điện áp chỉnh lưu đến mức độ nào đó do phụ tải yêu cầu.
Ngoài ra còn có nhiệm vụ làm giảm mạch dòng điện có tần số cao. Vì sóng hoài bậc cao thì có biên độ nhỏ, nên đối với chỉnh lưu người ta xét đến lọc sóng cơ bản.
Hệ số san bằng ( ) được xác định theo công thứCKsb
K = sb Kv
Kr
42 Trong đó:
Kv : Là hệ số xung ở đầu vào. Giá trị của phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu.Kv Kv =
U1mv
= 2
m 2x -1
U dv
: biên độ cơ bản của điện áp chỉnh lưu, đầu vào bộ lọc.
Udv : điện áp 1 chiều ở đầu ra của thiết bị chỉnh lưu.
m x : xung áp của điện áp chỉnh lưu trong một chu kì điện áp nguồn xoay chiều. Đối với chỉnh lưu tia 3 pha thì .m x = 6
Kr : Là hệ số xung ở đầu ra bộ lọc. Giá trị của Kr do yêu cầu của phụ tải quyết định
K= U 1mr r Ud
U1mr : Biên độ lớn nhất của xung áp sóng cơ bản ở đầu bộ lọc.
U d : Điện áp một chiều trên tải. Đối với chỉnh lưu tia 3 pha thì .K r = 2,5 K = v = = 2, 28sb K 5,7
K r 2,5 Ta có:
Giá trị điện cảm của cuộn kháng lọc là:
LCK = 110
. 2,282 -1 = 0.017 2, 2p.50.37
RCK = 2% dm = 2% = 0.05U 110 I 37dm
46
43
a) Tính chọn mạch R-C bảo vệ cho các Thyristor
Quá trình chuyển đổi giữa các van có thể gây ra sự thay đổi đột ngột giữa điện áp du/dt và di/dt. Để bảo vệ các van khỏi bị đánh thủng ta dùng mạch R –C mắc song song với các van. Với cách mắc này khi có sự thay đổi trong van thì sự thay đổi của điện áp du/dt sẽ được hạn chế giảm nhỏ thông qua mạch R-C. Mạch R-C có tác dụng rẽ mạch dòng điện ngược đặt lên van khio đó dòng điện ngược sẽ phóng qua tụ C và tiêu tán trên điện trở R.
Trị số của R – C được chọn theo công thức như sau:
ổ I ử2
C=Lỗ á
ỗ U .F á
ố p ứ L = L B
A
=1,2.10-5 (H) I=IT = 36.999(A) U =110(V)p
Trong đó: , tb
, , F =2,5.
U a
= 150
=1,36
U p 110 Ta có:
ổ I ử2 -5
ổ 36.999 ử 2 -
6 C=Lỗ á =1,2.10
ỗ á =1.61.10 (F)
ỗ á
110.2,5
Vậy ố U .F p ứ ố ứ
Hiệu quả ngăn chặn sự cố của mạch R-C được đặc trưng bởi tỉ số ξ = R
2. CL
ξ ta chọn = 0,65
R = 2.ξ. L
=2.0,65. 0,092-6 =309,8(Ω)
C 1,62.10
c) Tính chọn Áptomat
Áptômát được sử dụng để đóng cắt nguồn ngoài ra nó còn có tác dụng bảo vệ sự cố ngắn mạch hoặc quá tải có thể xẩy ra trong hệ thống.
Điều kiện chọn như sau:
ã Nguồn điện ba pha, đấu γ : U = 380 Cường độ dòng điện tiêu thụ : ITT
= 10,526 (A)
ã Đối với thiết bị động cơ : ITK = ( 2-2,5) ITT = 21,052 (A)
Tra bảng PL 3.5/T352-Thiết kế cung cấp điện ta chọn áptômát có thông sô kỹ thuật như sau :
Loại Kiểu Iđm Uđm
Số cực (A) (V) IN
(KA) 50AF ABE53a 3 50 600 2,5
d) Tính chọn máy phát tốc
Máy phát tốc được dùng trong hệ thống dể làm khâu phản hồi âm tốc độ. Nó được nối cứng với trục động cơ chấp hành hoạc qua hộp tốc độ.
Dựa theo yêu cầu công nghệ ta chọn máy phát tốc có thông số như sau
Loại Pđm Uđm Iđm nđm RưS
W V A v/ph W
48
PT32/1B4Y 115 230 0,5 1000 7,34
Ta có tỉ số truyền giữa máy phát tốc và động cơ : i ndmF 1000 2
= ==
ndmD 1500 3
Hệ số khuyếch đại của máy phát tốc
kFT =U dm + R .I dm =230 + 7,34.0,5 = 0,234
ndm 1000
Ta lấy một phần điện áp ra của máy phát tốc đưa tới bộ khuyếch đại trung gian (KĐTG) làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
Ta chọn Uph = 12 (V).
Khi tốc độ định mức thì hệ số phản hồi được tính γ = kFT . .i
U ph
= 0,234.2 . 12
= 0,008
UdmFT 3 230
(V.ph/vg)