Vui lòng download xuống để xem tài liệu đầy đủ.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điot công suất mạch bảo vệ động cơ bằng dung dich bán dẫn p8

Chia sẻ: Afsa Sdbfhb | Ngày: | Loại File: pdf | 10 trang

0
187
lượt xem
7
download

Tham khảo tài liệu 'cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điot công suất mạch bảo vệ động cơ bằng dung dich bán dẫn p8', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của điot công suất mạch bảo vệ động cơ bằng dung dich bán dẫn p8
Nội dung Text

  1. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 4.3 nghiªn cøu thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ ®éng c¬ dïng b¸n dÉn c«ng suÊt 4.3.1 Yªu cÇu cña m¹ch b¶o vÖ Ng¾n m¹ch nhiÒu pha trong cuén d©y phÇn tÜnh lµ d¹ng h− háng c¬ b¶n cña ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé, nã cã thÓ lµm háng ®éng c¬, lµm tôt ¸p trong m¹ch ®iÖn vµ ¶nh h−ëng ®Õn c«ng t¸c cña ®éng c¬ kh¸c. Ta cã thÓ sö dông cÇu ch¶y hoÆc ¸p t« m¸t ®Ó b¶o vÖ cho ®éng c¬. Ta thÊy r»ng cÇu ch¶y, ¸p t« m¸t chØ b¶o vÖ ®−îc ng¾n m¹ch, thÊp ¸p hoÆc qu¸ ¸p cßn khi x¶y ra hiÖn t−îng ®¶o pha hoÆc mÊt thø tù pha th× chóng kh«ng b¶o vÖ ®−îc. Do ®ã nhÊt thiÕt trong c¸c d©y truyÒn s¶n xuÊt ta ph¶i cã thiÕt bÞ b¶o vÖ mÊt pha vµ ®¶o pha. V× khi x¶y ra 2 hiÖn t−îng trªn th× hËu qu¶ rÊt nghiªm träng. H¬n n÷a trong c¸c hÖ truyÒn ®éng ®Æc biÖt nh−: thang m¸y, b¨ng t¶i, cÇn trôc khi x¶y ra sù cè mµ kh«ng cã m¹ch b¶o vÖ th× hËu qu¶ thËt kh«ng thÓ l−êng tr−íc ®−îc. Tõ ®ã viÖc nghiªn cøu thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ chèng mÊt pha vµ mÊt thø tù pha vµ c¸c d¹ng b¶o vÖ kh¸c lµ ®Æc biÖt quan träng. VËy ®Ò tµi “ Nghiªn cøu thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ ®éng c¬ dïng b¸n dÉn c«ng suÊt” mµ ë ®©y lµ nghiªn cøu thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ chèng mÊt pha vµ mÊt thø tù pha cho ®éng c¬ ba pha mang tÝnh thùc tÕ s©u s¾c vµ thùc sù cÇn thiÕt. 4.3.2 NhiÖm vô cña m¹ch b¶o vÖ Trong thùc tÕ vËn hµnh ®éng c¬ phôc vô cho s¶n xuÊt th× m¹ch b¶o vÖ ®éng c¬ ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng. M¹ch b¶o vÖ ®éng c¬ cã nhiÖm vô ph¸t hiÖn kÞp thêi, b¸o tÝn hiÖu cã sù cè (b»ng cßi, ®Ìn b¸o...) , c¾t ®éng c¬ ra khái nguån nÕu cã sù cè. Yªu cÇu: T¸c ®éng tin cËy §é chÝnh x¸c cao T¸c ®éng nhanh, cã chän läc §¬n gi¶n gän nhÑ, dÔ vËn hµnh, dÔ söa ch÷a, ®é bÒn cao. 4.3.3 M¹ch b¶o vÖ ®éng c¬ 71
  2. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 +S¬ ®å khèi §èi t-îng BiÕn ®æi Tæng hîp KhuÕch ®¹i Kh©u chÊp hµnh + S¬ ®å nguyªn lý H×nh: 4.6 + Nguyªn t¾c ho¹t ®éng 72
  3. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 - Khi nguån ho¹t ®éng b×nh th−êng (cã c¶ ba pha theo ®óng thø tù A, B, C) TÝn hiÖu ®−îc lÊy trùc tiÕp tõ c¸c pha cña nguån xoay chiÒu ba pha cã Ud= 380V; Up= 220V. §éng c¬ ®−îc cÊp ®iÖn tõ nguån ba pha qua mét cÇu dao ba pha ®−îc ®iÒu khiÓn bëi m¹ch b¶o vÖ ®iÖn tö. Trong s¬ ®å nµy, c¸c ®i«t D1, ®iÖn trë R1 vµ ®iÖn trë æn ¸p Dz1 cña pha A t¹o thµnh m¹ch chØnh l−u vµ ghim ®iÖn ¸p. Trªn ®Çu vµo 2 cña phÇn tö NAND N1A (øng víi nöa chu kú d−¬ng cña ®iÖn ¸p pha A) sÏ cã xung víi biªn ®é 12V vµ ®é réng xung b»ng nöa ®iÖn ¸p nguån. C¸c phÇn tö t−¬ng øng cña pha B vµ pha C còng t¹o nªn c¸c xung t−¬ng tù pha A nh−ng lÖch pha nhau 1/3 chu kú (t−¬ng øng víi gãc pha lµ 1200). Tæ hîp cña c¸c phÇn tö N1A, m¹ch t¹o xung C1R4, phÇn tö NOT K1A vµ K4A t¹o nªn mét tÝn hiÖu øng víi s−ên ©m cña xung bëi m¹ch chØnh l−u, ghim pha A cã biªn ®é b»ng 12V vµ ®é réng xung chØ phô thuéc vµo tham sè cña m¹ch tÝch ph©n ®−a vµo ®Çu vµo mét cña m¹ch AND V1A. TÝn hiÖu nµy ®−îc tæ hîp víi tÝn hiÖu xung 12V ®é réng xung T/2 øng víi nöa chu kú d−¬ng cña pha B. Trªn ®Çu ra cña V1A sÏ cã mét tÝn hiÖu gièng nh− trªn ®Çu vµo 1cña nã nÕu nguån ®ñ pha vµ c¸c pha cña nguån ®óng thø tù ®Þnh tr−íc. Qu¸ tr×nh diÔn ra t−¬ng tù ë pha B vµ pha C nh−ng kho¶ng thêi gian lÇn l−ît chËm sau 1/3 chu kú tÝnh tõ pha A. LÇn l−ît c¸c ®Çu ra cña m¹ch AND N2A, N3A sÏ cã xung ra ë møc cao, c¸c xung lÖch pha nhau vÒ thêi gian lµ 1/3T (vÒ gãc pha lµ 1200). §i«t D4 ®ãng vai trß m¹ch céng ®−a tÝn hiÖu cña ba xung qua tô läc C4. Tô läc C4 cã t¸c dông san b»ng ®iÖn ¸p trung b×nh cña ba xung nµy ®Ó ®−a vµo cùc baz¬ cña tranrito T. Tranrito T ®−îc tÝnh to¸n sau cho dßng ®iÖn vµo IB tho¶ m·n ®iÒu kiÖn UBE ≥ UBEbh th× T lµm viÖc ë chÕ ®é më b·o hoµ. Lóc nµy ®Çu ra X sÏ cã xung, xung nµy ®−îc ®Æt vµo cùc B cña tranzito T1 lµm cho T1 ph©n cùc thuËn. §ång thêi ®Çu ra X1 còng cã tÝn hiÖu ë møc thÊp, lµm cho T2 ph©n cùc ng−îc. TÝn hiÖu tiÕp tôc qua N5A vµ ®Æt mét ®iÖn ¸p thuËn lªn cùc baz¬ cña c¸c tranzito T8, T9, T10, tranzito th«ng lµm cho c¸c ®i«t cña optotriac ph¸t s¸ng sÏ t¸c ®éng lµm triac dÉn. CÊp xung ®iÒu khiÓn më c¸c triac TA4, 73
  4. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 TA5, TA6. CÊp ®iÖn nguån cho ®éng c¬. Lóc nµy m¹ch ho¹t ®éng b×nh th−êng. - Khi nguån mÊt mét pha Ta vÉn xÐt trong mét chu kú T, gi¶ sö mÊt pha C. ë pha A, qu¸ tr×nh diÔn ra nh− khi nguån cÊp ®iÖn b×nh th−êng (cã c¶ ba pha), tøc lµ sau 1/3T th× ®Çu ra cña m¹ch AND V1A cã mét xung ra ë møc cao. ë pha B, do mÊt tÝn hiÖu ë pha C nªn kh«ng cã tÝn hiÖu ®−a vµo ch©n cña m¹ch AND V2A do ®ã ë ®Çu ra cña V2A kh«ng cã xung ra. ë pha C, kh«ng cã tÝn hiÖu ®−a vµo ch©n 1 cña m¹ch AND V3A nªn t¹i ®Çu ra cña V3A kh«ng cã xung ra. Nh− vËy, m¹ch céng D4 chØ cã mét xung duy nhÊt ë pha A qua tô läc C4 ®−a vµo cùc baz¬ cña tranzito T, tÝn hiÖu nµy kh«ng ®ñ ®Ó T më, T bÞ kho¸ nªn tÝn hiÖu kh«ng ®−îc ®Æt lªn cùc baz¬ cña tranzito T1 nªn tranzito T1 ph©n cùc ng−îc kh«ng cho dßng ®i qua. §ång thêi lóc nµy ®Çu ra cña X1 cã tÝn hiÖu ®Æt lªn cùc B cña T2, lµm T2 ph©n cùc thuËn nh−ng do mÊt pha C nªn tranzito T3 ph©n cùc ng−îc kh«ng cho dßng qua toµn bé hÖ thèng phÝa sau kh«ng ho¹t ®éng. §éng c¬ ®−îc ng¾t ra khái nguån ngõng ho¹t ®éng. Víi ph©n tÝch t−¬ng tù nh− trªn, nÕu x¶y ra mÊt c¸c pha kh¸c, ®éng c¬ sÏ kh«ng ®−îc cÊp ®iÖn nªn ngõng ho¹t ®éng ®¶m b¶o an toµn cho toµn bé hÖ thèng vËn hµnh. - Khi thø tù pha bÞ thay ®æi Gi¶ sö thø tù pha lóc nµy lµ ACB. Pha A khi cã tÝn hiÖu ®−a vµo ®Çu vµo 1 cña V1A, th× ®Çu vµo 2 cña V1A kh«ng cã tÝn hiÖu v× pha C ®ang ë nöa chu k× ©m do ®ã ®Çu ra cña V1A kh«ng cã tÝn hiÖu ra. T¹i pha B khi cã tÝn hiÖu ®−a vµo ®Çu vµo 1 cña V2A th× do pha C ®ang ë nöa chu k× ©m nªn kh«ng cã tÝn hiÖu vµo ch©n 2 cña V2A, ®Çu ra cña V2A kh«ng cã tÝn hiÖu ra. 74
  5. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 T¹i pha C khi cã tÝn hiÖu ®−a vµo ®Çu 1 cña V3A th× do pha A ®ang ë nöa chu k× ©m nªn nªn kh«ng cã tÝn hiÖu vµo ch©n 2 cña V3A, ®Çu ra cña V3A kh«ng cã tÝn hiÖu. Nh− vËy khi thø tù pha cña nguån bÞ thay ®æi th× kh«ng cã tÝn hiÖu ra cña c¸c cæng AND V1A, V2A, V3A do ®ã tô C4 kh«ng ®−îc n¹p ®iÖn nªn T bÞ kho¸, ë ®Çu X kh«ng cã tÝn hiÖu nªn tranzito T1 ph©n cùc ng−îc vµ kh«ng cho dßng ®i qua, lóc nµy c¸c tranzito T2, T3, T4 ph©n cùc thuËn. tÝn hiÖu qua cæng AND N4A ®−îc ®−a tíi cùc baz¬ cña c¸c tranzistor T5, T6, T7. Tranzito th«ng lµm cho c¸c ®i«t cña optotriac ph¸t s¸ng sÏ t¸c ®éng lµm triac dÉn. CÊp xung ®iÒu khiÓn më c¸c triac TA1, TA2, TA3. §¶o l¹i thø tù pha cña nguån ®iÖn (®ang bÞ ®¶o thø tù pha) ®éng c¬ vÉn quay theo chiÒu cò. Trong s¬ ®å ®i«t D5 cã t¸c dông lo¹i trõ ®iÖn ¸p ng−îc ®Æt lªn tranzito T. Ta cã d¹ng xung ra ë c¸c m¹ch l«gic trong c¸c tr−êng hîp sau: 75
  6. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 Tr−êng hîp xung ra khi nguån ®óng, ®ñ pha 76
  7. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 Tr−êng hîp xung ra khi nguån mÊt mét pha (Pha C) 77
  8. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 Tr−êng hîp xung ra khi nguån ®¶o pha BAC 78
  9. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 + TÝnh to¸n c¸c th«ng sè cña m¹ch b¶o vÖ Chóng ta tÝnh to¸n m¹ch b¶o vÖ cho ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cña Nga cã: P®m= 1,5 KW cosϕ= 0,82 Δ/Υ= 220/380 V I= 3,8 A n= 1400 vßng/phót Yªu cÇu khi tÝnh to¸n cho c¸c linh kiÖn ®iÖn tö lµ dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®Æt lªn linh kiÖn ®iÖn tö ph¶i nhá h¬n c¸c gi¸ trÞ ®Þnh møc cña chóng. Ngoµi ra chóng cßn ph¶i chÞu ®ùng ®−îc c¸c yÕu tè tù nhiªn nh− nhiÖt ®é, ®é Èm.... Víi ®i«t zerne th× tÝnh to¸n sao cho ®i«t zerne kh«ng bÞ háng do nhiÖt vµ ®iÖn ¸p ph¶i nhá h¬n ®iÖn ¸p lµm viÖc cña m¹ch NAND. Chän ®i«t chØnh l−u D1 ÷ D6 lµ lo¹i 1N4007 Chän ®i«t zerne DZ1 ÷ DZ3 cã th«ng sè Uz= 12V vµ Iz= 13mA TÝnh chän ®iÖn trë h¹n chÕ Rhc (R1, R2, R3) U −Uz 220 − 12 Rhc= R1= R2= R3= = = 16,8 K 13 Iz Chän m¹ch NAND (N1A ÷ N4A) Lµ lo¹i 4011 cã ®iÖn ¸p lµm viÖc Ulv= 12V M¹ch tÝch ph©n gåm tô ®iÖn C vµ ®iÖn trë R, ta chän: §iÖn trë R= R4= R5 =R6= 6,8 K Lóc nµy ta sÏ tÝnh ®−îc gi¸ trÞ cña tô C. 1 Do xung ®−îc t¹o ra trong T nªn vÒ nguyªn t¾c t¹o ra xung æn ®Þnh 2 1 th× ®é réng xung ph¶i lµ tx≤ T. 2 1 1 Mµ T= = = 0,02 s 50 f Do hµm xung lµ hµm mò nªn U(t)= E.e-αt 79
  10. B¸o c¸o tèt nghiÖp NguyÔn V¨n HiÖu T§H46 U(t)= 0 khi t→ ∞ hay ®é réng xung tx → ∞ LÊy gi¸ trÞ gÇn ®óng ta cã: U(tx)= 0,05.E vµ coi U(tx= 0)= 0 Mµ tx= 3τ (Theo tµi liÖu kü thuËt xung - V−¬ng Céng) 1 1 Nªn 3τ ≤ hay τ ≤ T T = 0,02/6= 0,003333s 2 6 Mµ τ = RC nªn C= τ.R-1= 0,0033.6,8-1= 485 nF VËy chän C1= C2= C3= 470 nF Chän NOT K1A÷ K8A lo¹i 4049 cã th«ng sè: Ulv= 12 V Chän AND V1A ÷ V6A lo¹i 4081 cã th«ng sè: Ulv= 12V Tô läc C4 chän lo¹i tô cã ®iÖn dung 10μF (C4= 10μF) Ta tÝnh to¸n dßng IB ®−a vµo cùc baz¬ cña T + Tr−êng hîp nguån ®óng thø tù vµ ®ñ pha: T 1 ∫ Ue dt −α t §iÖn ¸p trung b×nh: Utb=3 T0 Víi U= 12V ®iÖn ¸p nguån 1 1 1 α= = = −9 319, 6.10−5 3 6,8.10 .470.10 RC ⎛ 0,02 ⎞ 1 3.12 3U − . (1 − e ) = 319,6.10−5 −α T . ⎜1 − e ⎟ = 5,74 V Thay sè: Utb = ⎜ ⎟ Tα 1 ⎝ ⎠ 0, 02. −5 319,6.10 §iÖn ¸p ®Æt vµo cùc baz¬ cña T: 10 R8 ≈ 0,83 V UB= (Utb- UD4). = (5,74- 0,7) R7 + R8 51 + 10 Tõ kÕt qu¶ trªn ta thÊy T th«ng b·o hoµ s©u. + Tr−êng hîp nguån mÊt pha: U tb ≈ 1,91 V §iÖn ¸p cña mét xung: U1tb= 3 §iÖn ¸p ®Æt vµo cùc baz¬ cña T: 10 R8 ≈ 0,2 V UB= (Utb- UD4). = (1,91- 0,7) R7 + R8 51 + 10 80

Có Thể Bạn Muốn Download

Đồng bộ tài khoản