Đồ án Điện tử Công suất GVHD: NGUYỄN MẠNH HÀ
SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang: 1
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Đề tài:
Thiết kế mạch chỉnh lưu cầu 3
pha
Động cơ một chiều
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN MẠNH HÀ
SINH VIÊN THỰC HIỆN : LÊ VĂN NGHĨA
MÃ SINH VIÊN : 105110055
NHÓM : 40
ĐÀ NẴNG 5/2012
Đồ án Điện tử Công suất GVHD: NGUYỄN MẠNH HÀ
SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang: 2
GIỚI THIỆU
Ngµy nay cïng víi viÖc ph¸t triÓn m¹nh mÏ c¸c øng dông cña
khoa häc kü thuËt trong c«ng nghiÖp, ®Æc biÖt lµ trong c«ng nghiÖp
®iÖn - ®iÖn tö th× c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö cã c«ng suÊt lín còng ®îc chÕ
t¹o ngµy cµng nhiÒu. Vµ ®Æc biÖt c¸c øng dông cña nã vµo c¸c
ngµnh kinh tÕ quèc d©n vµ ®êi sèng hµng ngµy ®· vµ ®ang ®îc
ph¸t triÓn hÕt søc m¹nh mÏ.
Tuy nhiªn ®Ó ®¸p øng ®îc nhu cÇu ngµy cµng nhiÒu vµ phøc
t¹p cña c«ng nghiÖp th× ®iÖn tö c«ng suÊt lu«n ph¶i nghiªn cøu ®Ó
t×m ra gii ph¸p tèi u nhÊt. §Æc biÖt víi chñ tr¬ng c«ng nghiÖp
ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ cña Nhµ níc, c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp cÇn ph¶i
thay ®æi, n©ng cao ®Ó ®a c«ng nghÖ tù ®éng ®iÒu khiÓn vµo trong
s¶n xuÊt. Do ®ã ®ßi hái ph¶i cã thiÕt bÞ vµ ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn
an toµn, chÝnh x¸c. §ã lµ nhiÖm vô cña ®iÖn tö c«ng suÊt cÇn ph¶i
gi¶i quyÕt.
§Ó gi¶i quyÕt ®îc vÊn ®Ò nµy th× níc ta cÇn ph¶i cã ®éi ngò
thiÕt kÕ ®iÖn tö c«ng suÊt. Lµ sinh viªn ngµnh TỰ ĐỘNG HÓA
cÇn ph¶i tù trang bÞ cho m×nh cã mét tr×nh ®é vµ tÇm hiÓu biÕt s©u
réng. ChÝnh v× vËy ®å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt lµ mét yªu cÇu
cÊp thiÕt cho mçi sinh viªn Tự động hóa. §ã lµ ®iÒu kiÖn ®Ó cho
sinh viªn tù t×m hiÓu vµ nghiªn cøu kiÕn thøc vÒ ®iÖn tö c«ng suÊt.
MÆc dï vËy, víi sinh viªn n¨m thø 4 cßn ®ang ngåi trong ghÕ nhµ
trêng th× kinh nghiÖm thùc tÕ cßn cha cã nhiÒu, do ®ã cÇn ph¶i
cã sù híng dÉn gióp ®ì cña thÇy gi¸o. Qua ®©y cho em ®îc göi
lêi c¶m ¬n tíi thÇy NGUYỄN MẠNH HÀ ®· tËn t×nh chØ dÉn, gióp
em hoµn thµnh tèt ®å ¸n m«n häc nµy.
Xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên:
LÊ VĂN NGHĨA
ĐT: 0988.312.362
Đồ án Điện tử Công suất GVHD: NGUYỄN MẠNH HÀ
SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang: 3
Phaàn I: TOÅNG QUAN VEÀ ÑIEÀU CHÆNH
I. KHAÙI NIEÄM CHUNG:
1. Ñònh nghóa:
Ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô laø duøng caùc bieän phaùp nhaân taïo ñeå thay ñoåi
caùc thoâng soá nguoàn nhö ñieän aùp hay caùc thoâng soá maïch nhö ñieän trôû phuï,
thay ñoåi töø thoâng… Töø ñoù taïo ra caùc ñaëc tính cô môùi ñeå coù nhöõng toác ñoä laøm
vieäc môùi phuø hôïp vôùi yeâu caàu. Coù hai phöông phaùp ñeå ñieàu chænh toác ñoä
ñoäng cô:
Bieán ñoåi caùc thoâng soá cuûa boä phaän cô khí töùc laø bieán ñoåi tyû soá truyeàn
chuyeån tieáp töø truïc ñoäng cô ñeán cô caáu maùy saûn suaát.
Bieán ñoåi toác ñoä goùc cuûa ñoäng cô ñieän. Phöông phaùp naøy laøm giaûm
tính phöùc taïp cuûa cô caáu vaø caûi thieän ñöôïc ñaëc tính ñieàu chænh. Vì
vaäy, ta khaûo saùt söï ñieàu chænh toác ñoä theo phöông phaùp thöù hai.
Ngoaøi ra caàn phaân bieät ñieàu chænh toác ñoä vôùi söï töï ñoäng thay ñoåi toác ñoä
khi phuï taûi thay ñoåi cuûa ñoäng cô ñieän.
Veà phöông dieän ñieàu chænh toác ñoä, ñoäng cô ñieän moät chieàu coù nhieàu öu
vieät hôn so vôùi caùc loaïi ñoäng cô khaùc. Khoâng nhöõng noù coù khaû naêng ñieàu
chænh toác ñoä deã daøng maø caáu truùc maïch ñoäng löïc, maïch ñieàu khieån ñôn
giaûn hôn, ñoàng thôøi laïi ñaït chaát löôïng ñieàu chænh cao trong daõy ñieàu chænh
toác ñoä roäng.
2. Caùc chæ tieâu kyõ thuaät ñeå ñaùnh giaù heä thoáng ñieàu chænh toác ñoä:
Khi ñieàu chænh toác ñoä cuûa heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän ta caàn chuù yù vaø
caên cöù vaøo caùc chæ tieâu sau ñaây ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa heä thoáng truyeàn
ñoäng ñieän:
a) Höôùng ñieàu chænh toác ñoä:
Höôùng ñieàu chænh toác ñoä laø ta coù theå ñieàu chænh ñeå coù ñöôïc toác ñoä
lôùn hôn hay beù hôn so vôùi toác ñoä cô baûn laø toác ñoä laøm vieäc cuûa ñoäng cô
ñieän treân ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân.
b) Phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä (Daõy ñieàu chænh):
Phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä D laø tæ soá giöõa toác ñoä lôùn nhaát nmax vaø toác
ñoä beù nhaát nmin maø ngöôøi ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc taïi giaù trò phuï taûi laø
ñònh möùc: D = nmax/nmin.
Trong ñoù:
- nmax: ñöôïc giôùi haïn bôûi ñoä beàn cô hoïc.
Đồ án Điện tử Công suất GVHD: NGUYỄN MẠNH HÀ
SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang: 4
ERf
Uæ
CKT RKT
- nmin: ñöôïc giôùi haïn bôûi phaïm vi cho pheùp cuûa ñoäng cô,
thoâng thöôøng ngöôøi ta choïn nmin laøm ñôn vò.
Phaïm vi ñieàu chænh caøng lôùn thì caøng toát vaø phuï thuoäc vaøo yeâu caàu
cuûa töøng heä thoáng, khaû naêng töøng phöông phaùp ñieàu chænh.
c) Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô khi ñieàu chænh toác ñoä:
Ñoä cöùng: = M/n. Khi caøng lôùn töùc M caøng lôùn vaø n nhoû
nghóa laø ñoä oån ñònh toác ñoä caøng lôùn khi phuï taûi thay ñoåi nhieàu. Phöông
phaùp ñieàu chænh toác ñoä toát nhaát laø phöông phaùp maø giöõ nguyeân hoaëc
naâng cao ñoä cöùng cuûa ñöôøng ñaëc tính cô. Hay noùi caùch khaùc caøng lôùn
thì caøng toát.
d) Ñoä baèng phaúng hay ñoä lieân tuïc trong ñieàu chænh toác ñoä:
Trong phaïm vi ñieàu chænh toác ñoä, coù nhieàu caáp toác ñoä. Ñoä lieân tuïc
khi ñieàu chænh toác ñoä ñöôïc ñaùnh giaù baèng tæ soá giöõa hai caáp toác ñoä keà
nhau:
= ni/ni+1
trong ñoù:
- ni: Toác ñoä ñieàu chænh ôû caáp thöù i.
- ni + 1: Toác ñoä ñieàu chænh ôû caáp thöù ( i + 1 ).
Vôùi ni vaø ni + 1 ñeàu laáy taïi moät giaù trò moâmen naøo ñoù.
tieán caøng gaàn 1 caøng toát, phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä caøng lieân
tuïc. Luùc naøy hai caáp toác ñoä baèng nhau, khoâng coù nhaûy caáp hay coøn goïi
laø ñieàu chænh toác ñoä voâ caáp.
1 : Heä thoáng ñieàu chænh coù caáp.
e) Toån thaát naêng löôïng khi ñieàu chænh toác ñoä:
Heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän coù chaát löôïng cao laø moät heä thoáng coù
hieäu suaát laøm vieäc cuûa ñoäng cô laø cao nhaát khi toån hao naêng löôïng
Pphuï ôû möùc thaáp nhaát.
f) Tính kinh teá cuûa heä thoáng khi ñieàu chænh toác ñoä:
Heä thoáng ñieàu chænh toác ñoä truyeàn ñoäng ñieän coù tính kinh teá cao
nhaát laø moät heä thoáng ñieàu chænh phaûi thoûa maõn toái ña caùc yeâu caàu kyõ
thuaät cuûa heä thoáng. Ñoàng thôøi heä thoáng phaûi coù giaù thaønh thaáp nhaát, chi
phí baûo quaûn vaän haønh thaáp nhaát, söû duïng thieát bò phoå thoâng nhaát vaø
caùc thieát bò maùy moùc coù theå laép raùp laãn cho nhau.
II. ÑAËC TÍNH CÔ CUÛA ÑOÄNG CÔ ÑIEÄN:
1. Ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp:
Khi nguoàn ñieän moät chieàu coù coâng suaát voâ cuøng lôùn vaø ñieän aùp khoâng
ñoåi thì maïch kích töø thöôøng maéc song song vôùi maïch phaàn öùng, luùc naøy
ñoäng cô ñöôïc goïi laø ñoäng cô kích töø song song.
Đồ án Điện tử Công suất GVHD: NGUYỄN MẠNH HÀ
SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang: 5
Uæ
CKT RKT
Rf
I
IKT
E
Sô ñoà noái daây cuûa ñoäng cô Sô ñoà noái daây cuûa ñoäng cô
kích töø song song kích töø ñoäc laäp
Khi nguoàn ñieän moät chieàu coù coâng suaát khoâng ñuû lôùn thì maïch ñieän
phaàn öùng vaø maïch kích töø maéc vaøo hai nguoàn moät chieàu ñoäc laäp vôùi nhau,
luùc naøy ñoäng cô ñöôïc goïi laø ñoäng cô kích töø ñoäc laäp.
a) Phöông trình ñaëc tính cô:
Theo sô ñoà treân coù theå vieát phöông trình caân baèng ñieän aùp cuûa maïch
phaàn öùng nhö sau:
Uö = Eö + (Rö + Rt)Iö (1-1)
trong ñoù: Uö _ ñieän aùp phaàn öùng.(V)
Eö _ söùc ñieän ñoäng phaàn öùng.(V)
Rö _ ñieän trôû cuûa maïch phaàn öùng.(
)
Rt _ ñieän trôû phuï trong maïch phaàn öùng.(
)
Iö _ doøng ñieän maïch phaàn öùng.(A)
Vôùi Rö = rö + rcf + ri + rct
rö _ ñieän trôû cuoän daây phaàn öùng.
rcf _ ñieän trôû cuoän cöïc töø phuï.
rb _ ñieän trôû cuoän buø.
rct _ ñieän trôû tieáp xuùc cuûa choåi ñieän.
Söùc ñieän ñoäng Eö cuûa phaàn öùng ñoäng cô ñöôïc xaùc ñònh theo bieåu thöùc:
K
a
2
pN
Eö (1-2)
trong ñoù:
p _ soá ñoâi cöïc töø chính,
N _ soá thanh daãn taùc duïng cuûa cuoän daây phaàn öùng.
a _ soá ñoâi maïch nhaùnh song song cuûa cuoän daây phaàn öùng,
_ töø thoâng kích töø döôùi moät cöïc töø, Wb.
_ toác ñoä goùc, rad/s.