intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án: Đồ án môn học Điện tử công suất

Chia sẻ: Tien Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:57

Thêm vào BST
Báo xấu
166
lượt xem 46
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thỡ mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án: Đồ án môn học Điện tử công suất

  1. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Đồ án môn học Điện tử công suất Võ Minh Chính. Giáo viên hướng dẫn: Nhóm sinh viên thực hiện: Đoàn Thị Quỳnh Lan Vũ Trung Dũng Nguyễn Tiến Dũng Đoàn Minh Dung Mai Sỹ Hùng 1
  2. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ MỤC LỤC MỤC LỤC.......................................................................................................................... 2 ĐỀ 21..................................................................................................................................... 4 MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU .................................................................... 6 I. NGUYÊN LÝ CHUNG ................................................................................................... 6 II. CẤU TẠO CHUNG. ...................................................................................................... 7 1. STATO. ...................................................................................................................... 7 2. Roto. ........................................................................................................................... 8 III. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. ............................................ 9 1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ ....................................................... 10 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ R f trên mạch phần ứng. ............... 10 3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. ........................................................... 11 CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC .......................................................... 13 I. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ.................................................... 13 II. CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH LỰC. ....................................................................................... 13 III. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH LỰC. ....................................................... 16 1. Khâu chỉnh lưu cầu một pha...................................................................................... 16 2. Băm xung áp một chiều theo nguyên tắc không đối xứng. ......................................... 17 CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN MẠCH LỰC VÀ MÁY BIẾN ÁP. .................................... 21 I. TÍNH CHỌN MẠCH LỰC. .......................................................................................... 21 II. TÍNH CHỌN DIODE CHO MẠCH CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN. ................ 23 III. TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP. ................................................................................... 24 1.Tính mạch từ. ............................................................................................................ 25 2. Tính toán dây quấn_số vòng và kích thước dây. ........................................................ 25 3. Tính toán kích thước mạch từ.................................................................................... 27 4. Tính toán kích thước cửa sổ. ..................................................................................... 27 2
  3. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ 5. Kết cấu, dây quấn. .................................................................................................... 28 6. Tính tổng sụt áp trong máy biến áp. .......................................................................... 29 IV. TÍNH TOÁN BỘ LỌC ............................................................................................... 31 1. Tính toán chung. ....................................................................................................... 31 2. Tính toán thiết kế cuộn kháng lọc một chiều. ............................................................ 32 CHƯƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH LỰC VÀ CÁC VAN BÁN DẪN........ 36 I. SƠ ĐỒ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ .................................................... 36 II. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA ĐIỆN TRỞ. .............................................................. 39 III. TÍNH TOÁN APTOMÁT BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN ............................................ 39 CHƯƠNG V: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNGError! Bookmark not defined. I. XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN................................ Error! Bookmark not defined. II. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG. ..................................... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG VI: TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN. ............. Error! Bookmark not defined. I. TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP XUNG. ............................ Error! Bookmark not defined. III. LỰA CHỌN CỔNG LOGIC AND VÀ OR. ................. Error! Bookmark not defined. IV. TÍNH TOÁN CHO MẠCH TẠO XUNG CHÙM. ........ Error! Bookmark not defined. V. TÍNH TOÁN CHO KHÂU TẠO TRỄ. .......................... Error! Bookmark not defined. VI. TÍNH TOÁN CHO MÁY PHÁT XUNG. ..................... Error! Bookmark not defined. VII. TÍNH TOÁN MẠCH TẠO XUNG RĂNG CƯA. ....... Error! Bookmark not defined. VIII. TÍNH TOÁN CHO MẠCH SO SÁNH. ...................... Error! Bookmark not defined. IX. TÍNH TOÁN CHO BỘ TRỪ ĐIỆN ÁP VÀ MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP................. Error! Bookmark not defined. X. TÍNH TOÁN CHO BỘ PHẬN TẠO ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN..... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG. ........................................................................................... 51 I. MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN. ............................................................................. 51 KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 56 3
  4. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ ĐỀ 21 Thiết kế bộ băm xung áp một chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc đối xứng) để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều (kích từ nam châm vĩnh cửu) với số liệu cho trước như sau: Dòng điện Điện áp phần Phạm vi điều Điện áp lưới Phương án ®iÖn (VAC) chỉnh tốc độ định mức ứng 4 127 6A 400V 25:1 4
  5. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ MỞ ĐẦU Trong nền sản suất hiện đại, máy điện một chiều được coi là một loại máy điện quan trọng. Nó được dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong các điều kiện làm việc khác. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải. Mặc dù động cơ điện có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nhưng luôn đi kèm với nó là những yêu cầu về điện áp, dòng điện. Chính vì vậy cần một phương pháp nhằm đáp ứng được những yêu cầu trên. Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, nghiên cứu những ứng dụng các linh kiện bán dẫn làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trình biến đổi điện năng. Hiện nay các thiết bị điện tử công suất chiếm hơn 30% trong số các thiết bị của một xí nghiệp hiện đại. Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây truyền sản xuất mới, đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý. Xuất phát từ yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thầy cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất. Đối với những sinh viên năm thứ 3, đây là lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế. Chính vì vậy, trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em rất mong sự góp ý của thầy cô và các bạn để đồ án được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp và đăc biệt là thầy giáo ts.Võ Minh Chính tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. 5
  6. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Trong nền sản xuất hiện nay, động cơ điện Không Đồng Bộ đang chiếm ưu thế so với động cơ điện một chiều. Đó là do sự ra đời của các máy biến tần, tuy vậy việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện Không Đồng Bộ vẫn còn là việc khó khăn. Do vậy, động cơ điện một chiều với đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt vẫn còn được dùng nhiều trong trong các ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ. Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về động cơ điện một chiều dưới các góc độ:  Nguyên lý hoạt động chung.  Cấu tạo chung.  Các phương pháp điều chỉnh tốc độ.  Các chế độ khởi động của động cơ điện một chiều. I. NGUYÊN LÝ CHUNG Động cơ điện một chiều hoạt động dựa trên nguyên lý của hiện tượng cảm ứng điện từ. I Như ta đã biết thanh dẫn có dòng điện đặt trong từ trường sẽ chịu tác dụng lực từ. Vì vậy khi cho dòng điện một chiều đi vào chổi than A và đi ra ở chổi than B thì các thanh dẫn sẽ chịu tác dụng của lực từ. Bên cạnh đó do dòng điện chỉ đi vào thanh dẫn nằm dưới cực N và đi ra ở các thanh dẫn chỉ nằm trên cực S nên dưới tác dụng của từ trường lên các thanh dẫn sẽ sinh ra mô men có chiều không đổi và làm cho roto của máy quay. 6
  7. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập. Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây cuốn kích từ sinh ra từ thông Φ. Trong tất cả các trường hợp, khi mở máy bao giờ cũng phải đảm bảo có Φmax tức là phải giảm điện trở của mạch kích từ Rkt đến nhỏ nhất có thể. Cũng cần đảm bảo không xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ = 0, M = 0, động cơ sẽ không quay được, do đó Eư = 0 và theo biểu thức U = Eư + RưIư thì dòng điện Iư sẽ rất lớn làm cháy động cơ. Nếu mômen do động cơ điện sinh ra lớn hơn mômen cản (M > Mc) rôto bắt đầu quay và suất điện động Eư sẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n. Do sự xuất hiện và tăng lên của Eư, dòng điện Iư sẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn. II. CẤU TẠO CHUNG. Động cơ điện một chiều bao gồm hai phần chính là:  Phần tĩnh: Stato.  Phần quay: Roto. 1. STATO. Đây là phần đứng yên của máy. Phần tĩnh bao gồm các bộ phận sau: cực từ chính, cực từ phụ, gông từ và các bộ phận khác. a. Cực từ chính. Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ được làm bằng các lá thép KTĐ hay thép cácbon dày 0.5 đến 1 mm ép lại và tán chặt. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt lên trên các cực từ. Các cuộn dây này được nối nối tiếp với nhau. b. Cực từ phụ. Cực từ phụ được đặt giữa các cực tù chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực tù phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn 7
  8. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ nhờ các bulông. c. Gông từ. Gông từ được dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ , đồng thời làm vỏ máy. d. Các bộ phận khác. Ngoài ba bộ phận chính trên còn có các bộ phận khác như: Nắp máy, cơ cấu chổi than.  Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện.  Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định lên giá chổi than và cách điện với giá đó. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than đúng chỗ. 2. Roto. Roto của động cơ điện một chiều bao gồm các bộ phận sau: lõi sắt phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp và các bộ phận khác. a. Lõi sắt phần ứng. Dùng để dẫn từ. Thường làm bằng những tấm thép KTĐ (thép hợp kim silix) dày 0.5 mm bôi cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. b. Dây quấn phần ứng. Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ (công suất d ưới vài kilowatt) thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi bị văng ra do sức li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay ba-ke-lit. 8
  9. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ c. Cổ góp. Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng. d. Các bộ phận khác.  Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động cơ. Động cơ điện một chiều thường được chế tạo theo kiểu bảo vệ. Ở hai đầu nắp động cơ có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục động cơ. Khi động cơ quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội động cơ.  Trục máy: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục động cơ thường được làm bằng thép cácbon tốt. III. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. Theo lý thuyết máy điện ta có phương trình sau: U  n0  C . U  I u ( Ru  R f ) E  e  n0  n với  n  I u .( Ru  R f ) C e . C e . n   C e .  ( Ru  R f ).M U hay n   C M C e 2 C e . Từ hai phương trình trên ta thấy n (tốc độ của động cơ) phụ thuộc vào θ (từ thông), R (điện trở phần ứng), U (điện áp phần ứng). Vì vậy để điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều ta có ba phương án.  Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ  Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi bằng cách thay đổi điện trở phụ R f trên mạch phần ứng.  Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. 9
  10. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ 1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ n (vòng/phút) n0’’’ n0’’ θδ’’’ n0’ θδ’’ θδ’ n0đm θδđm Mđm(Iđm) M(Iư) Đồ thị hình trên cho thấy đường đặc tính cơ của động cơ điện một chiều ứng với các giá trị khác nhau của từ thông. Khi từ thông giảm thì n0 tăng nhưng ∆n còn tăng nhanh hơn do đó ta mới thấy độ dốc của các đường đặc tính cơ này khác nhau. Chúng sẽ cùng hôi tụ về điểm trên trục hoành ứng với dòng điện rất lớn: Iư = (U/Rư). Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ lớn h ơn tốc độ định mức. Giới hạn trong việc điều chỉnh tốc độ quay bằng phương pháp này là 1:2; 1:5; 1:8. Tuy nhiên có nhược điểm khi sử dụng phương pháp là phải dùng các biện pháp khống chế đặc biệt do đó cấu tạo và công nghệ chế tạo phức tạp, khiến giá thành máy tăng. 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng. Ta có: ( Ru  R f ).M U n  C M C e 2 C e . Từ thông không đổi nên n0 không đổi, chỉ có ∆n là thay đổi. Một điều dễ thấy nữa là, do ta chỉ có thể đưa thêm Rf chứ không thể giảm Rư nên ở đây chỉ điều chỉnh được tốc độ dưới tốc độ định mức. Do Rf càng lớn đặc tính cơ càng mềm nên tốc độ sẽ thay đổi nhiều khi tải thay đổi (từ đồ thị cho thấy, khi I biến thiên thì ứng với cùng dải biến thiên của I đường đặc tính cơ nào mềm hơn tốc độ sẽ thay đổi nhiều hơn). 10
  11. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Tuy nhiên phương pháp này làm tăng công suất và giảm hiệu suất. n (vòng/phút) n0 Rf0 Rf1 Rf2 Mđm(Iđm) M(Iư) Rf3 3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp. n (vòng/phút) 4 1 (Uđm) 2 3 Mđm(Iđm) M(Iư) Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ cả trên và dưới định mức. Tuy nhiên do cách điện của thiết bị thường chỉ tính toán cho điện áp định mức nên thường 11
  12. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ giảm điện áp U. Khi U giảm thì n0 giảm nhưng ∆n là const nên tốc độ n giảm. Vì vậy thường chỉ điều chỉnh tốc độ nhỏ hơn tốc độ định mức. Còn nếu lớn hơn thì chỉ điều chỉnh trong phạm vi rất nhỏ. Đặc điểm quan trọng của phương pháp là khi điều chỉnh tốc độ thì mô men không đổi vì từ thông và dòng điện phần ứng đều không thay đổi (M = CM. θ. Iư). Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ trong giới hạn 1:10, thậm chí cao hơn nữa có thể đến 1:25. Phương pháp chỉ dùng cho động cơ điện một chiều kích thích độc lập hoặc song song làm việc ở chế độ kích từ độc lập. 12
  13. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC I. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ. Theo đề bài thì động cơ làm việc với kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên từ thông của nó không thay đổi và do đó ta không thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông được. Cũng từ đề bài, điện áp phần ứng là U = 24(V), dòng điện phần ứng là Iư = 45 (A) nên công suất của động cơ chỉ là 1080 (W). Công suất này nhỏ do đó ta không dùng phương pháp thêm điện trở phụ vào vì như vậy sẽ khiến hiệu suất kém đi. Với phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng ta thấy ngay các ưu điểm của nó so với hai phương pháp trên là:  Hiệu suất điều chỉnh cao (phương trình điều khiển là tuyến tính, triệt để) hơn, tổn hao công suất điêù khiển nhỏ.  Việc thay đổi điện áp phần ứng cụ thể là làm giảm U dẫn đến mômen ngắn mạch giảm, dòng ngắn mạch giảm. Điều này rất có ý nghĩa trong lúc khởi động động cơ.  Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen điều chỉnh xác định là như nhau nên dải điều chỉnh đều, trơn, liên tục. Tuy vậy phương pháp này đòi hỏi công suất điều chỉnh cao và đòi hỏi phải có nguồn áp điều chỉnh được xong nó là không đáng kể so với vai trò và ưu điểm của nó. Vậy nên phương pháp này được sử dụng rộng rãi. II. CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH LỰC. Theo yêu cầu của đề bài ta cần sử dụng mạch băm xung áp một chiều theo phương pháp không đối xứng để điều khiển tốc độ của động cơ và có cả đảo chiều. Mạch băm xung áp cần nguồn là nguồn một chiều. Do không có nguồn Ácquy nên nên ta phải lấy điện áp từ lưới điện xoay chiều. Do đó để có được nguồn một chiều cho mạch băm xung áp ta sẽ phải dùng một mạch chỉnh lưu. Và ở đây ta dùng mạch chỉnh lưu không điều khiển (các van là diode). Để chất lượng điện áp sau bộ chỉnh lưu tốt hay nói cách khác giảm đ ược hệ số đập mạch của điện áp sau chỉnh lưu ta cần có thêm bộ lọc ở sau khâu chỉnh lưu. 13
  14. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Bên cạnh đó để có giá trị mong muốn của nguồn một chiều thì khi lấy từ lưới điện xoay chiều vào ta phải dùng thêm máy biến áp. Do công suất của động cơ P = Uư*Iư = 24 * 45 = 1080 (W) < 10 kW nên động cơ làm việc với công suất ở đây là nhỏ. Ta chọn mạch chỉnh l ưu cầu một pha (loại 3 pha chỉ dùng cho công suất trên 10 kW). Ta không chọn mạch chỉnh lưu 1 pha có điểm trung tính vì như vậy chất lượng điện áp sẽ thấp và lúc này cấu tạo máy biến áp sẽ phức tạp hơn (cuộn dây bên thứ cấp sẽ phức tạp). Tải mà chúng ta xét ở đây là động cơ điện. Với mô hình băm xung thì nó thường được ứng dụng trong các máy nâng hàng do đó yêu cầu về độ ổn định tốc độ là không cao. Ta hoàn toàn có th ể chọn độ ổn định tốc độ trong một giới hạn nào đó. Ở đây để tiện cho việc tính toán ta sẽ chọn độ ổn định tốc độ của động c ơ là 6.7%. Do chỉnh lưu cầu một pha nên biến áp ta dùng cũng là loại biến áp một pha. 14
  15. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Sơ đồ mạch lực của hệ thống ban đầu như sau: -110/110V 50 Hz V25 T5 R1 C1 R9 R8 C9 C8 D15 D16 R7 R6 C7 C6 D17 D18 L2 C10 R2 R3 C2 C3 Q1 Q4 D19 D20 L1 M1 R4 R5 C4 C5 D21 D22 Q2 Q3 15
  16. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Sơ đồ khối của hệ thống như sau: Chỉnh lưu Lưới Biến áp Băm cầu một Động cơ điện 1 pha xung áp pha Mạch bảo vệ Mạch bảo vệ III. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH LỰC. 1. Khâu chỉnh lưu cầu một pha. V1 -110/110V 50 Hz T1 D3 D1 D2 D4 U2 R1 Trong khoảng thời gian từ 0 - ∏ van D1 và D4 dẫn, điện áp trên tải UAB bằng điện áp U2 ở nửa chu kỳ đầu. Dòng điện có chiều từ A sang B. Trong nửa chu kỳ tiếp theo, từ ∏ - 2∏ van D2 và D3 dẫn,Ađiện áp trên tải UAB bằng –U2. Dòng điện vẫn theo chiều thừ A sang B. Trong cả hai nửa chu kì của điện áp dòng điện đều có chiều không đổi từ A sang B, điện áp đầu ra AB luôn ở phần dương. Do đó có thể thấy dòng xoay chiều đã được chỉnh lưu thành dòng một chiều. Nếu tải thuần trở thì dạng dòng điện trên tải giống hệt dạng điện áp trên tải. 16
  17. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ Còn nếu tải cảm thì dòng điện sẽ bị san phẳng. 2. Băm xung áp một chiều theo nguyên tắc không đối xứng. - E + Q1 Q4 A D4 D1 - L1 + - M1 + D2 D3 Q2 Q3 B 17
  18. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ UG1 t UG4 t UG2 t UG3 t Ut t It t Trong mạch băm xung áp một chiều này ta sử dụng các van điều khiển hoàn toàn IGBT và các bóng bán dẫn Diode. Sơ đồ bố trí các van như hình vẽ. Ở đây ta coi như xung điều khiển dương thì bóng sẽ dẫn, xung điều khiển âm thì bóng sẽ bị khóa. Giả sử lúc đầu ta đưa xung điều khiển vào cực G của các bóng IGBT như trên đồ thị. Tức là: 18
  19. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸  Từ 0-t1: van Q1 dẫn, van Q4 khóa  Từ t1-TS: van Q1 khóa , van Q4 dẫn.  Van Q2 luôn dẫn.  Van Q3 luôn khóa. Xét quá trình hoạt động của mạch băm xung áp: Trong khoảng thời gian từ t0-t1: van Q1, Q2 dẫn và van Q4, Q3 khóa. Dòng điện đi qua Q1, Q2 và có chiều từ A  B. Trong khoảng thời gian từ t1-t2: van Q1, Q3 khóa và van Q4, Q2 dẫn. Tuy nhiên dòng diện tải không đảo chiều vì lúc này năng lượng trong điện cảm L1 sẽ sinh ra để duy trì dòng điện chạy theo chiều từ A  B. Dòng điện khép mạch qua van Q2 và Diode D4. Trong khoảng thời gian từ t2-TS: tại thời điểm t2 năng lượng trong cuộn dây kết thúc, lúc này chỉ còn năng lượng là sức điện động của phần ứng của động cơ. Dòng điện đảo chiều (chiều từ B  A) do sức điện động trong phần ứng của động cơ. Cuộn cảm lại tiếp tục tích lũy năng lượng theo chiều ngược với chiều ban đầu. Trong khoảng thời gian từ TS-t3: Van Q1, Q2 dẫn và van Q3, Q4 khóa.Tuy nhiên dòng điện vẫn duy trì theo chiều như cũ (B  A) do năng lượng trong điện cảm có tác dụng duy trì chiều dòng điện. Ta thấy lúc này tổng sức điện động cảm ứng trên điện cảm và sức điện động trong phần ứng của động cơ lớn hơn E. Nên dòng điện sẽ khép mạch qua diode D1, qua nguồn E và diode D2. Ta nhận thấy trong khoảng thời gian từ t1 tới TS dòng điện qua tải đảo chiều, tuy nhiên do quán tính cơ rất lớn so với quán tính điện nên động cơ không bị đảo chiều. Từ đồ thị ta cũng nhận thấy điện áp trên tải trong khoảng thời gian này là bằng không, bởi vì trong khoảng thời gian này thì Q4 và Q2 dẫn nên 2 đầu A và B luôn nối mát, do đó điện áp UAB = 0. Đây là điểm khác biệt giữa phương pháp điều khiển không đối xứng và đối xứng. Nó cho ta thấy khi điều khiển không đối xứng thì điện áp ra đối xứng hơn khi điều khiển đối xứng vì nó không có phần âm. Do đó phương pháp điều khiển này tốt hơn. Từ đồ thị ta có dòng điện qua các van tương ứng với các khoảng thời gian đã nêu ở trên là: 19
  20. §å ¸n m«n häc §iÖn Tö C«ng SuÊt Mai Sü Hïng - CH9 - Tù §éng Ho¸ t0  I D1, D 2  T  I 0 S   t1  t 0 I Q1,Q 2   I0 TS   t 2  t1 I Q 2 , D1   I0  TS  T S  t1 I Q 4,D 2   I0  TS  Điện áp ngược đặt lên các van là: Ung = E. 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
837 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2