zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Đồ án môn Điện tử công suất: Thiết kế bộ ổn áp xoay chiều

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:44

Báo xấu

46
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của đồ án trình bày tổng quan về bộ ổ áp xoay chiều; phân tích lựa chọn phương án thiết kế nguồn ổn áp xoay chiều một pha; thiết kế và thuyết minh sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp; tính chọn thiết bị.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn Điện tử công suất: Thiết kế bộ ổn áp xoay chiều

Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN Độc lập Tự do Hạnh phúc PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1. Thông tin về sinh viên: Họ và tên sinh viên: Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17 Thời gian làm ĐAMH: từ ngày đến ngày 2. Tên đề tài ĐAMH: Thiết kế bộ ổn áp xoay chiều, với các số liệu sau: Điện áp ra: 220(V); dòng tải max: 25(A); điện áp vào: 50 ÷ 380(V); tần số: 50(Hz); cos : 0,85 3. Các nhiệm vụ cụ thể của ĐAMH 3.1. Nội dung của bản thuyết minh đồ án Chương 1: Tổng quan về bộ ổ áp xoay chiều Chương 2: Phân tích lựa chọn phương án thiết kế nguồn ổn áp xoay chiều một pha Chương 3: Thiết kế và thuyết minh sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp Chương 4: Tính chọn thiết bị Chương 5: Kết luận 3.2. Các bản vẽ chính: 02 bản vẽ A0 Sơ đồ nguyên lý mạch Giản đồ điện áp dòng điện Phú Thọ, ngày tháng năm 2020 GV HƯỚNG DẪN BỘ MÔN DUYỆT ThS. Vũ Doãn Vượng ThS. Vũ Doãn Vượng GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 1 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay khi nền công nghiệp phát triển thì nhu cầu sử dụng điện trong đời sống và sản xuất chiếm một vị trí vô cùng quan trọng. Nguồn năng lượng điện với ưu thế là nguồn năng lượng dễ sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường và con người có thể sản xuất được. Bởi vậy điện năng dần thay thế các năng lượng khác như than, dầu mỏ, khí đốt… Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện rất lớn. Một vấn đề cần được giải quyết đối với người vận hành điện cũng như các hộ sử dụng điện là có một nguồn điện chất lượng cao, thể hiện ở các tính năng như là :Sự ổn định 2
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất điện áp ,thời gian cung cấp điện,… ổn định điện áp ảnh hưởng rất nhiều tới các thông sô kĩ thuật ,các chỉ tiêu kinh tế của thiết bị điện . Em đã chọn đề tài ” Thiết kế bộ ổn áp xoay chiều ” làm đề tài với mong muốn để các bạn sinh viên khoá sau được thực hành nắm chắc kiến thức hoàn chỉnh về nguồn ổn áp, để từ đó có thể thiết kế máy ổn áp dân dụng hay máy ổn áp trong công nghiệp. Trong thời gian học tập tại Khoa ĐiệnTrường Đại Học Công Nghiệp Việt Trì, chúng em đã được học tập và tìm hiểu nhiều kiến thức chuyên ngành. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Vũ Doãn Vượng, chúng em đã hoàn thành đồ án môn học một cách nghiêm túc và đúng thời hạn. Tuy nhiên, vì lượng kiến thức bản thân có hạn, chúng em không tránh khỏi sai sót trong khi thưc hiện,vì vậy chúng em rất mong sự góp ý, chỉ bảo tận tình của các thầy cô để đồ án thiết kế này hoàn thiện hơn. Phú Thọ, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực hiện Hoàng Trung Hiếu . CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ ỔN ÁP XOAY CHIỀU Ổn áp là một thiết bị có thể tự động duy trì điện áp ra thay đổi trong phạm vi nhỏ khi điện áp vào thay đổi trong một phạm vi lớn .Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, các loại ổn áp cũng ngày càng được cải tiến từ đơn giản đến phức tạp và chất lượng ngày càng tốt hơn. Để đánh giá được chất lượng của ổn áp chúng ta có thể dựa trên 4 tiêu chí sau: GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 3 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất + Dải thay đổi điện áp đầu vào càng lớn càng tốt, điều này chứng tỏ khả năng ổn định điện áp đầu ra của ổn áp khi đầu vào thay đổi. + Độ ổn định của điện áp ra hay sai số của điện áp ra thực tế so với mức điện áp ra mong muốn. + Độ tác động nhanh của ổn áp khi điện áp lưới thay đổi đột ngột nhằm giữ cho điện áp ra của ổn áp luôn ổn định. + Độ méo dạng sóng của điện áp ra. Ổn định điện áp ảnh hưởng rất nhiều tới các thông số kĩ thuật,các chỉ tiêu kinh tế của thiết bị điện, cụ thể: Đối với động cơ không đồng bộ khi điên áp giảm xuống 10% thì momen quay giảm 19%, hệ số trượt tăng 27.5%, dòng roto tăng 14%, dòng Stato tăng 10%, nếu giảm tiếp 20% thì momen giảm 36%. Ngược lại khi điện áp tăng lên 10% thì mô men quay tăng lên 21% , hệ số trượt giảm xuống 20%, dòng điện Rôto giảm xuống 18% , dòng điện stato giảm xuống còn 10%. Đối với thiết bị chiếu sáng, khi điện áp giảm xuống 10%thì quang thông 30%. điện áp giảm xuống 20% thì một số đèn huỳnh quang không có khả năng phát sáng. Khi điện áp tăng 10% thì quang thông của đèn tăng lên 35%, tuổi thọ của đèn giảm đi ba lần. Nguồn ổn áp đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị được điều khiển tự động hoá cao, các dây chuyền sản xuất, các bộ vi xử lý. Do đó để có một dòng điện ổn định đáp ứng tốt cho các nhu cầu về sản xuất và dân sinh là một yêu cầu vô cùng cấp thiết. Cho đến nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cho phép thiết kế bộ nguồn ổn áp theo nhiều phương pháp như: Ổn áp sắt từ có tụ Ổn áp sắt từ không tụ Ổn áp dùng khuếch đại từ Ổn áp dùng máy biến áp kêt hợp điều khiển tự động Ổn áp kiểu bù Ở mỗi phương án có ưu,nhược điểm đặc trưng riêng về thông số kĩ thuật,chỉ tiêu kinh tế 4
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất I. Giới thệu chung: Do lưới điện dao động nhiều ảnh hưởng không tốt đến sự hoạt động của các thiết bị điện nên người ta đã chế tạo thiết bị tự động ổn định điện áp (gọi tắt là ổn áp) .Phạm vi nhỏ khi điện áp vào thay đổi trong một phạm vi lớn .Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, các loại ổn áp cũng ngaỳ càng được cải tiến từ đơn giản đến phức tạp và chất lượng ngày càng tốt hơn. Để đánh giá được chất lượng của ổn áp người ta đưa ra công thức sau: K = K : hệ số đánh giá chất lượng ổn áp ΔUv,Uv : độ biến thiên điện áp vào , điện áp vào ΔUr,Ur : độ biến thiên điện áp ra , điện áp ra Như vậy qua công thức trên chúng ta đã thấy rằng muốn nâng cao chất lượng của ổn áp thì phải giảm được độ biến thiên của điện áp ra. II. Phân loại và nguyên lý hoạt động của các loại ổn áp thông dụng 1. Ổn áp sắt từ không tụ: a) Nguyên lý làm việc: Ổn áp sắt từ không tụ làm việc dựa theo nguyên lý bão hoà từ, sơ đồ nguyên lý làm việc của ổn áp sắt từ không tụ được trình bày dưới đây: Hình1.1 Sơ dồ nguyên lý làm việc của ổn áp sắt từ không tụ b) Cấu tạo: Ổn áp loại này gồm hai cuộn dây W1 và cuộn dây W2 quấn trên hai lõi thép: Cuộn dây W1 là cuộn tuyến tính (có khe hở không khí trong mạch từ) Cuộn dây W2 là cuộn bão hoà GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 5 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Điện áp vào Uv đặt lên cả hai cuộn W1 và W2 còn điện áp ra lấy trên cuộn bão hoà W2 c) Nguyên lý làm việc Với cấu tạo như trên chúng ta thấy rằng: Uv= U1 + U2 Và nếu bỏ qua tổn hao trên hai cuộn kháng thì ta có: UV= U1 + UR Đặc tính V – A của các phần tử được thể hiện ở hình 1.2 dưới đây: Hình 1.2 Từ đường đặc tính trên chúng ta nhận thấy rằng với một sự thay đổi lớn điện áp vào thì đầu ra của ổn áp thay đổi ít hơn .Tuy vậy sự dao động của điện áp ra vẫn còn tương đối lớn vì đặc tính VA của cuộn kháng bão hoà không thể nằm song song với trục hoành được. d) Ưu nhược điểm của ổn áp sắt từ không tụ  Ưu điểm: Có cấu tạo đơn giản Dễ thiết kế, chế tạo  Nhược điểm: Điện áp ra bị méo dạng Dòng tổn hao lớn Hiệu suất thấp Chất lượng của ổn áp không cao 6
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất 2. Ổn áp sắt từ có tụ a) Cấu tạo Hình 1.3 Ổn áp sắt từ có tụ cũng gồm hai cuộn kháng:Cuộn W1 và cuộn W2. Cuộn W1 là cuộn làm việc ở chế độ tuyến tính,cuộn W2 làm việc ở chế độ bão hoà .Hai cuộn đươc mắc nối tiếp nhau .Điện áp đầu vào đươc đặt lên hai cuộn này.Điện áp ra đươc lấy trên hai đầu cuộn W2 và tụ C. Tụ C được mắc song song với cuộn bão hoà W2. Mục đích để giảm nhỏ dòng chạy trong cuộn W1.Việc mắc thêm tụ điện trong mạch tạo ra hiện tương cộng hưởng vì thế ổn áp sắt từ có tụ còn gọi là bộ cổng hưởng. b) Nguyên lý hoạt động Tụ C được tính toán sao cho khi điện áp vào UV = Uđm thì IC = 1, lúc này mạch điện ở trạng thái cộng hưởng dòng điện. Đặc tính V – A Hình 1.4 Khi vào đường đặc tính trên chúng ta thấy rằng: Khi UR
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Khi UR UCH c) Ưu nhược điểm của ổn áp sắt từ có tụ + Ưu điểm Hiệu suất cao Độ tác động nhanh Đơn giản, dễ chế tạo + Nhược điểm Điện áp ra bị méo dạng Dải điện áp đầu vào hẹp Xuất hiện những sóng hài bậc 3. Ổn áp kiểu khuếch đại từ a) Cấu tạo Gồm một khuyếch đại từ và một biến áp tự ngẫu.Hình vẽ sau mô tả cấu tạo của ổn áp kiểu khuyếch đại từ Hình 1.5 Cấu tạo ổn áp khuếch đại từ + Khuyếch đại từ là một khí cụ điện gồm nhiều cuộn dây cuốn quanh mộtlõi thép, trong đó có cuộn làm việc và cuộn điều khiển. Cuộn điều khiển được cấp điện một chiều thường có hai cuộn mắc ngược cực tính nhau để khử sự ảnh hưởng của mạch xoay chiều ở cuộn làm việc vào mạch một chiều ở cuộn điều khiển. +Điều chỉnh điện áp hay dòng điện của cuộn làm việc nhờ điều khiển dòng điện trong cuộn điều khiển. 8
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất + Điện áp vào được đặt vào đầu vào của biến áp tự ngẫu. + Điện áp ra lấy ở đầu ra của biến áp tự ngẫu. b) Nguyên lý hoạt động UV = UKĐT + UTN UR = K.UTN = K( UV – U KĐT ) Như vậy muốn cho UR không đổi thì IĐK phải được điều chỉnh sao cho thoả mãn: Khi UV tăng thì điều chỉnh IĐK tăng để UKĐT tăng Khi UV giảm thì điều chỉnh IĐK giảm để UKĐT giảm Vì vậy vấn đề cơ bản đặt ra là làm sao tạo được quá trình tự động thay đổi IĐK theo quy luật UV thay đổi để UR không đổi. Điều này được giải quyết nhờ hệ thống điều khiển gồm các cơ cấu phát, đo, so sánh bằng các phần tử điện từ hoặc điện tử. c) Nguyên lý hoạt động của ổn áp khuyếch đại từ Hình1.6 Sơ đồ nguyên lý làm việc của ổn áp khuếch đại từ W1, W2, W3: 3 cuộn dây điều chỉnh đó chính là cơ cấu phát. GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 9 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Chúng ta phải chỉnh định R1 sao cho khi UV = Uđm và IT = Iđm thì điện áp ra Ur = Uđm,tức là : UV = Uđm UT = Iđm UR= Uđm + Cuộn Uđk2 và Wđk3 được mắc nối tiếp với hai cuộn kháng bão hoà L2 và cuộn tuyến tính L3 qua bộ chỉnh lưu. + Cuộn Wđk2 và Wđk3 đấu ngược cưc tính nhau nên sức từ động của chúng bằng hiệu hai sức từ động + Biến trở R2 để chỉnh định dòng Iđk2 + Biến trở R3 để chỉnh định dòng Iđk3 + Việc điều chỉnh dòng điều khiển Iđk2 và Iđk3 thực hiện sao cho khi UR = URđm thì IW=0 Hình vẽ 1.7 thể hiện đặc tính của ổn áp kiểu khuyếch đại từ: Hình 1.7 d) Ưu nhược điểm của ổn áp khuyếch đại từ  Ưu điểm Khả năng chịu quá tải lớn Hiệu suất cao Có thể chế tạo với công suất lớn Điện áp ra khá ổn định Độ tác động nhanh  Nhược điểm Giá thành hạ 10
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Thiết bị cồng kềnh phức tạp Điện áp ra bị méo dạng 4. Ổn áp làm việc theo nguyên tắc biến áp Trong máy biến áp, điện áp tỷ lệ với số vòng dây theo biểu thức: U1: Điện áp sơ cấp của máy biến áp U2: Điện áp thứ cấp của máy biến áp W1: Số vòng dây sơ cấp của máy biến áp W2: Số vòng dây thứ cấp của máy biến áp a) Cấu tạo: Ổn áp làm việc theo nguyên tắc biến áp có cấu tạo đơn giản gồm : BL máy biến áp ổn áp: là máy biến áp tự ngẫu có con trượt chổi than ĐSV: Động cơ secvô (động cơ 1 chiều kích từ nam châm vĩnh cửu) truyền động cho con trượt của BL. Mạch điều khiển: Lấy tín hiệu từ đầu ra của ổn áp Ura ,so sánh với điện áp cần giữ ổn định Uôđ Hình 1.8 b) Nguyên lý làm việc: Ổn áp làm việc theo nguyên tắc biến áp hoạt động theo nguyên lý khi điện áp đầu vào thay đổi thì mạch điều khiển sẽ phát tín hiệu để động cơ secvô sẽ GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 11 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất kéo chổi than làm thay đổi số vòng dây để tương ứng với điện áp đầu vào sao cho điện áp đầu ra sẽ là định mức thì dừng lại. Mạch điều khiển được cấp tín hiệu thông qua biến áp tín hiệu. Ở đây chúng ta có 2 phương pháp cấp điện áp cho biến áp tín hiệu: 1) Cấp thẳng điện áp lưới vào sơ cấp của biến áp tín hiệu. Khi điện áp lưới thay đổi biến áp tín hiệu sẽ cấp tín hiệu cho mạch điều khiển để điều khiển động cơ secvô kéo chổi than tới vị trí vòng dây phù hợp với điện áp lưới. 2) Có thể nối sơ cấp của biến áp tín hiệu với điện áp ra của ổn áp. Khi điện áp lưới thay đổi kéo theo điện áp ra cũng thay đổi, biến áp tín hiệu sẽ cấp tín hiệu cho mạch điều khiển để điều khiển cho động cơ secvô kéo chổi than tới vị trí vòng dây tương ứng với điện áp vào của ổn áp c) Ưu nhược điểm của loại ổn áp làm việc theo nguyên tắc biến áp: + Ưu điểm: Giá thành rẻ Không cồng kềnh,dễ chế tạo Không méo dạng điện áp Dải làm việc rộng + Nhược điểm: Mạch điều khiển phức tạp Độ tác động chậm Bị giới hạn công suất lớn do tiếp xúc chổi than Khi thay đổi đầu vào đột ngột thi đầu ra cũng có sai số lớn do sử dụng hệ cơ khí) sau đó mới có sai số nhỏ. 5. Ổn áp kiểu bù: Ổn áp loại này làm việc theo nguyên tắc bù điện áp thiếu và cắt đi điện áp thừa. Bằng cách sử dụng 1 biến áp bù chúng ta có thể cộng vào một giá trị điện áp cùng pha với điện áp vào khi điện áp vào nhỏ hơn giá trị điện áp ra mong muốn. Cũng như vậy ta có thể trừ đi một giá trị điện áp ngược pha với điện áp vào khi điện áp vào lớn hơn giá trị điện áp ra mong muốn. a) Cấu tạo: 12
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Hình 1.9 + Gồm một biến áp kiểu cảm ứng, đầu ra được nối tiếp với cuộn thứ cấp của biến áp, sơ cấp của biến áp được nối với điện áp điều khiển. + Có nhiều cách để điều khiển cuộn sơ cấp của biến áp bù như dùng biến áp vi sai, hai mặt được mài đi để lấy điện áp qua hai chổi quay ngược chiều nhau cấp cho sơ cấp biến áp bù. Hoặc cách khác là dùng các phần tử không tiếp điểm để đóng, cắt biến áp bù tuỳ theo điện áp lưới là cao hay thấp. b) Nguyên lý hoạt động của ổn áp dùng biến áp bù có biến áp vi sai để điều khiển sơ cấp biến áp bù: Hình 1.10 Nguyên lý hoạt động của loại ổn áp này là bù công suất thiếu. Khi điện áp đầu vào mà thay đổibao nhiêu so với điện áp định mức thì biến áp bù chỉ cầnbù dương hay bù âm một lượng bấynhiêu để điện áp ra là định mức. GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 13 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Từ sơ đồ trên chúng ta có: UR = Ulưới + Ubù. Để điều khiển điện áp đặt vào sơ cấp của biến áp bù, mạch điều khiển đượclấy tín hiệu từ đầu ra cua ổn áp sẽ phát tín hiệu để điều khiển 2 secvô motơquay ngược chiều nhau một lượng để sao cho bên thứ cấp biến áp bù cóđược lượng điện áp cần thiết để đầu ra của ổn áp là định mức. c) Ưu, nhược điểm của ổn áp kiểu bù:  Ưu điểm: Gọn nhẹ. Dải làm việc rộng, điều chỉnh trơn. Không bị méo dạng điện áp. Có thể chế tạo với công suất lớn.  Nhược điểm: Độ tác động chậm do có tác động cơ cấu chuyến động quay. Mạch điều khiển phức tạp. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ ÁN XOAY CHIỀU 1 PHA Chất lượng nguồn điện năng được đánh giá qua nhiều yếu tố trong đó yếu tố được xem là quan trọng đối với người sử dụng là sự ổn định điện áp. Thường trong thực tế phụ tải không phải lúc nào cũng đóng điện và sự phân bố phụ tải là không đôí xứng giữa các pha gây nện sự mất tính đối xứng cho bô nguồn cả về góc và giá trị kết quả là điện áp cấp cho thiết bị không được ổn định. Sự mất đối xứng điện áp gây ra sự thiệt hại về kinh tế đôi khi gây ra sự cố nghiệm trọng cho người dùng điện.Có rất nhiều cách để tạo ra môt bộ ổn áp.Tuy nhiên ở mỗi bộ ổn áp có những ưu và khuyết điểm riêng.Việc phân tích để đưa ra một kết cấu phù hợp cả về kinh tế và kỹ thuật là công việc hết sức quan trọng trước khi thiết kế. 14
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất I. Các dạng ổn áp 1. Kiểu ổn định điện áp kiểu máy biến áp kết hợp điều khiển tự động Hình 2.1 Cấu tạo máy biến áp Trong máy biến áp điện áp tỉ lệ với số vòng dây theo biểu thức: Điện áp đầu ra có thể thay đổi bằng cách thay đổi số vòng dây quấn, việc thay đổi đó thực hiện bằng việc thay đổi điểm đặt của điện áp vào hoặc điện áp ra. Thường thì việc đổi này được thực hiện trên phía cao áp dòng điện làm việc bé hơn, sốvòng lớn hơn. Đối với máy ổn áp có công suất nhỏ thì ta có thể dùng tiếp điểm chổi than trượt trên các vòng dây, còn với máy có công suất lớn thì việc điều chỉnh được thực hiện bằng đổi nối tiếp điểm .Việc đổi nối này có thể được thực hiện tự đông nhờ một mạch chức năng điều khiển tự đông truyền động điện.Tín hiệu điện áp ra sẽ quyết định chiều chuyển động của chổi than cũng như hướng đóng và mở của tiếp điểm đối với máy có công suất lớn. Ưu điểm của hình thức ổn áp này là điện áp ra là hình dáng điện áp ra giống điện áp vào, giá thành rẻ, không cồng kềnh, d ễ chế tạo, dải làm việc rộng 2. Ổn định điện áp kiểu khuyếch đại từ. Hình 2.2 Sơ đồ đơn giản.Tải được nối nối tiếp với một cuộn kháng có điều GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 15 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất khiển và được nối với một điện UCC. Điều khiển cuộn kháng thông qua mạch điều khiển một chiều UĐK. UĐK thay đổi dẫn đến dòng điện điều khiển thay đổi.Dòng điện điều khiển một chiều từ hoá lõi thép của cuộn kháng sẽ làm điện kháng của cuộn kháng thay đổi. Khi đó điện áp rơi trên tải sẽ là: Như vậy thay đổi Uđk sẽ thay đổi điện áp rơi trên tải Zt. Theo phương pháp này kết cấu mạch tương đối cổng kềnh, quán tính điều khiển lớn có ưu điểm là bền.Trên cơ sở các phần tử cơ bản đó xây dựng nên máy ổn định điện áp kiểu tự ngẫu dùng phần tử cuộn kháng bão hoà có điều khiển. Nguyện lý cấu tạo hoạt động giống như máy biến áp tự ngẫu nên ưu điểm của phương pháp này là kích thước mạch từ được thu nhỏ rất nhiều do vây tiết kiệm được vât liệu và tổn hao trện mạch từ hơn nữa việc điều khiển được thực hiện nhờ modul điều khiển, modul này được xây dựng từ những phần tử bán dẫn nện tốc độ sử lý rất nhanh. Theo cách này thì nó khắc phục được những nhược điểm mà khuyếch đại từ gặp phải.Nó khắc phục được tính cổng kềnh của thiết bị trong khi các ưu điểm khác như độ bền, khả năng chịu quá tải vẫn được duy trì. 3. Ổn định điện áp bằng sắt từ có tụ: Hình 2.3 Cấu tạo ổn áp sắt từ có tụ Cấu tạo và hoạt động rất đơn giản gổm hai cuộn kháng quấn trên cùng một lõi thép kỹ thuât điện. Một cuộn tuyến tính L1 và một cuộn phi tuyến tính L2 làm việc ở chế độ bão hoà.Điện áp vào và điện áp ra như hình vẽ. Đặc điểm của bộ ổn áp này: Dòng không tải nhỏ, phạm vi ổn độ rộng, bền Dạng sóng điện áp ra méo. Công suất bị hạn chế (
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất 4. Ổn định điện áp bằng điện tử công suất: Hình 2.4 Cấu tạo ổn áp bằng điện tử công suất Dùng van bán dẫn thay đổi góc mở để giới hạn điện áp ra.Việc thay đổi thời điểm phát xung α sẽ thay đổi điện áp ra. Ngoài ưu điểm là UV điện áp ra là mịn, có khả năng điều chỉnh dưới tải,quán tính điều chỉnh bé. Ở phương pháp này gặp phải một số nhược điểm là: 1. Điện áp ra sẽ là không sin. Điện áp ra sẽ luôn nhỏ hơn điện áp vào nghĩa là chỉ có thể giảm điện áp nện cần có một nguổn điện áp xoay chiều lớn. 2. Van bán dẫn có công suất lớn rất đắt và hiếm, do đó thiết kế một nguổn có công suất lớn là rất khó. 3. Khả năng chịu quá tải kém do khi quá tải sẽ sinh ra nhiệt lớn sẽ làm thay đổi đặc tính điều chỉnh và hơn nữa linh kiện bán dẫn rất nhạy với nhiệt nện đối với việc thiết kế toả nhiệt cho bộ ngu ổn ổn áp công suất lớn là rất khó khăn. II. Lựa chọn phương án Qua sự phân tích ở trên thì ở mỗi hình thức ổn áp có những ưu và nhược điểm khác nhau. Tuy nhiên với những ưu điểm nổi bật của việc thiết kế bộ ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp kết hợp điều khiển tự động em xin chọn thiết kế theo phương án này. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ỔN ÁP GVHD: ThS. Vũ Doãn Vượng 17 Sinh Viên : Hoàng Trung Hiếu Lớp: ĐT1Đ17
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất I.Giới thiệu chung Mạch điều khiển trong các hệ thống tự động đóng 1 vai trò quan trọng không thể thiếu dược. Mạch điều khiển thực hiện chức năng điều chỉnh một hay nhiều thông số nào đó của thiết bị như dòng điện, điện ap theo yêu cầu điều chỉnh cho trước hoặc giữ 1 thông số nào đó ổn định theo 1 giá trị yêu cầu đặt ra. Tuy rằng kích thước, khối lượng của mạch điều khiển là nhỏ nhưng hàm lượng chất xám và giá trị kinh tế chứa trong nó chiếm rất cao, cho lên nó giữ vai trò hết sức quan trọng tới việc đánh giá tiêu chuẩn kĩ thuật và giá trị kinh tế của thiết bị. Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đặt ra, mạch điều khiển được thiết kế sao cho hoạt động tin cậy nhận biết và xử lí tín hiệu 1 cách chính xác đảm bảo hoàn toàn tự động để người sử dụng vận hành, thao tác dễ dàng. Cùng với mạch điều khiển như bộ não của con người thì mạch lực là các phần tử chấp hành chính là tay chân để thực hiện mệnh lệnh do bộ não điều khiển,… II. Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp 1. Sơ đồ mạch lực Hình 3.1.a Sơ đồ của mạch động lực Chức năng của các phần tử trong mạch : 18
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất Máy biến áp ổn áp ( máy biến áp động lực ) : là máy biến áp tự ngẫu có con trượt chổi than Chức năng : Biến áp ổn áp tạo ra điện áp ổn định 220V khi điện áp vào thay đổi từ 50V đến 380V . Động cơ secvô ĐSV : ( động cơ 1 chiều kích từ nam châm vĩnh cửu).Truyền động cho con trượt của máy biến áp ổn áp. Máy biến áp tự ngẫu có chức năng giả làm Ulưới thay đổi và khảo sát dải điện áp có Ulưới thay đổi ( khi chỉnh định )của bộ ổn áp . Máy biến áp tín hiệu có chức năng : lấy tín hiệu điện áp từ Ura của máy ổn áp tới mạch điều khiển . Dải làm việc của mạch: Dải làm việc của ổn áp rộng hay hẹp cũng quyết định đến chất lượng của ổn áp, mặt khác cũng để phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam nên quyết định chọn dải làm việc của ổn áp là từ 50V đến 380V. Khi lưới điện áp dao đông trong phạm vi 50V
Trường ĐH Công nghiệp Việt Trì Khoa: Điện o0o Đồ án điện tử công suất 2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ổn áp Hình 3.1.b Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ổn áp Chức năng của các linh kiện điện tử trong mạch: Tụ C1: Lọc tín hiệu điều khiển Tụ C2: Mắc // R4 , KĐT1 tạo thành khâu quán tính Điện trở R1, R2: Điện trở hạn chế dòng và phân áp tín hiệuđiều khiển R5, VR1: Khâu so sánh tạo ra điện áp R3, R4, KĐT1: KHâu khuyếch đại bão hoà có đảo R6, R8: Vì ở đây ta nối tầng nên R6, R8có chức năng bảo vệ cho KĐT1 khi KĐT2 hoặc KĐT3 có bị chết thì không ảnh hưởng đến KĐT1 R7, VR2, KĐT2: Khâu so sánh tạo ngưỡng trên R9, VR3: Khâu so sánh tạo ngưỡng dưới R10, R11: Hạn chế dòng cho hai nhóm tranristo CL: cầu chỉnh lưu diot chỉnh lưu tín hiệu điện áp xoay chiều hành 1 chiều ĐSV: Động cơ secvô kéo chổi than 3. Nguyên lý làm việc của bộ ổn áp a) Tổng quát Ổn áp làm việc theo nguyên tắc biến áp hoạt động theo nguyên lý khi điện áp đầu vào thay đổi thì mạch điều khiển sẽ phát tín hiệu để động cơ secvô sẽ kéo chổi than làm thay đổi số vòng dây để tương ứng với điện áp đầu vào sao cho điện áp đầu ra sẽ là định mức thì dừng lại. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 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.