§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o h−íng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
1

Đồ án: Thiết kế bộ
chỉnh lưu chạy động
cơ điện một chiều
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o h−íng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
2
Mục lục
Chương I: Động cơ điện một chiều …………………………..........3
I.1. Cấu tạo của động cơ điện một chiều ………………………..….3
I.2.Giới thiệu về động cơ điện một chiều kích từ độc lập…………..3
I.3.Phương trình đặc tính cơ của ĐCMC kích từ độc lậ.…………...4
I.4.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ …………...…..4
I.5.Lựa chọn phượng án……………………………………………..6
Chương II: Thiết kế và tính toán mạch động lưc…….…..........7
II.1. Sơ đồ mạch động lực. ………………… ....................................7
II.2. Tính toán mạch động lực …………………………………. …..9
II.2.1.Tính chọn thyritor…………………………………..........9
II.2.2.Tính chọn MBA chỉnh lưu ……………………………..11
II.2.3.Tính chọn thiết bị bảo vệ……………………………….13
Chương III: Thiết kế và tính toán mạch ĐIềU KHIểN……………..15
III.1. Sơ đồ mạch điều khiển…………………………………….…15
III.2.Tính toán mạch điều khiển……….………………….…….….17
III.2.1.Tính chọn khâu đồng pha………………………….…..17
III.2.2.Tính chọn khâu tạo điện áp răng cưa…………………..17
III.2.3.Tính chọn tầng so sánh ………………………………..18
III.2.4.Tínhchọn bộ tạo xung chùm……………………….......19
III.2.5.Tính chọn tầng KĐX….. …………………………. .....19
KếT LUậN……………………………………………………………………………22
Lời nói đầu
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o h−íng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
3
Trong những năm gần đây cùng với việc phát triển ngày càng mạnh mẽ của các lĩnh
vực khoa học, ứng dụng của chúng vào công nghiệp nói chung và công nghiệp điện tử
nói riêng, các thiết bị điện tử có công suất lớn đã đươc chế tạo ngày càng nhiều, đặc biệt
là ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống, làm cho yêu cầu về sự
hiểu biết và thiết kế các loại thiết bị này là hết sức cần thiết đối với các kỹ sư ngành điện.
Trong năm học vừa qua em đã được học môn Điện tử công suất , và được giao cho
nhiệm vụ “ Thiết kế bộ chỉnh lưu chạy động cơ điện một chiều ”
Qua đồ án này em nhận thấy kiến thức của mình đã nắm sâu hơn về môn , có thể tổng
hợp các kiến thức của môn học khác . Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp trong đồ án
còn nhiều sai sót mong các thầy cô tận tình chỉ bảo . Em xin cảm ơn thầy Đỗ Mạnh
Cường đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án .
Em xin trân thành cảm ơn !
Hà Nội ngày 20 tháng 8 năm 2009
Sinh viên thực hiện :
Nguyễn Đình Thuỷ
CHƯƠNG I: ĐộNG CƠ ĐIệN MộT CHIềU
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o h−íng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
4
i.1. Cấu t ạO CủA ĐộNG CƠ ĐIệN MộT CHIềU.
1.Phần tĩnh (phần cảm hay còn gọi là phần tạo ra từ trường ).
a.Cực từ chính : Có dây quấn kích từ lồng vào lõi sắt cực từ , lõi thép cực từ làm bằng
thép kỹ thuật điện mỏng, các cuộn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và
được nối nối tiếp với nhau .
b.Cực từ phụ : Được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều , lõi thép
của cực từ phụ thường làm bằng thép khối, trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu
tạo giống như dây quấn cực từ chính.
c. Vỏ máy (gông từ ): Ngoài nhiệm vụ thông thường như những vỏ máy khác vỏ máy
điện một chiều còn tham gia vào việc dẫn từ,vì vậy nó phải làm từ thép dẫn từ.
2. Phần quay ( phần ứng quay xung quanh từ thông ).
a. Lõi thép roto:
b. Cổ góp: Gồm nhiều phiếm góp bằng đồng ghép cách điện với nhau, bề mặt cổ góp
được gia công với tốc độ bóng thích hợp để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa chổi than và cổ
góp.
I.2.GIớI THIệU Về ĐộNG CƠ ĐIệN MộT CHIềU KíCH Từ ĐộC LậP
Cho đến nay động cơ điện một chiều vẫn còn dùng rất phổ biến trong các hệ thống
truyền động chất lượng cao, dải công suất động cơ điện một chiều từ vài W đến hàng
MW, giản đồ kết cấu của động cơ điện một chiều kích từ độc lập được thể hiện như hình
vẽ dưới đây, phần ứng được biểu diễn vòng tròn bên trong có sức điện động Eư , ở phần
stato có thể có vài dây quấn kích từ: Dây quấn kích từ độc lập CKD, dây quấn kích từ nối
tiếp CKN, dây quấn cực từ phụ CF, dây quấn bù CB.
sơ đồ nối dây của động cơ một chiều kích từ độc lập
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 nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ
kích từ độc lập.
*Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Khi đóng động cơ roto quay đến tốc độ n, đặt điện áp Ukt nào đó lên dây quấn kích từ thì
trong dây quấn kích từ có dòng điện ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thông , tiếp
đó ở trong mạch phần ứng thì trong dây quán phần ứng sẽ có dòng điện i chạy qua tương
tác với dòng điện phần ứng. Tăng từ từ dòng kích từ (bằng cách thay đổi điện trở Rkt) thì
điện áp ở hai đầu động cơ sẽ thay đổi theo quy luật sau:
Edư = (1  2)Uđm
I.3.Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o h−íng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
5
chiều kích từ độc lập.
Để thành lập phương trình đặc tính cơ ta xuất phát từ phương trình cân bằng điện áp của
động cơ.
Uư = Eư + (Rư + Rf)Iư = Eư + RIư (1)
Trong đó: Uư - điện áp phần ứng (V)
Eư – sức điện động phần ứng (V)
Rư - điện trở của mạch phần ứng (Ω)
Rf - điện trở phụ trong mạch phần ứng (Ω)
Iư – dòng điện mạch phần ứng (A)
Từ phương trình (1)  Eư = Uư – (Rư + Rf)Iư
Chia cả hai vế cho k ta được:
hay (2)→  =f(I): đặc tính cơ điện
Mà mô men điện từ của cơ điện được xác định bởi:Mđt = KIư , suy ra Iư =
Thế vào (2) ta được  ,  = f(M) đặc tính cơ theo mô men
Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì mô
men cơ trên trục điện cơ bằng mô men điện từ, ta kí
hiệu là M. nghĩa là: Mđt = Mcơ = M
(3)
Giả thiết phản ứng phần ứng được bù đủ,
từ thông  = const thì phương trình đặc tính cơ
điện (2) và phương trình đặc tính cơ là tuyến tính
đồ thị của chúng được thể hiện như hỡnh bờn:
I.4.Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ , từ đó đưa ra phương án thiết kế nguồn
cung cấp
Từ phương trình đặc tính cơ:
Ta thấy có ba tham số ảnh hưởng đến đặc tính cơ đó là: từ thông động cơ , điện áp phần
ứng Uư và điện trở phần ứng động cơ.
 Các phương pháp điều khiển động cơ:
1. Điều chỉnh điện trở mạch phần ứng và mạch kích từ.
Đối với phương pháp này (biến trở) chỉ tạo ra được những tốc độ động cơ thấp hơn tốc
độ động cơ bản bằng cách giảm độ cứng đặc tính cơ. Nó là phương pháp điều chỉnh
không triệt để, giải điều chỉnh phụ thuộc vào mômen tải , độ chính xác duy trì tốc độ
không cao, độ tinh điều chỉnh kém.
2. Điều chỉnh điện áp mạch kích từ (điều chỉnh từ thông)
Đối với phương pháp này khi giảm từ thông độ cứng đặc tính cơ sẽ giảm theo biểu thức:
β=(k)2/Rư còn tốc độ không tải lí tưởng thì tăng theo quan hệ =U/k
do đó sai số tĩnh tăng tỉ lệ nghịch với từ thông
Như vậy độ chính xác duy trì không cao .
Phương pháp này có chỉ tiêu kinh tế cao không yêu cầu nhiều thiết bị phức tạp , công suất
mạch điều khiển nhỏ và tổn thất năng lượng không nhiều , có khả năng tự động hoá hệ
thống và tạo được những đặc tính tốt. Tuy nhiên giải điều chỉnh không rộng , thông
thường D=1,5 các động cơ đặc biệt khác có D=48 nhưng loại này to và đắt .
3. Điều chỉnh điện áp nguồn
Phương pháp này là phương pháp được đánh giá tốt vì: