1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

THIẾT kế bộ CHỈNH lưu cầu 3 PHA điều KHIỂN tốc độ ĐỘNG cơ 1 CHIỀU KÍCH từ độc lập KHÔNG đảo CHIỀU

43 49 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết kế bộ Chỉnh lưu cầu 3 Pha Điều Khiển Tốc Độ Động cơ 1 Chiều Kích Từ Độc Lập Không Đảo Chiều
Trường học Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
Chuyên ngành Điện tử, Điều khiển tự động
Thể loại Đề tài
Thành phố Đà Nẵng
Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 1,52 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ (5)
    • 1.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (5)
      • 1.1.1 Khái quát chung (5)
      • 1.1.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều (5)
      • 1.1.3 Phân loại động cơ điện một chiều (5)
      • 1.1.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều (7)
      • 1.1.5 Phương trình đặc tính cơ (8)
    • 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP (12)
      • 1.2.1 Phương pháp điều khiển bằng điện trở phụ phần ứng (R f ) (12)
      • 1.2.2 Phương pháp điều chỉnh bằng từ thông kích từ (13)
      • 1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng (15)
  • CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHỈNH LƯU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ (17)
    • 2.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU THYRISTOR HÌNH CẦU 3 PHA (17)
      • 2.1.1 Chỉnh lưu thyristor cầu 3 pha (17)
      • 2.1.2 Các nguyên tắc điều khiển chỉnh lưu (20)
  • CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC (23)
    • 3.1 LỰA CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC (23)
    • 3.2 TÍNH CHỌN, THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC (23)
      • 3.2.1 Tính chọn thyristor (24)
      • 3.2.2 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu (25)
    • 3.3 TÍNH CHỌN THIẾT KẾ MẠCH LỌC, MẠCH BẢO VỆ (28)
      • 3.3.1 Thiết kế cuộn kháng lọc (28)
      • 3.3.2 Thiết kế mạch bảo vệ (31)
  • CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐIỀU KHIỂN (34)
    • 4.1 Tính biến áp xung (34)
    • 4.2 Tính tầng khếch đại cuối cùng (35)
    • 4.3 Chọn cổng AND (36)
    • 4.4 Chọn tụ C 3 và R 9 (36)
    • 4.5 Tính chọn bộ xung chùm (37)
    • 4.6 Tính chọn khâu so sánh (38)
    • 4.7 Tính chọn khâu đồng pha (39)
  • CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG VÀ KẾT LUẬN (41)
    • 5.1 MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRÊN PROTEUS (41)
      • 5.1.1 Xung khi qua máy biến áp đầu ra (42)
      • 5.1.2 Xung đồng bộ (42)
      • 5.1.3 Xung răng cưa (42)
      • 5.1.4 Xung điều khiển sau khi so sánh U đk và U C (42)
      • 5.1.5 Xung chùm (42)
      • 5.1.6 Xung sau khi đi qua cổng AND (43)
      • 5.1.7 Xung khi đi qua khâu khuếch đại cuối cùng (BAX) (43)
    • 5.2 KẾT LUẬN CHUNG (43)

Nội dung

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHÔNG ĐẢO CHIỀU MỤC L.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU

KÍCH TỪ ĐỘC LẬP KHÔNG ĐẢO CHIỀU

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH ẢNH 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 6

1.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 6

1.1.1 Khái quát chung: 6

1.1.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều 6

1.1.3 Phân loại động cơ điện một chiều 6

1.1.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều 8

1.1.5 Phương trình đặc tính cơ 9

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 13

1.2.1 Phương pháp điều khiển bằng điện trở phụ phần ứng (Rf): 13

1.2.2 Phương pháp điều chỉnh bằng từ thông kích từ: 14

1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng: 16

Trang 2

1.3 CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP

BẰNG THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG 17

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHỈNH LƯU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ 18

2.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU THYRISTOR HÌNH CẦU 3 PHA: 18

2.1.1 Chỉnh lưu thyristor cầu 3 pha 18

Sơ đồ chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha 18

Nguyên lý chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha: 19

Các thông số chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha: 20

2.1.2 Các nguyên tắc điều khiển chỉnh lưu 21

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 24

3.1 LỰA CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC : 24

3.2 TÍNH CHỌN, THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC : 24

3.2.1 Tính chọn thyristor: 25

3.2.2 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu: 26

Tính các thông số cơ bản : 26

Tính các thông số của máy biến áp: 27

3.3 TÍNH CHỌN THIẾT KẾ MẠCH LỌC, MẠCH BẢO VỆ 29

3.3.1 Thiết kế cuộn kháng lọc: 29

Xác định góc mở cực tiểu và cực đại 29

Xác định các thành phần sóng hài 30

Thiết kế điện cảm cuộn kháng lọc: 30

3.3.2 Thiết kế mạch bảo vệ: 32

Bảo vệ quá dòng cho van 33

Bảo vệ quá điện áp cho van: 34

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 35

4.1 Tính biến áp xung: 35

4.2 Tính tầng khếch đại cuối cùng 36

4.3 Chọn cổng AND: 37

Trang 3

4.4 Chọn tụ C3 và R9 : 37

4.5 Tính chọn bộ xung chùm: 38

4.6 Tính chọn khâu so sánh: 39

4.7 Tính chọn khâu đồng pha: 40

CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG VÀ KẾT LUẬN 42

5.1 MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN TRÊN PROTEUS: 42

5.1.1 Xung khi qua máy biến áp đầu ra: 43

5.1.2 Xung đồng bộ: 43

5.1.3 Xung răng cưa: 43

5.1.4 Xung điều khiển sau khi so sánh Uđk và UC: 43

5.1.5 Xung chùm: 43

5.1.6 Xung sau khi đi qua cổng AND: 44

5.1.7 Xung khi đi qua khâu khuếch đại cuối cùng (BAX): 44

5.2 KẾT LUẬN CHUNG 44

DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1: sơ đồ động cơ điện kích từ song song 7

Hình 1.2: sơ đồ động cơ điện kích từ độc lập 7

Hình 1.3: sơ đồ động cơ điện kích từ nối tiếp 8

Hình 1.4: sơ đồ động cơ điện kích từ hỗn hợp 8

Hình 1.5: mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều 9

Hình 1.6: sơ đồ nối dây của động cơ một chiều kích từ độc lập 9

Hình 1.7: đồ thị đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập 11

Hình 1.8: đồ thị độ cứng đặc tính cơ 12

Hình 1.9: đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập 14

Hình 1.10: sơ đồ nối dây điều chỉnh kích từ của động cơ điện một chiều KTĐL 14

Hình 1.11: đặc tính cơ và cơ điện của động cơ điện một chiều KTĐL khi giảm 15

Hình 1.12: đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều KTĐL khi điện áp 17

Hình 2.1: sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển 19

Trang 4

Hình 2.2: dạng sóng chỉnh lưu cầu 3 pha 20

Hình 2.3: sơ đồ khối nguyên tắc chỉnh lưu 22

Hình 2.4: sơ đồ khối mạch điều khiển 22

Hình 2.5: nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính 23

Hình 2.6: nguyên tắc điều khiển arcoss 24

Hình 3.1: sơ đồ mạch động lực 26

Hình 3.2: sơ đồ mạch động lực có thiết bị bảo vệ 34

Hình 3.3: bảo vệ quá điện áp do chuyển mạch 37

Hình 4.1: sơ đồ nguyên lý 1 kênh điều khiển 38

Hình 4.2: sơ đồ mạch khâu khuếch đại 39

Hình 4.3: sơ đồ chân IC 4081 40

Hình 4.4: sơ đồ mạch khâu tạo xung chùm 41

Hình 4.5: sơ đồ mạch khâu so sánh 42

Hình 4.6: sơ đồ mạch khâu đồng pha 43

Trang 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

1.1 ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

1.1.1 Khái quát chung :

Động cơ điện một chiều là loại linh hoạt nhất của các loại máy điện quay Tốc độ của nó

có thể thay đổi trơn trong phạm vi rất rộng từ không đến định mức hoặc cao hơn Động cơ điện một chiều có thể tăng mômen đến định mức ở tất cả các tốc độ và mômen khởi động ban đầu của

động cơ điện một chiều cao gấp nhiều lần động cơ điện xoay chiều cùng công suất và tốc độ

1.1.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều

Gồm 2 phần chính: phần cảm (phần tĩnh, stator) và phần ứng (phần quay, rotor)

+ Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ, nối liền giữa các cực từ đồng thời dùng làm vỏ máy

+ Các bộ phận khác: Các bộ phận khác gồm có nắp máy và cơ cấu chổi than Cơ cấu chổi than để đưa điện từ phần quay ra ngoài gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ có lò xo

ép chổi nên chổi than tì chặt lên cổ góp

Phần ứng (rotor): gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và trục máy…

+ Lõi sắt phần ứng: dùng để dẫn từ Được làm bằng các lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên

+ Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua, nó thường được làm bằng đồng bọc cách điện

+ Cổ góp: dùng để đổi chiều dòng điện

1.1.3 Phân loại động cơ điện một chiều

Căn cứ vào phương pháp kích từ có thể chia động cơ điện 1 chiều thành những dòng chính như sau:

Trang 6

Động cơ điện kích từ độc lập: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có phần kích từ được cấp điện từ một nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng

Động cơ kích từ song song: động cơ kích từ song song có cuộn kích từ mắc song song với cuộn dây phần ứng

Hình 1.1: sơ đồ động cơ điện kích từ song song

Hình 1.2: sơ đồ động cơ điện kích từ độc lập

Động cơ kích từ nối tiếp: Động cơ kích từ nối tiếp có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng

Động cơ kích từ hỗn hợp: Gồm 2 dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu

Trang 7

Hình 1.3: sơ đồ động cơ điện kích từ nối tiếp

Hình 1.4: sơ đồ động cơ điện kích từ hỗn hợp

1.1.4 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều

Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Các thanh dẫn ab và cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng tương hổ lên nhau tạo nên momen tác dụng lên rotor, làm rotor quay Chiều lực tác dụng được xác định theo qui tắc bàn tay trái (hình 1.1.4a)

Hình 1.5: mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Trang 8

Khi phần ứng quay được nữa vòng, vị trí thanh dẫn ab, cd đổi chỗ nhau, nhờ có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên dòng điện một chiều biến đổi thành dòng điện xoay chiều đưa vào dây quấn phần ứng, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng lên rotor cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi (hình 1.5)

Trong đó:

rư điện trở cuộn dây phần ứng (Ω)

Rcf: Điện trởcuộn cực từ phụ(Ω)

Rb: Điện trở cuộn bù (Ω)

Rct: Điện trở tiếp xúc chổi điện (Ω)

• Sức điện động Eư của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thưc sau:



= 2

ö

PN E

a

(2)

Trong đó:

p: Số đôi cực từchính

Trang 9

N: Số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

a: Số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng

: Từ thông kích từ dưới mỗi cực từ(wb)

ω: Tốc độ góc (rad/s)

K = 𝑃𝑁

2𝜋𝑎 : Hệ số cấu tạo động cơ

Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng/ phút) thì:

60𝑎 : Hệ số sức điện động của động cơ

𝐼ư (4)

Biểu thức (4) là phương trình đặc tính cơ điện của động cơ

-Mặt khác, mômen điện từ: Mđt=K . 𝐼ư (5)

Nếu bỏ qua tổn thất trong các ổ trục, tổn thất tự quạt mát và tổn thất trong thép thì mômen

cơ trên trục của động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là M, tức là:

𝑀 (6)

Biểu thức (6) là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:

Trang 10

Không xét đến ảnh hưởng của phản ứng phần ứng ngang trục làm giảm từ thông

của động cơ tức là xem

= const thì quan hệ ω=f(M,I) là tuyến tính

Đặc tính cơ tự nhiên (TN): là đặc tính cơ có các tham số định mức và không có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ

𝜔 = 𝑈ư

Kϕ−

𝑅ư

Kϕ𝐼ưĐặc tính cơ nhân tạo (NT): là đặc tính cơ có các tham số khác định mức và có điện trở phụ trong mạch phần ứng động cơ

𝜔 = 𝑈ư

Kϕ−

𝑅ư+ 𝑅𝑓(Kϕ)2 𝑀

Inm, Mnm: được gọi là dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch

Hình 1.7: đồ thị đặc tính cơ- điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Trang 11

Hình 1.8: đồ thị độ cứng đặc tính cơ

Để đánh giá và so sánh đặc tính cơ, người ta đưa ra khái niệm độ cứng đặc tính cơ

:

Độ cứng của đặc tính cơ:

( )

2

nm k dM

Nếu

 =

thì đặc tính cơ nằm ngang và tuyệt đối cứng

Đặc tính cơ có độ cứng

càng lớn thì tốc độ càng ít bị thay đổi khi momen thay đổi Ở trên hình vẽ đường đặc tính cơ 1 có độ cứng lớn hơn đường đặc tính cơ 2 nên với cùng một biến động Mthì đặc tính cơ 1 có độ thay đổi tốc độ 1 nhỏ hơn độ thay đổi tốc độ 2 của đường đặc tính 2

Từ biểu thức (4) hoặc (6) ta thấy ω là một hàm phụ thuộc R,

,U : 〈ω=f(R,

,U) do đó để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập có ba phương pháp điều khiển sau :

- Điều khiển bằng cách thêm vào điện trở phụ phần ứng

- Điều khiển từ thông kích từ

- Điều khiển điện áp phần ứng

Sau đây ta xem xét từng phương pháp điều khiển một

Trang 12

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ

ĐỘC LẬP

1.2.1 Phương pháp điều khiển bằng điện trở phụ phần ứng (R f ):

Nguyên lý điều chỉnh:

Nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng

Ta đã phân tích ở trên nên ta có ω= f(Rf,

kt, U), giả thiết rằng :

Nếu giữ

=

đm=const ; U= Uđm= const; Rư=const thì ω=f(Rf)

Muốn thay đổi được giá trị Rf của mạch phần ứng bằng cách nối tiếp một điện trở phụ(Rf) thay đổi được giá trị vào mạch phần ứng Lúc này ta có : R = Rư+ Rf

U

t k

Trang 13

+ Đơn giản, dễ thực hiện

Không thể tăng dòng kích từ Ikt lớn hơn dòng định mức của cuộn dây kích từ vì nó phá hỏng cuộn kích từ và khi Økt = Øđm đã bảo hòa rồi, nếu muốn tăng Ikt thì Økt cũng không tăng đáng kể nên ta điều chỉnh bằng cách giảm Økt

Trong trường hợp này ta có:

- Tốc độ không tải lý tưởng: 0

dm x

U k

k R

=

Trang 14

Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông Nên khi từ thông giảm thì ωx tăng, còn β sẽ giảm Ta có đồ thị đặc tính cơ với ωx tăng dần và độ cứng của đặc tính giảm dần khi giảm từ thông

Hình 1.11: đặc tính cơ và cơ điện của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi

Các chỉ tiêu chất lượng khi giảm từ thông

kt

Tốc độ không tải lý tưởng: 𝐼𝑛𝑚 = 𝑈𝑑𝑚

- Ưu điểm: Công suất mạch điều chỉnh nhỏ, tổn thất năng lượng nhỏ

+ Nhược điểm: Cấu tạo và cộng nghệ chế tạo phức tạp khiến cho giá thành của máy tăng

lên

Trang 15

1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng:

Giả thiết

=ñm= const; Rư = const; (Rf=0), M = const Lúc này ω= f(Uư)

Khi thay đổi điện áp phần ứng ta có:

Tốc độ không tải lý tưởng

0

u

U k

 =

Như vậy khi thay đổi điện áp phần ứng cho ta một họ các đặc tính sau

Hình 1.12: đồ thị đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi điện

áp phần ứng thay đổi Với Uđm>U1>U2>U3>…>Un

Như vậy khi thay đổi điện áp phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ song song với đặc tính tự nhiên

Nhận xét:

- Ưu điểm:

+ không gây ồn (vì độ cứng không đổi)

+ Không gây tổn hao phụ trong động cơ (vì R f = 0)

+ Độ cứng đặc tính cơ không đổi trong toàn dải điều chỉnh

Trang 16

+ Dễ tự động hóa

- Nhược điểm:

+ phương pháp điều chỉnh này cần một bộ nguồn có thể thay đổi trơn điện áp ra

+ Điều khiển phức tạp

Kết luận: Sau khi phân tích ba phương pháp điều khiển nêu trên thì phương pháp điều

khiển bằng thay đổi điện áp phần ứng là tốt hơn cả Cho nên nhóm chọn phương pháp thay đổi điện áp phần ứng làm phương pháp nguyên cứu cho đề tài

1.3 CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ

ĐỘC LẬP BẰNG THAY ĐỔI ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG

- Hiện nay trong công nghiệp người ta thường sử dụng ba loại bộ biến đổi sau:

+ Bộ biến đổi máy phát điện một chiều

+ Bộ biến đổi xung áp một chiều

+ Bộ biến đổi chỉnh lưu có điều khiển

- Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi đó ta có các hệ truyền động sau:

+ Hệ máy phát – động cơ (F – Đ)

+ Hệ điều chỉnh xung áp – động cơ (XA – Đ)

+ Hệ chỉnh lưu Tiristo – động cơ (T – Đ)

Kết luận: lựa chọn bộ chỉnh lưu T-Đ

Trang 17

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CHỈNH LƯU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP

THIẾT KẾ

2.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU THYRISTOR HÌNH CẦU 3 PHA:

2.1.1 Chỉnh lưu thyristor cầu 3 pha

Sơ đồ chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha

Hình 2.1: sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển

Hình 2.2: dạng sóng chỉnh lưu cầu 3 pha

Trang 18

Nguyên lý chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha:

U

E 

: Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua VF = U2c ,VG = U2b

Khi 𝜃 = θ1 = 𝛼 +𝜋

6 cho xung điều khiển vào T1

Thyristor T mở vì 1 U 2a >0 Sự mở của T1 làm cho T5 bị khóa lại một cách tự nhiên vì U2a

> U2c, lúc này T6 và T1 cho dòng chạy qua

Điện áp trên tải Ud = Uab =U2a − U2b

Khi 𝜃 = 𝜃2 =3𝜋

6 + 𝛼 cho xung điều khiển vào T2

Thyristor T2 mở vì khi T6 dẫn dòng có đặt U2b lên anot T2 mà U2b > U2c, sự mở của T2 làm cho T6 bị khóa lại một cách tự nhiên

Điện áp trên tải Ud = Uac =U2a − U2c

Tương tự các xung điều khiển lệch nhau 𝜋

3 được lần lượt đưa đến cực điều khiển của các thyristor theo thứ tự T1,T2,T3,T4,T5,T6,T1…

Trong mỗi nhóm khi 1 Thyristor mở nó sẽ khóa thyristor dẫn dòng trước nó

Trang 19

Bảng thời điểm mở/khóa của các thyristor:

Các thông số chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha:

Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu

Khi góc mở 𝛼 = 0 thì Ud0 = 2,34.U2

Giá trị trung bình dòng điện chỉnh lưu

d d

Chỉnh lưu cầu thyristor cầu 3 pha là loại được sử dụng nhiều nhất trong thực tế vì có nhiều

ưu điểm hơn cả Nó cho phép đấu thẳng vào lưới điện 3 pha, độ đập mạch rất nhỏ (5%)

Nếu có dùng biến áp thì gây méo lưới điện ít hơn các loại trên đồng thời công suất MBA cũng chỉ xấp xỉ bằng công suất tải công suất mạch chỉnh lưu có thể rất lớn lên tới hàng trăm kW

Nhược điểm của nó là sụt áp trong mạch van gấp đôi sơ đồ hình tia nên không phù hợp vơi điện áp ra tải dưới 10V

Trang 20

2.1.2 Các nguyên tắc điều khiển chỉnh lưu

Hình 2.3: sơ đồ khối nguyên tắc chỉnh lưuKhối điều khiển → Đưa xung điều khiển vào Thyristor lúc điện áp đặt lên Thyristor dương

Hình 2.4: sơ đồ khối mạch điều khiển

• Khối đồng bộ

Tạo điện áp đồng bộ U (hay còn gọi là điện áp tựa) cung cấp cho mạch so sánh s

-Dạng sin điều hòa ( phương pháp arccos) hoặc dạng rang cưa tuyến tính

-Pha: đồng pha hoặc trễ pha

• Khối so sánh

So sánh giữa điện áp đồng bộ U và điện áp điều khiển s U cm, phát tín hiệu xung vuông ngõ

ra khối so sánh

• Khối khuếch đại và phân phối xung

Khuếch đại và phân phối xung đến các van điều khiển để mở các van theo một quy luật

nhất định

Trang 21

a Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính

Hình 2.5: nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính

Nguyên lý hoạt động :

-Dùng 2 điện áp :U S , U cm

+ Điện áp đồng bộ (U ) có hình dạng răng cưa được động bộ từ lưới điện, và thông thường s

thời điểm tạo điện áp răng cưa trùng với thời điểm chuyển mạch tự nhiên

+Điện áp điều khiển (U cm)là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được biên độ

-Điện áp đồng bộ và điện áp điều khiển sẽ được đưa vào bộ so sánh, khi U s =U cmsẽ có xung điều khiển để mở Thyristor

-Bằng cách thay đổi điện áp điều khiển Ucm ta có thể điều chỉnh được thời điểm phát xung

điều khiển mở Thyristor ( tức là điều khiển góc mở ( )

cm s

U U

   =

để xác định Ucm)

Ngày đăng: 08/11/2022, 16:51

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w