1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ: Để thay đổi tốc độ động cơ điện một chiều từ đặc tính cơ:... +Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện tử phụ +Điều chỉnh tốc độ bằng cách
Trang 1ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA FAST
ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
ĐỀ TÀI: 1
PHA ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP CÓ ĐẢO CHIỀU
Người hướng dẫn: TS GIÁP QUANG HUY
Sinh viên thực hiện: TRƯƠNG KIM THUẬN
LÊ TRẦN TRUNG TUẤN
Trang 2MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU, CÁC PHƯƠNG
PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ, PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN 6
1.1 Tổng quan về động cơ điện 1 chiều: 6
1.1.1 Cấu tạo: 6
1.1.2 Phân loại máy điện một chiều 6
1.1.3 Nguyên lí hoạt động: 7
1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ: 7
1.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng : 8
1.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ : 9
1.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông : 10
1.3 Kết Luận: 10
CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ CHỈNH LƯU HÌNH CẦU 1 PHA KÉP ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN, CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN, LỰA CHỌN 11
2.1 Lý thuyết về chỉnh lưu hình cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn 11
2.1.1 Sơ đồ nguyên lý: 11
2.1.2 Nguyên lý hoạt động: 11
2.1.3 Điện áp và dòng điện chỉnh lưu: 12
2.2 Các phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép: 13
2.2.1 Phương pháp điều khiển riêng 13
2.2.2 Phương pháp điều khiển chung (Điều khiển phối hợp tuyến tính) 14
2.3 Kết Luận 15
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐỘNG LỰC 16
3.1 Khái quát chung về mạch động lực: 16
3.1.1 Sơ đồ khối mạch động lực: 16
3.1.2 Chức năng các khối: 16
Trang 33.2 Tính toán van chỉnh lưu 16
3.2.1 Điện áp ngược của van: 16
3.2.2 Dòng điện làm việc của van 17
3.3 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu: 17
3.3.1 Điện áp chỉnh lưu không tải: 17
3.3.2 Công suất tối đa của tải: 18
3.3.3 Công suất biểu kiến của MBA: 18
3.3.4 Tính toán sơ bộ mạch từ: 18
3.3.5 Tính toán dây quấn MBA: 18
3.3.6 Tính tiết diện dây dẫn: 19
3.4 Tính toán bộ lọc LC 20
3.4.1 Mục đích của việc tính toán bộ lọc: 20
3.4.2 Tính toán 20
3.5 Kết luận: 20
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 23
4.1 Giới thiệu chung 23
4.1.1 Vai trò của mạch điều khiển: 23
4.1.2 Yêu cầu đối với mạch điều khiển: 23
4.1.3 Cấu trúc mạch điều khiển dùng thyristor: 24
4.1.4 Nguyên tắc điều khiển: 24
4.2 Nguyên lí hoạt động từng khâu 25
4.2.1 Khâu đồng bộ 25
4.2.2 Khâu so sánh 26
4.2.3 Khâu tạo xung chùm: 28
4.2.4 Khâu khuếch đại 29
CHƯƠNG 5: MẠCH BẢO VỆ VÀ KẾT LUẬN 31
5.1 Giới thiệu chung: 31
Trang 45.2 Bảo vệ quá nhiệt 31
5.3 Bảo vệ quá dòng điện: 32
5.3.1 Bảo vệ dòng điện quá tải: 32
5.3.2 Bảo vệ dòng điện ngắn mạch: 32
5.4 Bảo vệ quá điện áp: 33
5.5 Sơ đồ bảo vệ mạch động lực 35
Trang 5Hình 1 1 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều 6
Hình 1 2 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều 7
Hình 1 3 Mô tả nguyên lí làm việc của động cơ điện một chiều 7
Hình 1 4 Đặc tính cơ (tốc độ) của động cơ điện một chiều khi thay đổi điện áp phần ứng 8
Hình 1 5 Đặc tính cơ (tốc độ) của động cơ điện một chiều 9
Hình 1 6 Đặc tính cơ (tốc độ) động cơ điện một chiều 9
Hình 1 7 Đặc tính cơ (tốc độ) khi thay đổi từ thông Φ 10
Hình 1 8 Đồ thị đặc tính cơ khi thay đổi từ thông Φ 10
Y Hình 2 1 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn 11
Hình 2 2 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển 11
Hình 2 3 Đồ thị u, i của chỉnh lưu hình cầu 1 pha có điều khiển 12
Hình 2 4 Sơ đồ bộ chỉnh lưu kép 13
Hình 2 5 Giản đồ dòng điện – PP điều khiển riêng 14
Hình 2 6 Điện áp trên các bộ chỉnh lưu 1
Hình 3 1 Sơ đồ khối mạch động lực 16
Hình 3 2 Sơ đồ bộ lọc LC 20
Hình 3 3 Datasheet CR20F 22
Y Hình 4 1 Bản vẽ tổng quát mạch công suất và mạch điều khiển 23
Hình 4 2 Sơ đồ mạch điều khiển thyristor 24
Hình 4 4 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính 25
Hình 4 5 Sơ đồ khâu mạch đồng pha 25
Hình 4 6 Sơ đồ dạng sóng , , 26
Hình 4 7 sơ đồ khâu so sánh dùng opamp 26
Hình 4 8 Sơ đồ dạng sóng của khâu so sánh 27
Hình 4 9 Sơ đồ mạch tạo và .27
Hình 4 10 Sơ đồ phối hợp tạo xung chùm 28
Trang 6Hình 4 11 Sơ đồ phối hợp tạo xung chùm 28
Hình 4 12 Sơ đồ dạng sóng và 29
Hình 4 13 Sơ đồ mạch khâu khuếch đại 29
Hình 5 1 Cánh tản nhiệt trong thực tế 33
Hình 5 2 Sơ đồ bảo vệ các thiết bị biến đổi dùng cầu chì 35
Hình 5 3 Sơ đồ bảo vệ dùng mạch RLC 35
Hình 5 4 Dùng mạch RC để bảo vệ quá áp 36
Hình 5 5 Sơ đồ bảo vệ của mạch động lực 37
Trang 7CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU, CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ, PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN
1.1 Tổng quan về động cơ điện 1 chiều:
1.1.1 Cấu tạo:
Hình 1 1 Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều
Cấu tạo của động cơ điện một chiều gồm 2 phần chính: phần mạch kích từ (tạo ra
từ trường) và phần quay roto.
Từ trường được tạo ra nhờ các cuộn dây (5) có dòng điện một chiều chạy qua Cáccuộn dây này gọi là cuộn kích từ và được quấn quanh các cực từ (4) Trường hợp như hình vẽ, stato (6) của động cơ có đặt các cuộn dây kích từ nên stato còn gọi là phần kích
từ (hay phần cảm) Từ trường do phần kích từ tạo ra sẽ tác dụng một từ lực vào các dây dẫn (7) đặt trong các rãnh của rôto (3) khi có dòng điện chạy qua Cuộn dây đặt trong cácrãnh rôto gọi là cuộn dây phần ứng Dòng điện đưa vào cuộn dây phần ứng qua các chổi than (2) và cổ góp 1 Rôto mang cuộn dây phần ứng nên còn gọi là phần ứng
1.1.2 Phân loại máy điện một chiều
Máy điện một chiều kích từ độc lập (hình 1.2a): mạch phần ứng không liên hệ trựctiếp về điện với mạch kích từ
Máy điện một chiều kích từ song song (hình 1.2b): mạch kích từ nối song song vớimạch phần ứng
Máy điện một chiều kích từ nối tiếp (hình 1.2c): mạch kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng
Máy điện một chiều kích từ hỗn hợp (hình 1.2d): vừa kích từ song song vừa kích
từ nối tiếp
1.Cổ góp điện2.Chổi than3.Rotor4.Cực từ5.Cuộn dây kích từ6.Stato
7.Cuộn dây phần ứng
Trang 81.1.3 Nguyên lí hoạt động:
Hình 1 3 Mô tả nguyên lí làm việc của động cơ điện một chiều.
Trên hình 1.3 khi cho điện áp 1 chiều U vào 2 chổi điện A và B, trong dây quấn phần ứng có dòng điện Các thanh dẫn ab, cd mang dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ lên nhau tạo nên momen tác dụng lên rôto, làm rôto quay Chiều lực tác dụng được xác định theo quy tắc bàn tay trái (hình 1.3 a)
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí thanh dẫn ab, cd đổi chỗ nhau (hình 1.3 b), 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 rôto cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi
1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ:
Để thay đổi tốc độ động cơ điện một chiều từ đặc tính cơ:
Trang 9+Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện tử phụ
+Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông
1.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng :
Phương pháp này được sử dụng khi có hai nguồn Một nguồn có thể điều chỉnh điện áp được để nối với mạch phần ứng và một nguồn khác nối với mạch kích từ
Hình 1 4 Đặc tính cơ (tốc độ) của động cơ điện một chiều khi thay đổi điện áp phần ứng
1.2.1.1 Nhận xét:
Ta có từ thông được giữ không đổi, điện áp phần ứng được cấp từ bộ biến đổi Khithay đổi U cấp cho cuộn dây phần ứng, ta có họ đặc tính cơ tương ứng với các tốc độ tải khác nhau, song song nhau như Hình 1.4b Đường B ứng với , đường C và D ứng với , còn đường A ứng với Nhưng việc điều chỉnh điện áp thường Nên phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh giảm tốc độ Còn xem có được phép không, nếu có cho phép thì không nhiều lắm
1.2.1.2 Đặc điểm của phương pháp:
- Điện áp phần ứng càng giảm thì tốc độ động cơ càng nhỏ
- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh
- Độ cứng đặc tính cơ () giữ không đổi trong toàn bộ dải điều chỉnh
- Độ sụt tốc tuyệt đối tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một momen là như nhau Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh Do vậy sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh
- Dải điều chỉnh phương pháp này có thể: ~ 10 : 1
- Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi )
- Phương pháp này cần một bộ nguồn có thể thay đổi trơn điện áp ra
=>> Phương pháp này rất kinh tế, tổn hao ít năng lượng và phạm vi điều chỉnh rộng Nên kết hợp với phương pháp điều chỉnh từ thông để có thể điều chỉnh tốc độ lớn hơn và nhỏ hơn tốc độ định mức
Trang 101.2.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ :
Hình 1 5 Đặc tính cơ (tốc độ) của động cơ điện một chiều
khi thay đổi điện áp phần ứng
Hình 1 6 Đặc tính cơ (tốc độ) động cơ điện một chiều
với các R_f khác nhau
1.2.2.1 Nhận xét:
Khi mắc thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng và tăng điện trở mạch phần ứng , đặc tính cơ dốc xuống, tốc độ động cơ giảm dần Do dòng điện phần ứng lớn nên tổn hao công suất trên điện trở điều chỉnh lớn Phương pháp này chỉ sử dụng ở động cơ công suất nhỏ Dù động cơ không tải có thay đổi điện trở phụ thì tốc độ động cơ cũng không đổi (giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng)
1.2.2.2 Đặc điểm của phương pháp:
- Điện trở mạch phần ứng càng tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn (càng mềm), độ ổnđịnh tốc độ càng kém và sai số tốc độ càng lớn
- Phương pháp này cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm (do chỉ có thể tăng thêm điện trở)
- Vì điều chỉnh tốc độ nhờ thêm điện trở vào mạch phần ứng nên tổn hao công suất dưới dạng nhiệt trên điện trở phụ khi điều chỉnh là khá lớn
- Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số momen tải Tải càng nhỏ () thì dải điều chỉnh D càng nhỏ Nói chung phương pháp này cho: ~ 5 : 1
- Về nguyên tắc phương pháp này cho điều chỉnh trơn nhờ thay đổi đều điện trở nhưng vì dòng Rotor lớn nên việc chuyển đổi điện trở sẽ khó khăn Thực tế thường thực hiện chuyển đổi theo từng cặp điện trở
=>> Với những đặc điểm trên lại gây tổn hao nên phương pháp này ít được sử dụng Chỉ phù hợp khi khởi động động cơ Thiết bị được dùng cho các động cơ cần trục, thang máy,máy nâng, máy xúc
Trang 111.2.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :
Hình 1 7 Đặc tính cơ (tốc độ) khi thay đổi từ thông Φ
Hình 1 8 Đồ thị đặc tính cơ khi thay đổi từ thông
Φ
1.2.3.1 Nhận xét:
Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từ của động
cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ Phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điện kích từ () do đó chỉ có thể thay đổi về phía giảm từ thông Khi giảm từ thông, đặc tính dốc hơn và có tốc độ không tải lớn hơn Ta có họ đặc tính cơ khi giảm từ thông như ở trên
1.2.3.2 Đặc điểm của phương pháp:
- Từ thông càng giảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng, tốc độđộng cơ càng lớn, mềm hơn Có dòng ngắn mạch không đổi
- Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh: ~ 3 : 1
- Chỉ thay đổi được tốc độ về phía tăng theo phương pháp này
- Do độ dốc đặc tính cơ tăng lên khi giảm từ thông nên các đặc tính cơ sẽ cắt nhau
- Phương pháp này rất kinh tế vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ nên tổn thất năng lượng ít, thiết bị đơn giản nên giá thành thấp
=> Vì việc điều chỉnh được thực hiện trên mạch kích từ nên ít tổn thất năng lượng
và thiết bị đơn giản nên giá thành thấp Phương pháp này thường được dùng cho các máy như: máy mài vạn năng, máy bào giường, …
1.3 Kết Luận:
Qua 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều đã được phân tích
và trình bày trên thì em lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng () là phương pháp tối ưu nhất và triệt để nhất để thiết kế bộ chỉnh lưu
Trang 12CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT VỀ CHỈNH LƯU HÌNH CẦU 1 PHA KÉP ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN, CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN, LỰA CHỌN
2.1 Lý thuyết về chỉnh lưu hình cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn
2.1.1 Sơ đồ nguyên lý:
Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn có cấu tạo gồm bộ chỉnh lưu cầu
1 pha có điều khiển mắc song song ngược nhau
Hình 2 1 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn
2.1.2 Nguyên lý hoạt động:
Để phân tích nguyên lý hoạt động ta tách ra một sơ đồ chỉnh lưu để phân tích Đây
là sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển
Hình 2 2 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển
Tải
Thyristor lý tưởng
Tương đương nguồn điện áp u Hai bộ chỉnh lưu hình tia 2 pha mắcthành hai nửa bằng nhau và nối tiếp
Trang 13
Hình 2 3 Đồ thị u, i của chỉnh lưu hình cầu 1 pha có điều khiển.
Nguyên lý hoạt động của chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn được quy đổi thành phân tích hai nhóm mạch chỉnh lưu tia 2 pha
● Nhóm anode: gồm , Góc điều khiển được tính từ thời điểm bắt đầu xuất
hiện áp khoá trên linh kiện đến khi đưa xung kích vào cổng điều khiển, ví
dụ đối với áp khoá tồn tại khi hay Khi dẫn:
2.1.3 Điện áp và dòng điện chỉnh lưu:
● Trị trung bình điện áp chỉnh lưu:
Trang 14
● Dòng trung bình qua tải:
● Trị trung bình qua dòng Thyristor:
● Áp khoá và áp ngược cực đại đặt lên linh kiện:
● Dòng điện qua nguồn điện áp:
2.2 Các phương pháp điều khiển bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép:
Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép có cấu tạo gồm hai bộ chỉnh lưu cầu 1 pha mắc song song ngược được sử dụng để điều khiển điện áp cung cấp cho động cơ từ đó điều khiển dòng điện đi qua động cơ theo hai chiều Vì thế để có thể điều khiển hai bộ chỉnh lưu này
ta có thể sử dụng 2 phương pháp sau:
● Phương pháp điều khiển riêng
● Phương pháp điều khiển chung
(Điều khiển phối hợp tuyến tính)
Hình 2 4 Sơ đồ bộ chỉnh lưu kép
2.2.1 Phương pháp điều khiển riêng
Đây là phương pháp điều khiển mà tại mỗi thời điểm chỉ có mộ bộ chỉnh lưu hoạt động và bộ chỉnh lưu còn lại sẽ không hoạt động hay sẽ nghỉ hoàn toàn Bộ chỉnh lưu 1 dùng để điều khiển dòng điện dương qua tải, bộ chỉnh lưu 2 dùng để điều khiển dòng điện âm qua tải
Vì chỉ có một bộ chỉnh lưu hoạt động trong một thời điểm nên trong quá trình hoạtđộng sẽ không có dòng tuần hoàn qua bộ chỉnh lưu
Lưu ý khi đảo chiều dòng điện, ví dụ từ dương về âm, ta điều chỉnh giá trị của góc
mở để dòng điện giảm nhanh về 0 Khi dòng điện triệt tiêu, 2 bộ chỉnh lưu đều sẽ bị khóa kích trong một khoảng thời gian Vì khi dòng qua bộ chỉnh lưu 1 vừa về 0, bộ chỉnh lưu
1 vẫn còn có khả năng dẫn điện trong thời gian ngắn nên nếu cấp xung kích cho bộ chỉnh lưu 2 sẽ gây ra hiện tượng ngắn mạch với dòng chạy qua bộ chỉnh lưu 1 và bộ chỉnh lưu 2
Thời gian là khoảng thời gian cần thiết để cho bộ chỉnh lưu 1 khôi phục khả năng khóa, sau thời gian này bộ chỉnh lưu 2 sẽ được cấp xung kích để cho dòng điện qua tải theo chiều âm, trong khi bộ chỉnh lưu 1 vẫn được khóa hoàn toàn
Trang 15
Hình 2 5 Giản đồ dòng điện – PP điều khiển riêng
Bảng biểu diễn trạng thái của dòng (độ lớn) theo các xung kích:
Xung kích
Kích BCL 1, khóa BCL 2 > 0 0Khóa BCL 1, khóa BCL 2 trong thời gian 0 0Khóa BCL 1, kích BCL 2 0 >0Khóa BCL 1, trong thời gian , khóa BCl 2 0 0
Ưu điểm: Không có dòng tuần hoàn qua bộ chỉnh lưu từ đó không cần dùng các cuộn kháng cân bằng
Nhược điểm: Xuất hiện dòng gián đoạn khi đảo chiều
2.2.2 Phương pháp điều khiển chung (Điều khiển phối hợp tuyến tính)
Đối với phương pháp điều khiển phối hợp tuyến tính ta đưa tín hiệu điều khiển đến
cả hai bộ chỉnh lưu với các góc mở tương ứng là , thỏa mãn điều kiện:
Trong điều khiển phối hợp tuyến tính ta chọn:
Bộ chỉnh lưu 1 được điều khiển với góc mở làm việc ở chế độ chỉnh lưu Bộ chỉnhlưu 2 được điều khiển với góc mở ở chế độ chờ
Điện áp chỉnh lưu trung bình trên tải, giả
thuyết dòng liên tục:
Bộ chỉnh lưu 1
Bộ chỉnh lưu 2
Vì nên
Trang 16Từ đó, ta thấy thành phần một chiều cân bằng nhau nên không gây nên thành phầndòng điện khép vòng qua các van của hai bộ chỉnh lưu.
Khi đảo chiều dòng điện, giả sử rằng:
Bộ chỉnh lưu 1 đang làm việc ở chế độ chỉnh lưu, ,
Giá trị cực đại dòng tuần hoàn:
Ưu điểm: Có tốc độ tác động nhanh
Nhược điểm: Vì phải thêm cuộn kháng cân bằng nên kích thước bộ biến đổi sẽ tăng và phải tăng công suất tính toán của máy biến áp để bù tổn thất do dòng cân bằng.2.3 Kết Luận
Qua các phân tích về hai phương pháp điều khiển, cả hai phương pháp đều có thể
áp dụng để điều khiển bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép Nhưng để đảm bảo tốc độ tác động lênđộng cơ nhanh, tránh hiện tượng dòng gián đoạn khi đảo chiều ta lựa chọn phương pháp điều khiển chung (Điều khiển phối hợp tuyến tính)
Trang 17CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐỘNG LỰC
3.1 Khái quát chung về mạch động lực:
+ Biến đổi số pha của nguồn lưới
+ Cách ly với điện áp lưới
- Khối van chỉnh lưu: Dùng các van bán dẫn (diode, thyristor) để biến đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều
- Khối lọc: Để lọc, san bằng độ gợn sóng giúp điện áp chỉnh lưu là điện áp 1 chiều, giữ cho điện áp một chiều ra trên tải được bằng phẳng theo yêu cầu
3.2 Tính toán van chỉnh lưu
Khi lựa chọn van, ta dựa vào hai thông số cơ bản và quan trọng nhất là: điện áp ngược đặt lên van và dòng điện làm việc của van
3.2.1 Điện áp ngược của van:
Điện áp ngược lớn nhất van phải chịu:
Với: thay vào phương trình trên ta có:
Trong đó:
: Điện áp tải
: Điện áp nguồn xoay chiều
: Điện áp làm việc của van
: Hệ số điện áp ngược
: Hệ số điện áp chỉnh lưu
Điện áp ngược của van cần chọn:
Trang 18Theo yêu cầu hệ số dự trữ điện áp ta chọn
3.2.2 Dòng điện làm việc của van:
Dòng điện làm việc của van:
Với dòng điện tải :
: Dòng điện hiệu dụng qua van
: Dòng điện định mức trên tải
: Hệ số xác định dòng điện hiệu dụng ứng với sơ đồ cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn
Dòng điện định mức của van:
Theo yêu cầu hệ số dự trữ dòng điện ta chọn
Dựa vào hai thông số và ta chọn van: CR20F12(Phụ lục 2- Trang 659) với các thông số:
Điện áp ngược van:
Dòng điện làm việc cực đại:
Dòng điện xung điều khiển:
Điện áp xung điều khiển:
3.3 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu:
3.3.1 Điện áp chỉnh lưu không tải:
Trong đó:
= là góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới
là sụt áp trên Thyristor
là sụt áp trên dây nối
là sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp Chọn sơ bộ vào khoảng (5-10%)