Khi động cơ đạt được tốc độ gần bằng tốc độ đồng bộ thì côngtăctơ sẽ tác động.. Lúc này tiếp điểm thường đóng, mở ra ngắt Rt ra khỏi mạch con tiếp điểm thường hở đóng lại nhờ vậy bộ chỉn
Trang 1trên nó Tuy nhiên, nhờ tiếp điểm thường đóng trong suốt quá trình này nên giây quấn kích từ
được nối ngắn mạch qua RT Vì vậy năng lượng được tiêu tán qua RT để bảo vệ giây quấn kích từ (RT là điện trở khởi động, có thể cho dòng rất lớn đi qua trong thời gian ngắn) ở giai
đoạn này thì bộ chỉnh lưu vẫn hoạt động nhưng cấp cho tải do tiếp điểm thường hở làm hở mạch vì vậy dòng kích từ qua dây quấn kích từ it = 0
Khi động cơ đạt được tốc độ gần bằng tốc độ đồng bộ thì côngtăctơ sẽ tác động Lúc này tiếp điểm thường đóng, mở ra ngắt Rt ra khỏi mạch con tiếp điểm thường hở đóng lại nhờ vậy
bộ chỉnh lưu sẽ cấp nguồn một chiều cho dây quấn kích từ vì vậy sẽ xuất hiện một momen
đồng bộ tác dụng tương hỗ với momen không đồng bộ, tăng tốc cho đồng bộ để kéo roto đồng
bộ vào đồng bộ
Vì một lý do nào đó mà động cơ chưa thể vào đồng bộ mặc dù tốc độ vẫn cho phép vào
đồng bộ (côngtăctơ 2 vẫn đóng, côngtăctơ 4 vẫn mở thì mạch điều khiển sẽ giảm góc mở của Thyristor để dòng điện áp ra của chỉnh lưu) Nhờ đó tăng dòng kích từ qua dây quấn kích
từ vì vậy sẽ tăng momen đồng bộ và kéo roto vào tốc độ đồng bộ
Nếu động cơ chưa vào được đồng bộ và tốc độ không cho phép vào đồng bộ nữa thì côngtăctơ 3 mở ra, côngtăctơ 4 đóng lại Lúc đó it = 0 và dây quấn kích từ lại được nối với Rt Vì vậy muốn động cơ vào đồng bộ thì phải tìm hiểu nguyên nhân và cố gắng khắc phục để
động cơ đạt được tốc độ vào đồng bộ
Nhận thấy mặc dù vẫn có điện áp phía một chiều xong đến khi động cơ đạt được tốc độ vào đồng bộ thì mới xuất hiện dòng kích từ it qua dây quấn kích từ Khi phát hiện ra tốc độ
đồng bộ đạt được tốc độ vào đồng bộ thì côngtăctơ 2 sẽ tác động nhờ điện áp tác động Vhctt = f(n)
Trang 2II Sơ đồ mạch điều khiển
1 Sơ đồ
2 Nguyên lí
Do sử dụng 6 Thyristor trong mạch cầu 3 pha nên phải có 6 mạch điều khiển đề điều khiển chúng ở đây chỉ trình bày sơ đồ điều khiển của một Thyristor Trong sơ đồ có khâu
đồng pha, khâu tạo điện áp tựa, khâu so sánh, khâu tạo xung chùm, khâu khuyếch đại xung biến áp xung và phần thực hiện điện áp điều khiển
Biến áp đồng pha có điện áp sơ cấp lấy từ thứ cấp biến áp mạch lực Cuộn sơ cấp đấu tam giác để tăng góc điều khiển cho các thyristor Thứ cấp biến áp điều khiển gồm 6 cuộn dây và có điểm trung tính Mỗi cuộn dây dùng để tạo ra một điện áp đồng pha có biên độ phù hợp để điều khiển một thyristor trên mạch lực
Bộ tạo xung răng cưa tạo ra một xung răng cưa tuyến tính nhờ sự phóng nạp của tụ C1 qua các tranzito Tr1 và Tr2 Khi Tr1 khoá, tụ C1 được nạp điện áp từ nguồn +E qua Tr2 tạo ra xung răng cưa, khi
Tr1 mở bão hoà tụ C1 phóng điện qua Tr1 về 0
Bộ tạo nguồn điều khiển là giá trị điện áp được thiết lập nhờ điện áp đặt trên biến trở VR1 cộng với
điện áp phản hồi đưa về từ máy phát tốc thông qua bộ điều chỉnh PI và bộ hạn chế tín hiệu dòng điện Giá trị điện áp này thay đổi tuỳ thuộc vào tốc độ của động cơ đồng bộ BĐ
Trang 3Khâu so sánh có hai đầu vào là xung răng cưa và điện áp điều khiển được tạo ra bởi việc cộng hai
điện áp là điện áp đặt lấy trên biến trở VR1 và điện áp phản hồi lấy từ máy phát tốc thông qua bộ điều chỉnh tỉ lệ tích phân PI Tín hiệu này sau đó được đưa qua khâu hạn chế dòng rồi mới đưa tới bộ so sánh
để bảo vệ các thiết bị không bị ảnh hưởng bởi sự quá dòng Đầu ra của bộ so sánh là các xung chữ nhật Giá trị lôgic “1” đạt được khi xung răng cưa lớn hơn điện áp điều khiển Khoảng rộng của các xung chữ nhật này phụ thuộc vào sự thay đổi của điện áp điều khiển Điện áp phản hồi càng nhỏ thì độ rộng xung càng lớn Điều này làm thay đổi góc mở của các thyristor trên mạch lực
Để đảm bảo mở chắc chắn các thyristor trên mạch lực dùng bộ tạo xung chùm bằng vi mạch 555 Sau đó đưa vào cổng và (cổng AND) để trộn với xung chữ nhật ở đầu ra bộ so sánh Chu kỳ của xung chùm có thể chọn lựa để phù hợp với các thyristor đã có
Khâu khuếch đại sau cùng dùng sơ đồ đấu Dalingtơn với hai tranzitor Khâu này có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển các tiristo trước khi đưa vào cực điều khiển của chúng Khuếch đại ở đây là việc tạo ra
đủ công suất để mở các thyristor
Tín hiiêụ điều khiển sau đó được đưa qua máy biến áp xung Biến áp xung có nhiệm vụ cách ly mạch lực với mạch điều khiển Mục đích là để đảm bảo các thiết bị trong mạch điều khiển không bị ảnh hưởng bởi điện áp cao từ mạch lực Ngoài ra biến áp xung còn làm nhiệm vụ phối hợp trở kháng giữa tầng khuếch đại xung và cực điều khiển van lực
Trên mạch điều khiển còn có các rơle: RL1 và RL2 làm nhiệm vụ điều khiển các tiếp điểm của chúng đóng cắt các côngtăctơ CTT1 à CTT2 trên mạch lực Điều này được tạo ra nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ là tự động cấp kích từ cho động cơ đồng bộ Còn bộ tạo trễ dung vi mạch 555 để tạo thời gian trễ khi cấp quá kích từ cho động cơ
Trang 4Chương 4:
Tính toán mạch lực
I Tính toán van động lực
1 Chọn van động lực
Các van động lực được chọn dựa vào các yếu tố cơ bản là dòng tải, sơ đồ đã chọn, điều kiện tỏa nhiệt, điều kiện làm việc
* Điện áp ngược cơ bản của van
Ud 2,45
Unmax = knv = kvn
ku
= 2,34
130 = 136,11
knv = 2,45 : hệ số điện áp ngược
ku = 2,34 : hệ số điện áp tải
U2, U2 , Umax: điện áp tải, điện áp nguồn xoay chiều, điện áp ngược của van
Để chọn van theo điện áp hợp lí thì điện áp ngược của van cần chọn phải lớn hơn điện áp làm việc, chọn qua hệ số dự trữ kdtu = 2
Unv = kdtu Unmax = 272,22 (V)
* Dòng làm việc của van được tính theo dòng hiệu dụng
Ilv = Ihd = khd Id =
3
d
I
Có: Uktmax = 130V
Uktđm = 75V
Pkt = 24 103 W
Iktđm =
ktdm
kt
U
P
= 75
10
24 3
= 320 (A)
Rkt =
ktdm
ktdm
I
U = 0,234
320 75
R
U
kt
234 , 0
130
Vậy dòng làm việc của van là:
Ilv = I d 185,2A
3
556 , 555
Với các thông số làm việc trên và chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tản nhiệt với đầy đủ diện tích toả nhiệt, không quạt đối lưu không khí: thông số cần có của van động lực:
Unv = 2 Ulv = 272,22 V
Trang 5Uđmv = ki Ilv = 185,2 1,2 = 222,24 A
(Chọn hệ số dự trữ dòng điện ki = 1,2)
Ta được Thyristor C184C có các thông số sau:
Unmax = 300V
Iđm = 300A
dòng đỉnh Ipikmax = 300mA
áp xung điều kiển: Ug,max = 3,0
dòng tự giữ: Ih,max = 500mA
dòng dò: Irmax = 20mA
Umax = 1,8
s V d
d
t
Thời gian chuyển mạch (mở và khóa) t0
em = 10s
Tmax = 1250C
2 Tính toán máy biến áp
Chọn máy biến áp 3 pha, 3 trụ sơ đồ đấu dây /Y làm mát bằng không khí tự nhiện Tính các thông số cơ bản:
+ Tính công suất biểu kiến của máy biến áp:
Công suất tối đa của tải Pđmax = Uđ0 Iđ = 158,8 555,556 = 88,22KW
Công suất máy biến áp nguồn Sba = 1,05 Pđ = 92,631 KVA
S = Ks Pđ = Ks 3
3
10 647 , 29 85
, 0
10 24 05 , 1
P
+ Điện áp pha sơ cấp máy biến áp:
Up = 380V
+ Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp:
Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:
Uđ0 cos(min) = Uđ + 2 Uv + Uđn + Uba + U
Trong đó:
min = 100 là góc dự trữ khi có sự suy giảm điện lưới
Uv = 2,8V là sụt áp trên Thyristor
Uđn = 0 là sụt áp trên dây nối
Uba = Ur + Ux là sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp
U là sụt áp do hiện tượng chuyển mạch gây ra khi điện kháng phía Xc là đáng kể chọn U = 9% Uđ = 11,7V
Trang 6Chọn sơ bộ:
Uba = 7% Uđ = 7% 130 = 9,1V
Từ phương trình cân bằng điện áp khi có tải ta có:
) 10 cos(
7 , 1 1 , 19 0 8 , 2 2 130 )
cos(
2
2
0 min
Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:
U2 = 67,63
34 , 2
8 , 158
u
d
k
U
+ Dòng điện hiệu dụng sơ cấp của máy biến áp:
I2 = I d 555,556 453,6A
3
2
3
2
+ Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp:
U
U
47 , 80 6 , 453 380
63 , 67 2
1
a Tính sơ bộ mạch từ (xác định kích thước bản mạch từ)
+ Tính tiết diện sơ bộ trụ
QFe = KQ
mf
S ba
Trong đó: KQ là hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy KQ = 6
M là số trụ của máy biến áp
F là tần số xoay chiều, ở đây f = 50Hz
Thay số ta được:
QFe = 147,62
+ Đường kính trụ:
d = 4.Q Fe 4.147,62 13,7cm
Chuẩn đoán đường kính trụ theo tiêu chuẩn d = 14cm
+ Chọn loại thép 330 các lá thép có độ dày 0,5mm
Chọn mật độ từ cảm trong trụ Bt = (T)
+ Chọn tỷ số m = 2,3
d
h
, suy ra h = 2,3 d = 32,2cm
Ta chọn chiều cao trụ là 32 cm
b Tính toán dây quấn
+ Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp
