Đề án tốt nghiệp: Hướng dẫn Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ phần 5 ppsx

Đây là giá trị mà động cơ làm việc ổn định.. Do vậy ta phải điều chỉnh biến trở Rx để có Ung2 thoả mãn yêu cầu trên.. a/ Nguyên lý hoạt động Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo của OP

).0,5.10 10

) (

15

5 , 13

1 2 4 1 5





C R R C

thay (3) vào (1) ta có:

).0,5.10 10

10 25 , 14

15

5 , 13

1 5





C R

 3

1 5

10 20

5 , 13



C

R  R5C1 = 0,675.10-3 chọn C7 = 0,47F  R5 = 1,43(K) , chọn R5 = 1,5(K)

từ (3) chọn R4 = 10(K)

ta có: (10.103 + RX2) = 30,3(K)  RX2 = 20,3(K)

 điều chỉnh biến trở để có RX2 = 20,3(K)

-Dòng qua Diod D3: I2’ = 8,66

10 5 , 1

5 , 13 5 , 13

3 5





Chọn linh kiện :

OP2 : A741 có các thông số:

Ung= 322V; UnF= 15 V; UdF= 30 V; Ko=5.106; P1=100 mW;

t=551250C; Ira=25 mA; En=15 V; Zra=60 ; Zvào=300 K;

 0 , 5

dt

du

V

D3 : D-1001 có các thông số :

I = 1A ; Ung = 200V ; U = 0,5V

Đồ thị điện áp ở khâu tạo điện áp răng cưa:

-10.00 0.00 10.00 20.00

T ime [s]

-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00

Tin hieu dong pha hcn

-E

+E ( IV ) R6

R7

R8 RX3

Uph Ung2

+E

( III )

OP3

Yêu cầu của thiết kế với sơ đồ cầu chỉnh lưu 3 pha đối xứng

55 130

75



 Đây là giá trị mà động cơ làm việc ổn định

Do vậy ta phải điều chỉnh biến trở Rx để có Ung2 thoả mãn yêu cầu trên

a/ Nguyên lý hoạt động

Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo của OP3

- Khi UD = (Udk2-UIII) > 0 thì UIV= (E-2) (V)

- Khi UD=(Udk2-UIII) < 0 thì UIV= - (E - 2) V Kết quả là ở đầu ra của khuếch đại thuật toán OP3 có một dãy xung vuông liên tiếp -Uph là tín hiệu lấy về từ chiết áp (được nối song song với điện trở và điện kháng kích từ).nó

có tác dụng ổn định chế độ làm việc của động cơ: cụ thể khi điện áp kích từ vào động cơ giảm dẫn đến Uph giảm làm cho Ung2 tăng   giảm  cos( ) tăng  Ud tăng và ngược lại Và chọn Uph=2(V)

- Vì dòng vào khuếch đại thuật toán là rất nhỏ nên ta chọn R7 = R6 = 10 K

- Vì =550 nên điện áp răng cưa ra là tuyến tính: Urcmax=10 V

Suy ra:

180

125 180

) 55 180 (

max 0

0 0

Với

3 8

8 2

) 2 15 ( 7

x dk

R R

R U











Chọn R8 = 1 K ta có:

7.103 + 7 Rx3 = 13.103  Rx3 = 1K

Điều chỉnh Rx3 = 1,1 K với biến trở Rx3 = 0  10 K

Đồ thị điện áp racủa khối so sánh được vẽ ở hình dưới đây

3 Khâu so sánh

Chọn OP3 là khuyếch đại thuật toán A741 có các thông số sau :

Ung= 322V; UnF= 15 V; UdF= 30 V; Ko=5.106; P1=100 mW;

t=551250C; Ira=25 mA; En=15 V; Zra=60 ; Zvào=300 K;

 0 , 5

dt

du

V

4 Khâu phát xung chùm

R10

-E

+E

OP4 C2

+

-R9

R9

( V )

T ime [s]

-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00

Do thi dien ap so sanh

T ime [s]

-10.00 0.00 10.00 20.00

a/ Nguyên lý hoạt động của khâu phát xung chùm:

Tại thời điểm mà điện áp trên tụ UC2= 0 ta có Ud= Uph- UC2= 0 điện áp ra của khuyếch đại thuật toán OP4 là UV=0 , ta tiến hành nạp cho tụ C2 một điện áp UC2<0 Khi đó

Ud= Uph-UC2 >0 tín hiệu ra của OP4 là UV đạt tới trạng thái dương bão hoà và C2 được nạp

điện theo chiều ngược lại so với chiều mà ta nạp cho C2 lúc đầu , tụ C2 được nạp tới trị số :

C ph U V

R R

R U







10 9

10 2

Suy ra UV=0 dẫn đến Uph= 0 Do đó C2 phóng điện qua R10 về âm nguồn của OP4 và điện áp

ra của OP4 ở mức âm bão hoà Quá trình lặp lại làm cho đầu ra của OP4 có xung điện áp dạng chữ nhật với tần số tuỳ thuộc vào giá trị của R10 và C2.Đồ thị điện áp ra của khâu phát xung chùm như sau:

b/ Tính toán các thông số của khâu phát xung chùm

Chu kì của xung chùm được xác định theo công thức :

T=2,2.R10.C2 (1)

Nếu chọn tần số của xung chùm là f=10 kHz thì chu kì xung là T=10-4 s

Thay vào (1) ta có:

T ime [s]

-7.00 -3.50 0.00 3.50 7.00

xung chum

T ime [s]

-4.00 -2.00 0.00 2.00 4.00

Do thi dien ap tren C2

6

4 2

2 , 2







 C

R

Chọn C2= 0,01 F  R10= 4545  Ta chọn R10=4,5 k

Chọn R9=R10=4,5 k

Chọn khuyếch đại thuật toán loại A741 với các thông số đã xác định ở phần trước

5 Khâu khuyếch đại xung và biến áp xung

T1

T2

T3

D6

D9

R17

R15

R16

R13 R12

R11

R14

G1

K1 Uab

so sanh

-E

+E

BAX

xung chum

a/ Nguyên lý hoạt động

+ Tín hiệu từ khâu phát xung được đưa vào cực bazơ của T1 khi tín hiệu dương Do đó D4 thông  Ube1 > 0  T1 khoá ( T1 là transistor thuận) và ngược lại khi tín hiệu âm thì

Ube1< 0 nên T1 mở bão hoà Kết quả là tín hỉệu ở colector của T1 là những xung âm có chu kì trùng với chu kì của máy phát xung( T1 có vai trò khuyếch đại tín hiệu)

+Tín hiệu từ colector của T1 cùng với tín hiệu đầu ra của bộ so sánh và tín hiệu được lấy từ biến áp đồng pha mắc với D7 được đưa vào cực bazơ của transistor T2 T2,T3 được mắc theo kiểu Darlingtơn có hệ số khuyếch đại là =23

- Khi Uab >0 và tín hiệu so sánh dương thì T2 mở  có tín hiệu ở thứ cấp máy biến áp xung

- Khi Uab<0 và tín hiệu so sánh âm thì T2 khoá  không có tín hiệu ở thứ cấp máy biến

áp xung

UB

+ D6 có tác dụng ngắn mạch dòng chạy trong colector của T3 khi T3 chuyển từ mở sang đóng

+ R17 có tác dụng tạo thiên áp Ube cho đèn 3 làm đèn 3 tác động mở nhanh khi đèn T2

mở

+ Biến áp xung có tác dụng cách ly giữa mạch lực và đầu ra của hệ thống điều khiển b/ Tính toán các thông số của KĐX và BAX

 Tính toán máy BAX :

Theo tính toán ở phần mạch lực ta chọn van có thông số về dòng và áp điều khiển là:

IG=150 mA

UG=3 V

Đây là giá trị dòng và áp ở thứ cấp của BAX

Theo kinh nghiệm tính toán thì tỉ số biến áp xung thường là m=1,21,5 Ta chọn m=1,2 Như vậy giá trị dòng điện sơ cấp của BAX là:

125

2 , 1

10 150 2 , 1

3











tc sc

I

Giá trị điện áp thứ cấp của BAX là:

U sc U tcmU8 31,20,54,1 V

Giá trị dòng điện trung bình ở sơ cấp BAX là:

T

t I

sc sctb   Trong đó : tx là chiều dài xung truyền qua BAX

Thường chọn tx=50250 s đối với tần số thấp Ta chọn tx=80 s

Suy ra : 25

10 2

10 80

6











sctb

Giá trị dòng trung bình ở thứ cấp BAX:

30

10 2

10 80

6



















T

t I

tc

 Tính toán khối khuếch đại xung chùm:

Biên độ của xung chùm = 13 V

Chọn T1: là loại C828 có các thông số: UEC=35 V

IECmax=300 mA

= 1030

- Tính R11 để cho T1 làm việc ở chế độ mở bão hoà ( UCE=0)