Đề án tốt nghiệp: Hướng dẫn Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ phần 4 potx

lG: Chiều dài của gông... Tính toán khâu đồng pha và nguyên lý hoạt động của mạch.. Nguyên lý hoạt động: Khi sơ cấp của MBA đồng pha được nối vào lưới điện hình trên chỉ vẽ 1 pha của MB

a- Tính toán chiều cao sơ bộ của trụ :

Dựa vào công thức kinh nghiệm:







hq

T l







4

Trong đó :

+Thq :Tiết diện hiệu quả Thq=Q

+ :là hệ số quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng của biến áp, thường bằng

1,151,35.Ta chọn =1,2

- Suy ra :

26( )

2 , 1

14 , 3

78 4 14 ,





b/ Tính trọng lượng của trụ:

Gt=cSTbl

Trong đó : +c: Số trụ (c=3)

+ST: Tiết diện trụ: ST=Q=78 (cm3)

+b: Tỷ trọng tôn silic (b=7,5kg/dm3)

Vậy trọng lượng của trụ là :

GT=30,787,52,6=45,6 (kg)

c/ Tính gông:

Chọn a=9,5 cm2

lG = 26x2 -9,5 = 42,5 (cm)

TG=Q=78 (cm2)

Trọng lượng gông:

l a

b

2

1

2

1

2

1

lG

a

a

l

Gg=tTGblG

Trong đó:

t: Số gông (t=2)

TG: Tiết diện gông

b:: Tỷ trọng tôn silic

lG: Chiều dài của gông

Thay số vào ta có :

Gg= 20,787,54,35=50 (kg)

Trọng lượng lõi thép MBA:

G=GT+Gg=45,6+50=95,6 (kg)

d/ Số lá tôn:

-Số lá trụ : 704

10 35 , 0 5 , 9

78







10 35 , 0 5 , 9

78







10 35 , 0 5 , 9

78







CHUONG III

Thiết kế mạch điều khiển

1 Tính toán khâu đồng pha và nguyên lý hoạt động của mạch

R1

R2

R3 RX1

OP1 +E

-E

D1

D2

+E

220V a

a' BADF

( II )

Ung

a Nguyên lý hoạt động:

Khi sơ cấp của MBA đồng pha được nối vào lưới điện (hình trên chỉ vẽ 1 pha của MBA

đồng pha) Lúc này thứ cấp của MBA xuất hiện hai điện áp Ua0 và -Ua0 có độ lớn bằng nhau nhưng ngược dấu Khi trong nửa chu kì đàu tiên điện áp đặt lên D1 dương ( 0,7 V) và điện

ápđặt trên D2 âm Kết quả là D1 dẫn còn D2 khoá Trong nửa chu kì sau điện áp đổi cực tínhdo vậy mà lúc này D1 khoá còn D2 dẫn Các diode D1, D2 dẫn và khoá cùng với sự thay

đổi của điện áp thứ cấp làm cho điện áp cửa vào không đảocủa khuyéch đại thuật toán OP1

là nửa hình sin dương trong cả chu kì Điều chỉnh Rx1 để thay đổi điện áp Ung1 vào cửa đảo của OP1 Nếuđiện áp vào cửa không đảo UI Ung1 thì UD=(UI-Ung1)0 Suy ra điện áp ra của OP1 là UII 0 (UII =(E-2)V ) và ngược lại nếu UD=(UI-Ung1) 0 thì UII=-( E-2) V Vì vậy mà

điện áp ra có dạng xung chữ nhật như hình vẽ

T ime [s]

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

Dien ap dong pha sau chinh luu

b Tính toán khối đồng pha

Vì f=50Hz nên: T=

50

1

= 0,021 s = 20 ms

Do đó trong nửa chu kì của điện áp lưới ta phải tạo ra điện áp răng cưa sao cho :

t=tp+ tn =0,01 s

Trong đó :

+ tp:Thời gian phóng của tụ điện ;

+ tn:Thời gian nạp của tụ điện

Trong thực té tính toán để có dải đièu khiển lớnn từ 0Udđmax thì tn tp hoặc là tp tn -Trong khuôn khổ của đồ án ta chọn tn tp cụ thể là:

tn= 0,5 ms

tp= 9,5 ms

-Với tn=0,5 (ms) ta phải điều chỉnh Rx1 sao cho :

U ng1 U a0

Trong đó

U a0  12 2 sin  t

1 12 2sin 2500,510 12 2sin9

ng

 U ng1  2 , 65 (V)

-Vì dòng yêu cầu vào OP1 nhỏ nên chọn R1=R2=10 (k)

Chọn R3=1(k).Ta có:

2,65 15 1 4,66( )

1 3 3 1 3

3













R R

R R

R

E R

x x

Cuối cùng ta chọn :Rx1=010 (k) và điều chỉnh để Rx1=4,66 (k)

+ Chọn D1,D2:

T ime [s]

0.00 10.00m 20.00m 30.00m 40.00m 50.00m 60.00m 70.00m

-20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00

- Gọi Id là dòng chảy qua tải Rd ( chọn Rd =56  ).Ta có:

0,2( )

56

12 9 , 0

A R

U I

d

d

Chọn Ilv=25%.Iđmv (dòng làm việc của van bằng 25% dòng điện định mức của van)  Iđmv=4Ilv=40,2=0,8 (A)

- Điện áp ngược trên van :

U ng 2 2U ab 2 21234(V)

Với hệ số dự trữ là k=2 thì Ungmax=342=68 (V)

Chọn D1và D2 là loại D-1001 với I=1 (A) và Ungnãx=200 (V)

+ Tính dòng điện chạy ở thứ cấp của máy biến áp đồng pha:

I3=0,58Id=0,116 (A)

2 Khâu tạo điện áp răng cưa

C1

DZ

OP2

+E -E

R4

R5 D3

RX2

R6

+E

( II )

( III )

a/ Nguyên lý hoạt động

Điện áp đồng pha UII được đưa vào cửa đảo của khâu tạo điện áp răng cưa Do điện áp ra của khuếch đại tuyến tính phụ thuộc vào quan hệ:

Ura= K0 (-UII + U+)

Trong đó: U+ là điện áp đặt ở cửa không đảo;

K0 là hệ số khuếch đại của bản thân OP2 và K0 là rất lớn

Khi UII < 0 thì D3 thông dẫn đến UD = ( U+ - UII ) > 0

Suy ra UIII > 0 và tụ C1 được nạp thông qua R5 và D3 về OP1 với dòng nạp:

IC= I2 - I2

Trong đó: IC , I2 , I2 , được kí hiệu như trên hình vẽ

2 4 2 4 2

15

x

R R

E I







5 5

3 '

2

5 , 13 0

R R

U U









Với: UD3 là điện áp rơi trên D3 Chọn bằng 0,5 V

UdII= (E- 2)= 13 V

Điện áp UIII chính là điện áp trên tụ C1

Ur = UC =      dt

R R R C dt I

15 5

, 13 (

1

1

2 4 5 1 1

Ur = UC =

1 2 4 5

)

15 5

, 13 (

C

t R R

- Diot ổn áp DZ có nhiệm vụ không cho điện áp trên tụ nạp quá UDZ Chọn loại Diod có

UDZ = 10V

Nếu gọi tn là thời gian nạp của tụ thì ta có phương trình sau:

UZ =

1 2 4 5

)

15 5

, 13 (

C

t R R R

n X





Khi UII >0  D3 khoá  Ura = 0  tụ C sẽ phóng điện về âm nguồn của OP2

Với dòng điện phóng Ip =

2

4 R X

R

E



Điện áp trên tụ giảm dần theo hàm :

X DZ

X

U C R R

t U

dt C R R













1 2 4 1

2

15 ).

( 15

Gọi tp là thời gian phóng của tụ điện ta có :

Ur = DZ

X

p

U C R R

t







1 2

(

15

(2) với UDZ =10V và tp=9,5ms như đã chọn, từ (2) ta có:

DZ

X

p

U C R R

t



( 15

 10

) (

10 5 , 9 15

1 2 4

3







C R

 (R4 + RX2)C1 = 14,25.10-3 (3)

từ (1) ta có: