Đồ án điện tử công suất - Vũ Thị Bích - 4 doc

Nếu quá thời gian này thì bộ tạo trễ sẽ tạo tín hiệu để ngắt mạch điều khiển , khởi động lại động cơ lại từ đầu.. Như vậy thực chất bộ tạo trễ chính là tạo ra khoảng thời gian vài trục g

Chọn R23 =2600 K

C8 = 10 μF

Vậy tx = 1,1 R23 C8 = 26 giây

Điều này có nghĩa sẽ cho phép cấp quá kích từ khoảng 26 giây Nếu quá thời gian này thì bộ tạo trễ sẽ tạo tín hiệu để ngắt mạch điều khiển , khởi động lại động cơ lại từ đầu Như vậy thực chất bộ tạo trễ chính là tạo ra khoảng thời gian vài trục giây thực hiện quá kích từ, và quá trình này điều khiển được

9 Chọn rơle, công tắc tơ

Điện áp đưa vào OAu và OA5 là 8V (điện áp do phát tốc phát ra khi động cơ đồng bộ có khả năng vào đồng bộ)

Có: +E = 12V

-E = -12V

Chọn VR3 = VR4 = 470Ω với p = 0,125W

Vậy điện áp ngưỡng để khi động cơ có khả năng vào đồng bộ

U(-0A4) = 8V, U(+0A5) = -7,5 là điện áp ngưỡng để cấp quá kích từ đồng bộ

Vậy αVR3 =( ) 128 Ω

125 , 0

16 7

12

3

2

=

=

−

VR

P

αVR4 =( ( ) ) 162 Ω

125 , 0

5 , 7

12− − 2 =

− Chọn điện áp tương đương của RL1, RL2 là 12V, điện trở là 240 Ω

Như vậy dòng qua cuộn hút của role là = 0,05 A

240 12

Vậy Tr5, Tr6 là tranzito loại SM 3181 có Ic = 5A, P = 1W, U = 15, β = 100

Do đó dòng bazơ của 2 tranzito là

iβ = i c 40mA

1004 =

= β

10 Tạo nguồn nuôi

B

C

C12

C13

7812

7912

a

b c

c b a

+12

-12

Dùng mạch chỉnh lưu 3 pha dùng diot Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 12 (V) để cấp cho

biến áp xung, nuôi IC , các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ

Coi sụt áp trên 7812, 7912 là 3 V Khi đó điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi là:

15

% 10

34

,

215 + =7,9 V Vậy ta chọn U2 = 8 V

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và 7912, các thông

số chung của vi mạch này:

Điện áp đầu vào : UV = 7÷35 (V)

Điện áp đầu ra : Ura= 12(V) với IC 7812

Ura= -12(V) với IC 7912

Dòng điện đầu ra :Ira = 0÷1 (A)

Tụ điện C4, C5 dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao

Chọn C4= C5 =C6 =C7 = 470 (μF) ; U= 35 V

11 Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha:

+ Ta thiết kế máy biến áp dùng cho cả việc tạo điện áp đồng pha và tạo nguồn nuôi,

chọn kiểu máy biến áp 3 pha 3 trụ, trên mỗi trụ có 3 cuộn dây, một cuộn sơ cấp và hai

cuộn thứ cấp

+ Điện áp lấy ra ở thứ cấp máy biến áp làm điện áp đồng pha lấy ra thứ cấp làm nguồn

nuôi:

U2= U2dph= UN = 9 (V)

+ Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha:

I2dph= 1( m A)

+ Công suất nguồn nuôi cấp cho biến áp xung:

Pdph = 6 U2dph I2dph = 6.9.1.10-3 = 0,054 (w)

+ Công suất tiêu thụ ở 5 IC TL 084 sử dụng làm khuếch thuật toán ta chọn một IC TL

084 có công suất là 0,68W để tạo 1 cổng AND

P6IC = 6 PIC = 6 0,68 = 4,08 (w)

+ Công suất biến áp xung cấp cho cực điều khiển Tiristo

Px = 6 Udk Idk = 6 3 0,3 = 5,4 (W)

+ Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi

PN = Pdph +P6IC +Px

PN = 0,054 +4,08+ 5,4 = 9,534 ( W)

+ Công suất của máy biến áp có kể đến 5% tổn thất trong máy:

S= 1,05 (Pdph + PN ) = 1,05 ( 0,054+ 9,534) = 10,0674 ( VA)

+ Dòng điện thứ cấp máy biến áp:

I2 = 0,186 (A)

9 6

0674 , 10

U S

+ Dòng điện sơ cấp máy biến áp :

I1 = 0,05 (A)

63 , 67 3

6074 , 10

U S

+ Tiết diện trụ của máy biến áp được tính theo công thức kinh nghiệm :

Qt= kQ = 6 (cm2)

f m

S

3.50 1,55

0674 , 10

= Trong đó: kQ= 6- hệ số phụ thuộc phương thức làm mát

m= 3- số trụ của biến áp

f = 50- tần số điện áp lưới

chuẩn hóa tiết diện trụ: Qt= 1,63 (cm2)

kích thước mạch từ lá thép dày σ = 0,5 (mm)

Số lượng lá thép : 68 lá a=12mm

b=16mm h=30mm

hệ số ép chặt kc= 0,85

h H

a

a

a L

H×nh 1.41 KÝch th−íc m¹ch tõ biÕn ¸p

+ Chọn mật độ từ cảm B =1T ở trong tụ ta có số vòng dây sơ cấp :

w1 = = ( vòng)

Qt B f

U

44 , 4

1

1869 10

63 , 1 1 50 44 , 4

63 , 67

4 =

−

+ Chọn mật độ dòng điện J1= J2= 2,75 (A/mm2)

Tiết diện dây quấn sơ cấp:

S1= = = 0,018 (mm2)

1 1

3U J

S

75 , 2 63 , 67 3

0674 , 10 Đường kính dây quấn sơ cấp :

d1= = 0,15 (mm)

π

1

4 S

Chọn d1= 0,18 mm để đảm bảo độ bền cơ

Đường kính có kể cách điện: dlcd = 0,12 (mm)

+ Số vòng dây quấn thứ cấp :

W2= 248,7 (vòng)

63 , 67

9 1869 1

1

U U

Ta chọn W2 = 249 vòng

+ Tiết diện dây quấn thứ cấp:

S2= 0,068(mm2)

75 , 2 9 6

0674 , 10

J U S

+ Đường kính dây quấn thứ cấp :

d2= 4. 2 = 4.0,068 =0,294 (mm)

π π

S

Chuẩn hoá đường kính : d2 = 0,3 (mm)

Đường kính có kể đến cách điện : d2cd = 0,35 (mm)

+ Có kld=

h c

w

) 2 1

.( 2 22

4

⇒ c = ( )

h k

W d W d

ld

ld ld

4

2

2

2 2 1

2

π

Thay số (chọn hệ số lấp đầy kld =0,7) thì cửa sổ có chiều rộng là:

c = 8,442 (mm)

30 7 , 0

) 249 35 , 0 1869 21 , 0 (

4

= +

π

Chọn c = 12 mm

+ Tính chọn điôt cho bộ chỉnh lưu nguồn nuôi:

Dòng điện hiệu dụng qua điôt:

IĐhd = = (A)

2

2

2

186 , 0

= Điện áp ngược lớn nhất mà điôt phải chịu:

UNmax= 6 U2 = 22 (v)

Chọn điôt có dòng định mức:

Idm ≥ Ki IĐhd =10 0,1315 = 1,315 (A)

Chọn điôt có điện áp ngược lớn nhất:

Un = ku UNmax = 2.22 = 44 (V)

Chọn điôt loại KII208A có các thông số:

Dòng điện định mức: Idm = 1,5 (A)

Điện áp ngược cực đại của điôt: UN = 100 (V)

12 Mạch hạn chế

Mạch hạn chế trong điều khiển truyền động điện thường được bố trí để hạn chế lượng đặt dòng điện hoặc mômen và hạn chế tín hiệu điều khiển Mạch hạn chế đơn giản như sau:

Do vậy ta có đặc tính của mạch hạn chế

U2

U+

U

-Giá trị điện áp được chỉnh định bởi chiết áp P1 và P2

13 Khâu tích phân

Điện áp đưa vào đầu OA1 chọn là 8V

Điện áp đặt là 12V: chọn R9 = 10 V, có công suất là P = 0,125W

Vậy sụt áp trên R9 là

ΔUR9 = P.R9 = 10.0,125=1,12V Chọn VR1 = 1K có công suất là 0,125W, điện áp đầu ra là UVR1 = 10

Vậy ta có: α VR1 = 800 (Ω)

125 , 0

102

= Chọn R11 = R13 = 400 Ω

Điện áp đầu vào âm OA2 là UOA2 = 10 – 8 =2 V (do điện áp máy phát tốc ra là 8V)

⇒ Kl =

11

12

25 , 0 8

2

R

R

=

=

⇒ R2 = 0,25 R11 = 400 0,25 = 100 (Ω)

Chọn tụ C3 = 0,68 μF.Lúc đó hằng số tích phân của bộ điều chỉnh là Tr:

Tr = C2.R12 = 0,68.10-6.100 = 0,068 ms

Hiện nay, việc ứng dụng các thành tựu khoa học tiến vào thực tế các ngành sản xuất ở nước ta không còn là điều mới mẻ,song việc ứng dụng như thế nào và ứng dụng vào đầu lại là một vấn đề lớn cần giải quyết Chính vì thế việc nghiên cứu và triển khai các thành tựu khoa học kỹ thuật đặc biệt là hệ thống điều khiển tự động hóa vào thực tế mang một ý nghĩa rất lớn Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu em đã có được những kiến thức cơ bản về mạch tự động cấp kích từ cho động cơ đồng bộ Mạch đảm bảo cho quá trình khởi động động cơ theo chế độ khởi động không đồng bộ Trong quá trình làm việc phải cho phép chế độ quá kích thích trong một khoảng thời gian và điều chỉnh được

Do điều khiện khách quan cũng như lượng kiến thức của bản thân còn hạn chế nên em rất mong nhận được sử chỉ bảo của các thầy cô giáo

Một lần nữa em xin chần thành cảm ơn thầy giáo Phạm Quốc Hải cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện để em hoàn thành bản đồ án này

Hà nội, tháng 6 – 2004 Sinh Viên

Vũ Thị Bích

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Hướng dẫn thiết kế mạch điển tử công suất – Phạm Quốc Hải

2 Hướng dẫn thiết kế mạch điển tử công suất – Trần Văn Thịnh

3 Điển tử công suất – Nguyễn Bính

4 Điển tử công suất và điều khiển động cơ điện – Cyrlw.lander

biên dịch Lê Văn Danh

5 Máy điện 2 – biên dịch Vũ Gia Hanh – Phan Tử Thụ

6 Điều chỉnh tự động truyền động điện

Nguyễn Văn Liễn – Bùi Quốc Khánh – Phạm Quốc Hải – Dương Văn Nghi

Mục Lục

Trang

Chương 1: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu

kỹ thuật của thiết bị

2

I Động

cơ đồng

bộ

2

1 Khái niện chung

2

2 Nguyên

lí làm việc

3

3 Đặc tính cơ 3

1 Hệ kích từ dùng máy phát 1 chiều 8

2 Hệ kích từ dùng máy từ xoay chiều kích từ kết hợp với bộ chỉnh lưu 9

II Sơ đồ chỉnh lưu 9