Đồ án thiết kế hệ thống trang bị điện cho truyền động ăn dao máy doa 2620b

b Trường hợp máy biến áp nối ∆/Y Dây quấn sơ cấp nối D, nên dòng điện io3 sẽ khép kín trong tam giác đó, vì vậy dòng điện từ hóa vì có thành phần bậc 3 sẽ có dạng nhọn đầu, do đó từ thôn

Khoa : Điện – Điện Tử

MSSV : 11D0010169

TP Hồ Chí Minh – 2013

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

    

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

1.1) Máy biến áp ba pha 3

1.2) Máy biến áp một pha 5

1.3) Động cơ một chiều 7

1.4) Transistor 9

1.5) Tụ điện 10

1.6) Diode 11

1.7) OP-AMP 14

1.8) Cầu chì 15

1.9) Aptomat 16

CHƯƠNG II : ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 19

2.1) Cấu tạo chung 19

2.2) Các truyền động cơ bản của máy doa 2620B 20

CHƯƠNG III : PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN 22

3.1) Sơ đồ nguyên lý của máy doa 2620B 22

3.2) Nguyên lý làm việc của mạch động lực 23

3.3) Nguyên lý làm việc của mạch điều khiển 23

CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN 25

4.1) Ưu điểm 25

4.2) Nhược điểm 25

Gồm các bộ phận chính là lõi thép, dây quấn và vỏ máy.

Lõi thép máy biến áp ba pha gồm ba trụ

Dây quấn sơ cấp ký hiệu bằng chữ in hoa

Pha A ký hiệu là AX, kí hiệu đầu đầu là A,B,C

Pha B ký hiệu là BX, kí hiệu đầu cuối là X,Y,Z

Pha C ký hiệu là CX

Dây quấn thứ cấp kí hiệu bằng chũ thường

Pha a ký hiệu là ax, kí hiệu đầu đầu là a,b,c

Pha b ký hiệu là bx, kí hiệu đầu cuối là x,y,z

Pha c ký hiệu là cx

Dây quấn sơ cấp và thứ cấp có thể nối sao hoặc nối tam giác

Thùng dầu máy biến áp với các máy biến áp dầu, thùng dầu của máy biến áp làm cho quátrình toả nhiệt được thuận lợi, với các máy lớn các thùng dầu có cánh tản nhiệt

Trên nắp thùng dầu máy biến áp có gắn sứ cao áp và hạ áp, bình dầu phụ, ống bảo hiểm,rơle hơi, bộ điều chỉnh điện áp

1.1.3 Nguyên lý làm việc:

Khi không tải nếu xét từng pha riêng lẽ thì dòng điện bậc ba trong các pha trùng pha nhau

về thời gian, nghĩa là tại mọi thời điểm chiều của dòng điện trong cả ba pha hoặc hướng

từ đầu đến cuối dây quấn hoặc ngược lại Song chúng có tồn tại hay không và dạng sóngnhư thế nào còn phụ thuộc vào kết cấu mạch từ và cách đấu dây quấn nữa

io3A= Io3msin3ti03B=Io3msin3(t -120o)=I03msin 3ti03C=I03msin 3(t -240o)= I03msin 3t

a) Trường hợp máy biến áp nối Y/Y

Vì dây quấn sơ cấp nối Y nên thành phần dòng điện bậc ba không tồn tại, do đó dòngđiện từ hóa io có dạng hình sin và từ thông do nó sinh ra sẽ có dạng vạt đầu Như vậy cóthể xem từ thông tổng ϕ gồm sóng cơ bản ϕ1 và các sóng điều hòa bậc cao, ϕ3, ϕ5 Vì cácthành phần từ thông bậc cao hơn 3 rất nhỏ có thể bỏ qua Đối với tổ máy biến áp ba pha,

vì mạch từ củacả ba pha riêng rẽ, từ thông ϕ3 của cả ba pha cùng chiều tồn tại mọi thờiđiểm sẽ dễ dàng khép kín trong từng lõi thép như từ thông ϕ1 Do từ trở của lõi thép rấtnhỏ, nên ϕ3 có trị số khá lớn Kết quả là trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp của máy biến

áp, ngoài sức điện động cơ bản e1 do từ thông ϕ1 tạo ra, còn có các sức điện động bậc 3 doϕ3 tạo ra khá lớn E3=(45-60)%E1

b) Trường hợp máy biến áp nối ∆/Y

Dây quấn sơ cấp nối D, nên dòng điện io3 sẽ khép kín trong tam giác đó, vì vậy dòng điện

từ hóa vì có thành phần bậc 3 sẽ có dạng nhọn đầu, do đó từ thông và các sức từ động củadây quấn sơ cấp và thứ cấp đều có dạng hình sin

c) Trường hợp máy biến áp nối Y/∆

Do dây quấn sơ cấp nối Y nên dòng điện từ hóa trong đó sẽ không có thành phần điềuhòa bậc 3, như vậy từ thông sẽ có dạng vạt đầu, nghĩa là tồn tại thành phần từ thông bậc 3ϕ3 Từ thông bậc bậc 3 sẽ cảm ứng trong dây quấn thứ cấp sức điện động bậc 3 e23 Đếnlượt e23 gây ra trong mạch vòng thứ cấp nối tam giác dòng điện bậc 3 i23, rõ ràng i23 sẽsinh ra từ thông bậc 3 gần như ngược pha với ϕ3 của dòng điện sơ cấp tạo nên Do đó từthông tổng trong lõi thép là ϕ = ϕ3y + ϕ3d ≈ 0 Ảnh hưởng của từ thông bậc3 trong mạch từkhông đáng kể nữa, sức điện động pha sẽ gần như hình sin

1.1.4 Ký hiệu :

1.1.5 Thông số kỹ thuật:

- Công suất định mức Sđm (KVA)

- Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm (V)

- Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm (V)

- Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm (A)

- Dòng điên dây định mức thứ cấp I2đm (A)

- Tần số fđm (Hz)

1.2

Máy biến áp một pha :

1.2.1 Khái niệm :

Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, nguyên lý làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện

từ, dùng để biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều từ điện áp này thành hệ thốngdòng điện xoay chiều điện áp khác nhưng có tần số không đổi.

1.2.2 Cấu tạo :

Máy biến áp một pha có hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn

1.2.3 Nguyên lý làm việc :

Đặt điện áp xoay chiều tần số f ở hai đầu cuộn sơ cấp trong dây quấn sơ sẽ có dòng Trong lõi thép sẽ có từ thông móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp, cảmứng ra các sđđ và Khi MBA có tải, trong dây quấn thứ sẽ có dòng điện đưa ra tảivới điện áp là Từ thông móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp gọi là từthông chính.

Giả sử điện áp sin nên từ thông  cũng biến thiên sin, ta có: =

Theo định luật cảm ứng điện từ, các sđđ cảm ứng sinh ra trong dây quấn sơ cấp vàthứ cấp MBA là:

Trong đó: , là trị số hiệu dụng của sđđ sơ cấp và thứ cấp, cho bởi:

Tỉ số biến áp k của MBA:

Nếu giả thiết MBA đã cho là MBA lý tưởng, nghĩa là bỏ qua sụt áp đã gây ra do điện trở

Nếu bỏ qua tổn hao trong MBA thì:

Như vậy ta có :

1.2.4 Phân loại :

Có nhiều cách phân loại máy biến áp:

Theo loại dòng điện ta chia ra máy biến áp là MBA một pha, ba pha hay nhiều pha

Máy biến áp có ít nhất là hai cuộn dây:

+ Dây quấn nối với nguồn gọi là dây quấn sơ cấp

+ Dây quấn nối với tải gọi là dây quấn thứ cấp

+ Dây quấn nối với nguồn cao áp gọi là dây quấn cao áp

+ Dây quấn nối với nguồn hạ áp gọi là dây quấn hạ áp

Máy biến áp có điện áp sơ cấp lớn hơn điện áp thứ cấp gọi là máy biến áp giảm áp

Máy biến áp có điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp

Máy biến áp có ba cuộn dây (1 cuộn sơ, 2 cuộn thứ)

Máy biến áp tự ngẫu (ngoài liên hệ về từ còn liên hệ về điện)

Máy biến áp đặc biệt như máy biến áp hàn, máy biến áp đo lường, máy biến áp điềukhiển

Chọn máy biến áp có các thông số kỹ thuật sau:

- Công suất máy biến áp: SMBA=( 1.3 1.5) Stải

- Điện áp định mức cuộn sơ cấp máy biến áp: UđmMBA= Ulv

- Dòng điện định mức cuộn sơ cấp máy biến áp: IđmMBA= Ilv

1.3

Động cơ một chiều :

1.3.1 Cấu tạo :

Cấu tạo động cơ điện một chiều có thể chia thành hai phần chính là phần tĩnh(stato) vàphần quay (rôto)

Phần tĩnh (stato) gồm: cực từ chính, cực từ phụ,gông từ

Phần quay (roto) gồm : lõi sắt phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp

Chổi than là các bô phận dẫn điện cố định Lò xo dung để chỉnh lực ép của chổi than lên

bề mặt cổ góp Chổi than có nhiệm vụ đưa dòng điện từ phần ứng ra ngoài hay ngược lại

Cổ góp gồm có các phiến góp bằng đồng được ghép lại thành hình trụ tròn,gắn trên đầutrục roto, giữa các phiến góp được cách điện với nhau bằng các tấm mica

1.3.2 Nguyên lí làm việc :

Khi đặt điện áp một chiều vào hai đầu chổi than , trong dây quấn phần ứng xuất hiệndòng điện một chiều Iư, dưới tác dụng của từ trường sẽ chịu lực điện từ Fđt tác dụng làmcho rôto quay, chiều lực điện từ được xác định theo qui tắc bàn tay trái

Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Eư, ở độngcơmột chiều sức điện động phần ứng ngược chiều với dòng điện phần ứng nên sức điệnđộng phần ứng con được gọi là sức phản điện

1.3.3 Phân loại :

1.3.4 Kí hiệu :

1.4.2 Cấu tạo :

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghéptheo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistorngược về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiềunhau Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B(Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp

Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter ) viết tắt là E, và cực thuhay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại Nhay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhauđược

1.4.3 Nguyên lí hoạt động :

Xét hoạt động của Transistor NPN :

Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và(-) nguồn vào cực E Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào haicực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E Khi công tắc mở , ta thấyrằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy quamối C E ( lúc này dòng IC = 0 ) Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do

đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => quamối BE về cực (-) tạo thành dòng IB Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng códòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng

IB Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo mộtcông thức

IC = β.IBTrong đó :

IC : dòng chạy qua mối CE

IB : dòng chạy qua mối BE

β : hệ số khuyếch đại của Transistor

Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối

tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE Do lớp bán dẫn P tại cực Brất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượtqua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phầnnhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bịhút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy quaTransistor

Xét hoạt động của Transistor PNP :

Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tính củacác nguồn điện UCE và UBE ngược lại Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ Esang B

1.5.2 Cấu tạo :

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi làđiện môi

Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điệncũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá

C = ξ S / dTrong đó:

C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F)

ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện

d : là chiều dày của lớp cách điện

S : là diện tích bản cực của tụ điện

1.5.4 Đơn vị điện dung của tụ :

Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơnnhư MicroFara (µF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF)

1Fara = 1.000.000 µ Fara = 1.000.000.000 n F = 1.000.000.000.000 p F

1.5.5 Ký hiệu : Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor)

Ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý

1.6

Diode :

1.6.1 Khái niệm :

Diode bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua

nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bándẫn

1.6.2 Cấu tạo :

Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp

P – N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư

thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạothành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa haichất bán dẫn

* Ở hình trên là mối tiếp xúc P – N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn

Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn

1.6.3 Nguyên lý hoạt động :

Khối bán dẫn loại P chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép vớikhối bán dẫn N (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyễn độngkhuếch tán sang khối N Cùng lúc khối P lại nhận thêm các điện tử (điện tích âm) từ khối

N chuyển sang Kết quả là khối P tích điện âm (thiếu hụt lỗ trống và dư thừa điện tử)trong khi khối N tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống)

Nếu đặt điện áp bên ngoài ngược với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và

lỗ trống không bị ngăn trở bởi điện áp tiếp xúc nữa và vùng tiếp giáp dẫn điện tốt Nếuđặt điện áp bên ngoài cùng chiều với điện áp tiếp xúc, sự khuyếch tán của các điện tử và

lỗ trống càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do Nói cáchkhác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định

1.6.4 Phân cực cho Diode :

 Phân cực thuận :

Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anôt ( vùng bán dẫn P ) và điện áp âm (-) vào Katôt( vùng bán dẫn N ) , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹplại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V ( với Diode loại Si ) hoặc 0,2V ( vớiDiode loại Ge ) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không => Diode bắt đầu dẫn điện.Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện ápgiữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )

Diode (Si) phân cực thuận – Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

Đường đặc tính của nó là đồ thị UI với u là trục tung và i là trục hoành Giá trị điện áp đạtđến 0.6V thì bão hòa

Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa códòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đódòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V

IDmax : dòng điện cực đại mà diode có thể chịu được

Vng.max : điện áp ngược cực đại mà diode không bị đánh thủng

Đường đặc tính của diode.

op-1.7.2 Nguyên lý hoạt động :

Đầu vào vi sai của mạch khuếch đại gồm có đầu vào đảo và đầu vào không đảo, và mạchkhuếch đại thuật toán thực tế sẽ chỉ khuếch đại hiệu số điện thế giữa hai đầu vào này.Điện áp này gọi là điện áp vi sai đầu vào Trong hầu hết các trường hợp, điện áp đầu racủa mạch khuếch đại thuật toán sẽ được điều khiển bằng cách trích một tỷ lệ nào đó củađiện áp ra để đưa ngược về đầu vào đảo Tác động này được gọi là hồi tiếp âm Nếu tỷ lệnày bằng 0, nghĩa là không có hồi tiếp âm, mạch khuếch đại được gọi là hoạt động ởvòng hở Và điện áp ra sẽ bằng với điện áp vi sai đầu vào nhân với độ lợi tổng của mạchkhuếch đại, theo công thức sau :

Trong đó V+ là điện thế tại đầu vào không đảo, V− là điện thế ở đầu vào đảo và G gọi là

độ lợi vòng hở của mạch khuếch đại

Một cấu hình khác của mạch khuếch đại thuật toán là sử dụng hồi tiếp dương, mạch nàytrích một phần điện áp ra đưa ngược trở về đầu vào không đảo Ứng dụng quan trọng của

nó dùng để so sánh, với đặc tính trễ hysteresis

1.7.3 Ký hiệu :

Trong đó:

 V+: Đầu vào không đảo

 V-: Đầu vào đảo

 Vout: Đầu ra

 VS+: Nguồn cung cấp điện dương

 VS−: Nguồn cung cấp điện âm

Các chân cấp nguồn (VS+ and VS−) có thể được ký hiệu bằng nhiều cách khác nhau.Thông thường những chân này thường được vẽ dồn về góc trái của sơ đồ cùng với hệthống cấp nguồn cho bản vẽ được rõ ràng

Các thành phần còn lại bao gồm: hộp giữ cầu chì, các chấu mắc, nắp cầu chì, v.v

1.8.3 Nguyên lý hoạt động :

Cầu chì thực hiện theo nguyên lý tự chảy hoặc uốn cong để tách ra khỏi mạch điện khicường độ dòng điện trong mạch tăng đột biến Để làm được điều này, điện trở của chấtliệu làm dây cầu chì cần có nhiệt độ nóng chảy , kích thước và thành phần thích hợp

Đường đặc tính của cầu chì.

1.8.4 Thông số kỹ thuật :

Điện áp định mức dây chảy Udc

Dòng điện định mức dây chảy Idc

1.8.5 Tính chọn :

Chọn dây chảy cầu chì theo điều kiện :

 Dòng điện định mức dây chảy cầu chì: Idc> Itt (A)

 Điện áp định mức dây chảy cầu chì: Udc Unguồn (V)

Trong đó:

Idc : Dòng điện định mức của dây chảy cầu

Itt : Dòng điện tính toán của phụ tải mà cầu chì bảo vệ

1.8.6 Phân loại :

 Phân theo môi trường hoạt động :

Cầu chì cao áp / Cầu chì hạ áp / Cầu chì ô tô

 Phân theo đặc điểm trực quan :

Cầu chì sứ / Cầu chì ống / Cầu chì hộp / Cầu chì tự rơi / Cầu chì nổ

 Phân theo số lần sử dụng :

Có loại cầu chì dùng một lần rồi bỏ , loại khác có thể thay dây chì mới để tiếp tục sửdụng và có loại có thể tự nối lại mạch điện sau khi ngắt mà không cần con người nhờ cấutạo bằng chất dẻo