Đồ án Chỉnh lưu cầu 3 pha có đảo chiều

1. Täøng quan vãö âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu 1.1. Khaïi quaït Do coï thãø âiãöu chènh täúc âäü dãø daìng nãn âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu âæåüc duìng phäø biãún trong hãû thäúng truyãön âäüng âiãûn cuía caïc nghaình cäng nghiãûp, giao thäng váûn taíi.. . âàûc biãût åí nhæîng thiãút bë cáön âiãöu chènh täúc âäü quay liãn tuûc trong phaûm vi räüng våïi daíi cäng suáút âäüng cå mäüt chiãöu (Â) tæì vaìi W âãún vaìi ngaìn MW . Phán loaûi: Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu chia laìm nhiãöu loaûi theo sæû bäú trê cuía cuäün kêch tæì : Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì song song. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì näúi tiãúp. Âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì häùn håüp. 1.1.2. Æu nhæåüc âiãøm cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu: Æu âiãøm: Coï nhiãöu phæång phaïp âiãöu chènh täúc âäü. üCoï nhiãöu phæång phaïp haîm täúc âäü. Nhæåüc âiãøm: Täún nhiãöu kim loaûi maìu Chãú taûo, baío quaín khoï khàn Giaï thaình âàõt hån caïc maïy âiãûn khaïc 1.2. Âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp : Quan hãû giæîa täúc âäü vaì mämen âäüng cå goüi laì âàûc tênh cå cuía âäüng cå:  = f(M) hoàûc n = f(M). Quan hãû giæîa täúc âäü vaì mämen cuía maïy saín xuáút goüi laì âàûc tênh cå cuía maïy saín xuáút :c= f(Mc) hoàûc nc= f(Mc). Ngoaìi âàûc tênh cå, âäúi våïi âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu ngæåìi ta coìn sæí duûng âàûc tênh cå âiãûn. Âàûc tênh cå âiãûn biãøu diãùn quan hãû giæîa täúc âäü vaì doìng âiãûn trong maûch âäüng cå:  = f(I) hoàûc n = f(I). Trong phaûm vi cuía âãö taìi naìy chè xeït âãún âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp. 1.2.1. Phæång trçnh âàûc tênh cå : Âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu laì quan hãû n=f(M), âáy laì âàûc tênh quan troüng nháút cuía âäüng cå. Tæì så âäö trãn ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn cuía maûch pháön æïng nhæ sau: Uæ = Eæ + Ræ Iæ (1) Trong âoï : Uæ , Eæ , Ræ , Iæ láön læåüc laì âiãûn aïp ,sæïc âiãûn âäüng, âiãûn tråí, doìng âiãûn cuía maûch pháön æïng. Suáút âiãûn âäüng Eæ pháön æïng cuía âäüng cå âæåüc xaïc âënh theo biãøu thæïc sau: Eæ = ¬ = (2) Trong âoï : N : säú thanh dáùn taïc duûng cuía cuäün dáy pháön æïng a : säú âäi maûch nhaïnh song song cuäün pháön æïng : tæì thäng kêch tæì dæåïi mäüt cæûc tæì Ce = : hãû säú S.â.â n : säú voìng quay p : säú âäi cæû Nãúu biãøu diãùn theo täúc âäü goïc ta coï: Eæ = ¬ = Trong âoï: Ke= Khi trong thanh dáùn coï doìng âiãûn iæ thç thanh dáùn seî chëu mäüt læûc âiãûn tæì taïc duûng, chiãöu xaïc âënh theo quy tàõc baìn tay traïi vaì noï seî taûo ra mäüt mämen âiãûn tæì coï âäü låïn: (3) Trong âoï: laì hãû säú mämen Iæ laì doìng âiãûn pháön æïng Trong chãú âäü âäüng cå M vaì n ngæåüc chiãöu, Eæ ngæåüc chiãöu iæ . Tæì phæång trçnh (1) ,(2) vaì (3) ta coï phæång trçnh âàûc tênh cå âiãûn cuía âäüng cå nhæ sau: (4) hay Nãúu boí qua caïc täøn tháút cå vaì täøn tháút theïp thç mämen cå trãn truûc âäüng cå bàòng mämen âiãûn tæì, ta kyï hiãûu laì M. Nghéa laì Mât= Me= M. Khi âoï ta âæåüc: hay Âáy laì phæång trçnh âàûc tênh cå cuía âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu kêch tæì âäüc láûp. 2. Caïc phæång phaïp âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu: Vãö phæång diãûn âiãöu chènh täúc âäü , âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu coï nhiãöu æu viãût hån so våïi caïc loaûi âäüng cå khaïc, khäng nhæîng coï khaí nàng âiãöu chènh täúc âäü dãù daìng maì cáúu truïc maûch læûc, maûch âiãöu khiãøn âån giaín hån âäöng thåìi laûi âaût täúc âäü âiãöu chènh cao trong daîi âiãöu chènh täúc âäü räüng. Trãn thæûc tãú ta coï ba phæång phaïp cå baín âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mäüt chiãöu: Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn tråí phuû trong maûch pháön æïng. Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi tæì thäng kêch tæì cuía âäüng cå. Âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn aïp pháön æïng cuía âäüng cå. Trong âãö taìi naìy chuïng ta seî âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn aïp trãn pháön æïng cuía âäüng cå. 2.1 Phæång phaïp âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi âiãûn tråí phuû trong maûch pháön æïng: Tæì phæång trçnh âàûc tênh cå täøng quaït Ta tháúy ràòng khi âæa thãm Rf vaìo maûch pháön æïng ta coï âàûc tênh cå laì: Theo phæång phaïp naìy ta coï n0=const, nãn khi tàng

MỤC LỤC Trang

Chương I TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

CÁC

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

Chương II TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐỘNG

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CÁC

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

1 Tổng quan về động cơ điện một chiều

1.1 Khái quát

Do có thể điều chỉnh tốc độ dể dàng nên động cơ điện một chiều được dùng phổ biến trong hệ thống truyền động điện của các nghành công nghiệp, giao thông vận tải đặc biệt ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độquay liên tục trong phạm vi rộng với dải công suất động

cơ một chiều (Đ) từ vài W đến vài ngàn MW

Phân loại:

Động cơ điện một chiều chia làm nhiều loại theo sự bố trí của cuộn kích từ :

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Động cơ điện một chiều kích từ song song

Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

1.1.2 Ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều:

- Ưu điểm:

Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ

üCó nhiều phương pháp hãm tốc độ

- Nhược điểm:

Tốn nhiều kim loại màu

Chế tạo, bảo quản khó khăn

Giá thành đắt hơn các máy điện khác

1.2 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập :

Quan hệ giữa tốc độ và mômen động cơ gọi là đặc tính cơ của động cơ:

 = f(M) hoặc n = f(M)

Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sản xuất :c= f(Mc) hoặc nc= f(Mc).Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều

người ta còn sử dụng đặc tính cơ điện Đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch động cơ:  = f(I) hoặc n = f(I)

Trong phạm vi của đề tài này chỉ xét đến đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

là điện áp ,sức điện động, điện

trở, dòng điện của mạch phần

ứng

của động cơ được xác định theo

N : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

a : số đôi mạch nhánh song song cuộn phần ứng

Iư là dòng điện phần ứng

chiều iư

Từ phương trình (1) ,(2) và (3) ta có phương trình đặc tính

cơ điện của động cơ như sau:

2



 M e

dt u

e C C

M R C

U

hay   M e2

dt u

e C K

M R K

Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen

cơ trên trục động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là

M Nghĩa là Mđt= Me= M Khi đó ta được:

 M e2

u

e C C

M R C

Trên thực tế ta có ba phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông kích từ của động cơ

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng của động cơ

Trong đề tài này chúng ta sẽ điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp trên phần ứng của động cơ

2.1 Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng:

Từ phương trình đặc tính cơ tổng quát

U

n 

nn0  n

đặc tính cơ là:

K

M R R n

n 0  u  f

Theo phương pháp này ta có n0=const, nên khi tăng Rf độ dốc của đặc tính cơ tăng lên tức tốc độ thay đổi nhiều hơn khi tải thay đổi

GVHD:NGUYỄN HOĂNG MAI Trang-4 SVTH: Nguyễn Thănh Luđn 06D2

Như vậy :

0 < Rưf 1< Rưf 2 <

nđm >n1 >n2

làm việc ở chế độ ngắn mạch, n= 0 Từ lúc này , ta có

điều chỉnh tốc độ động cơ được nữa Do đó phương pháp này là phương pháp điều chỉnh không triệt để

2.2 Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông kích từ động cơ:

Ta có phương trình đặc tính cơ:

giữ nguyên giá trị định mức

Như vậy: đm > 1 > 2 >

nđm <n1 <n2

động cơ lớn quá giới hạn cho phép, hoặc làm cho điều kiện chuyển mạch bị xấu đi do dòng phần ứng tăng cao,hoặc để đảm bảo chuyển mạch bình thường thì cần phải giảm dòng phần ứng và như vậy làm cho mômen cho phép trên trục động cơ giảm nhanh, dẫn đến động cơ

2.3 Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng

cách thay đổi điện áp phần ứng động cơ:

Từ phương trình đặc tính cơ tổng quát:

2



 M e

u e

u

C C

M R C

U

n 

n n

n 0  

Ta thấy: khi thay đổi Uư thì n0 thay đổi, còn n= const, vì vậy ta có các đường đặc tính điều chỉnh song song với nhau

chiều có thể thay đổi điện áp ra, thường dùng bộ biến đổi Bộ biến đổi có chức năng biến năng lượng điện

Ơí chế độ xác lập ta có phương trình đặc tính của hệ thống như sau:

b

C

R R C

Mặt khác:M C MI u



M U

ud b

C C

R

R 



Vì từ thông của động cơ

được giử không đổi nên độ

cứng của đặc tính cơ cũng

không đổi, còn tốc độ không

tải lý tưởng thì tuỳ thuộc vào

giá trị điện áp điều khiển Uđk

của hệ thống, do đó có thể

nói phương pháp điều chỉnh

này là triệt để

Để xác định được dãíy điều

chỉnh tốc độ ta để ý rằng

GVHD:NGUYỄN HOĂNG MAI Trang-6 SVTH: Nguyễn Thănh Luđn 06D2

BBĐ

tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ bản, là đặc tính ứng với điện áp phần ứng định mức và từ thông cũng được giữ ở giá trị định mức Tốc độ nhỏ nhất của dãy điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu vềsai số tốc độ và mômen khởi động Khi mômen tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là:



dm

M n

nmax  0max 



dm o

M n

nmin  min 

Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh phải có mômen ngắn mạch là:

dm M c

M min  max 

tính cơ là các đường thẳng song song nhau, nên theo định nghĩa về độ cứng đặc tính cơ ta có thể viết





  ( 1)

1.1

max 0 max

M

dm

K M n

M K

M n

D







Với một cơ cấu máy cụ thể thì các giá trị nmax,

thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng 

Trong suốt quá trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thông kích từ được giữ nguyên, do đó mômen tải cho phép của hệ sẽ là không đổi:

Mcp= KđmIđm=Mđm

Phạm vi điều chỉnh tốc độ nằm trong mômen hình chử nhật bởi các đường thẳng n= nđm, M = Mđm, và các trục toạ độ

Khi phụ tải làm việc chế độ xác lập ta có mômen do động cơ sinh ra đúng bằng

mômen tải trên trục

Điều chỉnh tốc độ bằng

cách thay đổi điện áp phần

ứng là rất thích hợp trong

trường hợp mômen tải là hằng

trong toàn dãy điều chỉnh

n n M C C

R C

U n

M e

u e

u e

d

C

R C



n %n0

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC

Ta có sơ đồ mạch động lực của chỉnh lưu cầu ba pha dùng Tiristor có đảochiều quay của động cơ

Sơ đồ gồm bộ chỉnh lưu G1 và G2 mắc song song và ngược chiềunhau(như hình vẽ):

SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHỀU

GVHD:NGUYỄN HOÀNG MAI Trang-8 SVTH: Nguyễn Thành Luân 06D2

Lựa chọn sơ đồ thiết kế:

Đối với sơ động cơ điện có công suất như trên thì sơ đồ chỉnh lưu cầu bapha_có đảo chiều quay là hợp lý Tránh mất đối xứng điện áp nguồn nên ta chọn

sơ đồ cầu 3 pha điều khiển đối xứng

Các thông số của động cơ:

dm dm

47,85

dm dm

U R

Ud : điện áp tải một chiều

U2 : trị hiệu dụng điện áp nguồn xoay chiều của van

Ku : hệ số điện áp tải chỉnh lưu cầu 3 pha ( Ku = 3 6

 =2,34).

Knv : hệ số điện áp ngược chỉnh lưu cầu 3 pha ( Knv = 6)

2.Dòng điện làm việc của van:

Idm v = ki Ilv = 1,7.27,63 = 46,971 (A)Trong đó:

Ki : hệ số dự trữ dòng điện Chọn Ki=1,7Vậy thông số van là:

Unv = 414,684 (V)

Idm v = 46,971 (A)Tra phụ lục 2,(Sách “Tính toán thiết kế thiết bị công suất”.Biên soạn :Trần Văn Thịnh -Nhà xuất bản giáo dục) ta chọn Tiristor loại 50RIF60W20 với các thông số định mức:

-Dòng điện định mức của van: Iđm = 50 (A)-Điện áp ngược cực đại của van: Unv = 600 (V)-Độ sụt áp trên van: ∆U = 2,0 (V)-Dòng điện rò: Ir = 15 (mA)-Điện áp điều khiển: Udk = 2,5 (V)-Dòng điện điều khiển: Idk = 0,15 (A) -Dòng điện đỉnh: Ipikmax = 1000 (A) -Tốc độ biến thiên điện áp: du

II.TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP CHỈNH LƯU

Chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ sơ đồ đấu dây Δ/Y_1 làm mát bằng không khí tựnhiên

A

B C

Vectơ sđđ của MBA động lực

 Ta chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ, có sơ đồ đấu dây ∆∕Y, làm mát tự nhiên bằng không khí

 Tính các thông số cơ bản:

1-Tính công suất biểu kiến máy biến áp:

10000S=K K 1,05 11053( )

3-Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:

Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:

 là góc dự trữ khi có sự suy giảm điện áp lưới

Ud điện áp chỉnh lưu

ΔUv = 2ΔU=2.2,0=4V sụt áp trên các van

GVHD:NGUYỄN HOÀNG MAI Trang-11 SVTH: Nguyễn Thành Luân

x r

U  

biến áp khi có tải :

Chọn sơ bộ:

∆Uba = 6% Ud = 0,08 220 = 13,2(V)

ΔUdn ≈ 0 sụt áp trong dây nối

Từ phương trình cân bằng điện áp khi có tải ta có:

0 min

240,86.

102,97( )

3 6

d u

I2 = 2

3 Id = 2

3 47,85 =39,07(A)6-Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp:

10-Chọn tỷ số m =

d

h

= 2,3 thông thường(m = 2 – 2,5)Suy ra

h = 2,3 d = 2,3 11= 25,3 (cm)Suy ra chọn chiều cao trục là 25 (cm)

*Tính toán dây quấn

11-Số vòng dây mỗi pha sơ cấp máy biến áp:

13- Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Đối với dây dẫn bằng đồng, máy biến áp khô:

I

mm

Chọn dây dẫn tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B

Chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn: S1 = 3,89 (mm2)

Kích thước dây có kể cách điện: S1= a1xb1= 1,45x2,83 (mm)

(phụ lục bảng 9 sách Điện tử công suất)Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

Chuẩn hoá tiết diện theo tiêu chuẩn: S2 = 14,20(mm2)

Kích thước dây có kể cách điện: S2= a2xb2= 1,68x8,6 (mm)

Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp:

J2 = 2

*Kết cấu dây quấn sơ cấp

Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục:

16-Tính sơ bộ số vòng dây trên 1 lớp của cuộn sơ cấp:

k b

hg - khoảng cách từ gông đến cuộn dây sơ cấpTra bảng 18 – Tài liệu 2, chọn hg = 1,5 (cm)

Kc - hệ số ép chặtTra bảng 13.2 – Tài liệu 2, chọn kc = 0,9517-Tính sơ bộ số lớp dây ở cuộn sơ cấp:

18- Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp:

h1 =

c

1l 1

k

.Wb

= 0, 283.73,85 22

19-Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dày :

S01 = 0,1 (cm)20-Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp: a01 = 10 (mm)

21-Đường kính trong của ống cách điện:

D1 = dFe + 2 a01 – 2 S01 = 11 + 2 1 – 2 0,1 = 12,8 (cm)22-Đường kính trong của cuộn sơ cấp:

Dt1 = D1 + 2 S01 = 12,8 + 2 0,1 = 13 (cm)23-Chọn bề dày cách điện giữa các lớp dây ở cuộn sơ cấp:

cd11 = 0,1 (mm)

24-Bề dày cuộn sơ cấp:

Bd1 = (a1 + cd11) n1l = (1,45 + 0,1) 5 = 7,75 (mm)=0,775(cm)

25-Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp:

Dn1 = Dt1 + 2 Bd1 = 13 + 2 0,775 = 14,55 (cm)26-Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp:

l1 = W1  Dtb1 = 317  13,775 = 13718,3 (cm) = 137,2(m)

28-Chọn bề dày cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp:

cd01 = 1,0(cm)

*Kết cấu dây quấn sơ cấp

29- Chọn sơ bộ chiều cao cuộn thứ cấp:

31-Tính sơ bộ số lớp dây quấn thứ cấp:

GVHD:NGUYỄN HOÀNG MAI Trang-14 SVTH: Nguyễn Thành Luân

06D2

n12 =

l2

2W

k

bW

=

24,3.0,86

220,95 

(cm)34-Đường kính trong của cuộn thứ cấp:

 Tính kích thước mạch từ:

nữa tiết diện trụ (Tra theo bảng 41a trang 204 sách Thiết kế máy biến áp điện lực của tác giả Phan Tử Thụ)

Qbt= 2(1,4 7,5 + 0,9 6,5 + 0,6 5,5 + 0,5 4,0) = 43,3 (cm2)

44-Tiết diện hiệu quả của trụ:

46-Số lá thép dùng trong các bậc:

- Bậc 1 : n1 = 2 56

5,0

14

- Bậc 2 : n2 = 2 36

5,0

9

- Bậc 3 : n3 = 2 24

5,0

6

- Bậc 4 : n4 = 2 20

5,0

1025

 Tính các thông số của máy biến áp

55-Điện trở trong cuộn sơ cấp máy biến áp ở 750C:

1

1

1

137, 20,02133 0, 75

56-Điện trở trong cuộn thứ cấp máy biến áp ở 750C:

2

2

2

46,9080,02133 0,07

2 2

3

r W X

P P

68-Điện áp ngắn mạch phần trăm:

U U nm

Imax=932,6(A)< Ipikmax=1000(A)

Ipikmax lă đỉnh xung dòng điện max của Tiristor

3 Tính toán cuộn kháng lọc

3.1 Xác định góc mở cực tiểu và cực đại

min 10

mở dự trử để ta có thể bù và khi có sự sụt giảm điện áp lưới

Khi góc mở bé nhất  min thì điện áp trên tải là lớn

nhất

đm d d

min max

63coscos

U

U ar

U

U

d d

2 min

3.2 Xác định các thành phần sóng hài

Dùng khai triển Fourier ta xác định điện áp chỉnh lưu có dạng như sau:

n n

.6sin

6cos

0 1

26

3

2 2







k U

26

3

2 2







k U

n n

2

16

16

3

k k

16

3.3 Xác định điện cảm cuộn kháng lọc

Từ phân tích trên ta thấy rằng, khi góc mở càng tăng

biên độ thành phấn sóng hài càng cao, nghĩa là đập

mạch của điện áp và dòng điện tăng lên Sự đập mạchnày làm xấu chế độ chuyển mạch của vành góp, đồng thời gây ra tổn hao phụ dưới dạng nhiệt năng trong động

cơ Để hạn chế sự đập mạch này, ta phải mắc nối tiếp với động cơ một cuộn kháng lọc đủ lớn để

GVHD:NGUYỄN HOĂNG MAI Trang-19 SVTH: Nguyễn Thănh Luđn

Ngoài tác dụng hạn chế thành phần sóng hài bậc cao, cuộn kháng lọc còn tác dụng hạn chế vùng dòng điện dáng đoạn

Điện kháng lọc còn được tính khi góc mở  min Ta có:

dt di

Trong các thành phần xoay chiều bậc cao, thành phần sóng bậc k = 1 có mức độ lớn nhất, gần đúng ta có:

U~ = U1msin(6 + 1)

nên:

.2

1

1 1

fL

U

1.0.2.6

U

1.0 2.6

1

6

cos

3.4.Thiết kế kết cấu của cuộn kháng

Các thông số ban đầu:

1- Do điện cảm cuộn kháng lớn và điện trở rất bé,

ta có thể coi tổng trở cuộn kháng xấp xỉ bằng điện kháng của cuộn kháng:

Chuẩn hoá kích thược trụ theo kích thước có sẵn:

5- Với tiết diện trụ Q = 4,25 cm2

Chọn loại thép 330A l

a = 20 mm ; b = 25 mm

7- Khi các thành phần điện xoay chiều chạy qua cuộn kháng thì trong cuộn kháng sẽ xuất hiện

8- Ta có dòng điện chạy qua cuộn kháng:

Tính lại mật độ dòng điện: J = 47,97 2,74

17,5

k k

J

7.0

Qcs = . 68.17,50 1700

0,7

k ld

cs

Q c

h h b

W

Mỗi lớp có 10 vòng

dây quấn với trụ: a01 = 3 mm

183,18.10 68

17,5

tb k

l W S

với 0,02133 mm /2 m

Ta thấy điện trở rất bé, nên giả thiết ban đầu bỏ qua điện trở là đúng

TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Khi tính toán mạch điều khiển ta tiến hành tính toán từ tầng khuyết đại ngược trở lên Ở đây ta thiết kế mạch điều khiển theo nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính Mạch điều được tính xuất phát từ yêu cầu về mở xung

Thyristor

Các thông số cơ bản để tính mạch điều khiển:

GVHD:NGUYỄN HOĂNG MAI Trang-23 SVTH: Nguyễn Thănh Luđn

Điện áp điều khiển Thyristor : Udk = 2.5 (V)

0,150 (A)

V

1 Sơ đồ một kênh điều khiển (hình1)

2 Tính khâu khuyết đại xung, biến áp xung

- Máy biến áp xung:

Lõi sắt máy biến áp xung được làm từ các loại hợp

kim như hợp kim ferit, làm việc trên một phần của đặc

không khí

Máy biến áp xung có nhiệm vụ tạo ra một điện ápbằng điện áp điều khiển để mở Thyristor Đồng thời nógiúp cách ly giữa mạch động lực và mạch điều khiển

+ Điện áp thứ cấp máy biến áp xung: U2 = Uđk =

+ Dòng điện sơ cấp máy biến áp xung:

I1 =

3

15.0

0

10.830.10.25,1

3,0

6 2

6 6

3

044,110

.044,13

,0

05,0.5,7.15,0.10.167.10

ta có các thể tích mạch từ như sau:

= 21 mm

Chiều dài trung bình mạch từ : l = 5,2 cm

+ Số vòng dây quấn sơ cấp của MBA xung:

Theo định luật cảm ứng điện từ :

U1 =

x

t

B Q W dt

dB Q

W1   1 

10.27.3,0

10.167.5,7

50 3 1

+ Đường kính dây quấn sơ cấp:

+ Đường kính dây quấn thứ cấp:

Chọn dây có đường kính d2 = 0.22 mm.

+ Kiểm tra hệ số lắp đầy:

.03,012

52.22,0155.1,0

)4(

2

2 2

2 2

2 2 1

2 1 2

2 2 1 1

W S W S

K ld



Như vậy cửa sổ đủ diện tích cần thiết

- Tầng khuyết đại cuồi cùng.

- Chọn Tranzitor Tr2:

Chọn Tranzitor Tr2 loại 2SC9111 làm việc ở chế độ xung có các thông số sau:

Tranzitor loại NPN, làm bằng vật liệu Silic

Công suất tiêu tán colectơ: Pc = 1,7 W

Nhiệt độ lớn nhất ở mặt tiếp giáp: Tmax = 1750C

Dòng điện làm việc của Colectơ: IC = I1 = 50 (mA)

I

Ta thấy rằng với loại tiristo đã chọn có công suất

điều khiển khá bé: Uđk = 2,5 V, Iđk = 0,15 A, nên dòng

colectơ-bazơ của tranzitor Tr2 khá bĩ, trong trường hợp này

ta có thể không cần tranzitor Tr2 mà vẫn có đủ công suất điều khiển tranzitor

- Chọn nguồn cung cấp cho máy biến áp xung:

Chọn nguồn +E = 12(V)

Với nguồn cung cấp là E = 12(V) thì ta phải mắc thêm điện trở RC nối tiếp với cực colectơ của Tranzitor Tr2 để tránh quá áp cho Tranzitor

)(9005,0

5,712

GVHD:NGUYỄN HOĂNG MAI Trang-26 SVTH: Nguyễn Thănh Luđn

06D2