Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 31- 31 - Để T1 mở bão hoà thì : 1 1 C B I I hay 1 1 C bhB I KI với K bh =1,21,5 đợc gọi là hệ số bão hoà. Ta chọn = 10 và K bh =1,2. Ta có : 10 2,115 10 2,1 1212 1 RR E I B Chọn R 12 =1 k. Khi đó I C < I EC mãx . Suy ra: 8,1 10 10 152,1 3 1 B I mA Chọn R 11 sao cho : 8,1 13 11 1 R I B mA R 11 =7,2 k. Chọn D4 là loại D-1001 có các thông số: I=1 A U ng =100 V Tính toán khâu khuyếch đại xung: + Điện áp rơi trên cuộn sơ cấp của BAX là: U SC = 4,1 (V) ; I SC =125 (mA) - Bỏ qua điện trở cuộn dây sơ cấp của BAX R 16 ta cần chọn trong khoảng: R 16 75,18 800 15 I EC E () R 16 )(2,87 125,0 1,415 SC SC I UE Chọn R 16 = 50 () - Chọn T2 loại KH: C828 có các thông số: U EC =35 V I EC =300 mA = 1030 -Chọn T3 là loại ST603 có thông số: U CE =30 V I CE = 800 mA = 30100 3 2 C B I I ; = 2 3 =900; ( 2 = 3 =30). 14,0 900 10125 3 2 sc B I I mA Chọn 2,014,02,1 22 2 sc bh B I KI mA Khi U ab >0, U ss >0 thì phải tính R 13 ,R 14 để U B =1,4 (V) Ta có : Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 32- 32 - 2,0 2 131214 B BBss I RR UE R UU mA Với R 12 =1 k ( nh tính ở trên) ta có: 3 13 3 14 102,0 101 4,1154,113 RR Chọn R 13 =1 k ta sẽ tính đợc R 14 =1,66 k Chọn R 14 =1,5 k. Ta chọn R 15 nhỏ để khi U ss >0, U ab <0 điện áp U B < 0. Chọn 750 2 5,1 2 14 15 k R R . Theo kinh nghiệm ta chọn R 17 = 1 (k) -Chọn D 4 ,D 5 , D 6 là loại D-1001 có các thông số: U ng =100 V I=1 A 6- Tính toán khối nguồn và MBA đồng pha C1 C2 C3 C4 C5 C6 + ++ + + + - - - - 7815 7815 BADF 380V a a' b b' c c' Hình trên là sơ đồ nguyên lý nguồn cung cấp cho mạch điều khiển và là nguồn tín hiệu đồng pha. + Mạch điều khiển đợc cung cấp từ một biến áp nguồn 3 pha có chung lõi với biến áp đồng pha: Trong đó W1 là cuộn sơ cấp đợc nối với nguồn xoay chiều 3 pha 220/380 (V). Thứ cấp MBA gồm có các cuộn dây W2 và W3. W 1A W 2A W 3A CL1 Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 33- 33 - - W2 cung cấp cho bộ chỉnh lu (CL1). Đầu ra của bộ chỉnh lu này là các vi mạch ổn áp 7815 lấy ra điện áp +E=+15 (V) và vi mạch ổn áp 7915 lấy ra điện áp là -E=-15 (V). Nguồn E đợc cung cấp cho khuyếch đại thuật toán và các transistor. - W3 có điểm giữa để phát ra tín hiệu đồng bộ. a/ Khối nguồn Ta chọn tụ C1, C2 : C1=C2=1000F (để san bằng điện áp chỉnh lu). Còn C3=C4=C5=C6=100nF. Điod chọn loại 204 có I tb =800(mA), U ng =100(V) b/ Biến áp đồng pha Nh đã nêu ở trên, mạch tạo xung răng ca dùng khuyếch đại thuật toáncần điện áp đồng pha và điện áp nguồn. Biến áp đồng pha cung cấp cho nguồn nuôi OP (có công suất nhỏ dới 1W vì vậy kích thớc của MBA đồng pha rất nhỏ. Thực tế cho thấy rằng nếu chọn biến áp đồng pha nhỏ thì dẫn đến số vòng/vol (W0 ) lớn . Do đó cuộn dây sẽ to mặc dù ta dùng loại dây nhỏ nhất thì vẫn gây khó khăn cho việc chế tạo và không kinh tế. Theo tính toán ở phần trớc ta chọn: U 2 =15 (V); I 2 =200 (mA); U 3 = 12-0-12 (V) Dòng điện ở thứ cấp MBA đồng pha đã tính ở phần trớc là: I 3 = 116 mA. + Công suất : S 2 = U 2 I 2 = 1520010 -3 = 3(VA). S 3 = U 3 I 3 = 1211610 -3 = 1,4(VA). S = S 2 +S 3 = 3+1,4 = 4,4(VA). S 1 = U 1 I 1 = S = 4,4 )`(01,0 380 4,4 1 AI + Tiết diện trụ là : )(5,22,14,42,1 2 cmSS T + Số vòng/vol: 18 5,2 45 0 T S k W (vòng/vol). (ta chọn k=45 khi k=4250). + Số vòng cuộn dây W 1 : W 1 =W 0 U 1 =18380=6480 (vòng). + Số vòng cuộn dây W 2 : W 2 =W 0 U 2 =1815=270 (vòng). + Số vòng cuộn dây W 3 : W 3 =W 0 U 3 =1812=216 (vòng). 7. Tính toán khâu phản hồi: Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 34- 34 - Ud r1 r2 Rph Rkt Lkt Uph Tính toán r 2 , r 3 để có U ph =2(V) với U d =75(V) đây là giá trị để động cơ đồng bộ làm việc đợc ổn định. Chọn R ph =10(K) điện trở công suất. dòng qua R ph : I ph = 4 10 75 ph d R U = 7,5 (mA) Ta có : )(267275 200 2 22 r r UU R r phd ph Điều chỉnh R ph để đợc r 2 =267 (). Bộ biến đổi Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 35- 35 - KếT LUậN Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, cùng với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo Phạm quốc Hải và sự giúp đỡ của các bạn cùng lớp, em đã hoàn thành các nhiệm vụ đợc giao của bản đồ án: Thiết kế hệ thống điều khiển tự động kích từ cho động cơ đồng bộ ba pha. Trong nội dung nghiên cứu của bản đồ án này, em đã thực hiện đợc các nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu đối với hệ thống kích từ cho động cơ đồng bộ ba pha. - Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống. - Lựa chọn các sơ đồ mạch điều khiển, các thiết bị điều khiển và bảo vệ hệ thống. Trong quá trình thực hiện, chắc chắn bản thân em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của các thầy và các bạn để bản đồ án này đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 10 tháng 12 năm 2001 Sinh viên Nguyễn Thanh Lịch Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 36- 36 - Tài liệu tham khảo 1. Gt : Điện tử công suất Tg : Nguyễn Bính 2. Tl : Hớng dẫn thiết kế thiết bị điện tử công suất ĐHBKHN- Bộ môn Thiết bị điện -Điện tử 3. Gt : Phân tích và giải mạch (NXBKH_KT) Tg : Phạm Quốc Hải ,Dơng Văn Nghi 4. Gt : Thiết kế máy biến áp ( NXBKH_KT) . Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 36- 36 - Tài liệu tham khảo 1. Gt : Điện tử công suất Tg : Nguyễn Bính 2. Tl : Hớng dẫn thiết kế thiết. )( 267 275 200 2 22 r r UU R r phd ph Điều chỉnh R ph để đợc r 2 = 267 (). Bộ biến đổi Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 35- 35 - KếT LUậN. W 3A CL1 Đề tài: Thiết kế mạch tự động kích từ cho động cơ đồng bộ Điện tử công suất. 33- 33 - - W2 cung cấp cho bộ chỉnh lu (CL1). Đầu ra của bộ chỉnh lu này là các vi mạch ổn áp 7815