Đang tải... (xem toàn văn)
Ngày nay ,không chỉ ở các nước phát triển ,ngay ở nước ta các thiết bị bán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong sinh hoat gia đình .các xí nghiệp và nhà máy như xi măng ,thuỷ điện giáy ,đường ,dệt ,sợi ,đóng tàu là những minh chứng. Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới dây trruyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý .Xuất phát tử yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thày cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án điện án thông qua đồ án môn hoc điện tử công suất . Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về tự động hoá trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như các lĩnh vực khác tăng trưởng không ngừng. Điều này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư phải nắm bắt và thiết kế ra những hệ điều khiển tự động phục vụ thiết thực cho các lĩnh vực của cuộc sống. Đồ án môn học là một yêu cầu cần thiết và bắt buộc với sinh viên ngành tự động hoá. Nó kiểm tra và khảo sát trình độ thực tế của sinh viên và giúp cho sinh viên có tư duy độc lập vơí công việc. Mặc dù vậy , với sinh viên chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế , cần có sự giúp đỡ của các thầy cô giáo nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Qua đây, em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo đã hướng dẫn , chỉ bảo em tận tình để em hoàn thành tốt đồ án này.
Nguyễn Văn Vinh LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay ,không chỉ ở các nước phát triển ,ngay ở nước ta các thiết bị bán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong sinh hoat gia đình .các xí nghiệp và nhà máy như xi măng ,thuỷ điện giáy ,đường ,dệt ,sợi ,đóng tàu là những minh chứng. Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới dây trruyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý .Xuất phát tử yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thày cô trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án điện án thông qua đồ án môn hoc điện tử công suất . Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về tự động hoá trong các lĩnh vực công nghiệp cũng như các lĩnh vực khác tăng trưởng không ngừng. Điều này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư phải nắm bắt và thiết kế ra những hệ điều khiển tự động phục vụ thiết thực cho các lĩnh vực của cuộc sống. Đồ án môn học là một yêu cầu cần thiết và bắt buộc với sinh viên ngành tự động hoá. Nó kiểm tra và khảo sát trình độ thực tế của sinh viên và giúp cho sinh viên có tư duy độc lập vơí công việc. Mặc dù vậy , với sinh viên chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế , cần có sự giúp đỡ của các thầy cô giáo nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Qua đây, 1 Nguyễn Văn Vinh em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo đã hướng dẫn , chỉ bảo em tận tình để em hoàn thành tốt đồ án này. 2 Nguyễn Văn Vinh CHƯƠNGI: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU 1.1. Các nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều 1.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính : phần tĩnh và phần động. * Phần tĩnh hay stato. Đây là đứng yên của máy , bao gồm các bộ phận chính sau: a, Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ . Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt . Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông . Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ . Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau. b, Cực từ phụ : Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều . Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép 3 Nguyễn Văn Vinh khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông. c, Gông từ : Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy. d, Các bộ phận khác. Bao gồm: - Náp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang. - Cơ cấu chổi than : để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại. * Phần quay hay rôto. Bao gồm những bộ phận chính sau : 4 Nguyễn Văn Vinh a, Lõi sắt phần ứng : dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấn vào. Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục. Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto. b, Dây quấn phần ứng. Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép. 5 Nguyễn Văn Vinh Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit. c, Cổ góp : dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng. d, Các bộ phận khác. - Cánh quạt : dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làm nguội máy. - Trục máy : trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép cacbon tốt. 1.1.2. Nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều Có rất nhiều phương pháp để đảo chiều động cơ điện 1 chiều. Nhưng chúng ta sử dụng các 6 Nguyễn Văn Vinh 1.2. Các phương pháp đảo chiều động cơ 1. Dùng phương pháp đảo chiều bằng đảo đấu điện áp đặt vào phần ứng động cơ nhờ 2 mạch chỉnh lưu: 2.Dùng phương pháp đảo chiều kích từ 7 Nguyễn Văn Vinh 3. Đảo chiều phần ứng động cơ bằng công tắc tơ T và N 8 Nguyễn Văn Vinh 4. Đảo chiều kích từ bằng công tắc tơ T và N CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 2.1. Các phương án chỉnh lưu - Các bộ chỉnh lưu đảo chiều dùng cho động cơ 1 chiều cần quay theo cả 2 chiều với chế độ làm việc ở cả 4 góc điều chỉnh - Tuỳ theo yêu cầu về chất lượng điều chỉnh mà có thể sử dụng các sơ đồ sau: Nhận xét : 9 Nguyễn Văn Vinh - Hai sơ đồ 3,4 chỉ áp dụng cho hệ thống không đòi hỏi cao về chất lượng đảo chiều, thông dụng và đáp ứng được yêu cầu chất lượng sơ đồ hình1. - Để đấu 2 mạch chính với nhau cấp ra một tải có 2 kiểu là: kiểu đấu chéo số 8 và đấu song song ngược. - Có 2 phương pháp điều kiển đảm bảo mạch hoạt động bình thường là phương pháp điều khiển chung và phươg pháp điều kiển riêng • Phương pháp điều khiển chung 10 [...]... vào lúc điện không phải dùng biến áp lực như sơ đồ hình tia - Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - điều chỉnh một chiều, bộ biến đổi điện là các mạch CL điều khiển có sđđ E d phụ thuộc vào giá trị của pha xung điều khiển (góc điều khiển ) Chỉnh lưu có thể dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích 16 Nguyễn Văn Vinh động cơ Tuỳ theo yêu cầu của truyền động mà... U2a,U2b,U2c sức điện động thứ cấp máy biến áp nguồn E : sức điện động của động cơ R, L :điện trở, điện cảm trong mạch R = 2.Rba + Ru + Rk + Rdt L = 2.Lab + Lu + Lk Rba, Lba : điện trở, điện cảm của MBA qui đổi về thứ cấp Rk, Lk : điện trở và điện cảm cuộn kháng lọc Rdt : điện trở mạch phần ứng động cơ được tính : 28 Nguyễn Văn Vinh Ru = 0,5.(1 − η ) U udm ( Ω) I udm Lư : điện cảm mạch phần ứng động cơ được... Trong hệ TĐĐ một chiều, động cơ điện cần làm việc ở những chế độ khác nhau trong đó có lúc động cơ trở thành máy phát điện Năng lượng phát ra này trả về lưới điện xoay chiều Để thoả mãn yêu cầu này bộ CL chuyển sang hoạt động ở chế độ nghịch lưu vì nó hoạt động (đồng bộ ) theo nguồn xoay chiều nên gọi là nghịch lưu phụ thuộc -Như vậy mạch điện lúc này có 2 nguồn sức điện động : e1 :sđđ lưới xoay chiều. .. khiển, ta sẽ điều chỉnh được điện áp và dòng điện chỉnh lưu Việc điều chỉnh này được thực hiện vô cấp và không cần tiếp điểm Hơn nữa yêu cầu đồ án là bộ chỉnh lưu có đảo chiều cấp cho động cơ điện một chiều nên em chọn bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn dùng Tiristor * Chỉnh lưu điều khiển (Tiristor) Cho phép thực hiện các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện điện một chiều với độ tự động hoá cao nên được sử... suất đặt và giá thành hệ thống Tuy nhiên phương pháp điều khiển này cho phép điều chỉnh nhanh tối đa • Phương pháp điều khiển riêng - Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn một bộ bién đổi kia bị khoá do chưa có xung điều khiển Hệ có hai bộ biến đổi là BĐ1và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tương ứng là FX1... lưu với tải và các động cơ điện một chiều có công suất vừa phải thì ta dùng chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng là hợp lý hơn cả bởi lẽ ở công suất này để tránh lệch tải điện áp , không thể thiết kế theo sơ đồ một pha, sơ đồ tia ba pha sẽ làm mất đối xứng điện áp nguồn Nên trong đồ án này ta chọn sơ đồ thiết kế chọn là sơ đồ cầu ba pha I dm = Các thông số cơ bản còn lại của động cơ P 25000 = = 227,... một chiều 26 Nguyễn Văn Vinh Ta biết rằng một nguồn sức điện động sẽ phát được năng lượng nếu chiều sức điện động và dòng điện trùng nhau,ngược lại nó sẽ nhận năng lượng khi chiều sức điện động và dòng điện ngược nhau Xuất phát từ nguyên tắc trên ta thấy rằng với bộ chỉnh lưu chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều xác định thì để có chế độ nghịch lưu cần phải thực hiện hai điều kiện : +Về phía một chiều. .. truyền động chỉnh lưu điều khiển động cơ một chiều bộ biến đổi là các mạch chỉnh lưu điều khiển - Các bộ biến đổi có thể dùng : + Bộ biến đổi điện từ : Khuyếch đại từ + Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Tiristor + Bộ biến đổi xung áp một chiều : Tiristor hoặc Transior Do những ưu điểm nổi bật của bộ chỉnh lưu Tiristor có thể thay đổi thời điểm đặt xung điện áp lên cực điều khiển, ta sẽ điều chỉnh... Vinh b1 = i LD i1L + i2 L b2 = i LD i2 L + i1L • Nhận xét: Hệ truyền động van đảo chiều điểu khiển riêng có ưu điểm làlàm việc an toàn ,không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi nên không cần thiết kế cuộn kháng cân bằng ,song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không • Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng hai bộ biến đổi làm việc độc lập, trong một thời điểm... dòng điện khởi động ngược không đổi , điều này được thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự động dòng điện của hệ thống trên sơ đồ của khối lôgic LOG , i LĐ , iL1 , iL2 là các tín hiệu lôgic đầu vào b1,b2 là các tín hiệu lôgic đầu ra để khoá các bộ phát xung điều khiển iLĐ = 1 phát xung điều khiển mở BĐ1 iLĐ = 0 phát xung điều khiển mở BĐ2 i1L (i2L) = 1 có dòng điện chảy qua bộ BĐ1 và BĐ2 b1(b2) = . Vinh CHƯƠNGI: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU 1.1. Các nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều 1.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai. Nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều Có rất nhiều phương pháp để đảo chiều động cơ điện 1 chiều. Nhưng chúng ta sử dụng các 6 Nguyễn Văn Vinh 1.2. Các phương pháp đảo chiều động cơ 1. Dùng. Dùng phương pháp đảo chiều bằng đảo đấu điện áp đặt vào phần ứng động cơ nhờ 2 mạch chỉnh lưu: 2.Dùng phương pháp đảo chiều kích từ 7 Nguyễn Văn Vinh 3. Đảo chiều phần ứng động cơ bằng công tắc