Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu về WIMAX, nhiễu và ảnh hưởng của nhiễu trong WIMAX
đề ti thiết kế đồ án môn học truyền động điện Ngời thiết kế: lê thành đồng. Lớp K33IC Giáo viên hớng dẫn: nguyễn ngọc kiên. Nội dung đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo chiều, phụ tải M C =const với các chỉ tiêu kỹ thuật nh sau: - Dùng sơ đồ cầu ba pha - Công suất động cơ: 1,5 kW - Dải điều chỉnh công suất: 50/1 - Sai lệch tĩnh: S t 5%. - số lợng bản vẽ: 3 bản A 0 +Sơ đồ nguyên lý hệ thống +Giản đồ điện áp +Đặc tính tĩnh Thái Nguyên, ngày tháng năm 2001. Giáo viên hớng dẫn Nguyễn ngọc kiên trờng đại học kỹ thuật công nghiệp khoa điện bộ môn tự động hoá xí nghiệp công nghiệp =====****====== đồ án môn học truyền động điện Họ và tên : lê thành đồng Lớp : K33IA Gv hớng dẫn :nguyễn ngọc kiên Ngày hoàn thành: 10 tháng 8 năm 2001 http://www.ebook.edu.vn 1 Phần 1 giới thiệu chung Ngày nay, nền khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng,với sự yêu cầu ngày càng cao của sản xuất tự động hoá, đơn giản, thuận tiện trong quá trình thao tác, vận hành và mong muốn giảm đợc sức lao động của ngời sản xuất, và chi phí ở mức thấp nhất. Nhng yêu cầu về mặt chất lợng sản phẩm không ngừng nâng cao. Chính, vì những yêu cầu ấy mà có nhiều hệ thống truyền động đợc đa vào ứng dụng nh: - Hệ thống truyền động máy phát động cơ - Hệ thống truyền động máy điện khuyếch đại động cơ - Hệ thống truyền động xung áp động cơ - Hệ thống truyền động chỉnh lu tiristor động cơ Trong phạm vi đề tài thì ta xét hệ thống truyền động van động cơ Chơng 1 giới thiệu mạch động lực Ta thấy, ngành vật liệu mới không ngừng phát triển, đặc biệt là vật liệu bán dẫn đang đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành. Với mong muốn tạo ra đợc những linh kiện có khả năng làm việc với độ chính xác cao nhất, đem lại lợi ích kinh tế nhất, trong hệ thống truyền động van động cơ bộ biến đổi là các van mạch chỉnh lu điều khiển có suất điện động E d hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị của pha xung điều khiển. Hơn nữa, bộ chỉnh lu có thể làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích t của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu cho phù hợp.Có thể phân biệt theo số pha - Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha, 12 pha . - Sơ đồ: hình tia, hình cầu . - Số nhịp:Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn Hơn nữa, bộ chỉnh lu có thể dùng làm nguồn chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích từ của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu cho phù hợp. Có thể phân biệt theo số pha. - Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha . - Sơ đồ : hình tia, hình cầu . - Số nhịp : Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn. - Khoảng điều chỉnh: Là vị trí của đặc tính ngoài trên mặt phẳng toạ độ [U d , I d ] - Chế độ năng lợng : Chỉnh lu, nghịch lu. - Tính chất dòng : Liên tục, gián đoạn . http://www.ebook.edu.vn 2 Mà chế độ làm việc của chỉnh lu phụ thuộc vào phơng thức điều khiển và các tính chất của tải. Trong truyền động điện tải của chỉnh lu thờng là cuộn kích từ (L - R) hoặc là mạch tần ứng động cơ (L - R - E). 1- Bộ biến đổi và suất điện động của nó. a- Máy biến áp chỉnh lu (thờng là máy biến áp động lực) - Dùng để biến điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều phù hợp với cấp điện áp của động cơ. - Tạo số pha theo yêu cầu, tạo ra điểm trung tính khi cần thiết. - Các cuộn dây máy biến áp có tác dụng nh cuộn kháng để hạn chế dòng ngắn mạch khi bộ biến đổi val làm việc do đó làm tăng tuổi thọ của val, trong trờng hợp không dùng máy biến áp thì ngời ta chế tạo cuộn kháng ở đầu vào của máy biến áp. - Nhờ có máy biến áp mà hệ thống đợc cách ly với lới điện. b- Các tổ van: Có nhiệm vụ dùng để chỉnh lu dòng xoay chiều thành dòng một chiều và điểu chỉnh điện áp ra của bộ biến đổi. c- Cuộn kháng : CK gọi là cuộn kháng lọc dùng để cải thiện hình dáng dòng điện một chiều bằng phẳng. 2- Phân tích chế độ làm việc hệ truyền động (V - Đ) Bộ biến đổi val động cơ có thể làm việc ở 3 chế độ: - chế độ dòng liên tục. - chế độ dòng gián đoạn. - chế độ dòng biên liên tục. Các chế độ làm việc của bộ biến đổi phụ thuộc vào phơng thức điều khiển và tính chất của tải. Để tìm hiểu truyền động (V- Đ). Ta xet sơ đồ chỉnh lu hình tia 3 pha (hinh a): Sơ đồ thay thế : ở trạng thái tức thời xây dựng. Hình b Hình a Vì hệ 3 pha đối xứng nên khi nghiên cứu ta tách riêng mỗi pha để nghiên cứu, từ sơ đồ nguyên lý ta có sơ đồ thay thế (hình b): + - TTT C BA Đ CK BA ~ e V U v R L E i http://www.ebook.edu.vn 3 e 2 : Suất điện động thứ cấp máy biến áp. e 2 = E 2m . sint. V: Ký hiệu dùng để chỉ chiều dòng điện U v : Sụt áp rơi thuận trên val.(Có thể bỏ qua vì nó rất nhỏ < 2V). R: Điện trở phần ứng động cơ và điện trở cuộn dây máy biến áp. L: Điện kháng phần ứng động cơ và điện kháng máy biến áp cộng điện kháng cuộn lọc. E: suất điện động của động cơ điện : E= K Từ sơ đồ thay thế ta viết đợc phơng trình cân bằng điện áp. Giả thiết ta mở val với góc mở : áp dụng Kiếchốp 2 ta có: dt di LiREtSinE m ++=+ )( 02 Giải ra ta đợc: i(t) = Giả thiết các val dẫn dòng trong khoảng và p : là số lần đập mạch. Trong đó : p= 2m khi m lẻ và p = m khi m chẵn. => +== 0 02)( ] 22 sin 2 1 . 2 sin[ 2 )( 2 EE p tdi p I mt Vậy tuỳ thuộc vào mà bộ biến đổi val có thể làm việc ở các chế độ khác nhau . a - Chế độ dòng liên tục : Khi một val nào đó đang dẫn dòng mà dòng điện qua val đó giảm dần nhng cha giảm về 0 thì val kế tiếp sau đợc mở gọi là chế độ dòng liên tục (đồ thị dòng và áp hình bên ). Trong đó ta thấy suất điện động chỉnh lu là những đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bình của suất điện động chỉnh lu đợc tính nh sau: + == p bmmb EtdtE P E 2 2 cos)()sin( 2 Với : mbm E p p E p 2 0 .sin. ) 2 ( = = (E bm : biên độ lớn nhất suất điện động ra tơng ứng với =0) E 2m : suất điện động lớn nhất của thứ cấp máy biến áp. Sơ đồ thay thế của hệ thống truyền động val khi nó làm việc ở chế độ dòng liên tục. Đây là chế độ làm việc cơ bản của hệ thống truyền động van động cơ. http://www.ebook.edu.vn 4 b - Chế độ dòng gián đoạn : Đó là hiện tợng khi dòng qua một van nào đó giảm dần về 0, khi dòng bằng 0 thì val kế tiếp sau cha mở. Dẫn đến tồn tại một thời gian dòng qua động cơ bằng 0. vậy bộ biến đổi van động cơ cung cấp xung dòng điện vào phần ứng động cơ. Lúc này động cơ điện đợc làm việc giống nh đợc đóng cắt vào nguồn điện một cách xen kẽ dẫn đến : Tốc độ động cơ không ổn định vì vậy mà trong thực tế ngời ta không sử dụng . Nguyên nhân : - Do tải hoặc dòng điện phần ứng không đủ lớn nó làm cho năng lợng tích luỹ vào trong điện cảm không đủ lớn. u a u b u c i a i b i c p 2 = i u t t I E R u E b R b V http://www.ebook.edu.vn 5 - Do điện cảm của mạch không đủ lớn Khắc phục nguyên nhân trên bằng phơng pháp sau: - Hạn chế làm việc ở vùng tải nhỏ. - Tăng điện cảm trong mạch phần ứng lên. - Tăng số lần đập mạch. - Dùng điốt D 0 . Vậy ở chế độ dòng gián đoạn thì tốc độ động cơ trong hệ thống không ổn định nên ngời ta không dùng chế độ này. c - Chế độ dòng biên liên tục. Đó là chế độ dòng qua val nào đó vừa giảm về 0 thì val kế tiếp sau đợc mở. Kiểu dòng biên liên tục cũng sẽ không tốt cho động cơ vì nó có xung dòng điện. Để khắc phục chế độ này ta tăng điện kháng trong mạch hoặc tăng số lần đập mạch của sơ đồ hoặc nối song song điốt D 0 . 3- Đặc tính cơ bản của hệ thống truyền động val động cơ. Ta xét ở chế độ dòng liên tục: Ta thấy, dòng điện chỉnh lu chính là dòng phần ứng động cơ điện. Dựa vào sơ đồ thay thế ta có thể viết đợc phơng trình đặc tính. Trong đó : E b = E Bm . cos(V) E= k (V) Phơng trình cân bằng suất điện động: e 2a e 2b e 2c i a i b i c p 2 = i u t t R b R E cb E I http://www.ebook.edu.vn 6 I K RR K E IRKRIE IRERIE ubBm ubBm ubBm . cos .cos .cos + = += += Mặt khác M= K I => Phơng trình đặc tính cơ của động cơ. M K RR K E ubBm . )( cos 2 + = Khi thay đổi góc mở từ ( 0 ữ 180 0 ) thì E b biến thiên từ (E Bm ữ -E Bm ) và ta đợc một họ đờng đặc tính song song lằm ở bên phải mặt phẳng toạ độ ( ,I). Do các val không cho dòng điện phần ừng đổi chiều * Nhận xét : Từ đặc tính cơ của hệ truyền dộng val động cơ ta thấy vùng ngoài đờng cong elip làm việc ở chế độ dòng liên tục. Vùng phía trong đờng cong Elip và dới thuộc chế độ dòng gián đoạn có đặc tính cơ cong, dốc suy ra động cơ làm việc kém ổn định, ta có thể dùng biện pháp tăng điện kháng, tăng số lần đập mạch hoặc mắc D o song song với tải để nhằm hạn chế vùng làm việc gián đoạn này. Nguyên nhân: Do năng lợng tích luỹ trong động cơ đủ lớn dẫn đến khi dòng điện giảm không duy trì đợc dòng trên tải. Vì vậy không nên cho động cơ làm việc ở chế độ non tải hoặc không tải, những điểm làm viềc thuộc cung Elip thì bộ biến đổi làm việc ở chế độ biên liên tục. 0 I (M) /2 Giới hạn max Biên liên tục = 0 TN http://www.ebook.edu.vn 7 Phân tích chế độ làm việc trên của bộ biến đổi khi điều chỉnh + Để cho động cơ quay thuận : Ta mở val với góc mở < 90 0 bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lu suất điện động E b = E bm .cos > 0, nó cung cấp năng lợng cho động cơ dẫn đến máy điện làm việc ở chế độ động cơ ta có sơ đồ thay thế ub Bm RR EE I + = cos Vậy đây là chế độ làm việc cơ bản của hệ thống truyền động val động cơ. Ta có thể điều chỉnh vô cấp bằng cách thay đổi . + Khi động cơ quay thuận ta điều khiển > 90 0 thì suất điện động : E b = E Bm cos < 0. Dẫn đến bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lu. Sơ đồ thay thế :Do val V không cho dòng qua theo chiều ngợc => I = 0 và động cơ làm việc ở chế độ hăm tự do. Đối với tải là thế năng khi E b < 0 => I = 0 = 0 => E < 0 . Cho đến khi | E | > | E b | thì xuất hiện dòng điện, đây chính là dòng điện hãm )(A RR EE I ub b h + = => Hãm tái sinh. Sơ đồ thay thế : I E R u E b >0 R b V M I=0 E R u E b <0 R b V I E R u E b <0 R b V M |E| > |E b | [...]... đặc tính cơ ở dạng phi tuyến (hypecbol ), nên đặc tính cơ mềm và độ cứnglại thay đổi theo phụ tải Mặt khác, từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng nên khả năng chịu tải của động cơ bị ảnh hởng rất lớn của điện áp lới Điều này gây khó khăn trong quá trình điều chỉnh và ổn định tốc độ, quá trình này chỉ có hiệu quả ở tốc độ rất thấp và hiệu quả không cao, ở tốc độ cao đạt đợc điều này là rất... khiển lấy từ đầu ra hệ thống điều khiẻn (cũng là đầu ra của khối tạo xung) và đợc truyền trên điện cực điều khiển (G) và katốt (K) của các Tiristo Nguyên lý cơ bản của hệ thống điều khiển theo nguyên tắc pha đứng, có thể đợc tóm tắt nh sau: Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch động lực bộ chỉnh lu đợc đa đến mạch đồng bộ hoá của khối 1 và trên đầu ra của mach đồng bộ ta có điện áp thờng có dạng hình sin... gọi là điện áp răng ca Urc Các điện áp răng ca đợc đa vào đầu vào khối so sánh và ở đó còn có một tín hiệu điện áp khác nữa là điện áp điều khiển 1 chiều điều chỉnh đợc và đợc đa từ ngoài vào, hai tín hiệu này đợc mắc với cực tính sao cho tác động của chúng nén mạch và khối so sánh là ngợc chiều nhau Khối so sánh làm nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu này và tại những thời điểm hai tín hiệu này có giá trị... do tín hiệu ra của mạch so sánh là dạng tín hiệu số nên chỉ có 2 giá trị có hoặc không tín hiệu trên đầu ra khối so sánh là các xung xuất hiện với chu kỳ bằng chu kỳ của Urc Nếu thời điểm bắt đầu xuất hiện của môt xung nằm trong vùng sờn xung nào của Urc đợc sử dụng, điều đó có nghĩa là tại thới điểm |Urc| = |Uđk| ở phần sờn sử dụng trong một chu kỳ của điện áp răng ca thì trên đầu ra của khối so sánh... lợng các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống * Nhợc điểm: các val có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lu ra có biên độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong mạch điện và ở các truyền động có công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp của nguồn và lới xoay chiều Hệ số công suất cos của hệ thống nói chung là thấp Chơng 2 Giới thiệu mạch điều khiển Nh ta đã biết, để các val của bộ chỉnh lu có thể... cung cấp cho sơ đồ chỉnh lu và trùng pha hoặc lệch pha 1 góc xác định so với điện áp nguồn , điện áp này đợc gọi là điện áp đồng bộ và ký hiệu Uđb Các điện áp đồng bộ đợc đa vào http://www.ebook.edu.vn 9 mạch phát điện áp răng ca để khống chế sự làm việc của mạch này, kết quả là đầu ra của mạch phát điện áp răng ca ta có hệ thống điện áp dạng hình răng ca đồng bộ về tần số và góc pha với các điện áp... động cơ và cần phải có 2 nguồn, nguồn cung cấp cho phần ứng động cơ và nguồn cung cấp cho mạch kích từ Ta có phơng trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập là : = U u Ru + R f M (*) K ( K ) 2 Giả thiểt rằng phản ứng phần ứng đợc bù đủ = const thì đờng đặc tính cơ có dạng tuyến tính Ta xét các thông số ảnh hởng đến đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lậ a- ảnh hởng của điện... dòng điện ngẵn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm theo 0 01 02 Rf = 0 03 Rf1 Rf2 Rf3 0 Mc 0 Mc Thay đổi điện áp phần ứng M,I Thay đổi điện trở phụ M Nên sự ảnh hởng của thông số này thờng đợc ứng dụng để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ thấp hơn tốc độ định mức < đm b- ảnh hởng của điện áp phần ứng Từ phơng trình đặc tính cơ : = U u Ru + R f M K ( K ) 2 Giả thiết = đm = const và R = const ( Rf... lớn và tốc độ rất khó ổn định đặc biệt là trờng hợp tải Mc phản kháng Nh vậy, loại động cơ này là không phù hợp với yêu cầu của đề tài 2-Động cơ đồng bộ Ưu điểm nổi bật của động cơ này là có đặc tính cơ tuyệt đối cứng, nh vậy về phơng diện nào đó có thể kết luận đợc nó đáp ứng tốt về yêu cầu công nghệ Nhng, việc chế tạo rất phức tạp, gặp nhiều khó khăn, thờng chế tạo máy có công suất trung bình và. .. giá trị của Uđk khi giữ nguyên Urc Trong một số trờng hợp thì xung ra từ khối so sánh đợc đa đến cựa điều khiển của Tiristo, nhng trong đa số các trờng hợp thì tín hiệu ra khối so sánh cha đủ các yêu cầu cần thiết đối với tín hiệu điều khiển Tiristo Để cod tín hiệu đủ yêu cầu ngời ta thực hiện khuếch đại thay đổi hình dáng của xung Các nhiệm vụ này đợc thực hiện bởi một mạch gọ là mạch tạo xung Trong