Thiết kế bộ băm xung áp một chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc không đối xứng) để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều (kích từ nam châm vĩnh cửu)

72 1.7K 10
Thiết kế bộ băm xung áp một chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc không đối xứng) để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều (kích từ nam châm vĩnh cửu)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC 11 CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN MẠCH LỰC VÀ MÁY BIẾN ÁP 19 CHƯƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH LỰC VÀ CÁC VAN BÁN DẪN 35 CHƯƠNG V: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 39 CHƯƠNG VI: TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN 43 CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG 65 KẾT LUẬN 71 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất ĐỀ 26 Thiết kế băm xung áp chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc không đối xứng) để điều chỉnh tốc độ động điện chiều (kích từ nam châm vĩnh cửu) với số liệu cho trước sau: Phương án Điện áp lưới Dòng điện Điện áp phần Phạm vi điều chỉnh tốc định mức ứng độ 110 45A 24V 2/72 10:1 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất MỞ ĐẦU Trong nền sản suất hiện đại, máy điện một chiều được coi là một loại máy điện quan trọng Nó được dùng làm động điện, máy phát điện hay dùng các điều kiện làm việc khác Động điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy được dùng nhiều những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải Mặc dù động điện có nhiều ứng dụng các ngành công nghiệp, kèm với nó là những yêu cầu về điện áp, dòng điện Chính vì vậy cần một phương pháp nhằm đáp ứng được những yêu cầu Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thuật hiện đại, nghiên cứu những ứng dụng các linh kiện bán dẫn làm việc ở chế độ chuyển mạch vào quá trình biến đổi điện Hiện các thiết bị điện tử công suất chiếm 30% số các thiết bị của một xí nghiệp hiện đại Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới, dây truyền 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 từ yêu cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thầy cô bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua đồ án môn học điện tử công suất Đối với những sinh viên năm thứ 3, là lần đàu tiên tiếp xúc với thực tế Chính vì vậy, quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em mong góp ý thầy cô bạn để đồ án tốt Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn Tự động hoá xí nghiệp công nghiệp và đăc biệt là thầy giáo ts.Võ Minh Chính tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này 3/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Trong sản xuất nay, động điện Không Đồng Bộ chiếm ưu so với động điện chiều Đó đời máy biến tần, việc điều chỉnh tốc độ động điện Không Đồng Bộ việc khó khăn Do vậy, động điện chiều với đặc tính điều chỉnh tốc độ tốt dùng nhiều trong ngành công nghiệp có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ Sau tìm hiểu động điện chiều góc độ: • Nguyên lý hoạt động chung • Cấu tạo chung • Các phương pháp điều chỉnh tốc độ • Các chế độ khởi động động điện chiều I NGUYÊN LÝ CHUNG Động điện chiều hoạt động dựa nguyên lý tượng cảm ứng điện từ I Như ta biết dẫn có dòng điện đặt từ trường chịu tác dụng lực từ Vì cho dòng điện chiều vào chổi than A chổi than B dẫn chịu tác dụng lực từ Bên cạnh dòng điện vào dẫn nằm cực N dẫn nằm cực S nên tác dụng từ trường lên dẫn sinh mô men có chiều không đổi làm cho roto máy quay Khi nguồn điện chiều có công suất không đủ lớn mạch điện phần ứng mạch kích từ mắc vào hai nguồn chiều độc lập với nhau, lúc động gọi động kích từ độc lập 4/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn Ukt, dây kích từ sinh từ thông Φ Trong tất trường hợp, mở máy phải đảm bảo có Φmax tức phải giảm điện trở mạch kích từ Rkt đến nhỏ Cũng cần đảm bảo không xảy đứt mạch kích thích Φ = 0, M = 0, động không quay được, Eư = theo biểu thức U = Eư + RưIư dòng điện Iư lớn làm cháy động Nếu mômen động điện sinh lớn mômen cản (M > Mc) rôto bắt đầu quay suất điện động Eư tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n Do xuất tăng lên Eư, dòng điện Iư giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm II CẤU TẠO CHUNG Động điện chiều bao gồm hai phần là: • Phần tĩnh: Stato • Phần quay: Roto STATO Đây phần đứng yên máy Phần tĩnh bao gồm phận sau: cực từ chính, cực từ phụ, gông từ phận khác a Cực từ Là phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cực từ dây quấn kích từ lồng lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm thép KTĐ hay thép cácbon dày 0.5 đến mm ép lại tán chặt Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện cuộn dây bọc cách điện thành khối tẩm sơn cách điện trước đặt lên cực từ Các cuộn dây nối nối tiếp với b Cực từ phụ Cực từ phụ đặt cực tù dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép cực tù phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ gắn vào vỏ nhờ bulông c Gông từ Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền cực từ , đồng thời làm vỏ máy 5/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất d Các phận khác Ngoài ba phận có phận khác như: Nắp máy, cấu chổi than • Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị vật rơi vào làm hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện • Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt hộp chổi than nhờ lò xo tì chặt lên cổ góp Hộp chổi than cố định lên giá chổi than cách điện với giá Giá chổi than quay để điều chỉnh vị trí chổi than chỗ Roto Roto động điện chiều bao gồm phận sau: lõi sắt phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp phận khác a Lõi sắt phần ứng Dùng để dẫn từ Thường làm thép KTĐ (thép hợp kim silix) dày 0.5 mm bôi cách điện mỏng hai mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dòng điện xoáy gây nên b Dây quấn phần ứng Là phần sinh sức điện động có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thường làm dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ (công suất vài kilowatt) thường dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn cách điện cẩn thận với rãnh lõi thép Để tránh bị văng sức li tâm, miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt phải đai chặt dây quấn Nêm làm tre, gỗ hay ba-ke-lit c Cổ góp Cổ góp (còn gọi vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành chiều Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điện với lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm hợp thành trụ tròn Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành góp có cao để hàn đầu dây phần tử dây quấn vào phiến góp dễ dàng d Các phận khác • Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động Động điện chiều thường chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động có lỗ thông gió 6/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Cánh quạt lắp trục động Khi động quay, cánh quạt hút gió từ vào động Gió qua vành góp, cực từ, lõi sắt dây quấn qua quạt gió làm nguội động • Trục máy: đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt ổ bi Trục động thường làm thép cácbon tốt III ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Theo lý thuyết máy điện ta có phương trình sau: U  n0 =  C e θ U − I u ( Ru + R f ) E  n= = = n0 − ∆n với  C e θ C e θ ∆n = I u ( Ru + R f )  C e θ hay n = ( Ru + R f ).M U − C e θ C M C eθ Từ hai phương trình ta thấy n (tốc độ động cơ) phụ thuộc vào θ (từ thông), R (điện trở phần ứng), U (điện áp phần ứng) Vì để điều chỉnh tốc độ động điện chiều ta có ba phương án • Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông θ • Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi cách thay đổi điện trở phụ R f mạch phần ứng • Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp 7/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông θ n (vòng/phút) n0’’’ n0’’ n0’ θδ’’’ θδ’’ θδ’ θδđm n0đm Mđm(Iđm) M(Iư) Đồ thị hình cho thấy đường đặc tính động điện chiều ứng với giá trị khác từ thông Khi từ thông giảm n tăng ∆n tăng nhanh ta thấy độ dốc đường đặc tính khác Chúng hôi tụ điểm trục hoành ứng với dòng điện lớn: I = (U/Rư) Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ lớn tốc độ định mức Giới hạn việc điều chỉnh tốc độ quay phương pháp 1:2; 1:5; 1:8 Tuy nhiên có nhược điểm sử dụng phương pháp phải dùng biện pháp khống chế đặc biệt cấu tạo công nghệ chế tạo phức tạp, khiến giá thành máy tăng Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ R f mạch phần ứng Ta có: n= ( Ru + R f ).M U − C e θ C M C eθ Từ thông không đổi nên n0 không đổi, có ∆n thay đổi Một điều dễ thấy là, ta đưa thêm R f giảm Rư nên điều chỉnh tốc độ tốc độ định mức Do Rf lớn đặc tính mềm nên tốc độ thay đổi nhiều tải thay đổi (từ đồ thị cho thấy, I biến thiên ứng với dải biến thiên I đường đặc tính mềm tốc độ thay đổi nhiều hơn) Tuy nhiên phương pháp làm tăng công suất giảm hiệu suất 8/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất n (vòng/phút) n0 Rf0 Rf1 Rf2 Mđm(Iđm) M(Iư) Rf3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp n (vòng/phút) (Uđm) Mđm(Iđm) M(Iư) Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ định mức Tuy nhiên cách điện thiết bị thường tính toán cho điện áp định mức nên thường giảm điện áp U Khi U giảm n giảm ∆n const nên tốc độ n giảm Vì thường điều chỉnh tốc độ nhỏ tốc độ định mức Còn lớn điều chỉnh phạm vi nhỏ 9/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Đặc điểm quan trọng phương pháp điều chỉnh tốc độ mô men không đổi từ thông dòng điện phần ứng không thay đổi (M = C M θ Iư) Phương pháp cho phép điều chỉnh tốc độ giới hạn 1:10, chí cao đến 1:25 Phương pháp dùng cho động điện chiều kích thích độc lập song song làm việc chế độ kích từ độc lập 10/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Dòng IC = I = Uv E 15 = = = 8.3(mA) R R6 1.8 × 10 Dựa vào hai thông số ta chọn T1 Tranzistor BC546 với thông số: • Icmax = 0.1(A) • Pcmax = 0.625(W) • UCEOmax = 65(V) • UCBOmax = 80(V) • Βmin = 125 • Tần số hoạt động 300(MHz) VIII TÍNH TOÁN CHO MẠCH SO SÁNH URC Uđk -15V URC R7 R9 R11 + UĐK D4 -15V +15V R10 R12 R8 + D5 +15V Các điện trở R7, R8, R9, R10 có tác dụng hạn chế dòng vào OA nên ta chọn đồng loạt 1(kΩ) Ta sử dụng IC LM324 Với thông số sau: • Điện áp nguồn cấp Vcc =15(V) • Điện áp Offset: VIO = 1.5(mV) • Dòng điện offset: IIO = 3(nA) • Dòng Bias: IBIAS = 40(nA) Mô hình IC sau: 58/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Hai khâu cắt xung âm ta chọn thông số sau:  R11 = R12 = 10(kΩ)   D4 & D5 : KYZ 70 59/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất IX TÍNH TOÁN CHO BỘ TRỪ ĐIỆN ÁP VÀ MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP Mạch sau: R2 R1 V1 N + R6 Vra Vra1 P R3 V2 D1 R4 R49 40V V26 -12V IN OUT R48 0.24k + COM C12 0.1uF R22 C10 1uF + +V U9 LM317 R5 10k 5% 60/72 C11 1uF + R47 +12V Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Khi có nguồn V1 tác động ta có VN = Mặt khác: V1 − V N V N − Vra R = → Vra = − V1 R1 R2 R1 Khi có nguồn V2 tác động ta có VN = VP = Mặt khác: R4 V2 R3 + R4 V1 − V N V N − Vra R + R2 R4 = → Vra = ( )V2 R1 R2 R2 R3 + R4 Xếp chồng giá trị điện áp hai trường hợp ta có: Vra = ( R1 + R2 R4 R )V2 − V1 R2 R3 + R4 R1 Do ta muốn Vra = V2 - V1 nên ta để đơn giản ta chọn R1=R2=R3=R4=1(k Ω ) Ở ta chọn OPAM IC LM324 tích hợp IC vỏ Mà ta lại cần bốn OPAM cho bốn kênh tín hiệu điều khiển Mạch ghim điện áp mạch cho phép ta hạn chế giá trị xung âm -5(V) Muốn trước hết ta phải có điện áp -5(V), sau phối hợp với diode để tạo mạch ghim điện áp Để có điện áp -5(V) ta dùng IC ổn áp LM317 để tạo điện áp 5(V) sau cho qua khuyếch đại đảo Việc tính toán chọn thông số cho ổn áp LM317 thực phần X Với khâu khuyếch đại đảo ta chọn điện trở sau: R 22 = R49 = 1(k Ω ) Chọn R47 = 0.5(k Ω ) Chọn R6 = 1(k Ω ) diode KYZ70 X TÍNH TOÁN CHO BỘ PHẬN TẠO ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN Để thay đổi tốc độ động ta thay đổi giá trị điện áp trung bình cấp cho phần ứng động 61/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Ut λ E UTB t t1 TS t2 Ta có tín hiệu điều khiển có chu lỳ T S, độ rộng xung điều khiển t giá trị điện áp trung bình cấp cho phần ứng động là: UTB = λ ∫ Edt = E = γ E TS TS Từ công thức ta thấy muốn thay đổi U TB ta cần thay đổi γ hay thay đổi góc dẫn λ tức thay đổi điện áp điều khiển khâu so sánh Do tất tỉ lệ với cách tuyến tính nên điện áp điều khiển thay đổi 10 lần góc dẫn thay đổi 10 lần tốc độ động thay đổi 10lần Và trường hợp ta tạo ổn áp thay đổi giá trị 10 lần từ 15(V) xuống 1.5(V) Với 15(V) coi giá trị định mức Mạch tạo điện áp điều khiển sau: 62/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất LM317 Uv IN OUT R3 R1 + C1 + COM C3 R4 R2 C2 Dùng IC LM337 kết hợp biến trở R2 ta điều chỉnh dải điện áp dải rộng từ 1.2(V) đến 37(V) Các tụ C1, C2, C3 có tác dụng ổn định điện áp đầu vào đầu ra, để đảm bảo nguồn áp có dạng giá trị không đổi Ta chọn C1 = C2 = C3 = 1(μF) Ta có Ura = 1.25 * (1+ R2 ) R1 Ta chọn R1 R2 cho Ura có trị số biến thiên dải điện áp từ 2.5(V) đến 25(V) Chọn R1 = 200(Ω) U = 2.5(V ) ⇒ R2 = 200(Ω) U = 25(V ) ⇒ R2 = 3800(Ω) Khi với  Chọn R2 biến trở loại 4.7(kΩ) có thông số sau: • Cỡ công suất 0.125(W), 0.5(W), 1(W) • Sai số chế tạo ±20% • Điện trở lớn đạt 4.7(kΩ) Để điện áp điều khiển 2.5 ÷ 25 (Ω) ta cần sử dụng chiết áp R3, R4 Với R R4 15 10 = ⇒ 25 R4 = 15 R3 + 15 R4 ⇒ = R3 + R4 25 R4 15  R3 = 10(kΩ)  R4 = 15(kΩ) Vậy ta chọn  Vậy với mạch tạo điện áp điều khiển ta tạo điện áp điều khiển biến thiên dải từ 25(V) đến 2.5(V) Và độ rộng xung điều khiển 63/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất thay đổi 10lần, điện áp trung bình phần ứng thay đổi 10 lần Hay tốc độ động thay đổi 10 lần THỐNG KÊ CÁC LINH KIỆN DÙNG CHO MẠCH ĐIỀU KHIỂN TÊN LINH KIỆN SỐ LƯỢNG IC M54HC32 Biến áp Xung IC LM337 IC LM324 Diode KYZ70 IC LM318S8 BC108 (Tranzistor) BC546 (Tranzistor) IC M54HC08 Diode SW01PCN020 64/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG Trong phần ta tiến hành mô mạch điều khiển chương trình Circuit Maker, mạch lực chương trình MatLab I MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN • Tín hiệu sau máy phát xung: A: u2_6 15.00 V 10.00 V 5.000 V 0.000 V -5.000 V -10.00 V -15.00 V 1.500ms 1.600ms 1.700ms 1.800ms 1.900ms 2.000ms 2.100ms 2.200ms 2.300ms 2.400ms Từ hình vẽ ta thấy sau máy phát xung, ta có tín hiệu điện áp với chu kì kHz, thời gian nạp tụ 5(μs), thời gian phóng 0.495(ms) Sau khâu cắt xung âm tín hiệu điện áp có dạng: A: d4_k 7.000 V 5.000 V 3.000 V 1.000 V -1.000 V 1.500ms 1.600ms 1.700ms 1.800ms 1.900ms 2.000ms 2.100ms 2.200ms Ta nhận thấy biên độ xung giảm, sụt áp điện trở diode gây nên Vẫn phần xung âm điện áp rơi thuận diode 0.7(V) Tín hiệu sau khâu tạo xung cưa: Đồ thị cho thấy xung dạng cưa với chu kì 2kHz 65/72 2.300ms Đồ án môn học Điện Tử Công Suất A: t1_1 9.000 V 7.000 V 5.000 V 3.000 V 1.000 V -1.000 V 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms • Tín hiệu điện áp sau khâu so sánh A: u3b_7 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 15.00 V B: u3c_8 -15.00 V 15.00 V -15.00 V Sau khâu so sánh tín hiệu điện áp ta phân thành kênh Sau phần cắt xung âm có dạng sau: 66/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất A: v2c_8 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 17.50 V B: v2a_1 -2.500 V 17.50 V -2.500 V • Tín hiệu sau khâu phát xung chùm sau cắt phần âm: 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms A: u2d2_6 5.000ms 15.00 V -15.00 V 17.50 V B: v3c_8 -2.500 V Đồ thị cho thấy xung chùm phát có tần số 20kHz • Tín hiệu điện áp sau qua phận logic số để phân thành kênh tín hiệu điều khiển cho van T1, T4, T2, T3 sau: Khi khóa K mức cao: Trước trộn xung: 67/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms A: h1d_11 5.000ms 5.000 V B: h1a_3 0.000 V 5.000 V C: h1c_10 0.000 V 5.0003 V D: h1b_4 4.9999 V 15.00uV 0.000uV Sau trộn xung: A: v16b_4 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 5.000 V B: v3d_11 0.000 V 5.000 V C: v3c_10 0.000 V 5.000 V D: v16a_3 0.000 V 9.250nV 7.750nV Và tín hiệu điều khiển đưa vào bóng bán dẫn T1, T4, T2, T3 sau (Tín hiệu sau biến áp xung khâu tạo xung âm): A: d18_k 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 10.00 V B: d15_k -5.000 V 10.00 V C: r34_2 -5.000 V 9.000 V D: d16_k -1.000 V 1.000 V -5.000 V 68/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Đồ thị cho thấy ta tạo xung âm để khoá bóng Và giá trị xung âm -5(V) Khi khóa K mức thấp: Trước trộn xung: 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms A: h1d_11 5.000ms 15.00uV B: h1a_3 0.000uV 5.0003 V C: h1c_10 4.9999 V 5.000 V D: h1b_4 0.000 V 5.000 V 0.000 V Sau trộn xung: A: v16b_4 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 9.250nV B: v3d_11 7.750nV 5.000 V C: v3c_10 0.000 V 5.000 V D: v16a_3 0.000 V 5.000 V 0.000 V Và tín hiệu điều khiển đưa vào bóng bán dẫn T1, T4, T2, T3 sau (Tín hiệu sau biến áp xung khâu tạo xung âm): A: d18_k 1.500ms 2.000ms 2.500ms 3.000ms 3.500ms 4.000ms 4.500ms 5.000ms 1.000 V B: d15_k -5.000 V 9.000 V C: r34_2 -1.000 V 10.00 V D: d16_k -5.000 V 10.00 V -5.000 V Đồ thị cho thấy ta tạo xung âm để khoá bóng Và giá trị xung âm -5(V) 69/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Từ đồ thị hai thời điểm K mức cao K mức thấp ta thấy tín hiệu điều khiển K mức cao T2 dẫn, T3 khóa, T1 T4 đóng mở ngược Còn K mức thấp T1 khóa, T4 dẫn, T2 T3 đóng mở ngược Như thỏa mãn cách đưa xung điều khiển vào cực để đảo chiều quay động 70/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất KẾT LUẬN Như qua phần trình bày đồ án thấy đồ án thực yêu cầu sau: • Điều khiển tốc độ động dải 1:10 • Xây dựng mô thành công mạch điều khiển mạch lực • Tính toán lựa chọn đầy đủ khâu xây dựng Tuy nhiên tồn số nhược điểm: • Việc tính toán máy biến áp lọc hoàn toàn mang tính lí thuyết tỏ chưa hợp lí • Việc mô chưa thực chuẩn với lí thuyết thiết kế 71/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất TÀI LIỆU THAM KHẢO: • Điện tử công suất Các tác giả: Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2000 • Điện tử công suất Lý thuyết Thiết Kế Ứng Dụng Các tác giả: Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2000 • Hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất Tác giả: Phạm Quốc Hải Tài liệu môn Tự động hoá – Khoa Điện - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội • MATLAB_SIMULINK Tác giả: Nguyễn Phùng Quang Nhà xuất khoa học kỹ thuật năm 2000 72/72 [...]... mạch băm xung áp một chiều theo phương pháp không đối xứng để điều khiển tốc độ của động cơ và có cả đảo chiều Mạch băm xung áp cần nguồn là nguồn một chiều Do không có nguồn Ácquy nên nên ta phải lấy điện áp từ lưới điện xoay chiều Do đó để có được nguồn một chiều cho mạch băm xung áp ta sẽ phải dùng một mạch chỉnh lưu Và ở đây ta dùng mạch chỉnh lưu không điều khiển (các van là diode) Để chất lượng điện. ..Đồ án môn học Điện Tử Công Suất CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC I LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Theo đề bài thì động cơ làm việc với kích từ bằng nam châm vĩnh cửu nên từ thông của nó không thay đổi và do đó ta không thể điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông được Cũng từ đề bài, điện áp phần ứng là U = 24(V), dòng điện phần ứng là I ư = 45 (A) nên công suất của động cơ chỉ là 1080... (A) Chọn chế độ làm mát như trong mạch băm xung áp ta có: Ilv = 2 * 22.5 = 45 (A) (Ở đây ta không cần xét đến chế độ khởi động của động cơ vì ta chỉ quan tâm đến việc điều chỉnh tốc độ của động cơ) • Xét điện áp tính toán cho van: Ta có: 2 2 π U2 →U2 = Ud π 2 2 π → U 2 = 26.9 = 30(V ) 2 2 Ud = Điện áp ngược đặt lên các van là: Ung = 2U 2 = 42.4(V) Chọn hệ số dự trữ điện áp là Ku = 2 ta có Unv = Ku.Ung... chất lượng dòng điện một chiều, nếu tải là động cơ điện một chiều sẽ làm xấu quá trình chuyển mạch cổ góp của động cơ, làm tăng phát nóng của tải do các thành phần sóng hài Yêu cầu về hệ số đập mạch cho ta biết có cần bộ lọc một chiều hay không Khi so sánh hệ số đập mạch cần có với hệ số đập mạch của bộ chỉnh lưu ta nhận thấy: Bộ chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển dùng các diode có hệ số đập mạch... 13/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Sơ đồ khối của hệ thống như sau: Lưới điện Biến áp 1 pha Chỉnh lưu cầu một pha Băm xung áp Mạch bảo vệ Động cơ Mạch bảo vệ III NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH LỰC 1 Khâu chỉnh lưu cầu một pha 50 Hz V1 -110/110V T1 D3 D1 U D42 D2 R1 Trong khoảng thời gian từ 0 - ∏ van D1 và D4 dẫn, điện áp trên tải U AB bằng điện áp U2 ở nửa chu kỳ đầu Dòng điện có chiều từ A sang B A Trong... chất lượng điện áp sau bộ chỉnh lưu tốt hay nói cách khác giảm được hệ số đập mạch của điện áp sau chỉnh lưu ta cần có thêm bộ lọc ở sau khâu chỉnh lưu 11/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Bên cạnh đó để có giá trị mong muốn của nguồn một chiều thì khi lấy từ lưới điện xoay chiều vào ta phải dùng thêm máy biến áp Do công suất của động cơ P = U ư*Iư = 24 * 45 = 1080 (W) < 10 kW nên động cơ làm việc với... Q2 dẫn nên 2 đầu A và B luôn nối mát, do đó điện áp UAB = 0 Đây là điểm khác biệt giữa phương pháp điều khiển không đối xứng và đối xứng Nó cho ta thấy khi điều khiển không đối xứng thì điện áp ra đối xứng hơn khi điều khiển đối xứng vì nó không có phần âm Do đó phương pháp điều khiển này tốt hơn 17/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất Từ đồ thị ta có dòng điện qua các van tương ứng với các khoảng thời... tiếp theo, từ ∏ - 2∏ van D2 và D3 dẫn, điện áp trên tải U AB bằng –U2 Dòng điện vẫn theo chiều thừ A sang B Trong cả hai nửa chu kì của điện áp dòng điện đều có chiều không đổi từ A sang B, điện áp đầu ra AB luôn ở phần dương Do đó có thể thấy dòng xoay chiều đã được chỉnh lưu thành dòng một chiều Nếu tải thuần trở thì dạng dòng điện trên tải giống hệt dạng điện áp trên tải 14/72 Đồ án môn học Điện Tử... (chiều từ B  A) do sức điện động trong phần ứng của động cơ Cuộn cảm lại tiếp tục tích lũy năng lượng theo chiều ngược với chiều ban đầu Trong khoảng thời gian từ TS-t3: Van Q1, Q2 dẫn và van Q3, Q4 khóa.Tuy nhiên dòng điện vẫn duy trì theo chiều như cũ (B  A) do năng lượng trong điện cảm có tác dụng duy trì chiều dòng điện Ta thấy lúc này tổng sức điện động cảm ứng trên điện cảm và sức điện động trong... đồ mạch lực" thì tốc độ của động cơ chỉ được phép thay đổi 6.7% Hay nói cách khác hệ số đập mạch của điện áp đầu vào băm xung chỉ là 0.067 Do đó hệ số đập mạch sau sơ đồ chỉnh lưu 29/72 Đồ án môn học Điện Tử Công Suất chưa thoả mãn yêu cầu đặt ra với điện áp cung cấp cho động cơ Vậy chúng ta nhất thiết cần có bộ lọc một chiều Trong trường hơp này ta dùng bộ lọc LC (lọc cả dòng lẫn áp) như sau: L C

Ngày đăng: 23/06/2016, 07:12

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • CHƯƠNG I: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

    • I. NGUYÊN LÝ CHUNG

    • II. CẤU TẠO CHUNG.

      • 1. STATO.

        • a. Cực từ chính.

        • b. Cực từ phụ.

        • c. Gông từ.

        • d. Các bộ phận khác.

      • 2. Roto.

        • a. Lõi sắt phần ứng.

        • b. Dây quấn phần ứng.

        • c. Cổ góp.

        • d. Các bộ phận khác.

    • III. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU.

      • 1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ

      • 2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng.

      • 3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp.

  • CHƯƠNG II: CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠCH LỰC

    • I. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ.

    • II. CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH LỰC.

    • III. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH LỰC.

      • 1. Khâu chỉnh lưu cầu một pha.

      • 2. Băm xung áp một chiều theo nguyên tắc không đối xứng.

  • CHƯƠNG III: TÍNH CHỌN MẠCH LỰC VÀ MÁY BIẾN ÁP.

    • I. TÍNH CHỌN MẠCH LỰC.

    • II. TÍNH CHỌN DIODE CHO MẠCH CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN.

    • III. TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP.

      • 1.Tính mạch từ.

      • 2. Tính toán dây quấn_số vòng và kích thước dây.

      • 3. Tính toán kích thước mạch từ

      • 4. Tính toán kích thước cửa sổ.

      • 5. Kết cấu, dây quấn.

      • 6. Tính tổng sụt áp trong máy biến áp.

    • IV. TÍNH TOÁN BỘ LỌC

      • 1. Tính toán chung.

      • 2. Tính toán thiết kế cuộn kháng lọc một chiều.

  • CHƯƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ MẠCH LỰC VÀ CÁC VAN BÁN DẪN

    • I. SƠ ĐỒ VÀ TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ

    • II. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA ĐIỆN TRỞ.

    • III. TÍNH TOÁN APTOMÁT BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆN

  • CHƯƠNG V: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

    • I. XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

    • II. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG.

  • CHƯƠNG VI: TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

    • I. TÍNH TOÁN MÁY BIẾN ÁP XUNG.

    • II. TÍNH TOÁN CHO MẠCH KHUẾCH ĐẠI XUNG CHÙM.

    • III. LỰA CHỌN CỔNG LOGIC AND VÀ OR.

    • IV. TÍNH TOÁN CHO MẠCH TẠO XUNG CHÙM.

    • V. TÍNH TOÁN CHO KHÂU TẠO TRỄ.

    • VI. TÍNH TOÁN CHO MÁY PHÁT XUNG.

    • VII. TÍNH TOÁN MẠCH TẠO XUNG RĂNG CƯA.

    • VIII. TÍNH TOÁN CHO MẠCH SO SÁNH.

    • IX. TÍNH TOÁN CHO BỘ TRỪ ĐIỆN ÁP VÀ MẠCH GHIM ĐIỆN ÁP.

    • X. TÍNH TOÁN CHO BỘ PHẬN TẠO ĐIỆN ÁP ĐIỀU KHIỂN.

  • CHƯƠNG VII: MÔ PHỎNG.

    • I. MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

  • KẾT LUẬN

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan