Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống truyền động hệ tđ có đảo chiều dùng chỉnh lưu cầu ba pha luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Công Minh ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học Bách Khoa Độc lập - Tự - Hạnh phúc *k* BRR RR NHIEM VU THIET KE TOT NGHIEP Ho va tén sinh vién : Nguyén Minh Anh lớp : 03DTD Ngành : Tự Động Ðo Lường Khoa Điện Trường ĐHBK Đà nẵng Giáo viên hướng dẫn : ThS Khương Công Minh I ĐÈ TÀI : THIET KE HE THONG TRUYEN DONG HE T-D CO BAO CHIEU DUNG CHINH LUU CAU BA PHA Il SO LIEU CHO TRUGC : Động chiêu có thơng sô sau : P=32Kw; Usm = 220V; lam = 166 A; Ry = 0,075; Jạ = 2,7 Kg’ ; Wu = 1600 vong; Nam = Ry = 95,5Q; Tam = 1,64 A; 1500 vong/phut ; Ill NHIEM VU : Tổng quan động điện chiều phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều Giới thiệu chỉnh lưu thyristor ba pha chỉnh lưu thyristor ba pha hình cầu có đảo dịng Thiết kế mạch động lực mạch điều khiển hệ T — Ð có đảo chiều dùng chỉnh lưu cầu ba pha 4_ Dùng MATLAB - SIMULINK 5_ Kết luận IV SÓ BẢN VẼ : V NGÀY GIAO NHIEM VU : 18/02/2008 VI NGAY HOAN THANH NHIEM VU : 30/05/2008 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Cơng Minh SV hồn thành thiết kế tốt nghiệp Đà nẵng, ngày tháng năm 2008 Đà nẵng, ngày tháng năm 2008 Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực ThS Khương Công Minh Nguyễn Minh Ánh Đà nẵng, ngày tháng năm 2008 Đà nẵng, ngày tháng năm 2008 Tổ trướng môn Giáo viên duyệt ThS Lâm Tăng Đức Nguyễn Kim Ánh Đà nẵng, ngày tháng năm 2008 Chú tịch hội đồng {8 T1 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Công Minh LỜI CẢM ƠN Sau nhận đề tài tốt nghiệp với thời gian ba tháng , hướng dẫn trực tiếp thầy Khương Công Minh với nỗ lực thân , em hoàn thành xong khối lượng kiến thức mà thầy hướng dẫn da giao cho em dé chuẩn bị rời xa cánh cửa giảng đường đại học trở thành người kỹ sư tương lai đất nước sau Qua em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học Bách khoa Đà nẵng thầy cô giáo khoa Điện đặc biệc thầy Khương Cơng Minh người có nhiều giúp đỡ hướng dẫn trình làm đỗ án , thầy Nguyễn Kim Ánh giáo viên duyệt đồ án toàn thể bạn sinh viên lớp 03ÐTĐÐ bạn sinh viên toàn khoa Điện Trong q trình làm đề tài em tích luỹ số kiến thức để nâng cao kiến thức cách chắn Tuy nhiên với thời gian kiến thức có hạn cho dù em có gắng song khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý xây dựng thầy để đồ án em hồn thành Một lần cho em xin cảm ơn đến hai thầy Khương Công Minh thầy Nguyễn Kim Ánh Đà năng, ngày 29 tháng nam 2008 Sinh viên thực Nguyễn Minh Ánh SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Công Minh TOM TAC DO ÁN Trong thời đại cơng nghiệp động điện chiều chiếm tỉ lệ lớn sản suất công nghiệp giới đặc biệt hệ thống dây chuyền tự động nhà máy xí nghiệp sử dụng rộng rãi , vận hành có độ tin cậy cao Vấn đề quan trọng dây chuyền sản suất điều khiển đề điều chỉnh tốc độ động hay đảo chiều quay đề nâng cao suất em “ THIẾT KÉ HỆ THÓNG TRUYỀN ĐỘNG HỆ T - Ð CÓ ĐẢO CHIÊU DỪNG CHỈNH LƯU CÀU BA PHA ” gồm có bốn phần sau Chương 1: Tổng quan động điện chiều phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều Chương : Giới thiệu chỉnh lưu thyristor ba pha chỉnh lưu thyristor ba pha hình cầu có đảo dịng Chương : Thiết kế mạch động lực mạch điều khiển hệ T- Ð có đảo chiều dùng chỉnh lưu cầu ba pha Chương : Dùng MATLAB - SIMULINK mô hệ thống SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Cơng Minh MỤC LỤC Chương I : TƠNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIÊU VÀ CÁC PHƯƠNG PHAP DIEU CHINH TOC DO DONG CO DIEN MOT CHIEU 1.1.Tổng quan động điện chiều Trang: 1.1.1 Cấu tạo động điện chiều 1.1.2 Các thông số đỉnh mức 11 1.1.3 Nguyên lý làm việc động điện chiều 12 1.2 Phương trình đặc tính đặc tính điện DMg) 12 1.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động điện chiều 16 1.3.1 Phương pháp điều chinh téc d6 dong co bang cach thay déi Ry 16 1.3.2 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động bang cach thay đổi ® 18 1.3.3 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi Uy 19 1.4.Các đặc tính hãm 21 1.4.1 Ham tai sinh 21 1.4.2 Hãm ngược 23 1.4.3 Ham dong 25 1.5 Các đặc tính đảo chiều quay 26 1.6 Các tiêu chất lượng 27 Chương : TÔNG QUAN VẺ BỘ CHỈNH LƯU BA PHA THYRISTOR 2.1 Hệ chỉnh lưu thyristor động thyristor 2.1.1 Giới thiệu thyristor 29 29 2.1.2 Hệ chỉnh lưu thyristor 31 2.1.3 Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng 31 2.2 Tổng quan chỉnh lưu cầu ba pha không đảo chiều 34 2.2.1 Nguyên lý làm việc hệ chỉnh lưu 34 2.2.2 Hiện tượng trùng dẫn 36 2.2.3 Nghịch lưu phụ thuộc 38 2.2.4 Hệ T— Ð không đảo chiều 40 2.3 Tổng quan chỉnh lưu cầu ba pha có đảo chiều 41 2.3.1 Nguyên tắc để xây dựng hệ T - Ð dao chiều 41 2.3.2 Phuong phap điều khiển chung 42 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Công Minh 2.3.3 Phương điều khiến riêng 46 Chương : TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIÊU KHIÊN 3.1 Tính chọn mạch động lực 47 3.1.1 Sơ đồ mạch động lực hệ chỉnh lưu cầu ba pha thyristor 47 3.1.2 Các thông số động 49 3.1.3 Tinh chon thyristor 49 3.1.4 Tinh chon may bién áp chỉnh lưu 50 3.2 Giới thiéu mach diéu khién 57 3.2.1 So dé nguyén ly 57 3.2.2 Nguyên tắc diéu khién 57 3.2.3 Các khâu mạch điều khiển 59 3.2.4 Sơ đồ mạch điều khiển nguyên lý hoạt động 65 3.3 Tính tốn thơng số mạch điều khiển 69 3.4 Tính chọn thiết bị bảo vệ cho mạch động lực 76 3.4.1 Sơ đồ mạch động lực có thiết bị bảo vệ 76 3.4.2 Bảo vệ nhiệt cho van bán dẫn 78 3.4.3 Bảo vệ dòng cho van 78 3.4.4 Báo vệ áp cho van 79 3.5 Thiết kế cuộn kháng lọc 81 Chuong : MO PHONG HE THONG CHINH LUU THYRISTOR — DONG CO CO DAO CHIEU QUAY TREN MATLAB - SIMULINK 4.1 Các khối có sẵn Simulink 85 4.1.1 Máy điện chiều 85 4.1.2.Khối tạo xung điều khiển cac thyristor 89 4.2 Mô hệ chỉnh lưu cầu ba pha 93 4.2.1 Mô hệ chỉnh lưu cầu không đảo chiều 93 4.2.2 Mô hệ chỉnh lưu cầu có đảo chiều 96 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Cơng Minh DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 : Mặt cắt dọc động điện trang: Hình 1-2,3 : Sơ đồ nói dây ĐM,, ĐMạ¡ 13 Hình 1-4 : Đặc tính điện ĐMại 15 Hình 1-5 : Đặc tính ĐMạ¡ 16 Hình 1-6 : Sơ đồ điều chỉnh tốc độ cách thay đổi R; 17 Hình 1-7 :, Đặc tính điều chỉnh tốc độ cách thay đồi R; 18 Hình 1-8,9 : Sơ đồ , đặc tính điều chỉnh tốc độ cách thay đổi ® 19 Hình 1-10 : Sơ đồ điều chỉnh tốc độ cách thay đồi U„ 20 Hình 1-11 : Đặc tính điều chỉnh tốc độ cách thay đổi Uy 21 Hình 1-12,13,14 : Các đường đặc tính hãm tái sinh 22 Hình 1-15 : Sơ đồ hãm ngược 24 Hình 1-16 : Đặc tính hãm ngược 25 Hình I-17 : Sơ đỗ , đặc tính hãm động 25 Hình 1-18 : Sơ đồ , đặc tính hãm ngược đảo Ủy 26 Hình 1-19 : Phạm vi điều chỉnh tốc độ động 27 Hình 2-1 : Ký hiệu cấu trac thyristor 30 Hình 2-2 : Sơ đồ khối , sơ đồ thay điều chỉnh U, 31 Hình 2-3 : Phạm vi điều chỉnh tốc độ mơmen 33 Hình 2-4 : Sơ chỉnh lưu cầu ba pha 34 Hình 2-5 : Sơ đồ dạng sóng chỉnh lưu cầu ba pha 35 Hình 2-6 : Sơ đồ chỉnh lưu có trùng dẫn 37 Hình 2-7 : Sơ đồ dạng sóng chỉnh lưu có trùng dẫn 38 Hình 2-8 : sơ đồ khối chế độ chỉnh lưu nghịch lưu 39 Hình 2-9 : Sơ đồ thay , đặc tính điều chỉnh tốc độ hệ T- Ð 41 Hình 2-10 :Sơ đồ phối hợp tuyế tính cia a,va a2 42 Hình 2-11 : Sơ đồ chỉnh lưu cầu dùng phương pháp điều khiển chung 44 Hình 2-12 : So dé dang song a= 30°, a2 = 150° 45 Hình 2-13 : Sơ đồ phương pháp điều khién chung kiéu phi tuyến 46 Hình 2-14 : Sơ đồ chỉnh lưu cầu dùng phương pháp điều khiển riêng 47 Hình 3-1 : Sơ đồ mạch động lực hệ T- Ð có đảo chiều 48 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Cơng Minh Hình 3-2 : Sơ đồ khối điều khién thyristor 57 Hình 3-3 : Nguyên tắc điều khiển tuyến tính 57 Hình 3- : Ngun tắc điều khiển arcoss 38 Hình 3-5,6 : Khâu đơng pha dạng sóng 60 Hình 3-7,8 : Khâu so sánh dạng sóng 62 Hình 3- : Khâu khếch đại phân phối xung 63 Hình 3-10,11,12 : Sơ đồ „ dạng sóng khâu tạo xung chùm 64 Hình 3-13 : Sơ đồ nguyên lý điều khiển kênh 67 Hình 3-14 : Giản đồ đường cong điều khiển kênh 68 Hình 3-15 : Sơ đồ chân IC 4081 71 Hình 3-16 : Sơ đồ chân IC TL084 72 Hình 3- 17 : Sơ đồ nguyên lý tạo nguồn ni 74 Hình 3-18 : Mạch động lực có thiết bị bảo vệ 71 Hình 3-19 : Mạch R — C bảo vệ áp 80 Hinh 3-20 : Mach R- C bao vé xung dién ap ludi 80 Hình 4-1 : Các khối động ĐMạ 85 Simulink Hình 4-2 : Sơ đồ cấu trúc ĐMạ¡ 86 Hình 4- : Hộp thoại thơng số ĐMạ¡ 88 Hình 4-4 : Các khối khâu phát xung điều khiển 90 Hình 4-5 :Sơ đồ phát xung điều khiển thyristor 91 Hình 4-7 : Hộp thoại thông số khối phat xung điều khiển 92 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD:ThS Khương Công Minh CHƯƠNG I TONG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MOT CHIEU VA CÁC PHUONG PHAP DIEU CHINH TOC DO DONG CO BIEN MOT CHIEU 1.1 TONG QUAN VE DONG CO DIEN MOT CHIEU Trong thời đại ngày , hầu hết dây chuyền sản xuất công nghiệp tự động hoá cách áp dụng khoa học kỹ thuật tiên tiến giới Tuy động điện chiều coi loại máy quan trọng nghành cơng nghiệp , giao thơng vận tải nói chung thiết bị cần điều chỉnh tốc quay liên tục phạm vi rộng cán thép , hầm mỏ Vì động điện chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ tốt 1.1.1 Cấu tạo : Động điện chiều gồm có hai phần : Hinh 1-1: Mat cat dọc động điện Cấu tao: 1- võ máy( gông từ ) 7- lõi sắt phần ứng 2- cực từ 8- rãnh phần ứng 3- dây quấn cực từ 9- phần ứng 4- cực từ phụ 10- má cực từ 5- day quan cực từ phụ 6- dây quấn phần ứng SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang ĐỒ án tốt nghiệp GVHD:ThiS Khương Công Minh 1.1.1.1 Phần tĩnh ( stator ) : phần đứng yên máy , bao gồm phận sau : - Cực từ : phận sinh từ trường gồm có lõi sắt cự từ và dây quấn kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm nhữnh thép kỹ thuật điện hay thép cacbon day 0.5 dén Imm ép lại tán chặt Dây quấn kích từ quấn dây đồng bọc cách điện kỹ thành khối tâm sơn cách điện trước đặt cực từ Các cuộn dây kích từ đặt cực từ nối nối tiếp voi -Cực từ phụ : cực từ phụ đặt tự từ va ding để cải thiện đồi chiều Lõi thép cực từ phụ thường làm thép khối thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống dây quấn cực từ Cực từ phụ dược gắn vào võ nhờ bulông -Gông từ : gông từ dùng đề làm mạch từ nói liền cực từ , đôngf thời làm võ máy Trong máy điện nhỏ vừa thường dùng thép tắm dày uốn hàn lại Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc Có máy điện nhỏ dùng gang làm võ may -Cac phan khác :nó gồm có phận + Nắp máy : để bảo vệ máy khỏi bị vật rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện Trong máy điện nhỏ vừa, nắp máy cịn có tác dụng làm giá đở bi Trong trường hợp nắp thường làm gang + Cơ cấu chổi than : Đề đưa dòng điện từ phần quay Cơ cấu chối than gồm có chổi than đặt hộp chỗi than nhờ lị xo tì chặt kên góp Hộp chỗi than cố định giá chéi than cách điện với giá Giá chổi than quay đề điều chỉnh vị trí chổi than cho chỗ Sau điều chỉnh xong dùng vít cố định chat lai 1.1.1.2 Phan quay (roto ) : Day la phan quay ( động ) động gồm có phan sau - Lõi sắt phần ứng : Là lõi sắt dùng đề dẫn từ Thường dùng tắm thép kỹ thuật điện ( thép hợp kim silic ) dày 0.5mm phủ cách điện mỏng hai lớp mặt ép chặt lại để giảm tổn hao dịng điện xốy gây nên Trên thép có đập hình dạng rãnh đề sau ép lại đặt dây quấn vào SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD Trang 10 ... điều chỉnh tốc độ động điện chiều Chương : Giới thiệu chỉnh lưu thyristor ba pha chỉnh lưu thyristor ba pha hình cầu có đảo dịng Chương : Thiết kế mạch động lực mạch điều khiển hệ T- Ð có đảo chiều. .. tạo xung điều khiển cac thyristor 89 4.2 Mô hệ chỉnh lưu cầu ba pha 93 4.2.1 Mô hệ chỉnh lưu cầu không đảo chiều 93 4.2.2 Mô hệ chỉnh lưu cầu có đảo chiều 96 SVTH: NGUYEN MINH ANH - Lép 03 DTD... chỉnh tốc độ động hay đảo chiều quay đề nâng cao suất em “ THIẾT KÉ HỆ THÓNG TRUYỀN ĐỘNG HỆ T - Ð CÓ ĐẢO CHIÊU DỪNG CHỈNH LƯU CÀU BA PHA ” gồm có bốn phần sau Chương 1: Tổng quan động điện chiều