chng 4: III.2 Tính chọn công suất mạch lực 1> Tinh chọn van chỉnh l-u Với ph-ơng pháp điều khiển nh- trên thì dòng Rôto sẽ lớn nhất khi điện trở fụ thêm vào chỉ có Ro. Ta xét hai tr-ờng hợp: a) Tr-ờng hợp mở máy động cơ KĐB I rqđ =I s = 2' 21 2 ' 2 1 1 )()( xx s rr r U f Lúc mở máy s=1 I rqđ = )()( ' 21 2' 21 1 xxrrr U f Thay vào ta đ-ợc: I rqđ = )(3,30 )565,1261,2()696,1385,209,2( 220 22 A Ta có liên hệ tiếp theo: I rmm =I rqđ *ki= 30,3*1.67 = 53,328A Dòng qua Diode : I D = I r/3 =17,776 A Hình vẽ điều chỉnh M=M(n) khi Rf biến thiên b) Xét tr-ờng hợp làm việc của động cơ: Nhìn vào biểu thức ta thấy dòng Rôto sẽ nhỏ đi không tính đến dòng để chọn Diode trong tr-ờng hợp này. Điện áp ng-ơc đặt lên van: U Dng = 6E rđm =6214= 499,67 V Tiến hành chọn Diode ( I Dhd =17,776 A & Ungmax=499,67 V) Chọn hệ só an toàn Ki=1.5 & Ku =1.8. Vậy I hd =K i .I D =1,5.17,776=26,664(A) và U ngmax = K u .U ng =1,8.499,67 =899,5(V). Tra tài liệu chọn van BYT 30 có các thông số sau; +. Imax=30 A +. Ungmax= 200 1000 V +. U = V +. Ith = A +. Iro = mA +. Tcf = o C* 2> Chọn điện cảm L K Căn cứ vào hằng số thời gian bên Rôto (Quy đổi sang Stato) l-ớiáp kỳchulầnVài 10 f R f R rqd R L k L rs T (chọn =5 lần) Vậy T rs =5*0.02= 0.1(s) L K =0,1(R f0 +R f1 +R rqđ ) =0.1*(2,385+1,696+21)=2,508(H) 3> Tính chọn Transitor khoá a. Các thông số để chọn T +. Icmax +. Ucemax +. +. Tần số *. Tính dòng Ic lớn nhất mà Transitor phải chịu: +. Tr-ờng hợp mở máy: I rqđ <đã tính tr-ớc> =30,3 A. I rmm =30,3*1,76=41,328(A) Suy ra Imckđ= 1.5I rmm 49(A). +. Tr-ờng hợp vận hành: Không có chế độ hãm ng-ợc suy ra I cmax =I mckđ =49(A). +. Tr-ờng hợp ở chế độ định mức dòng nhỏ hơn nhiều. *. Tính điện áp lớn nhất đặt lên U ce +. Tr-ờng hợp mở máy: Lúc này Sđđ cảm ứng bên Rôto là Max ứng với tần số f2=f1 E 2r =E 2rđm =204(V) U dII =K cl E 2r =2.34204 =477,36(V) Đây chính là điện áp U cemax phải chịu. *. Tần số làm việc f lv =5kHz Nh- vậy ta thu đ-ợc các tham số để chọn: +. U cemax >477,36 V +. Ic>49 A +. f lv = 5kHz Tra tài liệu Điện tử công suất Nguyễn Bính ta chọn đ-ợc Transitor ESM 3006 có các thông số: V ce =1000V V ceo =600 V V ce.sat = 1.5 V Ic=50 A Ib=7A t f =1.5s t on = 1.5s Pm = 300 W t s = 5 s T o lv=25 o C =50/7 4> Các phần tử mạch phụ trợ a. Mạch phụ trợ cắt Transitor Mạch phụ trợ bao gồm các phần tử C, D 1 , R 1 Dòng điện tải là i. Vì thời gian chuyển trạng thái rất ngắn nên cho phép xem i=I=const trong mỗi lần chuyển trạng thái. Sơ kiện: V CE =V CESat =0; i c =I; i D =0; Khi cho xung âm tác dụng vào bazơ của T dòng I c giảm tuyến tính từ I 0, trong khoảng thời gian t f Nếu có mạch trợ giúp ta có i C +i 1 =I=const Vừa khi i C bắt đầu giảm tuyến tính thì i 1 cũng bắt đầu tăng tuyến tính. Tụ C đ-ợc nạp điện. C iI dt dV CC Khi t=t f suy ra i C =0V C (t f )=V 0 =V CE <<U sau t f tụ C đ-ợc nạp bằng dòng I C I dt dV C cho đến khi V C =U Thời gian tổng cộng của quá trình chuyển sang trạng thái mở là t F , thông th-ờng ng-ời ta chọn C sao cho 2t f <t F <5t f Ta chọn t F =3t f =3.0,8=2,4 (s) Điện dung C đ-ợc tính gần đúng bằng biểu thức i 1 =I= F CE t U C dt dV C C= U t I F . Vì động cơ làm việc quanh điểm xác lập tại V max =0,5 m/s t-ơng đ-ơng s=0,154 nên U=U mc (s=0,154) U=sE 2rđm .k cl =0,154.204.2,34=73,51 (V) +Vc D1 C R1 Phụ trợ cắt Transitor i 1 c i T(ESM 3006) C= U t I F . = 63,1 51,73 4,2.50 (F)=1630(pF) b. Mạch phụ trợ đóng Transitor Mạch trợ giúp gồm L 2 , D 2 , R 2 có chức năng hạn chế sự tăng tr-ởng của dòng i C trong khoảng thời gian đóng t on của Tranzitor, t on là thời gian cần thiết để V CE giảm từ giá trị U xuống V CESat 0 Thời gian tổng cộng của qúa trình đóng là t R Điện cảm L 2 đ-ợc tính gần đúng bằng biểu thức: R t I L t i LU dt di L 222 I tU L R . 2 với 2t on < t R <5t on chọn t R =3t on =3.10 -6 (s) suy ra: I tU L R . 2 = 0044,0 50 310.51,73 6 mH Điện trở R 2 có tác dụng hạn chế dòng điện do suất điện động tự cảm trong L 2 tạo ra trong mạch L 2 R 2 D 2 trong khoảng thời gian t F chuyển sang trạng tháikhoá T. Nh- vậy phải thoả mãn điều kiện 84,1 10.4,2 10.0044,0 6 3 2 2 2 2 F F t L Rt R L chọn R 2 =1,5 Điện trở R 1 có tác dụng hạn chế dòng điện phóng của tụ điện C trong mạch CTR 1 trong khoảng thời gian đóng t R . Nh- vậy phải thoả mãn điều kiện: 84,1 10 . 1630 10.3 . 9 6 11 C t RtCR R R chọn R 1 =2 D 1 và D 2 chỉ có tác dụng cho dòng đi theo một chiều cố định. Ta chọn D 1 và D 2 t-ơng tự nh- trong mạch chỉnh l-u. 4> TÝnh chän m¹ch Base L2 D1 D2 R1 C R2 T(ESM 3006) M¹ch bad¬ Rb Dg' Dg UB R2 R1 D2 D1 C L2 T(ESM 3006) +. Tính chọn Rb: Rb đ-ợc Suy ra Ib=(Ub-Udg-Ube)/Rb=Kbh( Icbh/ ). Ib>kbh Ibmax=1.34=5.2 A Rb<= (Ub Udg- Ube)/5.2=(12-0.7- Mạch bazơ bao gồm các điôt Dg, Dg, R b Dg tạo mạch đối với xung áp d-ơng đặt vào bazơ Dg tạo mạch đối với xung áp âm đặt vào bazơ R b có tác dụng hạn chế dòng bazơ Ta biết rằng hệ số khuếch đại dòng = b C I I đã đ-ợc ấn định khi chế tạo Tranzitor. Tranzitor làm việc với dòng I C không phải lúc nào cũng ở giá trị định mức. Tr-ờng hợp khi có tải nhỏ(I C nhỏ) thì rõ ràng là I b quá lớn so với mức cần thiết, T sẽ làm việc ở chế độ quá bão hoà, nó sẽ kéo dài thời gian t F sang trạng thái mở. Có Das và Dg thì khi I C nhỏ, một phần dòng bazơ đ-ợc đ-a thẳng đến collector mà không qua khuếch đại. 17,1 1,9 7,07,012 2,5/)( 1,97.3,1. /)( max beDgbb bbhb cbh bhbbeDgbb cbh b UUUR AIkI I kRUUUI I I chọn R b =1 Chọn Dg và Dg : Chọn Dg và Dg: KYZ70 có các thông số : +. Imax=20A +. Un=50 V +. U =1.1 V +. Ith=20 ¡ +. I rß= 100  ¡ +. T p cf=150 o M¹CH §IÒU KHIÓN TRANSITOR Rb Dg' Dg +Vc UB R2 R1 D2 D1 C L2 T(ESM 3006) . =62 14= 49 9,67 V Tiến hành chọn Diode ( I Dhd =17,776 A & Ungmax =49 9,67 V) Chọn hệ só an toàn Ki=1.5 & Ku =1.8. Vậy I hd =K i .I D =1,5.17,776=26,6 64( A) và U ngmax = K u .U ng =1,8 .49 9,67. f2=f1 E 2r =E 2rđm =2 04( V) U dII =K cl E 2r =2. 342 04 =47 7,36(V) Đây chính là điện áp U cemax phải chịu. *. Tần số làm việc f lv =5kHz Nh- vậy ta thu đ-ợc các tham số để chọn: +. U cemax > ;47 7,36 V +. Ic> ;49 . thức i 1 =I= F CE t U C dt dV C C= U t I F . Vì động cơ làm việc quanh điểm xác lập tại V max =0,5 m/s t-ơng đ-ơng s=0,1 54 nên U=U mc (s=0,1 54) U=sE 2rđm .k cl =0,1 54. 2 04. 2, 34= 73,51 (V) +Vc D1 C R1 Phụ trợ