Đang tải... (xem toàn văn)
slide phù hợp với nội dung đề tài, đầy đủ, ngắn gọn. Thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng. Dùng ICTCA785 phổ biến nhất hiện nay.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ CHÀO MỪNG QUÝ THẦY GIÁO VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI BẢO VỆ TỐT NGHIỆP HÔM NAY ! TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Khoa Kỹ thuật & Công nghệ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU (PL2) Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN THÁI BẢO Sinh viên thực : TRẦN VĂN TRỌNG Lớp : KTĐ – ĐT K37B TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ • TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU • TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN • MƠ HÌNH HĨA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU • ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG • NỘI DUNG ĐỒ ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Gồm hai phận chính: - Nam châm điện (stato) - Cuộn dây (rôto) CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ ĐCĐ chiều: - Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động Điều chỉnh tốc độ ĐCĐ chiều có hai loại: - Hệ truyền động theo kiểu “kín” - Hệ tryền động theo kiểu “hở” Hệ truyền động kiểu “kín” có cấu tạo phức tạp chất lượng điều chỉnh cao giải điều chỉnh rộng nên sử dụng rộng rãi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Phương pháp điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động Phương pháp cần có thiết bị nguồn (máy phát điện chiều kích từ độc lập chỉnh lưu) giúp biến đổi lượng xoay chiều thành chiều có sức điện động Eb phụ thuộc vào Uđk CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Hệ truyền động chỉnh lưu – động (CL-ĐC) Hệ CL-ĐC có nhiều ưu điểm như: tác động nhanh, khơng gây ồn, dễ tự động hóa, nhờ van bán dẫn có hệ số khuếch đại cơng suất cao thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống tự động điều chỉnh, kích thước hệ nhỏ gọn,… CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU CÁC BỘ CHỈNH LƯU THYRISTOR .Chỉnh lưu cầu pha đối xứng .Chỉnh lưu cầu pha khơng đối xứng .Chỉnh lưu hình tia ba pha .Chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng .Chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng Dựa vào thơng số động u cầu khác động phù hợp với chỉnh lưu chỉnh lưu hình tia ba pha chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU Chỉnh lưu hình tia ba pha Chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng Ưu điểm: Lõi thép phát nóng, chất lượng điện áp cao, hiệu Ưu điểm: Số van bán dẫn thấp, chất lượng điện áp cao, dòng suất sử dụng máy biến áp cao,… điện qua van nhỏ, biên độ điện áp thấp,… Theo yêu cầu chọn chỉnh lưu phù hợp với động đảm bảo tính kinh tế nên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu hình tia ba pha CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU Tính chọn mạch động lực Pđm (kw) Uđm (V) nđm (vòng/phút) ηđm J (kgm2) 15 220 1560 0.83 0.4 P 15.103 I dm = I udm = = = 82,15( A) η.U dm 0,83.220 U dm 1 220 Ru = (1 − η ) = (1 − 0,83) = 0, 228 I udm 82,15 U dm 60 220.60 Lu = γ = 0, 25 = 0,002( H ) = 2(mH ) 2π p.ndm I dm 2π 2.1560.82,15 CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN BỘ CHỈNH LƯU 2.1 Tính chọn Thyristor Sau tính tốn ta chọn Thyristor SH200N21D 2.2 Tính tốn máy biến áp cho chỉnh lưu 2.3 Thiết kế cuộn kháng lọc 2.4 Tính chọn thiết bị bảo vệ cho mạch động lực CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1 IC TCA785 Mạch điều khiển dùng IC TCA785 có nhiều ưu điểm tính kỹ thuật kinh tế: • Tính kỹ thuật: Tích hợp bốn tính giảm khâu tính chọn xung chùm, tính chọn cổng tương tự, tính chọn tầng so sánh, tính chọn khâu đồng pha giúp giảm kích thước mạchđiều khiển • Với tải động điện chiều với công suất việc lực chọn IC TCA785 để thiết kế mạch điều khiển đảm bảo tốt tính kinh tế kỹ thuật CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.2 Tính tốn mạch điều khiển Mạch điều khiển tính tốn xuất phát từ yêu cầu xung mở Thyristor nên tính tốn mạch điều khiển ta phải tính từ máy biến áp xung ngược trở lại trước 3.2.1 Tính máy biến áp xung 3.2.3 Tính tốn nguồn cho mạch điều khiển 3.2.4 Chọn nguồn để lấy điện áp điều khiển CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA ĐCĐ MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU 4.1 Mơ hình hóa động điện chiều Các thơng số Giá trị Momen quán tính J=0,8 (kg.m2) Hằng số thời gian học Tc=0,121 (s) Hằng số thời gian điện từ Tu=0,088 (s) Hằng số thời gian hệ thống TCΣ = 0, 288( s ) Hằng số thời gian điện từ hệ thống TuΣ = 0, 035( s) Hằng số thời gian trễ chỉnh lưu τ = 6, 7.10−3 ( s) CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA ĐCĐ MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU 4.2 Tính tốn thiết kế mạch vòng dòng điện Mạch vòng phản hồi dòng điện Hàm truyền khâu hiệu chỉnh dòng điện có dạng: Who ( p) + TuΣ p TuΣ Ri ( p ) = = ⇔ Ri ( p ) = + WDT ( p ) T p.K ( K CL ) Ti p Ti i RuΣ CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA ĐCĐ MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU Hàm truyền vòng kín phản hồi dòng điện Who1 Who1 = + Who1 1 2τ p(τ p + 1) = = 2 τ p + τ p + 1+ 2τ p(τ p + 1) Qua phép biến đổi, hàm truyền tồn mạch vòng dòng điện WAB Tính chọn linh kiện Tính toán cảm biến Ki = 2τ p + CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA ĐCĐ MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU 4.3 Tính tốn thiết kế mạch vòng tốc độ Mạch vòng điều chỉnh tốc độ Khâu hiệu chỉnh tốc độ có hàm truyền + T03 p Ki K Φ dm TcΣ + 8τ p Rω ( p) = Kt ⇔ Rω ( p) = T03 p 4τ Kω RuΣ 8τ p CHƯƠNG 4: MƠ HÌNH HĨA ĐCĐ MỘT CHIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MODUL TỐI ƯU Hàm truyền hệ hở mạch vòng tốc độ + 8τ p Whoω ( p) = WDTω Rω ( p) = 2 32τ p (1 + 2τ p) Hàm truyền mạch vòng kín tốc độ Whoω ( p) 8τ p + Wkinω ( p) = = 3 2 + Whoω ( p) 64τ p + 32τ p + 8τ p + Tính tốn thiết kế mạch CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Xét tính ổn định hệ thống theo tiêu chuẩn ổn định Hurwitz Phương trình đặc tính: 64τ p + 32τ p + 8τ p + = 3 2 Ta có: a3 = 64τ > a2 = 32τ > a1 = 8τ > a0 = > a1a2 − a3 a0 = 192τ > Như theo tiêu chuẩn Hurwitz hệ thống ổn định KẾT LUẬN Đồ án hồn thành việc tính tốn, thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động điện chiều (PL2) Xây dựng sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động điện chiều với sơ đồ chỉnh lưu hình tia ba pha EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN ! ... Hurwitz hệ thống ổn định KẾT LUẬN Đồ án hồn thành việc tính toán, thiết kế hệ thống tự động điều chỉnh tốc độ động điện chiều (PL2) Xây dựng sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển hệ thống tự động điều chỉnh. .. VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Hai phương pháp để điều chỉnh tốc độ ĐCĐ chiều: - Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động. .. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ Hệ truyền động chỉnh lưu – động (CL-ĐC) Hệ CL-ĐC có nhiều ưu điểm như: tác động nhanh, khơng gây ồn, dễ tự động hóa,