Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập dài, điện tử công suất, chỉnh lưu cầu 3 pha, tạo nguồn dòng, bài tập lớn
BÁO CÁO BÀI TẬP DÀI Họ tên : Nguyễn Anh Tuấn SHSV: 20092988 Lớp: ĐK & TĐH – K54 Đề – Phương án Hệ điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển có nhiệm vụ tạo nguồn dòng với số liệu: Phương Án Nguồn AC pha(50Hz) Dịng tải max(A) Dịng tải min(A) Trở tải(Ơm) Điện cảm tải (H) 3x380V 80 15 1.5 u cầu: Chọn mạch phát xung tính tốn linh kiện mạch Tổng hợp hệ chọn luật điều khiển Mô hệ điều khiển tồn hệ thống kín Chú thích: độ dao động điện áp nguồn ±15% Mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển Đây loại sử dụng nhiều thực tế Ưu điểm: - Cho phép đấu thẳng vào lưới điện pha - Độ đập mạch nhỏ (5,7%) - Công suất máy biến áp xấp xỉ công suất tải, đồng thời gây méo lưới điện loại khác Nhược điểm: Sụt áp van gấp đơi sơ đồ hình tia ln có hai van dẫn để đưa dịng tải, nên không phù hợp với cấp điện áp tải 10V Do có nhiều ưu điểm vượt trội nên chỉnh lưu cầu pha sử dụng rộng rãi với dải công suất rộng, từ nhỏ đến hàng nghìn KW Mạch van đấu thành nhóm: Nhóm van đánh số lẻ đấu chung katot; nhóm đánh dấu chẵn đấu chung anot Xung điều khiển phát theo thứ tự đánh số từ THY1 đến THY6 cách 60̊ điện; cịn nhóm xung phát cách 120̊ Nguyên tắc thiết kế sử dụng theo sơ đồ điều khiển dọc: Điện áp lưới pha đầu vào đồng với phần điều khiển van qua biến áp để tạo Udb, sau tạo Utựa dạng rang cưa đem so sánh với Uđk để phát động khâu tạo xung TX Sau qua khâu khuếch đại xung KĐX để đưa giá trị Ugk điều khiển van Ulực Udb ĐB Urc Utựa Uss SS Udx TX Ugk KĐX Udk Khâu đồng bộ: Đối với khâu ta sử dụng máy biến áp để tạo mạch đầu vào cấp nguồn cho điều khiển van lực Sử dụng máy biến áp, cho phép đạt mục tiêu sau: - Chuyển đổi điện áp lực thường có giá trị cao sang giá trị phù hợp với MĐK thường điện áp thấp, theo quy chuẩn an toàn 36V - Cách ly hoàn toàn điện MĐK với van lực Điều đảm bảo an toàn cho người sử dụng cho linh kiện điều khiển Sơ đồ máy biến áp dùng mạch điều khiển chung sau: Với số liệu đề bài, nguồn AC pha (50Hz) là: 3x380V ta có kết mơ phỏng: Với : - Đồ thị 1: Vpha_A - Đồ thị 2: Vdp1 - Đồ thị 3: Vdp2 Khâu tạo điện áp cưa: Khâu tạo điện áp tựa dạng cưa phi tuyến xuống nửa chu kỳ Ta cần tạo điện áp cưa với Urcmax=10V - Chọn E +-12V - Chọn điot ổn áp BZX79 loại 10V có phạm vi dịng làm việc (1 -> 20mA) - Tính R5: Chọn tụ C=0,33uF: Chọn điện trở 27kΩ nối tiếp với biến trở 20kΩ vị trí R5 - Tính R4: Dựa nguyên tắc iR4 >> iR5 chọn thời gian nạp tn = 1ms ta có : Chọn R4=1kΩ Kiểm tra dịng làm việc điot ổn áp: Khi điot ổn áp thông điện áp rơi R4 là: Suy ra: Dòng điện qua R5 bằng: Vậy dòng làm việc điot ổn áp: Giá trị nằm vùng làm việc điot ổn áp - Các phần tử khác: R3, R2 dựa vào dòng qua T2 lớn nhất: E/R4=12/1000=12mA với điện áp E=12V chọn T2 loại AC125 (p-n-p) có tham số: Ucemax=45V; β=120; Icmax=40mA Từ ta tính được: Chọn R3=47kΩ Lấy R2=0,3R3=14,1kΩ Chọn R2=12kΩ Các Transistor T1, T3 chọn loại BC108 Kết mô phỏng: Vrangcua: Khâu so sánh: Đây sơ đồ so sánh kiểu cửa Trong kiểu hai điện áp cần so sánh đưa tới hai cực khác OA Điện áp tuân theo quy luật: Với Ko hệ số khuếch đại OA Tùy thuộc vào điện áp tựa điều khiển đưa vào cửa mà điện áp xuất sườn xung âm dương thời điểm cân giá trị chúng Nếu điện áp điều khiển đưa vào cửa (+), điện áp tựa đưa vào cửa (-) có nghĩa u+≡udk u-≡utựa điện áp là: Do Mơ phỏng: ; Khâu tạo xung đơn: Tính khâu tạo xung kim với tx=100us: Lấy tx=1,8t.với t=Rtd.C2=(R8//R9).C Để đảm bảo đến cuối xung dòng vào bong T đạt giá trị yêu cầu 1mA,ta có: Từ rút ra,trong lấy Ubh=E-1,5V=12-1,5=10,5V ta được: Điện trở R9 phải nhỏ nhiều so với điện trở R8 để đảm bảo dịng chủ yếu chạy qua R9 nên chọn R8 gần với giá trị Rtd Chọn R9=3,9kΩ Xác định giá trị tụ điện C từ số thời gian mạch t=Rtd.C chọn tx=t,8t =100us nên: Chọn C=22nF Kết mô phỏng: Đồ thị 1: Vss ; Đồ thị 2: Vxungdon Tạo xung kép: Khâu ta ghép xung điot Khi đầu vào KĐX transistor, ta ghép xung đơn thành xung kép điot Kiểu thích hợp với nhiều loại TDX khác nhau, dùng nhiều thực tế Mô phỏng: Vxungkep Khâu khuếch đại xung ghép biến áp xung: Phương pháp ghép thơng dụng dễ dàng cách ly điều khiển lực, nhiên tính chất vi phân biến áp nên khơng cho phép truyền xung rộng vài mili giây Chính tính chất mà người ta phải truyền xung rộng dạng xung chum để biến áp xung hoạt động bình thường Mơ Đồ thị 1: VP1 Đồ thị 2: Vxungkep VP1 Khâu tạo luật điều khiển: Sơ đồ cấu trúc hệ: + Ri ( p ) hàm truyền khâu điều chỉnh dòng điện xác định tiến hành tổng hợp hệ + Ui đặt: điện áp đặt định mức (là lượng đặt dòng điện),tương ứng với dòng điện định mức 80(A),chọn 10V + Tt:là số thời gian tải ,trong Lt điện cảm cuộn dây có giá trị 4H Suy ra: + KBBĐ: hệ số khuếch đại biến đổi Đầu vào khâu điện áp điều khiển có giá trị định mức 10V Đầu khối điện áp chỉnh lưu Ud áp điều chỉnh đạt trị số cho dịng tải định mức (80A),vì điện trở 3Ω điện áp qua chỉnh lưu tương ứng định mức phải : Ud = Idđm Rt = 80.3 = 240 V KBBĐ = Ud/Uđđm = 240/10 =24 + TBBĐ:hằng số thời gian biến đổi ,ở chỉnh lưu cầu pha nên có giá trị là: TBBD T f1.mdm 2.mdm Trong đó: + f1: tần số lưới 50Hz ,chu kỳ T=0.02s + mđm: hệ số đập mạch chỉnh lưu phụ thuộc vào sơ đồ mạch van Mạch chỉnh lưu cầu pha mđm= Vì số thời gian biến đổi TBBD T 0.02 1, 67ms 2.mdm 2.6 +ki: Hệ số tỷ lệ mạch phản hồi dòng điện phải đảm bảo dòng tải định mức (80A) điện áp phản hồi điện áp định mức U iph=10(V).nên hệ số khuếch đại mạch phản hồi dòng điện phải là: Ti:là số thời gian mạch phản hồi dịng điện ,thường lấy 1ms Tính tốn thông số: K BBD s.TBBD sTdk Ki s.Ti Chọn Tđk=1ms Ta tính tốn sau: Ki s.Ti Ki 0.125 s.Ti 0.001s 0.125 0.001s Tổng hợp mạch vòng dòng điện sau: Đặt: Ts Tdk Ti TBBD 1 1.67 3.67ms Hàm truyền sơ đồ: K BBD K i Rt S01 ( s) (1 T s s )(1 Tu s ) Điều kiện: Ts Tu Sử dụng tiêu chuẩn tối ưu modun ta tìm hàm truyền điều chỉnh dịng điện có dạng khâu PI: Ri ( s) Tu s K BBD K i a Ts s Ru Thay số vào ta được: Chọn a=2 Vậy: Xác định hàm truyền khâu điều chỉnh theo tổng hợp mạch ta có: + Kp=68 + Ki=136 Sơ đồ cấu trúc đầy đủ hệ: 0.125 0.001s Kết mô phỏng: Sơ đồ mạch Với Ui_dat=10V Ui_dat=5V Với Ui_dat=1.8V ... Khâu tạo luật điều khiển: Sơ đồ cấu trúc hệ: + Ri ( p ) hàm truyền khâu điều chỉnh dòng điện xác định tiến hành tổng hợp hệ + Ui đặt: điện áp đặt định mức (là lượng đặt dòng điện),tương ứng với dòng. .. cảm cuộn dây có giá trị 4H Suy ra: + KBBĐ: hệ số khuếch đại biến đổi Đầu vào khâu điện áp điều khiển có giá trị định mức 10V Đầu khối điện áp chỉnh lưu Ud áp điều chỉnh đạt trị số cho dòng tải định... với van lực Điều đảm bảo an toàn cho người sử dụng cho linh kiện điều khiển Sơ đồ máy biến áp dùng mạch điều khiển chung sau: Với số liệu đề bài, nguồn AC pha (50Hz) là: 3x380V ta có kết mơ phỏng: