đồ án 1 cơ sở ngành thiết kế hệ thống truyền động điện bbđ van động cơ một chiều không đảo chiều quay

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.28 MB, 57 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

Đề tài : “Thiế ế ệ thốt k hng truyền động điện BBĐ van – Động cơ

m t chiộều không đảo chiều quay.”

Giảng viên hướng dẫn : Mai Văn Duy

Sinh viên th c hi n : ựệĐinh Việt Anh

Mã sinh viên : 21104300162 L p : DHTD15A3HN ớ

Hà Nội, tháng 5 năm 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

LỜI M Ở ĐẦU

Điện tử công suất là lĩnh vực kỹ thu t hiậ ện đại, nghiên cứ ứu ng d ng c a các linh kiụ ủ ện bán d n công su t làm viẫ ấ ệc ở chố độ chuy n m ch và quá trình biể ạ ến đổi điện năng. Ngày này, khơng chỉ riêng gì các nước phát tri n ngay cể ả ở nước ta các thi t b bán dế ị ẫn đã và đang thâm nh p vào các ngành công nghiậ ệp và trong lĩnh vự sinh ho t. Các xí nghi p, nhà máy ạ ệnhư xi măng, thủy điện, giấy, dệt, sợi, đóng tàu…đang sử dụng ngày càng nhiều những thành t u c a công nghiự ủ ệp điện tử nói chung và điện t cơng su t nói rử ấ iêng. Đó là mình chứng cho s phát tri n c a ngành công nghi p này. V i m c tiêu công nghiự ể ủ ệ ớ ụ ệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngày càng có nhiều xí nghiệp mới, dây chuyền mới sử dụng kỹ thuật cao đòi hỏi cán bộ ỹ thuậ k t và k ỹ sư điện nh ng ki n thữ ế ức về điệ ửn t công su ất.

Để giải quyết được vấn đề này thì Nhà nước ta cần phải có đội ngũ thiết kế đông đảo và tài năng. Sinh viên ngành tự động hóa tương lai khơng xa sẽ đứng trong độ ngũ này, do đó mà cần phải tự trang bị cho mình có một trình độ và tầm hiểu biết sâu rộng. Chính vì vậy đồ án mơn học điện tử công suất là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên. Nó là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và cũng là điều kiện để cho sinh viên ngành tự động hóa tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về điện tử công suất.

Do đó trong kì học này chúng em được giao đồ án môn học cơ sở ngành điều khi n và t ể ựđộng hóa v i yêu cầu: “Thiết k hớ ế ệ thống truyền động điện BBD van – Động cơ một

chiều không đảo chiều quay sử ụng sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha”. d

Với sinh viên năm thứ hai còn đang ngồi trong ghế nhà trường thì kinh nghiệm thực tế cịn chưa có nhiều, do đó cần phải có sự hướng dẫn giúp đỡ của thầy giáo. Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn tới thầy Mai Văn Duy đã tận tình chỉ dẫn, giúp em hồn thành tốt đồ án môn học này.

Sinh viên th c hi n ự ệ Việt Anh Đinh Việt Anh

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

M C LỤỤC

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ... 5

1.1 CHỌN ĐỘNG CƠ TRUYỀN ĐỘNG ... 5

1.1.1. Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ... 10

1.1.2. Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng ... 12

1.1.3. Thay đổi từ thơng kích từ ... 1

1.1.4. Nh n xét l a chậựọn phương pháp điều chỉnh tốc độ ... 16

1.2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN B Ộ BIẾN Đ I CHỈNH LƯU ... 17 Ổ1.2.1. Phân tích h ệ thống van – động cơ (T – Đ) ... 1

1.2.2. Phân tích h ệ thống máy phát động cơ (F – Đ) ... 20

1.2.3. Phân tích h ệ thống xung áp động cơ (ĐXA – Đ) ... 22

1.2.4.Đánh giá, lựa chọn bộ biến đổi ... 33

CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN L A CHỰỌN MẠCH ĐỘNG LỰC ... 34

2.1 PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ Ộ BIẾ B N ĐỔI CHỈNH LƯU HÌNH CẦU 3 PHA ... 34

2.1.1 Sơ đồ nguyên lý...

2.1.2 Nguyên lý làm vi c ...ệ2.2 TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ MẠCH ĐỘNG LỰC ... 37

2.2.1 Tính tốn ch n máy biọến áp động lực ... 3

2.2.2 Tính tốn l a ch n van Thyristor ... 4ựọ2.2.3 Tính tốn b l c và thiộ ọết bị ả b o v ... 4ệCHƯƠNG 3 TÍNH TỐN L A CH N MỰỌẠCH ĐIỀU KHIỂN ... 45

3.1 GIỚI THI U CHUNG V MỆỀẠCH ĐIỀU KHIỂN ... 45

3.1.1 H ệ thống điều khiển pha đứng ... 4

3.1.2 H ệ thống điều khi n pha ngang ... 4ể3.1.3 Đánh giá lựa chọn hệ thống điều khiển ... 48

3.2 THI T K VÀ TÍNH TỐN L A CHẾẾỰỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN ... 48

3.2.1 Khâu đồng bộ hóa và phát sóng răng cưa ... 48

3.2.2 Khâu so sánh ...

3.2.3 Khâu t o xung chùm ... ạ3.2.4 Khâu tách xung ...

3.2.5 Khâu khuếch đại công suất xung điều khiển ... 59

3.2.6 M ch t o ngu n ni và tín hiạạồệu điều khiển. ... 63

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

3.3 TÍNH TỐN THIẾT BỊ MẠCH ĐIỀU KHIỂN. ... 63

3.3.1 Chọn máy biến áp đồng pha. ... 6

3.3.2 Chọn các Tranzitor mởạch điều khiển. ... 64

3.3.3Tính ch n bi n áp xung (BAX). ... 6ọếCHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG , KHẢO SÁT H Ệ THỐNG ... 67

4.1 K T Ế QUẢ MÔ PH NG,KH O SỎẢ ÁT ... 67

4.1.1 Mô phỏng mạch l c ...ự4.1.2 Mô phỏng mạch điều khiển ... 6

4.1.3 Mơ ph ng tồn b mỏộạch ...

4.2 ĐÁNH GIÁ KẾT LUẬN ... 72

TÀI LI U THAM KH O ỆẢ ... 74

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

••••• ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHI U Ề

Cấu tạo : Động cơ một chiều gồm có 2 ph n chính: ầ

Phần tĩnh (stato): Đây là phần đứng yên và gồm các bộ phận sau:

- C c t chính: là b ph n sinh ra tự ừ ộ ậ ừ trường, g m có lõi s t và dây qu n kích t l ng ngồi ồ ắ ấ ừ ồlõi s t c c t . Lõi s t c c t làm b ng nhắ ự ừ ắ ự ừ ằ ững lá thép kĩ thuật điện hay thép cacbon dày 0.5 mm đến 1 mm ép ch t. Dây qu n kích từ ặ ấ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện.

- C c t ph : C c t phự ừ ụ ự ừ ụ được đặt gi a các c c tữ ự ừ chính dùng để ả c i thi n tình tr ng cệ ạ ủa máy điện và đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực t phừ ụ có đặt dây qu n mà c u t o giấ ấ ạ ống như dây quấn c a c c t chính. C c t phủ ự ừ ự ừ ụ được g n vào v nh bulông. ắ ỏ ờ

- Gông từ: Gông từ dùng để làm mạch nối các cực từ.

- Nắp máy: Để ả b o v ệ máy khỏi nh ng vữ ật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và đảm bảo cho người kh i chỏ ạm phải điện. Trong máy điện nh và vỏ ừa, nắp máy cịn có tác d ng ụlàm giá đỡ ổ bi, trong trường h p này nợ ắp máy thường làm bằng gang.

- Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điệ ừn t ph n quay ra ngoài. ầ

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Phần quay (rotor): gồm những b ph n sau: ộ ậ

- Lõi s t phắ ần ứng: Lõi s t phắ ần ứng dùng để ẫ d n từ. Thường dùng nh ng tữ ấm thép kĩ thuật điện dày 0.5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dịng điện xốy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây qu n vào. ấ

- Dây qu n ph n ng: là ph n sinh ra sấ ầ ứ ầ ức điện động và có dịng điện ch y qua. Dây qu n ạ ấph n ầ ứng thường được làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nh (cơng suỏ ất dưới vài KW) thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn, thường dùng dây có ti t di n hình ch nhế ệ ữ ật. Dây quấn được cách điện c n th n v i rãnh c a lõi thép. ẩ ậ ớ ủ - C góp: C ổ ổ góp dùng để đổ i chiều dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. - Cánh quạt: dùng để quạt gió làm nguội máy.

- Trục máy: Trên đó đặt lõi sắt ph n ng, c góp cánh quầ ứ ổ ạt, ơ bi. Thường làm b ng thép ằcacbon tốt.

- Phân loại động cơ điện 1 chi u: ề

+ Động cơ điện m t chiộ ều được kích t bừ ằng nam châm vĩnh cửu. + Động cơ điện m t chi u kích t ộ ề ừ độc ậl p.

+ Động cơ điện m t chi u kích t song song. ộ ề ừ + Động cơ điện m t chi u kích t nộ ề ừ ối tiếp. + Động cơ điện m t chi u kích t h n hộ ề ừ ỗ ợp.

Chú ý: Yêu c u cầủa đề tài là động cơ một chi u kích t ềừ độc lập nên chúng ta s ẽ chỉ tìm hiểu về động cơ một chi u kích t ềừ độc l ậ p.

- Động cơ 1 chiều kích t ừ độc lập:

Khi nguồn điện m t chi u có cơng suộ ề ất khơng đủ ớ l n thì mạch điện ph n ng và m ch ầ ứ ạkích t m c vào hai ngu n m t chiừ ắ ồ ộ ều độ ập nhau, lúc này động cơ được l c gọi là động cơ một chiều kích t ừ độc lập.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Uư = E + ( R + R ) Iưưfư (0.9)

Trong đó: - Uư : Điện áp ph n ầ ứng động cơ (V) - E ư: Sức điện động ph n ầ ứng động cơ (V) - R ư: Điện tr ở cuộn dây ph n ng ( ) ầ ứ - R f: Điện tr ph mở ụ ạch phầ ứn ng ( ) - Iư : Dòng điện ph n ầ ứng động cơ (A)

R = r + r + r + rưưct cbcp (0.10)

- r : Điện tr ở cuộn dây ph n ng ầ ứ

- rct : Điện tr p xúc giở tiế ữa chổi than và phi n góp ế - rcb : Điện tr ở cuộn bù

- rcp : Điện tr ở cuộn ph ụ

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Sức điện động Eư c a phủ ầ ứng động cơ được xác địn nh theo bi u thể ức sau :

E

ư

=

pN

2πa

=

K (0.11) - : T thông qua mừ ỗi cực từ (Wb) - p : S ố đơi cực từ chính

- N : Số thanh d n tác d ng c a cu n ng ẫ ụ ủ ộ ứ

- a : Số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây ph n ng ầ ứ - : Tốc độ góc của động cơ (rad/s)

K= pN

2πalà hệ ố ết cấ s k u của động cơ.

N u bi u di n sế ể ễ ức điện động theo tốc độ quay n (vịng/phút) thì:

E ư = K .e .n (0.12)

Và

: =

602πn

=

n

9,55 (0.13) v y : Vì ậ

E

ư

=

pN

60a

n

(0.14) Ke = pN

60a - H s sệ ố ức điện động của động cơ

K

e

=

K

9,55

≈

0,155K

(0.15) V y ậ ta có:

ω =

Uu

K

−

Ru+Rf

K

I

ư

(0.16) (0.16) chính là phương trình đặc tính cơ điện của động cơ.

Mặt khác mômen điện t ừ Mđt của động cơ được xác định bởi: Mđt = K. .Iu Suy ra:

I

ư

=

Mdt

K

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Thay giá trị I vào ư (0.16) ta được:

ω =

KUu

−

Ru+Rf

c c bi u di n trên hình 1.2 ng th ng.

Hình 1.2 Đặc tính cơ điện (a) và đặc tính cơ (b) của ĐC một chi u kích t ề ừ độc lập Giả thiết ph n ầ ứng được bù đủ, tư thơng = const, thì các phương trình đặc tính cơ điện (0.9) và phương trình đặc tính cơ (0.11) là tuyến tính. Đồ thị ủa chúng được bi u di n trên c ể ễhình a và hình b là những đường th ng. ẳ

Theo các đồ thị trên, khi I = 0 ho c M = 0 ta có: ư ặ

ω =Uu

K = ω0 (0.19)

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

không t ng c = 0 ta có: ođược gọi là tốc độ ải lý tưở ủa động cơ. Còn khi

∆ω= RK

I

ư

=

R

(K )2

M

được gọi là độ ụt tố s c đ ứộ ng với giá trị ủa M. c

Ta có thể ể bi u diễn đặc tính cơ và đặc tính cơ điện trong h ệ đơn vị tương đối, với điều ki n t ệ ừ thông là định mức ( = đm)

T ừ những phân tích cho thấy : để đáp ứng các ch tiêu mà yêu cỉầu hệ thống đã đặt ra thì động cơ một chiều kích từ độc lập phù hợp để làm động cơ truyền động cho hệ

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.3 Điều ch nh tỉ ốc độ động cơ một chiều kích t ừ độc lập b ng pằ hương pháp thay điện tr phở ần ứng. b) Phương trình đặc tính cơ:

ω = UđmKϕđm−

Rư+ Rf(Kϕđm)2

M c) Dạng đặc tính cơ

Thay đổi điện tr m ch ph n ng b ng cách nở ạ ầ ứ ằ ối thêm điện tr ph Rf vào mở ụ ạch ph n ầ

ứng. Khi đó sẽ ảnh hưởng đến đặc tính cơ của động cơ d) Nhận xét:

Người ta thường s dử ụng phương pháp này để ạ h n ch ế dòng điện khởi động và điều chỉnh t c đ động cơ phía dưới t c đ ố ộ ố ộcơ bản.

T ừ phương trình đặc tính cơ và dạng đặc tính cơ ta thấy khi thay đổi điện tr ph mở ụ ạch ph n ầ ứng (tăng Rf) làm cho :

Như vậy khi thay đổi điện tr ph R ta có hở ụ f ọ đặc tính bi n tr có dế ở ạng như hình 1.3. Ứng với ph tải Mụ c nào đó, nếu R càng lf ớn tốc độ động cơ càng giảm, độ sụt tốc độ Δω tăng lên. Đồng thời điện trở ngắn mạch, mômen ngắn mạch càng giảm và độ ứng đặ c c tính cơ β mềm đi.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

1.1.2. Thay đổi điện áp cấp cho mạch ph n ứng ầ

Hình 1.5 Đường đặc tính cơ

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Khi thay đổi điện áp mạch phần ng ta s có các tứ ẽ ốc độ khơng tải lý tưởng: Độ ứ c ng

Mômen ng n m ch: M = Kắ ạ nm Iư , mômen ng n m ch gi m khi giắ ạ ả ảm điện áp ph n ng. ầ ứ Mức độ phù h p t i: P = U.I = var ợ ả

[Mc] = KΦđm đm.I = M = const đm

Dải điều ch nh rỉ ộng, điều chỉnh trơn và vô cấp Sai s tố ốc độ nh , d t ng hoá ỏ ể ự độ

Khả năng quá tải lớn và t n thổ ất năng lượng nh ỏ

Phương pháp điều chỉnh điện áp m ch ph n ạ ầ ứng là phương pháp triệt để ể ả k c khi không tải lý tưỡng và điều ch nh tỉ ốc độ trong bất kỳ vùng t i nào. ả

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

1.1.3. Thay đổi từ thơng kích từ

a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý

Khi thay đổ ừi t thơng kích từ động cơ một chi u kích tề ừ độ ập chính là điềc l u ch nh mô ỉmen điện từ của động cơ M =KΦ.I và điềư u chỉnh sức điện động quay E =KΦ của động cơ. Do kết cấu của máy điện nên ta thường gi m t ả ừ thông Φ.

Để thay đổ ừi t thông , ta phải thay đổi dịng điện kích từ nhờ ế bi n tr R mở kt ắc ở m ch ạkích t cừ ủa động cơ. Vì chỉ có thể tăng điện trở m ch kích t nh R nên t thơng kích t ạ ừ ờ kt ừ ừchỉcó thể thay đổ ề phía giảm so v i từ i v ớ thông định m c. ứ

b) Phương trình đặc tính cơ:

ω =UKϕđm − Rư(Kϕ)2M - Tốc độ không t ải:

ω0x= UxKϕx= Var - Độ ứng đặc tính cơ: c

β = −(Kϕx)2

Rư = Var

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

- Dòng điện ng n mắ ạch: Inm=Uđm

Rư = const - Mômen ng n m ch: ắ ạ

Mnm= KϕxInm= Var

c) Dạng đặc tính cơ

Hình 1.7 Đặc tính cơ điện d) Nh n xét : ậ

Ta th y r ng m ch kích t cấ ằ ạ ừ ủa động cơ một chi u kích tề ừ độ ậc l p là m ch phi tuy n cho ạ ếnên hệ điều ch nh t thông c ng là phi tuy n. Khi giỉ ừ ủ ế ảm ừt thông m t mở ộ ức độ nào đó thì tốc đ động cơ tăng lên và đồộ ng thời phải đảm bảo điều ki n chuy n mệ ể ạch cổ góp.

Nhưng nếu giảm t thông ừ quá nhi u vì khi giề ảm do quán tính tốc độ s ẽ thay đổi chậm hơn so với từ thông nên E = K . giảm → Iư tăng lên → M = K .Iư tăng lên. M t khác khi giặ ảm quá nhiều thì Iư tăng quá lớn gây nên s t áp trong m ch ph n ng ụ ạ ầ ứtăng lên → công suất động cơ giảm tốc độ→ giảm Như vậy khi điều chỉnh giảm từ thơng thì :

- Độ ứng đặc tính cơ giả c m

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

- Sai lệch tĩnh tăng lên

- H ệ thống có giải điều ch nh h p ỉ ẹ

- Phương pháp thay đổi từ thông phù h p vợ ới tải Pc = U.I = const •

Mc = var •

Tuy nhiên phương pháp này lại có ch tiêu kinh t cao, t n thỉếổất năng lượng nhỏ.

1.1.4. Nh n xét lậựa chọn phương pháp điều ch nh tỉốc độ

Qua nh ng phân tích cữ ụ thể ề 3 phương pháp điề v u ch nh tỉ ốc độ trên ta th y mấ ỗi phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu công nghệ. Căn cứ công ngh cệ ủa đề tài ta thấy phương pháp thay đổ ốc độ động cơ bằi t ng cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm như:

Phạm vi điều ch nh tỉ ốc đ ộộ r ng Điều chỉnh trơn và điều ch nh vô c p ỉ ấ

Sai lệch tĩnh nhỏ 𝛽 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 trong toàn dải điề, u ch nh ỉ D ễ thực hiện t ng hóa ự độ

Mức độ phù h p t i : Mc = const ợ ả Pc = var

Do đó ta chọn phương pháp điều ch nh tỉốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch

phần ứng động cơ.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

1.2. PHÂN TÍCH LỰA CH N B ỌỘBIẾN ĐỔI CHỈNH LƯU

1.2.1. Phân tích h ệ thống van – động cơ (T – Đ)

* Nguyên lý điều khiển động cơ điện một chiều:

- Nhận năng lượng t ừ lưới xoay chiều thơng qua b ộ chỉnh lưu biến dịng xoay chiều thành dòng một chi u. C p cho ph n ề ấ ầ ứng động cơ điện một chiều.

* Các ch làm vi c: ế độ ệa) *Chế dòng liên tđộ ục.

- Khi mơ men tải Mt tăng thì dịng điện động cơ tăng dẫn đến năng lượng điệ ừ tang.n t - Khi điện áp ngu n nh ồ ỏ hơn sức điện động thì năng lượng c a cu n dây l n làm cho ủ ộ ớnăng lượng xả ra đủ sức để duy trì dịng điện đến thời điểm mở van kế tiếp.

- Khi ở chế độ dòng liên t c ụ

Ucl= U cos αd0

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

*Chế độ dòng gián đoạ n.

- Do m ch cạ ủa động cơ có điện cảm và điện cảm ấy có tích lũy năng lượng. N u dịng ếđiện nhỏ, lượng tích lũy năng lượng của cu n dây nhỏ nên xả năng lượng nh , vì vậy điện ộ ỏáp của lưới nhỏ hơn sức điện động của động cơ năng lượng c a cu n dây xủ ộ ả ra để đảm bảo anod dương hơn catod khơng đủ duy trì tính chất liên tục của dòng điện. Lúc này dòng điện qua van tr v ở ề 0 trước khi van k p bế tiế ắt đầu d n. ẫ

ω = UclKeϕ−

Rư+ Rcl

(Keϕ)2 M =Ud0cos αKeϕ −

Rư+ Rcl(Keϕ)2 M i góc m n áp c a ch u khi n t -> (-

+ Thay đổ ở α=(0-π) điệ ủ ỉnh lưu điề ể ừ Udo Udo) và ta được đặc tính h song song nằọ m 1/2 bên ph i h tọa đ (Mo ω) những đặc tính đó khơng thuộc ả ệ ộnửa bên trái là do các van không cho dòng điện ph n ả ứng đổi chiều.

+ Khi đó tốc độ khơng tải lý tưởng tùy thuộc vào góc điều khiển α.ω0=Ud0cos α

Keϕ + Và độ ứng đặc tính cơ c

β =(Keϕđm)2

Rư+ Rcl

b) Ch ế độ dòng điện gián đoạn.

- Khi làm việc ở chế độ dịng gián đoạn đường đặc tính cơ khơng là đường th ng mà là ẳđường cong có độ cứng thấp hơn.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

- Biên gi i vùng dòng ớ điện gián đoạn là dòng phân cách giữa vùng dòng điện liên t c và ụdịng gián đoạn chính là tập hợp đường trạng thái biên độ.

- Khi thay đổi góc α=(0-Π) gần đúng là đường ê líp có các tr c chính là trụ ục tọa độ. +Ưu điểm:

- Độ tác động nhanh, cao t n ổ thất ít gi m tiả ếng n hi u suồ ệ ất lớn có kh ả năng điều ch nh ỉtrơn với phạm vi điều chỉnh rộng.

- Có thể thiết lập h t ệ ự động phịng kín để m r ng dở ộ ải điều ch nh và cỉ ải thiện điều ki n ệlàm việc của h . ệ

+Nhược điểm:

- Khả năng linh hoạt khi đổi trạng thái làm vi c không cao, kh ệ ả năng quá ả ềt i v dòng và áp của van kém sức điện động c a b biủ ộ ến đổi có biên độ đập mạch l n gây t n hao ph trong ớ ổ ụđộng cơ và làm xấu điều kiện chuyển mạch trên cổ góp của động cơ làm xấu điện áp nguồn. - Khi điều ch nh sâu h s công suỉ ệ ố ất Cos γ thấp nh ất.

- Khả năng linh hoạt chuyển đổ ại tr ng thái làm vi c không cao ệ - Mạch điều khi n h o chi u khá phể ệ đả ề ức tạp

- Khả năng quá tải về áp và dòng kém

- Sức điện động ra của bộ ến đổ có độ đậ bi i p mạch lớn nên ph i dùng cu n kháng lả ộ ọc, làm tăng kích thước, giá thành, giảm độ cứng đặc tính cơ, giảm tác động nhanh….

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

- H sệ ố cosφ của h nói chung là th p. M c dù có nhệ ấ ặ ững nhược điểm như đã nêu ở trên nhưng phần ưu điểm của hệ T – Đ cũng rất nhiều, nó có ý nghĩa quyết định, do vậy ngày nay đã thay thế hoàn toàn hệ truyền động T – Đ cho hệ truyền động: KĐT – Đ, F – Đ…

1.2.2. Phân tích h ệ thống máy phát động cơ (F – Đ)

a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý Trong đó:

- Đ: Động cơ được điều ch nh ỉ - BBĐ bao gồm:

- ĐS: Động cơ sơ cấp - F: Máy phát

- CKĐ, CKF : Cuộn kích t ừ cho máy động cơ và cho máy phát.b) Nguyên lý làm vi c ệ

Động cơ sơ cấp ĐS biến đổi năng lượng điện xoay chi u cề ủa lưới thành cơ năng trên trục của nó rồi truyền sang trục của máy phát F.

Máy phát F biến đổi cơ năng đó thành điện năng một chiều để cung cấp cho động cơ một chiều kích từ độ ập Đ. Máy phát F còn làm chức năng điềc l u khiển, khi thay đổi dịng kích từ máy phát F ta thay đổi được Sđđ EF của máy phát → thay đổi được điện áp đặt lên ph n ầứng động cơ → thay đổi được tốc độ động cơ.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

c) Phương trình đặc tính cơ

ω = E

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

Việc điều ch nh tỉ ốc độ điều ch nh trên m ch kích t nên t n hao nh ỉ ạ ừ ổ ỏ

N u s d ng 2 mế ử ụ ạch vịng điều ch nh tỉ ốc đ thì dảộ i điều chỉnh đạt kho ng D = 10 30 ả - Nhược điểm:

S d ng nhiử ụ ều máy điện quay nên hi u suệ ất thấp = đs. F. Đ C ng k nh chi m di n tích lồ ề ế ệ ắp đặt, gây ồn, n n móng phề ức tạp Công suất lắp đặt lớn = (4 5) l n công suầ ất động cơ

Vốn đầu tư lớn, ch ỉ tiêu kinh tế thấp

1.2.3. Phân tích h ệ thống xung áp động cơ (ĐXA – Đ)

Ngày nay h xung áp ệ – động cơ được sử ụ d ng r ng rãi, nh t là khi các y u t vộ ấ ế ố ề độ tin cậy, dễ điều chỉnh, độ ổn định, kích thước trọng lượng được đặt lên hàng đầu. Có nhi u ềcách phân loại, ở đây ta phân theo hệ xung áp mạch đơn (không đảo chi u), hề ệ xung áp đảo chiều.

Đố ới v i các b biộ ến đổi công su t nh (vài KW) và trung bình (hàng chấ ỏ ục KW) người ta thường sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực IGBT. Đối với công suất lớn (vài trăm KW) người ta thường dùng GTO, cao hơn nữa dùng Tiristor. Ở giáo trình này chỉ đề cập đến van điều khiển hồn tồn IGBT, GTO chúng có ưu điểm là mở và khóa hồn tồn bằng xung –(điều khi n hoàn toàn), khác v i tiristor m bể ớ ở ằng xung, khóa ph i dùng m ch khóa (bán ả ạđiều khiển). Nhược điểm của van điều khiển hồn tồn là cơng suất nh ỏhơn tiristor.

1.2.3.1. H ệ xung áp đơn

* Sơ đồ nguyên lý:

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lý h ệ xung áp đơn dùng tiristor và dùng GTO

Hình 1.12 Đồ thị dịng áp *Phương trình:

Trong kho ng t1 GTO mả ở: U = E + R iu 1+ Ludi1

Trong kho ng t2 GTO khoá: ả 0 = E + Rui2+ Ludi2

dt Với TCK m khóa r t nh f ở ấ ỏ ( = T 1

CK= 200 400hz ) so v– ới hằng s ố thời gian cơ học c a hủ ệnên ta có th ể coi sức điện động động cơ E ≈ const trong chu kỳ T . CK

Nghiệm của phương trình trên có dạng: i = I + (I1 1 bd1− I1)e−t/Tu

i = I + (I2 2 bd2− I )e2 −t/Tu

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Ru : Hằng s ố thời gian điệ ừ ủa mạch.n t c

Q trình tăng giảm dịng điện trên đồ thị ẽ cho trườ v ng h p hợ ệ đã làm việc xác lập. Như v y h xung áp ậ ệ – động cơ một chiều cũng có ba chế độ dòng điện: liên t c, biên liên t c, ụ ụgián đoạn.

*Đặc tính cơ

Như trên ta đã biết vì h xung áp ệ – động cơ một chiều có ba chế độ dịng điện nên để xây dựng đặc tính cơ, tương tự ệ T – Đ ta cũng phả h i xây dựng ba vùng sau đó ghép lại thành đặc tính cơ hồn ch nh. ỉ

• Sơ đồ thay th v i giá tr trung bình (m t chi u) ế ớ ị ộ ề

Hình 1.13 Sơ đồ thay thế Trong đó:

Utb = U: Điện áp trung bình của nguồn đặt vào động cơ.

=

t1

TCK: Độ rộng c a xung ( = 0 ÷ 1). ủ

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

• Phương trình cân bằng điện áp (K2)

γU = E + IR∑

==> E = Kφđmω = γU − IR∑

• Đặc tính cơ điện:

ω = γUKφđm− R∑

KφđmI (0.23) • Đặc tính cơ:

Coi Mđt = Mcơ = M = K đmI, thay vào phương trình đặc tính cơ điện ta có:

ω =Kφ γU

đm− R∑

(Kφ )đm2M (0.24) • Nhận xét:

Tốc độ khơng tải lý tưởng gi ả tưởng (khơng có thật).ω0′= γU

Kφđm Đường đặc tính hệ XA đơn:| |βXA=(Kφđm)2

R∑ = const, n u coi ngu n áp có Rế ồ b ≈ 0 thì: |β|XA=|β|TN>|β|F−Đ>|β|T−Đ

Khi thay đổ ừ (0i t -1) ta s có hẽ ọ đường đặc tính co song song v i nhau vìớ |β|XA=const

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Trị ố ủ s c a R –C được chọn theo cơng thức như sau :

Năng lượng tích lu trên phần ỷ ứng động cơ Wk=1

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Ngăn chặn sự cố của m ch Rạ -C được đặc trưng bởi tỉ số ξ = R2.√L

n = 0,65ta chọ ε

R = 2. ξ. √L

C=2.0,65.√ 0,15

2, .10766=1006,9(Ω)c) Tính ch n Áptomat ọ

Áptơmát được sử dụng để đóng cắt nguồn ngồi ra nó cịn có tác d ng bảo vệ sự c ngắn ụ ốmạch hoặc quá t i có th x y ra trong h ả ể ẩ ệ thống.

Điều ki n chệ ọn như sau :

• IđmAT Ilvmax = 1,4.I1đm = 1,4.4,5 = 6,3 (A) • UđmAT Uđmmạng =380 (V)

Tra bảng Ph L c 3.5/T352-ụ ụ Thiết k cung cế ấp điện ta ch n áptơmát có thơng sơ k thuọ ỷ ật như sau :

Loại S c c ố ự Iđm (A) Uđm (V) IN (KA)

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Hệ s khuyố ếch đại của máy phát t c: ố

KFT=Udm+R .Idm

</div>

đồ án 1 cơ sở ngành thiết kế hệ thống truyền động điện bbđ van động cơ một chiều không đảo chiều quay

<b> Đề tài : “Thiế ế ệ thố</b>t k hng truy<b>ền động điện BBĐ van – Động cơ </b>

m t chi<b>ộều không đả</b>o chi<b>ều quay.”</b>

<b>LỜI M Ở ĐẦ</b>U

M C L<b>ỤỤC </b>

E

=

=

: =

=

E

=

n

K

=

≈

ω =

−

I

I

=

ω =

−

I

=

M

=

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về