đồ án “ thiết kế bộ chỉnh lưu chạy động cơ điện một chiều ”

z
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường





Đồ án: Thiết kế bộ
chỉnh lưu chạy động
cơ điện một chiều


Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
1
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
Mc lc
Chng I: ng c in mt chiu 3
I.1. Cu to ca ng c in mt chiu .3
I.2.Gii thiu v ng c in mt chiu kớch t c lp 3
I.3.Phng trỡnh c tớnh c ca CMC kớch t c l. 4
I.4.Cỏc phng phỏp iu chnh tc ca ng c 4
I.5.La chn phng ỏn 6
Chng II: Thit k v tớnh toỏn mch ng lc. 7
II.1. S mch ng lc. 7
II.2. Tớnh toỏn mch ng lc . 9
II.2.1.Tớnh chn thyritor 9
II.2.2.Tớnh chn MBA chnh lu 11
II.2.3.Tớnh chn thit b bo v.13
Chng III: Thit k v tớnh toỏn mch IU KHIN 15
III.1. S mch iu khin.15
III.2.Tớnh toỏn mch iu khin....17

III.2.1.Tớnh chn khõu ng pha. 17
III.2.2.Tớnh chn khõu to in ỏp rng ca 17
III.2.3.Tớnh chn tng so sỏnh 18
III.2.4.Tớnhchn b to xung chựm 19
III.2.5.Tớnh chn tng KX . 19
KT LUN22

Li núi u
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
2
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Trong những năm gần đây cùng với việc phát triển ngày càng mạnh mẽ của các lĩnh
vực khoa học, ứng dụng của chúng vào công nghiệp nói chung và công nghiệp điện tử
nói riêng, các thiết bị điện tử có công suất lớn đã đươc chế tạo ngày càng nhiều, đặc biệt
là ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế quốc dân và đời sống, làm cho yêu cầu về sự
hiểu biết và thiết kế các loại thiết bị này là hết sức cần thiết đối với các kỹ sư ngành điện.
Trong năm học vừa qua em đã được học môn Điện tử công suất , và được giao cho
nhiệm vụ “ Thiết kế bộ chỉnh lưu chạy động cơ điện một chiều ”
Qua đồ án này em nhận thấy kiến thức của mình đã nắm sâu hơn về môn , có thể tổng
hợp các kiến thức của môn học khác . Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp trong đồ án
còn nhiều sai sót mong các thầy cô tận tình chỉ bảo . Em xin cảm ơn thầy Đỗ Mạnh
Cường đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án .
Em xin trân thành cảm ơn !

Hà Nội ngày 20 tháng 8 năm 2009
Sinh viên thực hiện :
Nguyễn Đình Thuỷ


CHƯƠNG I: ĐộNG CƠ ĐIệN MộT CHIềU

Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
3
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
i.1. Cu t O CA NG C IN MT CHIU.
1.Phn tnh (phn cm hay cũn gi l phn to ra t trng ).
a.Cc t chớnh : Cú dõy qun kớch t lng vo lừi st cc t , lừi thộp cc t lm bng
thộp k thut in mng, cỏc cun kớch t c qun bng dõy ng bc cỏch in v
c ni ni tip vi nhau .
b.Cc t ph : c t gia cỏc cc t chớnh v dựng ci thin i chiu , lừi thộp
ca cc t ph thng lm bng thộp khi, trờn thõn cc t ph cú t dõy qun m cu
to ging nh dõy qun cc t chớnh.
c. V mỏy (gụng t ): Ngoi nhim v thụng thng nh nhng v mỏy khỏc v mỏy
in mt chiu cũn tham gia vo vic dn t,vỡ vy nú phi lm t thộp dn t.
2. Phn quay ( phn ng quay xung quanh t thụng ).
a. Lừi thộp roto:
b. C gúp: Gm nhiu phim gúp bng ng ghộp cỏch in vi nhau, b mt c gúp
c gia cụng vi tc búng thớch hp m bo tip xỳc tt gia chi than v c
gúp.
I.2.GII THIU V NG C IN MT CHIU KớCH T C LP
Cho n nay ng c in mt chiu vn cũn dựng rt ph bin trong cỏc h thng
truyn ng cht lng cao, di cụng sut ng c in mt chiu t vi W n hng
MW, gin kt cu ca ng c in mt chiu kớch t c lp c th hin nh hỡnh
v di õy, phn ng c biu din vũng trũn bờn trong cú sc in ng E , phn
stato cú th cú vi dõy qun kớch t: Dõy qun kớch t c lp CKD, dõy qun kớch t ni
tip CKN, dõy qun cc t ph CF, dõy qun bự CB.
s ni dõy ca ng c mt chiu kớch t c lp
Khi ngun in mt chiu cú cụng sut khụng ln thỡ mch in phn ng v mch
kớch t mc vo hai ngun mt chiu c lp nhau, lỳc ny ng c c gi l ng c
kớch t c lp.
*Nguyờn lý lm vic ca ng c in mt chiu kớch t c lp.

Khi úng ng c roto quay n tc n, t in ỏp Ukt no ú lờn dõy qun kớch t thỡ
trong dõy qun kớch t cú dũng in ik v do ú mch t ca mỏy s cú t thụng , tip
ú trong mch phn ng thỡ trong dõy quỏn phn ng s cú dũng in i chy qua tng
tỏc vi dũng in phn ng. Tng t t dũng kớch t (bng cỏch thay i in tr Rkt) thỡ
in ỏp hai u ng c s thay i theo quy lut sau:
Ed = (1 2)Um
I.3.Phng trỡnh c tớnh c ca ng c in mt
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
4
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
chiu kớch t c lp.
thnh lp phng trỡnh c tớnh c ta xut phỏt t phng trỡnh cõn bng in ỏp ca
ng c.
U = E + (R + Rf)I = E + RI (1)
Trong ú: U - in ỏp phn ng (V)
E sc in ng phn ng (V)
R - in tr ca mch phn ng ()
Rf - in tr ph trong mch phn ng ()
I dũng in mch phn ng (A)
T phng trỡnh (1) E = U (R + Rf)I
Chia c hai v cho k ta c:
hay (2) =f(I): c tớnh c in
M mụ men in t ca c in c xỏc nh bi:Mt = KI , suy ra I =
Th vo (2) ta c , = f(M) c tớnh c theo mụ men
Nu b qua tn tht c v tn tht thộp thỡ mụ
men c trờn trc in c bng mụ men in t, ta kớ
hiu l M. ngha l: Mt = Mc = M
(3)
Gi thit phn ng phn ng c bự ,
t thụng = const thỡ phng trỡnh c tớnh c

in (2) v phng trỡnh c tớnh c l tuyn tớnh
th ca chỳng c th hin nh hnh bn:
I.4.Cỏc phng phỏp iu khin tc ng c , t ú a ra phng ỏn thit k ngun
cung cp
T phng trỡnh c tớnh c:
Ta thy cú ba tham s nh hng n c tớnh c ú l: t thụng ng c , in ỏp phn
ng U v in tr phn ng ng c.
Cỏc phng phỏp iu khin ng c:
1. iu chnh in tr mch phn ng v mch kớch t.
i vi phng phỏp ny (bin tr) ch to ra c nhng tc ng c thp hn tc
ng c bn bng cỏch gim cng c tớnh c. Nú l phng phỏp iu chnh
khụng trit , gii iu chnh ph thuc vo mụmen ti , chớnh xỏc duy trỡ tc
khụng cao, tinh iu chnh kộm.
2. iu chnh in ỏp mch kớch t (iu chnh t thụng)
i vi phng phỏp ny khi gim t thụng cng c tớnh c s gim theo biu thc:
=(k)2/R cũn tc khụng ti lớ tng thỡ tng theo quan h =U/k
do ú sai s tnh tng t l nghch vi t thụng

Nh vy chớnh xỏc duy trỡ khụng cao .
Phng phỏp ny cú ch tiờu kinh t cao khụng yờu cu nhiu thit b phc tp , cụng sut
mch iu khin nh v tn tht nng lng khụng nhiu , cú kh nng t ng hoỏ h
thng v to c nhng c tớnh tt. Tuy nhiờn gii iu chnh khụng rng , thụng
thng D=1,5 cỏc ng c c bit khỏc cú D=48 nhng loi ny to v t .
3. iu chnh in ỏp ngun
Phng phỏp ny l phng phỏp c ỏnh giỏ tt vỡ:
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
5
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
- Đây là phương pháp điều chỉnh triệt để, có thể điều chỉnh tốc độ trong bất kì vùng tải
nào, kể cả khi không tải lí tưởng.

- Đặc tính cơ tuy mềm hơn đặc tính tự nhiên nhưng cứng hơn các đặc tính biến trở,
phân mạch …
- Đảm bảo sai số nhỏ, khả năng quá tải lớn, giải điều chỉnh rộng và tổn thất ít
- Mạch điều chỉnh công suất nhỏ, thao tác nhẹ nhàng có khả năngcải thiện hệ thành tự
động vòng kín.
 Từ ba phương pháp trên ta thấy phương pháp (3) là phương pháp khả thi nhất
trong việc điều khiển ĐCĐMC theo yêu cầu của đồ án.
Cần có bộ biến đổi để cung cấp điện cho mạch phần ứng hoặc mạch kích từ của động cơ.
Có hai loại bộ biến đổi cho động cơ điện một chiều là bộ chỉnh lưu có điều khiển và bộ
biến đổi xung áp một chiều (băm xung một chiều)
Tuy nhiên bộ biến đổi xung áp một chiều cần có thêm bộ chỉnh lưu để chỉnh
lưu dòng xoay chiều nên bộ biến đổi này phức tạp giá thành cao .
Trong yêu cằu của đồ án môn học ta không chọn sơ đồ này và sẽ sử dung sơ đồ chỉnh lưu
tiristor - Động cơ để thiết kế nguồn cung cấp cho ĐCĐMC
* Động cơ điện một chiều làm việc với điện áp nguồn cung cấp ở đây chỉ có
dòng xoay chiều ba pha 380/220 V, vì thế để cung cấp điện cho động cơ ta phải tạo ra bộ
chỉnh lưu có điều khiển ba pha.
* Sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển ba pha có các loại sau :
ã Chỉnh lưu tia ba pha
ã Chỉnh lưu cầu ba pha
ã Chỉnh lưu 6 pha hình tia
ã Chỉnh lưu 6 pha có cuộn kháng cân bằng
i.5.Lựa chọn phuơng án
Từ các bốn loại chỉnh lưu như đã trình bày ở trên ta chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều
khiển đối xứng.

Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
6
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng

- Giá trị điện áp trung bình chỉnh lưu :
Ud0 = 2,34U2 cos
- Dòng điện trung bình qua tải :
Id =
- Dòng điện trung bình qua van :
IT =
- Dòng thứ cấp MBA :
I2 = 0,816 Id
- Công suất MBA :
S = 1,05 Pd
- Hệ số đập mạch chỉnh lưu :
kV = 0,057
- Khi Xa  0 sụt áp do trùng dẫn gây ra:
U =



Thời điểm mở 0 Van dẫn
60120 T1,T6 dẫn
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
7
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
120180 T1,T2 dn
180240 T2,T3 dn
240300 T3,T4 dn
300360 T4,T5 dn
360420 T5,T6 dn
* Phõn tớch u nhc im ca s :
in ỏp chnh lu bng phng hn, cú h s s dng mỏy bin ỏp cao , cú kh nng lm
vic ch nghch lu . Tuy nhiờn s lng van iu khin gp ụi so vi chnh lu 3

pha hỡnh tia v cu 3 pha khụng i xng. S m ng thi hai van theo ỳng th t pha
gõy khú khn cho vic vn hnh v s cha.
chng II: thit k v tớnh toỏn mch ng lc
II.1. S mch ng lc
a.S :
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
8
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
b. Nguyên lý hoạt động của mạch động lực.
hoạt động của sơ đồ ( khi không xét đến trùng dẫn )
Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng cầu gồm 6 tiristor chia thành 2 nhóm :
Nhóm Catốt chung : T1,, T3, T5
Nhóm Anốt chung : T2, T4, T6
Dòng điện chạy qua tải là dòng điện chạy từ pha này sang pha kia ,do đó tại mỗi thời
điểm cần mở tiristor ta phải cấp hai xung điều khiển đồng thời ( một xung ở nhóm
NA ,một xung ở nhóm NK )
Ví dụ tại một thời điểm cần mở T1 của pha A ta cấp xung X1 đồng thời cấp xung X6
cho tiristor T6 của pha B các thời điểm tiếp theo cũng tương tự .Thứ tự cấp xung tuân
theo đúng thứ tự pha .
Dòng điện chạy từ pha có điện áp dương hơn sang pha có điện áp âm hơn
Điện áp các pha thứ cấp máy biến áp lần lượt là:
Ua=
Ub=
Uc=
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
9
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
Gúc m c tớnh t im chuyn mch t nhiờn ( giao im ca cỏc na hỡnh sin).
Gi thit T5 , T6 ang dn cho dũng chy qua VF = Vc ; VG= Vb.
ó Khi = 1 = + cho xung iu khin m T1 : Tiristor ny c m vỡ Va> 0 s m

ca T1 lm cho T5 b khoỏ li mt cỏch t nhiờn vỡ Va> Vc . Lỳc ny T6 v T1 cho
dũng chy qua, v in ỏp trờn ti l:
Ud=Uab=Va-Vb;
ó Khi = 2 = 3 + cho xung iu khin m T2 khi T2 m nú lm cho T6 b khúa li
tng t trờn .
ó Quỏ trỡnh c tip tc nh vy, mi van c a xung vo m sau T .
ó Ta cú biu thc tớnh toỏn sau:
in ỏp trung bỡnh trờn ti : Ud=
II.2.tớnh toỏn mch ng lc
II.2.1.Tớnh chn tiristor
Um = 220(V)
Pdm = 7,5(KW), chn ng c H-145: Im = 46,5(A) , Ikt=1,1(A) ,n=1000vg/p
Tớnh chn tiristor da vo cỏc yu t c bn l dũng ti, s ó chn, iu kin
to nhit, in ỏp lm vic, cỏc thụng s c bn ca van c tớnh n nh sau
-inỏp ngc ln nht m thyrito phi chu

Do chn s chnh lu cn 3 pha iu khin i xng nờn


-in ỏp ngc ca van cn chn

-h s d tr in ỏp ,chn

-Dũng in lm vic ca van c tớnh theo dũng hiu dng

Trong s cu 3 pha, h s dũng in hiu dng

Chn iu kin lm vic ca van l cú cỏnh to nhit v y din tớch to nhit
:Khụng cú qut i lu khụng khớ, vi iu kin ú dũng in nh mc ca van cn chn
:

- h s d tr dũng in, chn

T cỏc thụng s ta chn 6 tiristor loi


chn 6 tiristor loi ST110S08P0V

Ký hiu Unmax
(V) Immax
(A) Ipikmax
(A) Igmax
(A) Ugmax
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
10
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
(V) Irmax
(A) Ihmax
(A)
Tx
(S)
(V/s) T
max
(C)
ST110S08P0V 800 110 2270 150m 3,0 3m 30m 1,52 10 m
500 90
Trong ú
Un- in ỏp ngn mch cc i
Im- Dũng in lm vic cc i
Ipik- Dũng in nh cc i

Ig- Dũng in xung iu khin
Ug- in ỏp xung iu khin
Ih- Dũng in t gi
Ir- Dũng din rũ
-St ỏp trờn tiristor trng thỏi dn
dv/dt- Tc bin thiờn in ỏp
Tx-Thi gian chuyn mch ( m v khoỏ).
Tmax- Nhit lm vic cc i
III.2.2.Tớnh toỏnMBA chnh lu
a.Tớnh cỏc thụng s c bn
Chn MBA 3 pha, 3 tr s u dõy lm mỏt bng khụng khớ t nhiờn
- inỏp pha s cp MBA:U1=380(V)
- in ỏp pha th cp MBA
Phng trỡnh cõn bng in ỏp khi cú ti
Udocn min=Ud+2 +
min=10 l gúc d tr khi cú suy gim din ỏp li
Uv=1,7(V):st ỏp trờn van
Udn=0: st ỏp trờn dõy ni
UIba=6.220 =13.2(V) : st ỏp trờn din tr v in khỏng MBA
Thay s ta cú
Ud0 = = = 240(V)
in ỏp pha th cp MBA

Ku- h s in ỏp ca s

- Cụng sut ti a ca ti
Pdmax=Ud0.Id=240.46,5=11160(w)
- Cụng sut bin ỏp ngun c tớnh
Sba=Ks.Pmax
Sba- Cụng sut biu kin MBA (w)

Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
11
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
Ks- H s cụng sut theo s mch ng lc, Ks=1,05
Sba=1,05.11160=11718(W)
- Dũng in hiu dng phớa th cp MBA.
I2=Khd.Id
Kld-H s dũng in hiu dng, Khd=

- Dũng in hiu dng s cp MBA.
(A)
b.Tớnh toỏn s b mch t (xỏc nh kớch thc bn mch t ).
-Tit din s b tr
Qfe=kq
Kq - H s ph thuc vo phng thc luụn mỏt Kq=6.
m - S tr ca MBA ,m=3
f - Tn s ngun xoay chiu f=50(hz)
Thay s:
Qfe= 6.
-ng kớnh ca tr
d=
Chun hoỏ ng kớnh tr theo tiờu chun: d=7(cm).
Chn loi thộp 330 cỏc lỏ thộp cú dy 0,5mm
Chn s b mt t cm trong tr BT=1(T)
c.Tớnh toỏn dõy qun.
- S vũng dõy mi pha s cp MBA
W1= (vũng)
W1= 322,8vũng
- S vũng dõy mi pha th cp MBA.
W2= (vũng)

W2 =86,6(vũng)
Chn s b mt dũng in trong MBA; vi dõy dn bng ng v loi MBA khụ
J=(2 2,75)A/mm , chn J=2,75A/mm
- Tit din dõy dn s cp MBA
S1=
Chn dõy dn tit din ch nht, cỏch in cp B, chun hoỏ tit din theo tiờu
chun:S1=3,71(mm ).
Kớch thc dõy cú k cỏch in : S1cd =a1.b1=1,23.3,05(mm.mm)
* Tớnh li mt dũng in trong cun s cp
J1=
- Tit din dõy dn th cp MBA.

Chn dõy tit din ch nht, cỏch iờn cp B, chun hoỏ tit din theo tiờu chun
:S2=13,8(mm
Kớch thc dõy cú k cỏch in ; S2cd=a2b2=3,05.4,7(mm*mm)
*Tớnh li mt dũng in trong cun th cp

II.2.3.Tớnh chn thit b bo v.
a. Bo v quỏ dũng in cho van :
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
12
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
+ Aptomat dựng úng ct mch ng lc, t ng bo v khi quỏ ti v ngn mch
Tiristor, ngn mch u ra b bin i, ngn mch th cp mỏy bin ỏp
+ Chn 1 Aptomat cú :
Im = 1,1.I1d = 1,1 . .10,2 = 19,43 (A)
Um = 220 (V)
Cú 3 tip im chớnh , cú th úng ct bng tay hoc bng nam chõm in
Chnh nh dũng ngn mch :

Dũng quỏ ti :

+ Chn cu dao cú dũng nh mc :

Cu dao dựng to khe h an ton khi sa h truyn ng.
+ Dựng dõy chy tỏc ng nhanh bo v ngn mch cỏc Tiristor, ngn mch u ra ca
b chnh lu :
Nhúm 1 cc :
Dũng din nh mc mc dõy chy nhúm 1 cc :
I1cc = 1,1.I2 = 1,1 .37,97 = 41,77 (A)
Nhúm 2 cc :
Dũng din nh mc mc dõy chy nhúm 2 cc :
I2cc = 1,1.Ihd = 1,1 . 26,85 = 29,54 (A)
Nhúm 3 cc :
Dũng din nh mc mc dõy chy nhúm 3 cc :
I3cc = 1,1 . Id = 1,1 . 46,5 =51,15 (A)
Vy chn cu chy nhúm :
1cc loi 45A
2cc loi 30A
3cc loi 55A
b. bo v quỏ in ỏp cho van
- Bo v quỏ in ỏp: Do quỏ trỡnh úng ct cỏc tiristor c thc hin bng cỏch
mc cỏc R,C song song vi tiristor. Khi cú chuyn mch cỏc in tớch tớch t trong cỏcc
lp bỏn dn phúng ra ngoi to ra dũng in ngc trong khong thi gian ngn, s bin
thiờn nhanh chúng ny gõy ra sc in ng cm ng rt ln trong cỏc in cm lm cho
quỏ in ỏp gia ant v katt ca tiristor. Khi cú mch R,C mc song song vi tiristor s
to ra mch
vũng phúng in tớch trong quỏ trỡnh chuyn
mch nờn tiristor khụng b quỏ ỏp
Theo kinh nghim chn

R1 = (530)
C1 = (0,254) F
- Bo v xung in ỏp t li in
Ta mc mch R,C nh hỡnh v, nh cú
mch lc ny m nh xung gn nh nm
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
13
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
li hon ton trờn in tr ng dõy
Tr s R,C chn theo kinh nghim
R2 = 12,5, C2 = 4F
CHNG Iii: Thit k v TớNH TOỏN Mch iu khin
Iii.1. - S mch iu khin
a. Nguyờn tc iu khin
iu khin Tiristor trong s chnh lu hin nay thng gp l iu khin theo nguyờn
tc thng ng tuyn tớnh. Ni dung ca nguyờn tc ny cú th mụ t theo gin hỡnh
di õy:
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
14
§å ¸n m«n häc §TCS ThÇy gi¸o híng dÉn : Đỗ Mạnh Cường
Khi điện áp xoay chiều hình sin đặt vào anod của Tiristor, để có thể điều khiển được góc
mở của Tiristor trong vùng điện áp+anod, ta cần tạo một điện áp tựa dạng tam giác, ta
thường gọi là điện áp tựa hay điện áp răng cưa Urc. Như vậy điện áp tựa cần có trong
vùng điện áp dương anod.
Dùng một điện áp một chiều Uđk so sánh với điện áp tựa. Tại thời điểm (t1,t4) điện áp
tựa bằn điện áp điều khiển (Urc=Uđk), trong vùng điện áp dương anod, thì phát xung
điều khiển Xơđk. Tiristor được mở tại thời điểm có xung điều khiển (t1,t4) cho tới cuối
bán kỳ (hoặc tới khi dòng điện bằng 0).
b. Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển

c.Sơ đồ mạch điều khiển.
Sinh viªn : NguyÔn §×nh Thuû_TC06 - 4142 LỚP TĐH_ K46
15
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
ó Nguyờn lý hot ng ca mch iu khin.
a in ỏp pha A : UA = 220 sin( t ) ca mỏy bin ỏp ng pha vo b chnh lu
hai na chu k. in ỏp ra b chnh lu l UCL, in ỏp ny c em so sỏnh vi in
ỏp t (in ỏp mt chiu) bng b so sỏnh thun, in ỏp UCL vo b so sỏnh thun cú
dng tun hon vi chu k T nờn in ỏp ra b so sỏnh thun l Us cú dng xung vuụng
gúc cựng chu k v ng b vi in ỏp UCL . in ỏp ng b Us ny a vo cng B
ca tranzitor. Mi khi cú Us > 0 tỏc ng vo th baz ca tranzitor thỡ t C2 phúng theo
ng C2 - colector T1 Emetor C2 . Khi Us < 0 thỡ t C2 c np in theo dng
+ E R C2 - õm ngun. Khi t C2 phúng in to in ỏp rng ca Urc , in ỏp rng
ca ny a vo u o ca khõu so sỏnh v c so sỏnh vi in ỏp iu khin.
iu chnh gúc m ca tiristor ta ch cn iu chnh Uk bng cỏch iu chnh bin tr
(VR).
Gi s ta thi im t = ng vi in ỏp Uk = Uk0 khi Ucr = Uk lỳc ny ti u
ra ca b so sỏnh xut hin xung vuụng, xung vuụng ny kt hp vi b to xung chựm
a vo cng AND, m bo tiristor m chc. in ỏp ra ti cng AND a vo b
khuych i (BK) v qua mỏy bin ỏp xung (MBAX) ta nhn c xung n kớch m
cng G ca T1 v T6
Nh vy ti cựng mt thi im ng vi mt giỏ tr Uk0 thỡ T1v T6 ca b bin
i dn v tip theo l cỏc van T2,T3 dn m bo theo ỳng th t pha. Iii.2.Tớnh toỏn
mch iu khin
III.2.1.Tớnh chn khõu ng pha:

in ỏp th cp bin ỏp U2=15V a
vo 2 u D1, D2:
=0,9U2=13,5 V

Giỏ tr in ỏp ngc t lờn i t trong s
tia mt pha l:
=
Vy ta chn i t loi IN4007 cú in ỏp
ngc l 50V
R1 hn ch dũng i vo khuch i thut toỏn OA1 thng chn in tr vo b
khuch i sao cho Iv<1mA, dn n

Ly R1=15K
Tớnh toỏn in tr R2 v VR1 t vo ca õm ca KTT
in ỏp t vo ca õm bng vi in ỏp hỡnh sin khi gúc =2.50 ( l gúc khi di iu
chnh l ln nht ) .
Ti im A v B ta cú : (V)
Vi Ud l in ỏp t = 0,93 (V)

15R2=0,93R3+0,93VR1
Ta c t s: VR1=14,07/0,93R2VR1=15,13R3
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
16
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
Vy ta chn VR1=20k v R2=1322()
Khuch i thut toỏn dựng MA741
III.2.2. Tớnh chn khõu to in ỏp rng ca.
Khi ub > 0 Tranzitor T m bóo ho t C
phúng in uC = ura = 0
khi ub< 0 tranzitor T khoỏ li lỳc ny t C
s c np in t ngun mt chiu E

Ti thi im :

Chn ucmax = 70E = 70 .15 = 10,5(V)
Chn t C = 1F, ta tớnh c R4

Tớnh toỏn cỏc phn t cũn li:
Chn tranzitor T: chn theo tham s dũng in qua búng Ic v in ỏp ti a gia cỏc cc
colector, ờmetor Ucmax. Dũng qua T l dũng in chy qua in tr R, ttrong giai on
bóo ho, do ú

Chn in ỏp cho phộp Uce = (2430)V

Chn tranzitor T C829 cú cỏc tham s sau
Tớnh chn in tr baz R3 :
in tr ny cú nhim v m bo cho tranzit m bóo ho t C phúng ht.
Chn thi im búng m bóo ho tng ng 10o in :
()
Chn Rb = 45 (k)
III.2.3 . Tớnh chn tng so sỏnh :

Chn mch khuych i thut toỏn loi
TL 084 :
Chn R6 = R5 > Uv/Iv
Chn ngun nuụi Vcc = 15 V
Vi in ỏp vo khuych i thut toỏn
Uv 15 V
V dũng in phi c hn ch
Ilv < 1(mA).
Do ú ta chn R6 = R5 =20 k
Ivmax = = 0.75 mA
III.2.4.Tớnh chn b to xung chựm:

õy l mch rt thụng dng hin nay.OA
c s dng nh b so sỏnh hai ca, t C
c phúng-np lm cho OA o trng
thỏi khi in ỏp trờn t t ti tr s ca b
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
17
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
chia in ỏp R8,R9.
Chu kỡ dao ng : T = 2RC2(1+2R9/R8) (*)
Mch to xung chựm cú tn s
f = ( Khz)
T = = 0,000334(s) = 334(s)
T phng trỡnh (*) ta cú :
+ Chn R8 = R9 = 25 (k) khi ú ta cú
T = 2,2R7C2 = 334(s)
R7C2 = 334/2,2 = 151,8 (s)
Chn t C2 = 0,1 (F) cú in ỏp U = 15V,R7 =1,518 ()
Chn khuych i thut toỏn OA loi TL 084 cú cỏc thụng s k thut sau :
+ in ỏp ngun nuụi : Vcc = 18 V
+ Hiu in th gia hai u vo : 30 V
+ Nhit lm vic : T = -25o 80oC
+ Cụng sut tiờu th : P = 0,68 (W)
+ Tng tr u vo : Rin = 106 (M)
+ Dũng in u ra : Iout = 30 ( pA)
+ Tc bin thiờn in ỏp cho phộp : =13 (V/s)
III.2.5.Tớnh toỏn tng khuych i xung:

Nhn thy rng bin ỏp xung cú tớnh vi
phõn nờn phi cú in tr kp tiờu tỏn
nng lng tớch lu cỏc cun dõy trong

giai on khoỏ cỏc búng.Vỡ vy m
ngi ta mc thờm in tr R12 vo khi
T3 khoỏ dũng in qua bin ỏp xung s
chy qua D2 R12 nờn nng lng s tiờu
tỏn trờn in tr R12.Thng chn R12 cú
kh nng dn dũng ti a cho phộp ca
T3 : R12 >
Tuy nhiờn do R12 mc ni tip vi cun
s cp bin ỏp xung nờn khi dn nú s
lm gim ỏp t vo bin ỏp xung.
vn gi in ỏp ban u trờn bin ỏp bng ngun Ecs cú th a thờm t C vo, lỳc ú
trong giai on T3 khoỏ t iờn phi kp np n s bng ngun v tr s t inc tớnh
bng : C > Tn /3R2
Trong ú :
Tn thi gian ngh gia hai xung lin nhau ca xung chựm
Tn s ca xung chựm fxc = 3(kHZ),in iu khin Uk = 3V ,dũng iu
khin Ik=150 mA
Chn bin ỏp xung cú t s cỏc cun dõy K = 2.
Vy tham s in ỏp v dũng in trờn cun s cp :
U1 = U.K = 3.2 = 6 (V)
I1 = Ig/K = 0,15/2 = 0,075 (A)
Ngun cụng sut phi cú tr s ln hn U1 bự li st ỏp trờn in tr.
Vỡ ta chn Ecs = 15 (V) .
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
18
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
T giỏ tr
Chn búng T3 cú cỏc tham s :
Loi Icmax(A) Pcmax(A) UCEmax(V) UCBmax(V) f(MHZ)
BD135 1,5 8 45 45 40250 250

+ Tớnh iờn tr R12 : R12 > = 10 () .Chn R12 =15 ()
+ in ỏp trờn in tr : UR12 = I1.R12 = 0,075.115 = 1,125 (V)
+ in ỏp trờn bin ỏp xung : U1 = Ecs UR12 = 15 1,125 = 13,88 (V)
+ Tn s xung chựm tng ng trong chu kỡ mt xung l:
Txc = = 334 (s)
+ Khong cỏch gia hai xung chựm l :
tn = 0,5.Txc = 167 (s)
C < = 3,71 (F)
Búng T2,T3 chn loi cú cỏc thụng s sau :
Loi Icmax(A) Pcmax(A) UCEmax(V) UCBmax(V) f(MHZ)
BC237B 0,1 0,35 45 50 110450 300
ó R11: in tr to thiờn ỏp cho T3 m bo to ra mt in ỏp khong 0,65V m
bóo ho T3. Chn R11= 1K
ó Chn cỏc iụt D1,D2, D3 l loi D1011
ó R10 : in tr hn ch dũng vo cc bad T2. Chn R10 = 1K
Tớnh toỏn bin ỏp xung :
Chn vt liu lm lừi l st ferit : lừi cú dng hỡnh xuyn,lm vic trờn mt phn
t hoỏ cú : B = 0,3 (T) ; H = 30 (A/m) v khụng cú khe h khụng khớ
+ T s bin ỏp xung chn : k = m = 2
+ in ỏp cun th cp : U2 = Uk = 3(V)
+ in ỏp cun th cp : U1 = kU2 = 6(V)
+ Dũng in th cp bin ỏp xung : I2 = Ik = 0,15(A)
+ Dũng in s cp bin ỏp xung : I1 = = 0,075 (A)
ó S vũng qun dõy s cp bin ỏp xung :
w1 = = 124 (vũng)
Q tit din lừi. Chn Q = 27 mm2 = 27.10-6 (m2)
ó S vũng dõy qun th cp:
w2 = = 61,85 ( vũng )
th phỏt xung iu khin cho mt kờnh Tiristor T1
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46

19
Đồ án môn học ĐTCS Thầy giáo hớng dẫn : Mnh Cng
KT LUN
Trong quỏ trỡnh lm ỏn giỳp em thu thp c thờm rt nhiu kin thc b ớch v mụn
hc in T Cụng Sut. Qua ỏn ny giỳp em hiu hn v nhng kin thc lý thuyt
c hc, v cỏch vn dng nhng kin thc ú vo gii quyt mt vn c th trong
thc t t ra.
Tuy nhiờn khụng th trỏnh khi nhng sai sút, nhng c s giỳp tn tỡnh ca thy
giỏo Mnh Cng v cỏc thy cụ giỏo trong b mụn TH XNCN trng H Bỏch
Khoa HN ó giỳp em hon thnh c ỏn ny.
Em xin chõn thnh cm n!

H Ni ngy 20 thỏng 8 nm 2009
Sinh Viờn
Nguyn ỡnh Thu
Sinh viên : Nguyễn Đình Thuỷ_TC06 - 4142 LP TH_ K46
20