thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục, chương 4 pot

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)