Thiết kế hệ thống điều khiển cho động cơ đảo chiều

ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
NHIỆM VỤ:
1) Phân tích , giải thích rõ yêu cầu của đề bài và đòi hỏi của đề bài, cụ thể với
loại đề tài này thường hay gặp ở đâu trong thực tế ? Những thông số kỹ thuật
nào ảnh hưởng đến chỉ tiêu chất lượng của hệ thống? Biện pháp tác động như
thế nào? Nêu các phương án có thể thì hãy chọn lấy một phương án phù hợp .
2) Phân tích kỹ nguyên lý hoạt động của phương án đã chọn vẽ đồ thị dòng
điện áp trên các phần tử và các điểm nút cần quan tâm . Trên cơ sở các đồ thị
đó tìm các biểu thức có sự liên quan đến những đại lượng đã biết và đại lượng
cần tìm .
3) Tính chọn, thiết kế các phân tử mạch công suất chọn van, các điều khiển
làm mát mạch, bảo vệ tính toán thiết kế kiểm tra máy biến áp bộ lọc .
4) Giới thiệu mạch điều khiển cho toàn bộ hệ thống phân chia khối chức
năng. Nêu nguyên lý hoạt động của các khối chức năng thông qua đồ thị dạng
dòng điện, điện áp hoặc dạng xung ở một số điểm nút chính.
5) Tính chọn phần tử cơ bản của mạch điều khiển.
6) Giới thiệu các mạch phản hồi : dòng điện, điện áp, tốc độ Phân tích
nguyên tắc hoạt động và tính chọn các phần tử cơ bản.
7) Toàn bộ phần thuyết minh được hoàn thành ở dạng quyển khổ A4.
8) Toàn bộ sơ đồ nguyên lý, bao gồm cả mạch lực và hệ điều khiển được vẽ
trên giấy khổ A1 có kí hiệu đầy đủ các phần tử và trình bày theo mẫu vẽ kỹ
thuật.
• Đề bài :
Thiết kế bộ chỉnh lưu có đảo chiều cung cấp cho động cơ điện một chiều có
các thông số sau:
Điện áp nguồn : 3 . 380 VAC ; ± 10% ; 50Hz.
Động cơ : 25kw ; 110 VDC ; 5000v/ph.
1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay ,không chỉ ở các nước phát triển ,ngay ở nước ta các thiết bị bán
dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong sinh hoat

gia đình .các xí nghiệp và nhà máy như xi măng ,thuỷ điện giáy ,đường ,dệt
,sợi ,đóng tàu là những minh chứng.
Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới dây
trruyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những kiến thức
về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý .Xuất phát tử yêu cầu thực tế và
tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thày cô trong bộ môn điện
tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với việc thiết kế thông qua
đồ án điện án thông qua đồ án môn hoc điện tử công suất .
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân
cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về tự động hoá trong các lĩnh vực công
nghiệp cũng như các lĩnh vực khác tăng trưởng không ngừng. Điều này đòi
hỏi đội ngũ kỹ sư phải nắm bắt và thiết kế ra những hệ điều khiển tự động
phục vụ thiết thực cho các lĩnh vực của cuộc sống.
Đồ án môn học là một yêu cầu cần thiết và bắt buộc với sinh viên ngành tự
động hoá. Nó kiểm tra và khảo sát trình độ thực tế của sinh viên và giúp cho
sinh viên có tư duy độc lập vơí công việc. Mặc dù vậy , với sinh viên chưa có
nhiều kinh nghiệm thực tế , cần có sự giúp đỡ của các thầy cô giáo nên trong
đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Qua đây, em xin chân thành cảm
ơn các thầy giáo đã hướng dẫn , chỉ bảo em tận tình để em hoàn thành tốt đồ
án này.


2
CHƯƠNGI: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1
CHIỀU
1.1. Các nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều
1.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều
Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính : phần tĩnh
và phần động.
* Phần tĩnh hay stato.

Đây là đứng yên của máy , bao gồm các bộ phận chính sau:
a, Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và
dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ . Lõi sắt cực từ làm bằng những lá
thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt . Trong
động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy
nhờ các bulông . Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và
mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện
trước khi đặt trên các cực từ . Các cuộn dây kích từ được đặt trên các cực từ
này được nối tiếp với nhau.
b, Cực từ phụ : Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng để
cải thiện đổi chiều . Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và
trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây quấn cực từ
chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
c, Gông từ : Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời
làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn
lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ
dùng gang làm vỏ máy.
d, Các bộ phận khác.
Bao gồm:
- Náp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng
dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và
3
vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy
thường làm bằng gang.
- Cơ cấu chổi than : để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu
chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy
lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với
giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng
chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
* Phần quay hay rôto.

Bao gồm những bộ phận chính sau :
a, Lõi sắt phần ứng : dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ
thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm
tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau
khi ép lại thì dặt dây quấn vào.
Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ
thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc
trục.
Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành những
đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió. Khi
máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt.
Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp
vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá
rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto.
b, Dây quấn phần ứng.
Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện
chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.
Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng dây có tiết diện
4
tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nhật. Dây
quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.
Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm
để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit.
c, Cổ góp : dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một
chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp
mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai đầu trục tròn
dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách
điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các
phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ dàng.
d, Các bộ phận khác.

- Cánh quạt : dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều
thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh
quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào động
cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài
làm nguội máy.
- Trục máy : trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi.
Trục máy thường làm bằng thép cacbon tốt.
1.1.2. Nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều
Có rất nhiều phương pháp để đảo chiều động cơ điện 1 chiều. Nhưng chúng ta
sử dụng các
1.2. Các phương pháp đảo chiều động cơ
1. Dùng phương pháp đảo chiều bằng đảo đấu điện áp đặt vào phần ứng động
cơ nhờ 2 mạch chỉnh lưu:
5
2.Dùng phương pháp đảo chiều kích từ
3. Đảo chiều phần ứng động cơ bằng công tắc tơ T và N
6
4. Đảo chiều kích từ bằng công tắc tơ T và N
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
2.1. Các phương án chỉnh lưu
- Các bộ chỉnh lưu đảo chiều dùng cho động cơ 1 chiều cần quay theo cả 2
chiều với chế độ làm việc ở cả 4 góc điều chỉnh
7
- Tuỳ theo yêu cầu về chất lượng điều chỉnh mà có thể sử dụng các sơ đồ
sau:
Nhận xét :
- Hai sơ đồ 3,4 chỉ áp dụng cho hệ thống không đòi hỏi cao về chất lượng đảo
chiều, thông dụng và đáp ứng được yêu cầu chất lượng sơ đồ hình1.
- Để đấu 2 mạch chính với nhau cấp ra một tải có 2 kiểu là: kiểu đấu chéo số
8 và đấu song song ngược.

- Có 2 phương pháp điều kiển đảm bảo mạch hoạt động bình thường là
phương pháp điều khiển chung và phươg pháp điều kiển riêng
• Phương pháp điều khiển chung
- Lúc này cả 2 mạch CL cung được phát xung điều khiển, nhưng luôn khác
chế độ nhau : một mặt ở chế độ CL (xác định dấu của điện áp một chiều ra tải
cũng là chiều quay đang cần có) mạch kia là chế độ nghịch lưu (là quá trình
chuyển năng lượng điện áp từ phía dòng một chiều sang dòng xoay chiều). Vì
8
hai mạch cùng đấu cho một tải nên giá trị trung bình của chúng phải gần bằng
nhau:
U
t
= U
d1
= - U
d2
- Nếu dòng điện liên tục ta có:
U
d1
=U
d0
. cosα
1
U
d2
=U
d0
. cosα
2
Vậy U

d0
. cosα
1
= - U
d0
. cosα
2
Hay cosα
1
+ cosα
2
= 0
α
1
+ α
2
=180
0
Biều thức này chính là luật phối hợp điều khiển của phương pháp này.
- Tuy nhiên luật này mới chỉ đảm bảo sự cân bằng về giá trị một chiều, còn
giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu hai mạch là khác nhau U
d1
≠ U
d2
Sự chênh lệch điện áp giữa chúng làm xuất hiện một dòng điện quẩn giữa
hai mạch van mà không qua tải .
- Để hạn chế dòng điện này cần phải dùng thêm cuộn kháng L
cb
mắc nối
mạch chỉnh lưu với tải . Như thế làm tăng công suất đặt và giá thành hệ

thống . Tuy nhiên phương pháp điều khiển này cho phép điều chỉnh nhanh tối
đa.
• Phương pháp điều khiển riêng
- Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một thời
điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn một bộ bién đổi kia bị
9
khoá do chưa có xung điều khiển. Hệ có hai bộ biến đổi là BĐ1và BĐ2 với
các mạch phát xung điều khiển tương ứng là FX1 và FX2 . Trật tự hoạt động
của bộ phát xung này được quy định bởi các tín hiệu lôgic b1 và b2. Quá trình
hãm và đảo chiều được mô tả bằng đồ thị thời gian. Trong khoảng thời gian từ
0 -> t
1
bộ BĐ1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu với α
1
<π/2 còn bộ BĐ2 thì khoá .
Tại t
1
phát lệnh đảo chiều bởi i
LĐ
góc điều khiển α
1
tăng đột biến lớn hơn π/2
dòng điện phần ứng giảm về không lúc này các xung để khoá bộ BĐ1 . Thời
điểm t
2
được xác định bởi cảm biến dòng điện SI1. Trong khoảng thời gian trễ
t= t
3
– t
2

bộ BĐ1 bị khoá hoàn toàn, dòng điện phần ứng bị triệt tiêu. Tại t
3
sđđ
E vẫn còn dương, tín hiệu lôgic b2 kích cho FX2 mở BĐ2 với góc α >π/2 và
sao cho dòng điện phần ứng không vượt quá giá trị cho phép động cơ được
hãm tái sinh. Nếu nhịp điệu giảm α
2
phù hợp với quán tính của hệ thì có thể
duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngược không đổi , điều này
được thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự động dòng điện của hệ thống
trên sơ đồ của khối lôgic LOG , i
LĐ
, i
L1
, i
L2
là các tín hiệu lôgic đầu vào b1,b2
là các tín hiệu lôgic đầu ra để khoá các bộ phát xung điều khiển.
i
LĐ
= 1 phát xung điều khiển mở BĐ1.
i
LĐ
= 0 phát xung điều khiển mở BĐ2.
i
1L
(i
2L
) = 1 có dòng điện chảy qua bộ BĐ1 và BĐ2
b1(b2) = 1 khoá bộ phát xung FX1 và FX2.

Từ mạch lôgic trên ta có:
LLLD
LLLD
iiib
iiib
1
__
22
2
__
1
__
1
.
.
+=
+=
• Nhận xét:
Hệ truyền động van đảo chiều điểu khiển riêng có ưu điểm làlàm việc an toàn
,không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi nên không cần thiết
kế cuộn kháng cân bằng ,song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng
điện động cơ bằng không.
• Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng hai bộ biến đổi làm việc độc lập,
trong một thời điểm thì chỉ có một bộ BĐ làm việc còn bộ BĐ kia phải chắc
chắn khoá( có nghĩa là dòng điện qua bộ BĐ này phải bằng “0”). Ta sẽ dùng
xenxơ dòng điện để nhận biết có dòng điện chạy qua bộ BĐ hay không.
• Ta dùng một khâu thuật toán so sánh LM311: tín hiệu dòng điện qua
xenxơ được hạ trên một điện trở R
S
tạo ra tín hiệu điện áp V

i
.
Đầu ra chân 7 mắc với nguồn nuôi +5V qua điện trở kéo lên 1kΩ. Đất
của bộ so chân 1 được mắc vào đầu nối đất của mạch. Cách mắc này dẫn đến
đầu ra có các trạng thái khả dĩ là 0 và 5V .Lôgic của mạch là:
10
V
0
=5V đối với V
i
> 0
V
0
=0V đối với V
i
< 0
Nếu V
0
= 5V nghĩa là bộ BĐ đó có dòng điện chạy qua.
Nếu V
0
= 0V có nghĩa là bộ BĐ đó không có dòng điện chạy qua .
• Do mạch điểu khiển riêng cần có thời gian tạo trễ nên ta chọn bộ tạo trễ
là op-amp 741
Chọn C=0,1µF , R’=10kΩ ,R=100Ω
-Điện áp ra chậm pha hơn so với điện áp vào
Hàm truyền đạt của mạch :
jwRC
jwRC
U

U
jwH
v
r
+
−
==
1
1
)(
2.2. Các bộ biến đổi bán dẫn công suất trong truyền dòng điện
2.2.1.Giới thiệu sơ đồ chỉnh lưu từ lưới điện
Một trong những yêu cầu quan trọng nhất của thiết bị chỉnh lưu là điều chỉnh
điện áp và dòng điện đầu ra trên phụ tải.
- Đối với chỉnh lưu không điều khiển yêu cầu trên được thực hiện bằngcách
dùng biến áp nguồn nhiêù đầu để thay đổi giá trị sđđ E. Tuy nhiên cách này
chỉ có thể điều chỉnh nhảy cấp và đối với những chỉnh lưu công suất lớn thì
không dùng được.
- Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển động cơ một chiều bộ
biến đổi là các mạch chỉnh lưu điều khiển.
- Các bộ biến đổi có thể dùng :
+ Bộ biến đổi điện từ : Khuyếch đại từ.
+ Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Tiristor.
+ Bộ biến đổi xung áp một chiều : Tiristor hoặc Transior.
Do những ưu điểm nổi bật của bộ chỉnh lưu Tiristor có thể thay đổi thời điểm
đặt xung điện áp lên cực điều khiển, ta sẽ điều chỉnh được điện áp và dòng
điện chỉnh lưu. Việc điều chỉnh này được thực hiện vô cấp và không cần tiếp
điểm. Hơn nữa yêu cầu đồ án là bộ chỉnh lưu có đảo chiều cấp cho động cơ
điện một chiều nên em chọn bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn dùng Tiristor.
* Chỉnh lưu điều khiển (Tiristor)

Cho phép thực hiện các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện điện một chiều
với độ tự động hoá cao nên được sử dụng rộng rãi, nhất là sơ đồ cầu do đấu
trực tiếp vào lúc điện không phải dùng biến áp lực như sơ đồ hình tia .
- Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - điều chỉnh một chiều,
bộ biến đổi điện là các mạch CL điều khiển có sđđ E
d
phụ thuộc vào giá trị
của pha xung điều khiển (góc điều khiển ). Chỉnh lưu có thể dùng làm nguồn
điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích động cơ. Tuỳ theo yêu
cầu của truyền động mà có thể chia làm các loại sau :
- số pha : 1 pha , 2 pha , 3 pha , 6 pha
- sơ đồ nối : hình tia , hình cầu đối xứng và không đối xứng
11
- số nhịp :số xung áp đập mạnh trong thời gian một chu kỳ lấy điện áp
nguồn
- Khoảng điều chỉnh : là vị trí của đặc tính ngoài trên phẳng toạ độ [U
d
,I
d
] .
- Chế độ năng lượng : chỉnh lưu, nghịch lưu phụ thuộc .
- Tính chất dòng tải :liên tục và gián đoạn.
- Chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc vào phương thức điều khiển và
các tính chất của tải trong truyền động điện. Tải của CL thường là cuộn kích
từ (L– R) hoặc là mạch phần ứng động cơ (L – R –E).
2.2.2. Chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia
* Chế độ dòng liên tục
Khi dòng điện chỉnh lưu i
d
là liên tục. Suất điện động chỉnh lưu là những

đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bình của suất điện động chỉnh lưu
được tính như sau :
mdo
e
do
p
md
U
p
p
E
p
tw
EdU
p
E
2
0
2
2
.sin.
)
2
(
.
cos sin.
2
π
π
ππ

αα
θ
αθθ
π
π
α
α
=
−−=
=
==
∫
+
Trong đó : w
e
tần số góc của điện áp xoay chiều
α góc mở ban đầu (hay góc điều khiển) tính từ thời điểm chuyển
mạch tự nhiên .
α
0
: góc điều khiển tính từ thời điểm suất điện động bắt đầu dương.
Sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển hình tia 3 pha
Trong mạch tải có điện cảm L nên i
d
thực tế là dòng liên tục i
d
. Góc mở α
được tính từ giao điểm của hai điện áp pha (gần giá trị dương).
Giá trị trung bình của điện áp tải :
12

)
3
4
sin( 2
)
3
2
sin( 2
sin 2
2
2
2
π
θ
π
θ
θ
−=
−=
=
Ue
Ue
Ue
c
b
a
Phương trình vi phân mô tả mạch thay thế:
dt
di
LiREU

d
dm
++=+ .)sin(.
02
αθ

Với sơ kiện khi θ = α
0
thì i
d
= I
0
có nghiệm sau
)]sin(.cos.[)].sin(.cos [
2
cot).(
020
0
ϕθϕϕαϕ
ϕαθ
−−−−−+=
−−
m
g
md
UEeUEIRi
Trong đó:
R
Lw
arctg

e
.
=
ϕ
Giá trị trung bình của điện áp tải:

α
π
θθ
π
α
π
α
π
cos.
2
.63
.sin 2
2
3
2
6
5
6
2
U
dUU
d
==
∫

+
+
* Trùng dần
)
3
4
sin( 2
)
3
2
sin( 2
sin 2
2
2
2
π
θ
π
θ
θ
−=
−=
=
Ue
Ue
Ue
c
b
a
- Giả sử T1 đang cho dòng chảy qua i

t1
= i
d
Khi θ = θ
2
cho xung điều khiển mở T2 cả hai tiristor T1 và T2 đều cho dòng
chảy qua làm ngắn mạch 2 nguồn e
a
và e
b
.
Nếu chuyển gốc toạ độ từ θ sang θ
2
ta có:
)
6
sin( 2
)
6
5
sin( 2
2
2
α
π
θ
α
π
θ
++=

++=
Ue
Ue
b
a
Điện áp ngắn mạch :
)sin( 6
2
αθ
+=−= Ueeu
abc
Dòng điện ngắn mạch được xác định bởi phương trình :
)]cos([cos
.2
.6
2)sin( 6
2
2
αθα
θ
αθ
+−=
=+
c
c
c
c
X
U
i

d
di
XU
Giả thiết quá trình chuyển mạch kết thúc khi θ = θ
3
Vậy µ = θ
3
- θ
2
là góc trùng dần.
khi θ = µ , i = 0 , i
c
= i
t2
= i
d
Do đó có phương trình chuyển mạch
13
2
.2
2
)cos(cos
U
IX
dc
=+−
αµα
Hình dạng của điện áp tải U
d
, trong giai đoạn trùng dẫn.

- Điện áp tải U
d
trong giai đoạn trùng dần được xác định :
2
.
.
21
1
1
ab
d
dtt
d
t
cb
d
t
ca
ee
U
constiii
U
dt
di
Le
U
dt
di
Le
+

=
==+
=−
=−

- Trong giai đoạn trùng dần, điện áp tải U
d
nhỏ hơn so với trường hợp lý
tưởng, giá trị trung bình của điện áp bị sụt đi một lượng ∆U
µ
Xác định:
∆U
µ
=
)]cos([cos
4
.6.3
2
)sin( 6
2
3
)
2
(
2
3
2
0
2
0

αµα
π
αθ
π
θ
π
µµ
+−=
+
=
−
−
∫∫
U
dt
U
d
ee
i
ba
b
Mà ta lại có :
cosα - cos(µ + α) =
2
.6
3
U
IX
dc
∆U

µ
=
π
2
3
dc
IX
2.2.3. Chỉnh lưu hình cầu 3 pha có điều khiển
Sơ đồ mạch nguyên lý
Cầu 3 pha gồm có 6 tiristor chia thành hai nhóm
+ Nhóm catốt chung : T1,T3 và T5
+ Nhóm anốt chung : T4,T6 và T2
Điện áp các pha thứ cấp MBA
14
)
3
4π
sin(θU2.U
)
3
2π
sin(θU2U
.sinθ.U2U
2c
2b
2a
=
=
=
Góc mở α được tính từ giao điểm của cái nửa hình sinUs

u
d
u
2a
u
2b
u
2c
1

3
5
6
2
4
0
Daùng ủoà thũ ủieọn aựp ngoừ ra
Hoạt động của sơ đồ
Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua Vt=Vc ,Vg=Vb :
Khi θ = θ
1
= π/6 + α cho xung điều khiển mở T1 tisritor này mở vì u
a
> 0. Sự
mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì u
a
> u
b
. Lúc này T6 và
T1 cho dòng chảy qua, điện áp trên tải:

U
d
= U
ab
= U
a
- U
b

Khi θ = θ
1
= 3π/6 + α cho xung điều khiển mở T2 tisritor này mở vì khi T6
dẫn dòng , nó đặt U
b
lên anốt T2 . Khi θ = θ2 thì U
b
> U
c
. Sự mở T2 làm cho
T6 bị khoá lại một cách tự nhiên vì U
b
>U
c
. Các xung điều khiển lệch nhau
π/3 được lần lượt đưa đến điều khiển của tisritor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5,
6 1
Trong mỗi nhóm , khi một tisritor mở, nó sẽ khoá ngay tisritor dẫn dòng trước
nó
Thời điểm Mở Khoá
θ

1
= π/6 + α
θ
2
= 3π/6 + α
θ
3
= 5π/6 + α
θ
4
= 7π/6 + α
θ
5
= 9π/6 + α
θ
6
= 11π/6 + α
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T5
T6
T1
T2
T3
T4
Giá trị trung bình của điện áp trên tải

+ Đường bao phía trên biểu diễn điện thế của điểm F
15
+ Đường bao phía dưới biểu diễn điện thế của điểm G
Điện áp trên mạch tải là U
d
= U
f
- U
g
là khoảng cách thẳng đứng giữa 2
đường bao
α
π
θθ
π
α
π
α
π
cos
63
.sin 2
2
6
2
6
5
6
2
UdUU

d
==
∫
+
+
Cũng có thể tính U
d
= U
d1
- U
d2
trong đó U
d1
là giá trị trung bình của u
d1
do
nhóm catốt chung tạo nên, còn U
d 2
là giá trị trung bình của u
d 2
do nhóm anốt
α
π
θθ
π
α
π
θθ
π
α

π
α
π
α
π
α
π
cos
2
63
.sin 2
2
3
cos
2
63
.sin 2
2
3
2
6
7
6
3
2
2
6
5
6
2

UdUU
UdUU
d
d
−==
==
∫
∫
+
+
+
+
* Trùng dẫn
- Giả thiết T1 và T2 đang dẫn dòng
Khi θ = θ1 cho xung điều khiển mở T3 . Do L
c
≠ 0 nên dòng i
T3
không thể
đột ngột tăng từ 0 đến I
d
và dòng i
T1
cũng không thể đột ngột giảm từ I
d
→ 0
cả ba tiritor đều dẫn dòng T1, T2 ,T3.
Hai nguồn Ea và Eb nối ngắn mạch .
Nếu chuyển gốc toạ độ từ 0 → θ1 ta có:
)

6
sin( 2
)
6
5
sin( 2
2
2
α
π
θ
α
π
θ
++=
++=
Ue
Ue
b
a
Điện áp ngắn mạch:
)sin( 2
2
αθ
+=−= Ueeu
abc
Dòng ngắn mạch i
c
được xác định bởi phương trình :
)]cos([cos

.2
.6
2)sin( 2
2
2
αθα
θ
αθ
+−=
=+=
c
c
c
cc
X
U
i
d
di
XUu
Dòng điện chảy trong T1 là i
T1
= i
d
- i
c
Dòng điện chảy trong T3 là i
T3
= i
c

- Giả thiết quá trình trùng dẫn kết thúc khi θ = θ2 , µ = θ2 - θ1 là góc trùng
dần.
Khi θ = µ , i
T1
= 0

2
.6
2
)cos(cos
U
IX
dc
=+−
αµα
16
Hình dạng điện áp tải U
d
trong quá trình trùng dẫn trong khoảng (θ1,θ2) T2
dẫn dòng T1 và T3 trùng dẫn dòng . Vậy có thể viết phương trình sau:

constiiii
u
dt
di
Lee
u
dt
di
Lee

dTT
d
T
ccb
d
T
cba
===+
=−−
=−−
231
3
1
2
2
Từ 3 phương trình trên rút ra:

c
ba
d
e
ee
u −
+
=
2
Do trùng dẫn (Lc ≠ 0) nên giá trị trung bình của điện áp tải giảm đi một
lượng ∆U
µ

tính theo công thức sau:
α)]cos(μ[cosα
2π
.U63.
ΔU
dθ
α).sin(θ(U6
π
3
ΔU
)dθ
2
ee
(e
2π
6
ΔU
2
μ
μ
0
2
μ
μ
0
ba
bμ
+−=
+
=

+
−=
∫
∫
Mà
2
dc
.U6
.I2.X
α)cos(μosα =+−c
ππ
µ
dcdc
IX
U
IX
U
U
3
.6
2
.
2
.63
2
2
==∆
* Nghịch lưu phụ thuộc
- Nghịch là quá trình chuyển năng lượng từ phía dòng một chiều sang dòng
xoay chiều (quá trình chuyển năng lượng ngược lại với chế độ CL ). Trong hệ

TĐĐ một chiều, động cơ điện cần làm việc ở những chế độ khác nhau trong
đó có lúc động cơ trở thành máy phát điện. Năng lượng phát ra này trả về
lưới điện xoay chiều. Để thoả mãn yêu cầu này bộ CL chuyển sang hoạt động
ở chế độ nghịch lưu vì nó hoạt động (đồng bộ ) theo nguồn xoay chiều nên gọi
là nghịch lưu phụ thuộc.
-Như vậy mạch điện lúc này có 2 nguồn sức điện động :
e
1
:sđđ lưới xoay chiều
E
d
:sđ đ một chiều
Ta biết rằng một nguồn sức điện động sẽ phát được năng lượng nếu chiều sức
điện động và dòng điện trùng nhau,ngược lại nó sẽ nhận năng lượng khi chiều
sức điện động và dòng điện ngược nhau .Xuất phát từ nguyên tắc trên ta thấy
rằng với bộ chỉnh lưu chỉ cho phép dòng điện đi theo một chiều xác định thì
để có chế độ nghịch lưu cần phải thực hiện hai điều kiện :
17
+Về phía một chiều :bằng cách nào đó chuyển đổi chiều E
d
để có chiều dòng
và E
d
trùng nhau.
+Về phía xoay chiều :điểu khiển mạch chỉnh lưu sao cho điện áp u
d
<0 để có
dấu phù hợp dòng tức là bộ chỉnh lưư làm việc chủ yếu ở nửa chu kỳ âm của
lưới điện.
+Trong trường hợp không đảo được chiều E

d
ta buộc phải dùng một mạch
chỉnh lưu khác đấu ngược với mach cũ để dẫn được dòng điện theo chiều
ngược lại.
-Như vậy nghịch lưu phụ thuộc thực chất là chế độ khi bộ chỉnh lưu làm việc
với góc điểu khiển lớn .Do đó toàn bộ các biểu thức tính toán vẫn đúng chỉ
cần lưu ý rằng E
d
có giá tri âm.
Nhận xét: Do yêu cầu chỉnh lưu có đảo chiều nên ta chọn chỉnh lưu cầu ba
pha đối xứng .
2.3. Lựa chọn sơ đồ thiết kế
Động cơ có:
U
dm
=110 V , n
dm
=5000v/p , P =25kW
Lựa chọn sơ đồ thiết kế
Sau khi phân tích đánh giá về chỉnh lưu và nghịch lưu từ các ưu điểm của
các sơ đồ chỉnh lưu với tải và các động cơ điện một chiều có công suất vừa
phải thì ta dùng chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng là hợp lý hơn cả bởi
lẽ ở công suất này để tránh lệch tải điện áp , không thể thiết kế theo sơ đồ một
pha, sơ đồ tia ba pha sẽ làm mất đối xứng điện áp nguồn. Nên trong đồ án này
ta chọn sơ đồ thiết kế chọn là sơ đồ cầu ba pha.
- Các thông số cơ bản còn lại của động cơ
25000
227,2( )
110
dm

dm
P
I A
U
= = =
U
2a
,U
2b
,U
2c
sức điện động thứ cấp máy biến áp nguồn
E : sức điện động của động cơ
R, L :điện trở, điện cảm trong mạch
R = 2.R
ba
+ R
u
+ R
k
+ R
dt
L = 2.L
ab
+ L
u
+ L
k
R
ba

, L
ba
: điện trở, điện cảm của MBA qui đổi về thứ cấp.
R
k
, L
k
: điện trở và điện cảm cuộn kháng lọc
R
dt
: điện trở mạch phần ứng động cơ được tính :
)().1.(5,0 Ω−=
udm
udm
u
I
U
R
η
L
ư
: điện cảm mạch phần ứng động cơ được tính theo công thức:
dmdm
dm
u
Inp
U
L
2
60.

π
γ
=
18
2.4. Tính toán mạch động lực
2.4.1.Tính chọn Tiristo
Tính chọn dựa vào các yếu tố cơ bản của dòng tải , sơ đồ đã chọn , điều khiển
toả nhiệt , điện áp làm việc , các thông số cơ bản của van được tính như sau :
U
nmax
= (π/3). U
d
= (π/3) . 110 = 115,19(V)
U
lv
= k
nv
. U
2
= k
nv
. U
d
/ k
u
Điện áp ngược của van cần chọn
U
nv
= k
dt

. U
nmax
= 1,8 . 115,19 = 207,3(V)
U
ngmax
= U
ngmaxth
/ 0,7 = 296,14 (V)
Trong đó k
dtU
: hệ số dự trữ điện áp chọn k
tdU
= 1,8
Dòng điện làm việc của van được tính theo dòng điện dòng hiệu dụng:
227,27
. 131,21( )
3
3
d
lv hd d
I
I k I A= = = =
( trong sơ đồ cầu ba pha )
Chọn điều khiển làm việc của van là có cánh toả nhiệt và đầy đủ điện tích
toả nhiệt không có quạt đối lưu không khi với điều khiển đó Idmv từ các
thông số U
nv
, I
đmv
ta chọn 6 tiristor loại có thông số sau

điện áp ngược cực đại của van
maxng
U
=500(V)
dòng điện định mức của van
dm
I
=200(A)
đỉnh xung dòng điện 4000(A)
dòng điện của xung điều khiển
dk
I
= 100mA
điện áp của xung điều khiển 3,0(V)
dòng điện rò
r
I
= 20mA
sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫn ∆U = 1,6(V)
tốc độ biến thiên điện áp
)/(200 sV
dt
du
=
tốc độ biến thiên dòng điện
sμ180A/
dt
di
=
dòng điện tự giữ

dt
I
= 200mA
thời gian chuyển mạch t
cm
= 90µs
nhiệt độ làm việc cực đại cho phép Tmax =1500
0
C
2.4.2.Tính toán MBA chỉnh lưu
+ Tính toán từ mạch
* Tính trụ
Tiết diện trụ sơ bộ của trụ T được tính theo công thức:
T = (π/4) .k
2
.
f
S
S
f
là công suất pha của máy biến áp 3 pha
k
q
= 5 -> 6 là hệ số kinh nghiệm ta chọn k = 6
19
T = ( π/4 ). 6
2

Chiều cao sơ bộ của trụ được tính theo công thức :
β

π
nT
l
.4.
=
β là hệ số cho biết hệ số quan hệ giữa chiều cao và chiều rộng thường lấy β
=1,3.
.
3,1
.4. nT
l
π
=
Chọn mạch từ hình chữ Ε được ghép từ những lá tôn Silic loại 310 có
Bề dày tôn : 0,35mm
Tổn hao là : 1,7 W/kg
Tỷ trọng : d = 7,8kg/dm
3
Tiết diện của trụ T=a.b
- Chọn MBA ba pha ba trụ sơ đồ đấu dây ∆ (làm mát bằng không khí tự
nhiên)
- Tính các thông số cơ bản
a) Tính công suất biểu kiến của MBA:
S = K.P =1,05.P = 1,05 . 25000 = 26250(VA)
b) Điện áp pha sơ cấp của MBA
U
1
=380(V)
c) Điện áp pha thứ cấp của máy biến áp
Phương trình cân bằng điện áp khi có tải :

U
do
. cos (α
min
) = U
d
+ 2.∆U
v
+ ∆U
dn
+ ∆U
ba
Trong đó α
min
= 10
0
góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới .
∆Uv = 1,6(v) sụt áp trên tiristor
∆U
dn
= 0 sụt áp trên dây nối
∆U
ba
= ∆U
r
+ ∆U
x
: sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp.
Chọn sơ bộ
∆U

ba
= 6%.Ud = 6% . 110 = 6,6(V)
Từ phương trình cân băng điện áp tải ta có:
0
0
2.
cos18
110 2.1,6 0 6,6
125,96( )
cos18
d v dn ba
do
do
U U U U
U
U V
+ ∆ + ∆ + ∆
=
+ + +
= =
Điện áp pha thứ cấp :
2
125,96
53,84( )
3 6
do
u
U
U V
k

π
= = =
Dòng điện hiệu dung thứ cấp MBA:
2
2 2
. .227,27 185,56( )
3 3
d
I I A= = =
20
Dòng điện hiệu dụng sơ cấp MBA:
2
1 2 2
1
53,84
. . .185,56 26,29( )
380
ba
U
I k I I A
U
= = = =
+ Tính sơ bộ mạch từ.
Tính tiết diện sơ bộ trụ:
fm
S
kQ
ba
qFe
.

.=
k
q
: Hệ số phụ thuộc vào phương thức làm mát k
q
= 6
m : số trụ của MBA = 3
f : tần số nguồn xoay chiều f = 50Hz
2
26250
6. 79,37( )
3.50
Fe
Q cm= =

Đường kính trụ:
4.
4.79,37
10,28( )
Fe
Q
d cm
π π
= = =

Chuẩn hoá đường kính theo chuẩn d = 11(cm)
- Chọn loại thép 330 các lá thép có độ dày 0,5 mm
Chọn sơ bộ mật độ từ cảm trong trụ B =1(T)
Chọn tỉ số
m = h/d = 2,3

-> h = 2,3 . d = 2,3 . 11 =25,3(cm)
Thông thường m = 2-> 2,5
Chọn chiều cao trụ h = 25(cm)
- Tính toán dây quấn
Số vòng dây mỗi pha sơ cấp MBA:
1
1
4
1
380
216
4,44. . . 4,44.50.79,37.10 .1
Fe T
U
w
f Q B
−
= = ≈
(vòng)
Số vòng dây mỗi pha thứ cấp MBA:
2
2 1
1
53,84
. .215,56 30,54
380
U
w w
U
= = =

(vòng)
w
2
= 31 (vòng)
- Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong MBA với dây dẫn bằng đồng MBA
khô chọn :
J
1
= J
2
= 2,75(A/mm
2
)
Tiết diện dây dẫn sơ cấp MBA:
2
1
1
1
26,29
9,56( )
2,75
I
S mm
J
= = =
Chọn dây dẫn tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B chuẩn hoá tiết diện theo
tiêu chuẩn: S
1
= 10,30(mm
2

).
Kích thước dây có kể cách điện : S
1
= a
1
.b
1
= 1,56 . 6,4(mm
2
).
21
• Tính lại mật độ dòng điện trong cuộn sơ cấp
2
1
1
1
26,29
2,6( / )
10,30
I
J A mm
S
= = =
Tiết diện dây dẫn thứ cấp MBA:
2
2
2
2
185,56

67,47( )
2,75
I
S mm
J
= = =
Chọn dây dẫn tiết diện chữ nhật, cách điện cấp B . Chuẩn hoá tiết diện theo
tiêu chuẩn: S
2
= 67,8(mm
2
).
Kích thước dây có kể cách điện: S
2
= a
2
. b
2
= 7,56 . 8,92(mm
2
).
Tính lại mật độ độ dòng điện trong cuộn thứ cấp :
2
2
2
2
185,56
2,73( / )
67.8
I

J A mm
S
= = =
- Kết cấu dây quấn sơ cấp :
Thực hiện dây quấn theo kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trụ
Tính sơ bộ số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp :
292,2895,0.
77,0
5,1.225
.
.2
1
11
≈=
−
=
−
=
e
g
k
b
hh
w
(vòng)
Trong đó : k
e
= 0,95 hệ số ép chặt
h : chiều cao trụ
h

g
: khoảng cách từ gông đến cuộn dây sơ cấp
Chọn sơ bộ khoảng cách
h
g
=1,5 cm
- Tính sơ bộ lớp dây ở cuộn sơ cấp:
1
11
11
216
7,4
29
w
n
w
= = =
(lớp)
Chọn lớp n
11
= 8 lớp.
Như vậy có 216 vòng chia làm 8 lớp , chọn 7 lớp đầu 27 vòng , lớp thứ 7 có
216 - 25.27 = 27 (vòng)
Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp :
)(58,22
95,0
74,0.29
.
11
1

cm
k
bw
h
e
===
Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dầy : S
01
=0,1 (cm)
Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp a
01
= 1,0(cm)
Đường kính trong của ống cách điện
D
t
= D
fe
+ 2 . a
01
– 2 .S
01
= 11 + 2.1 - 2.0,1 = 12,8(cm)
Đường kính trong của cuộn sơ cấp
D
t1
= D
t
+ 2 . S
01
= 12,8 + 2 . 0,1 = 13(cm)

Chọn bề dầy cách điện giữa các lớp dày ở cuộn sơ cấp
cd
11
= 0,1(mm)
Bề dày cuộn sơ cấp
Bd
1
= (a
1
+ cd
11
) . n
11
= (1,56+0,1).7 = 11,62(mm) = 1,162(cm)
Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp
22
D
n1
= D
t1
+ 2 . B
d1
= 13 + 2.1,162 = 15,324(cm)
Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp :
D
tb1
= ( D
t1
+ D
n1

) / 2 = (13 + 15,324 )/2 = 14,162 (cm)
Chiều dày dây cuộn sơ cấp :
l
1
= w
1
. π . D
tb
= π.197.14,162 = 8764,7(cm) = 87,64(m)
Chọn bề dày cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp :
cd
01
= 1,0(cm)
• Kết cấu dây quấn thứ cấp
Chọn sơ bộ chiều cao cuộn thứ cấp
h
1
= h
2
= 22,8(cm)
Tính sơ bộ số vòng dây trên 1 lớp:
(3795,0.
59,0
58,22
.
2
2
12
≈==
e

k
b
h
w
vòng)
Tính sơ bộ số lớp dây quấn trên cuộn thứ cấp :
2
12
12
31
0.83
37
w
n
w
= = =
(lớp)
Chọn số lớp dây cuốn n
12
= 1 lớp có 31 (vòng)
Chiều cao thực tế của cuộn thứ cấp :
12 2
1
. 31.0,59
17,37
0,95
e
w b
h
k

= = =
Đường kính trong của cuộn thứ cấp :
D
t2
= D
n1
+ 2 . a
12
= 15 , 324 + 2,1 = 17,324(cm)
Chọn bề dầy cách điện giữa các lớp dây ở cuộn thứ cấp cd
22
= 0,1(mm)
Bề dầy cuộn sơ cấp :
Bd2 = (a
2
+ cd
22
) .n
12
= (0,353+0,01) .3 = 1,089(cm)
Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp:
D
n2
= D
t2
+ 2 .Bd2 = 17,324 + 2 . 1,089 = 19,502(cm)
Đường kính trung bình của cuộn thứ cấp :
D
tb2
= ( D

t2
+ D
n2
) / 2 = (17,324 + 19,502) / 2 = 18,413(cm)
Chiều dài dây quấn thứ cấp :
l
2
= π . w
2
. D
tb2
= π.106.18,413 = 61,32(m)
Đường kính trung bình các cuộn dây:
D
12
= ( D
t1
+ D
n2
) / 2 = (13 + 19,502 ) /2 = 16,251(cm)
-> r
12
= D
12
/2 =8,125 (cm)
Chọn khoảng cách giữa 2 cuộn thứ cấp a
22
= 2(cm)
• Tính kính thức mạch từ
Với đường kính d =11cm , ta có số bậc là 6 trong nửa tiết diện trụ

Toàn bộ tiết diện bậc thang của trụ:
Q’= 2.(1,6.10,5+1,1.9,5+0,7.0,8+0,6.7,5+0,4.6,5+0,74) = 86,2(cm2)
Tiết diện hiệu quả của trụ :
23
Qt = k
hq
. Q’ = 0,9.86,2 = 81,89(cm
2
)
Tổng chiều dày các bậc thang của trụ:
d = 2. (1,6 + 1,1 + 0,7 + 0,6 + 0,4 + 0,7) = 10,2(cm)
Để đơn giản trong chế tạo gông từ , ta chọn gông có tiết diện hình chữ nhật có
các kích thức sau:
Chiều dày của gông bằng chiều dày của trụ b = d =10,2(cm)
Chiều cao của gông bằng chiều rộng của tập lá thép thứ nhất của trụ a = 10,5
cm
Tiết diện gông Q = a . b = 107,1(cm
2
)
Dựa vào m = h/a = 2,3/2,5
n = c/a= 0,5
l = b/a = 1:2,5 .
Trong đó h=25cm
Tiết diện hiệu quả của gông:
Qg = k
hq
. Q = 0,95 . 107,1 = 101,7(cm
2
)
Số lá thép dùng trong 1 gông:

hg = b/0,5 = 102/0,5 = 204 (lá thép)
Tính chính xác mật độ từ cảm trong trụ:
1
4
1
380
1,061( )
4,44. . . 4,44.50.216.79,37.10
T
T
u
B T
f w Q
−
= = =

Mật độ từ cảm của gông:
)(85,0
7,107
89,81
.061,1. T
Q
Q
BB
g
T
Tg
===
Chiều rộng cửa sổ
c =2.(a

01
+ Bd
1
+ a
12
+ Bd
2
) + a
22
= 2(1+1,162+1+1,089)+2 =10,502(cm)
Tính khoảng cách giữa 2 tâm trục
c’ = c+d =10,502 +11 = 21,502
Chiều rộng mạch từ
L =2c + 3d = 2 .10,502+3.11 = 54,004(cm)
Chiều rộng mạch từ
H = h + 2a = 25 + 2.10,502 = 46(cm)
• Tính khối lượng của sắt và đồng
Thể tích của trụ
V
1
=3Q
t
.h=3.81,89.25=6141,75(cm)
Thể tích của gông
Vg = 2Qg.L = 22.101,7.54,004=10984,4(cm
3
)
Khối lượng của trụ
Mt = Vt.m
Fe

= 6,142.7,85 = 48,21(kg)
Khối lượng của gông
Mg = Vg . m
fe
= 10,984.7,85 = 86,227(kg)
Khối lượng của sắt
M
fe
= Mt + Mg = 48,21 + 86,227 = 134,437(kg)
24
Thể tích của đồng
Vcu = 3.(s
1
. l
1
+ s
2
. l
2
) = 3.(11,3.87,64 + 20,3.61,32) = 6,7(dm
3
)
• Tính các thông số của MBA
Điện trở trong cuộn sơ cấp máy biến áp ở 75
0
C :
)(165,0
3,11
64,87
.02133,0.

1
1
11
Ω===
S
l
R
ρ
Trong đó ρ = 0,02133 Ωmm
2
/m
Điện trở cuộn thứ cấp MBA ở 75
0
C:
)(064,0
3,20
32,61
.02133,0.
2
2
12
Ω===
S
l
R
ρ
Điện trở MBA quy đổi về thứ cấp:
)(111,0)
197
106

.(165,0064,0).(
22
1
2
12
Ω=+=+=
w
w
RRR
ba
Sụt áp trên điện trở máy biến áp :
∆U
r
= R
ba
. I
d
= 0,111 . 227,27 =25,22(V)
Điện kháng MBA quy đổi về thứ cấp :
)(187,010.14,3).
100.3
089,1162,1
01,0.(
58,22
662,8
.106 8
10.).
3
.(.).(.8
722

7
21
12
2
2
2
Ω=
+
+=
+
+=
−
−
π
ππ
ba
ba
X
BdBd
a
h
r
wX
Điện kháng MBA quy đổi về thứ cấp:
)(59,0)(00059,0
314
187,0
mHH
w
X

L
ba
ba
====
Sụt áp trên điện kháng MBA:
3 3
. . .0,187.227,27 40,58( )
3
. 0,178( )
x ba d
ba
U X I V
R X
π π
π
∆ = = =
= = Ω
Sụt áp trên MBA:
2 2 2 2
25,22 40,58 47,74( )
ba r x
U U U V∆ = ∆ + ∆ = + =
Tổng trở ngắn mạch quy đổi về thứ cấp :
)(217,0187,0111,0
22
22
Ω=+=+=
bababa
XRZ
2.4.3.Thiết kế cuộn kháng lọc.

1)Xác định góc mở cực tiểu và cực đại.
Chọn góc mở cực tiểu α
min
=18
0
với góc mở α
min
là dữ trữ ta có thể bù được
sự giảm điện áp khi góc mở nhỏ nhất α = α
min
thì điện áp trên tải là lớn nhất
25