Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ điện một chiều

Thiết kế mạch điều khiển cho động cơ điện một chiều
I. Giới thiệu chung
Như ta đó biết, để cho cỏc van mở tại những thời điểm mong muốn ta cần
phải cú cỏc mạch điện phỏt ra cỏc xung điều khiển đưa đến mở cỏc tiristo tại cỏc.
Xung điều khiển phải đỏp ứng đủ cỏc yờu cầu như: biờn độ , cụng suất và thời
gian tồn tại để mở chắc chắn cỏc van với mọi loại tải mà sơ đồ gặp phải khi làm
việc. thụng thường đối với cỏc bộ chỉnh lưu thỡ độ rộng xung nằm trong khoảng
từ (200 - 600 ) µs là đảm bảo mở chắc cắn cỏc tiristo. mạch điện phỏt ra cỏc xung
như vậy gọi là mạch điều khiển.
Hiện nay cỏc hệ thống phỏt xung điều khiển được chia làm hai nhúm:
+ Nhúm cỏc hệ thống điều khiển đồng bộ: là nhúm mà cỏc hệ thống điều
khiển đưa ra cỏc xung xuất hiện trờn cực điều khiển của cỏc Tiristo đỳng thời
điểm cần mở và lặp đi lặp lại với chu kỡ thường bằng chu kỡ nguồn xoay chiều
cấp cho bộ chỉnh lưu ( ngoài ra trong một số trường hợp chu kỡ xung cú thể bằng
1/2 chu kỡ nguồn).
Nhúm hệ thống này được sử dụng rất phổ biến.
+ Nhúm cỏc hệ thống điều khiển khụng đồng bộ: nhúm này tạo ra cỏc chuỗi
xung điều khiển với tần số thường cao hơn nhiều tần số nuồn cung cấp và trong
quỏ trỡnh làm việc tần số xung được tự động thay đổi để đảm bảo một lượng ra
nào đú (U
d
, I
d
) khụng thay đổi. Để đạt được điều này thỡ tần số xung phải được
khống chế theo sai lệch giữ tớn hiệu đặt và tớn hiệu ra của đại lượng cần ổn định.
Cỏc hệ thống điều khiển theo nguyờn tắc này khỏ phức tạp nờn ớt được dựng, ở
đõy ta chỉ nghiờn cứu hệ thống thứ nhất.
1
II. Thiết kế mạch phỏt xung
1. Lựa chọn phương phỏp phỏt xung
Cỏc hệ thống điều khiển đồng bộ hiện nay thường sử dụng ba phương phỏp

phỏt xung chớnh là:
+ Phỏt xung điều khiển theo pha đứng.
+ Phỏt xung điều khiển theo pha ngang.
+ Phỏt xung điều khiển sử dụng điốt hai cực gốc.
a. Phương phỏp phỏt xung điều khiển theo nguyờn tắc pha đứng
Hệ thống này tạo ra cỏc xung điều khiển nhờ việc so sỏnh giữa tớn hiệu
điện ỏp tựa hỡnh răng cưa thay đổi theo chu kỡ điện ỏp lưới và cú thời điểm xuất
hiện phự hợp gúc pha của lưới với điện ỏp điều khiển một chiều thay đổi được .
Hệ thống này cú nhược điểm là khỏ phức tạp, song nú cú những ưu điểm nổi bật
như: khoảng điều chỉnh gúc mở α rộng , ớt phụ thuộc vào sự thay đổi của điện ỏp
nguồn, dễ tự động hoỏ, mỗi chu kỡ của điện ỏp anốt của tiristo chỉ cú một xung
được đưa đến mở nờn giảm tổn thất trong mạch điều khiển Do đú hệ thống này
được sử dung rộng rói.
b. Phương phỏp phỏt xung điều khiển theo pha ngang
Ở phương phỏp này người ta tạo ra điện ỏp điều khiển hỡnh sin cú tần số bằng
tần số nguồn và gúc pha điều khiển được ( dựng cỏc cầu R- C hoặc cầu R - L ) .
Thời điểm xuất hiện xung trựng với gúc pha đầu của điện ỏp điều khiển. Phương
phỏp này cú nhược điểm là: khoảng điều chỉnh gúc mở α hẹp, rất nhạy với sự thay
2
đổi của dang điện ỏp nguồn, khú tổng hợp nhiều tớn hiệu điều khiển do vậy
thường ớt được sử dụng.
c. Phương phỏp phỏt xung điều khiển sử dụng điốt hai cực gốc ( UJT )
Phương phỏp này cũng tạo ra cỏc xung nhờ việc so sỏnh giữa điện ỏp răng
cưa xuất hiện theo chu kỡ nguồn xoay chiều với điện ỏp mở của UJT. Phương
phỏp này mặc dự đơn giản nhưng cú nhược điểm là gúc mở α cú phạm vi điều
chỉnh hẹp vỡ ngưỡng mở của UJT phụ thuộc vào điện ỏp nguồn nuụi . Mặt khỏc,
trong một chu kỡ điện ỏp lưới mạch thường đưa ra nhiều xung điều khiển nờn gõy
tổn thất phụ trong mạch điều khiển.
d. Chọn phương phỏp điều khiển
Qua những phõn tớch ở trờn ta thấy rằng với yờu cầu cụng nghệ của truyền

động là khoảng điều chỉnh rất rộng, độ sụt tốc độ nhỏ nờn phải sử dụng cỏc phản
hồi - tức là cần phải tổng hợp nhiều tớn hiệu điều khiển. Do vậy, phương phỏp
điều khiển theo nguyờn tắc pha đứng là phự hợp hơn cả, ta chọn phương phỏp này.
2. Sơ đồ khối mạch điều khiển theo pha đứng
3
u
1
ĐBH
&
FSRC
SS
TX
u
rc
u
đ
k
XĐK
Khối 1 Khối 2 Khối 3
Khối 1: khối đồng bộ hoỏ và phỏt súng răng cưa. Khối này cú nhiệm vụ lấy
tớn hiệu đồng bộ hoỏ và phỏt ra súng điện ỏp hỡnh răng cưa để đưa vào khối so
sỏnh.
Khối 2: khối so sỏnh, cú nhiệm vụ so sỏnh giữa tớn hiệu điện ỏp tựa hỡnh
răng cưa với điện ỏp điều khiển U
đk
để phỏt ra tớn hiệu xung điện ỏp đưa tới mạch
tạo xung.
Khối 3: khối tạo xung, cú nhiệm vụ tạo ra cỏc xung điều khiển đưa tới chõn
điều khiển của Tiristo.
a. Mạch đồng bộ hoỏ

Để thực hiện chức năng đồng bộ hoỏ, ta cú thể sử dụng mạch phõn ỏp bằng
điện trở hay kết hợp giữa điện trở và điện dung, điện cảm.Tuy nhiờn, phương phỏp
này cú nhược điểm là khụng cỏch ly được điện ỏp cao giữa mạch điều khiển với
mạch động lực, do vậy phương phỏp này ớt được dựng.
Phương phỏp phổ biến hiện nay là sử dụng mỏy biến ỏp đồng bộ trong đú
cuộn sơ cấp nối vào lưới cũn cuộn thứ cấp là điện ỏp đồng bộ. Gúc lệch pha giữa
cuộn sơ và cuộn thứ được tớnh toỏn sao cho gúc pha của Uđb phự hợp với thời
điểm mở tự nhiờn của cỏc Tiristo.
Với sơ đồ chỉnh lưu hỡnh tia ba pha ta cú thể dựng một mỏy biến ỏp đấu Y
- Y
O
để thực hiện chức năng này. Sơ đồ đấu dõy như hỡnh vẽ:
4
*
*
*
*
*
*
a
b
c
a
b
c
o
Điện ỏp đồng bộ được dịch chậm đi một gúc 30
0
điện bởi mạch tụ điện và điện trở
R - C gọi là mạch dịch pha

Mục đớch của việc dịch pha tớn hiệu đồng bộ chậm đi một gúc 30
0
là nhằm thống
nhất trị số gúc điều khiển của Tiristor ứng với điện ỏp nguồn trờn mạch động lực
và gúc điều khiển
α
ở mạch phỏt xung và như vậy cú thể điều khiển cỏc Tiristor
với gúc điều khiển nhỏ .Ta biết rằng gúc mở tự nhiờn của Tiristor được tớnh tại vị
trớ giao nhau của hai điện ỏp pha kề nhau và gúc điều khiển được tớnh từ thời
điểm đú trở đi . Mặt khỏc gúc điều khiển
α
ở mạch phỏt xung được tớnh từ điểm
bắt đầu của điện ỏp tựa răng cưa ( cũng là điểm bắt đầu của cỏc nửa chu kỳ điện
ỏp đồng bộ hoỏ ) đến vị trớ mà U
rc
+ U
đk
= 0 .Do đú việc dịch pha điện ỏp đồng bộ
5
r1 r2
c1
u
dba1
u
db
u
dbd
hoỏ U
đb
chậm đi gúc 30

0
sẽ làm thoả món khi gúc điều khiển
α
= 0 cũng ứng với
gúc mở tự nhiờn của cỏc Tiristor
b. Mạch tạo điện ỏp răng cưa
Để tạo ra điện ỏp răng cưa cú nhiều sơ đồ, ở đõy em dựng mạch tạo điện ỏp răng
cưa dựng IC khuếch đại thuật toỏn.
6
ω
t
π
0
u
rc
*
-u
cc
d2,3
+u
cc
ic1
c1
d1
tr1
c2
wr1
r5
r4
r3

r2r1
*
u
®b
u
C2
i
C2
i
v-
i
v+
u
rc
*Nguyờn lý hoạt động:
- Ở nửa chu kỳ dương Tr1 khoỏ , điện ỏp õm qua R
3
,R
4
dẫn tới đầu vào đảo
của IC khiến điện ỏp ra của IC cú giỏ trị dương và tụ C2 được nạp bởi điện ỏp
đầu ra này. Dũng nạp cho tụ được xỏc định là: i
c
= i
v-
– i
C2

Nếu IC là lý tưởng thỡ i
v

= 0 nờn i
c
= -i
C2
mà i
C2
const
RR
u
cc
=
+
−
=
43
Nờn i
C2
= const và điện ỏp trờn tụ tuyến tớnh
- Ở nửa chu kỳ õm, D khoỏ. Tr mở nhờ cặp điện trở định thiờn R
3
,R
4
; tụ C
2
phúng điện qua Tr1. Điện ỏp trờn tụ giảm về 0.
Giản đồ điện ỏp như hỡnh vẽ:
7
Nhận xột:
Sơ đồ này cú ưu điểm là dạng điện ỏp tựa rất chớnh xỏc , dung lượng của tụ
C cần rất nhỏ nờn khụng cần điện trở bảo vệ Tr. Mặt khỏc, do điện trở đầu ra của

IC nhỏ nờn dạng điện ỏp ra hầu như khụng phụ thuộc vào điện trở tải mắc ở đầu ra
của IC . Điện ỏp ra cú dạng gần lý tưởng.
c. Mạch so sỏnh
Việc so sỏnh điện ỏp răng cưa và điện ỏp điều khiển cú thể thực hiện bằng
Tranrito hay vi mạch điện tử. Việc ghộp nối cỏc tớn hiệu cú thể là nối tiếp hay
song song miễn là đảm bảo tớn hiệu răng cưa và tớn hiệu điều khiển cú tỏc dụng
ngược chiều nhau. Phương phỏp so sỏnh nối tiếp cú ưu điểm là chớnh xỏc nhưng
khi tớn hiệu răng cưa cú dạng xoay chiều thỡ việc so sỏnh gặp nhiều khú khăn .
Do đú ta chỉ nghiờn cứu phương phỏp so sỏnh song song .
8
r6
r7
+u
cc
-u
cc
ic2
U
ss
U
rc
U
®k
* Nguyờn lý làm việc :
Khõu so sỏnh gồm 2 tớn hiệu điện ỏp đưa vào đầu vào. Điện ỏp U
đk
là tớn hiệu ra
của mạch khuếch đại trung gian Điện ỏp U
rc
là điện răng cưa U

đk
so sỏnh với U
rc
sẽ
cú trường hợp sau khi :
U
đk
> U
rc
 U
SS
> 0
U
đk
= U
rc
 bắt đầu lật trạng thỏi
U
đk
< U
rc
 U
SS
< 0
9
*
*
d6
d7
Như vậy điện ỏp ra của mạch so sỏnh là dạng xung cú hai mức bóo hoà dương và

õm .Cỏc xung điện ỏp này được đưa tới đầu vào của khõu tạo xung.
d. Khõu tạo xung
Để đảm bảo độ chớnh xỏc của thời điểm xuất hiện xung và tớnh đối xứng
của cỏc xung ở cỏc kờnh khỏc nhau, khõu so sỏnh thường cho cụng suất xung ra
nhỏ nú chưa đảm bảo cỏc thụng số yờu cầu vỡ vậy cần cú mạch tạo xung. Mạch
tạo xung gồm nhiều khõu như: truyền xung, khuyếch đại xung , sửa xung.
+ Mạch truyền xung
Để truyền xung điều khiển đến cỏc chõn điều khiển của cỏc tiristo tốt nhất
là dung biến ỏp xung, vừa cú thể cỏch ly giữa mạch động lực với mạch điều
khiển ,vừa cú thể đồng thời đưa nhiều xung đến mở cỏc Tiristor nối tiếp hay song
song.
+ Mạch khuyếch đại xung
10
*
*
d5
tr3
tr4
d6
d7
u
®k
t
bax
+u
cc
+u
rc
Để khuyếch đại ta cú thể dựng Tranrito hay Tiristor . Cỏc mạch dựng Tiristor
thường được dựng trong những trường hợp cú đũi hỏi cụng suất xung điều khiển

lớn và thời gian tồn tại xung dài, trường hợp này thường ớt gặp.
Trong thực tế người ta thường dựng Tranrito , để giảm sự phức tạp của tầng
khuếch đại trong nhiều trường hợp người ta thường dựng hai Tranrito mắc theo
kiểu Dalinton. Hai Tranrito mắc nối tiếp tương đương với một Tranrito cú hệ số
khuyếch đại dũng là β = β
1
.β
2
Trong đú : β
1
,β
2
là hệ số khuyếch đại của Tr
4
, Tr
5
.
+ Khối sửa xung
Do tớnh chất của khõu so sỏnh mà độ dài xung thường thay đổi theo gúc mở
α. Do đú ta phải cú mạch sửa xung để đảm bảo độ rộng xung ra đủ mức cần thiết
11
Sơ đồ mạch sửa xung như hỡnh vẽ ( gồm: C, R, D) . Để thuận tiện cho việc
khảo sỏt sơ đồ , ở đõy cú ghộp thờm phần mạch so sỏnh
r6
r7
+u
cc
-u
cc
ic2

r8
c3
tr2
r10
r9
d4
+u
cc
u
rc
u
®k
+u
cc
Nguyờn lý hoạt động:
KĐTT IC2 làm việc ở chế độ bóo hoà
+ Khi điện ỏp đầu ra khõu so sỏnh cú giỏ trị dương, tụ C3 sẽ được nạp từ
đầu ra của IC2 +C3 - C3 R8 TR2 mỏt
TR2 mở dẫn đến Ura=0 Tụ C3 nạp đầy thỡ TR2 vẫn mở nhờ điện trở định
thiờn R7
+ Khi điện ỏp đầu ra IC cú giỏ trị õm , tụ C3 sẽ phúng +C3 IC2 D4
- C3 TR2 mở ra, Ura=0
12
π 2
π
π
ω
t
ω
t

ω
t
ω
t
ω
t
ω
t
ω
t
U
a
U
®b
U
rc
U
ss
U
c
U
®k
T
U
sx
U
®b
U
rc
U

®k
3
π
4
π
2
π
3
π
4
π
0
0
0
0
0
0
0

+ Mạch phõn chia xung
Trong một số hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu để đảm bảo tớnh đối xứng của
13
tớn hiệu điều khiển trờn cỏc van của sơ đồ chỉnh lưu ,người ta thường sử dụng
một mạch đồng bộ hoỏ - phỏt súng răng cưa chung và khõu so sỏnh chung. Xung
ra khõu so sỏnh cú tần số gấp n lần tần số nguồn ( n là số van chỉnh lưu cần được
cấp tớn hiệu điều khiển từ hệ thống phỏp xung này ).
Trong sơ đồ hỡnh tia ba pha ta sử dụng 3 hệ thống phỏt xung điều khiển riờng biệt
nờn khụng cần cú mạch chia xung.
e. Một số mạch khỏc
+ Mạch tạo nguồn nuụi

Do trong mạch cú sử dụng cỏc vi mạch khuyếch đại thuật toỏn, ta cần phải
sử dụng hai nguồn nuụi ngược đấu nối tiếp nhau và cú điểm chung là điểm nối
mỏt. Ta thiết kế mạch này như sau:
+Ucc
-Ucc
7815
7915
d6 d5 d4
d1 d2 d3
*
*
*
c
c
c
c
c
c
c
c
Điện ỏp xoay chiều được chỉnh lưu nhờ hai sơ đồ chỉnh lưu hỡnh tia, điện
ỏp ra được ổn định nhờ cỏc vi mạch ổn ỏp(7815 và 7915) và được lọc bởi cỏc tụ C
đưa ra hai nguồn +15V và -15V cú điểm chung là điểm 0 của biến ỏp. Hai nguồn
này sẽ nuụi cho cỏc vi mạch và làm nguồn điện ỏp ngưỡng.
14
Sở dĩ phải cú nguồn -24V là do cụng suất của cỏc vi mạch hạn chế, nếu sử
dụng cho mạch khuyếch đại xung đũi hỏi cụng suất lớn thỡ cỏc vi mạch ổn ỏp sẽ
bị quỏ nhiệt . Do đú nguồn nuụi cho mạch khuyếch đại xung được lấy ở trước cỏc
vi mạch ổn ỏp. Nguồn này cần cú điện ỏp lớn để khi điện ỏp lưới dao động vẫn
đảm bảo điện ỏp ra của BAX đủ mở chắc chắn cỏc tiristo . Mặt khỏc, điện ỏp lưới

lớn khiến cho ta chỉ cần chọn cỏc Tranrito khuyếch đại cụng suất cú dũng nhỏ.
+ Khối tạo điện ỏp chủ đạo
Khối tạo điện ỏp chủ đạo chỉ yờu cầu cụng suất nhỏ nờn ta lấy trực tiếp từ
nguồn +15V và -15V . "Đảo chiều điện ỏp chủ đạo nhờ cặp tiếp điểm T - N .
+ Phản hồi õm tốc độ
15
+15V
- 15V
T
N
R
1
R
2
U
cđ
NLLV
-
+
wr2
rh
®c
k
ft
n
γ

Khi động cơ làm việc sẽ quay mỏy phỏt tốc và mỏy phỏt tốc này sẽ phỏt ra điện ỏp
một chiều trờn đầu ra, tớn hiệu này được trớch một phần trờn biến trở WR2 và đưa
tới mạch khuếch đại trung gian làm tớn hiệu phản hồi

16
Mạch khuếch đại trung gian
r20
c6
r22
r21
r23
wr3
r18
d8,9
+u
cc
-u
cc
ic3
r25
-ucc
tr5
+ucc
uc®
u®k
r24
n
γ
+ Nhiệm vụ của khối này là tổng hợp tớn hiệu phản hồi của mỏy phỏt tốc và tớn
hiệu điện ỏp chủ đạo để tạo ra tớn hiệu điều khiển nhằm ổn định tốc độ và mở
rộng phạm vi điều chỉnh tốc độ
+ Nguyờn lý làm việc:
Tớn hiệu đồng bộ được lấy từ mỏy phỏt tốc, điện ỏp chủ dạo là U
cđ

và được so
sỏnh với tỡn hiệu tốc độ
γ
n ở đầu vào đảo của IC3
Giả sử tốc độ ĐC đang giảm 
γ
n giảm, vậy U
vIC3
= (U
cđ
-
γ
n) tăng  Đầu ra
IC3 tăng õm thụng qua một lần đảo tớn hiệu nữa thỡ U
đk
sẽ tăng dương làm cho
gúc điều khiển
α
giảm  Điệ ỏp đặt vào động cơ U
d
=f(cos(
α
)) tăng  ĐCsẽ tăng
17
tốc độ lờn tốc độ định mức. Khi ĐC tăng tốc thỡ
γ
n tăng, vậy U
vIC3
= (U
cđ

-
γ
n)
giảm  đầu ra IC3 giảm õm thụng qua một lần đảo tớn hiệu nữa thỡ U
đk
sẽ giảm
dương làm cho gúc điều khiển
α
tăng  U
đ
giảm  ĐCsẽ giảm tốc độ.
Phần IV. Tớnh chọn thiết bị
I. í nghĩa của việc tớnh chọn thiết bị
Việc tớnh chọn thiết bị cú một ý nghĩa rất quan trọng cả về mặt kỹ thuật và
kinh tế .Việc tớnh chọn càng chớnh xỏc, tỉ mỉ bao nhiờu thỡ hệ thống làm việc
càng an toàn bấy nhiờu . Hơn nữa, việc tớnh chọn thiết bị chớnh xỏc cũn nõng cao
được hiệu suất của hệ thống. Nếu tớnh chọn thiếu chớnh xỏc thỡ hệ thống cú thể
làm việc kộm chất lượng hoặc khụng làm việc được. Vỡ vậy việc tớnh chọn thiết
bị phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu sau:
+ Về mặt kỹ thuật phải đảm bảo yờu cõu cụng nghệ và cỏc thụng số phự
hợp với thiết bị .
+ Về mặt kinh tế, cỏc thiết bị được chọn trong khi thoả món cỏc yờu cầu kỹ
thuật phải đảm bảo cú chi phớ mua sắm hợp lý.
II .Tớnh chọn thiết bị mạch động lực
1.Tớnh chọn động cơ:
Theo đề bài chọn động cơ 1 chiều kớch từ độc lập loại ∏42
Mó
hiệu
Pđm
(KW)

Uđm
(KW)
Iđm
(v/ph)
nđm
(%)
R
ư
(Ω)
L
ư
(H)
GD
2
(H)
∏42
4.5 220 25.4 1500 0.795 0.0329 0.18
18
Hệ số khuyếch đại của động cơ được tớnh:
uuu
D
RIU
n
K
−
=
⇒
)(693,7
795.0.4,25220
1500

phV
v
K
D
=
−
=

2. Tớnh chọn mỏy biến ỏp động lực
Như ở phần thiết kế ta đó chọn mỏy biến ỏp động lực cú tổ đấu dõy Y/Y
0
, ở
phần này ta tớnh toỏn cỏc thụng số cho nú. Mỏy biến ỏp được chọ theo điều kiện:
+ S
đmBA
≥ S
tt
+ I
1fđm
≥ I
1đm

+ I
2fđm
≥ I
2đm

+ U
2fđm
≥ K

u
.K
R
.K
α
.K
a
.U
đm
a. Điện ỏp thứ cấp được chọn theo biểu thức:
U
2fđm
≥ K
u
.K
R
.K
α
.K
a
.U
đm
Trong đú :
+ U
đm
là điện ỏp định mức động cơ( U
đm
=220V)
+ K
u

là hệ số xột tới ảnh hưởng dao động trong pham vi cho phộp của
điện ỏp lưới, thường lấy K
u
= 1,05÷1,1. Ta chọn K
u
= 1,1
19
+ K
R
là hệ số kể tới sụt ỏp trờn điện trở thuần của MBA, trờn điện
cảm cuộn day thứ cấp MBA, do chuyển mạch, sụt ỏp trờn dõy nối và
cuộn khỏng, trờn cỏc van. K
R
thường được chọn : K
R
= 1,15÷1,25
Ta chọn : K
R
= 1,15
+ K
α
là hệ số kể tới gúc điều khiển nhỏ nhất (
α
min
) nhằm đảm bảo
chắc chắn hệ thống khụng rơi vào trạng thỏi lật nhào nghịch lưu, ta
chọn :
α
min
= 30

0
=>
α
max
= 150
0
 K
α
=
min
1
α
Cos
=
3
2
+ K
a
là hệ số phụ thuộc sơ đồ chỉnh lưu
K
a
=
0
2
d
fdm
U
U
=
2fdm

2fdm
U
2
63
U
π
=
63
2
π
= 0,85
Cuối cựng thay cỏc giỏ trị vào ta được :
U
2fđm
≥1,1.1,15.(2/
3
).0,85.220 = 273(V)
b. Chọn giỏ trị của dũng pha thứ cấp :
I
2đm
=
3
dm
I
=
3
4,25
= 14,6647(A)
Giỏ trị hiệu dụng của dũng pha sơ cấp:
20

I
1đm
=
m
I
dm2

Với K
I
=
2
1
U
U
=
273
220
= 0.8 là hệ số MBA
=> I
1đm
=
8,0
6647,14
= 18,3309(A)
c. Cụng suất MBA:
S =
2
21
SS +

≈1,355.Uđm.Iđm=1,355.220.25,4=7571.7(VA)
=7,5717(KVA)
Dựa vào cỏc số liệu đó tớnh được ở trờn ta chọn mỏy biến ỏp cú cỏc số liệu sau:
U
1fđm
(V)
U
2fđm
(V)
S
đm
(KVA)
I
1đm
(A)
I
2đm
(A)
220 273 7,5717 18,3309 14,6647
3. Tớnh chọn Tiristo
Tristo được chọn theo hai điều kiện chủ yếu sau:
+ Điều kiện về dũng điện: I
Ttb
≥ K
i
.I
Ttbmax
+ Điều kiện về điện ỏp : U
ngmax
≥ K

u
.
6
.U
2
21
a. Chọn theo điều kiện dũng điện : I
Ttb
≥ K
i
.I
Ttbmax
Trong đú:
K
i
: là hệ số dự trữ dũng điện, ta lấy K
i
= 3
I
Ttbmax
= I
đm
/ 3=25,4/3
Như vậy ta cú: I
Ttb
≥ 8.4667
b. Chọn theo điều kiện điện ỏp
Sơ đồ mạch chỉnh lưu của ta là hỡnh tia do đú điện ỏp mà cỏc van phải chịu
là điện ỏp dõy cú giỏ trị bằng
3

U
2f
U
ngmax
≥ K
u
.
6
.U
2f
Trong đú :
K
u
là hệ số dự trữ về điện ỏp , ta chọn K
u
= 1,5
⇒ U
ngmax
≥ 1,5.
6
. 273 = 1000 (V)
Dựa trờn cơ sở tớnh toỏn về điều khiện dũng điện và điện ỏp ta chọn tiristo cú cỏc
thụng số sau:
Mó
hiệu
I
aT
(A)
U
ngm

(V)
I
g
(A)
U
g
(V)
du/dt
(V/µs)
di/dt
(A/µs)
T - 10 10 1000 1,2 2,5 100 100
4.Tớnh chọn cuộn khỏng san bằng
22
Cuộn khỏng san bằng cú tỏc dụng lọc thành phần xoay chiều của dũng
điện .
Điện cảm tổng mạch chỉnh lưu:
L∑=
12

2
U
Iom
ω
=Lư + Lck
U12: Thành phần súng hài bậc cơ bản của điện ỏp chỉnh lưu
m: Số pha của điện ỏp nguồn m=3
ω=2πf=314 rad/s là tần số gúc của song hài cơ bản
Io=5%Iđm=0.05*25,4=1,27(A) là dũng khụng tải lý tưởng
Lư= 0.0329(H) là điện cảm của mạch phần ứng

Lck là điện cảm cuộn khỏng san bằng
tdttuU
ωωω
π
α
π
α
π
]coscos[
1
12
2
2
2
+=
∫
+
+−
với α=180
0

)222(
1
]coscos[
1
2
2
3
0
+=+=

∫
Utdttu
π
ωωω
π
π
=174.5223(V)
L∑=
5223,174
27,1.314.3
2
=0,2063(H)
Lck=L∑ - Lư =0,2063-0.0329=0,1734(H)
Rck = 2%
Idm
Udm
=0.02
4,25
220
=0,1732(Ω)
5 . Tớnh chọn điện trở hóm :
Muốn hóm động năng kớch từ độc lập ta cắt phần ứng động cơ ra khỏi lưới đồng
thời đúng thờm điện trở hóm vào mạch phần ứng
Tại thời điểm đúng cắt ban đầu do quỏn tớnh cơ nờn tốc độ chưa kịp thay đổi nờn
E
hbđ=
Kφω
bđ
=E
d

=-U
đm
I
hbđ
=
RhRu
Ehbd
+
−
=
RhRu
Udm
+
=
Rh+795,0
220
23
Về mặt kỹ thuật để đảm bảo an toàn cho động cơ thỡ chọn Rh nằm trong vựng cho
phộp Ihbđ=(2÷2,5Iđm) chọn Ihbđ=2,2Iđm=2,2.25,4=55,88(A)
Rh=
Ih
220
-0,795=3,142(Ω
6 . Tớnh chọn thiết bị bảo vệ Tiristor :
Ta biết rằng cỏc Tiristo là phần tử rất nhạy với sự biến thiờn đột ngột của
điện ỏp hay dũng điện , đặc trưng cho những hiện tượng này là gia tốc dũng điện
và điện ỏp
dt
di
và

dt
du
. Cỏc nguyờn nhõn gõy ra những hiện tượng này bao gồm:
+ Quỏ gia tốc dũng, ỏp do quỏ trỡnh chuyển mạch
+ Quỏ gia tốc dũng, ỏp do cộng hưởng
+ Quỏ gia tốc dũng, ỏp do cắt MBA ở chế độ khụng tải hay tải nhỏ
Để bảo vệ an toàn cho cỏc van trước những tỏc nhõn trờn ta dựng cỏc phần tử
R – C mắc song song với cỏc Tiristo như hỡnh vẽ :
Trị số của R , C cú thể tra theo đường cong được
xõy dựng bằng mỏy tớnh .
C=10.I
To
/Ungmax(µF)
R=10.Ungmax/I
Tđm
(Ω)
Trong đú:
I
To
:Dũng điện qua cỏc van trước chuyển đổi
I
To
=Kqt.K
I
.Kd.Iđm
Kqt=1,13 hệ số quỏ tải cho phộp
Kd=1,05 hệ số dự trữ về dũng
K
I
=0,8 hệ số dũng phụ thuộc vào sơ đồ

I
To
=1,13.0,8.1,05.25,4=24,1126(A)
I
Tđm
=I
aT
=10(A) dũng định mức qua van
24
t
r
c
Ungmax=1000(V) Điện ỏp ngược lớn nhất qua van
Vậy:C=10. 24,1126/1000=0,241126(µF)
R=10.1000/10=1000(Ω)
7.Chọn ỏptụmỏt bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch cho mạch động lực
Chọn theo điều kiện:
U
TAMđm
≥Ulưới
I
TAMđm
≥Kqt.Kd.I
1đm
Trong đú:
Ulưới=380(V)
Kqt=1,13
Kd=1,05
I
1đm

=18,3309(A)
Vậy:
U
TAMđm
≥380(V)
I
TAMđm
≥1,13.1,05.18,3309=21.75(A)
Chọn ATM cú thụng số như sau:
Kiểu Uđm(V) Iđm(A) ixk(KA) tcắt(s)
AB-4 400 400 42 0.06
III .Tớnh chọn thiết bị mạch điờự khiển
1. Tớnh chọn mỏy phỏt tốc
Căn cứ vào tốc độ định mức của động cơ và sai lệch tĩnh của hệ thống ta
chọn mỏy phỏt tốc cú cỏc thụng số sau:
Kiểu U
đm
(V) I
đm
( A) n
đm
(v/ph)
R
ư
( Ω)
πT32/IY4
230 0.5 1000 7.34
25