cac lenh trong matlab

Đ án môn học: Đi n tử công su t

CH



GVHD: LÊ TI N DŨNG

NG I: GI I THI U S Đ CH NH L U HÌNH TIA BA PHA Đ
NG C ĐI N M T CHI U.
----  ----

A. T NG QUAN V CH NH L U 3 PHA HÌNH TIA:
1.S đ chỉnh l u hình tia 3 pha :
A

B
C

T1

a

T2

b

T3

c
R

E

L

Hình 1.1: S ơ đ ồ c h ỉn h l u t i a 3 p h a

Hình 1.2 : S ơđồdạngsóngtia3pha

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 1


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

 S đ chỉnh l u 3 pha:
G m 1 máy bi n áp 3 pha có th c p n i Yo, 3 pha Thyristor n i v i t i nh hình 1.1.
 Điều ki n khi c p xung điều khiển chỉnh l u:
+Thời điểm c p xung đi n áp pha t ng ng ph i d ng h n so v i trung tính.
+Khi bi n áp đ u hình sao (Y)trên m i pha A,B,C n i m t van.3 catod đ u chung cho đ
i n áp d ng c a t i ,còn trung tính bi n áp, s là đi n áp âm. Ba pha này dịch góc 120o theo
các đ ờng cong đi n áp pha ,có đi n áp c a 1 pha d ng h n đi n áp c a 2 pha kia trong kho
ng thời gian 1/3 chu kì .

+N u có các Thyristor khác đang d n thì đi n áp pha t ng ng ph i d ng h n pha
kia. Vì th ph i xét đ n thời gian c p xung đầu tiên.
Góc mở t nhiên:
+Góc mở  đ c xác định t lúc đi n áp đặt lên van t ng ng chuyển t âm đ n 0 (t
đóng sang khoá) cho đ n khi b t đầu đặt xung điều khiển vào.
+Đi n áp gây nên quá trình chuyển m ch: đi n áp dây.
+0 

   

Trong đó :

: góc d n
: góc chuyển m ch

2.Nguyên lý ho t đ ng :
a). Xét khi góc mở  = 0:
u

Vc

Vb

Va
E



i1
E


i2
E

i3
E


id

1

2

3

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

4
L p : 06D5



Trang 2


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

- Đi n áp pha th c p máy bi n áp
v a  2u 2 sin 

vb

2u2 sin

2 /3

vc
2u2 sin
2 /3
- Qua hình trên ta th y:
 Lúc 1     2  v a  v b  v c . v a có giá trị l n nh t nên T1 mở cho dòng ch y qua T2;
v E
T3 khoá i1  a
R
 Lúc  2    3  v b  v c  v a . v b có giá trị l n nh t nên T2 mở cho dòng ch y qua T1;
v E
T3 khoá i 2  b
R
v E
 Lúc 3    1 . v c  v a  v b , T3 mở; T1, T2 khoá; i 3  c
R
Trong đó: R: đi n trở c a đ ng c .
E: su t đi n đ ng ph n kháng c a đ ng c .
u E
Id  d

R
Dòng trung bình:
Id
1 5 6
I1 I 2 I 3
I d .d
6
2
3
b). Xét khi góc mở   0 :
Gi thi t t i : R, L,Eu , chuyển m ch t c thời.
Đi n áp pha th c p c a máy bi n áp:

u1  U m sin 

2
)
3
2
)
3

u 2  U m sin(  
u3

U m sin(

*Nhịp V1: kho ng thời gian t
i: T1 mở, khi đó:

1

2

. T i  1 đi n áp đặt lên u1 > 0, có xung kích khở

u v1  0

u v 2  u 2  u1  0
u  u  u  0
3
1
 v3

T1 mở, T2, T3 đóng, lúc này:
+Đi n áp chỉnh l u bằng đi n áp u1 :
ud = u1
+Dòng đi n chỉnh l u bằng dòng đi n qua van 1: id = Id = i1
+Dòng đi n qua T2, T3 bằng 0:
i2 = i3 = 0
Trong nhịp V1: uV2 t âm chuyển lên 0, khi uV2 = 0 thì T2 mở, lúc này uV1 = u1 ậ u2 = 0 và
b t đầu âm nên T1 đóng, k t thúc nhịp V1, b t đầu nhịp V2.
*Nhịp V2: t 2
3

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 3

Đ án môn học: Đi n tử công su t

Lúc này :



GVHD: LÊ TI N DŨNG

u v 2  0

u v1  u1  u 2
u  u  u
3
2
 v3

T2 mở, T1, T3 đóng.
+Đi n áp chỉnh l u bằng đi n áp u2:
ud = u2
+Dòng đi n chỉnh l u bằng dòng đi n dòng đi n qua van 2: id = Id = i2
+Dòng đi n qua T1, T3 bằng 0:
i1 = i3 = 0
Trong nhịp V2: uV3 t âm chuyển lên 0, khi uV3 = 0 thì T3 mở, lúc này uV2 = u2 ậ u3 = 0 và
b t đầu âm nên T2 đóng, k t thúc nhịp V2, b t đầu nhịp V3.
*Nhịp V3: t 3
4

Lúc này :

uv 3

0

uv1

u1 u3

uv 2

u2 u3

T3 mở, T1, T2 đóng.
+Đi n áp chỉnh l u bằng đi n áp u3:
ud = u 3
+Dòng đi n chỉnh l u bằng dòng đi n dòng đi n qua van 3: id = Id = i3
+Dòng đi n qua T1, T2 bằng 0:
i1 = i2 = 0
Trong nhịp V3: uV1 t âm chuyển lên 0, khi uV1 = 0 thì T1 mở, lúc này uV3 = u3 ậ u1 = 0 và
b t đầu âm nên T3 đóng, k t thúc nhịp V3, b t đầu nhịp V1.
Trong m ch ,d ng sóng c a dòng đi n ph thu c vào t i, t i thuần trở dòng đi n id cùng
d ng sóng ud ,khi đi n kháng t i tăng lên ,dòng đi n càng trở nên bằng phẳng h n, khi Ld ti n
t i vô cùng dòng đi n id s không đổi, id = Id .
Trị trung bình c a đi n áp t i:

Ud

2
3

5
6

2.U 2 .sin .d

3 6U 2
.cos
2

1,17U 2cos .

6

Trong đó :  : Góc mở Thyristor.
Trùng d n:

e a  2 .U 2 . sin 
2
)
3
2
)
3

eb  2 .U 2 . sin(  

ec

2.U 2 .sin(

Gi sử T1 đang cho dòng ch y qua, iT1 = Id. Khi    2 cho xung điều khiển mở T2. C
2 Thyristor T1 và T2 đều cho dòng ch y qua làm ng n m ch 2 ngu n ea và eb. N u chuyển g c
to đ t  sang  2 ta có:

e a  2 .U 2 . sin(  

eb  2 .U 2 . sin(  

5
 )
6



6

)

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 4


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

Đi n áp ng n m ch:

U c  eb  e a  2 .U 2 . sin(    )
Dòng đi n ng n m ch đ

c xác định bởi ph

6 .U 2 . sin(    )  2. X c .
Do đó:

ng trình:

di c
dt

6.U 2
.cos   cos(   )
2. X c

ic 

Nguyên t c điều khiển các Thyristor : Khi anod c a Thyristor nào d ng h n Thyristor
đó m i đ c kích mở. Thời điểm c a 2 pha giao nhau đ c coi là góc thông t nhiên c a các
Thyristor. Các Thyristor chỉ đ c mở v i góc mở nh nh t .
T i m i thời điểm nào đó chỉ có 1 Thyristor d n ,nh v y dòng đi n qua t i liên t c, m i
t d n trong 1/3 chu kì.còn n u đi n áp t i gián đo n thì thời gian d n c a các Thyristor nh h
n .Tuy nhiên, trong c 2 TH dòng đi n trung bình c a các Thyristor đều bằng 1/3 Id .trong
kho ng thời gian Thyristor d n dòng đi n c a Thyristor bằng dòng đi n t i. Dòng đi n

Thyristor khoá = 0. Đi n áp Thyristor ph i chịu bằng đi n dây gi a pha có Thyristor khoá v i
pha có Thyristor đang d n.
Khi t i thuần trở dòng đi n và đi n áp t i liên t c hay gián đo n ph thu c vào góc mở
Thyristor .
+N u   30  Ud , Id liên t c.
+N u  > 30  Ud , Id gián đo n
Ud
Id
0

Id

Ud

α

T2

t
t1

t2

t3

t4

I1
t
I2

t
I3

t
UT1
t

Hình 1.3: Giảnđồđ ờngcongkhi
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

= 30o tải thuần trở
L p : 06D5

Trang 5


Đ án môn học: Đi n tử công su t
Ud
α

Ud


Id

GVHD: LÊ TI N DŨNG

T2

Id

t

0
I1

t
I2
t
I3
t

UT1
t

= 60o

Hình 1.4 :Giảnđồđ ờngcongkhgiócmở

 Nh n xét : So v i chỉnh l u 1 pha:
+Chỉnh l u tia 3 pha có ch t l ng đi n m t chiều t t h n.
+Biên đ đi n áp đ p m ch t t h n.
+Thành phần sóng hài b c cao bé h n .
+Vi c điều khiển các van bán d n cũng t ng đ i đ n gi n h n.
Dòng đi n m i cu n th c p là dòng đi n 1 chiều ,do bi n áp 3 pha 3 tr mà t thông lõi
thép bi n áp là t thông xoay chiều không đ i x ng làm cho công su t bi n áp ph i l n. Khi
ch t o bi n áp đ ng l c, các cu n dây th c p ph i đ u sao(Y) ,có dây trung tính ph i l n h
n dây pha vì dây trung tính chịu dòng t i.

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 6


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

3. Tổng quan về Thyristor :
a) C u t o:
Là d ng c bán d n g m 4 l p bán đ n lo i P và N ghép xen k nhau và có 3 c c an t,
cat t và c c điều khiển riêng G .
+ + P2 + -

+ + N1+ -

P1 -

A

J1

A

K

J3

Ei J2

G

Hình 1-5
Kí hiệu :

+
+ N2
+

K
G

b) Nguyên lý ho t đ ng :
Khi Thyristor đ c n i v i ngu n m t chiều E > 0 t c c c d ng đặt vào an t c c âm đ
ặt vào cat t, thì tiêp giáp J1, J3 đ c phân c c thu n còn miền J2 phân c c ng c, gần nh
toàn b đi n áp đ c đặt lên mặt ghép J2, đi n tr ờng n i t i E1 c a J2 có chiều t N1 h ng
t i P2. Đi n tr ờng ngoài tác đ ng cùng chiều v i E1, vùng chuyển ti p là vùng cách đi n cà
ng đ c mở r ng ra, không có dòng đi n ch y qua tiristor mặc dù nó đ c đặt d i 1 đi n á
p d ng.
+Mở Thyristor : N u cho m t xung đi n áp d ng Ug tác đ ng vào c c G (d ng so v
i K ) thì các electron t N2 ch y sang P2. Đ n đây m t s ít trong chúng ch y về ngu n Ug và
hình thành dòng điều khiển Ig ch y theo m ch G1 - J3 - K - G , còn phần l n đi n tử d i s c
hút cu đi n tr ờng tổng h p c a mặt J2 lao vào vùng chuyển ti p này chúng đ c tăng t c
do đó có đ ng năng r t l n s bẻ g y các liên k t gi a các nguyên tử Si, t o nên các đi n tử
t do m i. S đi n tử này l i tham gia b n phá các nguyên tử Si khác trong vùng chuyển ti
p. K t qu c a các ph n ng dây chuyền này làm xu t hi n càng nhiều đi n twr ch y vào
vung N1 qua P1 và đ n c c d ng c a ngu n đi n ngoài, gây nên hi n t ng đ n đi n ào t

làm cho J2 trở thành mặt ghép d n đi n b t đầu t m t diểm nào đó ở sung quanh c c r i phá
t triển ra toàn b mặt ghép v i t c đ lan truyền kho ng 1m/100s
nnhobtrintgng
+E -đnpểghpiáMt
mở Thyristor đ ctrìnhbƠytrênhìnhv .
Rt
. K h i đ ó n g m ở K g, >n Igstu t Ih ì T m ở g(I (1,1
R1
1,2 ). Igst )
T
E
K
G
(1,1  1,2) I gst
Ig : G i á t r ị d ò n g đ i ề u ghi
k htrong
i ể n sổtaytra
R2
c u Thyristor
-E R2 = 100 1000()
Hình 1-6a
Có thể hình dung nh sau : Khi dặt Thyristor ở UAK > 0 thì Thyristor ở tình tr ng sẵn sàn
mở cho dòng ch y qua, nh ng nó còn đ i tín hi u Ig ở c c điều khiển, n u Ig > Igst thì
Thyristor mở.
+Khoá Thyristor :
M t khi Thyristor đã mở thì tín hi u thì tín hi u Ig không còn tác d ng n a. Để khoá
Thyristor có 2 cách :
. Gi m dòng đi n làm vi c I xu ng giá trị dòng duy trì Idt
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 7


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

. Đặt m t đi n áp ng c lên Thyristor UAK < 0, hai mặt J1, J3 phân c c ng c, J2 phân c
c thu n. Nh ng đi n tử tr c thời điểm đ o c c tính UAK < 0 đang có mặt t i P1, N1, P2, bây
giờ đ o chiều hành trình, t o nên dòng đi n ng c ch y t Cat t về An t và về c c âm c a
ngu n đi n áp ngoài.
+E

+E

R

Rt1

Rt2

C

C

A

T

K

B
T2

T1

Hình 1-6b

Hình 1-6c

- Lúc đầu quá trình t t0 t1, dòng đi n ng c khá l n, sau đó J1, J3 trở nên cách đi n.
Còn m t ít đi n tử đ c gi l i gi a hai mặt ghép, hi n t ng khu ch tán s làm chúng ít dần
đi cho đ n h t và J2 khôi ph c l i tính ch t c a mặt ghép điều khiển.
- Thời gian khoá toff đ c tính t khi b t đầu xu t hiên dong đi n ng c bằng 0 (t2) đây
là thời gian mà sau đó n u đặt đi n áp thu n lên Thyristor thì Thyristor v n không mở, toff ké
o dài kho ng vài ch c s. Trong b t kỳ tr ờng h p nào cũng không đ c đặt tiristor d i đ
i n áp thu n khi Thyristor ch a bị khoá n u không s có nguy c gây ng n m ch ngu n. Trê
n s đ hình (b), vi c khoá Thyristor bằng đi n áp ng c đ c th c hi n bằng cách đong
khoá K. còn s đ (c) cho phép khóa Thyristor m t cách t đ ng. Trong m ch hình (c) khi
mở Thyristor này thì tiristor kia s khoá l i. Gi thuy t cho m t xung đi n áp d ng đặt vào
G1T1 mở d n đ n xu t hi n 2 dòng đi n : Dòng th nh t ch y theo m ch : +E - R1-T1 - E,còn dòng th 2 ch y theo m ch +E - R2 -T1- -E.
- T C đ c n p đi n đ n giá trị E, b n c c d ng ở B, b n c c âm ở A. Bây giờ n u
cho m t xung đi n áp d ng tác đ ng vào G2T2 mở nó s đặt đi n th điểm B vào cat t c
a T1. Nh v y là T1 bị đặt d i đi n áp Uc = -E và T1 bị khoá l i.
-T2 mở l i xu t hi n 2 dòng đi n : Dòng th nh t ch y theo m ch : + E - R1-C - T2 - -E.
Còn dòng th hai ch y theo m ch : +E - R2 - T2 - -E.

- T C đ c n p ng c l i cho đ n giá trị E, chu n bị khoá T2 khi ta cho xung mở T1
c) Đi n dung c a t đi n chuyển m ch :
- Trong s đ hình (b), (c) m t câu h i đ c đặt ra là : T đi n C ph i có giá trị bằng
bao nhiêu thì có thể khoá đ c Thyristor 
 Nh đã nói ở trên khi T1 mở cho dòng ch y qua thì C đ c n p đi n đ n giá trị E. b n
c c ắ+” ở phía điểm B. t i thời điểm cho xung mở T2 (c 2 Thyristor điều mở), ta có ph ng
trình m ch đi n.
du
E  i.R1  U c v i i  C c
dt
du
Nên E  C.R1 c  U c
dt
Vi t d i d ng toán tử Laplace :

P
 C.R1 P.U c  p   U c 0  U c  p 
E
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 8


Đ án môn học: Đi n tử công su t
Vì U c



0  E

nên U c  p  

U t   E 1  2.e  at   U T 1 .

T đó ta có : c
khi mở T2 cho đ n khi UT1 b t đầu trở thành d



GVHD: LÊ TI N DŨNG

Q.E
1
v i a
p p  a 
R1 .C

Thời gian toff là kho ng thời gian kể t
ng, v y ta có :



E 1  2.e  a.toff  0  t off  0,693 .R1C hoặc C 

t off
0,693.R1

1,44.I .t off

E
s nh n đ c C 
E
I
toff : ; I : Ampe ; E : Volt ; C : F
d) Đặt tính Volt - Ampe c a Thyristor :
R1 

Ia
III
II
IH
Ung

I0

IV

Ing

Uth

U

I
Uch

Hình 1-7

Đo n 1 : ng v i tr ng thái khoá c a Thyristor, chỉ có dòng đi n rò ch y qua Thyristor

khi tăng U lên đ n Uch (đi n áp chuyển tr ng thái ), b t đầu quá trình tăng nhanh ch ng c a
dòng đi n. Thyristor chuyển sang tr ng thái mở.
Đo n 2 : ng v i giai đo n phân c c thu n c a J2. Trong giai đo n này m i l ng tăng
nh c a dòng đi n ng v i mọt l ng gi m l n c a đi n áp đặt lên Thyristor, đo n này gọi
là đo n đi n trở âm.
Đo n 3 : ng v i tr ng thái mở c a Thyristor. Khi này c 3 mặt ghép đã trở thàng đ n đ
i n. Dòng ch y qua Thyristor chỉ còn bị h n ch bởi đi n trở m ch ngoài. Đi n áp rãi trên
Thyristor r t l n kho ng 1V. Thyristor đ c giử ở tr ng thái mở ch ng nào I còn l n h n dò
ng duy trì IH.
Đo n 4 : ng v i tr ng thái Thyristor bị đặt d i đi n áp ng c. Dòng đi n r t l n,
kho ng vài ch c mA. N u tăng U đên Ung thì dòng đi n ng c tăng lên nhanh ch ng, mặt
ghép bị chọc th ng, Thyristor bị h ng. Bằng cách cho Ig l n h n 0 s nh n đ c đặt tính
Volt - Ampe v i các Uch nh dần đi.

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 9


Đ án môn học: Đi n tử công su t

B: T NG QUAN V Đ NG C



GVHD: LÊ TI N DŨNG

ĐI N M T CHI U KÍCH T

Đ C L P.

I. GI I THI U Đ NG C ĐI N M T CHI U :
Đ ng c đi n m t chiều đ c dùng r t phổ bi n trong công nghi p,giao thông v n t i và
nói chung trong các thi t bị cần điều chỉnh t c đ quay liên t c trong m t ph m vi r ng. Máy
đi n m t chiều có thể làm vi c c hai ch đ máy phát và đ ng c . Khi máy làm vi c ở ch đ
máy phát công su t đầu vào là công su t c còn công su t đầu ra là công su t đi n. Đ ng c
quay roto máy phát đi n m t chiều có thể là turbine gas, đ ng c điesel hoặc là đ ng c đi n.
Khi máy đi n m t chiều làm vi c ở ch đ đ ng c , công su t đầu vào là công su t đi n còn
công su t đầu ra là công su t c .
C hai ch đ làm vi c, dây qu n đông c đi n m t chiều đều quay trong t tr ờng và
có dòng đi n ch y qua.
SĐĐ phần ng đ ng c đi n m t chiều tính theo công th c:
E = kE  n = kM 
Mômen đi n t tính theo công th c
M = kM  I
Ph ng trình cân bằng đi n áp c a đ ng c :
U = E + R *I
II. C U T O C A MÁY ĐI N M T CHI U :
1.Phần tĩnh hay stato :
 Đây là m t phần đ ng yên c a máy .
Phần tĩnh g m các b ph n tĩnh sau:
a).C c t chính :
C c t chính là b ph n sinh ra t tr ờng g m có lõi s t c c t và dây qu n kích t l ng
ngoài lõi s t c c t . Lõi s t c c t làm bằng nh ng lá thép kỹ thu t đi n hay thép cácbon dày
0.5 đ n 1mm ép l i và tán chặt . Trong máy đi n nh có thể làm bằng thép kh i . C c t đ c
g n chặt vào v máy nhờ các bulông .Dây qu n kích t đ c qu n bằng dây đ ng cách đi n
và m i cu n dây đều đ c bọc cách đi n kỹ thành m t kh i và t m s n cách đi n tr c khi đặ
t trên các c c t . Các cu n dây kích t đặt trên các c c t này đ c n i n i ti p v i nhau.

b).C c t ph :
C c t ph đ c đặt gi a các c c t chính và dùng để c i thi n đổi chiều . Lõi thép c a
c c t ph th ờng làm bằng thép kh i và trên thân c c t ph có đặt dây qu n mà c u t o gi
ng nh dây qu n c c t chính .C c t ph đ c g n vào v nhờ nh ng bulông.
c).Gông t :
Gông t dùng để làm m ch t n i liền các c c t , đ ng thời làm v máy . trong máy đ
i n nh và v a th ờng dùng thép t m dày u n và hàn l i , Trong máy đi n l n th ờng dùng
thép đúc . Có khi trong máy đi n nh dùng gang làm v máy .
d).Các b ph n khác :
Các b ph n khác g m có :
-Nắp máy: Để b o v máy kh i bị nh ng v t ngoài r i vào làm h h ng dây qu n hay
an toàn cho ng ời kh i ch m ph i đi n . Trong máy đi n nh và v a , n p máy còn có tác d
ng làm giá đở ổ bi. Trong tr ờng h p này n p máy th ờng làm bằng gang.
-C c u ch i than: Để đ a dòng đi n t phần quay ra ngoài .
C c u chổi than g m có chổi than đặt trong h p chổi than và nhờ m t lò xo tì chặt lên
cổ góp .
H p chổi than đ c c định trên giá chổi than và cách đi n v i giá .
Giá chổi than có thể quay đ c để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chổ .
Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít c định chặt l i.
2.Phần quay rotor :
Phần quay g m có nh ng b ph n sau :

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 10


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

a).Lõi s t phần ng :
Lõi s t phần ng dùng để d n t .Th ờng dùng nh ng t m thép kỷ thu t đi n (thép h p
kim silic) dày 0.5 mm ph cách đi n m ng ở hai mặt r i ép chặt l i để gi m hao tổn do dòng đ
i n xoáy gây nên .Trên lá thép có d p hình d ng rãnh để sau khi ép l i thì đặt dây qu n vào.
b).Dây qu n phần ng :
Dây qu n phần ng là phần sinh ra s c đi n đ ng và có dòng đi n ch y qua .Dây qu n
phần ng th ờng làm bằng dây đ ng có bọc cách đi n . Trong máy đi n nh (công su t d i
vài kW ) th ờng dùng dây có ti t di n tròn . Trong máy đi n v a và l n , th ờng dùng dây ti t
di n hình ch nh t . Dây qu n đ c cách đi n c n th n v i r nh c a lõi thép .
c. Cổ góp :
Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều ) dùng để đổi chiều dòng đi n xoay
chiều thành dòng đi n m t chiều .
d).Các b ph n khác :
-Cánh quạt : Dùng để qu t gió làm ngu i máy .
-Trục máy : Trên đó đặt lõi s t phần ng , cổ góp cánh qu t và ổ bi .
Tr c máy th ờng làm bằng thép cacbon t t .
3.Các trị s định m c:
Ch đ làm vi c định m c c a máy đi n m t chiều là ch đ làm vi c trong nh ng điều
ki n mà x ởng ch t o đã quy định.Ch đ đó đ c đặc tr ng bằng nh ng đ i l ng ghi trên
nhãn máy và gọi là nh ng đ i l ng định m c . Trên nhãn máy th ờng ghi nh ng đ i l ng
sau :
Công su t định m c: Pđm (KW hay W);
Đi n áp định m c: Uđm (V);
Dòng đi n định m c: Iđm (A);
T c đ định m c: nđm (vg/ph).

Ngoài ra còn ghi kiểu máy , ph ng pháp kích t , dòng đi n kích t và các s li u về đ
iều ki n sử d ng .
III. PH
NG TRÌNH Đ C TÍNH C C A Đ NG C ĐI N M T CHI U :
Quan h giửa t c đ và mômen đ ng c gọi là đặc tính c c a đ ng c :
 = f(M) hoặc n = f(M).
Quan h giửa t c đ và mômen c a máy s n xu t gọi là đặc tính c c a máy s n xu t:
c= f(Mc) hoặc nc= f(Mc).
Ngoài đặc tính c , đ i v i đ ng c đi n m t chiều ng ời ta còn sử d ng đặc tính c đi
n. đặc tính c đi n biểu di n quan h giửa t c đ và dòng đi n trong m ch đ ng c :
 = f(I) hoặc n = f(I).
Trong ph m vi c a đề tài này chỉ xét đ n đặc tính c c a đ ng c đi n m t chiều kích t
đ c l p.
1. Ph ng trình đặc tính c :
Theo s đ hình (1-5) ta có thể vi t ph ng trình cân bằng đi n áp c a m ch phần ng
nh sau:
U
U = E + (R +Rf)I
( 1-1)
Trong đó:U - đi n áp phần ng, (V)
Rf
E - s c đi n đ ng phần ng,(V)
E
R - đi n trở c a m ch phần ng, ()
Rf - đi n trở ph trong c a m ch phần ng, ()
RKT
CKT
V i:
R = r + rcf + rb + rct
Trong đó: r - đi n trở cu n dây phần ng.

IKT
rcf - đi n trở cu n c c t ph .
rb- đi n trở cu n bù.
UKT
rct- đi n trở ti p xúc chổi than.
S c đi n đ ng E c a phần ng đ ng c đ c
Hình 1-5
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 11


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

xác định theo biểu th c:
pN
(1-2)
E =
  k
2a
Trong đó: p - s đôi c c t chính.
N - s thanh d n tác d ng c a cu n dây phần ng.
A - s đôi m ch nhánh song song c a cu n dây phần ng.
 - t thông kích t d i m t c c t .

 - t c đ góc,rad/s.
pN
k=
- h s c u t o c a đ ng c .
2a
N u biểu di n s c đi n đ ng theo t c đ quay n (vòng/phút) thì:
E = Ke.n
(1-3)
2 n
n
V i:
=
60 9,55
pN
Vì v y:
E=
n
60 a
pN
Ke =
là h s s c đi n đ ng c a đ ng c .
60 a
K
Ke =
 0.105K
9,55
T (2-1) và (2-2) ta có:
R­ R f
U
= ­

(1-4)
I­
K
K
Biểu th c (1-4) là ph ng trình đặc tính c đi n c a đông c .
Mặt khác, mômen đi n t Mđt c a đ ng c đ c xác định bởi:
Mđt= K I
(1-5)
M dt
Suy ra:
I =
.
K
Thay giá trị I vào (2-4) ta đ c:
R-  R f
U
= - 
(1- 6)
M dt
K ( K) 2
N u b qua các tổn th t c và tổn th t thép thì mômen c trên tr c đ ng c bằng mômen đ
i n t , ta ký hi u là M. Nghĩa là Mđt= Me= M. Khi đó ta đ c:
R-  R f
U
(1-7)
= - 
M
K ( K) 2
Đây là ph ơng trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Gi thi t ph n ng phần ng đ c bù đ , t thông  = const, thì cá ph ng trình đặc tí

nh c đi n (1- 4) và ph ng tình đặc tính c (1-7) là tuy n tính. Đ thị c a chúng đ c biểu
điển trên hình (1-2) là nh ng đ ờng thẳng.
Theo các đ thị trên, khi I = 0 hoặc M = 0 ta có:
U
 = -  o
(1-8)
K
0: gọi là t c đ không t i lý t ởng c a đ ng c .
U
 I nm
Còn khi  = 0 ta có: I =
(1-9)
R-  R f
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 12


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

Và M = KInm = Mnm Inm,

0
đm



0 
đm
I

Iđm

I
Mđm Mnm

Inm

a. Đặnctíhcơđiệncủađộngcơ
điệnmộtchiềukíchtừ độclập

b. Đặnctíhcơ
mộcthiềuckíhtừđộlậcp

của động cơ điện

Hình 1-6
Inm,Mnm đ c gọi là dòng đi n ng n m ch và mômen ng n m ch.
Mặt khác t ph ng trình đặc tính (1-4) và (1-7) cũng có thể đ c vi t d i d ng:
U
RI
  o   (1-10)
= - 
K  K

U
RM
= - 
  o  
K  ( K ) 2
U
= K
R
R
I- 
M : gọi là đ s t t c đ ng v i giá trị c a M.
 
K
( K) 2
2.Xét các nh h ởng các tham s đ n đặc tính c :
T ph ng trình đặc tính c (2-7) ta th y có ba tham s nh h ởng đ n đặc tính c : T
thông đ ng c , đi n áp phần ng U , và đi n trở phần ng đ ng c .Ta lần l t xét nh h ở
ng c a t ng tham s đó:
a) nh h ởng c a đi n trở phần ng:
Gi thi t rằng U =Uđm= Const và  = đm=const.
Mu n thay đôi đi n trở m ch phần ng ta n i thêm đi n trở ph Rf vào m ch phần ng.
Trong tr ờng h p này t c đ không t i lý t ởng:
0
U dm
TN(Rn)
 const
o =
K *dm
Rf1
Đ c ng đặc tính c :

Rf2
M
( K) 2

 var


R-  R f
R M
Mc f3
Khi R càng l n  càng nhở nghĩa là
f

đặc tính c càng d c.
Rf4
ng v i Rf=0 ta có đặc tính c t nhiên:
Hình 1-7
( K dm ) 2
(1-11)
 TN  
RTN có giá trị l n nh t nên đặc tính c t nhiên có đ c ng h n t t c cá đ ờng đặc tính
có đi n trở ph . Nh v y khi thay đổi đi n trở Rf ta đ c m t họ đặc tính bi n trở nh hình
(2-5) ng v i mổi ph t i Mc nào đó, n u Rf càng l n thì t c đ c càng gi m, đ ng thời dòng
đi n ng n m ch và mômen ng n m ch c ng gi m. Cho nên ng ời ta th ờng sử d ng ph ng
pháp này để h n ch dòng đi n và điều chỉnh t c đ đ ng c phía d i t c đ c b n.
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 13

Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

b). nh h ởng c a đi n áp phần ng:
Gi thi t t thông  = đm= const, đi n trở phần ng R = const. Khi thay đổi đi n áp
theo h ng gi m so v i Uđm, ta có:

T c đ không t i:
0
Ux
Uđm
01
 ox 
 var
K dm
02
U1
03
U2
Đ c ng đặc tính c :
04
2
( K)
U3
 

 const
M(I)
RU
4
Mc
Hình 1-8
Nh v y khi thay đổi đi n áp đặt vào phần ng đ ng c ta đ c m t họ đặc tính c
song song nh trên (Hình 2-4).
Ta th y rằng khi thay đổi đi n áp (gi m áp) thì mômen ng n m ch, dòng đi n ng n m
ch c a đ ng c gi m và t c đ đ ng c c ng gi m ng v i m t ph t i nh t định. Do đó ph
ng pháp này c ng đ c sử d ng để điều chỉnh t c đ đ ng c và h n ch dòng đi n khi khởi
đ ng.
c). nh h ởng c a t thông :
Gi thi t đi n áp phần ng U = Uđm= const. Đi n trở phần ng R = const. Mu n thay đ
ổi t thông ta thay đổi dòng đi n kích t Ikt đ ng c . Trong tr ờng h p này:
U
T c đ không t i : ox = dm  var
K x

( K x ) 2
 var
RDo c u t o c a đ ng c đi n, th c t th ờng điều chỉnh gi m t thông. Nên khi t thô
ng gi m thì0x tăng, còn  gi m ta có m t họ đặc tính c v i 0x tăng dần và đ c ng c a đặc
tính gi m dần khi gi m t thông. Ta nh n th y rằng khi thay đổi t thông:
Đ c ng đặc tính c :

= 


02

2
01 1
0

đm

0

TN

02
01

2
1

Mc
0

đm
MC

M
Inm
ađộnộgcơđitệm
nộcthiều
a. Đ ặ c t ín h c ơ đ i ệ n c ủ a đ ộ n g c ơ b.
đ iĐặ
ê ntíchcơcủm
kích

từ
độc
lập khi giảm t thông
chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông
Hình 1-9
U dm
 const
RMômen ng n m ch:
Mnm=KxInm=Var
Các đặc tính c đi n và đặc tính c a đ ng c khi gi m t thông đ c biểu di n ở hình
(1-9)a. V i d ng mômen ph t i Mc thích h p v i ch đ làm vi c c a đ ng c khi gi m t
thông t c đ đ ng c tăng lên, nh ở hình (1-9)b.

Dòng điên ng n m ch: Inm =

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 14


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

IV. CÁC PH
NG PHÁP ĐI U CH NH T C Đ Đ NG C M T CHI U KÍCH

T Đ CL P:
1. Điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi đi n áp đặt vào phần ng đ ng c :
Đ i v i các máy đi n m t chiều, khi gi t thông không đổi và điều chỉnh đi n áp trên
m ch phần ng thì dòng đi n, moment s không thay đổi. Để tránh nh ng bi n đ ng l n về
gia t c và l c đ ng trong h điều chỉnh nên ph ng pháp điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi
đi n áp trên m ch phần ng th ờng đ c áp d ng cho đ ng c m t chiều kích t đ c l p.
Để điều chỉnh đi n áp đặt vào phần ng đ ng c , ta dùng các b ngu n điều áp nh : máy
phát đi n m t chiều, các b bi n đổi van hoặc khu ch đ i t … Các b bi n đổi trên dùng để
bi n dòng xoay chiều c a l i đi n thành dòng m t chiều và điều chỉnh giá trị s c đi n đ ng
c a nó cho phù h p theo yêu cầu.
Ph ng trình đặc tính c c a đ ng c đi n m t chiều kích t đ c l p:

Ru  R f
U

M
KE KE KM 2
Ta có t c đ không t i lý t ởng: no = Uđm/KEđm.
Nh n xét: Ph ng pháp điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi đi n áp đặt vào phần ng đ ng
c s gi nguyên đ c ng c a đ ờng đặc tính c nên đ c dùng nhiều trong máy c t kim lo i
và cho nh ng t c đ nh h n ncb.
* u điểm: Đây là ph ng pháp điều chỉnh tri t để, vô c p có nghĩa là có thể điều chỉnh t
c đ trong b t kỳ vùng t i nào kể c khi ở không t i lý t ởng.
* Nh ợc điểm: Ph i cần có b ngu n có đi n áp thay đổi đ c nên v n đầu t c b n và
chi phí v n hành cao.
2. Điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi t thông:
 + 
U
n

DM
Đ
+



I

CKĐ
RKĐ

UKT





-

Hình 1-10 : Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.
Điều chỉnh t thông kích thích c a đ ng c đi n m t chiều là điều chỉnh moment đi n t
c a đ ng c M = KMI và s c đi n đ ng quay c a đ ng c .
E = KEn. Thông th ờng, khi thay đổi t thông thì đi n áp phần ng đ c gi nguyên giá
trị định m c.
Đ i v i các máy đi n nh và đôi khi c các máy đi n công su t trung bình, ng ời ta th ờ
ng sử d ng các bi n trở đặt trong m ch kích t để thay đổi t thông do tổn hao công su t nh .
Đ i v i các máy đi n công su t l n thì dùng các b bi n đổi đặc bi t nh : máy phát, khu ch đ
i máy đi n, khu ch đ i t , b bi n đổi van…
Th c ch t c a ph ng pháp này là gi m t thông. N u tăng t thông thì dòng đi n kích t
IKT s tăng dần đ n khi h cu n dây kích t . Do đó, để điều chỉnh t c đ chỉ có thể gi m dòng

kích t t c là gi m nh t thông so v i định m c. Ta th y lúc này t c đ tăng lên khi t thông
gi m: n = U/KE.
Bởi vì ng v i m i đ ng c ta có m t t c đ l n nh t cho phép. Khi điều chỉnh t c đ tùy
thu c vào điều ki n c khí, điều ki n cổ góp đ ng c không thể đổi chiều dòng đi n và chịu đ
c h quang đi n. Do đó, đ ng c không đ c làm vi c quá t c đ cho phép.
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 15


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

Nh n xét: Do quá trình điều chỉnh t c đ đ c th c hi n trên m ch kích t nên tổn th t nă
ng l ng ít, mang tính kinh t , thi t bị đ n gi n.
3. Điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi đi n trở ph trên m ch phần ng:
Trong ph ng pháp này đi n trở ph đ c m c n i ti p v i m ch phần ng c a đ ng c
theo s đ nguyên lý nh sau:
Nguyên lý điều chỉnh t c đ bằng cách thay đổi đi n trở ph trên m ch phần ng đ c gi
i thích nh sau: Gi sử đ ng c đang làm vi c xác l p v i t c đ n1 ta đóng thêm Rf vào m ch
phần ng. Khi đó dòng đi n phần ng I đ t ng t gi m xu ng, còn t c đ đ ng c do quán tí
nh nên ch a kịp bi n đổi. Dòng I gi m làm cho moment đ ng c gi m theo và t c đ gi m
xu ng, sau đó làm vi c xác l p t i t c đ n2 v i n2 > n1.
Ph ng pháp điều chỉnh t c đ này chỉ có thể điều chỉnh t c đ n < ncb.
Khi giá trị Rf càng l n thì t c đ đ ng c càng gi m. Đ ng thời dòng đi n ng n m ch In

và moment ng n m ch Mn cũng gi m. Do đó, ph ng pháp này đ c dùng để h n ch dòng đ
i n và điều chỉnh t c đ d i t c đ c b n. Và tuy t đ i không đ c dùng cho các đ ng c
c a máy c t kim lo i.

+

U



I
E

+





Rf

CK
R
UKT

-







-

Hình 1-11: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên
mạch phần ứng.
* u điểm: Thi t bị thay đổi r t đ n gi n, th ờng dùng cho các đ ng c cho cần tr c,
thang máy, máy nâng, máy xúc, máy cán thép.
* Nh ợc điểm: T c đ điều chỉnh càng th p khi giá trị đi n trở ph đóng vào càng l n, đặc
tính c càng mềm, đ c ng gi m làm cho s ổn định t c đ khi ph t i thay đổi càng kém. Tổ
n hao ph khi điều chỉnh r t l n, t c đ càng th p thì tổn hao ph càng tăng.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CH

NG II :TÍNH CH N M CH Đ NG L C :

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 16


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

----  ---A. S

Đ

M CH Đ NG L C:
A
B

C

T1

a
b

c
ĐM

i1

T2

i2

T3

i3

id

LK

Hình 2-1: S ơ đồnguyênlýmạchđộnglực
B. NGUYÊN LÝ HO T Đ NG :
-B bi n đổi Thyristor có nhi m v bi n dòng đi n xoay chiều c a l i thành dòng đi n
m t chiều cung c p cho phần ng đ ng c . Nó có thể điều khiển su t đi n đ ng b bi n đổi
nên có kh năng điều chỉnh t c đ đ ng c .
-Trong b bi n đổi Thyristor : máy Bi n áp l c có nhi m v bi n đổi đi n áp l i cho phù
h p v i đi n áp cung c p cho đ ng c , t o điểm trung tính , t o pha cho chỉnh l u nhiều
pha,h n ch biên đ dòng ng n m ch,gi m di/dt < di/dt cp nhằm b o v van….
-H th ng Thysitor : n n dòng cho phù h p v i đ ng c .
-B điều khiển dùng làm bi n thiên góc  ,do đó bi n thiên Uö d n đ n thay đổi 
-B lọc g m t đi n Co và cu n kháng L nhằm lọc các thành phần sóng hài b c cao sao
cho K sb < K sb cp ,v i K sb cp ph thu c yêu cầu c a t i.
C. TÍNH CH N CÁC THI T B C B N M CH Đ NG L C :
I . TÍNH CH N THYRISTOR:
1/ Đi n áp ng c c a van:
Ulv = knv .U2
220
U
=188,03 (V)
V i U2 = d =
ku
1,17
Trong đó: Ud : Đi n áp t i c a van
U2 : Đi n áp ngu n xoay chiều c a van
ku : H s đi n áp t i (Tra b ng 1.1: ku = 1,17)
knv : H s đi n áp ng c (Tra b ng 1.1:knv = 6 )

Ulv : Đi n áp ng c c a van.
Ulv = 6 ×188,03 = 460,58 (V)
Để chọn van theo đi n áp h p lý thì đi n áp ng c c a van cần chọn ph i l n h n đi n áp
làm vi c.
Unv = kdt u . Ulv = 1,8 × 460,58 = 829,04 (V)
Trong đó: kdt u : h s d tr ( kdt u =1,5÷ 1,8)
2/ Dòng đi n làm vi c c a van:
Dòng đi n làm vi c c a van đ c chọn theo dòng đi n hi u d ng ch y qua van
Ilv = Ihd
Dòng đi n hi u d ng Ihd = khd . Id =0,58 × 59,5 = 34,51 (A)
Trong đó: khd : H s xác định dòng đi n hi u d ng.(khd =0,58)
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 17


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

Ihd : Dòng đi n hi u d ng c a van.
Id : Dòng đi n t i.
V i các thông s làm vi c ở trên, chọn điều ki n làm vi c c a van là: có cánh t n nhi t v i
đ di n tích bề mặt, cho phép van làm vi c t i 40% Idm v.
Idm v = ki . Ilv = 1,4×34,51 = 48,314 (A)
Trong đó: Ki : h s d tr dòng đi n. ki=(1,1÷1,4)

V y thông s van là: Unv = 829,04 (V)
Idm v = 48,314 (A)
Chọn Thyristor lo i T60N1000VOF v i các thông sô định m c: (Tra b ng p2)
-Dòng đi n định m c c a van: Idm = 60 (A)
-Đi n áp ng c c c đ i c a van: Unv = 1000 (V)
-Đỉnh xung dòng đi n : Ipik = 1400(A)
-Đi n áp c a xung điều khiển: Uđk = 1,4 (V)
-Dòng đi n c a xung điều khiển: Iđk = 150 (mA)
-Dòng đi n rò: Ir = 25 (mA)
-Đ s t áp trên van: ẤU = 1,8 (V)
du
= 1000 V/s
-T c đ bi n thiên đi n áp
dt
-Thời gian chuyển m ch : t cm= 180 µs
-Nhi t đ làm vi c cho phép : Tmax =125 o C
IV . TÍNH TOÁN MÁY BI N ÁP CH NH L U:
Ta chọn máy bi n áp 3 pha 3 tr , có s đ đ u dây Ấ∕Y, làm mát t nhiên bằng không khí.
 THÔNG S C B N :
1/Đi n áp các cu n dây:
Đi n áp pha s c p máy bi n áp:
U1 = 380 (V)
Đi n áp pha th c p máy bi n áp:
Ph ng trình cân bằng đi n áp khi có không t i:
Udo.cos α min = Ud + 2ẤUv + ẤUdn + ẤUba
Trong đó: Ud : Đi n áp chỉnh l u.
αmin = 10° : góc d tr khi có suy gi m đi n áp l i
ẤUv = 1,8 (V) : s t áp trên Thyristor
ẤUdn ả 0 : s t áp trên dây n i
ẤUba = ẤUr + ẤUx : s t áp trên đi n trở và đi n kháng máy bi n áp

S b ẤUba = 5% . Ud = 220×5% = 11 (V)
U 2. Uv
U dn
U ba
220 2 1,8 0 11
Suy ra Udo= d
=
=238,22 (V)
cos10o
cos min
Đi n áp pha th c p máy bi n áp: U2f =

U do
Ku

=

238, 22
= 203,6(V)
1,17

2/Dòng đi n các cu n dây:
Dòng đi n hi u d ng th c p máy bi n áp:
2
1
I2 =
. Id =
× 59,5 = 48,58 (A)
3
3

Dòng đi n hi u d ng s c p máy bi n áp:
U
203,6
I1 = kBA . I2 = 2 ×I2 =
×48,58 = 26,03 (A)
U1
380
 TÍNH S B M CH T

:

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 18


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

3/Ti t di n s b tr QFe :
QFe = kQ

Sba
m. f

Trong đó: Sba : Công su t bi n áp.
kQ : H s ph thu c ph ng th c làm mát, l y kQ = 6 (bi n áp khô)
m : S pha máy bi n áp (m=3)
f : tần s ngu n đi n xoay chiều.(f = 50hz)
Công su t bi n áp ngu n c p đ c tính :
Sba = kS . Pdmax = kS×Udo×Id = 1,345 × 238,22 × 59,5 = 19064,15 (W)
Trong đó : ks : H s công su t theo s đ m ch đ ng l c(ks = 1,345)
Pdmax : Công su t c c đ i c a t i [W]
19064,15
Suy ra: QFe = 6.
= 67,64 (cm2)
3 50
4/Đ ờng kính tr :

 d Fe =

4.QFe



=9,28 (cm)

Chu n hoá đ ờng kính tr theo tiêu chu n d = 9 (cm)
5/Chọn lo i thép:
Ta chọn lo i thép 330, các lá thép có đ dày 0,5 (mm).
Chọn s b m t đ t c m trong tr B = 1 Tesla

h
6/Chọn tỷ s : m =
= 2,3

d Fe

(m = 2 ậ 2,5)

h = 2,3×dFe = 2,3×9 = 20,7 (cm)
Suy ra : chọn chiều cao tr là 21 (cm)
 TÍNH TOÁN DÂY QU N :
7/S vòng dây m i pha s c p máy bi n áp:
W1 =

U1
380
=
= 253,06(vòng)
4, 44. f .B.QFe
4, 44 50 1 67,64.10 4

Trong đó : B : T c m (B=1)
Chọn W1 = 253 (vòng)
8/S vòng dây m i pha th c p máy bi n áp:
U
203, 6
W2 = 2 ×W1 =
× 253 = 135,55 (vòng)
380
U1
Chọn W2 = 136 (vòng)
9/Chọn s b m t đ dòng đi n trong máy bi n áp:
Đ i v i dây d n bằng đ ng, máy bi n áp khô : J = 2÷2,75[A/mm2]
Chọn J1 = J2 = 2,75 (A/mm2)

10/Ti t di n dây d n s c p máy bi n áp:
26, 03
I
S1 = 1 =
= 9,46 (mm2)
2, 75
J1
Chu n hoá ti t di n theo tiêu chu n: S1 = 9,51(mm2)
Chọn dây d n ti t di n ch nh t, cách đi n c p B
Kích th c dây có kể cách đi n: S1 cd = a1 . b1 = 2,63 . 3,80 (mm)
11/Tính l i m t đ dòng đi n trong cu n s c p:
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 19


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

I1
26, 03
=
= 2,74 (A/mm2)
S1
9,51

12/Ti t di n dây d n th c p máy bi n áp:
48,58
I
= 17,66 (mm2)
S2 = 2 =
2,75
J2
Chu n hoá ti t di n theo tiêu chu n: S2 = 17,70 (mm2)
Chọn dây d n ti t di n ch nh t, cách đi n c p B
Kích th c dây có kể cách đi n: S2 cd = a2 . b2 = 1,95 .9,30(mm)
13/Tính l i m t đ dòng đi n trong cu n s c p:
I
34,51
J2 = 2 =
= 2,74 (A/mm2)
S2
17,7
 K T C U DÂY D N S C P :
Th c hi n dây qu n kiểu đ ng tâm b trí theo chiều dọc tr c.
14/Tính s b s vòng dây trên 1 l p c a cu n s c p:

J1 =

W1l =

h  2hg
b1

. kc =

21 2 1,5
. 0,95 = 45 (vòng)
0,38

Trong đó : h - chiều cao tr
hg - kho ng cách t gông đ n cu n dây s c p hg = 1,5 (cm)
Kc - h s ép chặt kc = 0,95
15/ Tính s b s l p dây ở cu n s c p:
W
253
n1l = 1 =
= 5,62 (l p)
45
W1l
16/Chọn s l p n1l =6 l p
Nh v y 253 vòng chia thành 6 l p,5 l p đầu m i l p có 42 vòng, l p th 6 có 43 vòng
17/ Chiều cao th c t c a cu n s c p:
W b
45 0,38
h1 = l1 1 =
= 18 (cm)
kc
0,95
18/ Chọn ng qu n dây làm bằng v t li u cách đi n có bề dày : S01 = 0,1 (cm)
19/ Kho ng cách t tr t i cu n s c p: cd01 = 1,0 (cm)
20/ Đ ờng kính trong c a ng cách đi n:
D1 = dFe + 2×cd01 ậ 2×S01 = 9 + 2×1 ậ 2×0,1 = 10,8 (cm)
21/ Đ ờng kính trong c a cu n s c p:
Dt1 = D1 + 2 × S01 = 10,8 + 2 × 0,1 = 11 (cm)
22/ Chọn bề dày cách đi n gi a các l p dây ở cu n s c p: cd11 = 0,1 (mm)

23/ Bề dày cu n s c p:
Bd1 = (a1 + cd11)×n1l = (0,263 + 0,1)×6= 1,638 (cm)
24/ Đ ờng kính ngoài c a cu n s c p:
Dn1 = Dt1 + 2×Bd1 = 11 + 2 . 1,638 = 14,27 (cm)
25/ Đ ờng kính trung bình c a cu n s c p :
Dtb1 =

Dt1  Dn1 11 14, 27
=
= 12,64 (cm)
2
2

26/ Chiều dài dây qu n s c p :
l1 = W1 .  . Dtb1 = 253×  × 12,64 = 10046,56 (cm) 100,46 (m)
27/ Chọn bề dày cách đi n gi a cu n s c p và th c p: cd12 = 1,0 (cm)
 K T C U DÂY QU N TH C P :
28/ Chọn s b chiều cao cu n th c p:
h1 = h2 = 18 (cm)
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 20


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

29/ Tính s b s vòng dây trên 1 l p:
h
18
W12 = 2 ×kc =
× 0,95 ả 18 (vòng)
b2
0,93
30/ Tính s b s l p dây qu n th c p:
n12 =

W2 136
=
= 7,5 (l p)
Wl2
18

31/ Chọn s l p dây qu n th c p:
Nh v y 136 vòng chia thành 8 l p :m i l p có 17 vòng.
32/ Chiều cao th c t c a cu n th c p:
h2 =

Wl2b 2
kc

=

18 0,93
=17,62 (cm)

0,95

33/ Đ ờng kính trong c a cu n th c p:
Dt2 = Dn1 + 2 . cd12 = 14,27 + 2× 1,0 = 16,27 (cm)
34/ Chọn bề dày cách đi n gi a các l p dây ở cu n th c p: cd21 = 0,01 (cm)
35/ Bề dày cu n th c p:
Bd2 = (a2 + cd21) . nl2 = (0,195 + 0,01) . 8 = 1,64 (cm)
36/ Đ ờng kính ngoài c a cu n th c p:
Dn2 = Dt2 + 2 . Bd2 = 16,27 + 2 .1,64 = 19,55 (cm)
37/ Đ ờng kính trung bình c a cu n th c p:
Dtb2 =

Dt 2  Dn 2 16, 27 19,55
=
= 17,91 (cm)
2
2

38/ Chiều dài dây qu n th c p:
l2 =  . W2 . Dtb2 =  . 135 . 17,91 = 7652,169 (cm) = 76,52 (m)
39/ Đ ờng kính trung bình các cu n dây:
D12 =

Dt1

Dn 2
2

=

11 19,55
= 15,27 (cm)
2

D12
15, 27
=
= 7,6(cm)
2
2
40/ Chọn kho ng cách gi a 2 cu n th c p: cd22 = 2 (cm)

Suy ra : r12 =

hg
Cdn

W1

W2

cd12

W1

W2

cdt
Bd2

Bd1

Hình 2-2 :Bốtrícuộndâybiếnáp

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 21


Đ án môn học: Đi n tử công su t
 TÍNH KÍCH TH

C M CH T



GVHD: LÊ TI N DŨNG

:

a01
hg

6
5

4

3
2
1

Bd1

Hình 2-3 :S ơ đồchỉnhl umộtn

a12
Bd2

ửachukì

41/ Đ ờng kính tr d = 9 (cm), tra theo b ng 4 ậ Tài li u 2, chọn s b c là 6 b c.
42/ Toàn b ti t di n b c thang c a tr :
Qbt = 2 . (1,6×8,5 + 1,1×7,5 + 0,7×6,5 + 0,6×5,5 + 0,4×4,5 + 0,7×2) = 65,8 (cm2)
43/ Ti t di n hi u qu c a tr :
QT = khq . Qbt = 0,95×65,8 = 62,51 (cm2)
44/ Tổng chiều dày các b c thang c a tr :
dt = 2 . (1,6 + 1,1 + 0,7 + 0,6 + 0,4 + 0,7) = 10,2 (cm)
45/ S lá thép dùng trong các b c:
16
B c 1: n1 =
. 2 = 64 (lá)
0,5
11
B c 2: n2 =
. 2 = 44 (lá)
0,5
7

. 2 = 28 (lá)
B c 3: n3 =
0,5
6
B c 4: n4 =
. 2 = 24 (lá)
0,5
4
. 2 = 16 (lá)
B c 5: n5 =
0,5
7
B c 6: n6 =
. 2 = 28 (lá)
0,5
Ta chọn gông có ti t di n hình ch nh t có các kích th c sau:
-Chiều dày c a gông bằng chiều dày c a tr : b = dt = 10,2 (cm)
-Chiều cao c a gông bằng chiều r ng t p lá thép th nh t c a tr : a = 8,5 (cm)
Ti t di n gông: Qbg = a .b = 8,5 . 10,2 = 86,7 (cm2)
46/ Ti t di n hi u qu c a gông:
Qg = khq . Qbg = 0,95 . 86,7 = 82,365 (cm2)
47/ S lá thép dùng trong m t gông:
b
10,2
=
= 204 (lá)
hg =
0,5
0,5
48/ Tính chính xác m t đ t c m trong tr :

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 22


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

U1
380
=
= 1,082 (T)
4,44 . f .W1 .Q T
4, 44 50 253 62,51.10 4
49/ M t đ t c m trong gông:
62, 51
Q
Bg = BT . T = 1,082 .
= 0,82 (T)
82, 365
Qg
50/ Chiều r ng cửa sổ:
c = 2 . (cd01 + Bd1 + cd12 + Bd2) + cd22 = 2 . (1 + 1,638 + 1 + 1,64) +2 = 12,56 (cm)
51/ Kho ng cách gi a 2 tâm tr c:
c’ = c + d = 12,56+ 9 = 21,56 (cm)

52/ Chiều r ng m ch t :
L = 2×c + 3×d = 2×12,56 + 3× 9 = 52,12 (cm)
53/ Chiều cao m ch t :
H = h + 2×a = 21 + 2×8,5 = 38 (cm)

BT =

a

H

h

a/2

c

b

L/2

L

Hình 2-4 :S ơ đồkếtcấulõithépbiếnáp
 TÍNH KH I L NG C A S T VÀ Đ NG :
54/ Thể tích c a tr :
VT = 3 . QT . h = 3 × 62,51× 21 = 3938,13 (cm3)
55/ Thể tích c a gông:
Vg = 2 .Qg . L = 2×82,365×52,12 = 8585,73 (cm3)
56/ Kh i l ng tr :

MT = VT . mFe = 3,938×7,85 = 31 (kg)
57/ Kh i l ng gông:
Mg = Vg . mFe = 8,586×7,85 = 67,4 (kg)
58/ Kh i l ng s t:
MFe = MT + Mg = 31 + 67,4 = 98,4 (kg)
59/ Thể tích c a đ ng:
VCu = 3.(S1.l1 + S2.l2 ) = 3.(9,51.10-4×100,46.10 + 17,7.10-4×76,52.10) = 6,93 (dm3)
60/ Kh i l ng đ ng:
MCu = VCu . mCu = 6,9×8,9 = 61,67 (kg)

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 23


Đ án môn học: Đi n tử công su t



GVHD: LÊ TI N DŨNG

11
9

8,5

18 21 38

2

1

12,56
26,06
52,12
Hình 2-5 :S ơ đồkếtcấumáybiếnáp
 TÍNH CÁC THÔNG S C A MÁY BI N ÁP
61/ Đi n trở trong c a cu n s c p máy bi n áp ở 750C:

100, 46
l1
R1 = 
= 0,02133 .
= 0,225 (  )
9,51
S1
Trong đó : 75 =0,02133()
62/ Đi n trở trong c a cu n th c p máy bi n áp ở 750C:
R2 =



l2
S2

= 0,02133 .

76,52

17, 7

= 0,092 (  )

63/ Đi n trở máy bi n áp quy đổi về th c p:
W
136
RBA = R2 + R1 ( 2 )2 = 0,092 + 0,225.
W1
253
64/ S t áp trên đi n trở máy bi n áp:
ẤUr = RBA . Id = 0,16 × 59,5 = 9,52 (V)
65/ Đi n kháng máy bi n áp quy đổi về th c p:
XBA = 8 . π2 . (W2)2 . (

2

= 0,16 (  )

Bd 1  Bd 2
r
) . (a12 +
) .  . 10-7
hqd
3

1,638 1,64 .10
8,315
. 0,001 +
= 8 . π . 136 .

18
3
= 0,253 (  )
66/ Đi n c m máy bi n áp quy đổi về th c p:
2

2

[

Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

2

]. 314 . 10

-7

Trang 24


Đ án môn học: Đi n tử công su t

X BA



GVHD: LÊ TI N DŨNG

0, 253
= 0,0008 (H) = 0,8 (mH)

314
67/ S t áp trên đi n kháng máy bi n áp:
3
3
ẤUx =
. XBA . Id =
. 0,253 . 59,5 = 14,37 (V)

LBA =

=





3

3

. XBA =
. 0,253 = 0,24 (  )


68/ S t áp trên máy bi n áp:
Rdt =

U r2  U x2 =

ẤUBA =

9,522 14,37 2 = 17,24 (V)

69/ Đi n áp trên đ ng c khi có góc mở : αmin = 100
U = Udo . cosαmin - 2 . ẤUv ậ ẤUBA = 238,22 . cos100 ậ 2×1,8 ậ 17,24 = 213,76 (V)
70/ Tổng trở ng n m ch quy đổi về th c p:
ZBA = RBA  X BA = 0,16 0, 253 = 0,3(  )
71/ Tổn hao ng n m ch trong máy bi n áp:
ẤPn = 3 . RBA . I 22 = 3 . 0,16 . 48,582 =1132,8 (W)
2

2

2

2

Pn
1132,8
. 100% =
. 100% = 5,94%
S
19064,15

ẤPn% =

72/ Tổn hao không t i có kể đ n 15% tổn hao ph :
Po = 1,3 . nf . (MT . BT2 + Mg .Bg2)
= 1,3 . 1,15 . (31 . 1,0822 + 67,4 . 0,822) = 122,01(W)
ẤPo % =

Po
S

. 100% =

122, 01
.100% = 0,64 %
19064,15

73/ Đi n áp ng n m ch tác d ng:
Unr =

RBA .I 2
0,16 48,58
. 100% =
. 100% = 3,82 %
U2
203, 6

74/ Đi n áp ng n m ch ph n kháng:
Unx =

X BA .I 2
0, 253 48,58
. 100% =

. 100% = 6,04%
U2
203, 6

75/ Đi n áp ng n m ch phần trăm:
Un = U nr  U nx = 3,82
76/ Dòng đi n ng n m ch xác l p:
2

I2nm =

U2
Z BA

2

=

203, 6
0,3

2

6, 042 = 7,15(V)

= 678,6 (A)

77/ Dòng đi n ng n m ch t c thời c c đ i:
Imax =
=

2 . I2nm . (1 + e

U nr
U nx

2 . 678,6 . (1 + e

)
.0,0382
0,0604

) = 1091,27 (A)

Imax = 1091,27 (A) < Ipik = 1400 (A)
Trong đó : Ipik : Đỉnh xung max c a Thyristor.
Sinh viên th c hi n : NGUY N VĔN TÂM

L p : 06D5

Trang 25