Đồ án môn học Truyền động điện 4

Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện
Phần thứ hai:
Tính chọn thiết bị
Trong việc chọn thiết bị ở các hệ thống truyền động điện có ý nghĩa rất quan
trọng. Mục đích của nó là giảm vốn đầu t, nhng vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Trong việc tính chọn thiết bị điện vấn đề chọn công suất động quyết định tứi các thiết
bị cần chọn sau này.
Chọn công suất nhỏ hơn công suất yêu cầu thì động cơ sẽ làm việc quá tải, Do
đó vật liệu cách điện sẽ nhanh chóng lão hoá, động cơ chóng hỏng. Khi chọn đọng
cơ có công suất lớn hơn yêu cầu thì sẽ làm tăng vốn đầu t, động cơ sẽ làm việc ở trạng
thái non tải,do vậy không tận dụng hết khả năng công suất của động cơ, khả năng
phát nhiệt và hiệu suất thấp đồng thời chọn các thiết bị kèm theo cũng tốn kém. Do
vậy việc chọn thiết bị cần đảm bảo sao cho hợp lý và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
đặt ra.
1.Chọn động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Từ điều kiện yêu cầu :
P=3,2 KW, n=750 v/ph

ta chọn đợc động cơ điện một chiều kích từ độc lập có
các thông số sau:
loại P
(KW)
I
H

(A)
U
H
(V)
L
Ư

(H)
r
Ư
(

)
n
H
(Vg/Ph)
GD
2
(N.m
2
)

-52 3,2 19 220 0,088 1,85 750 4
2.Chọn máy biến áp chỉnh lu.
Để chọn đợc máy biến áp ta phải tính toán các thông số của nó.
a. Điện áp thứ cấp máy biến áp:
Theo công thức kinh nghiệm :
U
2ba
=K
n
.K
a
.K
v
.U

đm
Trong đó:
K
n
: Hệ số dự trữ điện áp xét tới khả năng sụt điện áp trên lới thờng lấy
K
n
=1,1
ữ
1,5.
K
a
: Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lu K
a
=1,11.
K
v
: Hệ số dự trữ xét tới sụt áp trong máy biến áp và sụt áp trong chuyển đổi, th-
ờng lấy K
v
=1,05.
Thay số vào ta đợc:
U
2ba
=1,2.1,11.1,05.220=336 (v).
Vậy điện áp thứ cấp của máy biến áp là 336(v).
37
b. Dòng điện thứ cấp máy biến áp:
Ta có:
I

2ba
=K
I
.I
H
=1,11.19=21,09(A)

21(A).
Trong đó: K
I
:Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ K
I
=1,11.
I
H
:Dòng điện định mứccủa động cơ I
H
=19(A).
c. Dòng điện sơ cấp máy biến áp:
I
1ba
=K
ba
.I
2ba
=
336
380
.19=16,7999(A)
d. Công suất:

S=
S S1 2
2
+
Với: S
1
=U
1ba
.I
1ba
= 336.21,09 = 7086,24 (VA)
S
2
= U
2ba
.I
2ba
= 380.16,799 = 6383,9996 (VA)


S =
7086 24 6383 9996
2
, ,
+
= 6735,1995(VA)
Từ các thông số trên ta chọn máy biến áp có số liệu sau:
S
(KVA)
U

1đm
(V)
U
2đm
(V)
I
1đm
(A)
I
2đm
(A)
U
KA
%
U
KP
%
7 380 336 21 16,799 1 5
3. Chọn van mạch động lực.
Để chọn các van trong sơ đồ mạch động lực ta dựa vào các điều kiện về:
+ Dòng điện trung bình cực đại chảy qua van.
+ Điện áp ngợc cực đại đặt lên van khi van khoá.
Ta có:
Dòng điện trung bình chảy qua Triristor tring sơ đồ:
I
ttb
=
I
H
2

.
( )



ta suy ra dòng điện trung bình cực đại chảy qua van:
I
ttbmax
=
I
H
2
.K
m
=2.
I
H
2
=I
H
=19(A)
K
m
: Hệ số kể đến dòng điện mở máy K
m
=2.
Dòng điện trung bình chảy qua điốt trong sơ đồ chỉnh lu:
I
đtb
=

I
H
2
.
( )


+
38
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện
ta suy ra dòng điện trung bình chảy qua điốt là:
I
đtbmax
=I
h
.K
m
=2.19=38(A)
điện áp ngợc cực đại đặt lên các van trong sơ đồ đều đợc tính theo công thức:
U
Đngmax
=U
Tngmax
=
2.
.U
2ba
=
2
.336=475,18(v)

Từ các số liệu tính toán trên ta phải chọn Tiristor thoả mãn các điều kiện sau:

[ ]
I
ttb

I
ttbmax
.K
1
=19.2=38(A)
trong đó: K
1
là hệ số dự trữ dòng cho Tiristor

[ ]
U
Tng max

U
T ngmax
.K
2
=475,18.2=950(V)
với K
2
=2 là hệ số dự trữ điện áp ngợc cho Tiristor, qua đó ta chọn đợc các
Tiristor có các thông số sau:(tra sách điện tử công suất)
Ký

hiệu
I
(A
)
U
ng
(V)

U
(V)
t
m
(
à
s
)
t
kk
(
à
s)
I
đk
(A)
U
đk
(V)
I
rò
(mA)

di
dt
A
s
à






du
dt
V
s
à






T-50 50 1000 0,85 20 200 0,3 7 10 10 20
Ta phải chọn các điốt có:
[ ]
U
Dng max

U
ngMax

.K
3
= 475,18.2 = 950 (V)
Trong đó k
3
= 2 :Hệ số dự trữ điện áp ngợc cho Tiristor
[I
ĐTB
]

I
TBMax .
K
4
= 38.2 = 76 (A).
Trong đó K
4
là hệ số dự trữ dòng điện cho Điốt, từ đó ta chọn loại Điốt có thông
số nh sau :
Mã hiệu U
ngmax
(V) I

(A)

U(V)
I
dò
(mA)
B-200 1000 200 0,7 5

4. Tính mạch R-C
Mỗi khi các van bị khoá bằng điện áp ngợc các điện tích tụ trong các lớp bán
dẫn sẽ đổi ngợc hành trình, gây ra dòng điện ngợc trong khoảng thời gian rất ngắn, sự
biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngợc sẽ gây ra SĐĐ cảm ứng, có thể làm hỏng
van. Vậy để bảo vệ các van tránh khỏ hiện tợng qua áp ta dùng mạch R-C mắc song
song với các van .
Để xác định giá trị R-C ta sử dụng các giản đồ H VII - 12- 13 (sách điện tử công
suất ứng dụng Tiristor). Chọn

= 0,6.
+ Xác định hằng số thời gian RC của mạch bảo vệ sử dụng H VII- 13, nối hai
điểm AB bằng một đờng thẳng :
Điểm A :
du
dt
u
= =
20
2 336
0 042
.
,

39
Điểm B :

= 0,6.
Từ đó ta tìm đợc điểm C, suy ra hằng số thời gian RC = 5
à
s

+ Xác định R, sử dụng bản H VII- 12, xuất phát từ giá trị

= 0,6 ta chọn đợc
T
max
=R/U = 0,6.
Giả thiết I
Max
=2.I
đm
=2.19 = 38 (A)
suy ra R =
0 6
0 6
2 336
38
7 105
, .
, .
.
, ( )
U
I
Max
= =
R = 8 (

).
Xác định C :
C =

5
8
0 625
=
, ( )
à
s

5. Mạch RC bảo vệ quá áp
Ta thấy khi dòng cắt không tải của MBA gây ra một SĐĐ lớn (do sự biến thiên
của dòng điện từ hoá)trong mạch có thể làm hỏng các van.
Để bảo vệ các van trong trờng hợp này ta dùng mạch RC mắc ở đầu ra của
MBA, mục đích tạo thành mạch dao động làm giảm tốc độ biến thiên du/dt
R và C đợc chọn theo công thức kinh nghiệm sau:
C
1
=
55
1
02
2
2
.
( ) .
I
K U
F

à
.

I
02
dòng điện không tải quy đổi về phía thứ cấp MBA,
U
2
= 336 (v)
k = 1,3 hệ số tăng cho phép.
từ đó xác định đợc : C
1
=
55 0 7
1 3 1 336
1 3
. ,
( , ).
,

= à
F
R
1
= 0,52.
U
I
2
02
2
0 52
336
0 72

356 57
= =
, .
,
, ( )

.
6.Tính chọn cuộn kháng lọc mạch một chiều
Để điện áp đa vào đợc bằng phẳng, để cho dòng điện qua động cơ đợc đảm bảo
liên tục trongphạm vi làm việc của nó đấu ra của bộ biến đổi phải mắc nối tiếp với
cuộn kháng sau bằng, cuộn kháng sau bằng phải đáp ứng đợc các yêu cầu sau đây
Đảm bảo cho bộ chỉnh lu khi làm việc ở chế độ dòng liên tục trong phạm vi
biến đổi của phụ tải (từ không tải tới dòng định mức của động cơ).
Hạn chế thành phần xoay chiều của dòng điện sao cho sóng hài bậc cao qua nó
nhỏ hơn (3ữ5)%I
dm
của động cơ.
Các bớc tính toán:
40
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện
L
CK
=
47
2
.
. %.
U
I
H

.
Với % là tỷ số % của I
a
/I
H
I
a
giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều i
a
của dòng điện I
H
thông thờng ta chọn I
a
= 0,005.I
d
=0,005.19 = 0,095.
từ đó ta tính đợc : L
CK
=
47 366
2 3 14 5019
5 2342
.
. , . .
, ( )
=
mH
.
7. Tham số phần ứng động cơ

a/Điện trở mạch phần ứng động cơ
R

= (r

+ r
cf
+ R
BA
+ R
TX
).
Trong đó :
= 1,2 là hệ số quy đổi điện trở về nhiệt độ 75
0
C.
r = 1,29 là điện trở mạch phần ứng.
r
cf
= 0,55 điện trở cực từ phụ.
r
tx
điện trở tiếp xúc chổi than và điện trở than, ta có

U
tx
= 2 (V).
R
TX
=

U
I
TX
H
= =
2
19
0 105, ( ).
R
BA
điện trở MBA đợc quy đổi về phía thứ cấp, đợc tính:
R
BA
=
U U
K I
Ka dm
ba dm
%.
( ) .
, .
. , .
, ( ).
1
2
1
2
0 1380

336
380
16 7999 100
0 2915
=






=
Vậy : R

=1,2(1,29 + 0,55 + -,2915 + 0,105) = 2,6838 (

).
b/Hằng số cấu tạo động cơ
K
E
= C
E

đm
=
U r r r I
n
H u cf tx H
H
+ +

.( ).
.
K
E
=
220 1 2 1 29 0 55 0 105 19
750
0 29
+ +
=
, .( , , , ).
,
.
K
Đ
=
1 1
0 29
3 448
K
E
= =
,
, .
8.chọn điện trở hãm động năng
Khi hãm động năng động cơ kích từ độc lập ta cắt phần ứng động cơ ra khỏi lới
điện và đóng vào một điện trở R
H
. Tuỳ vào giá trị của R
H

mà thời gian hãm nhanh hay
chậm. Ta chọn điện trở hãm sao cho dòng điện hãm ban đầu nằm trong giới hạn cho
41