đồ án điện tử công suất chinh luu 3 pha (tong)

Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Mục lục
CHƯƠNG Ι: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP
I. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU………………
II. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU………….

03
03
1.Phần tĩnh hay stato……………………………………………
03
2.Phần quay rotor ………………………………………………….. 04
3.Các trị số định mức……………………………………………….
04
III. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU……….
05
1.Phương trình đặc tính cơ..............................................................
05
2.Xét các ảnh hưởng các tham số đến đặc tính cơ............................
07

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH
TỪ ĐỘC LẬP ……………………………………………………………………

1.Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần
ứng động cơ ………………………………………………
2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thong………………….
3.Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên
mạch phần ứng……………………………...…………………

CHƯƠNG ΙΙ: TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU
I. CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA THYRISTOR………………………………..

Nguyên lý hoạt động……………………………………………
II. MẠCH CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA DIODE…………………………………

23 Xét trường hợp tải R+L với giả thiết dòng tải bằng phẳng và
24 liên tục ……………………………………………………………....

09
09
10
10
12
12
15

15

III. MẠCH CHỈNH LƯU HÌNH CẦU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN………………………….

Xét với tải R+L+E…………………………………………………
IV. KẾT LUẬN……………………………………………………………………….

17
17
20

CHƯƠNG ΙΙΙ:TÍNH TOÁN MẠCH ĐỘNG LỰC
Ι. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC………………………………………

22
Tính chọn van động lực…………………………………………….. 22
ΙΙ. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP………………………………………………
23
1.Thông số cơ bản…………………………………………………
24
2. Kết cấu dây dẫn sơ cấp……………………………………….
25
3. Kết cấu dây quấn thứ cấp………………………………………
26
4. Kích thước mạch từ……………………………………………… 27
5. Khối lượng của sắt và đồng …………………………………
29
6. Các thông số của máy biến áp ………………………………...
29
ΙΙΙ. THIẾT KẾ CUỘN KHÁNG LỌC ……………………………………………..
33
1.Xác định góc mở cực tiểu và cực đại…………………………...
32
2. Xác định các thành phần sóng hài ......................................
32
3.Xác định điện cảm cuộn kháng lọc…………………………….
34
4.Thiết kế kết cấu cuộn kháng lọc…………………………….
35

CHƯƠNG ΙV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ HỆ THỐNG BẢO VỆ
Ι. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ……………………………………….. 40

1. Sơ lược về cấu tạo và điều khiển……………………………….
2.Nguyên lý điều khiển………………………………………...
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

1

40
40


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

3.Thiết kế mạch nguyên lý………………………………………….
4.Bộ tạo xung chùm……………………………………………..
5.Tầng khuyếch đại xung………………………………………….
6.Nguồn nuôi mạch điều khiển……………………………………

40
42
43
43
ΙΙ. TÍNH TOÁN CHỌN LINH KIỆN………………………………………………….
44
1.Đối tượng và yêu cầu điều khiển………………………………. 44
2.Tổng quan về các linh kiện trong mạch điều khiển……………. 44
ΙΙΙ. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ…………………………………………………………….. 45

1.Máy biến áp xung………………………………………………….. 45
2.Tính tầng khuyếch đại cuối cùng……………………………..
46
3.Chọn tụ C và điện trở R………………………………………… 46
4.Tính chọn bộ tạo hàm cos…………………………………… 46
5.Tính chọn khâu so sánh………………………………………... 46
6.Tính chọn khâu đồng pha……………………………………….. 47
7.Tính toán máy biến áp đồng pha……………………………….
47
8.Tính toán nguồn nuôi………………………………………...
47
IV. MẠCH BẢO VỆ…………………………………………………………… .
48
1.Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn…………………….
48
2.Bảo vệ quá dòng điện cho van………………………………….
48
3.Bảo vệ quá điện áp cho van……………………………………
49
CHƯƠNG V : KẾT LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

2

50

Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

CHƯƠNG Ι: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC
LẬP
-------I. GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU :

Động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong công
nghiệp,giao thông vận tải và nói chung trong các thiết bị cần điều chỉnh
tốc độ quay liên tục trong một phạm vi rộng. Máy điện một chiều có thể
làm việc cả hai chế độ máy phát và động cơ. Khi máy làm việc ở chế độ
máy phát công suất đầu vào là công suất cơ còn công suất đầu ra là công
suất điện. Động cơ quay roto máy phát điện một chiều có thể là turbine
gas, động cơ điesel hoặc là động cơ điện. Khi máy điện một chiều làm
việc ở chế độ động cơ, công suất đầu vào là công suất điện còn công suất
đầu ra là công suất cơ.
Cả hai chế độ làm việc, dây quấn đông cơ điện một chiều đều quay
trong từ trường và có dòng điện chạy qua.
SĐĐ phần ứng động cơ điện một chiều tính theo công thức:
Φ

Eư = kE n = kM
Mômen điện từ tính theo công thức

Φω

Φ

M = kM Iư

Phương trình cân bằng điện áp của động cơ :
U = Eư + Rư * Iư
II. CẤU TẠO CỦA MÁY ĐIỆN MỘT CHIỀU :

1.Phần tĩnh hay stato :
 Đây là một phần đứng yên của máy .
Phần tĩnh gồm các bộ phận tĩnh sau:
a) Cực từ chính :
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 cục từ làm bằng những lá
thép kỹ thuật điện hay thép cácbon dày 0.5 đến 1mm ép lại và tán chặt .
Trong máy điện nhỏ có thể làm bằng thép khối . Cực từ được gắn chặt vào
vỏ máy nhờ các bulông .Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng cách
điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm
sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ . Các cuộn dây kích từ đặt trên
các cực từ này được nối nối tiếp với nhau.
b) Cực từ phụ :
Cực từ phụ được đặt giữa 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

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

3


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ
chính .Cực từ phụ được gắn vào vỏ nhờ những bulông.
c) Gông từ :
Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ , đồng thời làm vỏ
máy . trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn
lại , Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc . Có khi trong máy điện
nhỏ dùng gang làm vỏ máy .
d) Các bộ phận khác :
Các bộ phận khác gồm có :
-Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng
dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện . Trong máy điện
nhỏ và vừa , nắp máy còn có tác dụng làm giá đở 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 gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một
lò xo tì chặt 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 chổ.
Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định chặt lại.
2.Phần quay rotor :
Phần quay gồm có những bộ phận sau :
a) Lõi sắt phần ứng :
Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ .Thường dùng những tấm thép kỷ
thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0.5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt
rồi ép chặt lại để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên .Trên lá thép có
dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào.
b) Dây quấn phần ứng :
Dây quấn phần ứng là phần sinh ra sức 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 (công suất dưới vài kW) thường dùng dây có tiết diện
tròn. Trong máy điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật.
Dây quấn được cách điện cẩn thận với rảnh của lõi thép.
c) Cổ góp :
Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều ) dùng để đổi chiều dòng
điện xoay chiều thành dòng điện một chiều .
d) Các bộ phận khác :
-Cánh quạt : Dùng để quạt gió 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 .
3.Các trị số định mức:
Chế độ làm việc định mức của máy điện một chiều là chế độ làm việc
trong những điều kiện mà xưởng chế tạo đã quy định.Chế độ đó đươc đặc
trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy và gọi là những đại lượng
định mức . Trên nhãn máy thường ghi những đại lượng sau :
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

4


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Công suất định mức: Pđm (KW hay W);
Điện áp định mức: Uđm (V);
Dòng điện định mức: Iđm (A);
Tốc độ định mức: nđm (vg/ph).

Ngoài ra còn ghi kiểu máy , phương pháp kích từ , dòng điện kích từ và
các số liệu về điều kiện sử dụng .
III. PHƯƠNG TRÌNH ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU :

Quan hệ giửa tốc độ và mômen động cơ gọi là đặc tính cơ của động cơ :
ω = f(M) hoặc n = f(M).
Quan hệ giửa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của
máy sản xuất:
ωc= f(Mc) hoặc nc= f(Mc).
Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử
dụng đặc tính cơ điện. đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giửa tốc độ và
dòng điện trong mạch động cơ:
ω = f(I) hoặc n = f(I).
Trong phạm vi của đề tài này chỉ xét đến đặc tính cơ của động cơ điện một
chiều kích từ độc lập.
1. Phương trình đặc tính cơ:
Ở án này ta xét về động cơ điện một chiều kích từ độc lập là một dạng
đặc biệt của động cơ điện một chiều, khi mạch phần ứng không liên hệ
trực tiếp về điện với mạch kích từ. Nếu máy có công suất nhỏ, thì cực từ
chính thường làm bằng năm châm vĩnh cửu, còn máy có công suất lớn cần
có nguồn kích từ riêng để điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng.
Theo sơ đồ hình (1-5) ta có thể viết phương trình cân bằng điện áp của
mạch phần ứng như sau:
Uư = Eư + (Rư +Rf)Iư
( 1-1)
Trong đó:Uư - điện áp phần ứng, (V)
Eư - sức điện động phần ứng,(V)
Rư - điện trở của mạch phần ứng, (Ω)
Rf - điện trở phụ trong của mạch phần ứng, (Ω)
Với: Rư = rư + rcf + rb + rct

Trong đó:
rư - điện trở cuộn dây phần ứng.
rcf - điện trở cuộn cực từ phụ.
rb- điện trở cuộn bù.
rct- điện trở tiếp xúc chổi than.

Uư
Rf
E
CKT

RKT

IKT
UKT

Hình 1-5
Sức điện động Eư của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức:
pN
φ ω = kφ ω
2πa
Eư =
Trong đó: p - số đôi cực từ chính.
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

5

Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

N - số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng.
A - số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng.
φ - từ thông kích từ dưới một cực từ.
ω - tốc độ góc,rad/s.
pN
2πa
k=
- hệ số cấu tạo của động cơ.
Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng/phút) thì:
Eư = Ke.φn
(1-3)
Với:ω =
Vì vậy:
Ke =

2π n
n
=
60
9, 55

E ư=
pN
60a

pN

φn
60a

là hệ số sức điện động của động cơ .

K
9,55

Ke =
≈ 0.105K
Từ (1-1) và (1-2) ta có:
R + Rf
U­
− ­
I­
KΦ
KΦ
=
(1-4)
Biểu thức (1-4) là phương trình đặc tính cơ điện của đông cơ.
Mặt khác, mômen điện từ Mđt của động cơ được xác định bởi:
Mđt= Kφ Iư

(1-5)

M dt
KΦ

Suy ra: Iư =
.

Thay giá trị Iư vào (1-4) ta được:
R­ + R f
U­
−
M dt
KΦ ( K Φ ) 2
Eư =
(1- 6)
Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen cơ trên trục
động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là M. Nghĩa là M đt= Me= M. Khi
đó ta được:
R­ + R f
U­
−
M
K Φ ( KΦ ) 2
Eư =
(1-7)
Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ
độc lập.
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

6


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Giả thiết phản ứng phần ứng được bù đủ, từ thông φ = const, thì cá
phương trình đặc tính cơ điện (1- 4) và phương tình đặc tính cơ (1-7) là
tuyến tính. Đồ thị của chúng được biểu điển trên hình (1-2) là những
đường thẳng.
Theo các đồ thị trên, khi Iư= 0 hoặc M = 0 ta có:
U­
= ωo
KΦ

Eư =
(1-8)
ω0: gọi là tốc độ không tải lý tưởng của động cơ.
Còn khi ω = 0 ta có: Iư =
Và M = KφInm = Mnm Inm,

U
= I nm
R­ + R f

(1-9)
0

0
đm

đm
I
Iđm

I
Mđm Mnm

Inm

Đặc
a. Đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiều b.
kích
từ tính
độc cơ
lập của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Hình 1-6
Inm,Mnm được gọi là dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch.
Mặt khác từ phương trình đặc tính (1-4) và (1-7) cũng có thể được viết dưới
dạng:
Eư =
Eư =
Eư =
∆ω =

U­
RI
−
= ω o − ∆ω
K Φ KΦ

(1-10)

U­

RM
−
= ω o − ∆ω
K Φ ( KΦ ) 2

U­
KΦ
R
R
I­ =
M
KΦ
( KΦ ) 2

: gọi là độ sụt tốc độ ứng với giá trị của M.
2.Xét các ảnh hưởng các tham số đến đặc tính cơ:
Từ phương trình đặc tính cơ (2-7) ta thấy có ba tham số ảnh hưởng
đến đặc tính cơ: Từ thông động cơ φ, điện áp phần ứng Uư, và điện trở
phần ứng động cơ.Ta lần lượt xét ảnh hưởng của từng tham số đó:
a) Ảnh hưởng của điện trở phần ứng:
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

7


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Giả thiết rằng Uư=Uđm= Const và φ = φđm=const.
Muốn thay đôi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R f
vào mạch phần ứng.
Trong trường hợp này tốc độ không tải lý tưởng:
0
U dm
TN(Rn)
= const
KΦ *dm

Rf1
Rf2

Eo =
Độ cứng đặc tính cơ:
β=

∆M
( KΦ ) 2
=−
= var
∆ω
R­ + R f

Khi Rf càng lớn β càng nhở nghĩa là
đặc tính cơ càng dốc.
Ưng với Rf=0 ta có đặc tính cơ tự nhiên:
β TN

McRf3 M
Rf4
Hình 1-7

( KΦ dm ) 2
=−
R­

(1-11)
βTN có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng hơn tất cả
cá đường đặc tính có điện trở phụ. Như vậy khi thay đổi điện trở R f ta
được một họ đặc tính biến trở như hình (2-5) ứng với mổi phụ tải M c nào
đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ cơ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn
mạch và mômen ngắn mạch củng giảm. Cho nên người ta thường sử
dụng phương pháp này để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ động
cơ phía dưới tốc độ cơ bản.
b).Ảnh hưởng của điện áp phần ứng:
Giả thiết từ thông φ = φđm= const, điện trở phần ứng Rư = const. Khi
thay đổi điện áp theo hướng giảm so với Uđm, ta có:
0
Tốc độ không tải:
01
Uđm
Ux
ω ox =
= var
02
KΦ dm
U1
03

U2
04
U3
Độ cứng đặc tính cơ:
M(I)
2
( KΦ )
U4
Mc
β =−
= const
R­
Hình 1-8
Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một
họ đặc tính cơ song song như trên (Hình 2-4).
Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì mômen ngắn mạch,
dòng điện ngắn mạch của động cơ giảm và tốc độ động cơ củng giảm ứng
với một phụ tải nhất định. Do đó phương pháp này củng được sử dụng để
điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng điện khi khởi động.
c).Ảnh hưởng của từ thông :

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

8


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Giả thiết điện áp phần ứng Uư= Uđm= const. Điện trở phần ứng Rư = const.
Muốn thay đổi từ thông ta thay đổi dòng điện kích từ I kt động cơ. Trong trường
hợp này:
Tốc độ không tải : Eox =

U dm
= var
KΦ x

( KΦ x ) 2
−
= var
R­

Độ cứng đặc tính cơ : β =
Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông.
Nên khi từ thông giảm thìω0x tăng, còn β giảm ta có một họ đặc tính cơ
với ω0x tăng dần và độ cứng của đặc tính giảm dần khi giảm từ thông. Ta
nhận thấy rằng khi thay đổi từ thông:
02
01
0

2
1
TN
đm

02

2

01

MC 1

Mc

0

đm
M

0

Inm
b. Đặctính
a. Đặc tính cơ điện của động
cơ điên cơ
mộtcủa động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm tư thông
chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông
Hình 1-9
U dm
= const
R­

Dòng điên ngắn mạch: Inm =
Mômen ngắn mạch:

Mnm=KφxInm=Var
Các đặc tính cơ điện và đặc tính của động cơ khi giảm từ thông được
biểu diễn ở hình (1-9)a. Với dạng mômen phụ tải M c thích hợp với chế độ
làm việc của động cơ khi giảm từ thông tốc độ động cơ tăng lên, như ở
hình (1-9)b.
IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
KÍCH TỪ ĐỘC LẬP :

1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ:
Đối với các máy điện một chiều, khi giữ từ thông không đổi và điều
chỉnh điện áp trên mạch phần ứng thì dòng điện, moment sẽ không thay
đổi. Để tránh những biến động lớn về gia tốc và lực động trong hệ điều
chỉnh nên phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp trên
mạch phần ứng thường được áp dụng cho động cơ một chiều kích từ độc
lập.
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

9


Đồ án: Điện tử công suất

UKT

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Để điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng động cơ, ta dùng các bộ
nguồn điều áp như: máy phát điện một chiều, các bộ biến đổi van hoặc

khuếch đại từ… Các bộ biến đổi trên dùng để biến dòng xoay chiều của
lưới điện thành dòng một chiều và điều chỉnh giá trị sức điện động của nó
cho phù hợp theo yêu cầu.
Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập:
n=

Ru + R f
U
−
M
KEΦ KE KM Φ2

Ta có tốc độ không tải lý tưởng: no = Uđm/KEΦđm.
Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện
áp đặt vào phần ứng động cơ sẽ giữ nguyên độ cứng của đường đặc tính
cơ nên được dùng nhiều trong máy cắt kim loại và cho những tốc độ nhỏ
hơn ncb.
*Ưu điểm: Đây là phương pháp điều chỉnh triệt để, vô cấp có nghĩa là
có thể điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả khi ở không tải lý
tưởng.
*Nhược điểm: Phải cần có bộ nguồn có điện áp thay đổi được nên vốn
đầu tư cơ bản và chi phí vận hành cao.

2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông:

Hình 1-10 : Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.

Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều
chỉnh moment điện từ của động cơ M = K MφIư và sức điện động quay
U

của động cơ.
Eư = KEφn. Thông thường, khi thay đổi từ thông thì điện áp phần
ứng được giữ nguyên giá trị định mức.

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

10

+


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Đối với các máy điện nhỏ và đôi khi cả các máy điện công suất
trung bình, người ta thường sử dụng các biến trở đặt trong mạch kích từ+
để thay đổi từ thông do tổn hao công suất nhỏ. Đối với các máy điện
công suất lớn thì dùng các bộ biến đổi đặc biệt như: máy phát, khuếch
đại máy điện, khuếch đại từ, bộ biến đổi van…
Thực chất của phương pháp này là giảm từ thông. Nếu tăng từ
thông thì dòng điện kích từ IKT sẽ tăng dần đến khi hư cuộn dây kích từ.
Do đó, để điều chỉnh tốc độ chỉ có thể giảm dòng kích từ tức là giảm nhỏ
từ thông so với định mức. Ta thấy lúc này tốc độ tăng lên khi từ thông
giảm: n = U/KEΦ.
Bởi vì ứng với mỗi động cơ ta có một tốc độ lớn nhất cho phép. Khi
UKTtốc độ tùy thuộc vào điều kiện cơ khí, điều kiện cổ góp động
điều chỉnh

cơ không thể đổi chiều dòng điện và chịu được hồ quang điện. Do đó,
động cơ không được làm việc quá tốc độ cho phép.
Nhận xét: Do quá trình điều chỉnh tốc độ được thực hiện trên mạch kích từ
nên tổn thất năng lượng ít, mang tính kinh tế, thiết bị đơn giản.
3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ trên mạch phần ứng:
Trong phương pháp này điện trở phụ được mắc nối tiếp với mạch
phần ứng của động cơ theo sơ đồ nguyên lý như sau:
E
Nguyên lý điều chỉnh tốc độ bằng cách
thay đổi điện trở phụ trên
mạch phần ứng được giải thích như sau: Giả sử động cơ đang làm việc
xác lập với tốc độ n1 ta đóng thêm Rf vào mạch phần ứng. Khi đó dòng
điện phần ứng Iư đột ngột giảm xuống, còn tốc độ động cơ do quán tính
nên chưa kịp biến đổi. Dòng I ư giảm làm cho moment động cơ giảm theo
U n2 với n2> n1.
và tốc độ giảm xuống, sau đó làm việc xác lập tại tốc độ
Phương pháp điều chỉnh tốc độ này chỉ có thể điều chỉnh tốc độ n < ncb.
Khi giá trị Rf càng lớn thì tốc độ động cơ càng giảm. Đồng thời dòng
điện ngắn mạch In và moment ngắn mạch Mn cũng giảm. Do đó, phương
pháp này được dùng để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ dưới tốc
độ cơ bản. Và tuyệt đối không được dùng cho các động cơ của máy cắt
kim loại.

Hình 1-11: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi
điện trở phụ trên mạch phần ứng.

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

11


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

*Ưu điểm: Thiết bị thay đổi rất đơn giản, thường dùng cho các động
cơ cho cần trục, thang máy, máy nâng, máy xúc, máy cán thép.
*Nhược điểm: Tốc độ điều chỉnh càng thấp khi giá trị điện trở phụ
đóng vào càng lớn, đặc tính cơ càng mềm, độ cứng giảm làm cho sự ổn
định tốc độ khi phụ tải thay đổi càng kém. Tổn hao phụ khi điều chỉnh
rất lớn, tốc độ càng thấp thì tổn hao phụ càng tăng.
=> Phương pháp điều chỉnh bằng cách thay đổi điện áp phần ứng mang
tất cả các ưu điểm của việc điều khiển động cơ, cộng với đó là tính ưu việt
của bộ chỉnh lưu như rất gọn nhẹ, không tổn hao nhiều công suất. Nên trong
đồ án này, ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ kích từ độc lặp
bằng cách thay đổi điện áp phần ứng.

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

12


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

CHƯƠNG ΙΙ: TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU
--------

Như đã tìm hiểu về động cơ một chiều ở chương Ι. Ta thấy, nguồn
cấp cho động cơ một chiều có thể dung bộ biến đổi một chiều. Vì bộ
biến đổi một chiều có thể thiết kế dễ dàng nhờ các mạch chỉnh lưu sử
dụng van điều khiển, các mạch chỉnh lưu dễ dàng và có độ tin cậy cao.
Do đó, ta tìm hiểu và thiết kế nguồn cấp một chiều, qua mạch chỉnh lưu
điện áp xoay chiều lấy từ lưới điện cho động cơ một chiều.
Dưới đây là một số mạch chỉnh lưu thường sử dụng:
- Chỉnh lưu hình tia 3 pha diode
- Chỉnh lưu hình tia 3 pha thyristor
- Chỉnh lưu cầu 3 pha diod
I. Chỉnh lưu hình tia 3 pha thyristor :

A
B
C

T1

a

T2

b

T3

c

R

E

L

Hình 1.1: Sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha

Hình 1.2 : Sơ đồ dạng sóng tia 3 pha

Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha:
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

13


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Gồm 1 máy biến áp 3 pha có thứ cấp nối Yo, 3 pha Thyristor nối với
tải như hình
Điều kiện khi cấp xung điều khiển chỉnh lưu:
+Thời điểm cấp xung điện áp pha tương ứng phải dương hơn so với
trung tính.
+Khi biến áp đấu hình sao (Y)trên mỗi pha A,B,C nối một van.3 catod
đấu chung cho điện áp dương của tải ,còn trung tính biến áp, sẽ là điện áp
âm. Ba pha này dịch góc 120o theo các đường cong điện áp pha ,có điện

áp của 1 pha dương hơn điện áp của 2 pha kia trong khoảng thời gian 1/3
chu kì .
+Nếu có các Thyristor khác đang dẫn thì điện áp pha tương ứng phải
dương hơn pha kia. Vì thế phải xét đến thời gian cấp xung đầu tiên.
Góc mở tự nhiên:
α

+Góc mở được xác định từ lúc điện áp đặt lên van tương ứng
chuyển từ âm đến 0 (từ đóng sang khoá) cho đến khi bắt đầu đặt xung
điều khiển vào.
+Điện áp gây nên quá trình chuyển mạch: điện áp dây.

0 ≤α <π −γ − µ

+
Trong đó :

γ: góc dẫn
µ: góc chuyển mạch
1.Nguyên lý hoạt động :
a). Xét khi góc mở α
Giả thiết tải : R, L,Eu , chuyển mạch tức thời.
Điện áppha thứ cấp của máy biến áp:

u1 = U m sinθ

u 2 = U m sin(θ −
u3 = U m sin(θ +

2π

)
3

2π
)
3

*Nhịp V1: khoảng thời gian từ
xung kích khởi: T1 mở, khi đó:

θ1 → θ 2

. Tại

θ1

điện áp đặt lên u1> 0, có

u v1 = 0

u v 2 = u 2 − u1 < 0
u = u − u < 0
3
1
 v3
T1 mở, T2, T3đóng, lúc này:
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u1 : ud = u1
+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện qua van 1:
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

14

id = Id = i1


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

+Dòng điện qua T2, T3 bằng 0: i2 = i3 = 0
Trong nhịp V1: uV2 từ âm chuyển lên 0, khi uV2 = 0 thì T2 mở, lúc này
uV1 = u1 – u2 = 0 và bắt đầu âm nên T1đóng, kết thúc nhịp V1, bắt đầu nhịp
V2.
*Nhịp V2: từ

θ 2 → θ3

u v 2 = 0

u v1 = u1 − u 2
u = u − u
3
2
 v3

Lúc này :
T2 mở, T1, T3đóng.
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u2: ud = u2

+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 2: id = Id = i2
+Dòng điện qua T1, T3 bằng 0: i1 = i3 = 0
Trong nhịp V2: uV3 từ âm chuyển lên 0, khi uV3 = 0 thì T3 mở, lúc này
uV2 = u2 – u3 = 0 và bắt đầu âm nên T2đóng, kết thúc nhịp V2, bắt đầu nhịp
V3.
*Nhịp V3: từ

θ3 → θ 4

uv 3 = 0

uv1 = u1 − u3
u = u − u
2
3
 v2

Lúc này :
T3 mở, T1, T2đóng.
+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u3: ud = u3
+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 3: id = Id = i3
+Dòng điện qua T1, T2 bằng 0: i1 = i2 = 0
Trong nhịp V3: uV1 từ âm chuyển lên 0, khi uV1 = 0 thì T1 mở, lúc này
uV3 = u3 – u1 = 0 và bắt đầu âm nên T3đóng, kết thúc nhịp V3, bắt đầu nhịp
V1.
Trong mạch ,dạng sóng của dòng điện phụ thuộc vào tải, tải thuần trở
dòng điện id cùng dạng sóng ud ,khi điện kháng tải tăng lên ,dòng điện càng
trở nên bằng phẳng hơn, khi Ld tiến tới vô cùng dòng điện id sẽ không đổi, id
= Id .
Trị trung bình của điện áp tải:

Ud =

2
3π

5π
+α
6

∫

2.U 2 .sin θ .dθ =

π
+α
6

3 6U 2
.cos α = 1,17U 2 cosα .
2π

Trong đó : α : Góc mở Thyristor.
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

15

Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Nhận xét : So với chỉnh lưu 1 pha:
+Chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện một chiều tốt hơn.
+Biên độ điện áp đập mạch tốt hơn.
+Thành phần sóng hài bậc cao bé hơn .
+Việc điều khiển các van bán dẫn cũng tương đối đơn giản hơn.
Dòng điện mỗi cuộn thứ cấp là dòng điện 1 chiều ,do biến áp 3 pha 3
trụ mà từ thông lõi thép biến áp là từ thông xoay chiều không đối xứng
làm cho công suất biến áp phải lớn. Khi chế tạo biến áp động lực, các
cuộn dây thứ cấp phải đấu sao(Y) ,có dây trung tính phải lớn hơn dây pha
vì dây trung tính chịu dòng tải.
II. Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha diode
25 1. Xét trường hợp tải R+L với giả thiết dòng tải bằng phẳng và lien

tục.
26 a. Sơ đồ nguên lý

uA

iA

uB

i­B

uc

iC

ua
u
ub

D1

uc

D2
D3
L

R

i­d

ud

b. Nguyên lý làm việc và dạng sóng dòng điện, điện áp trong mạch
5888
5889
Giả sử mạch đang làm việc ở chế độ xác lập, lý tưởng và điện áp phía
thứ cấp là điện áp hình sin lần lượt là
+ Trong khoảng thì phân cực thuận nên dẫn điện còn và D 3 bị
phân cực ngược, nên không dẫn điện, khi đó có dòng điện qua tải i D1 =
id ; iD2 = iD3 = 0, uD1 = 0; uD2 = uba< 0; uD3 = uca< 0 ; ud = ua> 0.
+ Trong khoảng 5thì D2 phân cực thuận, nên dẫn điện. CònD1 và D3 bị
phân cực ngược, nên không dẫn điện. Khi đó có dòng điện chạy qua tải

iD2 = id ; iD1 = iD3 = 0, uD2 = 0; u D3 = ucb< 0; uD1 = uab< 0 ; ud = ub> 0.
+ Trong khoảng 9 thì D3 phân cực thuận, nên dẫn điện. Còn D1 và D2
bị phân cực ngược, nên không dẫn điện. Khi đó có dòng điện chảy qua tải
iD3 = itải ; iD1 = iD2 = 0, uD3 = 0; u D1 = uac< 0; uD2 = ubc< 0 ; utải = uc> 0.
23
Các chu kỳ sau nguyên lý hoạt động tương tự.
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

16


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

Khi D1 khóa, có điện áp ngược đặt trên D1:
uD1
Như vậy điện áp ngược lớn nhất đặt lên D1 khi kóa là:

uD1= U2= 2,45 .U2

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

17

Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

III. Mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha không điều khiển
1. Xét với tải R+L+E

a> Sơ đồ nguyên lý:
ua
ub
uc

id
ia

D1

D3D

5

­­­­­
L
­­­­E +
-

ib
ic
D4

ud

R
D

6

D2

b> Nguyên lý làm việc
Giả sử mạch đang làm việc ở chế độ xác lập, lý tưởng và điện áp
phía thứ cấp lần lượt là:
+ Trong khoảng thì , nếu cặp van dẫn điện, còn các van khác bị
phân cực ngược nên không dẫn điện. Khi đó ta có:
uD1= uD6 = 0; utải = uab> 0; uD3= uba< 0; uD5= uca< 0; uD4= uba< 0; uD2 = ubc<
0 iD1 = iD6 = itải ; iD2 = iD3 = iD4 = iD5 = 0.
+ Trong khoảng ω t = 3 π6 đến 5 π6 thì ua> ub> uc , nên cặp van D1 và
D2 dẫnđiện, còn các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện.
Khi đó ta có:
uD1= uD2 = 0; utải = uac> 0 ; uD3= uba< 0; uD3= uca< 0; uD4= uca< 0; uD5= ucb<
0 iD1 = iD2 = itải ; iD6 = iD3 = iD4 = iD5 = 0.
+ Trong khoảng ω t = 5 π6 đến 7 π6 thì ub> ua> uc, nên cặp van D3 và
D2 dẫnđiện, còn các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện.
Khi đó ta có:
uD2= uD3 = 0; utải = ubc> 0 ; uD1= uab< 0; uD5 = ucb< 0; uD4= uca< 0; uD5 =
ucb<0 iD2 = iD3 = itải ; iD1 = iD6 = iD4 = iD5 = 0

SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

18


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

+ Trong khoảng thì ub> uc> ua , nên cặp van D3 và D4 dẫn điện, còn
các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện. Khi đó tacó:
uD3= uD4 = 0; utải = uba> 0 ; uD1= uab< 0; uD5 = ucb< 0; uD2 = uab< 0; uD2 =
uac< 0 iD3 = iD4 = itải ; iD1 = iD2 = iD5 = iD6 = 0.

+ Trong khoảng ω t = 9 π6 đến 11 π6 thì uc> ub> ua, nên cặp van D4 và
D5 dẫn điện, còn các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện.
Khi đó ta có:
uD5 = uD4= 0; utải = uca> 0 ; uD1= uac< 0; uD3= ubc< 0; uD6 = uab< 0; uD2= uac<
0 iD5 = iD4 = itải ; iD1 = iD2 = iD3 = iD6 = 0.
+ Trong khoảng ω t = 11 π6 đến 13 π6 thì uc> ua> ub , nên cặp van D6
và D5dẫn điện, còn các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện.
Khi đó ta có:
uD6 = uD5 = 0; utải = ucb> 0 ; uD1= uac<0; uD3= ubc< 0; uD4 = uba< 0; uD2 = ubc<
0; iD6 = iD5 = itải ; iD1 = iD2 = iD3 = iD4 = 0.
+ Trong khoảng ω t = 13 π6 đến 15 π6 thì ua> uc> ub , nên cặp van D1
và D6dẫn điện, còn các van khác bị phân cực ngược nên không dẫn điện.
Khi đó ta có:
uD1= uD6 0; utải = uab> 0; uD3= uba< 0; uD5 uca< 0; uD4= uba< 0; uD2 ubc< 0
iD1 = iD6= itải ; iD2 = iD3 = iD4 = iD5= 0.
Các chu kỳ sau nguyên lý hoạt động tương tự.
c> Biểu thức tính toán

Điện áp trung bình trên tải
U2
Trị số trung bình của dòng điện tải
- Dòng trung bình qua Diode

-Dòng hiệu dụng qua diode
-Dòng hiệu dụng qua cuộn dây thứ cấp máy biến áp
2
d Id
-Điện áp ngược cực đại đặt trên mỗi Diode
UDng max = U2
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

19


Đồ án: Điện tử công suất

SVTH: LÊ THANH TÒNG

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

KTĐ K7

20


Đồ án: Điện tử công suất

GVHD: TS. NGÔ XUÂN CƯỜNG

d>. Dạng sóng dòng điện, điện áp.

u

uc

ub

ua

11
6

3
6

15
6

7
6

0
ud


6

5
6

9
6

0
id
0
iD1
0
iD2

13
6

t

t
t
t

0
iD3
0
iD4

t
t

0
iD5
0
iD6

t
t

0
i2a

t
0
uD1
t

uab uac
0

t

Dạng sóng dòng điện và điện áp trong mạch chỉnh lưu hình cầu ba pha không điều
khiển tải R+L, với L=
SVTH: LÊ THANH TÒNG

KTĐ K7

21

IV. Kết luận:
Qua tìm hiểu một số sơ đồ mạch chỉnh lưu trên và yêu cầu của đồ án với số
liệu:
Pđm= 15kW; Uđm= 220V; ηđm=0,85; nđm= 1650v/p; Rư= 0,114Ω.
=>
Ta thấy Pđm= 15kW công suất nhỏ và Uđm nhỏ, Iđm= 80,2 lớn nên dùng sơ đồ hình
tia. Vậy để phù hợp với yêu cầu đồ án ta chọn sơ đồ chỉnh lưu hình tia ba pha
thyristor.

CHƯƠNG ΙΙΙ:TÍNH TOÁN MẠCH ĐỘNG LỰC
--------


Sơ đồ nguyên lý hệ thống chỉnh lưu động cơ một chiều (hệ truyền
động) kích từ độc lập:

- Sơ lược về mạch động lực: gồm có 3 thành phần chính; máy biến áp,
bộ nguồn chỉnh lưu thyristor, bộ lọc điện áp ra.
+ Máy biến áp:
- Cung cấp điện nguồn có độ lớn phù hợp với yêu cầu tải.
- Cách li áp nguồn của bộ chỉnh lưu với lưới điện. Do đó, tải có thể
chạy ngắn mạch trong một thời gian ngắn.
- Tác dụng lọc song hài bậc cao.
- Tạo cảm kháng chuyển mạch, dó đó hạn chế biến dạng gây ra trong
quá trình chuyển mạch…
+ Bộ nguồn chỉnh lưu thyristor:
- Là bộ phận quang trọng nhất của mạch động lực, đóng vai trò biến
đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều đặc lên phần
ứng của động cơ. Ta có thể điều chỉnh giá trị điện áp ra qua đó dễ

dàng điều chỉnh tốc độ.
Phương trình đặc tính cơ:
với Ud(α)= U2f.cosα
Dễ thấy khi thay đổi góc α thì tốc độ cũng thay đổi
+ Bộ lọc: nhiện vụ lọc bớt các thành phần xoay chiều nâng cao chất lượng
áp ra đảm bảo yêu cầu của tải.
+ Bộ điều khiển: nhận tín hiệu điều khiển và tín hiệu đồng bộ, tạo xung
kích mở thyristor với góc α xác định.
Ι. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC:
- Khái quát về số liệu ban đầu:
+ Động cơ một chiều kích từ độc lập: Pđm= 15kW; Uđm= 220V;
ηđm=0,85; nđm= 1650v/p; Rư= 0,114Ω. Rkt= 142 Ω; Wkt= 1650 vòng;
J= 0,64kgm2
+ Nguồn điện lới xoay chiều 3 pha: 220/380V
+ Các hằng số cơ bản: kdtu= 1,5 ÷ 1,8; hệ số điện áp tải ku==


kd= 1,1÷ 1,4
1. Tính chọn van động lực:
- Điện áp làm việc của van:
Trong đó: kn; hệ số điện áp ngược (kn=)
Ud; điện áp tải của van
U2; điện áp nguồn xoay chiều của van
Để chọn van theo diện áp hợp lý thì điện áp ngược của van cần chọn
phải lớn hơn điện áp làm việc.
Unv = kdt u . Ulv = 1,8 × 460,58 = 829,04 (V)
Trong đó: kdt u : hệ số dự trữ ( kdt u =1,5÷ 1,8)
- Dòng điện làm việc của van:
Dòng điện làm việc của van được chọn theo dòng điện hiệu dụng chạy qua
van

Ilv = Ihd
Dòng điện hiệu dụng Ihd = khd . Id =0,58 × 80,2 = 46,5 (A)
Trong đó: khd : Hệ số xác định dòng điện hiệu dụng.(khd =0,58)
Ihd : Dòng điện hiệu dụng của van.
Id : Dòng điện tải.
Idm v = ki . Ilv = 1,1×46,5 = 51,15 (A)
Trong đó: Ki : hệ số dự trữ dòng điện. ki=(1,1÷1,4)
Vậy thông số van là: Unv = 829,04 (V)
Idm v = 51,15 (A)
Chọn Thyristor loại T60N1000VOF với các thông sô định mức: (Tra bảng
p2, sách dtcs Lê Văn Doanh, Trang 660)
-Dòng điện định mức của van: Idm = 60 (A)
-Điện áp ngược cực đại của van: Unv = 1000 (V)
-Đỉnh xung dòng điện : Ipik = 1400(A)
-Điện áp của xung điều khiển: Uđk = 1,4 (V)
-Dòng điện của xung điều khiển: Iđk = 150 (mA)
-Dòng điện rò: Ir = 25 (mA)
-Độ sụt áp trên van: ∆U = 1,8 (V)
du
dt

-Tốc độ biến thiên điện áp
= 1000 V/s
-Thời gian chuyển mạch : t cm= 180 µs
o

C

-Nhiệt độ làm việc cho phép : Tmax =125
ΙΙ. TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP:

Ta chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ, có sơđồ đấu dây ∆∕Y, làm mát tự nhiên
bằng không khí.
THÔNG SỐ CƠ BẢN :
2.1 Điện áp các cuộn dây:
Điện áp pha sơ cấp máy biến áp:
U1 = Ud= 380 (V)
- Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:


Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:
Udo.cos αmin = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆Uba
Trong đó: Ud : Điện áp chỉnh lưu.
αmin = 10° : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới
∆Uv = 1,8 (V) : sụt áp trên Thyristor
∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối
∆Uba = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến áp
Sơ bộ ∆Uba = 5% . Ud = 220×5% = 11 (V)
Suy ra Udo=

U d + 2.∆Uv + ∆U dn + ∆U ba
cos α min

Điện áp pha thứ cấp máy biến áp: U2f =

=

U do
Ku

220 + 2 × 1,8 + 0 + 11

cos10o

=

238, 22
1,17

=238,22 (V)

= 203,6(V)

2.2 Dòng điện các cuộn dây:
Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp:
1
3

2
3

I2 =
. Id =
× 80,2 = 65,4 (A)
Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp:
I1 = kBA . I2 =

U2
U1

203, 6
380

×I2 =
×65,4 = 35,04 (A)
TÍNH SƠ BỘ MẠCH TỪ :

2.3 Tiết diện sơ bộ trụ:
Sba
m. f
QFe = kQ
Trong đó: Sba : Công suất biến áp.
kQ : Hệ số phụ thuộc phương thức làm mát, lấy kQ = 6 (biến áp khô)
m : Số pha máy biến áp (m=3)
f : tần số nguồn điện xoay chiều.(f = 50hz)
Công suất biến áp nguồn cấp được tính :
Sba = kS . Pdmax = kS×Udo×Id = 1,345 × 238,22 × 80,2 = 25696,55 (W)
Trong đó : ks : Hệ số công suất theo sơ đồ mạch động lực(ks = 1,345)
Pdmax : Công suất cực đại của tải [W]
Suy ra:
2.4/Đường kính trụ :

⇒ d Fe

4.QFe
π

=
=9,998 (cm)
Chuẩn hoá đường kính trụ theo tiêu chuẩn d = 10 (cm)
2.5/Chọn loại thép:
Ta chọn loại thép ∃330, các lá thép có độ dày 0,5 (mm).