Tài liệu Đề tài "thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện" ppt

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 tư, nhưng 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 tư, 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 được 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
(
Ω
)
n
H
(Vg/Ph)
GD
2
(N.m
2
)
Π
-52 3,2 19 220 0,088 1,85 750 4
2.Chọn máy biến áp chỉnh lưu.
Để chọn được 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 lưới thường lấy
K
n
=1,1 1,5.
÷
K
a
: Hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu K
a
=1,11.
K
v
: Hệ số dự trữ xét tới sụt áp trong máy biến áp và sụt áp trong chuyển đổi,
thường lấy K
v
=1,05.
Thay số vào ta được:
U
2ba
=1,2.1,11.1,05.220=336 (v).
Vậy điện áp thứ cấp của máy biến áp là 336(v).

37
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

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=
SS12
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 ngược 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
.
()πα
π
−

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 lưu:
I
đtb
=
I
H
2
.
()
π α
π
+


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 ngược cực đại đặt lên các van trong sơ đồ đều được 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
]
I
ttb
≥
]
ttbmax
.K
1
=19.2=38(A)
trong đó: K
1
là hệ số dự trữ dòng cho Tiristor

[
U
U
Tng max

≥
T ngmax
.K
2
=475,18.2=950(V)
với K
2
=2 là hệ số dự trữ điện áp ngược cho Tiristor, qua đó ta chọn được các
Tiristor có các thông số sau:(tra sách điện tử công suất)
Ký
hiệu
I
(A)
U
ng
(V)
Δ
U
(V)
t
m
( s)
μ
t
kk
(
μ
s)
I
đk

(A)
U
đk
(V)
I
rò
(mA)
di
dt
A
sμ
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥

du
dt
V
sμ
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥

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 ngược 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 như sau :
Mã hiệu U
ngmax
(V
)

I

(A)
Δ
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 ngược các điện tích tụ trong các lớp bán
dẫn sẽ đổi ngược hành trình, gây ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn,
sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược sẽ gây ra SĐĐ cảm ứng, có thể làm
hỏng van. Vậy để bảo vệ các van tránh khỏ hiện tượng 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
ξ
= 0,6.
+ Xác định hằng số thời gian RC của mạch bảo vệ sử dụng H VII- 13, nối hai
điểm AB bằng một đường thẳng :

39
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện


Điểm A :
du
dt
u
==

20
2 336
0 042
.
,

Điểm B :
ξ
= 0,6.
Từ đó ta tìm được điểm C, suy ra hằng số thời gian RC = 5 s
μ
+ Xác định R, sử dụng bản H VII- 12, xuất phát từ giá trị = 0,6 ta chọn được
T
ξ
max
=R/U = 0,6.
Giả thiết I
Max
=2.I
đm
=2.19 = 38 (A)
suy ra R =
06
06
2 336
38
7 105
,.
,.
.

,(
U
I
Max
==
)Ω
⇒ R = 8 (
Ω
).
Xác định C :
C =
5
8
0 625= ,(μs
)

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 trường 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 được chọn theo công thức kinh nghiệm sau:
C
1
=
55
1
02
2
2

.
().
I
KU
F
−
μ
.
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 được : C
1
=
55 0 7
1 3 1 336
13
.,
(, ).
,
−
=μF

R
1
= 0,52.

U
I
2
02
2
052
336
072
356 57==,.
,
,()Ω
.
6.Tính chọn cuộn kháng lọc mạch một chiều
Để điện áp đưa vào được bằng phẳng, để cho dòng điện qua động cơ được 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 được các yêu cầu sau
đây
• Đảm bảo cho bộ chỉnh lưu khi làm việc ở chế độ dòng liên tục trong phạm vi

40
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện


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 (3÷5)%I
dm
của động cơ.
Các bước tính toán:
L

CK
=
47
2
.
.%.
U
I
H
ωβ
.
Với β% 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 thường ta chọn I
a
= 0,005.I
d
=0,005.19 = 0,095.
từ đó ta tính được : 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
∑
= α(r
ư
+ r
cf
+ R
BA
+ R
TX
).
Trong đó :
α = 1,2 là hệ số quy đổi điện trở về nhiệt độ 75
0
C.
r
ư
= 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
Δ
U
tx
= 2 (V).
R
TX
=
Δ
Ω
U
I
TX
H
==
2
19
0 105,()
.

R
BA
điện trở MBA được quy đổi về phía thứ cấp, được tính:
R
BA
=
UU
KI
Ka dm

ba dm
%.
().
,.
., .
,(
1
2
1
2
0 1380
336
380
16 7999 100
0 2915=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
=Ω
).

Vậy : R
∑
=1,2(1,29 + 0,55 + -,2915 + 0,105) = 2,6838 (
Ω
).
b/Hằng số cấu tạo động cơ

K
E
= C
E
φ
đm
=
UrrrI
n
Hucftx
H
−+
H
+α.( ).
.

K
E
=
220 1 2 1 29 0 55 0 105 19
750
029
−++
=
,.(, , , ).
,
.
K
Đ
=

11
029
3 448
K
E
==
,
,.


41