Xem mẫu
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Ngược lại, khi phụ tải của máy phát tăng lên làm cho Umf giảm và Imf tăng
thì mạch điều khiển cần phải tự động tăng Uđk để tăng Ukt dẫn đến tăng Umf đến
mức ổn định điện áp.
Như vậy nguyên lý ổn áp ở đây là điện áp của máy phát giảm (Umf giảm )
dẫn đến Uph.U giảm , đồng thời Uph.I tăng ( có phản hồi dòng). Cho ta Uđk tăng và
làm cho điện áp máy phát tăng đến điện áp ổn định. Ta có sơ đồ khối của mạch ổn
định điện áp như sau :
Umf
Uđặt UĐK Ukt
Điều khiển Cuộn KT MFĐ
ph.i
ph.u
Hình III.23 Sơ đồ khối hệ thống ổn định điện áp máy phát.
III.6.2 Tính chọn khâu phản hồi dòng và phản hồi áp.
Ta có :
R8 R R
U dk = −( .U dat − 9 .U ph.U + 10 .U ph. I )
R11 R11 R11
Khi điện áp đầu cực máy phát Umf có giá trị nằm trong khoảng
0,95.Ufđm
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
-Dòng điện thứ cấp định mức : Iđm = 5(A).
-Công suất định mức ở cấp chính xác 0,5 : Sđm = 2,5(VA).
Điện áp ra của bộ chỉnh lưu cầu phản hồi dòng :
U CLi = K i .I fdm .K bd .K cl
5
Trong đó : Kbd = = 0,1 : Hệ số biến dòng.
50
Kcl = 2,34 : Hệ số chỉnh lưu cầu ba pha.
Chọn : Ki = 1,2 : Hệ số phản hồi dòng.
U CLi = K i .I fdm .K bd .K cl = 1, 2.17,32.0,1.2,34 = 4,86 (V )
Vậy
Điện áp xoay chiều trước chỉnh lưu là :
U 4,86
U s = CLi = = 2, 08 (V )
K cl 2,34
Dòng điện thứ cấp máy biến dòng :
5 5
I 2 = I fdm . = 17,321. = 1, 732 ( A)
50 50
Giá trị điện trở Ri :
U 2, 08
Ri = s = = 1, 2 (Ω)
I 2 1, 732
*Chọn Diod ổn áp :
Chọn Diod ổn áp DZ2 mã 1N7469 có các thông số sau :
-Công suất định mức : Pđm = 500(mW).
-Điện áp ổn áp của DZ2 : UZ2 = 4,3(V).
RV1 = 10(kΩ).
Chọn 6 Diod của bộ chỉnh lưu phản hồi dòng :
Điện áp ngược lớn nhất : UND = 6 .4,86 = 11,9(V).
+Chọn 6 Diod loại 1N4009 có các thông số như sau :
-Dòng điện định mức : IđmD = 10(mA).
- Điện áp ngược lớn nhất : UND = 25 (V).
-Điện áp rơi trên Diod : UD = 1(V).
b.Tính chọn khâu phản hồi áp :
*Chọn máy biến áp phản hồi có công suất bé với :
-Điện áp phía sơ cấp : U1 = 400(V).
-Điện áp phía thứ cấp : U2 = 4,5(V).
Điện áp ra của bộ chỉnh lưu cầu phản hồi áp là :
UCL = KCL.U2 = 2,34.4,5 = 10,53(V).
Trên thực tế thì điện áp dây đầu cực máy phát lớn nhất có thể đạt 440V. Khi
đó điện áp pha lớn nhất đạt được là :
U dmax 440
U fmax = .U fdm = .230,94 = 254,03 (V )
U ddm 400
101
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Điện áp đầu ra lớn nhất của bộ chỉnh lưu phản hồi áp là :
U fmax 254,03
UCLmax = .U 2 .KCL = .4,5.2,34 = 11,58 (V )
U fdm 230,94
Chọn Diod :
Điện áp ngược lớn nhất : UND = 6 .4,86 = 11,9(V).
Như vậy chọn 6 Diod của bộ chỉnh lưu phản hồi áp loại 1N4009 có các thông
số như sau :
-Dòng điện định mức : IđmD = 10(mA).
- Điện áp ngược lớn nhất : UND = 25 (V).
-Điện áp rơi trên Diod : UD = 1(V).
*Chọn chiết áp RV2 để đơn giản ta chọn RV2 = RV1 = 10(kΩ).
U CLmax 11,58
Dòng điện cực đại qua chiết áp RV2 : Imax = = = 1,16 (mA)
10.103
RV 2
Chọn dòng điện làm việc qua chiết áp RV2 là : IV2 = 0,95(mA).
Chọn A3 là khuếch đại thuât toán TL084 .
*Tính các điện trở R8, R9, R10, R11.
Khi làm việc ở chế độ định mức thì :
Ud = Ukt = 65(V).
Udo = 70,52(V).
Ud 65
Ta tính được cosα = = = 0,922
U do 70,52
Điện áp điều khiển định mức :
Uđk = Ubh.cosα = 11.0,922 = 10,14(V).
Và khi máy phát làm việc ở chế độ định mức thì :
R11 R
U ktdm = −( .U dat − 11 .U ph.U )
R8 R9
Chọn Uđặt = 10,5(V).
Uph.U = 1,8(V).
R11 = 60(kΩ).
Từ phương trình trên ta có quan hệ :
R11.R9 .U dat
R8 =
R11.U ph.U − R9 .U dkdm
R11 = 60(kΩ) và chọn R9 = 3(kΩ).
Chọn
R8 = 24,36(kΩ).
Tính được
R8 = 26(kΩ).
Chọn
Tính R10 :
Hệ số quá tải dòng cho phép của đầu cực máy phát :
Kqt = Kimax = 1,5.
102
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Điện áp của phản hồi dòng lớn nhất là :
Uimax = Kimax.Ifđm.Kbd.Ri.KCL =
= 1,5.17,32.0,1.1,2.2,34 = 7,3(V).
Chọn dòng vào khuếch đại thuật toán A3 là : IA3 = 1(mA).
U ph.Im ax 7,3
R10 ≥ = −3 = 7,3 (kΩ)
Vậy :
I A3 10
Chọn điện trở R10 = 30 (kΩ).
Ta có sơ đồ hệ thống ổn định điện áp máy phát như sau :
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thiết kế máy điện - Trần Khánh Hà - Nguyễn Hồng Thanh.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2001
[2] Máy điện I - Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ
Nguyễn Văn Sáu.
103
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1998
[3] Máy điện II - Vũ Gia Hanh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ
Nguyễn Văn Sáu.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2001
[4] Máy điện II - Trần Khánh Hà.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1997
[5] Công nghệ chế tạo máy điện và máy biến áp - Nguyễn Đức Sỹ
Nhà xuất bản giáo dục 1995
[6] Điện tử công suất - Lê Văn Doanh - Nguyễn Thế Công
Trần Văn Thịnh.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2004
[7] Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất - Trần Văn Thịnh - 2004
[8] Khí cụ điện - Phạm Văn Chới - Bùi Tín Hữu - Nguyễn Tiến Tôn.
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2004
[9] 1000 Tranzitor quốc tế - Nguyễn Thế Cường.
Viện khoa học Việt Nam _Hà Nội 1987.
[10] Thiết kế cấp điện - Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm.
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội 2005.
[11] Electric measuring instrument company (EMIC).
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
Phần I : Giới thiệu về máy phát điện xoay chiều 3
I. Định nghĩa và công dụng 3
II. Đặc điểm và cấu tạo 3
II.1 Đặc điểm 4
II.2 Cấu tạo 5
III. Các đặc tính của máy phát đồng bộ 8
III.1 Đặc tính không tải 9
III.2 Đặc tính ngắn mạch và tỷ số ngắn mạch 9
104
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
III.3 Đặc tính ngoài và độ thay đổi điện áp máy phát 12
III.4 Đặc tính điều chỉnh 13
III.5 Đặc tính tải 13
III.6 Tổn hao và hiệu suất của máy điện đồng bộ 15
Phần II : Thiết kế tính toán điện từ và thiết kế kết cấu 17
Chương I. Tính toán và xác định kích thước chủ yếu 17
Chương II. Tính toán kích thước Stator, dây quấn Stator
và khe hở không khí. 20
Chương III.Tính toán cực từ Rôtor 30
Chương IV. Tính toán mạch từ 32
Chương V. Tham số của dây quấn Stator ở chế độ định mức 37
Chương VI. Tính toán dây quấn kích từ và tham số mạch kích từ 42
Chương VII. Tính khối lượng, tính tổn hao và tính toán nhiệt 49
Chương VIII. Tính toán kết cấu 55
Phần III : Thiết kế sơ đồ và tính toán mạch ổn định điện áp 60
Chương I. Khái quát về hệ kích từ máy điện đồng bộ 60
I.1 Đại cương 61
I.2 Các loại hệ kích từ máy điện đồng bộ 61
I.3 Giới thiệu các sơ đồ chỉnh lưu thường gặp 65
Chương II. Tính chọn thiết bị mạch động lực 81
II.1 Sơ đồ mạch động lực 81
II.2 Tính chọn các thông số của mạch động lực 82
II.2.1 Chọn van động lực 82
II.2.2 Chọn máy biến áp chỉnh lưu 83
II.2.3 Chọn các thiết bị bảo vệ 84
Chương III. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển
ổn định điện áp máy điện đồng bộ 87
III.1 Mạch điều khiển Thyristor đơn giản 87
III.2 Nguyên lý thiết kế mạch điều khiển 88
III.3 Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu 90
III.4 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 91
III.4.1 Giới thiệu một số sơ đồ trong các khâu. 91
III.4.2 Xây dựng mạch điều khiển. 100
III.5 Tính chọn thông số mạch điều khiển . 105
III.5.1 Tính chọn biến áp xung. 105
III.5.2 Tính chọn tầng khuếch đại cuối cùng. 105
III.5.3 Tính chọn tầng so sánh. 106
III.5.4 Tính chọn khâu đồng pha. 107
III.5.5 Tạo nguồn nuôi. 108
III.6 Tính chọn khâu phản hồi. 110
III.6.1 Sơ đồ khâu phản hồi dòng. 110
105
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.
III.6.2 Tính chọn khâu phản hồi dòng và phản hồi áp. 112
Tài liệu tham khảo 117
106
nguon tai.lieu . vn
