1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động Thyriotor - Động cơ một chiều cho máy doa ngang 2620, truyền động ăn dao

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động Thyriotor - Động cơ một chiều cho máy doa ngang 2620, truyền động ăn dao

Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi và là một nhu cầu tất yếu trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp điện là sự phát triển của các loại máy điện nói chung, trong đó máy điện một chiều nói riêng. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là động cơ điện một chiều được dùng nhiều trong các ngành như cán thép, hầm mỏ, giao thông, vận tải…. Mặc dù các loại máy một chiều có giá thành cao, bảo dưỡng khó, nguồn...

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 71

Ngày tạo 8/29/2018 5:28:14 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động Thy... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống truyền động Thyriotor - Động cơ một chiều cho máy doa ngang 2620, truyền động ăn dao
  2. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP I. Đầu đề thiết kế tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống truyền động Thyriotor Động cơ một chiều cho máy doa ngang 2620, truyền động ăn dao II. Các số liệu ban đầu: Động cơ 1 chiều kích từ độc lập: Uđm = 220v , Pđm = 2,7 Kw, dđm = 1500V/ph, PO = 4% Pđm, ηđm = 0,86. Lưới đơn xoay chiều 220/380V - 50Hz Dải điều chỉnh tốc độ 1:1000 Sai số điều chỉnh tốc độ s%= 5%. III. Nội dung các thuyết minh và tính toán; 1/ Giới thiệu các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều 2/ Khái quát các phương án chỉnh lưu dòng dùng Thyristor 3/ Tính chọn các thông số của sơ đồ mạch lực 4/ Thiết kế mạch điều khiển Thyristor vòng hở 5/ Thiết kế mạch điều khiển hệ kín theo phương pháp 2 mạch vòng tối ưu moodul. IV. Các bản vẽ đồ thị: 05 bản vẽ Ao LỜI NÓI ĐÀU Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi và là một nhu cầu tất yếu trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp điện là sự phát triển của các loại máy điện nói chung, trong đó máy điện một chiều nói riêng. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là động cơ điện một chiều được dùng nhiều trong các ngành như cán thép, hầm mỏ, giao thông, vận tải…. Mặc dù các loại máy một chiều có giá thành cao, bảo dưỡng khó, nguồn cấp một chiều bị hạn chế. Nhưng do các đặc tính ưu việt về tự động và các đặc tính làm việc cùng phạm vi điều chỉnh tốc độ mà các loại máy điện khác khó có thể có được. Cùng với ưu điểm về khởi động, đổi chiều quay và có thể chịu quá tải cao, những ưu điểm quan trọng trên với sự phát triển của kỹ thuật điện tử bán dẫn đã khắc phục được sự hạn chế về nguồn một chiều và công -1- Thiết bị điện điện tử
  3. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP nghệ điều khiển động cơ một chiều cũng hiện đại hơn góp phần tích cực trong nền công nghiệp sản suất. Với tầm quan trọng của công nghệ điều khiển tự động động cơ một chiều nói trên, em chọn đề tài này mong muốn được hiểu biết một phần trong công nghệ điều khiển tự động, để sau khi ra trường em có thể góp một phần nhỏ xây dựng nền công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Đồ án tốt nghiệp của em gồm 06 phần: • Phần 1: Khái quát máy doa ngang - truyền động ăn dao • Phần 2: Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập • Phần 3: Khái quát các phương pháp chỉnh lưu dùng Thyistor • Phần 4: Lựa chọn và tính toán mạch động lực. • Phần 5: Thiết kế mạch điều khiển chỉnh lưu Thyristor vòng hở. • Phần 6: Thiết kế mạch điều khiển Thyristor theo phương pháp 02 mạch vòng tối ưu Module. Em đã hoàn thành đồ án với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Cao Văn Thành. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã hướng dẫn em tận tình. Do thời gian và trình độ của bản thân em có hạn. Mặc dù đã cố gắng nhưng đồ án của em còn có điểm thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. PHẦN I: KHÁI QUÁT MÁY DOA NGANG 2620, TRUYỀN ĐỘNG ĂN DAO I. KHÁI NIỆM Máy cắt kim loại được dùng để gia công các chi tiết kim loại bằng cách cắt bớt các lớp kim loại thừa, để sau khi gia công chi tiết có hình dáng với độ chính xác nhất định về kích thước và độ bóng cần thiết của bề mặt gia công Máy doa ngang là 1 phần loại máy cơ bản của máy cắt gọt kim loại. -2- Thiết bị điện điện tử
  4. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP II. MÁY DOA NGANG Máy doa ngang dùng để gia công với các nguyên công: khoét lỗ trụ, khoan lỗ, có thể dùng để phay. Thực hiện các nguyên công trên máy doa sẽ đạt độ chính xác và độ bóng cao. Máy doa ngang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng. Hình dạng của máy được mô tả như sau: Trên bệ máy 1 đặt trụ trước 6, trên đó có ụ trục chính 5. Trụ sau 2 có đặt giá đỡ 3 để giữ trục dao trong quá trình gia công. Bàn quay 4 gá chi tiết có thể dịch chuyển theo chiều ngang hoặc dọc bộ máy. Ụ trục chính có thể chuyển động theo chiều thẳng đứng cùng trục chính. Bản thân trục chính có thể chuyển động theo phương ngang. Chuyển động chính là chuyển động quay của dao doa (trục chính) chuyển động ăn dao có thể là chuyển động ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay di chuyển dọc của trục chính mang đầu dao. III. YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY DOA 1.. Truyền động chính: Yêu cầu cần phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 130/1 với công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh ϕ = 1,26. Hệ thống truyền động chính cần phải hãm dừng nhanh. -3- Thiết bị điện điện tử
  5. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Hiện nay hệ truyền động chính máy doa thường sử dụng động cơ không đồng bộ Roto lồng sóc và hộp tốc độ, Ở những máy doa cỡ nặng có thể sử dụng động cơ điện 1 chiều, điều chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. 2.. Truyền động ăn dao: Phạm vi điều chỉnh của truyền động ăn dao D = 1500/1. Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di chuyển nhanh có thể đạt tới 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao (mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu được giữ không đổi khi tốc độ trục chính thay đổi. Đặc tính cơ cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ
  6. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Sức điện động Eư được xác định bởi biểu thức : pN Eu = Φω = KΦω (1-2) 2πa Trong đó: P: Số đôi cực 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 1 cực từ (Wb) ω: Tốc độ góc (rad/s) pN K= hệ số cấu tạo động cơ 2πa Từ (1-1) và (1-2) ta có U u − Ru I u ω= (1-3) KΦ Mặt khác, mômen điện từ của động cơ được xác định theo công thức: Mđt = KΦ Iư (1-4) Từ đó ta có Mđt Iư = KΦ Thay vào (1-3 ) ta được: Uư RưMđt ω= KΦ - (KΦ)2 (1-5) Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và thép thì mômen cơ trên trục = mômen điện từ Uư Rư ω= - M (1-6) KΦ (KΦ)2 Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập. Đồ thị của phương trình (1-6) ω - Cắt trục hoành tại ωO Uư Mnm = Rư KΦ Δω - Cắt trục tung tại Mnm M -5- Thiết bị điện điện tử
  7. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Uư ωO = KΦ Hình 2 - Độ dốc của đường đặc tính: Rư M Δω = (KΦ)2 ωO : Tốc độ không tải lý tưởng Δω: Độ sụt tốc III. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ: 1/ Khi điều chỉnh tốc độ người ta đưa ra một số các chỉ tiêu sau: * Sai số tốc độ: Là đại lượng đặc trưng cho độ chính xác duy trì tốc độ đật và thường được tính theo %: ωđ - ω s% = ωđ 100% Trong đó: ωđ : Tốc độ đặt ω : Tốc độ làm việc thực * Độ trơn: Được định nghĩa: ωi + 1 ϒ= ωi Trong đó: ωi + 1: Giá trị tốc độ ổn định đạt được ở cấp kế tiếp (i+1) ωi : Giá trị tốc độ ổn định đạt được ơ cấp i * Dải điều chỉnh tốc độ: Là tỉ số giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ làm việc ứng với momen tải đã cho: ωmax D= ω ω min Dải điều chỉnh căn cứ vào Mđm và Mnm TN Ngoài 3 chỉ tiêu trên còn có một số chỉ tiêu khác như chỉ tiêu kinh tế, sự phù hợp giữa tải và đặc tính điều chỉnh.v.v chúng ta không xét đến M Mđm Mnm=(1,5-2)Mđm Hình 3 -6- Thiết bị điện điện tử
  8. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP 2/ Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều kích từ độc lập: * Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng điện trở phần ứng Nguyên lý: Chúng ta đưa thêm điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng. Làm điện trở phần ứng tăng Ư lên → thay đổi tốc độ (làm giảm tốc độ động cơ) K1 K2 KT Hình 4 ω Phương trình cơ bản ωđm Uư (Rư + Rf) ω = KΦ - (KΦ)2 TN M ω1 ω2 ω = ωO - Δω Rf1 Ta thấy khi chưa có Rf tốc độ ωnm là tốc độ định mức tương ứng với đường Rf1+Rf2 ĐTC tự nhiên. Khi thêm Rf1 đường ĐTC Hình 5 M M chuyển xuống dốc lớn hơn đường ĐTC Tn, tiếp tục thêmnm f2 R ĐTC càng dốc. Nó bị chận dưới tại ωnm và chặn trên tại ωđm Phương pháp này ωO không đổi, Δω được thay đổi liên tục. Phương pháp này thay đổi điện trở gián đoạn theo từng cấp → đặc tính và tốc độ nhảy cấp. * Ưu, nhược điểm: Ta thấy: Công suất nhận từ lưới UưIđc = Mω + (Rư + Rf)I2đc = Mω + RưI2đc +ΔPf - Khi thấy Rf càng tăng → ΔRf tăng → tổn hao điện trở phụ lơn → tính kinh tế không cao - Là phương pháp có vốn đầu tư chế tạo ít, hiệu quả thấp, tổn hao nhiều, hiện nay không sử dụng phương pháp này * Điều khiển động cơ bằng cách thay đổi từ thông mạch kích từ động cơ: Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch từ cũng chính là điều khiển từ thông của động cơ hay điều chỉnh M điện từ của động cơ -7- Thiết bị điện điện tử
  9. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP M = KΦ.Iư Và sức điện động quay của động cơ: Eư = KΦω Φ: Chỉ thay đổi bằng cách giảm từ thông, giảm Φ bằng cách thêm điện trở. Hiện nay cuộn dây kích từ được cấp + - I Bởi một điện áp nguồn ngoài khi cần thay E đổi ta thay đổi dòng kích từ IKT tỉ lệ với Φ ek dΦ Ik = rb + rk + ωk dt rk Wk rbk Ik Trong đó: rb: Điện trở dây quấn kích thích rb : Điện trở nguồn điện áp kích thích. Hình 6 ωk: Số vòng dây quấn của dòng kích thích. Khi điều chỉnh từ thông ta thấy tốc độ động cơ tăng cao hơn so với tốc độ định mức. Tốc độ lớn nhất bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện. Khi giảm từ thông để tăng tốc độ quay động cơ thì đồng thời điều khiển chuyển mạch của cổ góp cũng bị xấu đi và bộ cảm ứng điều khiển cũng giảm rất nhanh khi giảm từ thông kích thích theo biểu thức: ω ω ωmax φ2 φ1 φđm ĐT cơ bản ĐT cơ tự nhiên M (KΦ)2dm M M I βΦ = hay β*Φ = (Φ*)2 → kết quả ta có điện tích cảm ứng Kư Do điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm từ Ikωk Thông nên đối với các động cơ mà từ thông định mức năm ở chỗ tiếp giáp vòng tuyến tính bão hoà của đặc tính từ hoá thì có thể coi việc điều chỉnh là tuyến tính và hằng số C phụ thuộc vào thông số kết cầu của máy điện Lk(Uđk Φ) Φ -8- Thiết bị điện điện tử
  10. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP C Φ = C.ik = ⋅ Ck rb + rk Hình 8 * Đánh giá: - Giải điều khiển tốc độ : Hạn chế trong khoảng (2 ÷ 3) ωđm, lý thuyết có thể tăng hơn nhưng thực tế không tăng được vì phần cơ máy không chịu nổi. - Sai số: Dùng phương pháp này Đ TC giảm từ thông dốc hơn đường ĐTC tự nhiên → sai số nhiều hơn - Độ trơn: ϕ : Φ được điều chỉnh bằng 2 cách: dùng điện trở phụ, quá nguồn điện áp. Cả hai phương pháp này cho phép điều khiển liên tục bởi đường kích từ chỉ chiếm (2÷5)%I. - Kinh tế : Tổng hao điểu khiển là không đáng kể và đạt kết quả, điểu khiển tốc độ động cơ bằng Φ chỉ áp dụng loại có tải P không đổi. * Điều khiển tốc độ bằng điện áp phần ứng: Nguyên lý: Để điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng (Uư) động cơ điện một chiều KTĐL cần có các thiết bị nguồn như máy phát điện một chiều KTĐL, các bộ biến đổi, v..v. Các bộ biến đổi này chức năng biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành điện một chiều có sức điện động E được điều khiển bởi Uđk. Các bộ phận có Rb và Lb. LK Hình 9 Rb Rưđ Uđk BBĐ Đ Eb(Uđk) U Eư Sơ đồ khối Sơ đồ thay thế ở chế độ xác lập ở chế độ xác lập có thể viết được phương trình đặc tính của hệ thống như sau: Eb - Eư = Iư(Rb + Rưđ) Eb Rb + Rưđ ω= KΦđư - KΦđư Iư M ω = ωO(Uđk) - ⎪β⎪ Vì từ thông của động cơ được giữ nguyên không đổi nên độ cảm ứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lý tưởng thì tuỳ thuộc vào giá trị điện áp Uđk của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh này là triệt để. Để xác định giải điều chỉnh tốc độ ta để ý rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi các đặc tính cơ bản, là đặc tính ứng với phần ứng định mức và từ thông cũng được giữ nguyên ở các giá trị định mức. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là : -9- Thiết bị điện điện tử
  11. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP ωmax = ωOmax - Mđm ⎪β⎪ Mđm ωmin = ωOmin - ⎪β⎪ Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải tần điều chỉnh phải có momen ngắn mạch là: Mnmin = Mc max = KM.Mđm Trong đó KM là hệ số quá tải về moomen Vì đặc tính là những đường song song nên theo định nghĩa về độ cảm ứng điều khiển có thể viết 1 Mđm ωmin = (Mnmmin - Mđm) = (KM - 1 ) ⎪β⎪ ⎪β⎪ Mđm ωOmax. ⎪β⎪ ωOmax - -1 ⎪β⎪ Mđm D= = (KM - 1).Mđm/⎪β⎪ KM - 1 ω ωOmax ωmax ωđk1 ωOmin ωmin ωđk i Hình 10 Khi điều chỉnh điện áp phần ứng thì độ cảm ứng các đặc tính nmmin M,I Mđm M cơ trong toàn bộ dải điều chỉnh là như nhau, do đó độ sụt dốc tương đối sẽ đạt giá trị lớn nhất tại đặc tính thấp nhất của các dải điều chỉnh. Hay nói cách khác nếu tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh mà sai số tốc độ không vượt quá giá trị sai số cho phép thì hệ truyền động sẽ làm việc với sai số luôn nhỏ hơn sai số cho phép. Sai số tương đối của tốc độ ở ĐTC thấp nhất là: ωOmin - ωmin Δω Mđm s= ωOmin = ωOmin s = ⎪β⎪ . ωOmin ≤ϕ Nếu các giá trị Mđm, ωOmin, sCD là xác định thì có thể tính được giá trị tối thiểu của độ cảm ứng điều chỉnh sao cho sai số không vượt quá giá trị cho phép - 10 - Thiết bị điện điện tử
  12. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP trong suốt quá trình điều khiển điện áp phần ứng thì trong kích thích được giữ nguyên , do đó momen tải cho phép của hệ số sẽ là không đổi MC = KΦđm.Iđm = Mđm Phạm vi điều chỉnh tốc độ và momen năm trong HCN bao bởi các đường thẳng ω=ωđm, M=Mđm và các trục toạ độ. Tổn hao năng lượng là tổn hao trong mạch phản ứng, nếu bỏ qua các tổn hao không đổi trong hệ. Eb = Eư + Iư ( Rb + Rưđ) IưEb= Iư Eư + I2ư ( Rb + Rưđ) Nếu đặt Rb + Rưđ = R thì hệ số biến đổi năng lượng của hệ sẽ là: Iư E ư ω ηư = I E + I2 R = ω + [ MR/(KΦ )2] ư ư ư đm ω ω 1 x=0 x=-1 Hình 11 M 1 ηư * Nhận xét: - Giải điều khiển có thể đạt 5 ÷ 10, nếu đường đặc tính càng dốc thì giải điều khiển càng phức tạp. - Bộ biến đổi có điện trở càng lớn thì sai số càng nhiều. - Độ trơn ϕ: Các bộ phận biến đổi có thể điều chỉnh được liên tục vì đường dòng điều khiển bé. - Đối với động cơ điện 1 chiều đây là phương pháp kinh tế nhất vì tổn hao công suất ít. - Nếu xét về động cơ: Là phương pháp không kinh tế vì giá thành đầu tư cao, chỉ sử dụng phương pháp này trong vùng t/độ < t/độ định mức. - 11 - Thiết bị điện điện tử
  13. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP PHẦN III - KHÁI QUÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỈNH LƯU DÙNG THYRISTOR I. CHỈNH LƯU NỬA CHU KỲ T 1/ Sơ đồ mạch điện 2/ Nguyên lý: Khi đặt vào cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều U1 = U1msinωt thì thứ cấp biến áp cảm ứng U1 U2 một điện áp xoay chiều U2 = U2msinωt. Tại nửa chu kỳ Hình 12 đầu A có điện thế (+) hơn đầu B, ta có điện áp thuận (+) đặt trên AnodeR điện thế và L (-) đặt vào Katode của Thyristor. Nếu ta cấp xung điều khiển tại góc mở α nào đó thì Thyristor sẽ dẫn dòng điện qua tải. ở nửa chu kỳ sau A(-) và B(+), lúc này có điện thế ngược đặt trên Thyristor, lúc này Thyristor chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái khóa, nửa chủ kỳ tiếp theo khi A(+) và B(-), lại có xung điểu khiển cho Thyristor , Thyristor lại dẫn tuần tự như trên, ở sơ đồ này có điện áp đập mạnh. 3/ Đồ thị điện áp sẽ có dạng như sau: U π 2π 3π 4π α1 α2 ωt Hình 13 Từ đó điện áp trung bình ( đối với tải thuần trở) ⎛ 1 + cosα ⎞ U d = U dc ⎜ ⎟ (V) ⎝ 2 ⎠ α: Góc mở van Ud: Điện áp trung bình Udo: Điện áp chỉnh lưu khi α =0 với Udo = 0,45U2 (V) Điện áp ngược van phải chịu: UNV = √ 2 U2 (V) Hệ số sử dụng biến áp: Sba = 3,09.Udid - 12 - Thiết bị điện điện tử
  14. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Nhận xét: Đây là loại chỉnh lưu cơ bản, sơ đồ nguyên lý mạch đơn giản, tuy vậy các chất lượng điện áp kỹ thuật như chất lượng điện áp 1 chiều, hiệu suất sử dụng biến áp xấu. Do đó loại chỉnh lưu này ít được ứng dụng trong thực tế. II. CHỈNH LƯU CẢ CHU KỲ VỚI BIẾN ÁP CÓ TRUNG TÍNH 1/ Sơ đồ mạch điện 2/ Nguyên lý: A T1 Tại nửa chu kỳ đầu: Khi A(+), B(-) ta cấp U2 xung điều khiển cho T1 có dòng tải đi từ A qua T1 U1 F R L E đến E qua L,R về F. Nửa chu kỳ sau: Khi A(-), B(+) ta cấp xung U2 điều khiển cho T2 có dòng tải đi từ B qua T2 , đến E qua L, R về F. B Hình 14 T2 Như vậy có dòng qua tải trong 2 nửa chu kỳ của điện áp xoay chiều 3/ Đồ thị Ud Id Ud Id t t 0 0 t1 p1 t2 p2 t3 p3 t1 t2 t3 I1 I1 t t I2 I2 t t Hình 15 t t UT1 Hính 15 UT1 - Điện áp trunga: T¶i R trên tải khi tải thuần T¶i R-L bình tính b. trở: ⎛ 1 + cosα ⎞ U d = U dc ⎜ ⎟ (V) ⎝ 2 ⎠ Với Udo : Điện áp chỉnh lưu không điều khiển Udo = 0,9 U2 (V) - Điện áp trung bình khi tải điện cảm lớn, dòng điện và điện áp trên tải liên tục Ud = Udo. cosα (V) - Điện áp ngược mà van phải chịu - 13 - Thiết bị điện điện tử
  15. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Unv = 2√ 2 U2 (V) - Mỗi van dẫn thông 1/2 chu kỳ do đó: 1 Iv = Id 2 - Công suất máy biến áp: Sba = 1,48 Id.Ud Nhận xét: Sơ đồ này chất lượng điện áp tốt hơn so với chỉnh lưu 1/2 chu kỳ nhưng phải chế tạo biến áp trung tính và 2 cuộn dây W1 và W2 giống nhau. III. CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA 1/ Sơ đồ mạch lực T2 T1 2/ Nguyên lý hoạt động Tại nửa chu kỳ đầu, điện áp Anốt của T1 (+), D1 D2 lúc đó Katốt D1 âm (-), nếu có xung điều khiển cho R Ld van T1, đồng thời thì các van này sẽ được mở Hình 16 thông để dẫn điện áp lưới lên tải, điện áp tải 1 chiều còn bằng điện áp xoay chiều chừng nào các Thyristor còn dẫn Nửa chu kỳ sau: Điện áp đổi dấu, Anốt của D2(+), lúc này Katốt T2(-), nếu có xung điểu khiển cho van T2, đồng thời thì các van này mở thông, dẫn điện áp lưới lên tải. Với sơ đồ này ta nhận được điện áp và dòng trên tải và van ở dạng sau: 3/ Đồ thị: Ud 0 t t1 t2 Id t3 t IT1 t IT2 t ID1 t ID2 - 14 - t Thiết bị điện điện tử b.
  16. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Hình 17 - Điện áp trung bình tính trên tải khi tải thuần trở: ⎛ 1 + cosα ⎞ U d = U dc ⎜ ⎟ (V) ⎝ 2 ⎠ - Điện áp trung bình khi tải điện cảm lớn, dòng điện và điện áp trên tải liên tục Ud = Udo. cosα (V) Với Udo = 0,9 U2 - Điện áp ngược mà van phải chịu Unv = 2√ 2 U2 (V) - Mỗi van dẫn thông 1/2 chu kỳ do đó: 1 Iv = Id 2 - Công suất máy biến áp: Sba = 1,48 Id.Ud = π Id.Ud 2√2 A B C III. SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU ĐIỆN ÁP 3 PHA 1. Sơ đồ mạch điện. 2. Nguyên lý hoạt động Ba pha điện áp a,b,c dịch pha nhau một a b c R Góc 1200, theo các đường cong điện áp pha, ta có chênh lệch điện áp của 1 pha dương hơn 2 T1 T2 T3 L pha kia trong khoảng thời gian 1/3 chu kỳ (1200) Nguyên tắc mở thông và điều khiển của van ở đây là khi Anốt của van này dương hơn van đó mới được kích mở. Thời điểm hai điện áp của 2 van giao nhau được coi là góc mở thông tự nhiên. Các thyristor chỉ được mở thông với góc mở nhỏ nhất tại thời điểm góc thông tự nhiên. Như vậy ta thấy trong chỉnh lưu 3 pha, góc mở nhỏ nhất α = 00 sẽ dịch pha 1 góc là 300 3/ Đồ thị điện áp và dòng điện Ud Id - 15 - Thiết bị điện điện tử t 0
  17. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP - Điện áp tải trung bình khi dòng điện liên tục qua tải Ud = UO . cosα Với Udo = 1,17 U21 U21 : Điện áp pha thứ cấp biến áp - Điện áp ngược pha van phải chịu: UNV = √ 6 U21 - Giá trị dòng hiệu dụng thứ cấp: Ihd = Id/√ 3 - Dòng điện qua van là: I V = Id / 3 - Công suất máy biến áp: S6a = 1,35 UdId Nhận xét: So với chỉnh lưu 1 pha thì chỉnh lưu 3 pha có chất lượng điện áp 1 chiều tốt hơn, biên độ đập mạch thấp hơn và số lần đập mạch trong một chu kỳ nhiều hơn, việc điều khiển van bán dẫn trong trường hợp này cũng tương đối đơn giản. Phía thứ cấp máy biến áp tồn tại dòng 1 chiều cho nên lõi sắt máy biến áp chóng bị bão hoà Phía thứ cấp máy biến áp phải đấu sao cho co dây trung tính (Υ0) và dây trung tính phải có tiết diện lớn hơn dây pha. V. CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA A B C 1/ Sơ đồ mạch điện 2/ Nguyên lý hoạt động Dòng chạy qua tải là dòng chạy từ pha này về pha kia, do đó tại mỗi thời điểm T2 a b c T1 - 16 - Thiết bị điện điện tử T4 T3
  18. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP cần mở Thyristor chúng ta cần cấp 2 xung điều khiển đồng thời (một xung ở nhóm Anốt ,một xung ở nhóm Katốt ). Nhóm Anốt gồm 3 Thyristor T1, T3, T5 tạo thành nhóm chỉnh lưu biến áp 3 pha cho điện áp (+). Nhóm Katốt gồm Thyristor T2, T4, T5 Tạo thành nhóm chỉnh lưu biến áp 3 pha cho điện áp (-). Hình 20 Hai nhóm này ghép lại thành cầu 3 pha điều khiển đối xứng Ví dụ: Tại thời điểm T1 cần mở T1 của pha A phía Anốt, ta cấp xung điểu khiển X1 đồng thời tại đó chúng ta cấp thêm xung X4 cho T4 của pha B phía Katốt. Các thời điểm tiếp theo cũng tương tự. Thứ tự cấp xung điều khiển cũng cần tuần tự theo đúng thứ tự pha. X anốt X Katốt Khi cần xung điều khiển, sẽ α1 T1 T4 có dòng 1 chiều chạy từ pha có điện áp (+) hơn về pha có điện áp thấp α4 T2 T3 hơn. Khi góc mở van nhỏ hoặc tại điện cảm lớn, trong mỗi khoảng dẫn α3 T3 T6 của 1 van ở nhóm này sẽ có hai van α6 T4 T5 ở nhóm kia đỗi chỗ cho nhau. α5 T5 T2 α2 T6 T1 3. Đồ thị điện áp và xung điều khiển A B C A Uf 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 Ud I1 X1 I3 X3 I5 X5 - 17 - Thiết bị điện điện tử
  19. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Hình 21 - Điện áp tải trung bình khi dòng điện liên tục qua tải Ud = Udo . cosα Với Udo = 2,34 U2 - Điện áp ngược pha van phải chịu: UNV = √ 6 U2f Với U2f = Ud/ √3 (V) - Giá trị dòng hiệu dụng chạy trong mỗi Thyristor: Ihd = Id/√ 3 - Dòng điện hiệu dụng của tứ cấp máy biến áp 2 I2 = Id 3 - Công suất máy biến áp: S6a = 1,05 UdId Nhận xét: Hiện nay chỉnh lưu cầu 3 pha là cơ sở để có chất lượng điện áp tốt nhất, hiệu suất sử dụng máy biến áp tốt nhất. Nhưng đây cũng là sơ đồ phức tạp nhất. + Công suất MBA: SBA = 1,05 . Id . Ud * Các sơ đồ chỉnh lưu ở trên dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển được khi mở, còn khoá theo điện áp lưới cho nên truyền động ran đảo chiều khó khăn và phức tạp. Cấu trúc mạch lực cũng như cấu trúc mạch điều khiển có yêu cầu an toàn cao và logic điều khiển chặt chẽ. VI. TRUYỀN ĐỘNG TIRISTO - ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU QUAY. Có 2 nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động đảo chiều. - Giữ nguyên chiều dòng điện phản ứng và đảo chiều dòng kích từ động cơ. - Giữ nguyên chiều dòng kích từ và đảo chiều dòng phần ứng. Trong thực tế các sơ đồ đảo chiều đều thực hiện theo 1 trong 2 nguyên tắc trên và phân ra 5 loại sơ đồ chính: - 18 - Thiết bị điện điện tử
  20. THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP a. Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ. L s U KT b. Truyền động dùng 1 bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc chuyển mạch ở phần ứng (giữ từ thông φ không đổi) ~ L t n U kt n t c. Truyền động dùng 2 bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng. cl 1 L u kt cl 2 d. Truyền động dùng 2 bộ biến đỏi nối song song ngược điều khiển chung - 19 - Thiết bị điện điện tử
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược