Xem mẫu
- Chương 5:
ThiÕt kÕ m¹ch lùc
Víi ph-¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn xung ¸p ®éng c¬ kh«ng ®¶o chiÒu
th× ta cã s¬ ®å m¹ch lùc sau:
T1
C T2
D L
Do
D
- i®k
t
t® T
i
Imax
Imin
t
t® T
U§
UN
t
t® T
I.nguyªn lý ho¹t ®éng.
Trong s¬ ®å trªn th× tiristor T1 lµ tiristor chÝnh ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p
ra trªn t¶i. Cßn T2 lµ tiristor phô dïng ®Ó kÕt hîp víi tô C ®Ó ®iÒu
khiÓn ®ãng T1. Ban ®Çu ta cho T2 më tô C ®-îc n¹p ®iÖn tõ nguån
qua t¶I ®Õn trÞ sè UN víi cùc tÝnh x¸c ®Þnh (kh«ng trong ngoÆc trªn
s¬ ®å). §©y lµ giai ®o¹n chuÈn bÞ tr-íc khi m¹ch ch¹y. Khi ch¹y ta
ph¸t xung më T1 t¶i ®-îc cÊp nguån ®ång thêi tô C b¾t ®Çu phãng
®iÖn theo m¹ch vßng C-T1-L-D. §©y lµ m¹ch vßng dao ®éng LC
nªn sau 1 nöa chu kú dao ®éng ®iÖn ¸p trªn tô C ®¶o cùc tÝnh so víi
ban ®Çu (dÊu trong ngoÆc). Lóc nµy tô C ®· s½n sµng ®Ó kho¸
tiristor T1 ta ph¸t xung më T2 lóc ®ã tô C sÏ ®-îc m¾c song song
víi T1 vµ ®iÖn ¸p ng-îc ®-îc ®Æt lªn T1. Dßng phãng cña tô C qua
T1 ®ñ lín ®Ó triÖt tiªu dßng t¶I ch¶y qua T1 ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kho¸
thø nhÊt vµ T1 sÏ kho¸ l¹i ngay. Sau ®ã tô C ®-îc n¹p tõ nguån qua
T2 vµ t¶i. Thêi gian ®Ó ®iÖn ¸p trªn tô gi¶m tõ gi¸ trÞ ban ®Çu vÒ ®Õn
- gi¸ trÞ kh«ng chÝnh lµ kho¶ng thêi gian T1 chÞu ®iÖn ¸p ©m, t-¬ng
øng ®©y lµ thêi gian phôc håi cho van theo ®iÒu kiÖn thø hai. Nh-
vËy khi muèn cung cÊp nguån cho t¶I th× ta chØ cÇn ph¸t xung ®iÒu
khiÓn më T1 cßn muèn kho¸ nguån ra t¶i ta chØ cÇn ph¸t xung më
T2. Trong bµi nµy ta chØ lµm viÖc víi dßng liªn tôc nªn trong m¹ch
lùc ta nèi thªm cuén kh¸ng san b»ng cã gi¸ trÞ ®ñ lín.
XÐt qu¸ tr×nh dßng t¶i liªn tôc theo ph-¬ng ph¸p to¸n tö
Laplace ta cã:
§iÖn ¸p trªn t¶i:
(U N Eu ) U N .e ptd Eu .e pT
Ut(p) =
p.(1 e pT )
Dßng ®iÖn t¶i:
U N Eu U N 1 a1b1 t
it(t) = . .e
R R 1 a1
Trong ®ã: t® lµ thêi gian më T1
T lµ thêi gian mét chu kú ®ãng më.
T td
L
u ; a1= e ; b1= e
u u
Ru
Trong giai ®o¹n kho¸ T1 (tõ t® ®Õn T) dÞch trôc to¹ ®é sang ®iÓm
t® ta cã:
Gi¸ trÞ dßng t¶i max:
1
Imax= UN . 1 b1 - EU
R 1 a1 R
Gi¸ trÞ dßng cùc tiÓu:
UN a1 .(b1 1) EU
Imin= . -
R 1 a1 R
§é ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn:
UN (1 b11 ).( a1 .b1 )
1
I= .
R 1 a1
§iÖn ¸p trung b×nh ra t¶i khi dßng liªn tôc lµ:
Ut=.UN
Dßng ®iÖn trung b×nh ra t¶i:
It= .UN EU
R
- II. tÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®éng c¬.
Søc ®iÖn ®éng ®Þnh møc cña phÇn øng ®éng c¬:
E-®m = U®m - I®m.R- = 220 -287.0,0362 = 210 (v)
NÕu bá qua tæn thÊt do c¬ vµ tæn th¸t thÐp th× m«men c¬ trªn
trôc ®éng c¬ b»ng m«men tõ (trong chÕ ®é ®Þnh møc).
60 60
M®m = P®m/ω®m = P®m. = 55.103. = 875 (Nm)
2 .n 2 .600
§iÖn c¶m trong m¹ch phÇn øng:
k .U dm 1,5.220
L- = = = 9,6.10-4 (H) = 0,96 (mH)
I dm .n dm .P 287.600.2
(®éng c¬ cã bï K = 1,4 ÷ 1,9 → chän K = 1,5)
iii. tÝnh to¸n c¸c th«ng sè m¹ch lùc.
§é ®Ëp m¹ch cña dßng ®iÖn lµ:
∆I = 5%I®m = 5%.287 = 14,35 (A)
Dßng qua t¶i cùc ®¹i:
Imax = I®m + ∆I = 287+14,35 = 301,35 (A)
Dßng qua t¶i cùc tiÓu:
Imin = I®m - ∆I = 287 - 14,35 = 272,65 (A)
§Ó ®iÒu chØnh d¶i ®iÖn ¸p hîp lý cho ®iÒu khiÓn tèc ®é, lÊy ®iÖn
¸p trung b×nh qua t¶i lµ trung b×nh cña ®éng c¬ vµ sôt ¸p trªn c¸c
®iÖn trë (5%U®m).
VËy ®iÖn ¸p trung b×nh ra t¶i khi xe buýt ®¹t vËn tèc lín nhÊt v =
60 km/h lµ:
Ut = U®m + 5%U®m = 231 (V)
Vµ tØ sè gi÷a thêi gian ®ãng tiristor vµ chu kú ®ãng më cña nã :
- γdm = t0/T = Ut/UN = 231/600 = 0,385
gi¶ sö tiristor th«ng liªn tôc dßng trung b×nh ra t¶i
It = Imax = I®m
MÆt kh¸c:
γ.U N Ed
It =
R
γ.U N Ed 0,385.600 210
R= = = 0,073 (Ω)
I dm 287
Tõ γ = 0,385 chän T = 2,5 ms ; t0 = 0,963 ms
Ta cã:
U 1 b11 Eu
I max N . 301,35( A)
R 1 a1 R
I min U N . a1 .(b1 1) Eu 272,65( A)
R 1 a1 R
Thay c¸c gi¸ trÞ UN,E¦,R vµo biÓu thøc trªn ta ®-îc:
b1 1
b (1 a ) 0,38666
1 1
a1 .(b1 1)
0,38317
1 a1
a1= 0,985 mµ ta cã: a1= eT/T- vµ T=2,5ms → T- = 170 (ms)
VËy ®iÖn c¶m trong toµn m¹ch lµ:
L-Σ = T-.R- = 170.0,073 = 12,41 (mH)
Suy ra ®iÖn c¶m cña cuén kh¸ng
- Ld = L-Σ - L- = 12,41- 0,96 = 11,45 (mH)
* Chän tiristor:
ViÖc chän tirstor cÇn ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt ®Æt ra,
th-êng gåm:
- TÇn sè lµm viÖc th-êng gÇn tèi -u.
- Ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬.
- Lµm viÖc an toµn víi Uth, I®m.
Víi c¸c th«ng sè ®· biÕt Imax = 301,35A, UN = 600V ta chän
dßng qua van
IT = .It max
K LM
trong ®ã:
λ: hÖ sè khëi ®éng
Itmax: dßng t¶i lín nhÊt
KLM: hÖ sè lµm m¸t
IT = 1,2.301,35/0,5 = 723,24 (A)
Vµ ¸p qua van:
UV = 1,6.UN = 1,6.600 = 960 (V)
Víi c¸c th«ng sè trªn ta chän tiristor ë m¹ch lùc lo¹i T800 :
Ihd(A Uim(V Ig Ug tof du/dt di/dt
) ) f (µs)
800 1000 0,4 7 4 300A/ 500V/
A V 0 s s
* Chän ®ièt:
Dßng trung b×nh qua ®ièt lµ:
ID = (1 - γ)It = (1 - 0,385).301,35 = 185,33 (A)
HÖ sè an toµn lµ 1,2 → ID = 1,2.185,33 = 222,4 (A)
VËy chän ®ièt lo¹i KB2b víi Ihd = 350A, U = 100V – 1000V
* Chän tô C trªn m¹ch kho¸:
- Trong mét chu kú lµm viÖc cña bé biÕn ®æi, tô ®iÖn C sÏ ®-îc
phãng n¹p mét lÇn, ®Ó hç trî cho c¸c tiristor trong m¹ch ®ãng më
®-îc tin cËy vµ chÝnh x¸c trong suèt gi¶i ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng
c¬, tô C yªu cÇu:
- Ph¶i ®Æt ®-îc ®iÖn ¸p ®ñ lín lªn c¸c tiristor cÇn kho¸.
- Khi ®· kÕt thóc qu¸ tr×nh kho¸ hoÆc më th× ®iÖn ¸p trªn
tô ch-a gi¶m vÒ 0 mµ cßn tån t¹i mét l-îng ®iÖn ¸p d- ®ñ nhá nµo
®ã.
UC= 1 itmaxdt +UCo= 1 .Itmax.t+UCo
C C
§iÒu kiÖn tk>toff nªn ta chän tk=1,5.toff
1,5.toff .Itmax
UCo=UN C= =28,7(F)
UN
Chän C cã gi¸ trÞ lµ 30F
TÝnh gi¸ trÞ ®iÖn c¶m L:
L= 0,4 .(toff)2= 0,02(mH)
C
nguon tai.lieu . vn
