Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1: Tổng quan về công nghệ tời neo. 1.1 .Giới thiệu tời neo. Tời neo thuộc nhóm các thiết bị điện trên boong, chúng có chức năng: - Giữ tàu ở vị trí cố định trong các vùng neo đậu. - Đảm bảo an toàn cho con tàu trong quá trình điều động, ra vào luồng lạch. - Thu thả cáp buộc tàu trong quá trình ra vào cầu hoặc khi cần lai dắt. Với chức năng như vậy, tời neo được xếp vào nhóm máy phụ quan trọng trên tàu. Sự hoạt động tin cậy của các hệ thống này có ý nghĩa lớn đối với an toàn của con tàu.
THIẾT KẾ MÔN HỌC MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ BÀI: Đề số 47: Thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tời neo. Yêu cầu công nghệ Thông số thiết kế - Thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tời neo. - Điện áp nguồn:3. 380 VAC - Dòng điện 1 chiều định mức : 80 A - Động cơ 400V, 3000v/p. - Tần số: 50Hz Hải Phòng, năm 2011 11 ĐỀ CƯƠNG SƠ BỘ Mục lục. Lời mở đầu. Chương 1: Tổng quan về công nghệ tời neo. 1.1. Giới thiệu về tời neo. 1.2. Cấu tạo, phân loại tời neo. 1.3. Yêu cầu đối với tời neo. 1.4. Các ứng dụng của tời neo. Chương 2: Tính chọn mạch công suất 2.1. Phương án thực hiện mạch công suất. a) Phương án 1: Chỉnh lưu cầu 1 pha. b) Phương án 2: Các bộ chỉnh lưu 3 pha. - Hệ thống chỉnh lưu 3 pha hình tia - động cơ. - Hệ thống chỉnh lưu 3 pha hình cầu - động cơ. 2.2. Lựa chọn van bán dẫn. 2.3. Tính máy biến áp, các phần tử bảo vệ. - Tính sơ bộ mạch từ. - Tính toán dây cuốn. - Kết cấu dây cuốn sơ cấp. - Kết cấu dây cuốn thứ cấp. - Tính toán phần tử bảo vệ. + Bảo vệ quá áp. Chương 3: Thiết kế mạch điều khiển 3.1. Yêu cầu cơ bản với mạch điều khiển. 22 3.2. Nguyên lý chung của mạch điều khiển. - Nhiệm vụ mạch điều khiển. - Cấu trúc mạch điều khiển tiristor. 3.3. Các nguyên tắc chung của mạch điều khiển. - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính. - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng across. 3.4. Nguyên lý của mạch điều khiển. - Khâu khuyết đại xung. - Tính biến áp xung. Kết luận : Tài liệu tham khảo. Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện Đoàn Văn Tuân Nguyễn Thanh Phong 33 Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 44 Chương 1: Tổng quan về công nghệ tời neo. 1.1 .Giới thiệu tời neo. Tời neo thuộc nhóm các thiết bị điện trên boong, chúng có chức năng: - Giữ tàu ở vị trí cố định trong các vùng neo đậu. - Đảm bảo an toàn cho con tàu trong quá trình điều động, ra vào luồng lạch. - Thu thả cáp buộc tàu trong quá trình ra vào cầu hoặc khi cần lai dắt. Với chức năng như vậy, tời neo được xếp vào nhóm máy phụ quan trọng trên tàu. Sự hoạt động tin cậy của các hệ thống này có ý nghĩa lớn đối với an toàn của con tàu. 1.2.Cấu tạo, phân loại tời neo. a. Cấu tạo tời neo: Cấu tạo chung của tời neo bao gồm: Động cơ điện và thiết bị điều khiển, các bộ phận truyền động cơ khí, hộp số, trống quấn xích hình sao, trống quấn dây, ly hợp, phanh đai cơ khí xích neo, neo. b. Phân loại tời neo: Theo kết cấu cơ khí, tời neo chia làm hai loại: tời trục đứng và tời trục ngang. Tời neo đứng có trục công tác thẳng đứng, vuông góc với mặt boong chính. Đĩa hính sao và trống tời nổi trên mặt boong . Động cơ thực hiện, cơ cấu truyền động và thiết bị điều khiển nằm dưới mặt boong chính. Loại này có ưu điểm sau: trang thiết bị điện của hệ thống được đặt trong buồng kín, tránh được tác động xấu của nước biển, chiếm ít diện tích trên mặt boong chính. Tuy nhiên, ở loại tời này động cơ thực hiện thường được lắp dưới dạng treo nên công suất của chúng bị hạn chế. Tời neo đứng thường được dùng 55 trên tàu chở dầu. Đọng cơ thực hiện và thiết bị điện được đặt cách ly với môi trường dễ cháy nổ. Tời neo nằm có trục công tác nằm ngang. Động cơ thực hiện và bộ truyền động cơ khí nằm nổi trên mặt boong chính. Nhược điểm của tời neo nằm là chiếm nhiều diện tích mặt boong. Tuy vậy, hệ thống không bị hạn chế về công suất do động cơ thực hiên được gắn cố định trên bệ máy. Tời neo nằm thường được dùng trên các loại tàu vận tải. 1.3.Các yêu cầu đối với tời neo. Tời neo là một thiết bị rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho con tàu trong quá trình neo đậu tàu tại các vùng neo và khi ra vào các luồng lạch. Trong những trường hợp đặc biệt có thể phải sử dụng cả hai neo hoặc dùng hết xích neo để giữ cố định con tàu khi tàu hành trình trên biển, do sự cố của máy chính tàu có thể phải thả trôi. Khi đó, neo phải được thả để hạn chế sự trôi dạt cảu tàu… Do vậy truyền động điện tời neo phải đáp ứng yêu cầu sau: - Có thể sử dụng hệ thống trong mọi điều kiện thời tiết, mọi trạng thái mặt biển với các yêu cầu kỹ thuật đã cho trước. - Có thể khởi động động cơ với toàn bộ phụ tải của hệ thống. Momen khởi động phải lớn hơn hai lần momen cản trên đĩa hình sao. - Động cơ thực hiện có thể dừng dưới điện 30s sau khi đã công tác định mức. - Đảm bảo lực kéo neo cần thiết khi tộc đọ động cơ bị giảm hoặc động cơ bị dừng dưới điện. - Hệ thống phải có khả năng tạo được nhiều các cấp đọ phù hợp với trạng thái tải và yêu cầu trung về tốc đọ thu neo. - Có khả năng hạn chế được sự dao động của dòng điện khi tải thay đổi. Không gây ra xung dòng điện tại thời điểm bắt đầu đưa hệ thống vào làm việc. - Phải có khả năng giữ cố định đươc neo và xích neo khi hệ thống đột ngột mất điện. - Động cơ thực hiên phải được chế tạo dưới dạng kín nước chống nổ. - Phải đảm bảo thả neo an toàn tin cậy - Thuận tiện trong lắp ráp , vận hành và thay thế sửa chữa. - Thiện bị gọn nhe giá thành thấp. 1.4.Ứng dụng của tời neo. 66 Chương 2: Tính chọn mạch công suất. 2.1.Phương án thực hiện mạch công suất. a.Phương án 1: Chỉnh lưu cầu 1 pha. Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu cầu 1 pha 77 - Khi tải thuần trở R : Với θ sin2 22 Uu = - Khi αθ = : cho xung điều khiển mở T1, T2 và 2 UU d −= , hai tiristor sẽ khóa khi 0 2 =u -Khi αθ +Π= , cho xung điều khiển mở T3, T4 và 2 UU d = Dòng qua tải là dòng gián đoạn. Giá trị trung bình của điện áp tải: )cos1( 2 .sin2 1 2 2 αθθ α + Π = Π = ∫ Π U dUU d Giá trị trung bình dòng tải : R U I d d = Giá trị trung bình dòng qua tiristor : 22 .sin 2 2 1 2 dd T I R U d R U I == Π = ∫ Π θθ α Dạng sóng cơ bản : 88 - Tải R+L θ θθ d d XRidU d i d +=.sin2 2 ∫∫∫ Π + Π = Π +Π+Π d I dd di X di R dU α α α α θθθ .sin2 1 2 α cos 22 2 Π = U U d -Khi L đủ lớn thì dòng điện d i sẽ là dòng liên tục. Phương trình mạch tải : * Ưu nhược điểm của sơ đồ : Ưu điểm : điện áp ngược đặt lên mỗi van trong sơ đồ nhỏ.Nếu tải có điện áp cao và dòng điện nhỏ chọn sơ đồ cầu chỉnh lưu một pha hợp lý hơn về hệ số điện áp ngược của van trong sơ đồ cầu nhỏ hơn,do đó dễ chọn van 99 U1, f1 Nhược điểm : không dùng được cho tải có công suất lớn, nếu dòng gây ra hiện tượng công suất bị lệch pha. Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha dòng tải chảy qua hai van nối tiếp, vì vậy tổn thất diện và công suất trên van sẽ lớn. Sơ đồ cầu một pha chỉ ứng dụng với yêu cầu điện áp chỉnh lưu cao và dòng tải nhỏ. b.Phương án 2: Các bộ chỉnh lưu 3 pha. - Hệ thống chỉnh lưu 3 pha hình tia - động cơ. Chỉnh lưu ba pha hình tia còn được gọi là chỉnh lưu ba pha nửa chu kỳ hay chỉnh lưu ba pha có “ đầu không “. Điện áp chỉnh lưu là một nửa sóng của điện áp xoay chiều. Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chỉnh lưu ba pha hình tia – động cơ. Trong đó: - BA: Máy biến áp chỉnh lưu có nhiệm vụ: . Biến đổi điện áp nguồn U ng thành điện áp phù hợp U n đặt lên bộ chỉnh lưu. . Biến đổi số pha nguồn thành số pha phù hợp với bộ chỉnh lưu. 1010 [...]... Đảm bảo cho nguồn và bộ chỉnh lưu chỉ quan hệ với nhau về từ mà không quan hệ trực tiếp về điện nên bảo vệ và điều chỉnh bộ chỉnh lưu được dễ dàng hơn - T1, T2, T3: Các tiristor, biến điện áp xoay chiều U 2 thành điện áp một chiều - ĐK: Cuộn điện kháng cân bằng - Đ: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập Đây là thành phần chủ yếu, đối tượng cần điều chỉnh tốc độ - Bộ lọc ( Đ và C0 ): Cho những thành... = d 2π ∫ 3 0 ( 2 Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua mỗi 7) Trong khoảng 0 < α < 900, bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu với điện áp Ud > 0 Và trong khoảng 90 0 < α < 1800, bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lưu với Ud < 0 Mối quan hệ giữa Ud = f ( α ) của bộ chỉnh lưu tiristor được biểu diễn như sau: Ud Ud0 CL 0 /2 NL - Ud0 - Hệ thống chỉnh lưu 3 pha hình cầu - động cơ +) Sơ đồ nguyên... dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc từ chuyển mạch ở phần ứng ( từ thông giữ không đổi) -Truyền động dùng 2 bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng -Truyền động dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển chung Tuy nhiên, mỗi loại sơ đồ đều có ưu nhược điểm riêng và thích hợp với từng loại tải và công nghệ Do yêu cầu của tải là: - Cần chất lược điện áp ra... anốt được nối với điện áp cao nhất và phải được kích xung đồng pha với điện áp của pha đó - Tiristor nào dẫn điện thì nó sẽ gánh trọn dòng điện tải - Khi có một tiristor dẫn điện thì hai tiristor còn lại sẽ không dẫn ( nếu ta xét bỏ qua sự chuyển mạch ) -Chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc vào phương thức điều khiển và các tính chất của phụ tải Trong truyền động điện, tải của chỉnh lưu thường là... kể cả điện trở dây quấn thứ cấp của máy biến áp ) - Ld: Điện cảm mạch một chiều Để tiến hành điều chỉnh tốc độ động cơ, người ta thay đổi góc kích α của tiristor sẽ thay đổi được điện áp chỉnh lưu, làm cho điện áp đặt lên phần ứng động cơ thay đổi Trong khoảng thời gian O1O2 điện áp ra Ua có giá trị lớn nhất, đồng thời tại thời điểm O1 kích xung cho T1 T1 nhận xung kích nên dẫn điện, mở cho dòng điện. .. 6U 2 Để sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình cầu có thể làm việc được, các xung điều khiển cần có độ rộng lớn hơn 60 0 điện mới có thể đảm bảo cho việc mở đồng thời 2 tiristor ở hai nhóm 2.2.Lựa chọn sơ đồ thiết kế So với hệ thống chỉnh lưu ba pha hình tia – động cơ thì hệ thống chỉnh lưu ba pha hình cầu có nhiều ưu điểm hơn: Giá trị điện áp ngõ ra của chỉnh lưu hình cầu lớn hơn điện áp chỉnh lưu hình tia Độ... trung bình của điện áp chỉnh lưu: Ud = 22 Do đó, ta thấy khi thay đổi góc kích α thì ta có thể thay đổi được giá trị trung bình của điện áp đặt vào phần ứng động cơ Khi α biến đổi từ 0 đến π thì giá trị điện áp trung bình Ud biến thiên từ +Udmax đến –Udmax Trong khoảng thời gian OO1, T5 dẫn điện nên UngT1 = Uc – Ua Trong khoảng thời gian O3O5, T3 dẫn điện nên: UngT1 = Ub –Ua 1818 Giá trị của điện áp ngược... Khi nghịch lưu cần trả năng lượng về lứa Do đó ta chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha là hợp lý nhất Các yêu cầu khi điều khiển hệ thống tời leo : +Khi hạ neo xuống và kéo leo lên thì hạ và nâng phải từ từ tránh hiện tượng rung tàu Từ các yêu cầu trên ta phải thiết kế hệ thống điện có cơ cấu chấp hành là động cơ điện 1 chiều: Khi hạ neo thì động cơ thực hiện quá trình hãm tái sinh trả năng lượng về lưới. .. được khởi động với dòng điện là lớn nhất sau đó dòng khởi động giảm dần Ta chọn bộ truyền động dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển chung bởi nó dùng cho dòng công suất vừa và lớn có tần số đảo chiều cao và thực hiện đảo chiều êm hơn *)Tính chọn van động lực Hai thông số cần quan tâm nhất trong sơ đồ chỉnh lưu là: +Điện áp 2020 +Dòng điện Các van động lực được chọn dựa vào yếu tố sau:... tỏa nhiệt +Điện áp làm việc Để van bán dẫn làm việc an toàn không bị chọc thủng về nhiệt phải chọn và thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lý.Theo điều kiện tản nhiệt đã chọn tiến hành tính thông số dòng điện định mức của van cần có *)Các thông số cơ bản của van động lực được tính Điện áp ngược: Ulv=knv U2 Với: knv : hệ số điện áp ngược của van ku: hệ số điện áp tải phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu đã chọn . THIẾT KẾ MÔN HỌC MÔN: ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ BÀI: Đề số 47: Thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tời neo. Yêu cầu công nghệ Thông số thiết kế - Thiết. công nghệ Thông số thiết kế - Thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tời neo. - Điện áp nguồn:3. 380 VAC - Dòng điện 1 chiều định mức : 80 A - Động. nguồn U ng thành điện áp phù hợp U n đặt lên bộ chỉnh lưu. . Biến đổi số pha nguồn thành số pha phù hợp với bộ chỉnh lưu. 1010 . Đảm bảo cho nguồn và bộ chỉnh lưu chỉ quan hệ với nhau về từ mà không