Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU HÌNH CẦU 1 PHA KÉP ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC[.]
06:02 11/05/2023 Documents Downloader ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU HÌNH CẦU PHA KÉP ĐỂ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP CĨ ĐẢO CHIỀU Người hướ ng dẫn: TS GIÁP QUANG HUY Sinh viên thực hiện: Số thẻ sinh viên: Nhóm HP / Lớ p: Ngành: https://documents-downloader.pages.dev/ Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa 06:02 11/05/2023 Documents Downloader MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH Ả NH .5 CHƯƠNG 1: TỔ NG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆ N MỘT CHIỀU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 1.1.1 Khái niệm: 1.1.2 Cấu tạo động điện chiều: 1.1.3 Phân loại động điện chiều: 1.1.4 Nguyên lý động điện chiều: 1.2 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆ N MỘT CHIỀU: .8 1.2.1 Đặc tính động điện: .8 1.2.2 Sơ đồ nối dây động điện chiều kích từ độc lậ p: 1.2.3 Đặc tính tự nhiên: 1.2.4 Đặc tính nhân tạo: 10 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆ N MỘT CHIỀU: 10 1.3.1 Thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng: 10 1.3.2 Thay đổi từ thơng kích từ của động cơ: .11 1.3.3 Thay đổi điện áp phần ứng động cơ: .12 1.4 KẾ T LUẬ N CHUNG: 13 CHƯƠNG 2: CHỈNH LƯU HÌNH CẦU PHA ĐIỀU KHIỂN HOÀN TOÀN 14 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 14 2.1.1 Khái niệm: 14 2.1.2 Phân loại: 14 2.1.3 Đặc điểm điện áp dòng điện chỉnh lưu: 14 2.2 CHỈNH LƯU HÌNH CẦU PHA ĐIỀU KHIỂN HỒN TỒN 15 2.2.1 Sơ đồ mạch nguyên lý: 15 2.2.2 Nguyên lý làm việc: 16 Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader 2.2.3 Điện áp dòng điện chỉnh lưu: 17 2.2.4 Hiện tượn g trùng dẫn: 17 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂ N CHỈNH LƯU: 18 2.3.1 Khái niệm chung: .18 2.3.2 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính: 19 2.3.3 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos: 19 2.4 BỘ CHỈNH LƯU CẦU PHA KÉP ĐIỀU KHIỂ N HOÀN TOÀN: .20 2.4.1 Sơ đồ nguyên lý: 20 2.4.2 Nguyên lý hoạt động: .20 2.4.3 Phương pháp điều khiển hai bộ biến đổi mắc song song ngượ c: 21 2.5 KẾ T LUẬ N CHUNG: 25 CHƯƠNG 3: THIẾT K Ế VÀ TÍNH CHỌ N CÁC PHẦ N TỬ MẠCH ĐỘ NG LỰ C 26 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 26 3.1.1 Sơ đồ khối mạch động lực: 26 3.1.2 Chức khối: 26 3.2 TÍNH TỐN MẠCH ĐỘ NG LỰ C: 26 3.2.1 Tính chọn Thyristor: 26 3.2.2 Tính tốn máy biến áp chỉnh lưu: 28 3.2.3 Thiết kế bộ lọc: 31 3.3 KẾ T LUẬ N CHUNG: 32 CHƯƠNG 4: THIẾT K Ế CÁC PHẦ N TỬ MẠCH ĐIỀU KHIỂ N 33 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 33 4.1.1 Sơ đồ khối điều khiển thyristor: 33 4.1.2 Yêu cầu mạch điều khiển: 33 4.1.3 Nhiệm vụ mạch điều khiển: 34 4.1.4 Nguyên tắc điều khiển: 34 4.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘ NG TỪ NG KHÂU: 35 Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader 4.2.1 Khâu đồng pha: 35 4.2.2 Khâu so sánh: 36 4.2.3 Khâu tạo xung chùm: .36 4.2.4 Khâu khuếch đại: 38 4.2.5 Sơ đồ mạch điều khiển: 39 4.3 TÍNH TỐN THƠNG SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂ N: 39 4.3.1 Tính biến áp xung: 40 4.3.2 Tính tầng khuếch đại cuối cùng: 40 4.3.3 Chọn cổng AND: 41 4.3.4 Chọn tụ C3 và R 9 41 4.3.5 Tính chọn bộ tạo xung chùm:\ 42 4.3.6 Tính chọn tầng so sánh: 43 4.3.7 Tính chọn khâu đồng pha: 43 4.3.8 Tạo nguồn nuôi: 44 4.3.9 Tính tốn máy biến áp nguồn ni đồng pha: 45 4.3.10 Chọn Diode cho bộ chỉnh lưu: .46 4.4 KẾ T LUẬ N CHUNG: 46 CHƯƠNG 5: MẠCH BẢO VỆ VÀ KẾ T LUẬ N 47 5.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 47 5.2 BẢO VỆ QUÁ DÒNG ĐIỆ N: .48 5.2.1 Bảo vệ dòng điện tải: 48 5.2.2 Bảo vệ dòng điện ngắn mạch: .48 5.3 BẢO VỆ QUÁ ĐIỆ N ÁP: 49 5.4 SƠ ĐỒ MẠCH BẢO VỆ CỦA MẠCH ĐỘ NG LỰC 52 5.5 KẾ T LUẬ N CHUNG: 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1: Hình ảnh động điện chiều Hình 2: Cấu tạo động điện chiều Hình 3: Sơ đồ nối dây động điện chiều kích từ độc lậ p Hình 4: Hình ảnh đặc tính – điện .9 Hình 5: Hình ảnh đặc tính cơ Hình 6: Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi R f .10 Hình 7: Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi 11 Hình 8: Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư .12 Hình 1: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu pha điều khiển hồn tồn 16 Hình 2: Sơ đồ và đồ thị u, i chỉnh lưu cầu pha có điều khiển 16 Hình 3: Hiện tượn g trùng dẫn chỉnh lưu cầu pha 17 Hình 4: Đồ thị dạng sóng xảy tượ ng trùng dẫn 17 Hình 5: Sơ đồ khối điều khiển thyristor 18 Hình 6: Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính .19 Hình 7: Ngun tắc điều khiển thẳng đứng arccos .19 Hình 8: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha kép điều khiển hoàn toàn 20 Hình 9: Sơ đồ hai bộ chinh lưu mắc song song ngượ c 21 Hình 10: Giản đồ dịng điện điều khiển đảo chiều tuyến tính phụ thuộc 22 Hình 11: Mạch tr ừ sử dụng OPAMP 23 Hình 12: Giản đồ dòng điện điều khiển đảo chiều khống chế độc lậ p 24 Hình 1: Sơ đồ khối mạch động lực 26 Hình 2: Sơ đồ mạch lọc LC 31 Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader Hình 1: Sơ đồ khối điều khiển thyristor 33 Hình 2: Sơ đồ mạch khâu đồng pha 35 Hình 3: Sơ đồ dạng sóng UA, UB, UC 35 Hình 4: Sơ đồ mạch khâu so sánh .36 Hình 5: Sơ đồ dạng sóng UA, UB, UC,UD 36 Hình 6: Sơ đồ phối hợ p tạo xung chùm .36 Hình 7: Sơ đồ mạch tạo xung chùm dùng khuếch đại thuật tốn 37 Hình 8: Sơ đồ dạng sóng UE 37 Hình 9: Sơ đồ mạch khâu khuếch đại 38 Hình 10: Sơ đồ mạch điều khiển thyristor 39 Hình 11: Giản đồ các đườn g cong mạch điều khiển 39 Hình 12: Sơ đồ chân IC 4081 41 Hình 13: Sơ đồ chân IC TL084 42 Hình 14: Sơ đồ mạch tạo nguồn nuôi 44 Hình 1: Hình ảnh giai đoạn dây chảy .49 Hình 2: Sơ đồ bảo vệ các thiết bị biến đổi dùng cầu chì 49 Hình 3:Sơ đồ bảo vệ dùng mạch RLC 50 Hình 4: Hình ảnh dùng mạch RC để bảo vệ quá áp .51 Hình 5: Sơ đồ mạch bảo vệ của mạch động lực 52 Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1.1 GIỚ I THIỆU CHUNG: 1.1.1 Khái ni ệm: Động điện chiều loại máy điện chiều biến điện dòng chiều thành Khi máy điện chiều làm việc chế độ động cơng suất đầu vào công suất điện cơ, công suất đầu công suất cơ. Hình 1: Hình ảnh động điện chiều 1.1.2 C ấu tạ o củ a động điện chi ều: Động điện chiều phân thành hai thành phần gồm: phần tĩnh phần động. Hình 2: C ấ u tạ o động điện chiề u 1- Thép, 2- Cực với cuộn kích từ, 3- Cực phụ với cuộn dây, 4- Hộ p ổ bi, 5Lõi thép, 6- Cuộn phần ứng, 7- Thiết bị chổi, Cỗ góp, 9- Tr ục, 10- Nắ p hộp đấu dây Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader 1.1.3 Phân loại động điện chi ều: Động điện chiều phân loại theo kích từ thành loại sau: • • • • Động điện chiều kích từ độc lập: Phần ứng phần kích từ cung cấp từ hai nguồn riêng lẻ. Động điện chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ mắc song song với phần ứng. Động điện chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ mắc nối tiếp với phần ứng. Động điện chiều kích từ hỗn hợp: Gồm có hai cuộn dây kích từ, cuộn mắc song song với phần ứng, cuộn mắc nối tiếp với phần ứng. 1.1.4 Nguyên lý động điện chi ều: Động điện chiều hoạt động dựa tác dụng từ trường lên khung dây dẫn có dịng điện chạy qua đặt từ trường Khi hoạt động động điện chiều biến điện dòng điện chiều thành năng. 1.2 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU: 1.2.1 Đặc tính động điện: Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay mômen của động cơ: M = f(ω). 1.2.2 Sơ đồ nối dây củ a động điện chi ều kích từ độc lậ p: Động điện chiều kích từ độc lậ p: nguồn chiều cấ p cho phần ứng cấ p cho kích từ độc lậ p Hình 3: Sơ đồ nối dây động điệ n chiều Sinh viên thực hiện: kích t ừ độc l ậ p Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader Phương trình cân điện áp: • • Uư = Eư +(R ư + R f ).Iư Sức điện động phần ứng động cơ: ϕω ϕ = kϕư ưkϕ Eư = K Momen điện từ của động cơ: M = K Iư • Phương trình đặc tính - điện: Hình 4: Hình ảnh • Phương trình đặc tính cơ: đặc tính – điện = Kϕư ưKϕ Hình 5: Hình ảnh đặc tính cơ 1.2.3 Đặc tính cơ tự nhiên: Đặc tính tự nhiên: đặc tính có tham số định mức không sử dụng thêm thiết bị phụ tr ợ khác Mỗi động chỉ có đặc tính tự nhiên Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy https://documents-downloader.pages.dev/ 06:02 11/05/2023 Documents Downloader • ư = K ϕ K ϕ = ư K ϕ K ϕ Phương trình đặc tính – điện tự nhiên: • Phương trình đặc tính tự nhiên: 1.2.4 Đặc tính nhân tạo: = K ϕ K ϕ Đặc tính nhân tạo đặc tính có mộ t tham số khác định mức có điện tr ở phụ trong mạch phần ứng động cơ. Mỗi động có thể có nhiều đặc tính nhân tạo Phương trình đặc tính cơ: • 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH THAY ĐỔI TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU: = K ϕ K ϕ 1.3.1 Thay đổi điện tr ở phụ trong mạch phần ứ ng: Từ phương trình đặc tính cơ: Ta thấy r ằng thay đổi R f thì cịn thay đổi, ta đường đặc tính điề u chỉnh có d ốc d ần R f càng lớ n, vớ i t ải tốc độ Hình 6 : Đặc tính điề u chỉ nh t ốc độ bằng cách thay đổ i R f Sinh viên thực hiện: Hướn g dẫn: TS Giáp Quang Huy 10 https://documents-downloader.pages.dev/