Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TĐ CÓ ĐẢO CHIỀU SỬ DỤNG CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN, ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG VÀ CHỈNH LƯU ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ ====o0o==== BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN T-Đ CÓ ĐẢO CHIỀU SỬ DỤNG CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN, ĐỘNG CƠ 1 CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Đăng Khang Nhóm số:……12…… Hà nội 2023 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG VÀ CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 0 1.1 Giới thiệu chung về hệ truyền động điện .0 1.1.1 Khái niệm 0 1.1.2 Cấu trúc chung 0 1.1.3 Phân loại .1 1.2 Hệ truyền động Thyristor-Động cơ một chiều (T-Đ) 1 1.2.1 Khái niệm 1 1.2.2 Hệ T-Đ không đảo chiều .2 1.2.3 Hệ T-Đ có đảo chiều .3 1.2.4 Đặc điểm của hệ T-Đ 4 1.2.5 Tổng quan về chỉnh lưu cầu một pha có đảo chiều 5 1.3 Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập 5 1.3.1 Khái niệm 5 1.3.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều .6 1.3.3 Phân loại động cơ điện một chiều 6 1.3.4 Nguyên lý động cơ điện một chiều .6 1.3.5 Đặc tính cơ của động cơ điện 1 chiều 7 1.3.6 Các phương pháp điều chỉnh thay đổi tốc độ động cơ điện một chiều: 9 1.3.7 Kết luận: 12 1.4 Giới thiệu Thysistor 12 1.4.1 Thyristor .12 1.5 Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển hoàn toàn: 14 1.5.1 Khái niệm: 14 1.5.2 Phân loại: .15 1.5.3 Đặc điểm của điện áp và dòng điện chỉnh lưu: 15 1.5.4 Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn: 16 1.6 Các phương pháp điều khiển chỉnh lưu cầu: 19 1.6.1 Khái niệm chung 19 1.6.2 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng 20 1.6.3 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos 21 1.6.4 Bộ chỉnh lưu cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn: 21 1.6.5 Kết luận chung: 27 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN, MẠCH LỰC .28 2.1 Sơ đồ khối mạch động lực: 28 2.1.1 Chức năng của từng khối: 28 2.1.2 Sơ đồ mạch động lực hệ chỉnh lưu cầu 1 pha thyristor: 29 2.2 Giới thiệu mạch điều khiển: .29 2.2.1 Sơ đồ nguyên lý: 29 2.2.2 Yêu cầu mạch điều khiển: 30 2.2.3 Nhiệm vụ mạch điều khiển: 30 2.2.4 Nguyên tắc điều khiển: .31 2.2.5 Nguyên lý hoạt động từng khâu 31 2.2.6 Kết luận: 37 2.2.7 Xây dựng mạch điều khiển logic đảo chiều 44 a Sensor dòng điện (ACS712) 44 b Mạch logic điều khiển 46 2.2.8 Sơ đồ khối và mạch điều khiều khiển: 48 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ 50 3.1 Các thông số yêu cầu: 50 3.2 Tính toán các thông số của mạch động lực: .50 3.2.1 Tính toán, chọn van công suất: 50 3.2.2 Tính toán chọn máy biến áp chỉnh lưu 52 3.2.3 Tính toán chọn phần tử bảo vệ 60 3.3 Tính toán và chọn thiết bị mạch điều khiển: 63 3.3.1 Tính chọn TCA 785: 63 3.3.2 Tính toán các phần tử bên ngoài: 64 3.3.3 Tính chọn nguồn nuôi: 65 3.3.4 Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha 66 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ (Sử dụng MatLab simulink) 68 4.1 Mô phỏng trên MatLab 68 4.2 Trường hợp không tải 68 4.2.1 Nhận xét và đánh giá 69 4.3 Trường hợp có tải 70 4.3.1 Nhận xét và đánh giá 71 4.4 Kết luận .72 Tài Liệu tham khảo 73 Danh mục hình ảnh Chương 1 Hình 1.1 Cấu trúc chung của hệ truyền động điện 0 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động T-Đ 2 Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ T-Đ không đảo chiều .2 Hình 1.4 Sơ đồ đảo chiều bằng công tắc tơ 3 Hình 1.5 Sơ đồ mắc 2 bộ chỉnh lưu theo kiểu thuận nghịch 4 Hình 1.6 Hình ảnh động cơ điện 1 chiều 5 Hình 1.7 Cấu tạo động cơ điện một chiều 6 Hình 1.8 Sơ đồ đấu dây động cơ điện một chiều kích từ độc lập 7 Hình 1.9 Hình dạng đặc tính cơ .8 Hình 1.10 Hình dạng đặc tính cơ-điện 8 Hình 1.11 Đặc tính điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi Rf 9 Hình 1.12 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đôi từ thông 10 Hình 1.13 Đặc tính điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi Uư 12 Hình 1.14 Cấu tạo và ký hiệu của Tiristor 13 Hình 1.15 Sơ đồ mạch điều khiển chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn 16 Hình 1.16 Sơ đồ và đồ thị mạch chỉnh lưu cầu 1 phà điều khiển hoàn toàn 17 Hình 1.17 Hiện tượng trùng dẫn chỉnh lưu cầu 1 pha 18 Hình 1.18 Đồ thị dạng sóng khi xảy ra hiện tượng trùng dẫn 18 Hình 1.19 Sơ đồ khối điều khiển thyristor 19 Hình 1.20 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính .20 Hình 1.21 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos 21 Hình 1.22 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha kép điều khiển hoàn toàn 22 Hình 1.23 Sơ đồ hai bộ chỉnh lưu mắc song song ngược .23 Hình 1.24 Giản đồ dòng điện điều khiển đảo chiều tuyến tính phụ thuộc 24 Hình 1.25 Mạch trừ sử dụng OPAMP 25 Hình 1.26 Giản đồ dòng điện đảo chiều khống chế độc lập 26 Chương 2 Hình 2.1 Sơ đồ khối mạch động lực .28 Hình 2.2 Sơ đồ mạch động lực chỉnh lưu cầu 1 pha .29 Hình 2.3 Sơ đồ khối điều khiển thyristor .29 Hình 2.4 Sơ đồ mạch khâu đồng pha 31 Hình 2.5 Sơ đồ dạng sóng cảu UA, UB, UC 32 Hình 2.6 Sơ đồ mạch khâu so sánh 32 Hình 2.7 Sơ đồ dạng sóng UA,UB,UC 33 Hình 2.8 Sơ đồ phối hợp tạo xung chùm .33 Hình 2.9 Sơ đồ mạch tạo xung chùm dùng khếch đại thuật toán 34 Hình 2.10 Sơ đồ dạng sóng UE 35 Hình 2.11 Sơ đồ mạch khâu khuếch đại .35 Hình 2.12 Sơ đồ mạch điều khiển thyristor 36 Hình 2.13 Giản đồ đường cong mạch điều khiển 36 Hình 2.14 Mạch điều khiển chỉnh lưu cầu 1 pha có khâu tách xung 37 Hình 2.15 Các khâu của mạch điều khiển khi dùng IC thuật toán rời rạc 37 Hình 2.16 Các khâu khi dùng IC tích hợp TCA785 .38 Hình 2.17 Hình ảnh,sơ đồ chân TCA 785 39 Hình 2.18 Dạng tín hiệu của TCA 785 41 Hình 2.19 Sơ đồ cấu tạo TCA 785 .42 Hình 2.20 Phương án cấp xung điều khiển chỉnh lưu cầu một pha 44 Hình 2.21 Sơ đồ các chân của sensor ACS712 45 Hình 2.22 ACS712 .46 Hình 2.23 Sơ đồ mạch logic điều khiển sử dụng mạch phi tiếp điểm 47 Hình 2.24 Mạch điều khiển chỉnh lưu cầu 1 pha dùng TCA 785 có đảo chiều 49 Chương 3 Hình 3.1 Mạch R – C bảo vệ quá điện áp khi van chuyển mạch 62 Hình 3.2 Mạch R – C bảo vệ xung điện áp từ lưới .63 Hình 3.3 Sơ đồ tạo nguồn nuôi 65 Chương 4 Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển trên simulink .68 Hình 4.2 Sơ đồ mạch động lực trên simulink .68 Hình 4.3 Đồ thị dạng dòng điện và điện áp của tải và điều khiển lúc không tải 69 Hình 4.4 Đồ thị dạng dòng điện và điện áp khi có tải 71 Hình 4.5 Đồ thị dạng tốc độ và điện áp khi có tải 71 BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀNỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN (BM5) I THÔNG TIN CHUNG 1 Họ và tên GV1:………………………………… …………… 2 Họ và tên GV2:………………………………………………… STT Họ và tên MSSV Lớp- khóa 2020605811 2020DHDKTD04 SV1 Ninh Thị Liễu (NT) 2020607954 2020DHDKTD04 2020605780 2020DHDKTD03 SV2 Phạm Tùng Lâm SV3 Hoàng Đức Linh SV4 SV5 Tên sản phẩm: Báo cáo đồ án môn học II ĐÁNH GIÁ1 (Điểm từng tiêu chí và điểm cuối cùng làm tròn đến 0,5 điểm) Mục Tiêu chí đánh giá sản phẩm Điểm Điểm đánh giá tiêu/ tối đa Chuẩ SV2 SV3 SV4 TT n đầu SV1 SV5 ra học phần L1.1 Vận dụng được các kiến thức về thiết kế mạch lực, mạch điều khiển bộ biến 1 đổi công suất, hệ truyền động điện 5 ứng dụng trong các công nghệ sản suất 2 L1.2 Thiết kế, tính chọn được thiết bị cho 5 mạch lực và mạch điều khiển Tổng số 10 GIẢNG VIÊN 1 Hà Nội, ngày … tháng … năm 20… GIẢNG VIÊN 2 1 Trên cơ sở mục tiêu/chuẩn đầu ra của học phần và sản phẩm của chủ đề nghiên cứu, giảng viên xây dựng tiêu chí đánh giá và điểm tối đa của từng tiêu chí PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM (BM 1) I Thông tin chung Nhóm sinh viên gồm: STT Họ và tên MSSV Lớp- khóa SV1 Ninh Thị Liễu (NT) 2020605811 2020DHDKTD04 SV2 Phạm Tùng Lâm 2020607954 2020DHDKTD04 SV3 Hoàng Đức Linh 2020605780 2020DHDKTD03 SV4 SV5 II Nội dung học tập 1 Đề tài: Thiết kế hệ truyền động điện T-Đ có đảo chiều Sử dụng chỉnh lưu cầu 1 pha có điều khiển, động cơ 1 chiều kích từ độc lập có thông số: Uđm = 400V; Iđm=20A; Pđm=7,2KW; Uktđm=200V; Iktđm=5A; nđm=1766 v/ph PHẦN THUYẾT MINH Chương 1: Tổng quan về hệ TĐ Đ T-Đ Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển ( dùng TCA 785), mạch lực Chương 3: Tính chọn thiết bị Chương 4: Dùng phần mềm ( Psim, Simulink Power…) mô phỏng dạng song dòng điện, điện áp trên tải, trên van ở các chế độ làm việc và đáng giá kết quả 2 Hoạt động của sinh viên (xác định các hoạt động chính của sinh viên trong quá trình thực hiện Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án để hình thành tri thức, kỹ năng đáp ứng mục tiêu chuẩn đầu ra nào của học phần) - Hoạt động/Nội dung 1: Chương 1: Tổng quan về hệ TĐ Đ T-Đ Mục tiêu/chuẩn đầu ra:: Vận dụng được các kiến thức về thiết kế mạch lực, mạch điều khiển bộ biến đổi công suất, hệ truyền động điện ứng dụng trong các công nghệ sản suất - Hoạt động/Nội dung 2: Chương 2: Thiết kế mạch điều khiển ( dùng TCA 785), mạch lực Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Thiết kế, tính chọn được thiết bị cho mạch lực và mạch điều khiển - Hoạt động Nội dung 3 Tính chọn thiết bị Mục tiêu/chuẩn đầu ra: Thiết kế, tính chọn được thiết bị cho mạch lực và mạch điều khiển 3 Sản phẩm nghiên cứu (xác định cụ thể sản phẩm của chủ đề nghiên cứu cần đạt được, ví dụ: Bản thuyết minh, bài thu hoạch, mô hình, sơ đồ, bản vẽ kỹ thuật, trang website, bài báo khoa học, ) Bản báo cáo thuyết minh đồ án môn học III Nhiệm vụ học tập 1 Hoàn thành Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án theo đúng thời gian quy định (từ ngày 08/03/2023 đến ngày 28/05/2023) 2 Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước giảng viên và những sinh viên khác IV Học liệu thực hiện Tiểu luận, Bài tập lớn, Đồ án/Dự án