Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 34 Chọn R 23 =2600 K C 8 = 10 μF Vậy t x = 1,1. R 23 . C 8 = 26 giây. Điều này có nghĩa sẽ cho phép cấp quá kích từ khoảng 26 giây. Nếu quá thời gian này thì bộ tạo trễ sẽ tạo tín hiệu để ngắt mạch điều khiển , khởi động lại động cơ lại từ đầu. Như vậy thực chất bộ tạo trễ chính là tạo ra khoảng thời gian vài trục giây thực hiện quá kích từ, và quá trình này điều khiển được. 9. Chọn rơle, công tắc tơ. Điện áp đưa vào OA u và OA 5 là 8V (điện áp do phát tốc phát ra khi động cơ đồng bộ có khả năng vào đồng bộ) Có: +E = 12V. -E = -12V. Chọn VR 3 = VR 4 = 470Ω với p = 0,125W. Vậy điện áp ngưỡng để khi động cơ có khả năng vào đồng bộ. U (-0A4) = 8V, U (+0A5) = -7,5 là điện áp ngưỡng để cấp quá kích từ đồng bộ. Vậy αVR 3 = Ω ( ) 128 125,0 16712 3 2 == − VR P αVR 4 = Ω ()() 162 125,0 5,712 2 = −−− Chọn điện áp tương đương của RL 1 , RL 2 là 12V, điện trở là 240 Ω Như vậy dòng qua cuộn hút của role là = 0,05 A 240 12 Vậy Tr 5 , Tr 6 là tranzito loại SM 3181 có I c = 5A, P = 1W, U = 15, β = 100. Do đó dòng bazơ của 2 tranzito là i β = mA i c 40 100 4 == β 10. Tạo nguồn nuôi Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 35 A B C Ecs C12 C10 C11 C13 7812 7912 a b c c b a +1 2 -12 Dùng mạch chỉnh lưu 3 pha dùng diot . Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 12 (V) để cấp cho biến áp xung, nuôi IC , các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ. Coi sụt áp trên 7812, 7912 là 3 V. Khi đó điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi là: 15%10 34,2 15 + =7,9 V. Vậy ta chọn U 2 = 8 V Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và 7912, các thông số chung của vi mạch này: Điện áp đầu vào : U V = 7÷35 (V). Điện áp đầu ra : U ra = 12(V) với IC 7812. U ra = -12(V) với IC 7912 Dòng điện đầu ra :I ra = 0÷1 (A). Tụ điện C 4 , C 5 dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao. Chọn C 4 = C 5 =C 6 =C 7 = 470 (μF) ; U= 35 V 11. Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha: + Ta thiết kế máy biến áp dùng cho cả việc tạo điện áp đồng pha và tạo nguồn nuôi, chọn kiểu máy biến áp 3 pha 3 trụ, trên mỗi trụ có 3 cuộn dây, một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp. + Điện áp lấy ra ở thứ cấp máy biến áp làm điện áp đồng pha lấy ra thứ cấp làm nguồn nuôi: U 2 = U 2dph = U N = 9 (V). + Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha: I 2dph = 1( m A) + Công suất nguồn nuôi cấp cho biến áp xung: P dph = 6. U 2dph . I 2dph = 6.9.1.10 -3 = 0,054 (w) . Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 36 + Công suất tiêu thụ ở 5 IC TL 084 sử dụng làm khuếch thuật toán ta chọn một IC TL 084 có công suất là 0,68W để tạo 1 cổng AND. P 6IC = 6. P IC = 6 . 0,68 = 4,08 (w) + Công suất biến áp xung cấp cho cực điều khiển Tiristo. P x = 6. U dk . I dk = 6. 3. 0,3 = 5,4 (W) + Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi. P N = P dph +P 6IC +P x P N = 0,054 +4,08+ 5,4 = 9,534 ( W) . + Công suất của máy biến áp có kể đến 5% tổn thất trong máy: S= 1,05 . (P dph + P N ) = 1,05. ( 0,054+ 9,534) = 10,0674 ( VA). + Dòng điện thứ cấp máy biến áp: I 2 = (A) 186,0 9.6 0674,10 6 2 == U S + Dòng điện sơ cấp máy biến áp : I 1 = (A) 05,0 63,67.3 6074,10 .3 1 == U S + Tiết diện trụ của máy biến áp được tính theo công thức kinh nghiệm : Q t = k Q . = 6. (cm 2 ) fm S . 55,1 50.3 0674,10 = Trong đó: k Q = 6- hệ số phụ thuộc phương thức làm mát. m= 3- số trụ của biến áp . f = 50- tần số điện áp lưới. chuẩn hóa tiết diện trụ: Q t = 1,63 (cm 2 ). kích thước mạch từ lá thép dày σ = 0,5 (mm) Số lượng lá thép : 68 lá a=12mm b=16mm h=30mm hệ số ép chặt k c = 0,85 . Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 37 C h H a a a L H×nh 1.41 .KÝch th−íc m¹ch tõ biÕn ¸p + Chọn mật độ từ cảm B =1T ở trong tụ ta có số vòng dây sơ cấp : w 1 = = ( vòng) QtBf U 44,4 1 1869 10.63,1.1.50.44,4 63,67 4 = − + Chọn mật độ dòng điện J 1 = J 2 = 2,75 (A/mm 2 ) Tiết diện dây quấn sơ cấp: S 1 = = = 0,018 (mm 2 ) 1.1.3 J U S 75,2.63,67.3 0674,10 Đường kính dây quấn sơ cấp : d 1 = = 0,15 (mm) π 1.4 S Chọn d 1 = 0,18 mm để đảm bảo độ bền cơ. Đường kính có kể cách điện: d lcd = 0,12 (mm). + Số vòng dây quấn thứ cấp : W 2 = (vòng) 7,248 63,67 9.1869 . 1 1 2 ==W U U Ta chọn W 2 = 249 vòng + Tiết diện dây quấn thứ cấp: S 2 = (mm 2 ) 068,0 75,2.9.6 0674,10 .6 22 == JU S + Đường kính dây quấn thứ cấp : d 2 = (mm) 294,0 068,0.42.4 == ππ S Chuẩn hoá đường kính : d 2 = 0,3 (mm) Đường kính có kể đến cách điện : d 2cd = 0,35 (mm) Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 38 + Có k ld = hc ww dd cdlcd . )2.1 ( 2 2 2 4 2 + π ⇒ c = () hk WdWd ld ldld . 4 .2 2 2 21 2 1 + π Thay số (chọn hệ số lấp đầy k ld =0,7) thì cửa sổ có chiều rộng là: c = (mm) 442,8 30.7,0 )249.35,01869.21,0.( 4 .2 22 = + π Chọn c = 12 mm + Tính chọn điôt cho bộ chỉnh lưu nguồn nuôi: Dòng điện hiệu dụng qua điôt: I Đhd = = (A) 2 2 I 1315,0 2 186,0 = Điện áp ngược lớn nhất mà điôt phải chịu: U Nmax = . U 2 = 22 (v) 6 Chọn điôt có dòng định mức: I dm ≥ K i . I Đhd =10 . 0,1315 = 1,315 (A) Chọn điôt có điện áp ngược lớn nhất: U n = k u . U Nmax = 2.22 = 44 (V) Chọn điôt loại KII208A có các thông số: Dòng điện định mức: I dm = 1,5 (A) Điện áp ngược cực đại của điôt: U N = 100 (V). 12. Mạch hạn chế. Mạch hạn chế trong điều khiển truyền động điện thường được bố trí để hạn chế lượng đặt dòng điện hoặc mômen và hạn chế tín hiệu điều khiển. Mạch hạn chế đơn giản như sau: Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 39 Do vậy ta có đặc tính của mạch hạn chế. U 2 U + U - Giá trị điện áp được chỉnh định bởi chiết áp P 1 và P 2 . 13. Khâu tích phân Điện áp đưa vào đầu OA 1 chọn là 8V. Điện áp đặt là 12V: chọn R 9 = 10 V, có công suất là P = 0,125W. Vậy sụt áp trên R 9 là ΔU R9 = VRP 12,1125,0.10. 9 == Chọn VR 1 = 1K có công suất là 0,125W, điện áp đầu ra là U VR1 = 10 Vậy ta có: α . VR 1 = (Ω). 800 125,0 10 2 = Chọn R 11 = R 13 = 400 Ω. Điện áp đầu vào âm OA 2 là U OA2 = 10 – 8 =2 V. (do điện áp máy phát tốc ra là 8V) Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 40 ⇒ K l = 11 12 25,0 8 2 R R == ⇒ R 2 = 0,25. R 11 = 400. 0,25 = 100 (Ω). Chọn tụ C 3 = 0,68 μF.Lúc đó hằng số tích phân của bộ điều chỉnh là T r : T r = C 2 .R 12 = 0,68.10 -6 .100 = 0,068 ms. Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 41 KẾT LUẬN Hiện nay, việc ứng dụng các thành tựu khoa học tiến vào thực tế các ngành sản xuất ở nước ta không còn là điều mới mẻ,song việc ứng dụng như thế nào và ứng dụng vào đầu lại là một vấn đề lớn cần giải quyết. Chính vì thế việc nghiên cứu và triển khai các thành tựu khoa học kỹ thuật đặc biệt là hệ thống điều khiển tự động hóa vào thực tế mang một ý nghĩa rất lớn. Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu em đã có được những kiến thức cơ bản về mạch tự động cấp kích từ cho động cơ đồng bộ. Mạch đảm bảo cho quá trình khởi động động cơ theo chế độ khởi động không đồng bộ. Trong quá trình làm việc phải cho phép chế độ quá kích thích trong một khoảng thời gian và điều chỉnh được. Do điều khiện khách quan cũng như lượng kiến thức của bản thân còn hạn chế nên em rất mong nhận được sử chỉ bảo của các thầy cô giáo. Một lần nữa em xin chần thành cảm ơn thầy giáo Phạm Quốc Hải cùng các thầy cô giáo trong bộ môn đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện để em hoàn thành bản đồ án này. Hà nội, tháng 6 – 2004 Sinh Viên Vũ Thị Bích Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hướng dẫn thiết kế mạch điển tử công suất – Phạm Quốc Hải. 2. Hướng dẫn thiết kế mạch điển tử công suất – Trần Văn Thịnh. 3. Điển tử công suất – Nguyễn Bính 4. Điển tử công suất và điều khiển động cơ điện – Cyrlw.lander biên dịch Lê Văn Danh. 5. Máy điện 2 – biên dịch Vũ Gia Hanh – Phan Tử Thụ. 6. Điều chỉnh tự động truyền động điện Nguyễn Văn Liễn – Bùi Quốc Khánh – Phạm Quốc Hải – Dương Văn Nghi. Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 43 Mục Lục Trang Lời nói đầu 1 Chương 1: Tìm hiểu công nghệ và yêu cầu kỹ thuật của thiết bị 2 I. Động cơ đồng bộ 2 1. Khái niện chung 2 2. Nguyên lí làm việc 3 3. Đặc tính cơ 3 4. Mở máy đông cơ đồng bộ 3 5. Vào/ ra đồng bộ 5 II. Yêu cầu công nghệ và kỹ thuật 6 Chương 2: Lựa chọn phương án 8 I. Hệ kích từ máy đồng bộ 8 1. Hệ kích từ dùng máy phát 1 chiều 8 2. Hệ kích từ dùng máy từ xoay chiều kích từ kết hợp với bộ chỉnh lưu 9 3. Hệ từ kích thích 9 [...].. .Đồ án điện tử công suất II Sơ đồ chỉnh lưu 9 1 Chỉnh lưu một pha 9 2 Chỉnh lưu ba pha 10 Chương 3: Sơ đồ nguyên lí mạch thiết kế 12 I Mạch lực 12 II Mạch điều khiển 14 Chương 4: Tính toán mạch lực 16 Chương 5: Tính toán mạch điều khiển 26 Kết luận 39 Tài liệu tham khảo 40 Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 44 . em hoàn thành bản đồ án này. Hà nội, tháng 6 – 20 04 Sinh Viên Vũ Thị Bích Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 42 TÀI LIỆU THAM. A) + Công suất nguồn nuôi cấp cho biến áp xung: P dph = 6. U 2dph . I 2dph = 6.9.1.10 -3 = 0,0 54 (w) . Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 36 + Công suất tiêu. 9 3. Hệ từ kích thích 9 Đồ án điện tử công suất Sinh Viên: Vũ Thị Bích- TĐH2-K46 44 II. Sơ đồ chỉnh lưu 9 1. Chỉnh lưu một pha 9 2. Chỉnh lưu ba pha 10 Chương 3: Sơ đồ nguyên lí mạch thiết