Đồ án điện tử công suất ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI THIẾT BỘ BĂM ÁP ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU CHO PHẦN ỨNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : NGUYỄN VĂN MINH TRÍ SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN QUYẾT THẮNG TRẦN XUÂN LỈNH NGUYỄN HUY HOÀNG SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất MỤC LỤC Trang Mục lục Lời mở đầu Chương I Tổng quan điều khiển tốc độ động điện chiều I II III Giới thiệu động điện chiều Đặc tính động điện chiều Các phương pháp điều khiển tốc độ động điện chiều + Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ tông + Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ Rf + Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp 10 IV 11 Lựa chọn phương án điều khiển tốc độ Chương II Phân tích hệ truyền động Bộ băm điện áp chiều Động điện chiều I Chọn động II Tổng quan băm áp chiều + Bộ băm áp nối tiếp + Bộ băm áp song song + Bộ băm hỗn hợp III Thiết kế băm áp chiều + Chọn băm kiểu nối tiếp + Quá trình diễn biến dòng áp mạch + Tính chọn phần tử mạch băm Chương III Tính toán mạch động lực chọn thiết bị bảo vệ I Tính toán mạch động lực + Thông số động + Phương trình đặc tính động điện chiều + Tính chọn linh kiện động lực SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 12 12 12 12 16 19 20 20 21 22 25 25 25 25 26 Đồ án điện tử công suất II Chọn thiết bị bảo vệ 29 + Bảo vệ nhiệt cho thyristor 29 + Bảo vệ dòng cho thyristor 31 + Bảo vệ áp cho thyristor 32 Chương IV Tính chọn mạch điều khiển 35 I Nguyên lí điều khiển II Sơ đồ mạch điều khiển III Lựa chọn mạch điều khiển + Khâu tạo tần số + Khâu so sánh + Khâu khuếch đại xung IV Tính chọn mạch điều khiển 35 36 37 37 38 39 40 + Khâu tạo tần số 40 + Khâu so sánh 41 + Tạo điện áp điều khiển 41 + Khâu khuếch đại công suất 42 + Tạo nguồn nuôi 50 Kết luận 57 Tài liệu tham khảo 58 LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp điện tử ngành nghiên cứu, chế tạo van bán dẫn; biến đổi ứng dụng Từ đời nay, ngành không ngừng phát triển qui mô lẫn chất lượng Các van bán dẫn ngày có tốc độ đóng cắt nhanh hơn, công suất lớn (Điện tử công suất) như: diode, thyristor, transistor, IGBT chịu điện áp cao dòng lớn; thiết bị bán SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất dẫn cực nhỏ vi mạch, vi mạch đa chức năng, vi xử lí phần tử thiết yếu mạch điều khiển thiết bị bán dẫn công suất nói Ngày nay, không riêng nước phát triển, nước ta, thiết bị bán dẫn thâm nhập vào nhành công nghiệp lĩnh vực sinh hoạt Các xí nghiệp, nhà máy xi măng, thủy điện, giấy, đường, dệt, sợi, đóng tàu sử ngày nhiều thành tựu công nghiệp điện tử, minh chứng cho phát triển ngành công nghiệp Chính thế, việc học nghiên cứu Điện tử công suất thực cần thiết Bên cạnh học lớp nhóm em giao nhiệm vụ nghiên cứu đề tài “Thiết kế băm áp chiều cho phần ứng động điện chiều kích từ độc lập” Chúng em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Minh Trí hướng dẫn chúng em suốt trình thực đề tài Vì thiếu kinh nghiệm, trình thực không tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận dẫn góp ý từ quý thầy cô ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU I Giới thiệu động chiều SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất Hiện ngành công nghiệp đại, máy điện chiều xem loại máy quan trọng, thiếu sản xuất Nó dùng làm động điện, máy phát điện hay dùng điều kiện làm việc khác tùy theo mục đích sử dụng Động điện chiều có mặt lĩnh vực công nghiệp giao thông vận tải, thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục phạm vi rộng (như máy cán ép, máy công cụ lớn, đầu máy điện,…) Ưu điểm động điện chiều dùng làm động hay máy phát tùy ý theo điều kiện làm việc khác Song ưu điểm lớn động điện chiều điều chỉnh tốc độ khả tải, đông điện chiều điều chỉnh rộng xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng cao Nhược điểm động chiều có giá thành đắt động xoay chiều khác sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp Động điện chiều có công suất nhỏ khoảng 75%÷85% Động điện chiều có công suất trung bình lớn khoảng85%÷94% Công suất lớn động điện chiều vào khoảng 1000KW, điện áp vào khoảng vài trăm đến 1000V Động điện chiều ngày cải tiến tính với chất lượng tốt hơn, nâng cao tiêu kinh tế động chế tạo máy có công suất lớn SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất Hình 1.1 Cấu tạo động điện chiều II Đặc tính động điện chiều kích từ độc lập Khi động làm việc, roto mang cuộn ứng quay từ trường cuộn cảm nên cuộn ứng lại xuất sức điện động cảm ứng (hay gọi sức phản điện động) có chiều ngược với chiều điện áp đặt vào phần ứng động Phương trình điện áp mạch roto là: Trong : • U điện áp lưới (V) • E sức điện động động (V) • dòng điện phần ứng động (A) • điện trở toàn mạch phần ứng (Ω) • điện trở mạch phần ứng (Ω) • điện trở phụ mạch phần ứng (Ω) Với:   điện trở cuộn phần ứng (Ω) điện trở tiếp xúc chổi than phiến góp (Ω)  điện trở cuộn bù (Ω)  điện trở cuộn phụ (Ω) SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất Sức điện động phần ứng tỉ lệ với tốc độ quay roto: Trong đó: • • • từ thông qua cực từ (Wb) tốc độ góc roto (rad/s) k hệ số phụ thuộc vào kết cấu động cơ: Với :  p số đôi cực từ  N số dẫn tác dụng cuộn ứng  a số mạch nhánh song song cuộn ứng Nhờ lực từ trường tác dụng vào dây quấn ứng có dòng điện, roto quay tác dụng momen quay Phương trình đặc tính động điện chiều kích từ độc lập III Các phương pháp điều khiển tốc độ động điện chiều Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ tông Hình 1.2Sự thay đổi từ thông làm thay đổi tốc độ động n (vòng/phút) n0’’’ n0’’ θδ’’’ θδ’’ θδ’ θδđm n0’ n0đm SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Mđm(Iđm) M(Iư) Đồ án điện tử công suất Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng kích từ động qua điện trở mắc nối tiếp mạch kích từ Phương pháp cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nghĩa giảm dòng điện kích từ (I kt ≤ Iktdm) thay đổi phía giảm từ thông Khi giảm từ thông, đặc tính dốc có tốc độ không tải lơn Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông có đặc điểm : − Từ thông giảm tốc độ không tải lý tưởng đặc tính tăng, tốc độ đông lớn − Độ cứng đặc tính giảm giảm từ thông − Chỉ thay đổi tốc độ phía tăng theo phương pháp − Với tải không lớn tốc độ tăng từ thông giảm với tải lớn tốc độ tăng giảm tùy theo tải − Có thể điều chỉnh trơn dải điều chinh D ≈ 3÷1 − Tiết kiệm chi phí tổn hao điều chỉnh thấp Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ R f mạch phần ứng Nếu nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng phươn trình đặc tính trở thành: Khi tăng điện trở mạch phần ứng, đặc tính dốc giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng Trên hình 1.3, ta có đường đặc tính ứng với trị số khác Rf0 =0 đặc tính tự nhiên n (vòng/phút) n0 Rf0 Rf1 Rf2 SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Mđm(Iđm) Rf3 M(Iư) Đồ án điện tử công suất Hình 1.3 Sự thay đổi điện trở phụ Rf làm thay đổi tốc độ động Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ Rf có đặc điểm : − Điện trở mạch phần ứng tăng độ dốc đặc tính lớn, đặc tính mền độ ổn định tốc độ kém, sai số tốc độ lớn − Phương pháp cho phép thay đổi độ phía giảm − Tổn hao công suất dạng nhiệt điện trở điều chỉnh lớn − Dải điều chỉnh phụ thuộc trị số moomen tải tải nhỏ dải điều chỉnh D cang nhỏ Phương pháp thường cho D ≈ 5÷1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp Hình 1.4 Sự thay đổi điện áp làm thay đổi tốc độ động n (vòng/phút) (Uđm) Uđm Mđm(Iđm) M(Iư) Phương pháp áp dụng động điện chiều kích từ độc lập động điện kích thích song song làm việc chế độ kích từ độc lập Khi thay đổi U ta có họ đặc tính độ dốc (hình 1.4) SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện tử công suất Trên hình 1.4: đường ứng với Uđm đường 2, ứng với Uđm> U2 > U3 đường ứng với U4 > Uđm.Vì không cho phép vượt điện áp định mức nên phương pháp cho phép điều chỉnh giảm tốc độ, việc điều chỉnh tốc độ định mức không áp dụng thực phạm vi hẹp Phương pháp điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp có đặc điểm : − Lúc điều chỉnh tốc độ mômen không đổi Iư không đổi − Có từ thông không đổi nên đặc tính có độ cứng không đổi − Tốc độ không tải lý tưởng tùy thuộc vào giá trị điện áp U đk hệ thống − Dải điều chỉnh tốc độ hệ thống bị chặn đặc tính đặc tính ứng với điện áp Uđm đm − Với cấu máy cụ thể có ω 0max, KM, Mđm xác định phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị độ cứng IV Lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ Theo đề độ án là: “ Thiết kế băm điện áp chiều cho phần ứng động điện chiều kích từ độc lập ” nhóm em lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cách thay đổi điện áp phần ứng Bởi ưu điểm phương pháp so với hai phương pháp là: • Hiệu suất điều chỉnh cao (phương trình điều khiển là tuyến tính, triệt để) hơn, tổn hao công suất điêù khiển nhỏ • Việc thay đổi điện áp phần ứng cụ thể là làm giảm U dẫn đến mômen ngắn mạch giảm, dòng ngắn mạch giảm Điều này rất có ý nghĩa lúc khởi động động • Độ sụt tốc tuyệt đối toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen điều chỉnh xác định là nên dải điều chỉnh đều, trơn, liên tục SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 10 Đồ án điện tử công suất Khâu khuếch đại công suất ∗ Chọn tất cả các Diot mạch điều khiển dùng loại 1N4009, có tham số sau: − Dòng điện định mức : Iđm = 10 (mA) − Điện áp ngược lớn : UN = 25 (V) − Điện áp diot mở thông : Um = (V) ∗ Tính chọn biến áp xung a) Biến áp xung cho thyristor Tp Ta có thông số để tính mạch điều khiển xuất phát từ yêu cầu xung mở thyristor Tp − − − − − − − − Điện áp điều khiển thyristor TP : Uđk = 3V Dòng điện điều khiển thyristor TP : Iđk = 0.15 A Thời gian mở thyristor TP : tm = 20 μs Độ rông xung điều khiển : tx = 3.tm = 3.20=60 μs Tần số xung điều khiển : fx = 8333 Hz Độ đối xứng cho phép : ∆ = 4° Điện áp nguồn nuôi mạch điều khiển : U = ± 12 V Mức sụt biên độ xung : Sx = 0.15 Từ ta tính toán thông số máy biến áp xung − Chọn vật liệu làm lõi sắt ferit HM Lõi có dạng hình xuyến, làm việc phần đặc tính từ hóa có: ∆B=0,3 T; ∆H= 30 A/M=m, khe hở không khí − Tỷ số biến áp xung khoảng : m= 2÷ 3; chọn m=3 − Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U2=Uđk=3 V − Điện áp cuộn sơ cấp máy biến áp xung : U1= m.U2=3.3= V − Dòng điện thứ cấp máy biến áp xung: I2 = Iđk= 0,15 A − Dòng điện sơ cấp máy biến áp xung: I1 = I2 / m = 0.15 / 3= 0,05 A − Độ tự thẩm trung bình tương đối lõi sắt : Trong μ0 = 1,25.10−6 H/m: độ tự thẩm không khí − Thể tích lõi thép cần có : SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 39 Đồ án điện tử công suất m3 = 0,45 cm3 Chọn mạch từ tích V = 0,645 cm3 Với thể tích ta có thước mạch từ sau: a =2,5 mm ; b= 4mm ; d= 18 mm ; D=23 m ; Q=0,1 cm2 ; l=6,45 cm a d D d Hình 4.6 Hình chiếu lõi máy biến áp − Số vòng dây quấn sơ cấp máy biến áp xung: vòng − Số vòng dây quấn thứ cấp máy biến áp xung: vòng − Tiết diện dây quấn sơ cấp : mm3 Chọn mật độ dòng điện J1=6 A/mm2 − Đường kính dây quấn sơ cấp : mm Chọn d1 = 0,1 mm − Tiết diện dây quấn thứ cấp : mm2 SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 40 Đồ án điện tử công suất Chọn mật độ dòng điện J2= A/mm2 − Đường kính dây quấn thứ cấp : mm Chọn d2 = 0,23 mm − Kiểm tra hệ số lấp đầy : Như đủ diện tích cần thiết Để hạn chế dòng điều khiển cho ta mắc thêm điện trở nối tiếp với cực điều khiển = b) Biến áp xung cho thyristor Ta Ta có thông số để tính mạch điều khiển xuất phát từ yêu cầu xung mở thyristor Ta − − − − − − − − Điện áp điều khiển thyristor TP : Uđk = 0,8 V Dòng điện điều khiển thyristor TP : Iđk = mA Thời gian mở thyristor TP : tm = 40 μs Độ rông xung điều khiển : tx = 3.tm = 3.40=120 μs Tần số xung điều khiển : fx = 4170 Hz Độ đối xứng cho phép : ∆ = 4° Điện áp nguồn nuôi mạch điều khiển : U = ± 12 V Mức sụt biên độ xung : Sx = 0.15 Từ ta tính toán thông số máy biến áp xung − Chọn vật liệu làm lõi sắt ferit HM Lõi có dạng hình xuyến, làm việc phần đặc tính từ hóa có: ∆B=0,3 T; ∆H= 30 A/M=m, khe hở không khí SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 41 Đồ án điện tử công suất − − − − − − Tỷ số biến áp xung khoảng : m= 2÷ 3; chọn m=2 Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U2=Uđk=0,8 V Điện áp cuộn sơ cấp máy biến áp xung : U1= 2.U2=2.0,8= 1,6 V Dòng điện thứ cấp máy biến áp xung: I2 = Iđk= mA Dòng điện sơ cấp máy biến áp xung: I1 = I2 / m = / 2= 2,5mA Độ tự thẩm trung bình tương đối lõi sắt : Trong μ0 = 1,25.10−6 H/m: độ tự thẩm không khí − Thể tích lõi thép cần có : 0,123 cm3 Chọn mạch từ tích V = 0,645 cm3 Với thể tích ta có thước mạch từ sau: a =1 mm ; b= 3mm ; d= 12 mm ; D=14 m ; Q=0,03 cm2 ; chiều dài trung bình mạch từ l = 4,1cm ( hình 4.6 trên) − Số vòng dây quấn sơ cấp máy biến áp xung: vòng − Số vòng dây quấn thứ cấp máy biến áp xung: vòng − Tiết diện dây quấn sơ cấp : mm3 Chọn mật độ dòng điện J1=6 A/mm2 − Đường kính dây quấn sơ cấp : mm Chọn d1 = 0,1 mm − Tiết diện dây quấn thứ cấp : mm2 SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 42 Đồ án điện tử công suất Chọn mật độ dòng điện J2= A/mm2 − Đường kính dây quấn thứ cấp : mm Chọn d2 = 0,1 mm − Kiểm tra hệ số lấp đầy : Như đủ diện tích cần thiết ∗ Chọn tất transitor mạch điều khiển dùng loại 2SC9111 làm việc chế độ xung có thông số sau: − Transitor loại NPN, vật liệu bán dẫn Si − Điện áp colectơ bazơ hở mạch emitơ: UCBO = 40 V − Điện áp emitơ bazơ hở mạch colectơ: UEBO = V − Dòng điện lớn colectơ chịu đựng : ICmax = 500 (mA) − Công suất tiêu tán colectơ : PC = 1,7 W − Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp : T1 = 175°C − Hệ số khuếch đại : = 50 − Dòng làm việc colectơ : + Với thyristor Tp IC = I1 =0,05 A + Với thyristor Ta IC = I1 = 2,5.10−3 A + + − Dòng làm việc bazơ : Với thyristor Tp =1 mA Với thyristor Ta =0,05 mA Ta thấy với loại thyristor chọn có công suất điều khiển bé , nên dòng colectơ – bazơ transitor Tr1 Tr3 bé trường hợp ta không cần transitor Tr2và Tr4 mà đủ công suất điều khiển transitor Chọn nguồn cấp cho máy biến áp xung : E = + 12 V Với nguồn E=12 V ta phải mắc thêm điện trở R10 nối tiếp với cực emitơ Tr1 điện trở R11 nối tiếp với cực emitơ Tr3, từ ta có: SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 43 Đồ án điện tử công suất Ω Chọn giá trị điện trở R10 = 62 Ω Ω Chọn giá trị điện trở R11 = 3,9 kΩ Tính chọn R6 C2 có nhiệm vụ hạn chế dòng vào bazơ Tr1 : Ω Chọn giá trị điện trở R6 = 12 kΩ μF = nF Chọn giá trị tụ điện C2 = 4,7 nF Tính chọn R9 C3 có nhiệm vụ hạn chế dòng vào bazơ Tr3 : Ω Chọn giá trị điện trở R9 = 200 kΩ μF = 0.6 nF Chọn giá trị tụ điện C2 = nF Để đồng xung kích mở khóa thyristor khuêch đại đảo hệsố ⇒ R7 = R8 tương tự với cách tính khâu so sánh R7 = R8= 15 kΩ SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 44 Đồ án điện tử công suất Điện trở hạn chế dòng cho Hình 4.7 sơ đồ khâu khuếch đại hoàn chỉnh Tạo nguồn nuôi Ta cần tạo nguồn điện áp để cấp cho biến áp xung, nuôi IC, tạo điện áp điều khiển n1 n2 SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 45 Đồ án điện tử công suất u1 u2 u1’ u2’ Khối tạo nguồn Khối tạo xung kích IGBT Khối tạo điện áp +12V Sơ đồ nguyên lí tạo nguồn nuôi a Khối tạo nguồn a.1 Nguyên lí: Từ nguồn chiều E cho trước, ta dùng nghịch lưu áp pha, sử dụng khóa bán dẫn IGBT máy biến áp có điểm giữa, để tạo điện áp xoay chiều dạng xung cuộn thứ cấp máy biến áp Điện áp chỉnh lưu qua cầu diode ổn áp qua IC 7812 7912 ta điện áp mong muốn SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 46 Đồ án điện tử công suất Thông số IC ổn áp: Điện áp đầu vào: Điện áp đầu ra: Dòng điện ra: = ÷ A Tụ điện a.2 Tính toán: + Chọn loại máy biến áp pha, trụ, trụ có cuộn sơ cuộn thứ + Công suất Công suất tiêu thụ IC TL084 sử dụng làm khuếch đại thuật toán: + Công suất BAX cấp cho cực điều khiển tiristo: + Công suất dùng để tạo + Tổng công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi: SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 47 Đồ án điện tử công suất + Tổng công suất có kể đến tổn hao máy biến áp: S= 1.23*= 1.23*3.654 = 4.45 VA + Điện áp thứ cấp máy biến áp: ( Với Chọn + Dòng điện thứ cấp máy biến áp: + Điện áp sơ cấp máy biến áp: + Dòng điện sơ cấp: Ta có:  + Điện trở + Tiết diện trụ máy biến áp tính: Trong đó: Chuẩn hóa thông số : Kích thước mạch từ thép dày SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 48 Đồ án điện tử công suất Số lượng thép: 26 lá; a = 12 mm; b = 10 mm; h = 30 mm, c = 12mm, H = 42mm, L = 60 mm Hệ số ép chặt a H h h b c L Kích thước mạch từ máy biến áp +Chọn mật độ từ cảm B = T trụ, ta có số vòng dây sơ cấp: +Chọn mật độ dòng điện +Tiết diện dây quấn sơ cấp: +Đường kính dây quấn sơ cấp: Chọn Đường kính có kể cách điện +Số vòng dây quấn thứ cấp: SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 49 Đồ án điện tử công suất +Tiết diện dây quấn thứ cấp: +Đường kính dây quấn thứ cấp: Chuẩn hóa đường kính: +Tính chọn diode + Dòng điện hiệu dụng qua diode : + Điện áp ngược lớn mà diode phải chịu: + Ta có:  Chọn diode diode loại KII208A có thông số sau: Dòng điện định mức : Điện áp ngược cực đại diode : + Tính chọn IGBT: + Dòng điện qua IGBT : + Điện áp thuận lớn mà IGBT phải chịu: + Ta có:  Chọn IGBT loại FB6R06VL4 có thông số sau: Điện áp thuận max : SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 50 Đồ án điện tử công suất Dòng qua b Khối tạo xung kích IGBT: Chu kì xung kích: Chọn ; Xung cho qua cổng đệm 4050 cổng đảo 4049 sau kích cho IGBT, đảm bảo IGBT đóng mở luân phiên chu kì c Khối tạo điện áp 12V: Ta có   Chọn KẾT LUẬN SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 51 Đồ án điện tử công suất Sau thời gian tìm hiểu hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Văn Minh Trí, chúng em hoàn thành đề tài “Thiết kế băm áp chiều cho phần ứng động điện chiều kích từ độc lập” Trong suốt trình thực hiện, nhóm hiểu thêm vận dụng kiến thức học lớp Bên cạnh nhóm có hội phát triển kĩ : làm việc nhóm, làm vẽ, mô SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 52 Đồ án điện tử công suất TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền Truyền động điện, NXB Khoa học kĩ thuật, 1996 Nguyễn Bính Điện tử công suất, NXB khoa học kĩ thuật, 1996 Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh Điện tử công suất, Lý thuyết-thiết kế-ứng dụng, NXB khoa học kĩ thuật, 2005 SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 53 [...]... Uư.đm=220V • Công suất động cơ: Pđm=6.6KW • Dòng điện phần ứng : Iư.đm=35A • Tốc độ động cơ : nđm=2200 vg/ph • Phạm vi điều chỉnh tốc độ dưới 1:2 • Nguốn một chiều E=240V II Tổng quan về bộ băm áp một chiều : Bộ băm xung một chiều hay còn gọi bộ biến đổi DC-DC (công tắc tơ tĩnh ) là thiết bị dùng để thay đổi điện áp một chiều ra tải từ một nguồn điện áp một chiều cố định Nhằm mục đích tạo ra điện áp một chiều. . .Đồ án điện tử công suất Tuy vậy phương pháp này đòi hỏi công suất điều chỉnh cao và đòi hỏi phải có nguồn áp điều chỉnh được xong nó là không đáng kể so với vai trò và ưu điểm của nó Vậy nên phương pháp này được sử dụng rộng rãi CHƯƠNG II : PHÂN TÍCH HỆ TRUYỀN ĐỘNG BỘ BĂM ÁP MỘT CHIỀU - ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU I Chọn động cơ có các số liệu ban đầu sau: Động cơ điện một chiều kiểu ∏H có: • Điện áp. .. bán dẫn trong băm áp mộ chiều có thể thực hiện như sau: Tạo một điện áp tựa dạng răng cưa hay tam giác với một tần số f xác định khá cao Dùng một điện áp một chiều (làm điện áp điều khiển) so sánh với điện áp tựa Tại thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển thì phát lệnh mở hoặc khóa van bán dẫn URC SVTH: Nguyễn Huy Hoàng t1 Udk t2 t3 t4 t5 t 32 Đồ án điện tử công suất Hình 4.1 Nguyên lý băm áp. .. để mở van bán dẫn Một xung được coi là phù hợp để mở van là xung có đủ công suất (đủ dòng điện và điện áp điều khiển) , cách ly giữa mạch điều khiển với mạch động lực SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 33 Đồ án điện tử công suất khi nguồn động lực hàng chục vôn trở lên Hình dạng xung điều khiển phụ thuộc vào loại van động lực được sử dụng Với van động lực của sơ đồ mạch động lực là Thyristor, xung điều khiển cần... 34 t Đồ án điện tử công suất a b Hình 4.3 Bộ tạo sóng điện áp vuông và tam giác bằng khuếch đại thuật toán Tần số của điện áp tựa được tính như sau : Bằng cách chọn các trị số của điện trở và tụ điện ta có được điện áp có tần số như mong muốn 2 Khâu so sánh Khâu so sánh của băm áp một chiều như hình 4.4 cho thấy rằng trong mỗi chu kì điện áp tựa có hai thời điểm điện áp tựa bằng điện áp điều khiển. .. TOÁN MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ I Tính toán mạch động lực 1 Thông số động cơ • Pđm= 6.6kW SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 23 Đồ án điện tử công suất • U.ưđm= 220V • nđm= 2200(v/p)  Ωđm=230 (rad/s) • = 0.54 (Vb) // Từ thông trên một cực từ • kM = 166.24 • kE = 17.4 • Eđm = 206.24 • Mđm = 31.4(N.m) • Rm.ư = 0.26 (Ω) 2 Phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều: Theo đề tài điều chỉnh tốc độ. .. án điện tử công suất Hình 4.1 Nguyên lý băm áp một chiều t II Sơ đồ khối mạch điều khiển Tạo tần số So sánh Tạo xung khuếch đại Hình 4.2Sơ đồ khối mạch điều khiển băm áp một chiều Mạch điều khiển băm áp một chiều gồm 3 khâu cơ bản : Khâu tạo tần sốcó nhiệm vụ tạo điện áp tựa răng cưa Urc với tần số theo ý muốn người thiết kế Tần số của các bộ băm áp một chiều thường chọn khá lớn ( hàng chục KHz) Tần... K mở điện áp tải bằng 0 K U1 Ud Zd U1 Ud t t1 t2 Tck Hình 2.1 Băm áp một chiều nối tiếp a)Sơ đồ nguyên lý ; b) Đường cong điện áp Trị số trung bình điện áp tải được tính: Nếu coi = thì : Trong đó: Ud: Điện áp tải một chiều U1 : Điện áp nguồn cấp một chiều t1 : Khoảng thời gian đóng khóa K TCK : Chu kì đóng cắt khóa K : Độ rộng xung điện áp SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 12 Đồ án điện tử công suất Từ biểu thức... chiều biến đổi được để điều chỉnh tốc độ động cơ Nhờ đóng hay mở sớm góc α để tạo điện áp trung bình lớn hay nhỏ mà động cơ thay đổi tốc độ nhanh hay chậm Các bộ băm áp một chiều có thể thực hiện theo sơ đồ mạch nối tiếp (phần tử đóng cắt nối tiếp với tải ) hoặc theo sơ đồ mạch song song (phần tử đóng cắt được mắc song song với tải ) Ta có hai bộ biến đổi sau: 1 Bộ băm áp một chiều kiểu nối tiếp: SVTH:... Trong những trường hợp tải có một nguồn năng lượng nào đó (ví dụ động cơ điện làm việc ở chế độ máy phát), việc xả năng lượng của tải là cần thiết Nhằm trả năng lượng từnguồn điện áp thấp(E ư) sang nguồn điện áp cao hơn (nguồn điện 1 chiều U) a) Sơ đồ mạch SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 15 Đồ án điện tử công suất iN id Do iS id iS Ud Ud uc Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện băm áp một chiều song song b) Dạng sóng Ud ... van bán dẫn ngày có tốc độ đóng cắt nhanh hơn, công suất lớn (Điện tử công suất) như: diode, thyristor, transistor, IGBT chịu điện áp cao dòng lớn; thiết bị bán SVTH: Nguyễn Huy Hoàng Đồ án điện. .. lí + Tính toán cánh tản nhiệt : + Tổn hao công suất Thyristor: ∆P = ∆U.Ilv SVTH: Nguyễn Huy Hoàng 27 Đồ án điện tử công suất + Diện tích bề mặt tỏa nhiệt: Trong : − ∆P tổn hao công suất (W) −... Hoàng 29 Đồ án điện tử công suất Ta có mạch bảo vệ sơ đồ sau: Hình 3.1 sơ đồ mạch bảo vệ Bảo vệ điện áp cho Thyristor Khi có chuyển mạch, điện tích tích tụ lớp bán dẫn phóng tạo dòng điện ngược