Đồ án Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát

MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Phần I : Giới thiệu về máy phát điện xoay chiều 3 I. Định nghĩa và công dụng 3 II. Đặc điểm và cấu tạo 3 II.1 Đặc điểm 4 II.2 Cấu tạo 5 III. Các đặc tính của máy phát đồng bộ 8 III.1 Đặc tính không tải 9 III.2 Đặc tính ngắn mạch và tỷ số ngắn mạch 9 III.3 Đặc tính ngoài và độ thay đổi điện áp máy phát 12 III.4 Đặc tính điều chỉnh 13 III.5 Đặc tính tải 13 III.6 Tổn hao và hiệu suất của máy điện đồng bộ 15 Phần II : Thiết kế tính toán điện từ và thiết kế kết cấu 17 Chương I. Tính toán và xác định kích thước chủ yếu 17 Chương II. Tính toán kích thước Stator, dây quấn Stator và khe hở không khí. 20 Chương III.Tính toán cực từ Rôtor 30 Chương IV. Tính toán mạch từ 32 Chương V. Tham số của dây quấn Stator ở chế độ định mức 37 Chương VI. Tính toán dây quấn kích từ và tham số mạch kích từ 42 Chương VII. Tính khối lượng, tính tổn hao và tính toán nhiệt 49 Chương VIII. Tính toán kết cấu 55 Phần III : Thiết kế sơ đồ và tính toán mạch ổn định điện áp 60 Chương I. Khái quát về hệ kích từ máy điện đồng bộ 60 I.1 Đại cương 61 I.2 Các loại hệ kích từ máy điện đồng bộ 61 I.3 Giới thiệu các sơ đồ chỉnh lưu thường gặp 65 Chương II. Tính chọn thiết bị mạch động lực 81 II.1 Sơ đồ mạch động lực 81 II.2 Tính chọn các thông số của mạch động lực 82 II.2.1 Chọn van động lực 82 II.2.2 Chọn máy biến áp chỉnh lưu 83 II.2.3 Chọn các thiết bị bảo vệ 84 Chương III. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ổn định điện áp máy điện đồng bộ 87 III.1 Mạch điều khiển Thyristor đơn giản 87 III.2 Nguyên lý thiết kế mạch điều khiển 88 III.3 Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu 90 III.4 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 91 III.4.1 Giới thiệu một số sơ đồ trong các khâu. 91 III.4.2 Xây dựng mạch điều khiển. 100 III.5 Tính chọn thông số mạch điều khiển . 105 III.5.1 Tính chọn biến áp xung. 105 III.5.2 Tính chọn tầng khuếch đại cuối cùng. 105 III.5.3 Tính chọn tầng so sánh. 106 III.5.4 Tính chọn khâu đồng pha. 107 III.5.5 Tạo nguồn nuôi. 108 III.6 Tính chọn khâu phản hồi. 110 III.6.1 Sơ đồ khâu phản hồi dòng. 110 III.6.2 Tính chọn khâu phản hồi dòng và phản hồi áp. 112 Tài liệu tham khảo 117

doc118 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 13/06/2013 | Lượt xem: 1783 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ûa cuoän daây taûi Ld ñöôïc xaû qua D2,T1. Thyristor T1 seõ bò khoùa khi coù xung môû T2 keát quaû laø chuyeån maïch caùc van coù ñieàu khieån ñöôïc thöïc hieän baèng môû van keá tieáp. Ñieän aùp ngöôïc cuûa van phaûi chòu : b.Caùc thoâng soá cô baûn cuûa hai sô ñoà : Hình a: -Ñieän aùp trung bình treân taûi : -Doøng ñieän trung bình qua van : Hình b: - Ñieän aùp trung bình treân taûi : - Doøng ñieän trung bình qua van : c.Nhaän xeùt : Nhìn chung caùc loaïi chænh löu caàu moät pha coù chaát löôïng ñieän aùp töông ñöông nhau nhö chænh löu caû chu kyø vôùi bieán aùp coù trung tính. Chaát löôïng ñieän moät chieàu vaø doøng ñieän laøm vieäc cuûa van baèng nhau neân vieäc öùng duïng chuùng cuõng töông ñöông nhau.Maëc duø vaäy ôû chænh löu caàu moät pha coù öu ñieåm hôn ôû choã laø : ñieän aùp ngöôïc treân van beù hôn; bieán aùp deã cheá taïo hôn; coù hieäu suaát cao hôn. Theá nhöng chænh löu caàu moät pha coù soá löôïng van nhieàu gaáp hai laàn laøm giaù thaønh cao hôn, suït aùp treân van lôùn gaáp hai laàn. a b c T1 T2 T3 Ld Rd Hình I.13 - sơ dồ mạch động lực của chỉnh lưu tia ba pha. I.3.4 Chænh löu tia ba pha. uA uB uC ud id iT1 iT2 iT3 Hình I.14-đặc tính thời gian của ñieän aùp, doøng điện tải vaø doøng ñieän của caùc van với goùc mở =300. *Khi taûi thuaàn trôû. a.Hoaït ñoäng : Giao ñieåm cuûa caùc ñöôøng cong ñieän aùp (phaàn döông ) laø goùc thoâng töï nhieân. Nhö vaäy goùc thoâng töï nhieân leäch pha dòch pha so vôùi toïa ñoä 300. Goùc môû cuûa Thyristor ñöôïc tính töø goùc thoâng töï nhieân. Khi Anod cuûa van naøo döông hôn van ñoù môùi ñöôïc kích môû. Thyristor chæ ñöôïc môû thoâng vôùi goùc môû nhoû nhaát taïi thôøi ñieåm goùc thoâng töïï nhieân. Vôùi ñieän aùp taûi lieân tuïc moãi van daãn thoâng trong 1/3 chu kyø. Doøng ñieän trung bình cuûa caùc van ñeàu baèng (1/3)Id. Töø ñoà thi ta coù nhaän xeùt : khi goùc môû a < 300 thì doøng ñieän lieân tuïc vaø ngöôïc laïi. b.Caùc thoâng soá cô baûn : -Giaù trò ñieän aùp taûi trung bình : Khi <300 : Khi >300: -Giaù trò doøng ñieän taûi trung bình : -Doøng ñieän trung bình qua van : -Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát treân van : -Heä soá coâng suaát lôùn nhaát : -Coâng suaát cuûa maùy bieán aùp : -Soá laàn ñaäp maïch trong moät chu kyø : ud i IT1 IT2 IT3 Id uT1 ;1 b4 b1 b2 b3 ;2 ;3 ;4 0 0 0 θ θ θ uA uB uc Ud *Tröôøng hôïp taûi coù tính caûm : Hình I.15 Giaûn ñoà thôøi gian ñieän aùp, doøng ñieän aùp taûi, doøng ñieän caùc van, ñieän aùp cuûa Thyristor T1 khi goùc môû =300, L= ¥. Caùc thoâng soá cô baûn : -Trò soá trung bình cuûa ñieän aùp taûi : -Coâng suaát bieán aùp : SBA = 1,34.Ud.Id -Ñieän aùp ngöôïc ñaët leân van : c.Nhaän xeùt : So vôùi chænh löu moät pha thì chænh löu tia ba pha coù chaát löôïng doøng dieän moät chieàu toát hôn, bieân ñoä ñieän aùp ñaäp maïch thaáp hôn, thaønh phaàn soùng haøi baäc cao beù hôn, vieäc ñieàu khieån caùc van baùn daãn cuõng töông ñoái ñôn giaûn. Vôùi doøng ñieän moãi cuoän day thöù caáp laø doøng moät chieàu, nhôø coù bieán aùp ba pha ba truï maø töø thoâng loõi theùp maùy bieán aùp laø töø thoâng xoay chieàu khoâng ñoái xöùng laøm cho coâng suaát bieán aùp phaûi lôùn. Neáu ôû ñaây bieán aùp ñöôïc cheá taïo töø ba maùy bieán aùp moät pha thì coâng suaát coøn lôùn hôn nhieàu. Khi cheá taïo bieán aùp ñoäng löïc coù cuoän daây phaûi ñöôïc ñaáu sao vôùi daây trung tính phaûi lôùn daây pha vì daây trung tính chòu doøng ñieän taûi. A1 B1 C1 T6 T5 T4 T1 T2 T3 Ld Z Ud Id A+ B+ C+ A- B- C- I.3.5 Chænh löu tia saùu pha. a.Sô ñoà : Hình I.16 Sô ñoà maïch ñoäng löïc chænh löu tia saùu pha Sô ñoà chænh löu tia saùu pha ñöôïc caáu taïo bôûi saùu van baùn daãn noái vôùi bieán aùp ba pha coù saùu cuoän daây thöù caáp. Treân moãi truï bieán aùp coù hai cuoän daây gioáng nhau vaø ngöôïc pha. Ñieän aùp caùc pha dòch pha nhau moät goc 600. Daïng soùng ñieän aùp taûi ôû ñaây laø phaàn döông hôn cuûa caùc ñieän aùp pha. Vôùi daïng soùng nhö treân hình I.18 ta nhaän thaáy chaát löôïng ñieän aùp moät chieàu ñöôïc coi laø toát nhaát. u 0 q1 B- A+ C- B+ A- C+ B- A+ C- ud q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 q9 θ Hình I.17 Giaûn ñoà caùc ñöôøng cong ñieän aùp. b.Caùc thoâng soá cuûa sô ñoà : -Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi khi taûi ñieän caûm : -Giaù trò trung bình cuûa doøng chaûy trong caùc van : -Giaù trò ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi van : -Coâng suaát maùy bieán aùp : SBA = 1,26Ud.Id c.Nhaän xeùt : Theo daïng soùng ñieän aùp ra chuùng ta thaáy raèng moãi van baùn daãn daãn thoâng trong khoaûng 1/6 chu kyø. So vôùi caùc sô ñoà khaùc thì ôû chænh löu tia saùu pha doøng ñieän chaïïy trong caùc van baùn daãn beù nhaát . Do ñoù sô ñoà chænh löu tia saùu pha raát coù öu ñieåm khi doøng taûi lôùn. Tuy nhieân vôùi bieán aùp ba pha saùu cuoän daây thöù caáp cheá taïo phöùc taïp hôn. Do ñoù sô ñoà naøy ít ñöôïc söû duïng trong thöïc teá. I.3.6 Chænh löu caàu ba pha. *Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng. C B E F A L R T1 T2 T3 D1 D2 D3 Ud Hình I.18 Sô ñoà maïch ñoäng löïc chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng Loaïi naøy chænh löu ñöôïc caáu taïo töø moät nhoùm NA hoaëc NK coù ñieàu khieån vaø moät nhoùm khoâng ñieàu khieån nhö moâ taû treân hình I.22 Hoaït ñoäng cuûa sô ñoà : Taïi θ1 caáp xung ñieàu khieån môû T1 , ñieän aùp pha A döông hôn pha B vaø pha C nhöng pha B aâm hôn neân Thyristor T1 vaø Diod D2 daãn cho doøng chaûùy qua taûi trong khoaûng q1 ¸ b1 . Ñeán b1 do ñieän aùp pha C aâm hôn neân T1 vaø D3 daãn cho ñeán q2 . Taïi q2 caáp xung ñieàu khieån môû T2 , ñieän aùp pha B döông hôn pha A vaø pha C nhöng pha C aâm hôn neân T1 vaø D3 daãn. Ñeán b2 do ñieän aùp pha A aâm hôn neân T2 vaø D3 daãn cho ñeán q3. Töông töï nhö vaäy : q3 ¸ b3 , T3 vaø D1 daãn. q4 ¸ b4 , T3 vaø D2 daãn. Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng coù doøng ñieän vaø ñieän aùp taûi lieân tuïc khi goùc môû caùc van baùn daãn nhoû hôn 600. Khi goùc môû taêng leân vaø thaønh phaàn ñieän caûm cuûa taûi nhoû, doøng ñieän vaø ñieän aùp seõ giaùn ñoaïn. Theo daïng soùng ñieän aùp taûi ôû treân trò soá ñieän aùp trung bình treân taûi baèng khoâng khi goùc môû ñaït tôùi 1800. Coù theå coi ñieän aùp treân taûi laø toång cuûa hai ñieän aùp chænh löu tia ba pha. ud q3 q1 q2 q4 b1 b2 b3 b4 0 u ID3 ID1 ID2 IT1 IT2 IT3 Id i uA uC uB θ θ θ θ θ θ θ θ θ Hình I.19 Giaûn ñoà caùc ñöôøng cong ñieän aùp taûi, doøng ñieän taûi, doøng ñieän caùc van. b.Thoâng soá cuûa sô ñoà : -Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp treân taûi : -Ñieän aùp ngöôïc ñaët leân van baùn daãn : UN = -Coâng suaát bieán aùp : SBA = 1,05.Ud.Id vaø coâng suaát maùy bieán aùp gioáng nhö ôû sô ñoà ñieàu khieån ñoái xöùng. c.Nhaän xeùt : So vôùi caàu ba pha ñieàu khieån ñoái xöùng thì trong sô ñoà naøy vieäc ñieàu khieån caùc van baùn daãn ñöôïc thöïc hieän ñôn giaûn hôn. Ta coù theå coi maïch ñieàu khiieån cuûa boä chænh löu naøy nhö ñieàu khieån moät chænh löu tia ba pha. Tuy nhieân ñieän aùp chænh löu chöùa nhieàu thaønh phaàn soùng haøi. Chænh löu caàu ba pha hieän nay laø sô ñoà coù chaát löôïng ñieän aùp toát nhaát , hieäu suaát söû duïng bieán aùp cao nhaát nhöng cuõng laø sô ñoà phöùc taïp nhaát. I.3.7 Choïn sô ñoà thieát keá. Qua trình baøy ôû treân ta choïn sô ñoà maïch ñoäng löïc laø sô ñoà chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoá xöùng bôûi vì noù phuø hôïp hôn so vôùi caùc sô ñoà chænh löu khaùc. Vôùi nguoàn caáp cho kích töø laáy tröïc tieáp töø ñaàu ra cuûa maùy phaùt chính, ñoù laø ñieän xoay chieàu chính ta phaûi chænh löu thaønh ñieän moät chieàu, sau ñoù ñöa vaøo kích töø laø kôïp lyù nhaát veà caû hai phöông dieän kyõ thuaät vaø kinh teá. Caùc thoâng soá kyõ thuaät toát nhaát trong caùc sô ñoà chænh löu, vaän haønh ñôn giaûn, giaù thaønh khoâng cao laém. Chaúng haïn chuùng ta söû duïng caùc sô ñoà baêm aùp moät chieàu tuy coù theå ñieàu chænh taàn soá ñoùng ngaét cao, ñieän aùp ra gaàn nhö baèng phaúng nhöng giaù thaønh ñaàu tö cao. Ñaëc bieät laø phaûi coù nguoàn moät chieàu ñeå cung caáp cho boä nguoàn baêm aùp naøy neân noù laøm cho heä thoáng phöùc taïp hôn. Ngoaøi ra vieäc vôùi moät boä nguoàn chænh löu cho kích töø cuûa maùy phaùt seõ deã daøng hôn cho vieäc thieát keá vaø cheá taïo. Theo yeâu caàu thieát keá maïch oån ñònh ñieän aùp cho maùy phaùt coâng suaát 12kVA, taàn soá 50Hz, ñieän aùp ra maùy phaùt 400V. Ñaây laø maùy coù caáp coâng suaát khoâng lôùn neân ñeå ñôn giaûn cho heä thoáng kích töø seõ khoâng duøng maùy phuï caáp nguoàn cho kích töø maø ta seõ laáy tröïc tieáp ñieän aùp ñaàu ra cuûa maùy phaùt qua bieán aùp qua chænh löu vaø laøm nguoàn caáp cho heä thoáng kích töø. Caùc thoâng soá cuûa maïch kích töø Uktñm = 65V, Iktñm = 8,8A, Pktñm = 572W. CHÖÔNG II TÍNH CHOÏN THIEÁT BÒ MAÏCH ÑOÄNG LÖÏC Nhö keát luaän ôû chöông I (phaàn II) ta choïn sô ñoà chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng . Bao goàm coù saùu van baùn daãn : 3 Diod vaø 3 Thyristor. 3cc • • • • • • • • • • • • • • • • • • AAA BAA CAA ATAA CDAA R2 C2 R2 C2 C2 R2 BA a b c 1cc 1cc 1cc 2cc R1 C1 2cc DA DB DC 2cc 2cc 2cc TC TB R1 C1 2cc TA Ld R3 3ccD3 II.1 Sô ñoà maïch ñoäng löïc : Hình II.1 Sô ñoà maïch ñoäng löïc caùc thieát bò baûo veä. II.2 Tính choïn caùc thoâng soá cuûa maïch ñoäng löïc. Caùc thoâng soá cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä P = 12kVA, U = 400V, f = 50Hz. Caùc thoâng soá cuûa maïch kích töø : Uktñm = 65V, Iktñm = 8,8A, Pktñm = 572W. II.2.1 Choïn van ñoäng löïc : Caùc van ñoäng löïc ñöôïc choïn döïa vaøo caùc yeáu toá cô baûn laø doøng ñieän, sô ñoà ñaõ choïn, ñieàu kieän toaû nhieät, ñieän aùp laøm vieäc. Theo yeâu caàu thieát keá cho ñieän aùp taûi Ud = Uktñm = 65V. doøng ñieän taûi Id = Iktñm = 8,8A. Ñeå van baùn daãn coù theå laøm vieäc an toaøn khoâng bò choïc thuûng veà nhieät ta neân choïn heä thoáng toûa nhieät hôïp lyù. Vì maùy phaùt ñieän laøm vieäc trong moät thôøi gian daøi cho neân ta choïn phöông phaùp toûa nhieät coù caùnh taûn nhieät vôùi ñaày ñuû dieän tích beà maët, khoâng caàn quaït laøm maùt ( khoâng caàn laøm maùt cöôõng böùc). Van ñoäng löïc caàn choïn coù thoâng soá : -Ñieän aùp ngöôïc cuûa van lôùn nhaát phaûi choïn : vôùi sô ñoà chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng : Nhö vaäy : -Ñieän aùp ngöôïc cuûa van caàn choïn : Trong ñoù : kdtU = 2 heä soá döï tröõ ñieän aùp. -Doøng ñieän laøm vieäc cuûa van ñöôïc tính theo doøng hieäu duïng : Trong ñoù : khd = 0,58 heä soá xaùc ñònh doøng ñieän. -Vôùi ñieàu kieän laøm maùt nhö treân thì doøng ñònh möùc cuûa van caàn choïn :. Trong ñoù : ki = 4 laø heä soá döï tröõ doøng ñieän. Töø caùc thoâng soá Unv vaø Iñmv ta choïn 3 Thyristor gioáng nhau coù thoâng soá loaïi HT25/04OG2. Coù caùc thoâng soá nhö sau : -Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa van : Unv = 400V. -Doøng ñieän laøm vieäc cöïc ñaïi : Iñm = 25A. -Doøng ñieän ñænh cöïc ñaïi : Ipik = 400A. -Doøng ñieän xung ñieàu khieån : Ig = 50mA. -Ñieän aùp xung ñieàu khieån : Ug = 2,5V. -Doøng ñieän roø : Ir = 10mA. -Suït aùp cöïc ñaïi treân van khi môû : DU = 1,8V. -Ñaïo haøm ñieän aùp : dU/dt = 200V/s. -Nhieät ñoäï laøm vieäc cöïc ñaïi : Tmax = 1250C. Vaø choïn ba Diod gioáng nhau loaïi HD25/02-4 coù caùc thoâng soá nhö sau : -Doøng ñieän chænh löu cöïc ñaïi : Imax = 25A. -Ñieän aùp ngöôïc cuûa Diod : Un = 200V. -Ñænh xung doøng ñieän : Ipik = 300A -Toån hao ñieän aùp ôû traïng thaùi môû Diod: DU = 1,4V. -Nhieät ñoä cho pheùp : Tcp = 1800C. II.2.2 Tính choïn maùy bieán aùp chænh löu. 1. Ñieän aùp chænh löu khi coù taûi : [7] Trong ñoù : amin = 100 laø goùc döï tröõ khi coù söï suy giaûm ñieän löôùi. DUV : toån thaát ñieän aùp treân caùc van baùn daãn. DUV = DUTmax + DUD = 1,8 +1,4 = 3,2V. DUdn : Toån thaát ñieän aùp ôû daây noái. Coi DUdn = 0. DUba : suït aùp beân trong maùy bieán aùp khi coù taûi. Thöôøng choïn DUba = (5¸10)%. Vaäy DUba = 5%.Ud = 5%.25 = 1,25V. Vaäy : 2. Coâng suaát toái ña cuûa taûi : 3. Coâng suaát bieán aùp nguoàn caáp : 4. Ñieän aùp pha sô caáp maùy bieán aùp : U1p = U1 = 400V. 5. Ñieän aùp pha thöù caáp maùy bieán aùp : 6. Doøng ñieän hieäu duïng thöù caáp maùy bieán aùp : Trong ñoù : 7. Doøng ñieän hieäu duïng sô caáp maùy bieán aùp : II.2.3 Tính choïn caùc thieát bò baûo veä : 1. Baûo veä quaù doøng ñieän cho van. AÙptoâmat duøng ñeå ñoùng caét maïch ñoäng löïc, töï ñoäng caét maïch khi quaù taûi vaø ngaén maïch Thyristor, ngaén maïch ñaàu ra boä bieán ñoåi, ngaén maïch thöù caáp maùy bieán aùp. Aptoâmat phaûi coù Iñm = 1,1.Id1 = 1,1..0,54 = 1,03(A). Chænh ñònh doøng ngaén maïch : Doøng quaù taûi : Caàu dao coù doøng ñònh möùc : Caàu chaûy : duøng caàu chaûy taùc ñoäng nhanh baûo veä ngaén maïch Thyristor. Nhoùm 1cc : doøng ñieän ñònh möùc nhoùm daây chaûy 1cc : Nhoùm 2cc : doøng ñieän ñònh möùc nhoùm daây chaûy 2cc : Nhoùm 3cc : doøng ñieän ñònh möùc nhoùm daây chaûy 3cc : Nhö vaäy ta choïn : +1 Aptoâmat loaïi Hi-Mec 30AF loaïi ABE30a coù thoâng soá : Ñieän aùp caùch ñieän ñònh möùc : Ucñ = 490V. Ñieän aùp xung ñònh möùc : Uimp = 6kV. Ñieän aùp phuïc vuï toái ña ñònh möùc : Ue = 460V. Doøng ñieän ñònh möùc ôû 400C : Iñm = 3A. +1 caàu dao coù doøng ñònh möùc : Iñm ³ 2A. + Caàu chaåy nhoùm : 1cc coù Iñm ³ 8A. 2cc coù Iñm ³ 6A. 3cc coù Iñm ³ 10A. 2. Baûo veä quaù ñieän aùp cho van : Ñeå baûo veä quaù ñieän aùp cho van do quaù trình ñoùng caét Thyristor ñöôïc thöïc hieän baèng caùch maéc R-C song song vôùi Thyristor vaø Diod. R1 C1 TA R1 C1 DA Hình II.2 Maïch baûo veä quaù ñieän aùp cho van. Khi coù söï chuyeån maïch do phoùng ñieän töø van ra ngoaøi taïo neân xung ñieän aùp treân beà maët tieáp giaùp p-n. Maïch R-C maéc song song vôùi van baùn daãn taïo thaønh maïch voøng phoùng ñieän tích quaù ñoä trong quaù trình chuyeån maïch van. Theo kinh nghieäm R1 = (5 ¸ 30)W ; C1 = (0,25 ¸ 4)mF. Choïn theo taøi lieäu [7] : R1 = 5,5(W) vaø C1 = 0,25mF. 3.Baûo veä van baùn daãn khoûi ñaùnh thuûng do xung ñieän aùp töø löôùi. Chuùng ta maéc song song vôùi taûi ôû ñaàu vaøo moät maïch R-C nhaèm loïc xung. Nhôø coù maïch loïc naøy maø ñænh xung gaàn nhö hoaøn toaøn naèm laïi treân ñieän trôû ñöôøng daây. Trò soá R2, C2 ñöôïc choïn theo taøi lieäu [7] : R2 = 12,5W vaø C2 = 4mF. • • • • • • R2 C2 R2 C2 C2 R2 Hình II.3 Maïch baûo veä van traùnh xung ñieän aùp töø löôùi. 4. Baûo veä quaù nhieät ñoä cho caùc van baùn daãn. Khi van baùn daãn laøm vieäc coù doøng ñieän chaïy qua , treân van coù suït aùp , do ñoù coù toån hao coâng suaát DP, toån hao naøy sinh nhieät ñoát noùng van baùn daãn. Maët khaùc , van baùn daãn chæ ñöôïc pheùp laøm vieäc döôùi nhieät ñoä cho pheùp (Tcp). Neáu quaù nhieät ñoä cho pheùp thì caùc van baùn daãn seõ bò phaù hoûng. Ñeå van baùn daãn laøm vieäc an toaøn ta phaûi choïn heä thoáng toaû nhieät hôïp lyù. Toån thaát coâng suaát treân 1 Thyristor : Dieän tích beà maët toaû nhieät : Trong ñoù : km = 8 (w/m2.0C) laø heä soá toaû nhieät baèng ñoái löu vaø böùc xaï. ñoä cheânh nhieät . Tmt = 400C nhieät ñoä moâi tröôøng. Nhieät ñoä laøm vieäc cöïc ñaïi cuûa van laø 1250C. Do ñoù choïn nhieät ñoä treân caùnh toaû nhieät laø : Tlv = 800C Vaäy Sm = 0,029(m2 ) = 290(cm2). Choïn loaïi caùnh toaû nhieät coù 6 caùnh , kích thöôùc moãi caùnh : a´b = 5´5(cm´cm). Vôùi a laø chieàu cao caùnh toaû nhieät, b laø chieàu roäng caùnh toaû nhieät. Toång diòen tích toaû nhieät cuûa caùnh : S = 6.2.5.5 = 300(cm2). CHÖÔNG III THIEÁT KEÁ SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN OÅN ÑÒNH ÑIEÄN AÙP · · U1 T Ud ZT D VR C i1 U t t1 U2 p Uc ZT · · U1 T Ud D i1 VR C UJT R1 R2 D0 U t t1 U2 p Uc UUJT Hình d Hình c c3 c3 III.1 Maïch ñieàu khieån Thyristor ñôn giaûn. Hình III.1 Ñieàu khieån Thyristor baèng sô ñoà ñôn giaûn. Nguyeân lyù ñieàu khieån cuûa maïch hình III.1a : Khi ñieän aùp nguoàn caáp ñoåi daáu ( döông Anod cuûa Thyristor ) tuï C ñöôïc naïp qua D-VR , tôi ñuû ngöôõng thoâng Thyristor taïi t1 Thyristor ñöôïc môû töø t1 ñeán p . Tuy nhieân vieäc môû thoâng Thyristor taïi t1 phuï thuoäc vaøo ñaëc tính cuûa Thyristor . Ñaëc tính naøy seõ thay ñoåi trong quùa trình söû duïng. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm treân ta duøng sô ñoà III.1c. Nguyeân lyù nhö sau : khi ñieän aùp nguoàn caáp ñoåi daáu tuï C naïp ñeán ngöôõng thoâng Tranzitor ñôn noái (UJT), tuï C phoùng ñieän qua UJT vaø UJT daãn coù doøng ñieän chaïy vaøo cöïc ñieàu khieån cuûa Thyristor , Thyristor ñöôïc daãn töø t1 tôùi p. Ñieåm t1 treân hình III.1d do ngöôõng thoâng cuûa UJT quyeát ñònh. ÑIeän aùp naøy ít coù khaû naêng thay ñoåi hôn so vôùi tröôøng hôïp III.1a. III.2 Nguyeân lyù thieát keá maïch ñieàu khieån. Maïch ñieàu khieån laø khaâu raát quan troïng trong boä bieán ñoåi chænh löu, vì noù ñoùng vai troø chuû yeáu quyeát ñònh chaát löôïng vaø ñoä tin caäy cuûa boä bieán ñoåi. Nhieäm vuï cuûa noù laø bieán ñoåi caùc tín hieäu ñieàu khieån thaønh caùc xung hoaëc chuøm xung ñöa vaøo cöïc ñieàu khieån cuûa Thyristor . Thyristor seõ môû cho doøng chaûy qua khi coù ñieän aùp döông Anod _Catod vaø coù xung döông ñaët vaøo cöïc ñieàu khieån. Sau khi Thyristor ñaõ môû xong thì xung ñieàu khieån khoâng coøn taùc duïng nöõa. Doøng chaûy qua Thyristor do thoâng soá cuûa maïch löïc quyeát ñònh. Hieän nay trong töïc teá ngöôøi ta thöôøng duøng nguyeân taéc ñieàu khieån "ñöùng". laø phöông phaùp taïo goùc a thay ñoåi baèng caùch dòch chuyeån ñieän aùp ñieàu khieån theo phöông thaúng ñöùng so vôùi ñieän aùp raêng cöa. Taïi tôøi ñieåm ñieän aùp ñieàu khieån baèng ñieâïn aùp raêng cöa thì boä so saùnh seõ taïo ra xung tam giaùc (hoaëc vuoâng), xung naøy seõ qua boä khueách ñaïi vaø taïo xung ñieàu khieån caàn thieát ñeå môû Thyristor . Trong nguyeân taéc naøy ñöôïc chia laøm hai loaïi sau : +Nguyeân taéc ñieàu khieån thaúng ñöùng tuyeán tính. +Nguyeân taéc ñieàu khieån thaúng ñöùng cosin. *Nguyeân taéc ñieàu khieån thaúng ñöùng tuyeán tính. Khi ñieän aùp xoay chieàu hình sin ñaêït vaøo Anod cuûa Thyristor , ñeå coù theå ñieàu khieån ñöôïc goùc môû a cuûa Thyristor trong vuøng ñieän aùp döông Anod caàn taïo moät ñieän aùp töïa tam giaùc (ñieän aùp raêng cöa Urc). Duøng moät ñieän aùp moät chieàu Uñk so saùnh vôùi Urc ( tai t1 ; t4 ). Khi ñoù Uñk = Urc trong vuøng ñieän aùp döông Anod thì phaùt xung ñieàu khieån Xñk. Thyristor ñöôïc môû töø thôøi ñieåm coù xung ñieàu khieån (t1, t4) cho tôùi cuoái baùn kyø (hoaëc khi doøng ñieän ñeáùn khoâng). Urc Udf t t Uñk Xñk 0 t1 t2 t3 t4 t5 t t Hình III.2 Nguyeân lyù ñieàu khieån chænh löu. Nhö vaäy baèng caùch laøm thay ñoåi Uñk ngöôøi ta coù theå ñieàøu chænh ñöôïc thôøi ñieåm môû Thyristor , do ñoù ñieàu chænh ñöôïc ñieän aùp ra.Nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp naøy laø ñieàu khieån khoâng ñöôïc chính xaùc, nhöng cuõng coù öu ñieåm laø vieäc taïo ñieän aùp töïa Urc deã daøng. * Nguyeân taéc ñieàu khieån thaúng ñöùng cosin. Ngöôøi ta taïo ñieâïn aùp töïa laø ñieän aùp dòch pha so vôùi ñieän aùp löôùi moät goùc 600 (ñoái vôùi löôùi ñieän ba pha), ñieän aùp dòch pha aáy laø ñieän aùp cos. Duøng moät ñieän aùp moät chieàu so saùnh vôùi ñieän aùp töïa cos, taïi thôøi ñieåm ñieän aùp töïa baèng ñieän aùp ñieàu khieån trong vuøng ñieän aùp döông Anod thì phaùt xung ñeå môû Thyristor . U t U®k t t Urc Hình III.3 Nguyeân lyù ñieàu khieån thaúng ñöùng cosin Öu ñieåm cuûa phöông phaùp naøy cho ta keát quaû Ud = f(Uñk) laø tuyeán tính, ñieàu naøy naâng cao ñoä chính xaùc khi ñieàu khieån vaø do ñoù coù lôïi cho vieäc ñieàu chænh heä thoáng. Tuy nhieân noù cuõng coù nhöôïc ñieåm laø vieäc taïo ñieän aùp töïa coù daïng cosin laø raát khoù khaên, hôn nöõa vì Urc coù daïng hình cos neân ñieàu khieån keùm nhaïy vaø coù theå maát ñieàu khieån taïi vuøng ñoù. Qua phaân tích hai phöông phaùp ñieàu khieån treân, ta thaáy moãi phöông phaùp ñeàu coù öu nhöôïc ñieåm rieâng. Tuy nhieân vôùi ñoà aùn naøy ta seõ choïn nguyeân taéc ñieàu khieån thaúng ñöùng tuyeán tính ñeåû thöïc hieän caáp xung môû Thyristor. III.3 Sô ñoà khoái maïch chænh löu. Ñoàng pha So saùnh Taïo xung UÑK Hình III.4 Sô ñoà khoái maïch chænh löu. Maïch ñieàu khieån bao goàm ba khaâu cô baûn nhö treân hình III.3. Nhieäm vuï cuûa caùc khaâu trong sô ñoà khoái nhö sau : Khaâu ñoàng pha coù nhieäm vuï taïo ñieä aùp töïa Urc truøng pha vôùi ñieän aùp Anod cuûa Thyristor . Khaâu so saùnh seõ nhaän tín hieäu ñieän aùp raêng cöa Urc vaø ñieän aùp ñieàu khieån Uñk. Coù nhieäm vuï so saùnh giöõa ñieän aùp raêng cöa Urc vaø ñieän aùp ñieàu khieån Uñk , tìm thôøi ñieåm hai ñieän aùp naøy baèng nhau thì phaùt xung ôû ñaàu ra ñeå göûi sang taàng khueách ñaïi. Khaâu taïo xung coù nhieäm vuï taïo xung phuø hôïp ñeå môû Thyristor . tx Xñk t tx Xñk t Hình III.5 Hình daïng xung ñieàu khieån Thyristor . Yeâu caàu cuûa xung ñeå môû Thyristor : -Söôøn tröôùc doáâc thaúng ñöùng nhö treân hình III.4 ñeå ñaûm baûo yeâu caàu Thyristor môû töùc thôøi khi coù xung ñieàu khieån. -Ñuû ñoä roäng (vôùi ñoä roäng xung lôùn hôn thôøi gian môû cuûa Thyristor ). -Ñuû coâng suaát. -Caùch ly giöõa maïch ñoäng löïc vaø maïch ñieàu khieån. III.4 Thieát keá sô ñoà nguyeân lyù. Yeâu caàu ñoái vôùi maïch ñieàu khieån : -Maïch ñieàu khieån laøm boä nguoàn chænh löu. -Daûi dieàu khieån cuûa taûi lôùn, khoâng caàn ñaûo chieàu, ñieàu khieån lieân tuïc. -Ñieàu kieän laøm vieäc cuûa thieát bò laø cheá ñoä laøm vieäc daøi haïn, nhieät ñoä laøm vieäc bình thöôøng. III.4.1 Giôùi thieäu moät soá sô ñoà trong caùc khaâu. 1.Khaâu ñoàng pha. Urc A B D1 UAT - E R2 D2 R1 0 C1 t 0 2 3 Urc UAT t 0 U θ Hình III.6: Khaâu ñoàng pha duøng Diod vaø tuï ñieän. *Duøng Diod vaø tuï ñieän. +Hoaït ñoäng cuûa sô ñoà nhö sau : Khi ñieän aùp UA > 0 coù doøng ñieän chaïy qua R1, D1 , D2 khi ñoù ñieän theá taïi ba ñieåm B,C, O baèng nhau. Nhö vaäy ñieän aùp Urc = 0. Khi ñieän aùp UA < 0 thì D1, D2 ñeàu khoùa, tuï C ñöïôc naïp theo ñöôøng R2 - C Vôùi ñieän aùp aâm ôû baûn cöïc treân, ñieän aùp aâm ôû baûn cöïc ñöôùi (hình III.6). Tuï naïp cho ñeán khi ñieän aùp aâm cuûa tuï baèng ñieän aùp aâm cuûa A(thôøi ñieåm θ treân giaûn ñoà ñöôøng cong ñieän aùp). Khi ñieän aùp cuûa tuï aâm hôn ñieâïn aùp cuûa A thì tuï xaû qua Diod D2 taïo neân ñieän aùp raêng cöa (Urc ¹ 0). Sô ñoà naøy ñôn giaûn, deã thöïc hieän, soá linh kieän ít nhöng chaát löôïng ñieän aùp töïa khoâng toát. Ñoä daøi cuûa phaàn bieán thieân tuyeán tính cuûa ñieän aùp töïa khoâng phuû heát 1800. Do vaäy goùc môû van lôùn nhaát bò giôùi haïn hay noùi caùch khaùc theo sô ñoà naøy ñieän aùp taûi khoâng theå ñieàu khieån töø khoâng cho ñeán cöïc ñaïi maø töø moät trò soá naøo ñoù cho ñeán cöïc ñaïi.. *Khaâu taïo ñieän aùp töïa duøng Tranzitor vaø tuï ñieän. - E 0 t t UA 2 3 Urc U 0 Urc C C1 D1 UAT R2 R1 0 Tr A B + - Hình III.7 Khaâu ñoàng pha duøng Tranzitor vaø tuï ®iÖn. +Hoaït ñoäng cuûa sô ñoà nhö sau : Khi ñieän aùp UAO > 0 coù doøng ñieän chaïy qua R1,D1 Tranzitor bò khoùa vaø tuï C1 ñöôïc naïp theo ñöôøng R2-C vôùi baûn cöïc duông ôû döôí , baûn cöïc treân aâm nhö hình veõ. Khi UAO < 0 thì Tranzitor daãn , tuï C1 xaû theo ñöôøng C1+ - Tr - C1- taïo neân ñieän aùp töïa Urc. Khi tuï xaû heát Urc = 0. Chu kyø sau laëp laïi töông töï. Öu ñieåm ñieàu khieån trong suoát daûi töø (00 ¸ 1800). Sô ñoà naøy ñôn giaûn neân ñöôïc duøng khaù phoå bieán hieän nay. Nhöôïc ñieåm cuûùa sô ñoà naøy laø duøng maùy bieán aùp ñoàng pha cheá taïo khoù khaên . *Khaâu taïo ñieän aùp töïa duøng boä gheùp quang. +Hoaït ñoäng cuûa sô ñoà : Khi UAT > 0 thì D daãn , Diod quang DQ khoùa laøm cho Tranzitor quang TrQ khoùa , tuï naïp theo ñöôøng E - R2 - C, vôùi baûn cöïc döông ôû treân aâm ôû döôùi nhö hình III.8., haèng soá thôøi gian T = R2.C Khi UAT < 0 thì D khoùa, Diod quang DQ daãn laøm cho Tranzitor quang TrQ daãn , tuï seõ xaû taïo ñieän aùp raêng cöa Urc A U t t UAT 2 3 Urc 0 0 Urc DQ UAT R1 +E TrQ + - R2 D C1 Hình III.8 Khaâu ñoàng pha duøng boä gheùp quang. Sô ñoà naøy vaø sô ñoà khaâu ñoàng pha duøng Tranzitor vaø tuï coù chaát löôïng ñieän aùp töïa töông ñoái gioáng nhau. Nhöng sô ñoà naøy öu ñieåm hôn ôû choã khoâng caàn bieán aùp ñoàng pha , do ñoù ñôn giaûn hôn trong vieäc cheá taïo vaø laép ñaët. UAT R1 R2 D1 A1 A2 Urc R3 C Tr + + 0 C1 A B Urc 0 t U UAT 2 3 t t UB Urc 0 0 Hình III.9 Khaâu ñoàng pha duøng khueách ñaïi thuaät toaùn. *Khaâu taïo ñieän aùp töïa duøng khueách ñaïi thuaät toaùn. +Hoaït ñoäng cuûa sô ñoà : Ñieän aùp vaøo taïi ñieåm A (UA)coù daïng hình sin qua khueách ñaïi thuaät toaùn A1 cho ta chuoãi xung chöõ nhaät ñoái xöùng UB. Khi UB > 0 thì Tranzitor khoùa , Diod D1 phaân cöïc thuaän môû cho doøng ñieän chaïy qua khaâu tích phaân A2 taïo ra ñieän aùp Urc. Khi UB < 0 Diod D1 phaân cöïc ngöôïc neân bò khoùa , luùc naøy Tranzitor thoâng , tuï C1 xaû heát .Keát quaû laø A2 bò ngaén maïch (vôùi Urc = 0 ). Treân ñaàu ra cuûa A2 chuùng ta coù chuoãi ñieän aùp raêng cöa Urc giaùn ñoaïn. Nhaän xeùt : ôû ñaây duøng vi maïch cho neân sô ñoà naøy coù chaát löôïng ñieän aùp töïa toát, kích thöôùc goïn nheï. Qua phaân tích caùc sô ñoà cuûa khaâu ñoàng pha taïo ñieän aùp töïa ôû treân, ta nhaän thaáy neân choïn khaâu ñoàng pha duøng boä gheùp quang. Vôùi boä gheùp quang vieäc laép ñaët vaø cheá taïo ñôn giaûn , deã daøng hôn. Ñaëc bieät khoâng phaûi söû duïng bieán aùp ñoàng pha nhöng chaát löôïng ñieän aùp töïa vaãn khaù toát. Hôn nöõa hieän nay boä gheùp quang naøy cuõng ñöôïc cheá taïo hôïp boä neân raát thuaän tieän vaø ñôn giaûn khi söû duïng chuùng. Chaúng haïn boä gheùp quang 4N35 . DQ TQ Hình III.10 Toång quan boä gheùp quang 4N35. 2.Khaâu so saùnh Ura -E Urc U®k R1 R2 R3 B + Tr 0 U Ura t Uñk ra - Uñk Urc q1 q2 q3 q4 t 0 Hình III.11 Sô ñoà khaâu so saùnh duøng Tranzitor. *Khaâu so saùnh duøng Tranzitor. t1 +Nguyeân taéc hoaït ñoäng : Theo hình veõ ta thaáy ñieän aùp vaøo coù daïng raêng cöa ñöôïc so saùnh vôùi Uñk , taïi caùc ñieåm θ1, θ3 ñieän aùp raêng cöa baèng ñieän aùp ñieàu khieån. Taïi ñoù ta phaùt xung ñieàu khieån Thyristor . -Töø 0 ¸ θ1 : | Uñk | > | Urc | vaø UB > 0 laøm Tranzitor Tr khoùa, ñieän aùp ra . -Töø θ1 ¸ θ2 : | Uñk | < | Urc | vaø UB < 0 laøm Tranzitor Tr daãn, ñieän aùp ra . Vieäc so saùnh baèng Tranzitor coù nhöôïc ñieåm taïi θ1, θ3 ñieän aùp bieán thieân nhö hình veõ chæ ñuùng trong tröôøng hôïp lyù thuyeát. Coøn trong thöïc teá noù laø ñöôøng xieân vì coù moät vuøng gaàn 0 laøm vieäc ôû cheá ñoä khueách ñaïi. Khi ñoù taïi tôøi ñieåm phaùt leänh môû Thyristor laø t1 nhöng Thyristor seõ thöïc söï môû sau t1 . Do ñoù thôûi ñieåm môû Thyristor thieáu chính xaùc. Ñeå khaéc phuïc nhöôïc ñieåm môû Thyristor ôû treân, vôùi söï ra ñôøi cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn thì khueách ñaïi thuaät toaùn ñöôïc duøng laøm khaâu so saùnh trong caùc maïch ñieàu khieån raát phoå bieán. R1 R2 A3 +Ung Ura -Ung -Urc U®k -U®k Ura R1 R2 A3 +Ung -Ung -Urc *Khaâu so saùnh duøng khueách ñaïi thuaät toaùn. (a) (b) 0 t U Uñk Urc q1 q2 Ura t q3 0 Hình III.12 Sô ñoà khaâu so saùnh duøng khueách ñaïi thuaät toaùn . q4 (c) (a): Coäng moät coång ñaûo cuûa khueách ñai thuaät toaùn. (b): Hai coång cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn. (c): Ñöôøng cong ñieän aùp. +Nguyeân taéc hoaït ñoäng : Caû hai sô ñoà ñeàu coù nguyeân lyù gioáng nhau. -Töø thôøi ñieåm 0 ¸ θ1 : | Uñk | > | Urc | thì Ura = - Ung. - Töø θ1 ¸ θ2 : | Uñk | < | Urc | thì Ura = + Ung. -Taïi caùc thôøi ñieåm : | Uñk | = | Urc | thì Ura = 0. Hai sô ñoà naøycoù öu ñieåm hôn haún sô ñoà III.11 laø coù theå phaùt xung ñieàu khieån chính xaùc taïi : Uñk = Urc . Qua phaân tích caùc sô ñoà cuûa maïch so saùnh ta choïn khaâu so saùnh duøng khueách ñaïi thuaät toaùn, cuï theå choïn sô ñoà III.12b. Bôûi vì vôùi sô ñoà naøy chuùng ta coù theå phaùt xung ñieàu khieån Thyristor moät caùch chính xaùc taïi Uñk = Urc. 3.Khaâu taïo xung khueách ñaïi. *Sô ñoà khaâu taïo xung khueách ñaïi duøng Tranzitor coâng suaát. Xñk Ic q1 q2 q3 q4 t t t UV U 0 0 UV R1 R2 +E D1 D2 Tr T BAX Hình III.13 Khaâu taïo xung khueách ñaïi baèng Tranzitor coâng suaát. Nhieäm vuï : khaâu taïo xung khueách ñaïi laø taïo xung phuø hôïp ñeå môû Thyristor , taàng khueách ñaïi cuoái cuøng thöôøng ñöôïc thieát keá baèng Tranzitor coâng suaát. Ñeå coù xung göûi tôùi Thyristor ta duøng bieán aùp xung (BAX), Tranzitor coâng suaát (Tr) ñeå khueách ñaïi coâng suaát, Diod (D) ñeå baûo veä Tr vaø cuoän daây sô caáp BAX khi Tr khoùa ñoät ngoät. Sô ñoà naøy ñôn giaûn nhöng ít ñöôïc duøng roäng raõi. Bôûi vì heä soá khueách ñaïi cuûa Tranzitor loaïi naøy nhieàu khi khoâng ñuû lôùn, ñeå khueách ñaïi tín hieäu töø khaâu so saùnh ñöa sang. * Taïo xung khueách ñaïi baèng sô ñoà Dalington. R2 +E D1 D2 Tr2 UV R1 T BAX Tr1 Hình III.14 Taïo xung khueách ñaïi sô ñoà Dalington. Sô ñoà naøy ñaõ khaéc phuïc ñöôïc nhöôïc ñieåm cuûa sô ñoà III.13 neân noù thöôøng ñöôïc söû duïng trong thöïc teá, noù coù theå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu veà khueách ñaïi coâng suaát, heä soá khueách ñaïi ñöôïc nhaân leân theo thoâng soá cuûa Tranzitor. Tuy nhieân laïi coù nhöôïc ñieåm ccoâng suaát toûa nhieät cuûa Tranzitor quaù lôùn vaø kích thöôùc maùy bieán aùp xung lôùn. Ñeå giaûm nhoû coâng suaát toûa nhieät cuûa Tranzitor vaø kích thöôùc daây sô caáp bieán aùp xung ta theâm tuï noái taàng. *Khaâu khueách ñaïi taïo xung baèng sô ñoà coù tuï noái taàng. ic(tu)ï q1 q2 q3 q4 Xñk t t t UV U 0 0 t t 0 0 0 ib ic(Tr) i Xñk R2 +E D2 D3 Tr2 UV R1 T BAX Tr1 C D1 Hình III.15 Sô ñoà taïo xung khueách ñaïi coù tuï noái taàng. Theo sô ñoà naøy, Tranzitor chæ môû cho doøng chaïy qua trong khoaûng thôøi gian naïp tuï neân doøng hieäu duïng cuûa chuùng beù hôn nhieàu laàn. Qua treân ta choïn khaâu taïo xung khueách ñaïi hình III.15 laø sô ñoà taïo xung khueách ñaïi coù tuï noái taàng. Bôûi vì sô ñoà naøy coù öu ñieåm hôn caùc sô ñoà khaùc nhö doøng hieäu duïng qua Tranzitor beù, coâng suaát toûa nhieät cuûa Tranzitor khoâng lôùn, kích thöôùc daây sô caáp bieán aùp xung beù hôn. III.4.2 Xaây döïng maïch ñieàu khieån. Vôùi yeâu caàu ñieàu khieån coù chaát löôïng toát ta choïn khaâu ñoàng pha hình III.8 töùc laø duøng boä gheùp quang. Vôùi khaâu ñoàng pha duøng boä gheùp quang seõ raát ñôn giaûn vaø thuaän tieän cho laép raùp. Khoâng caàn tính toaùn maùy bieán aùp ñoàng pha. Khaâu so saùnh choïn sô ñoà coäng hai coång ñaûo khueách ñaïi thuaät toaùn hình III.12b vì vôùi sô ñoà naøy coù ít nhieãu nhaát ñoái vôùi caùc keânh khaùc. Hôn nöõa tín hieäu vaøo hai coång ñoäc laäp neân khoâng xaûy ra hieän töôïng maïch giaû. Taàng taïo xung khueách ñaïi duøng sô ñoà tuï noái taàng hình III.15. Vôùi sô ñoà naøy seõ giaûm ñöôïc doøng ñöa vaøo boä khueách ñaïi. A B DQ UAT R1 11 +E TrQ R2 D C1 Urc U®k R3 R2 A3 +Ung -Ung R5 +E D2 D3 Tr2 R4 T BAX Tr1 C D1 U'A Ta coù sô ñoà ñieàu khieån moät keânh nhö sau : Hình III.16 Sô ñoà moät keânh maïch ñieàu khieån Thyristor. Nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa sô ñoà III.18 : U t t UAT 2 3 Urc 0 0 t t t UB Uñk ib Xñk 0 0 0 t1 t2 t3 t4 Hình III.17 Giaûn ñoà caùc ñöôøng cong doøng ñieän vaø ñieän aùp. Giaûi thích hoaït ñoäng : khaâu ñoàng pha cho ta ñieän ñieän aùp UA' . Ñoù laø ñieän aùp Urc döông. Ñieän aùp töïa naøy ñöôïc so saùnh vôùi ñieän aùp ñieàu khieån ñöa vaøo Uñk . Hai tín hieäu naøy giao nhau taïi t1, t2 , t3 , t4. Töø 0 ¸ t1 : ñieän aùp töïa Urc nhoû hôn ñieän aùp ñieàu khieån Uñk . Ñieän aùp ra seõ laø Ura = +Ubh (ñieän aùp baõo hoøa döông). Töø t1 ¸ t2 : Urc lôùn hôn Uñk . Ñieän aùp ra seõ nhaän giaù trò daáu cuûa Urc. Vì tín hieäu Urc ñöa vaøo coång tröø (-) cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn neân tín hieäu ra seõ ñaûo daáu. Töông töï nhö vaäy, caùc chu kyø keá tieáp laëp laïi ta coù ñieän aùp UB. ÔÛ ñaây chuùng ta söû duïng boùng ngöôïc (Tranzitor ) cho neân khi UB ñoåi daáu töø aâm sang döông thì seõ coù doøng ib (treân hình veõ boû qua chu kyø ñaàu tieân). Khi UB mang daáu döông, beân traùi tuï mang daáu döông. Luùc naøy tuï C seõ ñöôïc naïp. Khi UB ñoåi daáu döông sang aâm, tuï C xaû naêng löôïng qua Diod D. Do ñoù coù doøng ib vaø doøng ic töông öùng vôùi caùc xung ñieàu khieån ñöa vaøo ñeå kích môû Thyristor . Tuy nhieân theo yeâu caàu ñieàu khieån Thyristor laø phaûi ñieàu khieån Thyristor môû ôû phaàn döông ñieän aùp UAT. Nhöng ôû ñaây thôøi ñieåm môû Thyristor khoâng ñuùng vì thôøi ñieåm môû Thyristor taïi t1 laïi khoâng thöïc hieän ñöôïc. Trong khi ñoù coù leänh môû Thyristor taïi t2 vaø t4. Muoán coù xung ñieàu khieån môû Thyristor taïi t1 vaø t3 ta phaûi ra leänh taïi söôøn xuoáng cuûa UB. Coù nhieàu caùch ñeå thay ñoåi UB, ôû ñaây ta maéc theâm vaøo maïch ñieàu khieån moät khueách ñaïi ñaûo vaøo sau UB (hoaëc söû duïng khueách ñaïi ñaûo logic vì UB laø soùng vuoâng). Khi ñoù ta seõ coù doøng ib taïi söôøn xuoáng cuûa UB neân coù xung ñieàu khieån kích môû Thyristor taïi t1 vaø t3. Ñoái vôùi vieäc ñieàu chænh : khi thay ñoåi Uñk thì ta thay ñoåi ñöôïc ñieän aùp kích töø vaø doøng ñieän kích töø. Nguyeân lyù ñieàu chænh ñieän aùp laø khi thay ñoåi Uñk töø 0 ñeán Ubh thì ñoä roäng cuûa ñieän aùp kích töø Ukt seõ taêng töø 0 ñeán p hay ñieän aùp kích töø seõ taêng töø 0 ñeán Uktmax. U t t UAT 2 3 Urc 0 0 t t t UB Uñk ib Xñk 0 0 0 t1 t2 t3 t4 t t UD 0 0 t Ud Hình III.18 Giaûn ñoà caùc ñöôøng cong doøng ñieän, ñieän aùp vaø ñieän aùp taûi. UV D R1 R2 R3 R4 A1 U'A C +E R5 A2 Rht B D R6 C2 R7 T1 T2 +E UV D DQ TQ R1 R2 R3 R4 A1 U'A C +E Uñk R5 A2 Rht B D R6 C2 R7 T1 T2 UV D R1 R2 R3 R4 A1 U'A C +E R5 A2 Rht B D R6 C2 R7 T1 T2 DQ TQ TQ DQ +E +E Rd Ld TA TB TC DA DB DC AP A C B A C B MFÑ Hình III.19 Sô ñoà maïch ñieàu chænh kích töø toång quaùt. III.5 Tính choïn thoâng soá cuûa maïch ñieàu khieån. Vieäc tính toaùn maïch ñieàu khieån thöôøng ñöôïc tieán haønh töø taàng khueách ñaïi ngöôïc trôû leân. Maïch ñieàu khieån ñöôïc tính xuaát phaùt töø yeâu caàu veà môû xung Thyristor . Caùc thoâng soá cô baûn ñeå tính maïch ñieàu khieån : . +Ñieän aùp ñieàu khieån Thyristor : Ug = Uñk = 2,5(V). +Doøng ñieän ñieàu khieån Thyristor : Ig = Iñk = 0,05(A). III.5.1 Tính choïn bieán aùp xung. Choïn vaät lieäu laøm loõi saét Ferit HM. Loõi coù daïng hình xuyeán, laøm vieäc treân moät phaàn cuûa ñaëc tính töø hoùa coù maät ñoä töø caûm beù, khoâng coù khe hôû khoâng khí. +Tyû soá bieán aùp xung : thöôøng maùy bieán aùp m = 2 ¸ 3. Choïn m = 3. +Ñieän aùp cuoän thöù caáp maùy bieán aùp xung : U2 = Uñk = 2,5(V). + Ñieän aùp cuoän sô caáp maùy bieán aùp xung : U1 = m.U2 = 3.2,5 = 7,5(V). +Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp xung : I2 = Iñk = 0,05(A). +Doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp xung : I1 = I2/m = 0,05/3 = 0,017(A). III.5.2 Tính taàng khueách ñaïi cuoái cuøng. Choïn Tranzitor coâng suaát Tr2 loaïi 2SC9111 laøm vieäc ôû cheá ñoä xung coù caùc thoâng soá : +Tranzitor loaïi npn, vaät lieäu baùn daãn laø Si. +Ñieän aùp giöõa Colecto vaø Bazô khi hôû maïch laø : UCBO = 40V. +Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch laø : UEBO = 4V. +Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu ñöïng : ICmax = 500mA. +Nhieät ñoä lôùn nhaát ôû maët tieáp giaùp : Tmax = 1750C. +Heä soá khueách ñaïi : b = 50. +Doøng laøm vieäc cuûa Colectô : IC2 = I1 = 0,05.1000 = 50mA. +Doøng laøm vieäc cuûa Bazô : IB2 = IC2/b = 50/50 = 1mA. Ta thaáy raèng vôùi loaïi Thyristor ñaõ choïn coù coâng suaát ñieàu khieån khaù beù Uñk = 2,5V vaø Iñk = 0,05A neân doøng Colectô - Bazô cuûa Tr2 khaù beù. Choïn nguoàn caáp cho bieán aùp xung : E = UN = +12V. Ta phaûi maéc theâm ñieän trôû R7 noái tieáp vôùi cöïc Emitô cuûa Tr2. Taát caû caùc Diod trong maïch ñieàu khieån ñeàu duøng loaïi 1N4009 coù tham soá : +Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 1,0A. +Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UNmax = 25V. +Ñieän aùp ñeå cho Diod môû thoâng : Um = 1V. Choïn tuï C2 vaø R6 . Ñieän trôû R6 duøng ñeå haïn cheá doøng ñieän ñöa vaøo Bazô cuûa Tr2, choïn R6 thoûa maõn ñieàu kieän : Tuï C2 ñöôïc choïn phuï thuoäc vaøo ñoä roäng xung ñieàu khieån. Noù ñöôïc tính : töø ñoù tính ra III.5.3 Choïn taàng so saùnh. 14 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 13 12 11 - Vcc +Vcc Moãi keânh ñieàu khieån phaûi duøng hai khueách ñaïi thuaät toaùn, ta choïn loaïi TL084 do haõng TexasInstrument cheá taïo. Moãi IC naøy coù 4 khueách ñaïi thuaät toaùn. Thoâng soá cuûa TL084 : Hình III.20 Sô ñoà chaân IC TL084 +Ñieän aùp nguoàn nuoâi : Vcc = ±18V. Choïn ñieän aùp nguoàn nuoâi maïch ñieàu khieån : UN = E = ±12V. +Hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu vaøo : ±30V. +Nhieät ñoä laøm vieäc : Tlv = -25 ¸ 850C. +Coâng suaát tieâu thuï : P = 680(mW) = 0,68W. +Toång trôû ñaàu vaøo : Rin = 106MW. +Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = 30pA. +Toác ñoä bieán thieân ñieän aùp cho pheùp : Doøng ñieän vaøo toát nhaát neân choïn nhoû hôn 3mA. Vì tín hieäu ôû taàng so saùnh ñöa sang toái ña laø 3mA sau khi khueách ñaïi noù seõ ñuû coâng suaát ñeå cho Tranzitor môû baõo hoøa. ÔÛ ñaây choïn doøng vaøo IV = 1mA. Khueách ñaïi thuaät toaùn ñaõ choïn TL084. Choïn Trong ñoù vôùi nguoàn nuoâi Vcc = ±12V thì ñieän aùp vaøo A1 laø UV ≈ 12V. Doøng ñieän vaøo ñöôïc haïn cheá ñeå Ilv < 1mA. Do ñoù ta choïn R3 = R4 = 15KW. Khi ñoù doøng vaøo A1 cöïc ñaïi seõ laø : Choïn Töông töï nhö treân neân ta choïn R5 = Rht = 15KW. III.5.4 Tính choïn khaâu ñoàng pha. Ñieän aùp tuï ñöôïc hình thaønh do söï naïp cuûa tuï C. Maët khaùc ñeå ñaûm baûo ñieän aùp tuï coù trong moät nöûa chu kyø ñieän aùp löôùi laø tuyeán tính thì haèng soá thôøi gian tuï naïp ñöôïc Tr = R2.C = 0,005s. Choïn tuï C = 0,1mF. thì ñieän trôû R2 = Tr/C = 0,005/0,1.10-6 = 50.103W. Vaäy R2 = 50KW. Ñieän aùp ra baõo hoøa cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn : Ubh = ±E ± 1 = ± 11V. Choïn boä gheùp quang DQ - TQ loaïi 4N35 coù caùc thoâng soá sau : Ñieän theá caùch ñieän : 3350V. Ñieän theá : Vcc = 30V. Doøng ñieän qua Diod quang lôùn nhaát laø : Imax = 10mA. Choïn doøng laøm vieäc chaïy qua Diod quang : IDQ = 3mA. Vaäy R1 = UV/IDQ = 30,15/3.10-3 = 10,05KW. III.5.5 Taïo nguoàn nuoâi. Tính choïn maùy bieán aùp taïo nguoàn nuoâi, choïn kieåu maùy bieán aùp ba pha ba truï, treân moãi truï coù boán cuoän daây goàm moät cuoän sô caáp vaø ba cuoän thöù caáp. *Cuoän caáp thöù nhaát. Taïo ra nguoàn ñieän aùp ±12V (coù oån aùp) ñeå caáp cho nuoâi IC , caùc boä ñieàu chænh doøng ñieän, toác ñoä, ñieän aùp. Nguoàn naøy ñöôïc caáp bôûi cuoän daây thöù caáp a1,b1, c1. Ta duøng maïch chænh löu caàu ba pha duøng Diod , ñieän aùp thöù caáp maùy bieán aùp nguoàn nuoâi : U2 = 12/2,34 = 5,13V, ta choïn U2 = 9V. Ñeå oån ñònh ñieän aùp ra cuûa nguoàn nuoâi ta duøng hai vi maïch oån aùp 7812 vaø 7912. Thoâng soá chung cuûa vi maïch naøy : +Ñieän aùp ñaàu vaøo : UV = 7 ¸ 35V. +Ñieän aùp ñaàu ra : Ura = 12V vôùi IC 7812 vaø Ura = - 12V vôùi IC 7912. +Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = 0 ¸ 1A. Tuï C4, C5 duøng ñeå loïc thaønh phaàn soùng haøi baäc cao. Choïn : C4 = C5 = C6 = C7 = 470mF. *Cuoän caáp thöù hai. a2, b2, c2 taïo nguoàn nuoâi cho bieán aùp xung, caáp xung ñieàu khieån cho caùc Thyristor (+12V). Do möùc ñoä suït xung cho pheùp töông ñoái lôùn cho neân nguoàn naøy khoâng caàn oån aùp. Caàn cheá taïo cuoän daây naøy rieâng reõ côùi cuoän daây caáp nguoàn cho IC ñeå traùnh gaây suït aùp nguoàn nuoâi. *Cuoän caáp thöù ba. a3, b3, c3 laø cuoän daây caáp ñieän cho boä chænh löu caàu ba pha ñeå laáy tín hieäu aâm ñieän aùp cung caáp cho khaâu phaûn hoài ñieän aùp. Ñoái vôùi nguoàn caáp cho khaâu ñoàng pha ta coù theå söû duïng tröïc tieáp ñieän aùp thöù caáp cuûa bieán aùp chænh löu ñöa vaøo khaâu ñoàng pha. 7812 7912 +12V -12V +12V 400V~ C4 C5 C6 C7 O c2 b2 a2 c1 b1 a1 C B A RV2 RV1 C' a3 b3 Hình III.21 Sô ñoà nguyeân lyù taïo nguoàn nuoâi maïch ñieàu khieån. III.6 Tính choïn khaâu phaûn hoài. III.6.1 Sô ñoà khaâu phaûn hoài doøng. A B C Ri Ri Ri RV3 Uph.I DZ2 III.22 Khaâu phaûn hoài doøng. · · · · · · · - + RV1 RV2 RV3 Uñaët Uph.U Uph.I R8 R9 R10 R11 A3 Uñk Hình III.22 Sô ñoà maïch coäng ñaûo. Khaâu ñoàng pha taïo ra ñieän aùp raêng cöa Urc taïi nuùt A laø U'A . Tín hieäu ra cuûa khaâu naøy cuøng pha vôùi tín hieäu vaøo. Ñieän aùp raêng cöa ñöôïc gôûi qua khaâu so saùnh A2. Taïi ñaây A2 thöïc hieän pheùp so saùnh giöõa ñieän aùp raêng cöa Urc vaø ñieän aùp ñieàu khieån Uñk. Nguyeân lyù oån ñònh ñieän aùp trong sô ñoà ñöôïc moâ taû nhö sau : Ñieän aùp ñieàu khieån Uñk ñöôïc laáy töø maïch coäng ñaûo A3 bôûi ba tín hieäu Uñaët, Uph.U vaø Uph.I. Heä thoáng oån ñònh ñieän aùp ôû ñaàu cöïc maùy phaùt xoay chieàu khoâng maùy phuï. Ñaïi löôïng caàn ñieàu chænh laø ñieän aùp ñaàu cöïc maùy phaùt xoay chieàu Umf vaøø doøng ñieän Imf. Giaù trò chuû ñaïo cuûa Uñk ñöôïc phaùt töø bieán trôû RV1, ñoù laø giaù trò Uñaët coù nguoàn cung caáp +E ñöôïc laáy töø nguoàn +12V vaø 0 cuûa vi maïch oån aùp 7812 qua ñieän trôû R8. Xaùc ñònh giaù tri tín hieäu ñieàu khieån : Trong ñoù : K : Heä soá ñieän trôû. Uñaët : Ñieän aùp laáy töø chieát aùp RV1 qua R8. Uph.U : Ñieän aùp phaûn hoài tyû leä vôùi ñieän aùp maùy phaùt ñöôïc laáy töø chieát aùp RV2 qua R9. Uph.I : Ñieän aùp phaûn hoài doøng ñöôïc laáy töø chieát aùp RV3 qua ñieän trôû R10. Khi phuï taûi cuûa maùy phaùt giaûm thì ñieän aùp cuæa maùy phaùt Umf taêng leân. Luùc naøy nhieäm vuï cuûa maïch oån ñònh ñieän aùp laø phaûi giaûm doøng kích töø (Ikt) töùc laø giaûm Ukt hoaëc giaûm Uñk ñeå ñieän aùp cuûa maùy phaùt giaûm veà möùc oån ñònh cho pheùp. Vôùi sô ñoà maïch ñieàu khieån ñöôïc thieát keá coù phaûn hoài aâm ñieän aùp, döông doøng ñieän thì khi Umf taêng daãn ñeán Uph.U taêng vaø Uph.I giaûm (coù ngaét neân Uph.I = 0) ta coù : Uñk = -K(Uñaët - Uph.U). Maø Uph.U taêng neân daãn ñeán Uñk giaûm keùo theo Ukt giaûm vaø Umf giaûm veà möùc oån ñònh. Ngöôïc laïi, khi phuï taûi cuûa maùy phaùt taêng leân laøm cho Umf giaûm vaø Imf taêng thì maïch ñieàu khieån caàn phaûi töï ñoäng taêng Uñk ñeå taêng Ukt daãn ñeán taêng Umf ñeán möùc oån ñònh ñieän aùp. Nhö vaäy nguyeân lyù oån aùp ôû ñaây laø ñieän aùp cuûa maùy phaùt giaûm (Umf giaûm ) daãn ñeán Uph.U giaûm , ñoàng thôøi Uph.I taêng ( coù phaûn hoài doøng). Cho ta Uñk taêng vaø laøm cho ñieän aùp maùy phaùt taêng ñeán ñieän aùp oån ñònh. Ta coù sô ñoà khoái cuûa maïch oån ñònh ñieän aùp nhö sau : Ñieàu khieån Cuoän KT MFÑ UÑK ph.u ph.i Ukt Umf Uñaët Hình III.23 Sô ñoà khoái heä thoáng oån ñònh ñieän aùp maùy phaùt. III.6.2 Tính choïn khaâu phaûn hoài doøng vaø phaûn hoài aùp. Ta coù : Khi ñieän aùp ñaàu cöïc maùy phaùt Umf coù giaù trò naèm trong khoaûng 0,95.Ufñm<Umf<1,05.Ufñm. thì khaâu phaûn hoài doøng ñieän khoâng laøm vieäc vì trong vuøng ñieän aùp naøy ñieän aùp ra U1 cuûa boä chænh löu phaûn hoài doøng nhoû khoâng ñuû laøm daãn thoâng Diod oån aùp DZ2 ta coù : Trò soá ñieän aùp ñaët : Uñaët = KCA.(+UN) = KCA.12 (V) Vôùi KCA < 1. Doøng ñieän pha ñònh möùc laø Ifñm = 17,32(A). Neân choïn bieán doøng coù I1ñm>1,1.Ifñm = 1,1.17,32 = 19,05(A). a.Tính khaâu phaûn hoài doøng : *Choïn maùy bieán doøng : Nhö vaäy choïn maùy bieán doøng haï theá kieåu ñuùc EÂpoâxy loaïi CT-0,6 do coâng ty thieát bò ño ñieän (EMIC) cheá taïo BD1 trong [11] coù caùc thoâng soá nhö sau : -Ñieän aùp ñònh möùc : Uñm = 0,6(kV) = 600(V). -Doøng ñieän sô caáp ñònh möùc : I1ñm = 50(A). -Doøng ñieän thöù caáp ñònh möùc : Iñm = 5(A). -Coâng suaát ñònh möùc ôû caáp chính xaùc 0,5 : Sñm = 2,5(VA). Ñieän aùp ra cuûa boä chænh löu caàu phaûn hoài doøng : Trong ñoù : Kbd = = 0,1 : Heä soá bieán doøng. Kcl = 2,34 : Heä soá chænh löu caàu ba pha. Choïn : Ki = 1,2 : Heä soá phaûn hoài doøng. Vaäy Ñieän aùp xoay chieàu tröôùc chænh löu laø : Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán doøng : Giaù trò ñieän trôû Ri : *Choïn Diod oån aùp : Choïn Diod oån aùp DZ2 maõ 1N7469 coù caùc thoâng soá sau : -Coâng suaát ñònh möùc : Pñm = 500(mW). -Ñieän aùp oån aùp cuûa DZ2 : UZ2 = 4,3(V). RV1 = 10(kW). Choïn 6 Diod cuûa boä chænh löu phaûn hoài doøng : Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UND =.4,86 = 11,9(V). +Choïn 6 Diod loaïi 1N4009 coù caùc thoâng soá nhö sau : -Doøng ñieän ñònh möùc : IñmD = 10(mA). - Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UND = 25 (V). -Ñieän aùp rôi treân Diod : UD = 1(V). b.Tính choïn khaâu phaûn hoài aùp : *Choïn maùy bieán aùp phaûn hoài coù coâng suaát beù vôùi : -Ñieän aùp phía sô caáp : U1 = 400(V). -Ñieän aùp phía thöù caáp : U2 = 4,5(V). Ñieän aùp ra cuûa boä chænh löu caàu phaûn hoài aùp laø : UCL = KCL.U2 = 2,34.4,5 = 10,53(V). Treân thöïc teá thì ñieän aùp daây ñaàu cöïc maùy phaùt lôùn nhaát coù theå ñaït 440V. Khi ñoù ñieän aùp pha lôùn nhaát ñaït ñöôïc laø : Ñieän aùp ñaàu ra lôùn nhaát cuûa boä chænh löu phaûn hoài aùp laø : Choïn Diod : Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UND =.4,86 = 11,9(V). Nhö vaäy choïn 6 Diod cuûa boä chænh löu phaûn hoài aùp loaïi 1N4009 coù caùc thoâng soá nhö sau : -Doøng ñieän ñònh möùc : IñmD = 10(mA). - Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UND = 25 (V). -Ñieän aùp rôi treân Diod : UD = 1(V). *Choïn chieát aùp RV2 ñeå ñôn giaûn ta choïn RV2 = RV1 = 10(kW). Doøng ñieän cöïc ñaïi qua chieát aùp RV2 : Imax = Choïn doøng ñieän laøm vieäc qua chieát aùp RV2 laø : IV2 = 0,95(mA). Choïn A3 laø khueách ñaïi thuaât toaùn TL084 . *Tính caùc ñieän trôû R8, R9, R10, R11. Khi laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc thì : Ud = Ukt = 65(V). Udo = 70,52(V). Ta tính ñöôïc Ñieän aùp ñieàu khieån ñònh möùc : Uñk = Ubh.cosa = 11.0,922 = 10,14(V). Vaø khi maùy phaùt laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc thì : Choïn Uñaët = 10,5(V). Uph.U = 1,8(V). R11 = 60(kW). Töø phöông trình treân ta coù quan heä : Choïn R11 = 60(kW) vaø choïn R9 = 3(kW). Tính ñöôïc R8 = 24,36(kW). Choïn R8 = 26(kW). Tính R10 : Heä soá quaù taûi doøng cho pheùp cuûa ñaàu cöïc maùy phaùt : Kqt = Kimax = 1,5. Ñieän aùp cuûa phaûn hoài doøng lôùn nhaát laø : Uimax = Kimax.Ifñm.Kbd.Ri.KCL = = 1,5.17,32.0,1.1,2.2,34 = 7,3(V). Choïn doøng vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn A3 laø : IA3 = 1(mA). Vaäy : Choïn ñieän trôû R10 = 30 (kW). Ta coù sô ñoà heä thoáng oån ñònh ñieän aùp maùy phaùt nhö sau : TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] Thieát keá maùy ñieän - Traàn Khaùnh Haø - Nguyeãn Hoàng Thanh. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 2001 [2] Maùy ñieän I - Vuõ Gia Hanh - Traàn Khaùnh Haø - Phan Töû Thuï Nguyeãn Vaên Saùu. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 1998 [3] Maùy ñieän II - Vuõ Gia Hanh - Traàn Khaùnh Haø - Phan Töû Thuï Nguyeãn Vaên Saùu. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 2001 [4] Maùy ñieän II - Traàn Khaùnh Haø. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 1997 [5] Coâng ngheä cheá taïo maùy ñieän vaø maùy bieán aùp - Nguyeãn Ñöùc Syõ Nhaø xuaát baûn giaùo duïc 1995 [6] Ñieän töû coâng suaát - Leâ Vaên Doanh - Nguyeãn Theá Coâng Traàn Vaên Thònh. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 2004 [7] Tính toaùn thieát keá thieát bò ñieän töû coâng suaát - Traàn Vaên Thònh - 2004 [8] Khí cuï ñieän - Phaïm Vaên Chôùi - Buøi Tín Höõu - Nguyeãn Tieán Toân. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 2004 [9] 1000 Tranzitor quoác teá - Nguyeãn Theá Cöôøng. Vieän khoa hoïc Vieät Nam _Haø Noäi 1987. [10] Thieát keá caáp ñieän - Ngoâ Hoàng Quang - Vuõ Vaên Taåm. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc kyõ thuaät Haø Noäi 2005. [11] Electric measuring instrument company (EMIC). MUÏC LUÏC Trang Lôøi noùi ñaàu 1 Phaàn I : Giôùi thieäu veà maùy phaùt ñieän xoay chieàu 3 I. Ñònh nghóa vaø coâng duïng 3 II. Ñaëc ñieåm vaø caáu taïo 3 II.1 Ñaëc ñieåm 4 II.2 Caáu taïo 5 III. Caùc ñaëc tính cuûa maùy phaùt ñoàng boä 8 III.1 Ñaëc tính khoâng taûi 9 III.2 Ñaëc tính ngaén maïch vaø tyû soá ngaén maïch 9 III.3 Ñaëc tính ngoaøi vaø ñoä thay ñoåi ñieän aùp maùy phaùt 12 III.4 Ñaëc tính ñieàu chænh 13 III.5 Ñaëc tính taûi 13 III.6 Toån hao vaø hieäu suaát cuûa maùy ñieän ñoàng boä 15 Phaàn II : Thieát keá tính toaùn ñieän töø vaø thieát keá keát caáu 17 Chöông I. Tính toaùn vaø xaùc ñònh kích thöôùc chuû yeáu 17 Chöông II. Tính toaùn kích thöôùc Stator, daây quaán Stator vaø khe hôû khoâng khí. 20 Chöông III.Tính toaùn cöïc töø Roâtor 30 Chöông IV. Tính toaùn maïch töø 32 Chöông V. Tham soá cuûa daây quaán Stator ôû cheá ñoä ñònh möùc 37 Chöông VI. Tính toaùn daây quaán kích töø vaø tham soá maïch kích töø 42 Chöông VII. Tính khoái löôïng, tính toån hao vaø tính toaùn nhieät 49 Chöông VIII. Tính toaùn keát caáu 55 Phaàn III : Thieát keá sô ñoà vaø tính toaùn maïch oån ñònh ñieän aùp 60 Chöông I. Khaùi quaùt veà heä kích töø maùy ñieän ñoàng boä 60 I.1 Ñaïi cöông 61 I.2 Caùc loaïi heä kích töø maùy ñieän ñoàng boä 61 I.3 Giôùi thieäu caùc sô ñoà chænh löu thöôøng gaëp 65 Chöông II. Tính choïn thieát bò maïch ñoäng löïc 81 II.1 Sô ñoà maïch ñoäng löïc 81 II.2 Tính choïn caùc thoâng soá cuûa maïch ñoäng löïc 82 II.2.1 Choïn van ñoäng löïc 82 II.2.2 Choïn maùy bieán aùp chænh löu 83 II.2.3 Choïn caùc thieát bò baûo veä 84 Chöông III. Thieát keá sô ñoà nguyeân lyù maïch ñieàu khieån oån ñònh ñieän aùp maùy ñieän ñoàng boä 87 III.1 Maïch ñieàu khieån Thyristor ñôn giaûn 87 III.2 Nguyeân lyù thieát keá maïch ñieàu khieån 88 III.3 Sô ñoà khoái maïch chænh löu 90 III.4 Thieát keá sô ñoà nguyeân lyù 91 III.4.1 Giôùi thieäu moät soá sô ñoà trong caùc khaâu. 91 III.4.2 Xaây döïng maïch ñieàu khieån. 100 III.5 Tính choïn thoâng soá maïch ñieàu khieån . 105 III.5.1 Tính choïn bieán aùp xung. 105 III.5.2 Tính choïn taàng khueách ñaïi cuoái cuøng. 105 III.5.3 Tính choïn taàng so saùnh. 106 III.5.4 Tính choïn khaâu ñoàng pha. 107 III.5.5 Taïo nguoàn nuoâi. 108 III.6 Tính choïn khaâu phaûn hoài. 110 III.6.1 Sô ñoà khaâu phaûn hoài doøng. 110 III.6.2 Tính choïn khaâu phaûn hoài doøng vaø phaûn hoài aùp. 112 Taøi lieäu tham khaûo 117

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế máy phát điện ba pha và hệ thống ổn định điện áp cho máy phát.doc