Thiết kế bộ thực hành ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp

MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI ỔN ÁP XOAY CHIỀU I. Giới thiệu chung. II. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các loại ổn áp thông dụng. CHƯƠNG II :THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC CỦA BỘ THỰC HÀNH ỔN ÁP XOAY CHIỀU THEO NGUYÊN TẮC BIẾN ÁP I. Cấu trúc của mô hình thực hành. II. Tính toán ,lựa chọn các phần tử trong mô hình thực hành. CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN. I .Thiết kế mạch điều khiển động cơ secvô. II .Thiết kế bộ nguồn cho mạch điều khiển. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH BẢO VỆ CHO BỘ THỰC HÀNH ỔN ÁP . I. Giới thiệu chung. II .Thiết kế chế tạo mạch bảo vệ điện áp ngoài dải làm việc. III .Nguyên lý làm việc của mạch bảo vệ điện áp ngoài. IV.Chọn linh kiện. V. Một số thiết bị bảo vệ khác CHƯƠNG V: LẮP RÁP CHẾ TẠO BỘ THỰC HÀNH ỔN ÁP. I.Lắp ráp mạch điều khiển động cơ secvô. II.Lắp ráp mạch bảo vệ điện áp ngoài dải làm việc. III. Lắp ráp bộ nguồn nuôi mạch điều khiển. IV. Lựa chọn biến áp tín hiệu và biến áp nguồn nuôi. V. Lựa chọn biến áp tự ngẫu và biến áp ổn áp. VI .Lắp ráp khối động lực. VII. Lắp ráp khối modul điều khiển. CHƯƠNG VI : TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH. Kết luận chung

doc77 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 13/06/2013 | Lượt xem: 1586 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế bộ thực hành ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
y: H×nh 1.1 II.1.2.CÊu t¹o : æn ¸p lo¹i nµy gåm hai cuén d©y W1 vµ cuén d©y W2 quÊn trªn hai lâi thÐp Cuén d©y W1 lµ cuén tuyÕn tÝnh ( cã khe hë kh«ng khÝ trong m¹ch tõ) Cuén d©y W2 lµ cuén b·o hoµ §iÖn ¸p vµo UV ®Æt lªn c¶ hai cuén W1 vµ W2 cßn ®iÖn ¸p ra lÊy trªn cuén b·o hoµ W2 II.1.3. Nguyªn lý lµm viÖc: Víi cÊu t¹o nh­ trªn chóng ta thÊy r»ng : UV = U1 + U2 Vµ nÕu bá qua tæn hao trªn hai cuén kh¸ng th× ta cã: UV = U1 + UR §Æc tÝnh V – A cña c¸c phÇn tö ®­îc thÓ hiÖn ë h×nh 1.2 d­íi ®©y: H×nh 1.2 Tõ ®­êng ®Æc tÝnh trªn chóng ta nhËn thÊy r»ng víi mét sù thay ®æi lín ®iÖn ¸p vµo th× ®Çu ra cña æn ¸p thay ®æi Ýt h¬n . Tuy vËy sù dao ®éng cña ®iÖn ¸p ra vÉn cßn t­¬ng ®èi lín v× ®Æc tÝnh V-A cña cuén kh¸ng b·o hoµ kh«ng thÓ n»m song song víi trôc hoµnh ®­îc. II.1.4. ¦u nh­îc ®iÓm cña æn ¸p s¾t tõ kh«ng tô: *¦u ®iÓm : Cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n DÔ thiÕt kÕ, chÕ t¹o *Nh­îc ®iÓm : §iÖn ¸p ra bÞ mÐo d¹ng Dßng tæn hao lín HiÖu suÊt thÊp ChÊt l­îng cña æn ¸p kh«ng cao II.2. æn ¸p s¾t tõ cã tô: II. 2.1. CÊu t¹o : H×nh 1.3 æn ¸p s¾t tõ cã tô còng gåm hai cuén kh¸ng : Cuén W1 vµ cuén W2 . Cuén W1 lµ cuén lµm viÖc ë chÕ ®é tuyÕn tÝnh, cuén W2 lµm viÖc ë chÕ ®é b·o hoµ .Hai cuén ®­¬c m¾c nèi tiÕp nhau .§iÖn ¸p ®Çu vµo ®­¬c ®Æt lªn hai cuén nµy .§iÖn ¸p ra ®­¬c lÊy trªn hai ®Çu cuén W2 vµ tô C . Tô C ®­îc m¾c song song víi cuén b·o hoµ W2. Môc ®Ých ®Ó gi¶m nhá dßng ch¹y trong cuén W1 . ViÖc m¾c thªm tô ®iªn trong m¹ch t¹o ra hiÖn t­¬ng céng h­ëng v× thÕ æn ap s¨t tõc cã tô cßn gäi lµ bé cæng h­ëng. II.2.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng: Tô C ®­îc tÝnh to¸n sao cho khi ®iÖn ¸p vµo UV = U®m th× IC = 1 , lóc nµy m¹ch ®iÖn ë tr¹ng th¸i céng h­ëng dßng ®iÖn. §Æc tÝnh V – A H×nh 1.4 Khi vµo ®­êng ®Æc tÝnh trªn chóng ta thÊy r»ng : Khi UR < UCH : m¹ch cã tÝnh ®iÖn dung Khi UR < UCH : m¹ch cã tÝnh ®iÖn c¶m V× vËy ph¶i chän miÒn lµm viÖc cña æn ¸p sau ®iÓm céng h­ëng tøc lµ UV > UCH II.2.3. ¦u nh­îc ®iÓm cña æn ¸p s¾t tõ cã tô: + ¦u ®iÓm : HiÖu suÊt cao §é t¸c ®éng nhanh §¬n gi¶n , dÔ chÕ t¹o + Nh­îc ®iÓm : §iÖn ¸p ra bÞ mÐo d¹ng D¶i ®iÖn ¸p ®Çu vµo hÑp XuÊt hiÖn nh÷ng sãng hµi bËc II.3. æn ¸p kiÓu khuyÕch ®¹i tõ : II.3.1. CÊu t¹o: Gåm mét khuyÕch ®¹i tõ vµ mét biÕn ¸p tù ngÉu H×nh vÏ sau m« t¶ cÊu t¹o cña æn ¸p kiÓu khuyÕch ®¹i tõ : H×nh 1.5 + KhuyÕch ®¹i tõ lµ mét khÝ cô ®iÖn gåm nhiÒu cuén d©y cuèn quanh mét lâi thÐp ,trong ®ã cã cuén lµm viÖc vµ cuén ®iÒu khiÓn . Cuén ®iÒu khiÓn®­¬c cÊp ®iÖn mét chiÒu th­êng cã hai cuén m¾c ng­îc cùc tÝnh nhau ®Ó khö sù ¶nh h­ëng cña m¹ch xoay chiÒu ë cuén lµm viÖc vµo m¹ch mét chiÒu ë cuén ®iÒu khiÓn . §iÒu chØnh ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn cña cuén lµm viÖc nhê ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn trong cuén ®iÒu khiÓn. + §iÖn ¸p vµo ®­îc ®Æt vµo ®Çu vµo cña biÕn ¸p tù ngÉu. + §iÖn ¸p ra lÊy ë ®Çu ra cña biÕn ¸p tù ngÉu. II.3.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng: UV = UK§T + U1TN UR = K . UTN = K( UV – U K§T ) Nh­ vËy muèn cho UR kh«ng ®æi th× i§K ph¶i ®­îc ®iÒu chØnh sao cho tho¶ m·n: -Khi UV t¨ng th× ®iÒu chØnh I§K t¨ng ®Ó UK§T t¨ng -Khi UV gi¶m th× ®iÒu chØnh I§K gi¶m ®Ó UK§T gi¶m V× vËy vÊn ®Ò c¬ b¶n ®Æt ra lµ lµm sao t¹o ®­îc qu¸ tr×nh tù ®éng thay ®æi I§K thªo quy luËt UV ,thay ®æi ®Ó UR kh«ng ®æi.§iÒu nµy ®­îc gi¶i quyÕt nhê hÖ thèng ®iÒu khiÓn gåm c¸c c¬ cÊu ph¸t, ®o, so s¸nh b»ng c¸c phÇn tö ®iÖn tõ hoÆc ®iÖn tö . II.3.3. Giíi thiÖu nguyªn lý ho¹t ®éng cña æn ¸p kiÓu khuyÕch ®¹i tõ cô thÓ : H×nh1.6 W1, W2, W3 : 3 cuén d©y ®iÒu chØnh ®ã chÝnh lµ c¬ cÊu ph¸t Chóng ta ph¶i chØnh ®Þnh R1 sao cho khi UV = U®m vµ IT = I®m th× ®iÖn ¸p Ra UR = U®m ,tøc lµ : UV = U®m UT = I®m UR = U®m + Cuén U®k2 vµ W®k3 ®­îc m¾c nèi tiÕp víi hai cuén kh¸ng b·o hoµ L2 vµ cuén tuyÕn tÝnh L3 qua bé chØnh l­u. + Cuén W®k2 vµ W®k3 ®Êu ng­îc c­c tÝnh nhau nªn søc tõ ®éng cña chóng b»ng hiÖu hai søc tõ ®éng (iw) = ( i®k2 * w®k2 ) – ( i®k3 * w®k3) + BiÕn trë R2 ®Ó chØnh ®Þnh dßng i®k2 + BiÕn trë R3 ®Ó chØnh ®Þnh dßng i®k3 + ViÖc ®iÒu chØnh dßng ®iÒu khiÓn i®k2 vµ i®k3 thùc hiÖn sao cho khi UR = UR®m th× (iw) =0 H×nh vÏ bªn thÓ hiÖn ®Æc tÝnh cña æn ¸p kiÓu khuyÕch ®¹i tõ: H×nh 1.6 II.3.4. ¦u nh­îc ®iÓm cña æn ¸p kiÓu khuyÕch ®¹i tõ : * ¦u ®iÓm : - Kh¶ n¨ng chÞu qu¸ t¶i lín - HiÖu suÊt cao - Cã thÓ chÕ t¹o víi c«ng suÊt lín - §iÖn ¸p ra kh¸ æn ®Þnh - §é t¸c ®éng nhanh * Nh­îc ®iÓm : - Gi¸ thµnh h¹ - ThiÕt bÞ cång kÒnh phøc t¹p - §iÖn ¸p ra bÞ mÐo d¹ng II.4. æn ¸p lµm viÖc theo nguyªn t¾c biÕn ¸p: Trong m¸y biÕn ¸p , ®iÖn ¸p tû lÖ víi sè vßng d©y theo biÓu thøc: U1 : §iÖn ¸p s¬ cÊp cña m¸y biÕn ¸p U2 : §iÖn ¸p thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p W1 : Sè vßng d©y s¬ cÊp cña m¸y biÕn ¸p W2 : Sè vßng d©y thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p II. 4.1. CÊu t¹o : æn ¸p lµm viÖc theo nguyªn t¾c biÕn ¸p cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n gåm : BL - m¸y biÕn ¸p æn ¸p : lµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã con tr­ît chæi than §SV : §éng c¬ secv« ( ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ nam ch©m vÜnh cöu) truyÒn ®éng cho con tr­ît cña BL M¹ch ®iÒu khiÓn : LÊy tÝn hiÖu tõ ®Çu ra cña æn ¸p Ura ,so s¸nh víi ®iÖn ¸p cÇn gi÷ æn ®Þnh U«®.. H×nh 1.7 II.4.2. Nguyªn lý lµm viÖc : æn ¸p lµm viÖc theo nguyªn t¾c biÕn ¸p ho¹t ®éng theo nguyªn lý khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo thay ®æi th× m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ph¸t tÝn hiÖu ®Ó ®éng c¬ secv« sÏ kÐo chæi than lµm thay ®æi sè vßng d©y ®Ó t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p ®Çu vµo sao cho ®iÖn ¸p ®Çu ra sÏ lµ ®Þnh møc th× dõng l¹i. M¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc cÊp tÝn hiÖu th«ng qua biÕn ¸p tÝn hiÖu. ë ®©y chóng ta cã 2 ph­¬ng ph¸p cÊp ®iÖn ¸p cho biÕn ¸p tÝn hiÖu: 1) CÊp th¼ng ®iÖn ¸p l­íi vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p tÝn hiÖu. Khi ®iÖn ¸p l­íi thay ®æi biÕn ¸p tÝn hiÖu sÏ cÊp tÝn hiÖu cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« kÐo chæi than tíi vÞ trÝ vßng d©y phï hîp víi ®iÖn ¸p l­íi. Cã thÓ nèi s¬ cÊp cña biÕn ¸p tÝn hiÖu víi ®iÖn ¸p ra cña æn ¸p. Khi ®iÖn ¸p l­íi thay ®æi kÐo theo ®iÖn ¸p ra còng thay ®æi, biÕn ¸p tÝn hiÖu sÏ cÊp tÝn hiÖu cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®Ó ®iÒu khiÓn cho ®éng c¬ secv« kÐo chæi than tíi vÞ trÝ vßng d©y t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p vµo cña æn ¸p. Trong bé thùc hµnh cña chóng em thiÕt kÕ, ph­¬ng ¸n ®­îc chän lµ ph­¬ng ¸n 2. II.4.3. ¦u nh­îc ®iÓm cña lo¹i æn ¸p lµm viÖc theo nguyªn t¾c biÕn ¸p : + ¦u ®iÓm : Gi¸ thµnh rÎ Kh«ng cång kÒnh ,dÔ chÕ t¹o Kh«ng mÐo d¹ng ®iÖn ¸p D¶i lµm viÖc réng + Nh­îc ®iÓm : M¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p §é t¸c ®éng chËm BÞ giíi h¹n c«ng suÊt lín do tiÕp xóc chæi than Khi thay ®æi ®Çu vµo ®ét ngét thi ®Çu ra còng cã sai sè lín do sö dông hÖ c¬ khÝ) sau ®ã míi cã sai sè nhá . II.5. æn ¸p kiÓu bï : æn ¸p lo¹i nµy lµm viÖc theo nguyªn t¾c bï ®iÖn ¸p thiÕu vµ c¾t ®i ®iÖn ¸p thõa. B»ng c¸ch sö dông 1 biÕn ¸p bï chóng ta cã thÓ céng vµo mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cïng pha víi ®iÖn ¸p vµo khi ®iÖn ¸p vµo nhá h¬n gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra mong muèn. Còng nh­ vËy ta cã thÓ trõ ®i mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ng­îc pha víi ®iÖn ¸p vµo khi ®iÖn ¸p vµo lín h¬n gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra mong muèn. 5.1) CÊu t¹o : H×nh 1.8 + Gåm mét biÕn ¸p kiÓu c¶m øng ,®Çu ra ®­îc nèi tiÕp víi cuén thø cÊp cña biÕn ¸p , s¬ cÊp cña biÕn ¸p ®­îc nèi víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn + Cã nhiÒu c¸ch ®Ó ®iÒu khiÓn cuén s¬ cÊp cña biÕn ¸p bï nh­ dïng biÕn ¸p vi sai , hai mÆt ®­îc mµi ®i ®Ó lÊy ®iÖn ¸p qua hai chæi quay ng­îc chiÒu nhau cÊp cho s¬ cÊp biÕn ¸p bï . HoÆc c¸ch kh¸c lµ dïng c¸c phÇn tö kh«ng tiÕp ®iÓm ®Ó ®ãng, c¾t biÕn ¸p bï tuú theo ®iÖn ¸p l­íi lµ cao hay thÊp. II.5.2. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña æn ¸p dïng biÕn ¸p bï cã biÕn ¸p vi sai ®Ó ®iÒu khiÓn s¬ cÊp biÕn ¸p bï . H×nh 1.9 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña lo¹i æn ¸p nµy lµ bï c«ng suÊt thiÕu. Khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo mµ thay ®æi bao nhiªu so víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc th× biÕn ¸p bï chØ cÇn bï d­¬ng hay bï ©m mét l­îng bÊy nhiªu ®Ó ®iÖn ¸p ra lµ ®Þnh møc. Tõ s¬ ®å trªn chóng ta cã : UR = Ul­íi + U bï §Ó ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p ®Æt vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p bï, m¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc lÊy tÝn hiÖu tõ ®Çu ra cua æn ¸p sÏ ph¸t tÝn hiÖu ®Ó ®iÒu khiÓn 2 secv« mot¬ quay ng­îc chiÒu nhau mét l­îng ®Ó sao cho bªn thø cÊp biÕn ¸p bï cã ®­îc l­îng ®iÖn ¸p cÇn thiÕt ®Ó ®Çu ra cña æn ¸p lµ ®Þnh møc . II.5.3. ¦u, nh­îc ®iÓm cña æn ¸p kiÓu bï ; * ¦u ®iÓm : - Gän nhÑ - D¶i lµm viÖc réng , ®iÒu chØnh tr¬n - Kh«ng bÞ mÐo d¹ng ®iÖn ¸p - Cã thÓ chÕ t¹o víi c«ng suÊt lín * Nh­îc ®iÓm: - §é t¸c ®éng chËm do cã t¸c ®éng c¬ cÊu chuyÕn ®éng quay - M¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p KÕt luËn : Qua sù ph©n tÝch trªn th× ë mçi h×nh thøc æn ¸p cã nh÷ng ­u ®iÓm vµ nh­îc ®iÓm riªng , c¨n cø vµo yªu cÇu cña ®å ¸n : “ ThiÕt kÕ bé thùc hµnh nguån æn ¸p xoay chiÒu “ , tõ ­u ®iÓm cña æn ¸p ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c biÕn ¸p rÊt thÝch hîp cho ®Ò tµi nµy nªn chóng em ®· chän h×nh thøc æn ¸p ho¹t ®äng theo nguyªn t¾c biÕn ¸p lµm c¬ së ®Ó thiÕt kÕ “ Bé thùc hµnh nguån æn ¸p “. Ch­¬ng II ThiÕt kÕ , tÝnh to¸n m¹ch lùc cña bé thùc hµnh Nguån æn ¸p xoay chiÒu lµm viÖc theo Nguyªn t¾c biÕn ¸p I.CÊu tróc cña bé thùc hµnh: Nh­ ®· giíi thiÖu ë ch­¬ng I , trªn thùc tÕ hiÖn nay cã nhiÒu lo¹i æn ¸p sö dông c¸c nguyªn lý kh¸c nhau . ViÖc l­a chän kÕt hîp nh÷ng nguyªn lý ®ã ®Ó t¹o ra mét s¬ ®å m¹ch lùc cã thÓ ®¸p øng ®­îc nh÷ng yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ lµ mét viÖc quan träng. Mçi lo¹i æn ¸p cã nh÷ng ­u vµ nh­îc ®iÓm riªng nªn khi lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ m¹ch lùc nhãm em ®· chän h×nh thøc æn ¸p lµm viÖc theo nguyªn t¾c biÕn ¸p , víi ­u ®iÓm d¶i lµm viÖc réng, kh«ng mÐo d¹ng ®iÖn ¸p phï hîp víi yªu cÇu cña “ bé thùc hµnh æn ¸p “ . Bé thùc hµnh cña chóng em thiÕt kÕ gåm 2 khèi: + Khèi ®éng lùc gåm c¸c thiÕt bÞ chÝnh sau: Mét biÕn ¸p tù ngÉu Mét biÕn ¸p æn ¸p Mét biÕn ¸p tÝn hiÖu + Khèi ®iÒu khiÓn gåm thµnh phÇn chÝnh lµ m¹ch ®iÒu khiÓn vµ mét sè linh kiÖn. CÊu tróc khèi ®éng lùc I.1ThiÕt kÕ, tÝnh to¸n khèi ®éng lùc: M¹ch lùc cña chóng em ®­îc x©y dùng nh­ sau: H×nh 2.1 : s¬ ®å khèi ®éng lùc a. Chøc n¨ng cña c¸c phÇn tö trong m¹ch : *M¸y biÕn ¸p æn ¸p ( m¸y biÕn ¸p ®éng lùc ) : lµ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã con tr­ît chæi than. Chøc n¨ng cña biÕn ¸p æn ¸p t¹o ra ®iÖn ¸p æn ®Þnh 220V khi ®iÖn ¸p vµo thay ®æi tõ 160V ®Õn 240V . * §éng c¬ secv« §SV : ( ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ nam ch©m vÜnh cöu).TruyÒn ®éng cho con tr­ît cña m¸y biÕn ¸p æn ¸p. *M¸y biÕn ¸p tù ngÉu cã chøc n¨ng gi¶ lµm Ul­íi thay ®æi vµ kh¶o s¸t d¶i ®iÖn ¸p cã Ul­íi thay ®æi ( khi chØnh ®Þnh )cña bé æn ¸p . *M¸y biÕn ¸p tÝn hiÖu cã chøc n¨ng : lÊy tÝn hiÖu ®iÖn ¸p tõ Ura cña m¸y æn ¸p tíi m¹ch ®iÒu khiÓn . b. D¶i lµm viÖc cña æn ¸p : D¶i lµm viÖc cña æn ¸p réng hay hÑp còng quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt l­îng cña æn ¸p , mÆt kh¸c còng ®Ó phï hîp víi ®iÒu kiÖn thùc tÕ ë ViÖt Nam nªn quyÕt ®Þnh chän d¶i lµm viÖc cña æn ¸p lµ tõ 160V ®Õn 240V. *Khi l­íi ®iÖn ¸p dao ®«ng trong ph¹m vi 160V -> 217 th× : §éng c¬ secv« tù ®éng thay ®æi kÐo con tr­ît chæi than gi¶m sè vßng d©y s¬ cÊp t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p vµo ®Ó gi÷ cho Ura æn ®Þnh xung quanh gi¸ trÞ 220V *Khi l­íi ®iÖn ¸p dao ®éng trong ph¹m vi 223V -> 240V th× : §éng c¬ secv« tù ®éng kÐo con tr­ît chæi than t¨ng sè vßng d©y s¬ cÊp t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p vµo , gi÷ cho ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh xung quanh gi¸ trÞ 220V Sai sè cho phÐp lµ : ± 3V Qua ®ã chóng ta thÊy r»ng ®iÖn ¸p ra qua æn ¸p sÏ ®­îc æn ®Þnh ë ®iÖn ¸p ®Þnh møc lµ 220V khi ®iÖn ¸p l­íi dao ®éng tõ 160V ®Õn 240V, víi sai sè cho phÐp lµ +3V vµ -3V . II TÝnh to¸n thiÕt kÕ, lùa chän c¸c phÇn tö trong khèi ®éng lùc: *T×m hiÓu vÒ m¸y biÕn ¸p tù ngÉu : Trong tr­êng hîp ®iÖn ¸p s¬ cÊp vµ thø cÊp kh¸c nhau kh«ng ®¸ng kÓ nghÜa lµ tØ sè biÕn ¸p nhá ,®Ó ®­îc kinh tÕ h¬n vÒ mÆt chÕ t¹o vµ vËn hµnh ng­êi ta th­êng dïng m¸y biÕn ¸p tù ngÉu . Gièng nh­ m¸y biÕn ¸p th­êng, m¸y biÕn ¸p tù ngÉu còng cã hai cuén S¬ cÊp vµ thø cÊp . Hai cuén nµy kh«ng chØ liªn hÖ víi nhau vÒ tõ mµ cßn liªn hÖ víi nhau vÒ ®iÖn + M¸y biÕn ¸p tù ngÉu t¨ng ¸p : n = Uvµo / Ura < 1 + M¸y biÕn ¸p tù ngÉu h¹ ¸p : n = Uvµo /Ura >1 II.1TÝnh to¸n, lùa chän biÕn ¸p tù ngÉu: *C«ng suÊt 1 KVA : Tõ ®ã ta tÝnh ®­îc dßng ®Þnh møc lµ : I®m = S / U®m => I®m = 1000 / 220 I®m = 4,55 (A) Th«ng sè thiÕt kÕ : S = 1 KVA I®m = 4,55 (A) QuÊn d©y tõ 0 -> 250 (V) §Ó thõa 1/10 lâi kh«ng quÊn d©y *Tõ c«ng thøc : F = k k : hÖ sè kinh nghiÖm *TiÕt diÖn t¸c dông cña lâi s¾t : ta chän k = 1,3 F = 1,3 => F = 41,11 (cm2) * TiÕt diÖn thùc cña lâi s¾t : Chän Kcl = 0,9 Kthùc = Kcl * 41,11 => Kthùc = 0,9 * 41,11 Kthùc = 37 (cm2) *Sè vßng d©y trªn toµn bé lâi s¾t lµ : W = 250 / 4,44 * f * Kthùc * BT => W = 250 / 4,44 *50 *37 * 1,2 W = 250 / 1 W = 250 (vßng) * Chän mËt ®é dßng ®iÖn : J = 4,55 A / mm2 * TiÕt diÖn d©y quÊn nh­ sau : S = => S = VËy S = 1 (mm2) §­êng kÝnh d©y quÊn : d = = => d = 1,13 (mm2) Chän d©y dÉn biÕn ¸p tù ngÉu cã tiÕt diÖn trßn , cã th«ng sè sau : §­êng kÝnh ngoµi : d = 1,4 ( v× trªn bÒ mÆt cña d©y quÊn ph¶i mµi ®i 1 phÇn ®Ó ®iÖn ¸p ra chæi than. Nªn chän d©y cã ®­êng kÝnh = 1,4) *Chu vi lâi xuyÕn : Chän hÖ sè chÌn kÝn Kc = 0,7 C = W : Sè vßng d©y quÊn d : §­êng kÝnh d©y quÊn => C = = 500 (mm) V× ph¶i ®Ó l¹i 1/10 chu vi cña lâi kh«ng quÊn d©y nªn chu vi cña lâi cÇn ph¶i cã lµ : CT = => CT = CT = 550 (mm) * §­êng kÝnh ngoµi cu¶ lâi ; Dn = CT / => Dn = 550 / 3,14 Dn = 175 (mm) *§­êng kÝnh trong cña lâi lµ : Dtr = Ctr / Víi Ctr lµ chu vi cña lâi ®­îc tÝnh nh­ sau : Chän hÖ sè xÕp chång KXC = 2,75 th× chu vi trong cña lâi lµ : Ctr = CT / 2,75 => Ctr = 550 / 2,75 VËy Ctr = 200 (mm) VËy ®­êng kÝnh trong cña lâi lµ : Dtr = Ctr / 3,14 => Dtr = 200 / 3,14 (mm) Dtr =64 (mm) *ChiÒu dÇy cña lâi s¾t lµ : A = Dn - Dtr / 2 => A = 56 (mm) *ChiÒu cao cña lâi s¾t : B = F / A => B = 41,11 / 5,6 B = 73,4 (mm) = 0,734 (dm) VËy lâi s¾t sÏ cã kÝch th­íc nh­ h×nh vÏ : H×nh 2.2 *ThÓ tÝch cña toµn bé lâi s¾t : V = (Dn / 2 )2 *3,14 * B - (Dtr / 2 )2 * 3,14 *B V = * (Dn2 -Dtr2 ) => V = ( 1,752 - 0,642 ) = 1,53 (dm3) *Träng l­îng toµn bé lâi s¾t : Chän m = 7,5 (kg) => M = 7,5 * 1,53 = 11,5 (kilogam) *D©y quÊn : Gi÷a lâi s¾t vµ d©y quÊn ®Æt 1 líp c¸ch ®iÖn dµy 2mm Ta cã chu vi cña lâi lµ : C = 2 * ( A + B + 2*2 ) => C = 2 * ( 56 + 73,4 + 4 ) C = 267 (mm) *ChiÒu dµi toµn bé d©y quÊn lµ ; L = C * W => L = 267 * 250 VËy L = 66 (mm) *Träng l­îng toµn bé d©y quÊn lµ : chän d©y quÊn emay M = 66 * 55,9 => M = 3,689 (KG) B¶ng tãm t¾t sè liÖu cña biÕn ¸p tù ngÉu: D©y quÊn M¹ch tõ Lo¹i D©y d W M Lo¹i T«n A B Dtr Dn M Trßn emay 1,4 (mm) 250 (vßng) 3,689 (KG) Silic QuÊn trßn 56 (mm) 73,4 (mm) 64 (mm) 175 (mm) 11,5 (KG) II. 2. TÝnh to¸n ,lùa chän m¸y biÕn ¸p lùc : C¸c th«ng sè : S =1 KVA QuÊn d©y tõ 0 ®Õn 250 V §Ó thõa 1/10 lâi kh«ng quÊn d©y Ph¹m vi thay ®æi ®iÖn ¸p l­íi : 160V ®Õn 240V * Víi U1min = 160 (V) -> I1 = S / U1min -> I1 = 1000 / 160 -> I1 = 6,25 (A) *Víi U1max = 240(V) -> I1 = S / U1max -> I1 = 4,17 (A) => Chän I®m = 6,25 (A) *Tõ c«ng thøc F = 1,3 Ta cã tiÕt diÖn t¸c dông cña lâi s¾t F = 1,3 -> F = 41 (cm2) *TiÕt diÖn thùc cña lâi s¾t : chän Kcl = 0,9 Kthùc = Kcl * F -> Kthùc = 0,9 * 41 = 37 (cm2) *Sè vßng d©y trªn toµn bé lâi s¾t : W = 250 / 4,44 * f * Kthùc * BT Chän Bt = 1,2 -> W = 250 / 4,44 * 50 * 37 * 10-4 * 1,2 -> W = 254 (vßng ) *Chän mËt ®é dßng ®iÖn J = 4 A / mm2 *TiÕt diÖn d©y quÊn nh­ sau : T = = = 1,56 (mm2) -> d = = = 1,4 (mm2) Chän d©y dÉn biÕn ¸p tù ngÉu cã tiÕt diÖn trßn víi c¸c th«ng sè sau : ®­êng kÝnh ngoµi : d = 1,7 (mm2) V× trªn bÒ mÆt d©y quÊn ph¶i mµi ®i 1 phÇn ®Ó ®iÖn ¸p ra chæi than , nªn chän d©y cã ®­êng kÝnh =1,7(mm2) *chu vi lâi xuyÕn : Chän hÖ sè chÌn kÝn : Kc = 0,7 Cn = W : sè vßng d©y quÊn d : d­ßng kÝnh d©y quÊn -> Cn = = 617 (mm) V× ph¶i ®Ó l¹i 1/10 chu vi cña lâi kh«ng quÊn d©y nªn chu vi cña lâi cÇn ph¶i cã lµ : CT = -> CT = -> CT = 679 (mm) *§­êng kÝnh ngoµi cña lâi lµ : dn = CT / = 679 / 3,14 = 216 (mm) *§­êng kÝnh trong cña lâi lµ : dtr = Ctr / víi Ctr lµ chu vi cña lâi ®­îc tÝnh nh­ sau : chän hÖ sè xÕp chång Kxc = 2,75 chu vi cña lâi s¾t lµ : Ctr = CT / 2,75 = 679 / 2,75 = 247 (mm) VËy ®­êng kÝnh trong cña lâi lµ ; dtr = 247 / 3,14 = 79 (mm) *ChiÒu dÇy cña lâi s¾t lµ : a = dn - dtr / 2 = 216- 79 / 2 = 68 (mm) *ChiÒu cao cña lâi s¾t : b = F / a = 41 / 6,8 = 60(mm) = 0,6(dm) VËy lâi s¾t cã kÝch th­íc nh­ h×nh vÏ sau : H×nh 2.3 *ThÓ tÝch cña toµn bé lâi s¾t : V = ( dn / 2 ) 2 * * b - ( dtr / 2 )2 * * b V = (dn2 - dtr2) V = (2,162 – 0,792 ) = 1,9 (dm2) *Träng l­îng toµn bé lâi s¾t : m = 7,5 (KG) => M = 7,5 * 1,9 = 14,25(KG) *D©y quÊn : Gi÷a lâi s¾t vµ d©y quÊn cã ®Æt khu«n quÊn d©y ë mÆt trªn vµ d­íi cña lâi s¾t dµy 2 mm . VËy chu vi 1 vßng d©y quÊn sÏ lµ : C = 2 ( a+ b + 2 *2 ) = 2 ( 68+ 60+ 4 ) = 264 (mm) *ChiÒu dµi toµn bé d©y quÊn lµ : L = C * W = 264 * 254 = 67056 (mm)= 67,056 (mm) -> L = 67 (mm) *Träng l­îng toµn bé d©y quÊn lµ : M = 67 * 55,9 = 3,75(KG) Ta chän d©y emay lµ : 55,9 (g/ m) B¶ng tãm t¾t sè liÖu cña biÕn ¸p lùc : D©y quÊn M¹ch tõ Lo¹i d©y d W M Lo¹i T«n a b dtr dn M Trßn emay 1,7 (mm) 254 (vßng) 3,75 (KG) Silic quÊn trßn 68 (mm) 60 (mm) 79 (mm) 216 (mm) 13,8 (KG) II.3.Lùa chän thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p tÝn hiÖu : Cã c¸c th«ng sè sau : P = 30W U1 = 220V U2 = 12V It¶i = 5A Ta chän m¸y biÕn ¸p tÝn hiÖu víi c¸c th«ng sè kü thuËt nh­ trªn Ch­¬ng III ThiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch ®iÒu khiÓn Giíi thiÖu chung : M¹ch ®iÒu khiÓn trong c¸c hÖ thèng tù ®éng ®ãng 1 vai trß quan träng kh«ng thÓ thiÕu ®­îc.M¹ch ®iÒu khiÓn thùc hiÖn chøc n¨ng ®iÒu chØnh 1 hay nhiÒu th«ng sè nµo ®ã cña thiÕt bÞ nh­ dßng ®iÖn , ®iÖn ¸p theo 1 yªu cÇu ®iÒu chØnh cho tr­íc hoÆc gi÷ 1 th«ng sè nµo ®ã æn ®Þnh theo 1 gi¸ trÞ yªu cÇu ®Æt ra . Tuy r»ng kÝch th­íc , khèi l­îng cña m¹ch ®iÒu khiÓn lµ nhá nh­ng hµm l­îng chÊt x¸m vµ gi¸ trÞ kinh tÕ chøa trong nã chiÕm rÊt cao , cho nªn nã gi÷ vai trß hÕt søc quan träng tíi viÖc ®¸nh gi¸ tiªu chuÈn kÜ thuËt vµ gi¸ trÞ kinh tÕ cña thiÕt bÞ . §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu kÜ thuËt ®Æt ra , m¹ch ®iÒu khiÓn ph¶i ®­îc thiÕt kÕ sao cho ho¹t ®éng thËt tin cËy nhËn biÕt vµ sö lý tÝn hiÖu 1 c¸ch chÝnh x¸c b¶o ®¶m hoµn toµn tù ®éng ®Ó ng­êi sö dông vËn hµnh , thao t¸c ®¬n gi¶n dÔ dµng . Cïng víi m¹ch ®iÒu khiÓn c¸c phÇn tö chÊp hµnh còng ®ãng 1 vai trß kh«ng kÐm phÇn quan träng . NÕu vÝ m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ bé n·o cña con ng­êi th× c¸c phÇn tö chÊp hµnh chÝnh lµ ch©n tay ®Ó thùc hiÖn nh÷ng mÖnh lÖnh do bé n·o ®iÒu khiÓn . I.ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ Secv« : S¬ ®å khèi cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« : H×nh 3.1 S¬ ®å khèi cña m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ trªn kÕt hîp víi viÖc ®¶m b¶o yªu cÇu lµm viÖc l©u dµi trong m«i tr­êng kh¾c nghiÖt vµ t×m kiÕm linh kiÖn ®Ó l¾p r¸p vµ thay thÕ dÔ dµng , chóng ta thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« nh­ sau : H×nh 3.2 : II.1. Chøc n¨ng cña c¸c linh kiÖn trong m¹ch ®iÒu khiÓn: Tô C1 : läc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Tô C2 : M¾c // R4 , K§T1 t¹o thµnh kh©u qu¸n tÝnh §iÖn trë R1 , R2 : §iÖn trë h¹n chÕ dßng vµ ph©n ¸p tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn R5 , VR 1 : Kh©u so s¸nh t¹o ra ®iÖn ¸p chuÈn R3, R4 , K§T1 : KH©u khuyÕch ®¹i b·o hoµ cã ®¶o R6 ,R8 : V× ë ®©y ta nèi tÇng nªn R6 ,R8 cã chøc n¨ng b¶o vÖ cho K§T1 , khi K§T2 hoÆc K§T3 cã bÞ chÕt th× kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn K§T1 R7 , VR2 ,K§T2 : Kh©u so s¸nh t¹o ng­ìng trªn z R9 , VR3 : Kh©u so s¸nh t¹o ng­ìng d­íi R10, R11 : H¹n chÕ dßng cho hai nhãm tranristo CL : cÇu chØnh l­u diot chØnh l­u tÝn hiÖu ®iÖn ¸p xoay chiÒu Thµnh 1 chiÒu §SV : §éng c¬ secv« kÐo chæi than I.2.Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn: *Khi ®iÖn ¸p l­íi ë trong ph¹m vi : 217V ®Õn 223 V , tÝn hiÖu lÊy vÒ tõ biÕn ¸p tÝn hiÖu ®­a tíi cæng ®¶o cña K§T1 b»ng tÝn hiÖu ®Æt ë cæng kh«ng ®¶o cña K§T1 . VËy ®iÓm A = 0 . Khi ®iÓm A = 0 th× | UR7| ©m h¬n | UR6| , tøc lµ tÝn hiÖu ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o ©m h¬n tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o K§T2 nªn ®iÖn ¸p ra ë ®iÓm B ©m , ®iÓm B ©m Tr1 – Tr2 kho¸ ®ång thêi | UR9| d­¬ng h¬n | UR8| , tÝn hiÖu ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o d­¬ng h¬n tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o cña K§T3 . VËy t¹i ®iÓm C d­¬ng ®Æt vµo cùc baz¬ cña Tr3 – Tr4 , Tr3 – Tr4 kho¸ ,®éng c¬ kh«ng ®­îc cÊp ®iÖn do ®ã §SV sÏ kh«ng quay. *Khi 160V Ul < 217 V , tÝn hiÖu ®iÖn ¸p lÊy vÒ ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o cña K§T1 nhá h¬n tÝn hiÖu ®Æt ë cæng vµo cña K§T1nhê VR1 , V× vËy t¹i ®iÓm A sÏ d­¬ng dÇn . Khi ®iÓm A d­¬ng th× | UR6| >| UR7| , tøc lµ tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o cña K§T2 nhê VR2 lín h¬n tÝn hiÖu ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o cña K§T2 nhê VR2 . V× vËy tÝn hiÖu ra cña ®iÓm B ©m . Khi B ©m th× Tr1 kho¸, Tr2 kho¸ . §ång thêi | UR8| d­¬ng h¬n | UR9| tøc lµ tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o cña K§T3 lín h¬n tÝn hiÖu ®Æt ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o cña K§T3 nhê VR3 , do ®ã tÝn hiÖu ra cña ®iÓm C ©m. Lóc nµy cã dßng I c qua Tr3 , cã dßng IB cho Tr4 v× vËy cã dßng ch¹y tõ GND qua §SV qua Tr4 vÒ – U­ . §éng c¬ Secv« quay thªo chiÒu rót ng¾n sè vßng d©y s¬ cÊp cña biÕn ¸p lùc BL ®Ó gi÷ cho ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh . Khi Ura cña biÕn ¸p lùc b»ng U«® th× ®iÓm A = 0 , ®iÓm B 0 , ®éng c¬ Secv« ngõng quay . *Khi 223V < Ul 240 V , tÝn hiÖu ®iÖn ¸p lÊy vÒ tõ biÕn ¸p tÝn hiÖu sau cÇu chØnh l­u ®­a vÒ cæng kh«ng ®¶o cña K§T1 lín h¬n tÝn hiÖu ®Æt ë cæng kh«ng ®¶o cña K§T1 nhê VR1 , ®iÓm A sÏ ©m dÇn . Khi A ©m , | UR6| ©m h¬n | UR7| , tøc lµ tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o ©m h¬n tÝn hiÖu ®Æt ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o cña K§T2 nhê VR2 , tÝn hiÖu ra cña ®iÓm B d­¬ng , Tr1 më, cã dßng IB cho Tr2 , Tr2 më th× cÊp nguån phÇn øng +U­ cho §SV lµm §SV quay theo chiÒu t¨ng sè vßng d©y s¬ cÊp cña biÕn ¸p BL ®Ó gi÷ cho Ura cña BL b»ng U«® , ®ång thêi| UR8| lín h¬n | UR9| tøc lµ tÝn hiÖu ®­a vµo cæng ®¶o ©m h¬n tÝn hiÖu ®­a vµo cæng kh«ng ®¶o cña K§T3 , ®iÖn ¸p ra cña ®iÓm B d­¬ng , Tr3 – Tr4 kho¸ . Khi Tr1 – Tr2 më §SV quay theo chiÒu t¨ng sè vßng d©y s¬ cÊp cña biÐn ¸p BL . Khi Ura b»ng U«® th× ®iÓm A = 0 , ®iÓm B 0 , do ®ã Tr1 – Tr2 kho¸ Tr3 – Tr4 kho¸ §SV sÏ ngõng quay . Ta rót ra b¶ng tr¹ng th¸i : Ul (V) §iÓm A §iÓm B §iÓm C Ul = 220 (V) = 0 < 0 > 0 Ul = 217 (V) > 0 < 0 < 0 Ul = 223 (V) < 0 > 0 > 0 KÕt luËn : Víi ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ trªn ,§SV ®­îc ®iÒu khiÓn ®Ó truyÒn ®éng cho con tr­ît chæi than ®Õn vÞ trÝ cã sè vßng d©y t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p vµo Ul . NÕu ®iÖn ¸p ®Çu vµo < U«® th× ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn §SV quay con tr­ît chæi than gi¶m sè vßng d©y ®Ó U ra = 220 (V) , nÕu ®iÖn ¸p ®Çu vµo lín h¬n U«® th× m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn §SV quay con tr­ît chæi than t¨ng sè vßng d©y ®Ó Ura æn ®Þnh = 220 (V) ( víi sai sè cho phÐp lµ ± 3 V ) */ Tõ nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch ®iÒu khiÓn §SV ta rót ra ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh sau : H×nh 3.3: I.3. TÝnh chän linh kiÖn m¹ch ®iÒu khiÓn : Khi ta tÝnh chän linh kiÖn cho m¹ch ®iÒu khiÓn 1 vÊn ®Ò cÇn ®­îc quan t©m lµ nh÷ng linh kiÖn ®­îc chän ph¶i lµ lo¹i cã s½n trªn thÞ tr­êng , ®Ó khi ph¶i söa ch÷a thay thÕ cã thÓ t×m mua ®­îc dÔ dµng . Sau ®©y ta sÏ tiÕn hµnh tÝnh chän tõng linh kiÖn trong m¹ch , ®Ó ®¬n gi¶n ta cã thÓ chän tr­íc tri sè cña vµi linh kiÖn sau ®ã sÏ tÝnh chän c¸c phÇn tö cßn l¹i cho phï hîp . + BiÕn ¸p tÝn hiÖu dïng lo¹i 220 (V) + R1 : §iÖn trë h¹n chÕ dßng chän lo¹i 10 K + R2 : §iÖn trë ph©n ¸p chän lo¹i 10 K + Tô C1 : lµ tô läc tÝn hiÖu , tÝn hiÖu kh«ng cÇn hoµn toµn ph¼ng v× cÇn thay ®æi nÕu dïng tô lín th× tÝn hiÖu l× kh«ng thay ®æi nªn chän tô C1 cã gi¸ trÞ nhá h¬n 10. +R3, R4 , K§T1 : lµ bé khuyÕch ®¹i ®¶o Chän R3 = 22K , R4 = 560 K VËy hÖ sè khuyÕch ®¹i sÏ lµ : K = = = 22,5 (lÇn) + R5 : chän R5 = 10 K +R6 , R8 : chän R6 = 10 K , R8 = 10 K + R7 ,R 9 : chän R7 = 10 K , R9 = 10K + TÇng thø nhÊt cÇu Dalingt¬n cña Tr1-Tr2 chän lo¹i C828 TÇng thø nhÊt cÇu Dalingt¬n cña Tr3-Tr4 chän lo¹i A564 Cã c¸c th«ng sè sau : Pmax (mw) I Cmax (mA) VCC (V) ToC F gh (mhz) 220 50 30 220 125 220 + R10 , R11 : lµ 2 ®iÖn trë h¹n chÕ dßng cho hai cÇu dalingt¬n nªn ph¶i ®­îc chän sao cho ®¶m b¶o c¸c tranzito Tr1- Tr2 vµ Tr3- Tr4 b·o hoµ . Ta cã : I bco = I Cmax / = 50 / 220 = 0,23 mA Chän ®é dù ch÷ gÊp 10 lÇn : I bco = 0,23 * 10 = 2,3 mA VËy trÞ sè cña R10 vµ R11 lµ : R10 = R11 = = 5,2 K Chän ®iÖn trë chuÈn R10 = R11 = 4,7 K + Chän ®éng c¬ secv« 1 chiÒu cã c«ng suÊt 10W , ®iÖn ¸p 12V Dßng ®Þnh møc cña secv« lµ : I®m = 10*10-3 / 12 =833mA Tõ dßng ®Þnh møc cña ®éng c¬ secv« ta chän tÇng thø 2 cña cÇu dalingt¬n: Tr2 lµ H1061 , Tr4 lµ A671 + C¸c khuyÕch ®¹i thuËt to¸n K§T1 , K§T2 , K§T3 chän lo¹i LM741 cã c¸c th«ng sè trong b¶ng sau : Ao HÖ sè khuyÕch ®¹i ®iÖn ¸p hë m¹ch 100dB Zi Trë kh¸ng vµo 1M Zo Trë kh¸ng ra 150 Ib Dßng ®iÖn ph©n cùc vµo 200mA Vsmax §iÖn ¸p nu«i cùc ®¹i 18V V1max §iÖn ¸p vµo cùc ®¹i 13V Vomax §iÖn ¸p ra cùc ®¹i 14V Fo TÇn sè chuyÓn tiÕp 1 MHz + C¸nh t¶n nhiÖt : §Ó ®¶m b¶o cho tranzito H1061 vµ A671 lµm viÖc ®­îc l©u dµi kh«ng bÞ nãng ë n¬i mµ biÕn ¸p ph¶i ho¹t ®éng liªn tôc, tøc lµ n¬i ®iÖn ¸p ph¶i ho¹t ®éng nhiÒu cÇn l¾p thªm c¸nh t¶n nhiÖt. I.4. ThiÕt kÕ vµ chÕ t¹o m¹ch in cho m¹ch ®iÒu khiÓn: ®Ó cã thÓ ®¹t ®­îc môc ®Ých tèt nhÊt khi sinh viªn tiÕn hµnh nghiªn cøu vµ thùc hµnh chóng em ®· thiÕt kÕ mÆt m«dul ®iÒu khiÓn nh­ h×nh vÏ: H×nh 3.4: MÆt m«dul ®iÒu khiÓn Tõ b¶n vÏ thiÕt kÕ mÆt ë trªn ta thÊy r»ng m¹ch ®iÒu khiÓn ®· ®­îc chia ra lµm 3 kh©u nh»m gióp cho sinh viªn khi thùc hµnh cã thÓ dÔ dµng ph©n biÖt c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc kh¸c nhau cña khuyÕch ®¹i thuËt to¸n, thuËn tiÖn trong viÖc chØnh ®Þnh.Dùa vµo b¶n vÏ thiÕt kÕ mÆt ë trªn ta cã thÓ bè trÝ linh kiÖn trªn m¹ch in nh­ sau: H×nh 3.5: S¬ ®å bè trÝ linh kiÖn H×nh 3.6: S¬ ®å m¹ch in II. ThiÕt kÕ bé nguån æn ¸p 1 chiÒu cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn II.1.NhiÖm vô vµ yªu cÇu ®èi víi nguån nu«i: Nh­ chóng ta ®· biÕt , c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn nÕu vÝ nh­ c¸c bé n·o thi nguån nu«i cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc vÝ nh­ c¸c m¹ch m¸u cung cÊp n¨ng l­îng nu«i bé n·o . Do ®ã tÊt c¶ c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn dï ®¬n gi¶n hay phøc t¹p còng kh«ng thÓ thiÕu ®­îc nguån nu«i . Trong æn ¸p cña chóng ta thiÕt kÕ cÇn 2 bé nguån ®Ó lµm nguån nu«i c¸c khuyÕch ®¹i thuËt to¸n , lµm nguån chuÈn ®Ó so s¸nh . 2 bé nguån nµy kÝ hiÖu lµ : + U­ - U­ Hai bé nguån nµy ®Òu ph¶i cung cÊp ra ®iÖn ¸p æn ®Þnh +12V vµ -12V khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo dao ®éng tõ 160V ®Õn 240V, tøc lµ trong d¶i lµm viÖc cña æn ¸p. æn ¸p chØ lµm viÖc khi nguån nu«i c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn ®· cã , ®¶m b¶o æn ¸p lµm viÖc lu«n tin cËy . II.2. TÝnh to¸n chÕ t¹o bé nguån æn ¸p: æn ¸p mµ chóng ta thiÕt kÕ cã hai bé nguån nu«i gièng hÖt nhau nªn khi tÝnh to¸n ta chØ cÇn tÝnh cho 1 bé cßn bé kia cã c¸c sè liÖu gièng nh­ vËy . Trong thùc tÕ cã nhiÒu s¬ ®å ®Ó cã thÓ ¸p dông cho viÖc l¾p r¸p bé nguån nu«i nµy , nh­ng qua thùc tÕ vµ thö nghiÖm nhãm em ®· chän s¬ ®å sau : H×nh 3.6: S¬ ®å nguån nu«i IC 7812 : vi m¹ch æn ¸p 12V cã th«ng sè kÜ thuËt nh­ sau : M· hiÖu §iÖn ¸p vµo Dßng ®iÖn ra §iÖn ¸p ra UA 7812MK 17v -> 33v 1A 11,5 ->12,5 Qua s¬ ®å trªn chóng ta thÊy nã ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu vÒ ®é æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu ra khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo thay ®æi tõ 160V ®Õn 240V . Sè l­îng linh kiÖn Ýt , chñng lo¹i linh kiÖn Ýt nªn khi thiÕt kÕ m¹ch in dÔ dµng . II.3.TÝnh to¸n thiÕt kÕ biÕn ¸p nguån nu«i : §Ó ®iÖn ¸p ra cña bé nguån ®­îc æn ®Þnh ë +12V vµ -12V cung cÊp cho c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn ta thiÕt kÕ biÕn ¸p víi c¸c th«ng sè nh­ sau : * §iÖn ¸p ®Çu ra cña nguån æn ¸p Ura = + 12(V) * Dßng t¶i lín nhÊt It¶i = 1A *Ph¹m vi thay ®æi cña ®iÖn ¸p l­íi Ul­íi = 160V ®Õn 240V Chän ®iÖn ¸p r¬i nhá nhÊt Umin = 5V trªn IC æn ¸p øng víi lóc ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®Çu vµo nhá nhÊt U1min = 160(V) 2) §iÖn ¸p nhá nhÊt ë cöa vµo IC æn ¸p ( khi ®· cã tô läc ) : UVmin = Ura + Umin UVmin = 12 + 5 = 17 (V) 3)§iÖn ¸p chØnh l­u nhá nhÊt khi ch­a cã tô läc ( gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p ®Ëp m¹ch ) : Ucl = = = 12 (V) (ë ®©y ®· coi tô läc n©ng gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p ®Ëp m¹ch lªn lÇn ) 4)§iÖn ¸p nhá nhÊt cña thø cÊp m¸y biÕn ¸p theo s¬ ®å chØnh l­u CÇu 1 pha U1max = 1,11 Uclmin + Ub.a U2min = 1,11 * 12 + 4 = 17 (V) Trong ®ã lÊy Ub.a = 4 (V) lµ ®iÖn ¸p r¬i trªn d©y quÊn m¸y biÕn ¸p vµ d©y dÉn 5)§iÖn ¸p lín nhÊt cña thø cÊp m¸y biÕn ¸p øng víi lóc U1max = 240(V) U2max = U1max / U1min * U2min => U2max = 240 / 160 * 17 = 26 (V) 6)§iÖn ¸p chØnh l­u lín nhÊt khi (ch­a cã tô läc ) Uclmax = 0,9 * U2max =0,9 * 26 = 23,4 (V) 7)§iÖn ¸p lín nhÊt khi cöa vµo IC æn ¸p (khi ®· cã tô läc ) øng víi Khi ®iÖn ¸p l­íi U1max = 240(V) Uvmax = * Uclmax = 33 (V) (coi tô C1 n©ng ®iÖn ¸p trung b×nh lªn lÇn ) 8)Sôt ¸p lín nhÊt trªn IC æn ¸p Umax = Uvmax – Ur = 33 – 12 = 21 (V) 9) C«ng suÊt tæn thÊt lín nhÊt trªn IC æn ¸p Pmax = Umax * It¶i => Pmax = 21 * 1 = 21 ( W) 10) C«ng suÊt t¶i yªu cÇu : Pt¶i = Ura * It¶i Pt¶i = 12 * 1 = 12 (W) 11)C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p P = Pt¶i + Pmax -> P = 12 + 21 = 33 (W) 12)TiÕt diÖn lâi s¾t m¸y biÕn ¸p F = 1,2 = 1,2 * = 6,9 (cm2) 13)HÖ sè quÊn d©y No = = = 7,2 ( vßng/ vol) ViÖc chon hÖ sè 40-> 60 phô thuéc vµo chÊt l­îng t«n ®èi víi t«n trong m¸y biÕn ¸p nµy ta chän hÖ sè = 50. 14)Sè vßng d©y: Cuén s¬ cÊp : W1 = No* U1max = 7,2 * 240 -> W1 = 1737 (vßng) Cuén thø cÊp : W2 = No * U2max = 7,2 * 26 -> W2 = 189 (vßng) 15) Dßng ®iÖn: Thø cÊp : I2 = It¶i / 1,11 -> I2 = 1 / 1,11 -> I2 = 0,9 (A) S¬ cÊp : I1 = W2 / W1 * I2 -> I1 = 189/ 1737 * 0,9 -> I1 = 0,1 (A) 16)TiÕt diÖn d©y : chän J = 3 S¬ cÊp : S1 = I1 / J -> S1 = 0,1 / 3 = 0,03 (mm2) -> Thø cÊp : S2 = I2 / 3 S2 = 0,9 / 3 = 0,3 (mm2) 17)§­êng kÝnh d©y S¬ cÊp : d1 = = -> d1 = 0,2 (mm) Thø cÊp : d2 = = ->d2 = 0,6 (mm) 18) Chän IC æn ¸p tuyÕn tÝnh lo¹i 7812 Chän tô ho¸ C2 : ( 4,7 -> 10 ) vµ ®iÖn ¸p Ura = 12(V) Chän tô ho¸ C1 : (1000 -> 3000) vµ Uvmax = 33 (V) Chän cÇu chØnh l­u : 5(A) Ch­¬ng IV ThiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ cho bé thùc hµnh nguån æn ¸p c«ng suÊt 1 KVA I.Giíi thiÖu chung : Nh­ chóng ta ®· biÕt , tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn muèn lµm viÖc ®­îc tèt , l©u dµi th× khi vËn hµnh ®Òu ph¶i tu©n thñ nghiªm ngÆt nh÷ng yªu cÇu kÜ thuËt , nh÷ng giíi h¹n cho phÐp vÒ ®iÖn ¸p …ThÕ nh­ng , nhiÒu khi nh÷ng nguyªn nh©n kh¸ch quan , bÊt ngê dÉn ®Õn háng hãc thiÕt bÞ . Do vËy hÖ thèng b¶o vÖ trong tõng thiÕt bÞ ®iÖn lµ kh«ng thÓ thiÕu ®­îc.Bé thùc hµnh æn ¸p mµ chóng ta thiÕt kÕ lµ bé nguån æn ¸p c«ng suÊt 1 KVA, cã d¶i lµm viÖc réng vµ kh¶ n¨ng tù ®éng ho¸ cao . ThÕ nh­ng bé thùc hµnh æn ¸p sÏ lµm viÖc kh«ng tin cËy n÷a khi cã nh÷ng sù cè cña l­íi ®iÖn : ®iÖn ¸p v­ît ra ngoµi d¶i lµm viÖc cña bé thùc hµnh æn ¸p . V× vËy tõ giíi h¹n vÒ d¶i ®iÖn ¸p lµm viÖc chóng ta sÏ thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ ngoµI d¶i lµm viÖc cña bé thùc hµnh æn ¸p II. ThiÕt kÕ chÕ t¹o m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p ngoµi d¶i lµm viÖc: Bé thùc hµnh æn ¸p cña chóng ta chØ lµm viÖc tèt trong d¶i ®iÖn ¸p tõ 160V -> 240 V . Cßn khi ®iÖn ¸p l­íi v­ît ra ngoµi ph¹m vi ®ã th× ®iÖn ¸p ë ®Çu ra cña bé thùc hµnh æn ¸p kh«ng cßn æn ®Þnh ë ®Þnh møc n÷a . Nh­ vËy dùa vµo d¶i lµm viÖc cña bé thùc hµnh æn ¸p mµ ta chän 2 ng­ìng 160V vµ 240 V ®Ó thiÕt kÕ m¹ch b¶o vÖ . + Khi Ul < 160 V th× ®éng c¬ secv« lµm viÖc , Ura kh«ng ®­îc æn ¸p. + Khi Ul > 240 V th× c¾t kh«ng cho ®éng c¬ secv« lµm viÖc , Ura kh«ng ®­îc æn ¸p . + Khi 160 V < Ul < 240 V th× ®éng c¬ sec v« tù ®éng lµm viÖc, ®iÖn ¸p ra cña biÕn ¸p ®­îc æn ¸p . III. Nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p ngoµi d¶i lµm viÖc: S¬ ®å nguyªn lý cña m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p ngoµi d¶i lµm viÖc : H×nh 4.1 Khi ®iÖn ¸p l­íi gi¶m xuèng < 217 V , theo nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch ®iÒu khiÓn , Tr3 vµ Tr4 më cã dßng tõ GND ch¹y qua ®éng c¬ secv« qua 2KH vÒ –U­ . §éng c¬ secv« quay theo chiÒu gi¶m sè vßng d©y trªn biÕn ¸p æn ®Þnh . Khi ®iÖn ¸p vµo biÕn ¸p æn ¸p gi¶m xuèng < 160 V th× ®éng c¬ secv« sÏ t¸c ®éng vµo c«ng t¾c hµnh tr×nh 2KH ng¾t nguån cÊp cho ®éng c¬ dÉn ®Õn ®éng c¬ ngõng ho¹t ®éng ,( ®iÖn ¸p vµo rÊt nhá nªn ®iÖn ¸p ra còng nhá ). T¸c dông cña §2 lµ ®Ó ng¨n dßng tõ GND ch¹y vÒ –U­ , nh­ng vÉn cã thÓ dÉn dßng tõ + U­ ®Õn GND trong tr­êng hîp c«ng t¾c hµnh tr×nh 2KH ®ang bÞ t¸c ®éng Nh­ vËy trong tr­êng hîp 2KH ®ang bÞ t¸c ®éng nÕu ®iÖn ¸p ®Çu vµo æn ¸p t¨ng lªn > 160 V th× ®iÖn ¸p ra lín h¬n ®iÖn ¸p æn ®Þnh , do ®ã Tr1 vµ Tr2 trªn m¹ch ®iÒu khiÓn më , dÉn dßng tõ +U­ qua §2 ®Õn ®éng c¬ secv« vÒ GND . §éng c¬ secv« quay theo chiÒu t¨ng sè vßng d©y vµ tù ®éng ch¹y ra khái c«ng t¾c hµnh tr×nh 2KH dÉn ®Õn m¹ch Reset l¹i quay vÒ tr¹ng th¸i lµm viÖc b×nh th­êng . T­¬ng tù nh­ vËy , khi ®iÖn ¸p vµo biÕn ¸p æn ¸p t¨ng lªn lín h¬n 223V Tr1 vµ Tr2 trªn m¹ch ®iÒu khiÓn më , dÉn dßng tõ + U­ qua c«ng t¾c hµnh tr×nh 1 KH , 2 KH ®Õn ®éng c¬ vµ vÒ GND . §éng c¬ secv« quay theo chiÒu t¨ng sè vßng d©y trªn biÕn ¸p æn ¸p . Trong tr­êng hîp ®iÖn ¸p vµo biÕn ¸p æn ¸p lín h¬n 240 V , ®éng c¬ secv« sÏ t¸c ®éng vµo c«ng t¾c hµnh tr×nh 1 KH ng¾t nguån cÊp cho ®éng c¬ , ®éng c¬ ngõng ho¹t ®éng . T¸c dông cña §1 ®Ó ng¨n dßng tõ + U­ cÊp cho ®éng c¬ trong tr­êng hîp 1 KH ®ang bÞ t¸c ®éng nh­ng vÉn cã thÓ dÉn dßng ng­îc l¹i tõ GND qua 2 KH vÒ + U­ .Nh­ vËy trong tr­êng hîp 1 KH ®ang bÞ t¸c ®éng , nÕu ®iÖn ¸p ®Çu vµo biÕn ¸p æn ¸p gi¶m nhá h¬n 240V th× Tr3 vµ tr4 më dÉn dßng tõ GND qua 2 KH , qua §1 vÒ – U­ cÊp nguån cho ®éng c¬ secv« quay theo chiÒu gi¶m sè vßng d©y vµ tù ®éng ch¹y ra khái c«ng t¾c hµnh tr×nh 1 KH , m¹ch reset trë vÒ tr¹ng th¸i ho¹t ®éng ban ®Çu . Trong tr­êng hîp cã sù cè mÊt ®iÖn , ®éng c¬ secv« sÏ tù ®éng quay theo chiÒu t¨ng sè vßng d©y , tr¸nh tr­êng hîp cã ®iÖn trë l¹i ( ®iÖn ¸p lóc nµy rÊt lín mµ tr­íc khi mÊt ®iÖn ®iÖn ¸p ®ang nhá ) g©y sù cè qu¸ t¶i khi ®iÖn ¸p ®Çu vµo t¨ng ®ét ngét .Ta sö dông 2 tô cã dung l­îng 4700F , 1 tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng cña R¬le , 1 ®ièt §3 . Khi m¹ch Reset ho¹t ®éng b×nh th­êng , tô C ®­îc n¹p ®Çy ®Ó dù tr÷ . Khi mÊt ®iÖn R¬le còng mÊt ®iÖn , tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng cña r¬le ®ãng l¹i ; tô phãng ®iÖn qua b¶n cùc d­¬ng cña tô , qua ®éng c¬ secv« vÒ GND vÒ b¶n cùc ©m cña tô , lµm ®éng c¬ secv« quay con tr­ît chæi than t¨ng sè vßng d©y ( vÞ trÝ cã sè vßng d©y an toµn ) . IV. Chän linh kiÖn B¶ng thèng kª c¸c linh kiÖn cña m¹ch b¶o vÖ ®iÖn ¸p ngoµi d¶i lµm viÖc: Ký hiÖu Sè l­îng Gi¸ trÞ Ghi chó Tô 4700F 2 4700F 1 chiÒu §ièt quèc phßng 3 1 A V.Mét sè thiªt bi b¶o vÖ kh¸c ®­îc sö dông: 1) ¸p t« m¸t: ®­îc dïng ®Ó b¶o vÖ c¸c sù cè ng¾n m¹ch ®ång thêi còng ®ãng vai trß nh­ c«ng t¾c bËt t¾t nguån cña khèi ®éng lùc. 2) CÇu ch×: gåm 4 cÇu ch× l¾p trªn 2 khèi ®éng lùc vµ ®iÒu khiÓn nh»m b¶o vÖ cho m¹ch nguån +12v, -12v trong tr­êng hîp cã sù cè ng¾n m¹ch hoÆc lóc dßng khëi ®éng ®éng c¬ secv« qu¸ lín còng cã thª g©y ng¾n m¹ch tøc thêi. Ch­¬ng V L¾p r¸p chÕ t¹o bé thùc hµnh æn ¸p Giíi thiÖu chung : Mçi thiÕt bÞ ®iÖn ngoµi viÖc thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n bao giê còng ph¶i tr¶i qua qu¸ tr×nh chÕ t¹o thö nghiÖm vµ chØnh ®Þnh c¸c th«ng sè cho phï hîp víi c¸c chÕ ®é lµm viÖc ngoµi thùc tÕ . Bëi khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ vÉn mang tÝnh lý thuyÕt nhiÒu , nªn khi ®­a thiÕt bÞ vµo ho¹t ®éng oqr trong thùc tÕ nhiÒu khi míi n¶y sinh nh÷ng vÊn ®Ò ch­a thËt phï hîp cÇn ph¶i t×m biÖn ph¸p kh¾c phôc vµ chØnh ®Þnh l¹i mét sè th«ng sè ®Ó khi ®­a vµo vËn hµnh , bé thùc hµnh nµy thùc sù mang l¹i hiÖu qu¶ cho c¸c b¹n sinh viªn . MÆt kh¸c nh÷ng linh kiÖn khi thiÕt kÕ ®· ®­îc tÝnh to¸n , lùa chän , nh­ng ngoµi thÞ tr­êng l¹i hiÕm nªn ph¶i chän dïng lo¹i kh¸c , khi ®ã mét sè th«ng sè kh¸c l¹i ph¶i thay ®æi cho phï hîp .ChÝnh v× nh÷ng yªu cÇu ®ã nhãm chóng em ®· giµnh thêi gian l¾p vµ chØnh ®Þnh. I . L¾p r¸p m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« : Víi s¬ ®å nguyªn lý nh­ ®· thiÕt kÕ cïng c¸c linh kiÖn chóng ta tiÕn hµnh l¾p r¸p c¸c linh kiÖn theo ®óng s¬ ®å vµo m¹ch in .Tr­íc khi l¾p c¸c linh kiÖn ta tiÕn hµnh kiÓm tra chÊt l­îng cña c¸c con linh kiÖn ®Ó ®¶m b¶o cho m¹ch ho¹t ®éng tèt nhÊt. S¬ ®å ®Êu d©y, l¾p r¸p dùa trªn m¹ch in ®· cã ë h×nh 3.5 vµ 3.6: H×nh 5.1: M¹ch nµy ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng tiªu chuÈn sau : + Khi ®iÖn ¸p vµo ®Þnh møc lµ 220 V th× ®iÖn ¸p ra còng b»ng gi¸ tri ®Þnh møc lóc nµy kh«ng cÇn dßng ®iÖn ®iÒu chØnh dßng cña ®éng c¬ . + Khi ®iÖn ¸p vµo nhá h¬n gi¸ tri ®Þnh møc th× ®iÖn ¸p ra còng nhá h¬n gi¸ trÞ ®Þnh møc mong muèn , cÇn t¨ng gi¸ trÞ ®iÖn ¸p cña ®Çu ra , t¨ng b»ngc¸ch m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« di chuyÓn con tr­ît chæi than ®Õn vÞ trÝ gi¶m sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p ®éng lùc , kÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu ra t¨ng lªn ®¹t gi¸ trÞ ®Þnh møc . Khi ®iÖn ¸p vµo cµng nhá th× ®ßi hái sù ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p gi÷a c¸c cuén d©y cµng lín , nghÜa lµ m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« di chuyÓn con tr­ît chæi than ®Õn vÞ trÝ gi¶m sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p ®éng lùc . + Khi ®iÖn ¸p ra lín h¬n ®iÖn ¸p ra ®Þnh møc th× m¹ch ®iÒu khiÓn sÏ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« di chuyÓn con tr­ît chæi than ®Ðn vÞ trÝ lµm t¨ng sè vßng d©y cña m¸y biÕn ¸p ®éng lùc , kÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu ra gi¶m xuèng b»ng gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra ®Þnh møc mong muèn . §iÖn ¸p ra cµng lín th× hÖ sè ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p trªn c¸c cuén d©y ph¶i lín , do ®ã m¹ch ®iÒu khiÓn ®iÒu khiÓn ®éng c¬ secv« di chuyÓn con tr­ît chæi than ®Õn vÞ trÝ lµm t¨ng sè vßng d©y trªn m¸y biÕn ¸p ®éng lùc . §é sai lÖch ®iÖn ¸p vµo vµ ®é sai lÖch ®iÖn ¸p ra lµ tØ lÖ thuËn : = Ura - Ura «® Ngoµi ra ®é sai lÖch ®iÖn ¸p ra phô thuéc vµo phô t¶i do ®ã ë lÜnh vùc ®iÒu chØnh ta cã thÓ coi sai lÖch ®iÖn ¸p ë ®Çu vµo vµ ®Çu ra lµ mét . C¸c trÞ sè cña linh kiÖn l¾p trªn m¹ch nh­ b¶ng d­íi ®©y : Tªn linh kiÖn Ký hiÖu Gi¸ trÞ Ghi chó §iÖn trë R1, R2 ,R5,R6 , R7 , R9 R 3 R4 R10 , R11 10K 10 K 22 K 500 K 4,5 K BiÕn trë VR1=VR2=VR3 50 K Tô ®iÖn C1 C2 4,7 /16v 104 Xoay chiÒu K§T K§T1,K§T2,K§T3 A741 Tranzito Tr1 Tr2 Tr3 Tr4 C828 H1061 A546 A671 II)M¹ch b¶o vÖ ngoµi d¶i lµm viÖc cña bé thùc hµnh: Ta tiÕn hµnh l¾p r¸p m¹ch b¶o vÖ theo s¬ ®å nguyªn lý : H×nh 5.2 M¹ch b¶o vÖ gåm : 3 ®ièt 1A 2 tô m¾c song song cã gi¸ trÞ 4700 F 1 r¬le III.L¾p r¸p bé nguån nu«i m¹ch ®iÒu khiÓn: Tõ s¬ ®å nguyªn lý chóng ta thiÕt kÕ m¹ch in ®Ó l¾p c¸c linh kiÖn vµo kÝch th­íc m¹ch in ®­îc khèng chÕ bëi vÞ tÝ ®Æt bé nguån trong æn ¸p ,®ång thêi ®Ó 1 kho¶ng trªn m¹ch in ®Ó l¾p c¸nh t¶n nhiÖt cho 2 tranzito.ë hai ®Çu m¹ch in cßn l¾p c¸c ®Çu nèi ®Ó tiÖn khi th¸o l¾p . Chän vÞ trÝ l¾p led sao cho ®øng ngoµi cã thÓ nh×n thÊy chØ thi cã nguån cho c¸c m¹ch , víi kÝch th­íc cña c¸c linh kiÖn ta khoan c¸c lç ch©n linh kiÖn ®Ó c¾m cho dÔ dµng . IV ) TÝnh chän biÕn ¸p tÝn hiÖu vµ biÕn ¸p nguån nu«i: C¸c th«ng sè vÒ lâi thÐp vµ d©y quÊn cña hai biÕn ¸p nµy nh­ ®· tÝnh ë ch­¬ng II vµ ch­¬ng III Lâi tõ cña c¸c biÕn ¸p ®­îc chÕ t¹o theo h×nh E C¸c cuén d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp ®­îc quÊn trªn trô gi÷a cña lâi tõ . Sau khi quÊn d©y xong ta tiÕn hµnh tÈm s¬n c¸ch ®iÖn råi sÊy kh« . Lâi cña biÕn ¸p ®­îc g«ng chÆt b»ng thÐp gãc , c¸c ®Çu d©y ra cña biÕn ¸p ®­îc ®ãng ®µu cèt ®Ó ®¶m b¶o tiÐp xóc vµ dÔ l¾p r¸p. V ) Lùa chän biÕn ¸p tù ngÉu vµ biÕn ¸p lùc: C¸c th«ng sè kÜ thuËt cña biÕn ¸p tù ngÉu vµ biÕn ¸p lùc ®· ®­îc tÝnh to¸n ë ch­¬ng II . §Þnh vÞ d©y quÊn b»ng c¸c r·nh nhùa vµ keo chÞu nhiÖt Mµi c¸c líp c¸ch ®iÖn phÇn tiÕp xóc víi chæi than C¸c c¬ cÊu c¬ khÝ : Chæi than ®­îc lµm tõ than graphÝt, chæi than ®­îc g¾n vµo trôc quay ®ång trôc cña lâi biÕn ¸p .Trôc ®­îc gia c«ng tõ thÐp. Hai ®Çu trôc ®­îc tiÖn ren ®Ó g¸ b»ng èc vÝt , trôc ®­îc luån qua th©n quËn d©y VI) ChÕ t¹o khèi ®éng lùc : * Tñ hép ®éng lùc gåm : BiÕn ¸p tù ngÉu BiÕn ¸p tÝn hiÖu BiÕn ¸p æn ¸p BiÕn ¸p nguån nu«i C¸c m¹ch ®iÒu khiÓn * KÝch th­íc hép : - Cao 300 mm - Dµi 500 mm - Réng 300 mm MÆt sau cña khèi ®éng lùc Khung tñ ®­îc gia c«ng b»ng s¾t , hép cã mÆt ®¸y vµ mÆt bªn lµm b»ng thÐp , 3 mÆt cßn l¹i sö dông chÊt liÖu mica trong ®Ó sinh viªn tiÖn theo dâi qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña bé thùc hµnh ,riªng mÆt tr­íc ®· ®­îc s¬n ®en vµ in s¬ ®å khèi cña m¹ch lùc : H×nh 5.3: s¬ ®å mÆt khèi ®éng lùc MÆt tr­íc cña hép lùc gåm : 2 ®ång hå v«n kÕ ®o ®iÖn ¸p vµo vµ ®iÖn ¸p ra 1 ®Ìn b¸o æn ¸p ®ang lµm viÖc 1 nóm xoay cña biÕn ¸p tù ngÉu 19 cäc c¾m Bªn h«ng hép bè trÝ 1 ¸tt«mat ®ãng c¾t nguån cho æn ¸p vËn hµnh vµ dõng ho¹t ®éng. Trong hép ®éng lùc cña bé thùc hµnh æn ¸p xoay chiÒu : BiÕn ¸p tù ngÉu : Cã ®iÖn ¸p vµo lµ ®iÖn ¸p l­íi 220V, ®iÖn ¸p ra lµ ®iÖn ¸p xoay chiÒu tõ 0 -> 250V. BiÕn ¸p tù ngÉu dïng ®Ó gi¶ lµm ®iÖn ¸p thay ®æi khi tiÕn hµnh thùc hµnh . BiÕn ¸p æn ¸p : D¶i ®iÖn ¸p vµo biÕn thiªn tõ 160V ®Õn 240V,®iÖn ¸p ra æn ®Þnh ë 220 V . BiÕn ¸p tÝn hiÖu : CÊp tÝn hiÖu thay ®æi ®iÖn ¸p cho m¹ch ®iÒu khiÓn . BiÕn ¸p dïng cho m¹ch nguån 12v : H×nh 5.4 Ta sö dông 2 m¹ch nguån 12v vµ GND cã dïng IC 7812,b¶o vÖ ng¾n m¹ch b»ng cÇu ch× 0,5A M¹ch ®iÒu khiÓn b¶o vÖ ®iÖn ¸p ngoµi d¶i lµm viÖc: cã sö dông R¬le ®ãng c¾t tiÕp ®iÓm ( ®iÖn ¸p cÊp vµo cuén hót lµ 220V ) VII) ThiÕt kÕ , chÕ t¹o khèi modul ®iÒu khiÓn: Hép modul cã kÝch th­íc nh­ sau : H×nh 5.5: Hép modul ®­îc lµm b»ng thÐp , s¬n phñ bªn ngoµi , mÆt tr­íc hép m«dul bè trÝ cäc c¾m d©y , hai ®Òn led , cÇu ch× b¶o vÖ , nóm vÆn cña biÕn trë . H×nh vÏ d­íi ®©y lµ s¬ ®å mÆt hép modul : H×nh 5.6: H×nh 5.7 : Hép modul ®iÒu khiÓn Ch­¬ng VI Tµi liÖu h­íng dÉn thùc hµnh I .Thö nghiÖm: Sau khi l¾p r¸p hoµn chØnh “ Bé thùc hµnh æn ¸p “ ta tiÕn hµnh thö nghiÖm : M¾c s¬ cÊp cña biÕn ¸p tù ngÉu vµo l­íi ®iÖn , ®Çu ra cña biÕn ¸p tù ngÉu ®­a vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p tÝn hiÖu ; lÊy ®iÖn ¸p s¬ cÊp cña biÕn ¸p tÝn hiÖu ®­a vµo m¹ch ®iÒu khiÓn ( ë ®©y ta ®· cÊp nguån nu«i vµo m¹ch theo s¬ ®å nguyªn lý). ChØnh ë ®iÓm A : Xoay nóm ®iÒu chØnh cña biÕn ¸p tù ngÉu , quan s¸t thÊy v«n kÕ ë ®Çu ra cã gi¸ trÞ = 220 v th× dõng l¹i . Dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó thang ®o ®iÖn ¸p xoay chiÒu thÝch hîp kiÓm tra gi¸ trÞ nµy . Sö dông ®ång hå v¹n n¨ng(ë thang ®o 50v 1 chiÒu) ®o ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm A. NÕu UA ≠ 0 xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn trë VR1 1 c¸ch thËn träng , ®iÒu chØnh VR1 sao cho t¹i ®iÓm A lóc nµy cã gi¸ trÞ UA = 0 , quan s¸t ®ång hå v¹n n¨ng , cè ®Þnh vÞ trÝ võa t×m ®­îc trªn VR1 . KiÓm tra l¹i viÖc ®iÒu chØnh 0 ë ®iÓm A : Xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó ®Çu ra biÕn ¸p tù ngÉu cã gi¸ trÞ = 217 V , quan s¸t sù thay ®æi ®iÖn ¸p UA trªn ®ång hå v¹n n¨ng , lóc nµy A ph¶i d­¬ng , nÕu A ch­a d­¬ng ta chØnh biÕn trë VR1 . Xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó ®Çu ra cã gi¸ trÞ = 223 V . Quan s¸t sù thay ®æi cña ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm A trªn ®ång hå v¹n n¨ng , lóc nµy ®iÓm A ph¶i ©m , nÕu thÊy ®iÓm A ch­a ©m ta chØnh l¹i biÕn trë VR1 . ChØnh ®iÓm B : Xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó ®iÖn ¸p ra cña biÕn ¸p tù ngÉu cã gi¸ trÞ = 223 V ( dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó kiÓm tra gi¸ trÞ nµy ) , ta ®iÒu chØnh biÕn trë VR2 1 c¸ch thËn träng , t×m vÞ trÝ ®Ó UB = 0 , cè ®Þnh vÞ trÝ võa t×m ®­îc trªn VR2 .KiÓm tra l¹i viÖc chØnh ng­ìng ®iÓm B b»ng c¸ch xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó ®iÖn ¸p vµo s¬ cÊp biÕn ¸p tÝn hiÖu thay ®æi xung quanh gi¸ trÞ 223V. Ta xoay nóm ®iÒu chØnh cña biÕn trë ®Ó ®iÖn ¸p vµo s¬ cÊp biÕn ¸p tÝn hiÖu cã gi¸ trÞ b»ng 217V (dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó kiÓm tra gi¸ trÞ nµy ) . Ta thÊy lóc nµy ®iÓm B ph¶i ©m , nÕu ®iÓm B ch­a ©m ta tiÕp tôc ®iÒu chØnh biÕn trë VR2 . T¹i ®iÓm C : Xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu ®Ó ®Çu ra biÕn ¸p tù ngÉu cã gi¸ trÞ b»ng 217V (dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó kiÓm tra gi¸ trÞ nµy ) .VÆn VR3 , dïng ®ång hå v¹n n¨ng kiÓm tra Uc = 0 th× dõng l¹i. Cè ®Þnh vÞ trÝ nµy cña biÕn trë VR3 Sau khi cè ®Þnh 3 ®iÓm A, B , C ta thùc hiÖn ®éng t¸c : Nèi ®iÓm sao cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®Õn ®éng c¬ secv«, cÊp nguån Uu cho m¹ch ®iÒu khiÓn, xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn ¸p tù ngÉu , quan s¸t chuyÓn ®éng cña ®éng c¬ secv« vµ con tr­ît chæi than trªn m¸y biÕn ¸p . KÕt qu¶ ta th©ý : Khi ®iÖn ¸p vµo biÕn ¸p tÝn hiÖu 223 V , con tr­ît chæi than cña biÕn ¸p æn ¸p chuyÓn ®éng theo h­íng t¨ng sè vßng d©y s¬ cÊp cña biÕn ¸p æn ¸p ®Ó ®Çu ra ®¹t gi¸ tri æn ®Þnh . KÕt LuËn : Bé thùc hµnh æn ¸p cña nhãm em ®· ®¸p øng ®­îc yªu cÇu ®Æt ra vÒ ®é æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu ra , víi d¶i lµm viÖc réng ®¹t yªu cÇu thiÕt kÕ , c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn thùc hiÖn ®­îc c¸c luËt ®iÒu khiÓn ®­a ra .Bé thùc hµnh ho¹t ®éng tèt .Tuy nhiªn m¸y cã nh­îc ®iÓm dßng qua chæi than kh«ng lín do kÕt cÊu c¬ khÝ , c«ng suÊt nhá . Nh­ng nh­ chóng em ®· tr×nh bµy , môc ®Ých cña chóng em lµ thiÕt kÕ ra bé thùc hµnh cho sinh viªn thùc tËp nªn bé thùc hµnh ®· ®¸p øng ®­îc nh÷ng yªu cÇu ®Ò ra . II .X©y dùng c¸c b­íc thùc hiÖn trªn bé thùc hµnh: Qua qu¸ tr×nh thiÕt kÕ “ Bé thùc hµnh æn ¸p xoay chiÒu theo nguyªn t¾c biÕn ¸p “ , chóng em ®· x©y dùng c¸c b­íc thùc hiÖn trªn bé thùc hµnh ®Ó chØ dÉn cho c¸c sinh viªn thùc tËp ®Ó c¸c b¹n sinh viªn n¾m ch¾c kiÕn thøc vÒ nguyªn lý ho¹t ®éng cña æn ¸p xoay chiÒu theo nguyªn t¾c biÕn ¸p trø¬c khi thiÕt kÕ m¸y æn ¸p d©n dông hay m¸y biÕn ¸p trong c«ng nghiÖp . Thao t¸c theo tr×nh tù d­íi ®©y ®Ó t×m hiÓu nguyªn lý lµm viÖc vµ chØnh ®Þnh tham sè c¸c phÇn tö trªn m¹ch ®iÒu khiÓn : BËt nguån cÊp ®iÖn cho biÕn ¸p tù ngÉu vµ biÕn ¸p nguån nu«i. Sö dông d©y nèi cã cäc c¾m , nèi thø cÊp BT ( ®Çu ra thay ®æi ®­îc ®iÖn ¸p nhê con tr­ît ) víi s¬ cÊp biÕn ¸p tÝn hiÖu BAt.h , víi s¬ cÊp BL. CÊp nguån nu«i æn ¸p ( cã s½n trªn bé thùc hµnh ) vµo m¹ch ®iÒu khiÓn. ChØnh 0 ë ®iÓm A : Xoay nóm ®iÒu chØnh con tr­ît BT ®Ó ®iÖn ¸p ra cña BT b»ng 220V . Dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó kiÓm tra gi¸ trÞ nµy . Dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®o ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm A . NÕu UA ≠ 0 Xoay nóm ®iÒu chØnh biÕn trë VR1 mét c¸ch thËn träng . Quan S¸t ®ång hå v¹n n¨ng . Khi UA = 0 , cè ®Þnh vÞ trÝ võa t×m ®­îc trªn VR1 . KiÓm tra l¹i viÖc chØnh 0 ë ®iÓm A : Xoay nóm ®iÒu chØnh con tr­ît BT ®Ó ®iÖn ¸p vµo s¬ cÊp BAt.h thay ®æi xung quanh gi¸ trÞ 220v . Quan s¸t sù thay ®æi UA trªn ®ång hå v¹n n¨ng . ChØnh ng­ìng ë ®iÓm B : Xoay nóm ®iÒu chØnh con tr­ît BT ®Ó ®iÖn ¸p ra cña BT b»ng 223V . Dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®Ó kiÓm tra gi¸ trÞ nµy . Dïng ®ång hå v¹n n¨ng ®o ®iÖn ¸p t¹i ®iÓm B . Xoay nóm ®iÒu chØnh cña biÕn trë VR2 , mét c¸ch thËn träng t×m vÞ trÝ ®Ó UB chuyÓn ®æi ng­ìng , cè ®Þnh vÞ trÝ võa t×m ®­îc trªn VR2. KiÓm tra l¹i viÖc chØnh ng­ìng ë ®iÓm B :Xoay nóm ®iÒu chØnh con tr­ît BT ®Ó ®iÖn ¸p vµo s¬ cÊp cña biÕn ¸p tÝn hiÖu thay ®æi xung quanh gi¸ trÞ 223V . Quan s¸t sù thay ®æi UA trªn ®ång hå v¹n n¨ng . §èi chiÕu víi gi¶n ®å tÝn hiÖu . 5) ChØnh ng­ìng ë ®iÓm C :Thùc hiÖn nh­ môc 4 víi ng­ìng 217V 6) Nèi ®Çu ra cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®Õn ®éng c¬ secv«, cÊp nguån +Uu,-Uu cho m¹ch . Xoay nóm ®iÒu chØnh BT , quan s¸t chuyÓn ®éng cña §SV vµ con tr­ît chæi than BL khi ®iÖn ¸p vµo biÕn ¸p tÝn hiÖu nhá h¬n 217 V , con tr­ît cña BL chuyÓn ®éng theo h­íng rót ng¾n sè vßng d©y s¬ cÊp cña BL . Khi ®iÖn ¸p vµo BAt.h lín h¬n 223V th× ngù¬c l¹i . 7)Nèi s¬ cÊp cña BL ( tøc lµ ®Çu vµo cña m¸y æn ¸p ) víi thø cÊp cña BT Nèi thø cÊp cña BL ( tøc lµ ®Çu ra cña m¸y æn ¸p ) víi s¬ cÊp cña BAt.h . 8)Xoay nóm ®iÒu chØnh BT gi¶ lµm sù thay ®æi ®iÖn ¸p vµo cña m¸y æn ¸p ( ®iÖn ¸p l­íi ®iÖn ) . Theo dâi sù æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu ra m¸y æn ¸p vµ ph¶n øng (®é t¸c ®éng nhanh ) cña hÖ thèng . Sinh viªn ®iÒn vµo chç trèng c¸c gîi ý d­íi ®©y: *Bé khuyÕch ®¹i thuËt to¸n K§T1 t¹o nªn kh©u…………………………….. *Bé K§T2 t¹o nªn kh©u……………………………………………………… *Bé K§T3 t¹o nªn kh©u……………………………………………………… *NÕu t¹o K§T1 thµnh kh©u qu¸n tÝnh cã ­u ®iÓm g× h¬n……………………. *NÕu t¹o K§T2 vµ K§T3 thµnh kh©u R¬le thùc tÕ cã ­u ®iÓm g×…………… *Trôc cña §SV nèi cøng víi……………………………………..................... *Khi l­íi ®iÖn giao ®éng trong ph¹m vi 217v – 223v th× §SV cã (hay kh«ng) quay, v×…………………………………………………................................ *Víi viÖc chØnh ®Þnh c¸c tham sè nh­ trªn th× sai sè cña ®iÖn ¸p ra ë m¸y æn ¸p nµy: *V× sao tô C1 kh«ng ®­îc lín h¬n ……………………………………… *Khi l¾p r¸p chØnh ®Þnh, nÕu ®éng c¬ §SV quay theo chiÒu lµm con tr­ît chæi than cña BL chuyÓn ®éng kh«ng t­¬ng øng víi chiÒu t¨ng hoÆc gi¶m sè vßng d©y cña BL th× (ph¶i lµm thÕ nµo): ………………………………... *NÕu d¹ng tÝn hiÖu t¹i c¸c ®iÓm ®· ®o ®· ®óng nh­ gi¶n ®å tÝn hiÖu mµ ®éng c¬ chØ quay theo 1 chiÒu nµo ®ã lµ v× nguyªn nh©n g×:……………………… *NÕu ch­a nèi ®iÓm B, C víi phÇn khuyÕch ®¹i c«ng suÊt mµ nguån phÇn øng bÞ ng¾n m¹ch lµ v× nguyªn nh©n (g×)…………………………………… *Trong tr­êng hîp nµo cã thÓ dïng nguån nu«i æn ¸p lµm nguån phÇn øng cña §SV………………………………………………................................... *V× sao khi chØnh ng­ìng ë c¸c ®iÓm A, B, C ph¶i xoay nóm biÕn trë 1 c¸ch thËn träng........................................................................ *Sau khi ®· kh¶o s¸t vµ chØnh ®Þnh c¸c tham sè cña m¹ch, h·y gi¶I thÝch( v× sao) tÝn hiÖu t¹i c¸c ®iÓm ®o cã d¹ng nh­ ë gi¶n ®å tÝn hiÖu ë h×nh 3.3……. KÕt luËn chung : Sau h¬n 3 th¸ng lµm viÖc khÈn tr­¬ng , víi sù nç lùc cña c¶ nhãm vµ ®­îc sù h­íng dÉn tËn t×nh cña thÇy gi¸o L­u §øc Dòng , sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c anh t¹i trung t©m Tù ®éng ho¸– Hµ Néi ., ®Õn nay cuèn ®å ¸n cña chóng em ®· hoµn thµnh ®óng thêi h¹n . Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu vµ l¾p ®Æt thö nghiÖm , ®å ¸n ®· gi¶i quyÕt ®­îc nh÷ng vÊn ®Ò ®Æt ra lµ æn ®Þnh ®iÖn ¸p ë 220V (± 3 v ) khi ®iÖn ¸p l­íi thay ®æi trong d¶i tõ 160V 240V . Do thêi h¹n vµ b­íc ®Çu lµm quen víi c«ng viÖc thiÕt kÕ nªn b¶n ®å ¸n nµy kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt , chóng em rÊt mong sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n nµy ®­îc hoµn thiÖn h¬n . Chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n nhµ tr­êng , khoa vµ c¸c b¹n trong líp ®· g¾n bã víi chóng em trong suèt thêi gian qua vµ ®Æc biÖt con xin ch©n thµnh c¶m ¬n bè mÑ cïng gia ®×nh hµnh ngµy ®éng viªn ,gióp ®ì,t¹o ®iÒu kiÖn gióp con hoµn thµnh cuèn ®å ¸n nµy ®óng thêi h¹n . Tµi liÖu tham kh¶o 1 . ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p Phan tö Thô 2 . Söa ch÷a chÕ t¹o biÕn ¸p d©n dông vµ c«ng nghiÖp §ç ngäc Long 3 . §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn BÝnh 4 . KhÝ cô ®iÖn NguyÔn tiÕn T«n Ph¹m v¨n Chíi Bïi h÷a TÝn 5 . KÜ thuËt m¹ch ®iÖn tö Ph¹m minh Hµ 6. M¸y ®iÖn Vò gia Hanh Phan tö Thô TrÇn kh¸nh Hµ NguyÔn V¨n S¸u

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế bộ thực hành ổn áp xoay chiều theo nguyên tắc biến áp.doc
Luận văn liên quan