Đồ án Thiết kế mạch ổn định điện áp cho máy phát điện không máy phụ

Lời nói đầu 1 CHƯƠNG I 6 KHáI QUáT Về MáY PHáT ĐIệN XOAY CHIềU I.1 Sơ lược về máy phát điện 6 I.1.1 Phân loại 6 I.1.2. Kết cấu 8 I.2 Máy phát điện xoay chiều 10 I.2.1 Khái niệm 10 I.2.2. Đồ thị vectơ và các đặc tính máy phát điện đồng bộ 11 I.2.3. Các đặc tính của máy phát đồng bộ 15 I.2.4 Chế độ thuận nghịch của máy phát điện 20 I.3 Các sơ đồ kích từ của máy phát điện đồng bộ 20 I.3.1. Khái niệm chung 20 I.3.2. Phân loại và đặc điểm của các hệ thống kích từ 21 I.3.3. Một số sơ đồ kích từ của máy phát đồng bộ tự kích 26 I.3.4. Điều kiện tự kích của máy phát điện đồng bộ 28 CHƯƠNG II 29 CáC PHƯƠNG PHáP ổn định điện áp máy phát điện II.1. Điều chỉnh bằng điện trở than 29 II.2 Điều khiển nguồn chỉnh lưu 30 CHƯƠNG III 32 chỌN PHƯƠNG ÁN III.1. Chỉnh lưu một nữa chu kì 32 III.2. Chỉnh lưu cầu một pha 32 III.3. Chỉnh lưu tia ba pha 33 III.4. Chỉnh lưu tia sáu pha 34 III.5. Chỉnh lưu cầu ba pha 35 III.5.1 Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng 35 III.5.2. Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng 37 CHƯƠNG iv 40 THIếT Kế MạCH Động lực IV.1. Tính chọn van động lực 41 IV.1.1. Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng 42 IV.1.2. Xác định điện áp ngược trên van 42 IV.1.3. Dòng điện làm việc của van 42 IV.2. Tính toán máy biến áp 43 IV.2.1. Điện áp hỉnh lưu không tải 43 IV.2.2. Công suất tối đa của tải 44 IV.2.3. Công suất biến áp nguồn cấp 44 IV.2.4. Tính toán sơ bộ mạch từ 44 IV.2.5. Điện áp các cuộn dây 44 IV.2.6. Dòng điện các cuộn dây 45 IV.2.7. Số vòng dây mỗi cuộn 45 IV.2.8. Tiết diện dây quấn 45 IV.2.9. Các kích thước mạch từ 46 IV.2.10. Kết cấu dây quấn 47 IV.2.11. Khối lượng sắt sử dụng 49 IV.2.12. Khối lượng đồng sử dụng 49 IV.2.13. Lượng sụt áp bên trong máy biến áp 50 IV.2.14. Xác định góc mở để Ud = UKTđm = 150 ( V) 52 IV.2.15. Tổng trở ngắn mạch quy đổi về thứ cấp 52 IV.2.16. Điện áp ngắn mạch tác dụng phần trăm 52 IV.2.17. Điện áp ngắn mạch phản kháng phần trăm 52 IV.2.18. Điện áp ngắn mạch phần trăm 52 IV.2.19. Dòng điện ngắn mạch xác lập dây thứ cấp 52 IV.2.20. Dòng điện ngắn mạch tức thời cực đại của dây thứ cấp 52 IV.3. Tính chọn điện trở phụ 53 IV.4. Tính chọn các thiết bị bảo vệ cho mạch động lực 53 IV.4.1. Sơ đồ mạch động lực khi có thiết bị bảo vệ 53 IV.4.2. Bảo vệ quá nhiệt cho các van bán dẫn 54 IV.4.3. Bảo vệ quá dòng cho van 56 IV.4.4. Bảo vệ quá điện áp cho van 57 CHƯƠNG V 59 Thiết kế mạch điều khiển V.1. Thiết kế mạch điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng 59 V.1.1. Nguyên lý điều khiển 59 V.1.2. Sơ đồ khối mạch điều khiển 60 V.2. Chọn các khâu đồng pha trong mạch điều khiển 60 V.2.1. Chọn khâu đồng pha 60 V.2.2. Chọn khâu so sánh 61 V.2.3. Chọn khâu khuếch đại tạo xung 62 V.2.4. Chọn khâu phản hồi 64 V.3. Hoạt động của mạch điều khiển 65 V.4. Tính toán thông số mạch điều khiển 70 V.4.1. Tính biến áp xung 70 V.4.2. Tính tầng khuếch đại cuối cùng 72 V.4.3. Chọn khuếch đại thuật toán 74 V.4.4. Tính chọn khâu so sánh 74 V.4.5. Chọn khâu đồng pha 74 V.4.6. tính điện áp điều khiển lúc làm việc định mức 76 V.4.7. Tính khâu phản hồi áp và dòng 76 V.4.8. Tạo nguồn nuôI IC, nguồn nuôi biến áp xung, biến áp đồng pha 82 V.5. Kết luận: 84

doc88 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 3176 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế mạch ổn định điện áp cho máy phát điện không máy phụ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ta nh»m môc ®Ých t¨ng c«ng suÊt kÝch tõ lín h¬n. Trong hÖ thèng ng­êi ta dïng mét m¸y ph¸t xoay chiÒu 3 pha quay cïng trôc víi m¸y ph¸t chÝnh lµm nguån cung cÊp. M¸y ph¸t kÝch tõ xoay chiÒu cã kÕt cÊu ®Æc biÖt, cuén kÝch tõ ®Æt ë stato, cßn cuén d©y ba pha ®Æt ë r«to. Dßng xoay chiÒu ba pha t¹o ra ë m¸y ph¸t kÝch ®uîc chØnh l­u thµnh mét chiÒu nhê bé chØnh l­u c«ng suÊt lín. Cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ph¸t chÝnh nhËn trùc tiÕp dßng mét chiÒu qua chØnh l­u kh«ng qua vµnh tr­ît vµ chæi than. §Ó cung cÊp dßng mét chiÒu cho cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ph¸t kÝch ng­êi ta dïng mét bé chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn mµ nguån cung cÊp cña nã cã thÓ lÊy tõ mét m¸y ph¸t xoay chiÒu tÇn sè cao hoÆc tõ mét nguån cô thÓ kh¸c. Bé T§K t¸c ®éng trùc tiÕp vµo bé chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn. T§K nhËn tÝn hiÖu ë ®Çu cùc m¸y ph¸t qua bé BI vµ BU lµm thay ®æi dßng kÝch tõ cña m¸y ph¸t kÝch dÉn ®Õn lµm thay ®æi dßng ®iÖn kÝch tõ cña m¸y ph¸t chÝnh. + ¦u ®iÓm: M¸y ph¸t kÝch tõ cã c«ng suÊt lín, ®iÖn ¸p kÝch tõ giíi h¹n lín, h»ng sè thêi gian ®iÒu chØnh kÝch tõ nhá. + Nh­îc ®iÓm: kÕt cÊu cña m¸y ph¸t ®iÖn chÝnh phøc t¹p dÉn ®Õn gi¸ thµnh cao. I.3.2.3. HÖ thèng kÝch tõ dïng chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn: §Ó cã ®iÖn ¸p kÝch tõ giíi h¹n lín th× tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p kÝch tõ cµng nhanh. Tøc lµ h»ng sè thêi gian cña hÖ thèng kÝch tõ nhá, h»ng sè nµy phô thuéc vµo tÝn hiÖu ra cña bé tù ®éng ®iÒu khiÓn kÝch tõ (T§K) vµ hÖ thèng kÝch tõ cô thÓ. V× vËy hÖ thèng kÝch tõ dïng chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn lµ hîp lý h¬n c¶, xung ®iÒu khiÓn nhê t¸c ®éng cña T§K, bé nµy nhËn tÝn hiÖu tõ ®Çu ra cña m¸y ph¸t vµ t¸c ®éng trùc tiÕp vµo ®iÖn ¸p kÝch tõ cña m¸y ph¸t. T§K H×nh 1.21: S¬ ®å kÝch tõ dïng chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn Víi s¬ ®å nµy dßng mét chiÒu ®­îc cung cÊp cho cuén kÝch tõ ®­îc nhËn tõ mét nguån tõ m¸y ph¸t xoay chiÒu hoÆc lÊy ®iÖn ¸p ra ë ®Çu cùc m¸y ph¸t qua chØnh l­u cã ®iÒu khiÓn. ChØnh l­u nµy ®­îc dïng b»ng c¸c Tiristo hoÆc chØnh l­u thuû ng©n cã cùc ®iÒu khiÓn cã c«ng suÊt lín. Xung ®iÒu khiÓn ®­îc nhËn trùc tiÕp tõ bé T§K, bé nµy lÊy tÝn hiÖu tõ ®Çu ra cña m¸y ph¸t ®Ó lµm thay ®æi dßng, ¸p kÝch tõ cña m¸y ph¸t. + ¦u ®iÓm: hÖ thèng kÝch tõ ®¬n gi¶n, ®iÒu khiÓn rÊt nhanh, lµm viÖc tin cËy nªn ®­îc ¸p dông réng r·i trong c¸c m¸y cã c«ng suÊt lín. I.3.3. Mét sè s¬ ®å kÝch tõ cña m¸y ph¸t ®ång bé tù kÝch: T­¬ng tù nh­ m¸y ph¸t mét chiÒu, m¸y ph¸t ®ång bé còng cã thÓ tù kÝch. Tr­êng hîp nµy cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ®ång bé ®­îc n¹p ®iÖn tõ phÇn øng cña m¸y ph¸t qua chØnh l­u. §Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh tù kÝch vµ æn ®Þnh ®iÖn ¸p ta dïng nguyªn t¾c khö hoÆc ho¹t ®éng theo nguyªn lý ®iÒu chØnh (gäi lµ bé ®iÒu chØnh phøc hîp pha). Khö ¶nh h­ëng cña t¶i lªn m¸y ph¸t b»ng c¸ch t¹o ra sù phô thuéc cña dßng kÝch tõ víi dßng t¶i c¶ vÒ gi¸ trÞ lÉn vÒ pha. Ta cã 2 ph­¬ng ph¸p t¹o ®iÖn ¸p n¹p cuén kÝch. I.3.3.H×nh 1.22: S¬ ®å d©y nèi m¸y ph¸t tù kÝch ë hÖ thèng khö dßng t¶i thùc hiÖn céng nèi tiÕp 1. Thùc hiÖn céng nèi tiÕp t¸c dông cña m¹ch ¸p vµ dßng råi qua chØnh l­u kh«ng ®iÒu khiÓn: I.3.3.H×nh 1.23: S¬ ®å d©y nèi m¸y ph¸t tù kÝch ë hÖ thèng khö dßng t¶i thùc hiÖn céng song song cã cuén c¶m 2. Thùc hiÖn céng song song t¸c dông cña m¹ch ¸p vµ dßng: Nh÷ng bé phËn chÝnh cña 2 s¬ ®å trªn D: cuén c¶m PP: bé biÕn dßng Cuén kh¸ng D ®Æt ë m¹ch ®iÖn ¸p cã nhiÖm vô lµ t¹o sù phô thuéc cña ®iÖn ¸p m¸y ph¸t víi gãc c«ng suÊt vµ sù gi¶m nhiÖt ®é cña cuén d©y lªn m¸y ph¸t. Tõ hai nguyªn lý tæng qu¸t trªn, ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh æn ®Þnh ®iÖn ¸p cho m¸y ph¸t ta cã thÓ sö dông mét sè hÖ thèng phøc hîp pha nh­ sau: a. HÖ thèng phøc hîp pha kh«ng ®iÒu chØnh: HÖ thèng nµy ®¬n gi¶n, tin cËy, thêi gian trë vÒ cña ®iÖn ¸p æn ®Þnh phô thuéc vµo c¸c th«ng sè cña m¸y. Dßng æn ®Þnh cña hÖ thèng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng tæng trë m¹ch ngoµi, ®Æc tÝnh ng¾n m¹ch vµ c¸c th«ng sè cña m¹ch ®iÒu chØnh. b. HÖ thèng phøc hîp pha ®iÒu chØnh: HÖ thèng nµy t¨ng ®é chÝnh x¸c æn ®Þnh ®iÖn ¸p m¸y ph¸t, hÖ thèng ®­îc kÕt hîp c¶ 2 ph­¬ng ph¸p lµ khö vµ ®iÒu chØnh. Kh¸c víi hÖ thèng phøc hîp pha kh«ng ®iÒu chØnh lµ ph¶n ¶nh lªn sù thay ®æi nhiÖt ®é vµ tèc ®é. TÝn hiÖu t¹o ra ë kh©u phô nµy tû lÖ víi sai sè vµ ®­îc dÉn tíi bé phËn phøc hîp cã ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng theo h­íng lµm gi¶m sai sè. §é chÝnh x¸c cña hÖ thèng phô thuéc vµo tõng lo¹i hÖ thèng phô. c. HÖ thèng cã ®iÒu chØnh (m¾c song song): HÖ thèng nµy chØ cã ph¶n håi ®iÖn ¸p cña phÇn øng. B»ng c¸ch gi¶i quyÕt nµy ta ®¬n gi¶n ®i rÊt nhiÒu nªn hÖ thèng cã kÝch th­íc vµ träng l­îng nhá h¬n nhiÒu so víi bé phøc hîp pha. I.3.4. §iÒu kiÖn tù kÝch cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé: §iÒu kiÖn tù kÝch cña m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé lµ : cã l­îng tõ d­ ®ñ lín trong c¸c cùc tõ ®Ó khi r«to quay t¹o ra søc ®iÖn ®éng Ed­ trong d©y quÊn phÇn øng. NÕu m¸y míi sö dông lÇn ®Çu hoÆc mÊt tõ d­ th× ph¶i dïng nguån ngoµi (¾c quy...) ®Ó kÝch tõ l¹i. Dßng kÝch tõ ph¶i t¹o ra tõ tr­êng cïng chiÒu víi tõ d­ trong m¸y. NÕu tõ tr­êng do dßng kÝch tõ t¹o ra ng­îc chiÒu víi tõ tr­êng do tõ d­ sinh ra th× sÏ bÞ khö tõ d­ vµ m¸y ph¸t sÏ kh«ng thÓ thµnh lËp ®­îc ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc. Cã ®iÖn trë m¹nh kÝch tõ nhá ®Ó ®¶m b¶o cho sù gia t¨ng cña dßng kÝch tõ. Lµm cho tõ tr­êng t¨ng lªn trong qu¸ tr×nh tù kÝch cho ®Õn khi ®¹t ®­îc ®iÖn ¸p ra æn ®Þnh. Nh»m c¶i thiÖn ®iÒu kiÖn tù kÝch ng­êi ta dïng hai ph­¬ng ph¸p sau: a. Dïng miÕng ®Öm b»ng nam ch©m vÜnh cöu t¹i c¸c cùc tõ: b. T¨ng dßng kÝch tõ b»ng céng h­ëng, ta m¾c nèi tiÕp c¸c tô ®iÖn vµ c¸c cuén kh¸ng. §Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh tù kÝch th×: Xc ³ XS vµ tÇn sè céng h­ëng ®­îc chän tõ 85% ®Õn 90% tÇn sè ®Þnh møc cña m¸y. Trong hÖ thèng phøc hîp pha cã ®iÒu chØnh th× kh«ng nªn dïng tô bëi v× lóc nµy tô ®iÖn cã ¶nh h­ëng ®Õn bé tù ®éng ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p (T§K) cña hÖ thèng. Ngoµi nh÷ng biÖn ph¸p trªn, ®Ó cho qu¸ tr×nh tù kÝch ®­îc dÔ dµng ng­êi ta cßn sö dông: + Sö dông m¹ch phô n¹p tõ c¸c cùc cña m¸y ph¸t, m¹ch nµy sÏ tù ®éng ng¾t ra khi qu¸ tr×nh tù kÝch ®· kÕt thóc. + M¾c song song c¸c phÇn tö cã trong m¹ch ®iÖn ¸p mét ®iÖn trë nhá. + Dïng mét nguån ngoµi (¾c quy hoÆc m¸y ph¸t tèc) trong qu¸ tr×nh tù kÝch. CH¦¥NG II C¸C PH¦¥NG PH¸P æn ®Þnh ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®iÖn §iÖn ¸p trªn ®Çu cùc m¸y ph¸t lu«n thay ®æi so víi gi¸ trÞ ®Þnh møc do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau, nh­ c¾t mét ®­êng d©y t¶i lín, ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t sÏ t¨ng vät lªn, lóc x¶y ra ng¾n m¹ch ®iÖn ¸p ®Çu cùc bÞ gi¶m xuèng. Ngoµi ra mçi lÇn khëi ®éng trùc tiÕp ®éng c¬ c«ng suÊt lín, dßng ®iÖn t¨ng vät lµm cho m¸y ph¸t ®iÖn sôt ¸p g©y nhiÒu hËu qu¶ nghiªm träng: - §éng c¬ kh«ng khëi ®éng ®­îc. - C¸c ®éng c¬ kh¸c ®ang ho¹t ®éng quay chËm l¹i hoÆc ngõng h¼n. - C¸c khëi ®éng tõ, r¬le ®iÖn ¸p tù nh¶ ra lµm ¶nh h­ëng ®Õn sù vËn hµnh b×nh th­êng c¸c thiÕt bÞ. - HÖ thèng ¸nh s¸ng kh«ng æn ®Þnh. V× vËy vÊn ®Ò tù ®éng æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t lµ mét vÊn ®Ò cÇn thiÕt ®èi víi mäi tæ m¸y ph¸t ®iÖn. H×nh 2.1: Bé ®iÒu chØnh dïng biÕn trë than Qua nghiªn cøu ë phÇn trªn, ta ®· biÕt ®Ó gi÷ sù æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t ta ph¶i thay ®æi t­¬ng øng dßng kÝch tõ r«to. Sau ®©y lµ mét sè ph­¬ng ph¸p æn ®Þnh ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t. II.1. §iÒu chØnh b»ng ®iÖn trë than: Trong s¬ ®å nµy dïng hÖ thèng kÝch tõ lµ m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ song song. Nguyªn lý ho¹t ®éng nh­ sau: Khi ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t b»ng gi¸ trÞ Uf®m th× lùc hót nam ch©m ®iÖn c©n b»ng víi lùc kÐo lß xo ë mét vÞ trÝ nhÊt ®Þnh. NÕu v× lÝ do nµo ®ã ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t gi¶m th× qua biÕn ¸p BA ®iÖn ¸p ®Æt vµo bé chØnh l­u CL1 gi¶m, ®iÖn ¸p mét chiÒu sau chØnh l­u ®Æt vµo nam ch©m gi¶m, lùc hót ®iÖn tõ gi¶m. Trong khi ®ã Flx lµ kh«ng ®æi lµm cho chång ®Üa than bÞ Ðp m¹nh vµ R®c gi¶m, ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn trong cuén kÝch tõ t¨ng lªn. M¸y ph¸t kÝch tõ kÝch thÝch song song lªn Ukt ®Æt vµo roto, ®iÖn ¸p m¸y ph¸t kÝch tõ t¨ng tøc lµ Ikt t¨ng. §iÖn ¸p cña m¸y ph¸t ®iÖn t¨ng vÒ gi¸ trÞ ®Þnh møc. Khi ®iÖn ¸p ®Çu cùc m¸y ph¸t t¨ng lªnlín h¬n trÞ sè ®Þnh møc UF > Uf®m th× qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh ng­îc l¹i. Trong s¬ ®å biÕn ®æi dßng BI vµ ®iÖn trë R1 lµm nhiÖm vô ph¶n håi dßng ®iÖn, biÕn ¸p BA ®Ó ph¶n håi ®iÖn ¸p. M¸y biÕn ¸p lµm nhiÖm vô ph¶n håi ©m ®Ó gi¶m hiÖn t­îng qu¸ ®iÒu chØnh, t¨ng tÝnh æn ®Þnh cho hÖ thèng. BI lµm viÖc nh­ sau: B×nh th­êng hai cuén d©y I vµ II cña BI cã dßng ®iÖn mét chiÒu ®i qua, hai dßng ®iÖn nµy kh«ng ¶nh h­ëng nhau. V× mét lý do nµo ®ã Ukt ®Æt vµo m¸y ph¸t t¨ng lªn ®ét ngét th× ®iÖn ¸p ®Æt vµo cuén II cña BI t¨ng vät lªn. Do hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ trong cuén I sinh ra mét ®­êng søc ®iÖn ®éng ®ét biÕn vµ ng­êi ta bè trÝ chiÒu cña cña cuén I nh­ thÕ nµo ®ã ®Ó lóc ®ã cùc tÝnh cña nã cïng chiÒu víi cùc tÝnh cña CL1 nªn dßng ®iÖn trong cuén d©y ®iÒn khiÓn cña nam ch©m ®iÖn t¨ng, ®iÖn trë R®c t¨ng, dßng ®iÖn kÝch tõ cña m¸y kÝch tõ gi¶m lµm gi¶m bít Ukt ®Æt vµo roto m¸y ph¸t ®iÖn. Diod D1 lµm nhiÖm vô tiªu trõ n¨ng l­îng thõa khi m¹ch nèi víi R®c bÞ ®øt, b¶o vÖ c¸ch ®iÖn cho cuén d©y kÝch tõ cña m¸y ph¸t kÝch tõ khi m¹ch ®iÖn nèi víi R®c bÞ ®øt. Bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p kiÓu biÕn trë than dïng cho m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé c«ng suÊt kho¶ng 400kW. Tuy nhiªn bé nµy t¸c ®éng chËm, Ýt dïng. II.2 §iÒu khiÓn nguån chØnh l­u: S¬ ®å: H×nh 2.2: S¬ ®å nguyªn lý chØnh l­u ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p kÝch tõ ®Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®ång bé kh«ng m¸y phô. Kh©u so s¸nh: dïng ®Ó so s¸nh ®iÖn ¸p ®iªu khiÓn vµ ®iÖm ¸p ®Çu cùc ®Ó kh©u khuÕch ®¹i t¹o xung më thyristor. Ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p dïng ®Ó t¨ng tÝnh æn ®Þnh cña hÖ thèng ®ång thêi ®Ó lÊy tÝn hiÖu ph¶n håi ®iÒu khiÓn. Kh©u ®ång pha dïng ®Ó t¹o ®iÖn ¸p tùa ®ång pha víi ®iÖn ¸p Anèt cña thyristor, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn cã xung ®iÒu khiÓn khi ®iÖn ¸p ®Æt lªn thyristor ®ang thuËn chiÒu. Trong ®iÒu khiÓn chØnh l­u ta chØ cÇn ®iÒu khiÓn thêi ®iÓm ph¸t xung ®Ó më thyristor vµ sau ®ã nã tù ng¾t. Víi s¬ ®å trªn ta cã thÓ ®iÒu khiÓn m¸y ph¸t ®iÖn ®ång bé cã dßng kÝch tõ rÊt lín, tèc ®é ®iÒu khiÓn rÊt nhanh. CH¦¥NG III chỌN PHƯƠNG ÁN Nguån kÝch tõ ta cã thÓ ®iÒu khiÓn b»ng nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau. Mét sè ph­¬ng ph¸p ®· cò, Ýt ®­îc ¸p dông.Trong thùc tÕ hiÖn nay, ®Ó cã thÓ æn ®Þnh ®­îc ®iÖn ¸p m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu ng­êi ta th­êng dïng bé chØnh l­u dïng thyristor vµ diod. Ta sÏ t×m hiÓu mét sè m¹ch chØnh l­u nh­ sau. III.1. ChØnh l­u mét n÷a chu k×: S¬ ®å: H×nh 3.1: ChØnh l­u mét nöa chu k× TrÞ sè ®iÖn ¸p trung b×nh lín nhÊt: Udo= 0,45.U2 ChÊt l­îng ®iÖn ¸p xÊu vµ còng cho hÖ sè sö dông biÕn ¸p xÊu: Sba= 0,39.Ud.Id §¸nh gi¸ chung vÒ lo¹i chØnh l­u nµy cã thÓ nhËn thÊy, ®©y lµ lo¹i chØnh l­u c¬ b¶n, s¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®¬n gi¶n. Tuy vËy, c¸c chÊt l­îng kü thuËt nh­: chÊt l­îng ®iÖn ¸p mét chiÒu, hiÖu suÊt sö dông biÕn ¸p qu¸ xÊu. Do ®ã, lo¹i chØnh l­u nµy Ýt ®­îc sö dông trong thùc tÕ. III.2. ChØnh l­u cÇu mét pha: ChØnh l­­ cÇu mét pha cã ®iÒu khiÓn cã hai c¸ch m¾c s¬ ®å: ®èi xøng vµ kh«ng ®èi xøng. §èi xøng Kh«ng ®èi xøng H×nh 3.2: ChØnh l­u cÇu mét pha ®èi xøng vµ kh«ng ®èi xøng Nh×n chung, c¸c chØnh l­u cÇu mét pha cã chÊt l­îng ®iÖn ¸p t­¬ng ®­¬ng nh­ chØnh l­u c¶ chu k× víi biÕn ¸p cã trung tÝnh. ChÊt l­îng ®iÖn mét chiÒu nh­ nhau, dßng ®iÖn lµm viÖc cña van b»ng nhau, nªn viÖc øng dông cña chóng còng t­¬ng ®­¬ng nhau. MÆc dï vËy, chØnh l­u cÇu mét pha cã ­u ®iÓm h¬n ë chç: ®iÖn ¸p ng­îc trªn van bÐ h¬n; biÕn ¸p dÔ chÕ t¹o vµ cã hiÖu suÊt cao h¬n. ThÕ nh­ng, chØnh l­u cÇu mét pha cã sè van cao h¬n nhiÒu gÊp hai lÇn, lµm gi¸ thµnh cao h¬n, sôt ¸p trªn van lín gÊp hai lÇn nªn ®èi víi t¶i ®iÖn ¸p thÊp hiÖu suÊt bé chØnh l­u thÊp, chØnh l­u cÇu ®iÒu khiÓn ®èi xøng phøc t¹p h¬n. C¸c s¬ ®å chØnh l­u mét pha cho ®iÖn ¸p víi chÊt l­¬ng ch­a cao, biªn ®é ®Ëp m¹ch qu¸ lín thµnh phÇn hµi bËt cao lín, ®iÒu nµy kh«ng ¸p dông ®­îc cho nhiÒu lo¹i t¶i. III.3. ChØnh l­u tia ba pha: H×nh 3.3: ChØnh l­u tia ba pha S¬ ®å: TrÞ sè ®iÖn ¸p trung b×nh: - T¶i liªn tôc: - T¶i gi¸n ®o¹n: Udo= 1,17.U2f : §iÖn ¸p chØnh l­u tia 3 pha khi van lµ ®iod. U2f : §iÖn ¸p pha thø cÊp biÕn ¸p. So víi chØnh l­u mét pha, chØnh l­u tia ba pha cã chÊt l­îng ®iÖn mét chiÒu tèt h¬n, biªn ®é ®iÖn ¸p ®Ëp m¹ch thÊp h¬n, thµnh phÇn sãng hµi bËc cao bÐ h¬n, viÖc ®iÒu khiÓn c¸c van b¸n dÉn trong tr­êng hîp nµy còng t­¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Dßng ®iÖn mçi cuén d©y thø cÊp lµ nguån mét chiÒu, do biÕn ¸p ba pha ba trô mµ tõ th«ng lâi thÐp biÕn ¸p lµ tõ th«ng xoay chiÒu kh«ng ®èi xøng lµm cho c«ng suÊt biÕn ¸p ph¶i lín. NÕu ë ®©y biÕn ¸p ®­îc chÕ t¹o tõ ba biÕn ¸p mét pha th× c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p cßn lín h¬n nhiÒu. Khi chÕ t¹o biÕn ¸p ®éng lùc, c¸c cuén d©y thø cÊp ph¶i ®­îc ®Êu sao, cã d©y trung tÝnh ph¶i lín h¬n d©y pha v× d©y trung tÝnh chÞu dßng ®iÖn t¶i. III.4. ChØnh l­u tia s¸u pha: S¬ ®å: H×nh 3.4: ChØnh l­u tia s¸u pha Theo d¹ng sãng ®iÖn ¸p ra thÊy r»ng mçi van dÉn kho¶ng 1/6 chu k×. So víi c¸c s¬ ®å kh¸c, chØnh l­u tia s¸u pha cã dßng ®iÖn ch¹y qua van b¸n dÉn bÐ nhÊt. Do ®ã, s¬ ®å chØnh l­u tia s¸u pha cã ­u ®iÓm khi cã dßng t¶i rÊt lín. Tuy nhiªn, biÕn ¸p ba pha s¸u cuén d©y thø cÊp chÕ t¹o phøc t¹p h¬n. v× thÕ, s¬ ®å nµy Ýt ®­îc dïng trong thùc tÕ. III.5. ChØnh l­u cÇu ba pha: III.5.1 ChØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng: S¬ ®å: H×nh 3.5: ChØnh l­u cÇu ba pha ®èi xøng Theo ho¹t cña chØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn ®èi xøng, dßng ®iÖn ch¹y qua t¶i lµ dßng ch¹y tõ pha nµy sang pha kia, do ®ã t¹i mçi thêi ®iÓm cÇn më Tiristor ®ßi hái cÊp hai xung ®iÒu khiÓn ®ång thêi. CÇn chó ý r»ng thø tù cÊp xung ®iÒu khiÓn cÇn tu©n thñ theo ®óng thø tù pha. Khi cÊp ®óng c¸c xung ®iÒu khiÓn, dßng ®iÖn sÏ ch¹y tõ pha cã ®iÖn ¸p d­¬ng h¬n vÒ pha cã ®iÖn ¸p ©m h¬n. Khi gãc më van nhá hoÆc ®iÖn c¶m lín, trong mçi pha dÉn cña mét van nhãm nµyth× sÏ cã hai van nhãm kia ®æi chç cho nhau. §iÖn ¸p ng­îc víi c¸c van ph¶i chÞu ë chØnh l­u cÇu ba pha b»ng 0 khi van dÉn vµ b»ng ®iÖn ¸p d©y khi van kho¸. Sù phøc t¹p cña ph­¬ng phap chØnh l­u nµy g©y kh«ng Ýt khã kh¨n khi chÕ t¹o, vËn hµnh vµ s÷a ch÷a. §Ó ®¬n gi¶n h¬n ng­êi ta cã thÓ sö dông ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng. H×nh 3.6: S¬ ®å ®éng lùc III.5.2. ChØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng: s¬ ®å: Gi¶n ®å c¸c ®­êng cong H×nh 3.7: Gi¶n ®å c¸c ®­êng cong Lo¹i chØnh l­u nµy ®­îc cÊu t¹o tõ nhãm cã ®iÒu khiÓn vµ nhãm kh«ng ®iÒu khiÓn nh­ m« t¶ trªn s¬ ®å ®éng lùc. Trªn m« h×nh ®éng lùc m« t¶ gi¶n ®å ®iÖn ¸p chØnh l­u Uf sãng ®iÖn ¸p Ud, kho¶ng gi÷a c¸c van b¸n dÉn T1, T2, T3, D1, D2, D3. C¸c tiristor ®­îc dÉn tõ thêi ®iÓm cã xung më Tiristor cña pha kÕ tiÕp. ChØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng cã dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p t¶i liªn tôc khi gãc më c¸c tiristor nhá h¬n 600, khi gãc më t¨ng lªn vµ thµnh phÇn cña t¶i nhá, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p sÏ gi¸n ®o¹n. Theo d¹ng sãng ®iÖn ¸p t¶i, trÞ sè ®iÖn ¸p trung b×nh trªn t¶i b»ng 0 khi gãc më ®¹t tíi 1800. Ng­êi ta cã thÓ coi ®iÖn ¸p trung b×nh trªn t¶i lµ kÕt qu¶ cña tæng hai ®iÖn ¸p chØnh l­u tia ba pha. §iÒu kiÖn c¸c tiristor trong chØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng dÔ dµng h¬n, nh­ng c¸c ®iÒu hoµ bËc cao cña t¶i vµ cña nguån lín h¬n. Kh¸c víi m¹ch ®èi xøng, trong s¬ ®å nµy viÖc ®iÒu khiÓn c¸c van b¸n dÉn ®­îc thùc hiÖn ®¬n gi¶n h¬n. Ta cã thÓ coi m¹ch ®iÒu khiÓn cña bé chØnh l­u nµy nh­ ®iÒu khiÓn mét bé chØnh l­u tia ba pha. ChØnh l­u cÇu ba pha hiÖn nay lµ s¬ ®å cã chÊt l­îng ®iÖn ¸p tèt nhÊt, hiÖu suÊt sö dông biÕn ¸p tèt nhÊt. Tuy vËy ®©y còng lµ s¬ ®å phøc t¹p nhÊt. CH¦¥NG iv THIÕT KÕ M¹CH §éng lùc H×nh 4.1: S¬ ®å m¹ch ®éng lùc Ta chän m¹ch ®éng lùc lµ s¬ ®å chØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng. S¬ ®å nµy cÇu chØnh l­u ba pha kh«ng ®èi xøng cã thªm c¸c §iod D4, D5, D6, D7 vµ ®iÖn trë phô Rf. C¸c §iod D4, D5, D6 vµ Rf lµm nhiÖm vô tù kÝch ban ®Çu. §iod D7 cã nhiÖm vô ®¶m b¶o khãa tèt cho c¸c Tiristo khi ®· ng¾t xung ®iÒu khiÓn. §iÒu nµy cho phÐp chèng hiÖn t­îng mÊt ®iÒu khiÓn cña c¸c Tiristo. Nguyªn lý lµm viÖn nh­ sau: Khi khëi ®éng m¸y ph¸t quay roto ®Õn tè ®é nµo ®ã, nhê cã tõ d­ trªn cùc roto, tõ th«ng nµy quÐt qua d©y stato lµm c¶m øng ë ®Çu cùc m¸y ph¸t mét søc ®iÖn ®éng Ed­. V× tÊt c¶ c¸c nguån cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn ®Òu lÊy trªn ®Çu m¸y ph¸t nªn khi Ed­ nhá, m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng lµm viÖc vµ T1, T3 kho¸. Lóc nµy nhê D4, D5, D6 cïng víi D1, D2, D3 t¹o thµnh mét m¹ch chØnh l­u cÇu ba pha kh«ng ®iÒu khiÓn lµm cho ®iÖn ¸p võa thµnh lËp ®­îc ë ®Çu cùc m¸y ph¸t, qua m¸y biÕn ¸p vµ bé chØnh l­u ®iÖn ¸p xoay chiÒu ®­îc chØnh l­u thµnh ®iÖn ¸p mét chiÒu quay vÒ t¨ng c­êng kÝch tõ ( cuén kÝch tõ ®­îc ®Êu sao cho ikt t¹o ra cïng chiÒu ). §iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y ph¸t t¨ng dÇn ®Õn Uf = ( 70 80 )%U®m th× m¹ch ®iÒu khiÓn dÉn th«ng, ®iÖn thÕ trªn hai ®Çu Rf ®¼ng thÕ kh«ng cã dßng ®iÖn chay qua Rf th× Tiristo dÉn vµ ba §iod D4, D5, D6 tù kho¸, s¬ ®å chØnh l­u lµm viÖc nh­ s¬ ®å ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng, c¸c van lµm viÖc lµ D1, D2, D3, T1, T2, T3. C¸c th«ng sè m¸y ph¸t: P= 75 kW U= 220/380 V f= 50 Hz Ukt = 150 V Ikt= 20 A IV.1. TÝnh chän van ®éng lùc: C¸c van ®éng lùc ®­îc lùa chän dùa vµo c¸c yÕu tè c¬ b¶n lµ: Dßng t¶i Id, s¬ ®å ®· chän, ®iÒu kiÖn to¶ nhiÖt, ®iÖn ¸p lµm viÖc. Ta cã: Ud = Kqt . Ukt®m= 1,1 . 150 = 165 V Id = Kqt . Ikt®m = 1,1 . 20 = 22 A Víi : Kqt = 1,1 hÖ sè qu¸ t¶i cho phÐp. IV.1.1. S¬ ®å chØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng: §iÖn ¸p ra trªn t¶i lóc van më hoµn toµn lµ: U =2,34.U2f Yªu cÇu lóc qu¸ t¶i van më hoµn toµn, ta cã: U = 1,1 . Ukt®m Suy ra: => = 350 IV.1.2. X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p ng­îc trªn van: §iÖn ¸p s¬ bé thø cÊp biÕn ¸p khi ch­a tÝnh ®Õn sôt ¸p ë ®Þnh møc: Víi chØnh l­u cÇu ba pha kh«ng ®èi xøng th× ®iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i trªn van lµ: §Ó chän van theo ®iÖn ¸p hîp lý th× ®iÖn ¸p ng­îc cña van cÇn ph¶I chän ®iÖn ¸p lµm viÖc th«ng qua mét hÖ sè dù tr÷ Kdtu = 2. §iÖn ¸p ng­îc trªn van: UNV = Kdtu.UN = 2 . 172,64 = 345,28V IV.1.3. Dßng ®iÖn lµm viÖc cña van: Dßng ®iÖn lµm viÖc cña van ®­îc chän theo dßng ®iÖn hiÖu dông ch¹y qua van theo s¬ ®å ®· chän. ILV = IHD = KHD . Id = 0,58 . 22 = 12,76A Víi HÖ sè x¸c ®Þnh dßng ®iÖn hiÖu dông ( TL 3 ) §Ó van b¸n dÉn cã thÓ lµm viÖc an toµn, kh«ng bÞ chäc thñng vÒ nhiÖt, chóng ta chän vµ thiÕt kÕ hÖ thèng táa nhiÖt hîp lý. M¸y ®iÖn lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn m«i tr­êng kh¾c nghiÖt khã s÷a ch÷a, ta chän ph­¬ng ¸n to¶ nhiÖt cã c¸nh t¶n nhiÖt víi ®ñ diÖn tÝch bÒ mÆt táa nhiÖt vµ kh«ng cã qu¹t lµm m¸t c­ìng bøc. Theo lý thuyÕt th× lóc nµy I®m > 2,5ILV. Ta chän dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van lµ: I®mV = K1 . ILV = 2,5 . 12,76 = 31,9A Víi K1 = 2,5 - HÖ sè dù tr÷ dßng ®iÖn. C¸c th«ng sè tÝnh ®­îc, tra TL [3] chän ®­îc c¸c lo¹i ®iod va tiristo. 7 §iod lo¹i CR40-080. UN (V) I®m (A) Ipik (A) (V) Ir (A) Tcp() 800 40 800 1,1 100 200 3 tiristo chän lo¹i HT40/080J4 UN I®m Ipik Ig Ug Ir tcm Tcp 800A 40A 900A 110mA 3V 6mA 1,65A 150V 125 UN - §iÖn ¸p ng­îc cùc ®¹i cña van. I®m – Dßng ®iÖn ®Þnh møc cña van. Ipik - §Ønh xung dßng ®iÖn. - tæn hao ®iÖn ¸p ë tr¹ng th¸i më cña van. Ir – Dßng ®iÖn rß. Tcm – Thêi gian chuyÓn m¹ch. Tcp – NhiÖt ®é cho phÐp cña van. IV.2. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p: C¸c ®¹i l­îng cÇn cã cho tÝnh to¸n mét biÕn ¸p chØnh l­u: IV.2.1. §iÖn ¸p hØnh l­u kh«ng t¶i: Trong ®ã: Ud = 165V - §iÖn ¸p chØnh l­u = - Sôt ¸p trªn c¸c van = 10%Ud =16,5V - Sôt ¸p bªn trong biÕn ¸p khi cã t¶i, bao gåm sót ¸p trªn ®iÖn trë vµ sôt ¸p trªn ®iÖn c¶m. chän s¬ bé kho¶ng (510)% = 5%Ud = 5%.165 = 8,25V- sôt ¸p trªn d©y nèi. VËy: Udo = 165 + 2,75 + 8,25 + 16,5 = 192,5V IV.2.2. C«ng suÊt tèi ®a cña t¶i: Pdmax = Udo . Id = 192,5 . 22 = 4235W IV.2.3. C«ng suÊt biÕn ¸p nguån cÊp: Sba = ks . Pdmax = 1,05 . 4235 = 4446,75W Trong ®ã: ks – hÖ sè c«ng suÊt theo s¬ ®å m¹ch ®éng lùc, tra TL-[3] Sba – c«ng suÊt biÓu kiÕn cña biÕn ¸p. IV.2.4. TÝnh to¸n s¬ bé m¹ch tõ: TiÕt diÖn trô QFe cña lâi thÐp biÕn ¸p ®­îc tÝnh: Trong ®ã: kQ – hÖ sè phô thuéc ph­¬ng thøc lµm m¸t, chän kQ = 5,5. m – sè pha m¸y biÕn ¸p. f – tÇn sè nguån xoay chiÒu. Víi QFe = 29,96 cm2, chän trô m¸y biÕn ¸p cã c¸c kÝch th­íc nh­ sau: a = 5,5 cm; b = 5,5 cm. QFe = 5,5 . 5,5 = 30,25 cm2. IV.2.5. §iÖn ¸p c¸c cuén d©y: §iÖn ¸p cuén d©y thø cÊp: Trong ®ã: ku – hÖ sè ®iÖn ¸p chØnh l­u, tra TL [3] §iÖn ¸p cuén d©y s¬ cÊp: U1 = U = 220 (V) IV.2.6. Dßng ®iÖn c¸c cuén d©y: Dßng ®iÖn d©y thø cÊp: I2 = k2 . Id = 0,82 . 22 = 18,08 (A) Trong ®ã: K2 = 0,82 hÖ sè dßng ®iÖn, tra TL [3] Dßng ®iÖn d©y s¬ cÊp: Trong ®ã: hÖ sè biÕn ¸p. IV.2.7. Sè vßng d©y mçi cuén: S¬ cÊp: Thø cÊp: Trong ®ã: B = 1 (Tesla) – tõ c¶m lâi thÐp. IV.2.8. TiÕt diÖn d©y quÊn: S¬ cÊp: TiÕt diÖn tÝnh to¸n: Trong ®ã: J = 2,5 (A/mm2) – mËt ®é dßng ®iÖn. Chän d©y tiÕt diÖn trßn, theo TL 3: S1 (mm2) d (mm) Mcu(g/m) R/m (m) dn (mm) 2,776 1,88 24,7 0,00631 1,972 d - ®­êng kÝnh thùc lâi ®ång. mcu – träng l­îng riªng mét mÐt. R/m - ®iÖn trë trªn mét mÐt. dn - ®­êng kÝnh cña d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn. TiÕt diÖn d©y kÓ c¶ c¸ch ®iÖn: Thø cÊp: TiÕt diÖn tÝnh to¸n: Chän d©y tiÕt diÖn ch÷ nhËt cã kÝch th­íc, theo TL 3: a = 1,35 (mm ), b = 5,5 (mm). TiÕt diÖn d©y thø cÊp kÎ c¶ c¸ch ®iÖn: S2 = ( a + 0,45 )( b + 0,45 ) = ( 1,35 + 0,45 )( 5,5 + 0.45 ) = 10,71 (mm2). IV.2.9. C¸c kÝch th­íc m¹ch tõ: H×nh d¸ng trô: Ta ®· cã: QFe = 30,25 (cm2). Chän l¸ thÐp kü thuËt ®iÖn E330 cã bÒ dµy 0,5 (mm). Sè l¸ thÐp cÇn cã: . KÝch th­íc cöa sæ trô: Qcs = Qcs1 + Qca2 = 2k1®.W1.S1cu + 2k2®.W2.S1cu = 2 . 2 . 328 . 2,7 + 2 . 2 . 123 . 7,216 = 7092,67 (mm2) Trong ®ã: k1® = k2® = 2, lµ c¸c hÖ sè lÊp ®Çy. KÝch th­íc cöa sæ: §Ó cã thÓ ®Æt d©y quÊn vµo c¸c trô lâi thÐp biÕn ¸p, khi cã c¸ch ®iÖn gi÷a c¸c cuén d©y trong mét pha, gi÷a c¸c cuén d©y gi÷a hai pha, ta ph¶i chän cöa sæ sao cho: c.h > Qcs Chän s¬ bé: c = 1,4a = 1,4 . 5,5 = 7,7 (cm). h = 4,4a = 4,4 . 5,5 = 24,2 (cm). c.h = 7,7 . 24,2 = 186,34 (cm2) = 18634(mm2) > Qcs Ta thÊy: c.h > Qcs ta cã thÓ chän kÝch th­íc nµy. KÝch th­íc m¹ch tõ nh­ hinh sau: C = 2c + 3a = 2 . 7,7 + 3 . 5,5 = 31,9 (cm) H = 2a + h = 2 . 5,5 + 24,2 = 35,2 (cm) H×nh 4.2: M« h×nh m¹ch tõ IV.2.10. KÕt cÊu d©y quÊn: a. S¬ cÊp: Sè vßng d©y trªn mçi líp: hg = 5 (mm) – c¸ch ®iÖn cuén d©y víi g«ng. kc = 0,95 - hÖ sè Ðp chÆt. Sè líp d©y s¬ cÊp: ChiÒu cao thËt cuén d©y: Líp c¸ch ®iÖn trong cïng mét cuén d©y s¬ cÊp: ao1 = 0,5 (cm) BÒ dµy cuén d©y s¬ cÊp: Bd1 = dn.n1 + Cd1(n1 – 1) = 2 . 3 + 0,5( 3 - 1 ) = 7 (mm). Víi Cd1 = 0,5 (mm) – c¸ch ®iÖn c¸c líp d©y s¬ cÊp. b. Thø cÊp: Sè vßng d©y trªn mçi líp: Víi bn = b + 0,45 = 5,5 + 0,45 = 5,95 (mm) – chiÒu réng d©y quÊn thø cÊp khi cã c¸ch ®iÖn. Sè líp d©y thø cÊp: ChiÒu cao thùc cña cuén d©y: Chän c¸ch ®iÖn gi÷a s¬ cÊp vµ thø cÊp: a12 = 1(mm) BÒ dµy cuén thø cÊp: Bd2 = (a +0,45)n2 + Cd2(n2 – 1) =(1,35 + 0,45)3 + 0,5(3 – 1) = 6,4 (mm) Víi Cd2 = 0,5 (mm) - c¸ch ®iÖn c¸c líp thø cÊp. c. BÒ dµy c¸c cuén d©y: Bd = Bd1 + Bd2 + a01 + a02 + a12 = 7 + 6,4 + 5 + 3 +1 = 22,4 = 7 + 6,4 + 5 + 3 +1 = 22,4 (mm) = 2,24 (cm) Kho¶ng c¸ch cuén d©y hai pha: Cab = c – 2Bd = 7,7 – 2 . 2,24 = 3,22 (cm). IV.2.11. Khèi l­îng s¾t sö dông: §Ó tÝnh khèi l­îng s¾t ta cÊn tÝnh thÓ tÝch s¾t ®· dïng. M¸y biÕn ¸p ba pha ba trô ta cã: VFe = 3abh + 2Cab = 3.5,5.5,5.24,2 + 2.31,9.5,5.5,5 = 4126,1 (cm3) 4,13 (dm3). Khèi l­îng s¾t cÇn dïng: MFe = VFe.mFe = 4,13 . 7,85 = 32,42 (kg) Víi mFe = 7,85 (dm3/kg). IV.2.12. Khèi l­îng ®ång sö dông: §Ó tÝnh ®­îc khèi l­îng ®ång sö dông ta cÇn tÝnh ®­îc chiÒu dµi cña d©y quÊn may biÕn ¸p. KÝch th­íc trong cña d©y s¬ cÊp: a1t = a + 2a01 = 5,5 + 2.0,5 =6,5 (cm) b1t = b + 2a01 = 5,5 + 2.0,5 =6,5 (cm) KÝch th­íc ngoµi d©y s¬ cÊp: a1n = alt + 2Bd1 = 6,5 + 2.0,7 = 7,9 (cm) b1n = blt + 2Bd1 = 6,5 + 2.0,7 = 7,9 (cm) KÝch th­íc trung b×nh cuén s¬ cÊp: ChiÒu dµi d©y s¬ cÊp: KÝch th­íc trong cña d©y thø cÊp: a2t = aln + 2a12 = 7,9 + 2.0,1 = 8,1 (cm) b2t = bln + 2a12 = 7,9 + 2.0,1 = 8,1 (cm) KÝch th­íc ngoµi cña d©y thø cÊp: a2n = a2t + 2Bd2 = 8,1 + 2.0,64 = 9,38 (cm) b2n = b2t + 2Bd2 = 8,1 + 2.0,64 = 9,38 (cm) KÝch th­íc trung b×nh cuén thø cÊp: ChiÒu dµi cña d©y thø cÊp: ThÓ tÝch ®ång sö dông: Vcu = 3(l1.S1cu + l2.S2cu) =3(9446,4 . 0,027 + 4300,08 . 0,07216) = 1414,77 (cm3) 1,41 (dm3) Khèi l­îng ®ång sö dông: MCu = VCu.mCu = 1,41 . 8,9 = 12,549 (kg) Víi mcu = 8,9 (dm3/kg) IV.2.13. L­îng sôt ¸p bªn trong m¸y biÕn ¸p: §iÖn trë trªn trªn d©y s¬ cÊp biÕn ¸p ë 750C Trong ®ã: - §iÖn trë suÊt cña ®ång L1 – chiÒu dµi d©y s¬ cÊp. §iÖn trë trªn trªn d©y thø cÊp biÕn ¸p ë 750C Trong ®ã: L2 – chiÒu dµi d©y thø cÊp. §iÖn trë biÕn ¸p qui ®æi vÒ thø cÊp. §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë. §iÖn kh¸ng m¸y biÕn ¸p qui ®æi vÒ thø cÊp. Trong ®ã: Cd – bÒ dµy c¸ch ®iÖn d©y quÊn. - 314 rad/s §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn kh¸ng Trong ®ã: m =3 – sè pha m¸y biÕn ¸p Tæng sôt ¸p trong m¸y biÕn ¸p VËy, nh­ gi¶ thiÕt ban dÇu, ph­¬ng ¸n nµy ®¹t yªu cÇu. IV.2.14. X¸c ®Þnh gãc më ®Ó Ud = UKT®m = 150 ( V) Ta cã: Khi lµm viÖc ®Þnh møc ta cã: VËy, IV.2.15. Tæng trë ng¾n m¹ch quy ®æi vÒ thø cÊp: IV.2.16. §iÖn ¸p ng¾n m¹ch t¸c dông phÇn tr¨m: IV.2.17. §iÖn ¸p ng¾n m¹ch ph¶n kh¸ng phÇn tr¨m: IV.2.18. §iÖn ¸p ng¾n m¹ch phÇn tr¨m: IV.2.19. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch x¸c lËp d©y thø cÊp: IV.2.20. Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch tøc thêi cùc ®¹i cña d©y thø cÊp: Ta thÊy, dßng I2nm lu«n nhá h¬n dßng ®iÖn ®Ønh xung cua ®iod vµ tiristo ®· chän. VËy, c¸c ®iod va tiristo lu«n lµm viÖc æn ®Þnh kÓ c¶ khi cã sù cè m¹ch phÝa sau thø cÊp biÕn ¸p. IV.3. TÝnh chän ®iÖn trë phô: Ta cã: IV.4. TÝnh chän c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ cho m¹ch ®éng lùc: IV.4.1. S¬ ®å m¹ch ®éng lùc khi cã thiÕt bÞ b¶o vÖ: H×nh 4.3: S¬ ®å ®éng lùc khi cã b¶o vÖ IV.4.2. B¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho c¸c van b¸n dÉn: Khi lµm viÖc, dßng ®iÖn ch¹y qua trªn c¸c van g©y sôt ¸p trªn van, do ®ã cã tæn hao c«ng suÊt , tæn hao nµy sinh ra nhiÖt ®èt nãng van b¸n dÉn. MÆt kh¸c c¸c van b¸n dÉn chØ ®­îc phep lµm viÖc tíi nhiÖt ®é cho phÐp Tcp nµo ®ã. NÕu qu¸ nhiÖt cho phÐp th× c¸c van sÏ bÞ ph¸ háng. §Ó c¸c van lµm viÖc an toµn, kh«ng bÞ chäc thñng vÒ nhiÖt ta ph¶i thiÕt kÕ hÖ thèng táa nhiÖt hîp lý. Ta ®· chän ph­¬ng ¸n lµm m¸t cã c¸nh t¶n nhiÖt, víi ®ñ diÖn tÝch bÒ mÆt vµ kh«ng cã qu¹t lµm m¸t c­ìng bøc. DiÖn tÝch bÒ mÆt táa nhiÖt ®­îc tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc: , Trong ®ã: - Tæn hao c«ng suÊt Km – HÖ sè táa nhiÖt b»ng ®èi l­u vµ bøc x¹. Km = 8.10-4 (W/cm2.0C) - §é chªnh lÖch nhiÖt ®é so víi m«i tr­êng = TLV – TMT Chän nhiÖt ®é m«i tr­êng: TMT = 400C. Chän nhiÖt ®é trªn c¸nh t¶n nhiÖt: TLV = 800C. NhiÖt ®é lµm viÖc cho phÐp cña tiristo vµ ®iod: TcpT = 1250C Tcp§ = 2000C Ta cã: = TLV – TMT = 80 – 40 = 400C. Tæn thÊt c«ng suÊt trªn §iod: Tæn thÊt c«ng suÊt trªn Tiristo: Ta thÊy tæn thÊt c«ng suÊt trªn Tiristo lín h¬n trªn §iod vµ nhiÖt ®é cho phÐp cña §iod lín l¬n Tiristo, nªn ta chØ cÇn thiÕt kÕ c¸nh t¶n nhiÖt cho Tiristo vµ dïng cho c¶ §iod ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o. DiÖn tÝch bÒ mÆt t¶n nhiÖt: Chän c¸nh t¶n nhiÖt cã c¸c kÝch th­íc sau: a = 7 cm b = 7 cm D1 = 0,5 cm D2 = 1 cm D3 = 0,2 cm c = 7,4 cm. Víi 7 c¸nh t¶n nhiÖt ta cã: S1 = a . b = 7 . 7 = 49 (cm2) S2 = b(a – D1) = 7.(7 – 0,5) = 45,5 (cm2) S3 = b . D3 = 7 . 0,2 = 1,4 (cm2) S4 = D3(a – D1) = 0,2(7 – 0,5) = 1,3 (cm2) S5 = D1 . c = 0,5 . 7,4 = 3,7 (cm2) S6 = D2 . b = 1 . 7 = 7 (cm2) Tæng diÖn tÝch bÒ mÆt t¶n nhiÖt lµ: S = 2S1 + 12S2 + 7S3 + 14S4 + 2S5 + 6S6 = 2 . 49 + 12 . 45,5 + 7 . 1,4 + 14 . 1,3 + 2 . 3,7 + 6 . 7 = 721,4 (cm2). Ta thÊy: S > Sm nªn ph­¬ng ¸n nµy ®¶m b¶o chèng qu¸ t¶i nhiÖt cho c¸c van IV.4.3. B¶o vÖ qu¸ dßng cho van: Chän Aptomat: Dïng ®Ó ®ãng ng¾t m¹ch ®éng lùc, tù ®éng b¶o vÖ khi qu¸ t¶i, khi ng¾n m¹ch Tiristo, ng¾n m¹ch ®Êu ra bé biÕn ®æi, ng¾n m¹ch m¸y biÕn ¸p: Chän Aptomat cã: Theo TL [6], chän Aptomat do Hµn Quèc chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè nh­ sau: I®m = 20 (A) U®m = 220 (V) IN = 5 (kA). Chän cÇu ch¶y Dïng ®Ó t¸c ®éng nhanh ®Ó b¶o vÖ ng¾n m¹ch c¸c Tiristo vµ §iod, ng¾n m¹ch ®Çu ra thiÕt bÞ chØnh l­u. Nhãm 1CC Dßng ®iÖn ®Þnh møc I1®mcc lµ: §iÖn ¸p ®Þnh møc: Nhãm 2CC Dßng ®iÖn ®Þnh møc I2®mcc lµ: §iÖn ¸p ®Þnh møc: Nhãm 3CC Dßng ®iÖn ®Þnh møc I3®mcc lµ: §iÖn ¸p ®Þnh møc: Theo TL 6, chän cÇu ch¶y kiÓu èng do Liªn X« chÕ t¹o: Lo¹i I®m (A) U®m (V) IN (A) 1CC 20 220 5500 2CC 20 20 5500 3CC 25 220 5500 IV.4.4. B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p cho van: Khi ë tr¹ng th¸i dÉn, c¸c líp p – n trong van cã mËt ®é ®iÖn tö lín h¬n so víi mËt ®é chÝnh cña chóng. Khi kho¸ van ®ét ngét th× trong van cã mét l­îng ®iÖn tö d­, l­îng ®iÖn tö d­ Êy sÏ phãng ra ngoµi g©y ra c¸c xung ®iÖn ¸p côc bé. §Ó b¶o vÖ c¸c van kh«ng bÞ qu¸ ®iÖn ¸p ta dïng m¹ch b¶o vÖ cho l­îng ®iÖn tö d­ ch¹y ra khái van, b»ng c¸ch m¾c mét m¹ch R - C song song. H×nh 4.4: M¹ch R – C b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p cho van Khi cã xung ®iÖn ¸p côc bé trong van, ë chÕ ®é xung t¹i lóc ng¾n m¹ch nÕu R nhá th× dßng ®iÖn do xung ®iÖn ¸p g©y nªn sÏ ch¹y theo m¹ch R – C. Theo kinh nghiÖm chän , ë ®©y ta chän R2 = 5, C2 = 0,25. §Ó b¶o vÖ xung ¸p tõ l­íi ta m¾c song song víi t¶i ë ®Çu vµo mét m¹ch R1 – C1 gi÷a c¸c pha nh­ h×nh sau. Khi xuÊt hiÖn xung ®iÖn ¸p trªn ®­êng d©y nhê cã m¹ch nµy mµ ®Ønh xung ®iÖn ¸p gÇn nh­ n»m l¹i hoµn toµn trªn ®iÖn trë ®­êng d©y. H×nh 4.5: M¹ch B¶o vÖ xung ¸p tõ l­íi TrÞ sè R1 – C1 ®­îc chän theo kinh nghiÖm: R1 = 12,5, C1 = 4 Víi s¬ ®å ®éng lùc khi cã thiÕt bÞ b¶o vÖ ®· chän cïng víi b¶o vÖ qu¸ nhiÖt cho van sÏ ®¶m b¶o cho m¹ch ®éng lùc lµm viÖc tin cËy. CH¦¥NG V ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn §iÒu khiÓn tiristo trong s¬ ®å chØnh l­u hiÖn nay cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau, nh­ng th­êng gÆp lµ ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh. V.1. ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c th¼ng ®øng: V.1.1. Nguyªn lý ®iÒu khiÓn: Néi dung cña nguyªn t¾c nµy cã thÓ m« t¶ theo gi¶n ®å sau: H×nh 5.1: Nguyªn lý ®iÒu khiÓn chØnh l­u Khi cã ®iÖn ¸p xoay chiÒu h×nh sin ®Æt vµo An«t cña tiristo, ®Ó cã thÓ ®iÒu khiÓn ®­îc gãc më cña tiristo trong vïng ®iÖn ¸p d­¬ng An«t, ta cÇn t¹o ra mét ®iÖn ¸p tùa tam gi¸c (®iÕn ¸p r¨ng c­a) Urc. Nh­ vËy cÇn cã mét ®iÖn ¸p tùa trong vung ®iÖn ¸p d­¬ng An«t. Dïng mét ®iÖn ¸p mét chiÒu U®k cã thÓ thay ®æi ®­îc so s¸nh víi ®iÖn ¸p tùa Urc. T¹i thêi ®iÓm mµ trÞ sè cña urc = U®k trong vïng ®iÖn ¸p d­¬ng An«t th× ph¸t xung ®iÒu khiÓn Tiristo ®­îc më tõ thêi ®iÓm cã xung ®iÒu khiÓn ®Õn hÕt b¸n kú hoÆc ®Õn khi dßng ®iÖn qua Tiristo b»ng 0. §ång pha So s¸nh T¹o xung U®k H×nh 5.2: S¬ ®å chØnh l­u mét n÷a chu kú V.1.2. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn: NhiÖm vô c¸c kh©u trong s¬ ®å khèi: Kh©u ®ång pha: T¹o ®iÖn ¸p tùa Urc (th­êng gÆp lµ ®iÖn ¸p d¹ng r¨ng c­a tuyÕn tÝnh) trïng pha víi ®iÖn ¸p An«t cña Tiristo. Kh©u so s¸nh: Lµm nhiÖm vô so s¸nh ®iÖn ¸p tùa Urc víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k, t×m thêi ®iÓm mµ trÞ sè cña Urc = U®k, t¹i thêi ®iÓm nµy th× ph¸t xung ë ®Çu ra ®Ó göi dang tÇng khuÕch ®¹i. Kh©u khuÕch ®¹i t¹o xung: Cã nhiÖm vô t¹o xung cã biªn ®é thÝch hîp ®Ó më Tiristo. Xung ®Ó më Tiristo cã yªu cÇu: s­ên dèc th¼ng ®øng, më tøc thêi khi cã xung ®iÒu khiÓn, ®ñ ®é réng, ®ñ c«ng suÊt, c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn víi m¹ch ®éng l­c. V.2. Chän c¸c kh©u ®ång pha trong m¹ch ®iÒu khiÓn: V.2.1. Chän kh©u ®ång pha: C¸c ph­¬ng ¸n chän kh©u ®ång pha nh­ sau: H×nh 5.3 a, dïng tranzito. §iÖn ¸p tùa biÕn thiªn tuyÕn tÝnh phñ hÕt n÷a chu kú ®iÖn ¸p. Do vËy, khi ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p tõ 0 ®Õn cùc ®¹i lµ hoµn toµn ®¸p øng ®­îc. H×nh 5.3 b, dïng bé ghÐp quang. Nguyªn lý vµ chÊt l­îng ®iÖn ¸p cña ph­¬ng ¸n nµy t­¬ng ®èi gièng víi ph­¬ng ¸n dïng tranzito. ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ¸n nµy lµ kh«ng cÇn dïng biÕn ¸p ®ång pha, do ®ã cã thÓ ®¬n gi¶n h¬n trong viÖc chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt. H×nh 5.3: Kh©u ®ång pha C¸c s¬ ®å trªn ®Òu cã chung nh­îc ®iÓm lµ viÖc më vµ kho¸ c¸c Tranzito trong vïng ®iÖn ¸p l©n cËn 0 lµ thiÕu chÝnh x¸c, lµm viÖc n¹p vµ x¶ tô trong vïng ®iÖn ap l­íi gÇn 0 kh«ng ®­îc nh­ ý muèn. Ngµy nay c¸c vi m¹ch ®­îc chÕ t¹o ngµy cµng nhiÒu, chÊt l­îng ngµy cµng cao, kÝch th­íc ngµy cµng gän, øng dông c¸c vi m¹ch vµo thiÕt kÕ m¹ch ®ång pha cã thÓ cho ®iÖn ¸p tùa rÊt tèt. S¬ ®å hinh 5.3c m« t¶ s¬ ®å ®iÖn ¸p dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. S¬ ®å nµy cã tÊt c¶ c¸c ­u ®iÓm võa nªu trªn. Ta thÊy ®iÖn ¸p tùa ë s¬ ®å h×nh 5.3c cã nhiÒu ­u ®iÓm nhÊt, cho ®iÖn ¸p tùa tèt, lµm viÖc tin cËy ch¾c ch¾n, nªn ta quyÕt ®Þnh chän s¬ ®å nµy lµm kh©u ®ång pha cho m¹ch ®iÒu khiÓn. V.2.2. Chän kh©u so s¸nh: §Ó x¸c ®Þnh thêi ®iÓm cÇn më tiristo ta cÇn so s¸nh Urc vµ U®k. ViÖc so s¸nh c¸c tÝn hiÖu ®ã cã thÓ thùc hiÖn b»ng tranzito nh­ s¬ ®å 5.4a, t¹i thêi ®iÓm , ®Çu ra cña tranzito lËt tr¹ng th¸i, t¹i ®ã chóng ta ®¸nh dÊu ®­îc thêi ®iÓm cÇn më tiristo. H×nh 5.4: Kh©u so s¸nh Møc ®é b¶o hßa cña tranzito phô thuéc vµo tæng ®¹i sè , tæng ®¹i sè nµy cã mét vïng ®iÖn ¸p nhá hµng (mV), lµm cho tranzito kh«ng lµm viÖc ë chÕ ®é ®ãng c¾t nh­ mong muèn, do ®ã nhiÒu khi lµm thêi ®iÓm më tiristo bÞ lÖch so víi ®iÓm më t¹i U®k = Urc. KhuÕch ®¹i thuËt to¸n cã hÖ sè khuÕch ®¹i v« cïng lín, chØ cÇn mét tÝn hiÖu rÊt nhá (cì ) ë ®Çu vµo, ®Çu ra ®· cã ®iÖn ¸p nguån nu«i, viÖc øng dông khuÕch ®¹i thuËt to¸n lµm kh©u so s¸nh lµ hîp lý. C¸c s¬ ®å so s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n nh­ h×nh 5.4 b,c rÊt th­êng gÆp trong c¸c s¬ ®å hiÖn nay. ¦u ®iÓm h¬n h¼n cña c¸c s¬ ®å nµy lµ cã thÓ ph¸t xung ®iÒu khiÓn chÝnh x¸c t¹i U®k = Urc. Th«ng th­êng c¸c m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l­u tiristo th× ph¶i ®iÒu khiÓn nhiÒu tiristo, c¸c kªnh ®iÒu khiÓn cïng lÊy chung mét tÝn hiÖu U®k, riªng ®iÖn ¸p c­a Urc cña c¸c kªnh g©y nhiÔu lÉn nhau. Sö dông s¬ ®å hinh 5.4c kh¾c phôc ®­îc nh­îc ®iÓm nµy do ®iÖn trë vµo cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n lµ v« cïng lín. V× vËy ta chän s¬ ®å h×nh 5.4c lµm kh©u so s¸nh cho m¹ch ®iÒu khiÓn. V.2.3. Chän kh©u khuÕch ®¹i t¹o xung: Víi nhiÖm vô t¹o xung phï hîp ®Ó më nh­ ®· nªu ë trªn, tÇng khuÕch ®¹i cuèi cïng th­êng ®­îc thiÕt kÕ b»ng tranzito c«ng suÊt, nh­ ®· m« t¶ trªn h×nh 5.5a. §Ó cã xung d¹ng kim göi tíi tiristo, ta dïng bé biÕn ¸p xung (BAX), ®Ó cã thÓ khuÕch ®¹i c«ng suÊt ta dïng tranzito, diod D, tranzito vµ cuén d©y s¬ cÊp biÕn ¸p xung khi tranzito khãa ®ét ngét. MÆc dï víi ­u ®iÓm ®¬n gi¶n, nh­ng s¬ ®å nµy ®­îc dïng kh«ng réng r·i, v× hÖ sè khuÕch ®¹i cña tranzito lo¹i nµy kh«ng ®ñ lín, ®Ó khuÕch ®¹i ®­îc tÝn hiÖu tõ kh©u so s¸nh ®­a sang. TÇng khuÕch ®¹i cuèi cïng b»ng s¬ ®å darlington nh­ h×nh 5.5b th­êng ®­îc dïng trong thùc tÕ. S¬ ®å nµy hoµn toµn cã thÓ ®¸p øng ®­îc yªu cÇu vÒ khuÕch ®¹i c«ng suÊt, khi hÖ sè khuÕch ®¹i ®­îc nh©n lªn theo th«ng sè c¸c tranzito. H×nh 5.5: Kh©u khuÕch ®¹i Trong thùc xung ®iÒu khiÓn chØ cÇn cã ®é réng xung bÐ (kho¶ng ), mµ thêi gian më c¸c tranzito c«ng suÊt dµi (tèi ®a tíi mét n÷a chu kú: 0,01s), lµm cho s«ng suÊt táa nhiÖt d­ cña tranzito qu¸ lín vµ kÝch thÝch d©y quÊn s¬ cÊp biÕn ¸p xung d­ lín. §Ó gi¶m nhá c«ng suÊt táa nhiÖt tranzito vµ kÝch th­íc d©y quÊn s¬ cÊp BAX cã thÓ thªm tô nèi tÇng nh­ h×nh 5.5c. Theo s¬ ®å nµy, tranzito chØ më cho dßng ®iÖn ch¹y qua trong kho¶ng thêi gian n¹p tô, nªn dßng hiÖu dông cña chóng bÐ h¬n nhiÒu lÇn. Nh­ ta thÊy s¬ ®å h×nh 5.5c lµ cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n c¶, nªn ta quyÕt ®Þnh chän s¬ ®å nµy lµm kh©u khuÕch ®¹i t¹o xung cho m¹ch ®iÒu khiÓn. V.2.4. Chän kh©u ph¶n håi: §Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p trªn ®Çu cùc m¸y ph¸t, trong m¹ch ®iÒu khiÓn ta cÇn m¾c thªm kh©u ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ d­¬ng dßng ®iÖn. Kh©u ph¶n håi dßng vµ ¸p ®­îc thùc hiÖn b»ng dông cô ®o ®o l­êng cïng víi bé chØnh l­u, tõ ®ã ta cã thÓ x©y dùng ®­îc s¬ ®å cÊu tróc nh­ h×nh 5.6 sau: Hinh 5.6: S¬ ®å cÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn Ho¹t ®éng cña s¬ ®å nµy nh­ sau: Khi ®iªn ¸p ra trªn c¸c cùc m¸y ph¸t ®iÖn UF gi¶m, ®iÖn ¸p ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p –Uphu t¨ng, nªn U®k ( U®k = Ud – Uphu + Uphi) t¨ng lµm cho gãc më cña tiristo gi¶m, do ®ã ®iÖn ¸p ra trªn ®Çu cùc m¸y ph¸t t¨ng dÇn vÒ trÞ sè ®Þnh møc. Khi ®iÖn ¸p UF t¨ng th× qu¸ tr×nh ng­îc l¹i. *Nh­ vËy ta ®· chän ®­îc ba kh©u c¬ b¶n cña m¹ch ®iÒu khiÓn kÕt hîp víi kh©u ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ d­¬ng dßng ®iÖn ta cã m¹ch ®iÒu khiÓn cña mét kªnh nh­ h×nh 5.7. M¹ch ®éng lùc cña ta lµ s¬ ®å chØnh l­u cÇu ba pha kh«ng ®èi xøng, nªn toµn bé m¹ch ®iÒu khiÓn cã tÊt c¶ ba kªnh ®Òu gièng nhau, cïng lÊy chung mét tÝn hiÖu –U®k tõ c¸c kh©u ph¶ håi dßng vµ ¸p ®­a vÒ kh©u so s¸nh cña tõng kªnh ®Ó so s¸nh víi tÝn hiÖu ®iÖn ¸p tùa Ud nh­ h×nh 5.8. V.3. Ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn: Víi s¬ ®å chØnh l­u cÇu ba pha ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng c¸c tiristo T1, T2, T3 cã thÓ dÉn th«ng tõ gãc th«ng tù nhiªn α = 00 ®Õn α = 1800. Do ®ã cã thÓ ®iÒu khiÓn gãc më cña tiristo trong toµn bé d·i ®iÒu chØnh α = 0180 ®é, th× ta cÇn ph¶i t¹o ra mét ®iÖn ¸p tùa dÞch pha /6 so víi ®iÖn ¸p d­¬ng An«t cña c¸c tiristo. §Ó lµm ®­îc ®iÒu nµy ta ®Êu s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p ®ång pha theo s¬ ®å tam gi¸c vµ thø cÊp ®Êu h×nh sao nh­ hinh 5.8. ho¹t ®éng cña mét kªnh ®iÒu khiÓn h×nh 5.7 cã thÓ gi¶i thÝch nh­ sau: §iÖn ¸p t¹i ®iÓm A1(UA1) cã d¹ng h×nh sin sím pha /6 so víi ®iÖn ¸p An«t cña tiristo, qua khuÕch ®¹i thuËt to¸n (K§TT) A1 cã hÖ sè khuÕch ®¹i lµ v« cïng vµ ®iÖn ¸p vµo lµ U b»ng sôt ¸p trªn Diod D1 sÏ cho ta ®iÖn ¸p ra UB cã d¹ng xung ch÷ nhËt ®èi xøng nh­ h×nh 5.8. TrÞ sè UB b»ng ®iÖn ¸p nguån nu«i (12V). PhÇn ®iÖn ¸p d­¬ng xung h×nh ch÷ nhËt UB qua D3 tíi K§TT A2, tÝch ph©n thµnh ®iÖn ¸p tùa Urc, víi h»ng sè thêi gian t = R2C. PhÇn ®iÖn ¸p ©m cña ®iÖn ¸p UB lµm më th«ng tranzito Tr1 vµ Urc = 0 (trong vïng UB ©m). Trªn ®Çu ra cña A2 chóng ta cã ®iÖn ¸p r¨ng c­a gi¸n ®o¹n víi trÞ sè Urc t¨ng dÇn. H×nh 5.9: Gi¶n ®å c¸c ®­êng cong m¹ch ®iÒu khiÓn Do yªu cÇu m¹ch ®iÒu khiÓn cã ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ d­¬ng dßng ®iÖn nªn ta cÇn mét ®iÖn ¸p tùa cã chØ sè gi¶m dÇn ®Ó so s¸nh víi ®iÖn ¸p mét chiÒu –U®k. §Ó lµm ®­îc ®iÒu nµy ta dïng bé khÕch ®¹i thuËt to¸n A3 céng ®¶o hai tÝn hiÖu ®iÖn ¸p (-Urc1) vµ (+Udl) ta ®­îc mét ®iÖn ¸p Urc = UD ©m víi chØ sè gi¶m dÇn nh­ trªn h×nh 5.8. §iÖn ¸p r¨ng c­a cña UD (©m) ®­îc so s¸nh víi ®iÖn ¸p mét chiÒu U®k (©m) nhê K§TT A4 nh­ trªn h×nh 5.6, víi Urc = UD ®­îc ®­a vµo cæng (-) vµ U®k ®­îc ®­a vµo cæng (+) cña A4. ViÖc so s¸nh ®­îc thùc hiÖn bªn trong A4. Víi hÖ sè khuÕch ®¹i lµ v« cïng nªn ®iÖn ¸p cña A4 lµ UE cã chØ sè b»ng ®iÖn ¸p nguån nu«i A4 vµ dÊu cña nã phô thuéc vµo chØ sè cña U®k vµ ®iÖn ¸p tùa UD. Khi chØ sè th× UE = UN > 0 Khi chØ sè th× UE = -UN < 0 Khi UE > 0 th× dßng iE cña tranzito Tr2 b»ng dßng tô n¹p C2, c¸c Tr2, Tr3 lÇn l­ît dÉn th«ng c¸c dßng ch¹y qua cuén s¬ cÊp vµ dßng i®k ch¹y qua cuén thø cÊp BAX, lµm më th«ng tiristo. §iÖn ¸p trªn t¶i Ud cã t¹i thêi ®iÓm më tiristo cho ®Õn cuèi b¸n kú d­¬ng hoÆc ®Õn khi dßng ®iÖn qua tiristo b»ng 0. TrÞ sè cña U®k cã thÓ thay ®æi ®­îc tõ 0 U®kmax (U®kmax = UDmax) khi lµm viÖc ®Þnh møc, ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y ph¸t lµ UF = UF®m th× U®k= ®­îc tÝnh to¸n ®Ó U®k = U®k®m = Ud – UphU®m + Uphi®m vµ m¹ch ®iÒu khiÓn cho ta gãc më cña tiristo lµ ®m. khi UF t¨ng th× ®iÖn ¸p ph¶n håi lµ -Uphu gi¶m vµ +Uphi gi¶m nªn gi¶m ®Õn gãc më t¨ng lµm cho Uphi t¨ng vµ Uphu gi¶m nghÜa lµ +Uphi t¨ng vµ -Uphu t¨ng. Do ®ã t¨ng lµ cho gãc më gi¶m dÉn ®Õn ®iÖn ¸p kÝch thÝch m¸y ph¸t ®ång bé vµ ®iÖn ¸p trªn ®Çu cùc m¸y ph¸t t¨ng vÒ gi¸ trÞ ®Þnh møc. Nh­ vËy nhê cã hai kh©u ph¶n håi ©m ®iÖn ¸p vµ ph¶n håi d­¬ng dßng ®iÖn mµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn lu«n ®­îc thay ®æi t­¬ng øng víi ®iÖn ¸p ra ®Çu cùc m¸y ph¸t vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn nµy ®iÒu khiÓn gãc më phï hîp, do ®ã ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y ph¸t lu«n ®­îc duy tr× quanh trÞ sè ®Þnh møc. V.4. TÝnh to¸n th«ng sè m¹ch ®iÒu khiÓn: Ta chØ cÇn tÝnh th«ng sè cho mét kªnh ®iÒu khiÓn vµ c¸c kh©u ph¶n håi. ViÖc tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn th­êng ®­îc tiÕn hµnh tõ tÇng khuÕch ®¹i ng­îc trë lªn. M¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc tÝnh xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu vÒ xung më tiristo. C¸c th«ng sè c¬ b¶n ®Ó tÝnh xung më cña m¹ch ®iÒu khiÓn cÇn cã: §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn tiristo: U®k = 3,0 (V). Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn tiristo: I®k = 0,11 (V). Thêi gian chuyÓn m¹ch më tiristo: Tcm = 150 . §é réng xung ®iÒu khiÓn: tx = 3tcm = 450 . Møc ®é biªn ®é xung: Sx = 0,4 (chän). §é mÊt ®èi xøng cho phÐp gi÷a c¸c kªnh: . §iÖn ¸p nguån nu«i m¹ch ®iÒu khiÓn: UN = V.4.1. TÝnh biÕn ¸p xung: Chän vËt liÖu s¾t tõ lo¹i Ferit NM, lâi cã d¹ng h×nh xuyÕn, kh«ng cã khe hë kh«ng khÝ, lµm viÖc trªn mét phÇn ®Æc tÝnh tõ hãa , . TØ sè biÕn ¸p xung chän s¬ bé m = kba = 3. §iÖn ¸p thø cÊp biÕn ap xung: U2 = U®k = 3 (V). §iÖn ¸p ®Æt lªn d©y quÊn s¬ cÊp: U1 = mU2 = 3.3 = 9 (V). Gi¸ trÞ trung b×nh cña hÖ sè tõ thÈm: Trong ®ã: . ThÓ tÝch cÇn cã cña lâi s¾t: Víi Kdti = 1,2 – HÖ sè d÷ tr÷ dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn cña tiristo. Chän lâi thÐp m¹ch tõ cã d¹ng h×nh xuyÕn víi c¸c kÝch th­íc tra ë b¶ng 5.4 – TL 2 ta cã: H×nh 5.9: Lâi thÐp m¸y biÕn ¸p xung d = 18 mm, D = 23 mm , a = 2,5 mm. b = 4 mm, Q = 0,1 cm2, l = 6,45 cm, Qcs = 2,55 cm2, P = 5 g, V = 0,645 cm3. Sè vßng d©y s¬ cÊp biÕn ¸p xung: (vßng). Sè vßng d©y cuén thø cÊp biÕn ¸p xung: (vßng). Dßng ®iÖn thø cÊp biÕn ¸p xung: I2 = kdti.I®k = 1,2 . 0,11 = 0,132 (A). Dßng ®iÖn d©y s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p xung: . TiÕt diÖn d©y quÊn s¬ cÊp: . §­êng kÝnh d©y s¬ cÊp: . TiÕt diÖn d©y thø cÊp: §­êng kÝnh d©y s¬ cÊp: . V× ®­êng kÝnh d©y quÊn s¬ cÊp vµ thø cÊp rÊt nhá vµ tæng sè d©y lµ kh«ng nhiÒu, gi¸ thµnh 2 lo¹i d©y kh«ng chªnh lÖch nhau nªn ta chän d©y s¬ cÊp vµ thø cÊp cã tiÕt diÖn b»ng nhau. Tra b¶ng TL 3 ta chän: d1 = d2 = 0,25 (mm), dn = 0,3 (mm), R/m = 0,366 KiÓm tra l¹i hÖ sè lÊp ®Çy: Nh­ vËy cöa sæ m¹ch tõ ®ñ réng ®Ó ®Æt d©y quÊn nªn ph­¬ng ¸n trªn ®¹t yªu cÇu. V.4.2. TÝnh tÇng khuÕch ®¹i cuèi cïng: Chän tranzito Tr3 lo¹i 2SD613 lµm viÖc ë chÕ ®é xung cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i UCBO UEBO IC PC T1 Β Npn 100 V 6 V 6 A 40 mW 1500C 40 – 320 Dßng ®iÖn lµm viÖc IC (dßng Colector) cña Tr3: ICTr3 = 6 (A). β = 130 Dßng ®iÖn lµm viÖc IB (dßng baz¬) cña Tr3: Chän tranzitor Tr2 lo¹i 2SC828 lµm viÖc ë chÕ ®é xung, c¸c than sè: Lo¹i UCBO UEBO IC PC T1 Β Npn 30 V 7 V 50 mA 40 mW 1500C 130 - 520 Dßng ®iÖn lµm viÖc IC (dßng Colector) cña Tr2: ICTr2 = IB3 = 46 (mA). Dßng ®iÖn lµm viÖc IB (dßng baz¬) cña Tr2: TÝnh ®iÖn trë R11: Ta cã: UX = +18V - §iÖn ¸p nguån nu«i biÕn ¸p xung BAX. U1BAX = 9V - §iÖn ¸p s¬ cÊp BAX. TÝnh ®iÖn trë R10: Ta cã: UE = UN = 12V - §iÖn ¸p t¹i ®iÓm E. IBTr2 = 0,354 (mA). Chän R10 = 33 TÝnh C2: Chän s¬ bé h»ng sè thêi gian n¹p tô C2 lµ t2: t2 = 2tx = 2.450 = 900 () = 900.10-6 (S) Chän Diod: TÊt c¶ cac diod trong m¹ch ®iÒu khiÓn ®Òu dïng lo¹i Д913 cña Nga cã c¸c th«ng sè sau: I®m UN 20mA 30V 1V V.4.3. Chän khuÕch ®¹i thuËt to¸n: M¹ch ®iÒu khiÓn cã tÊt c¶ 3 kªnh ®iÒu khiÓn víi 15 khuÕch ®¹i thuËt to¸n, chän 4 IC lo¹i TL 084 do h·ng Texax Instruments chÕ t¹o, mçi IC cã 4 khuÕch ®¹i thuËt to¸n vµ cã c¸c th«ng sè sau: §iÖn ¸p nguån nu«i IC: UN = (5 18) V, chän UN = 12 V. §iÖn thÕ gi÷a hai ®Çu vµo: U = 30 V. NhiÖt ®é lµm viÖc: T = (-25 85)0C. C«ng suÊt tiªu thô: P = 680 mW. Tæng trë vµo: Rm = 106. Dßng ®iÖn ra: Ira = 30 pA. Tèc ®é biÕn thiªn ®iÖn ¸p cho phÐp: V.4.4. TÝnh chän kh©u so s¸nh: KhuÕch ®¹i thuËt to¸n A4 ®· chän lo¹i TL084. TÝnh R8, R9: Th­êng dßng ®iÖn vµo cña khuÕch ®¹i thuËt to¸n kho¶ng 1 ®Õn 5mA, ë ®©y ta dïng R8, R9 ®Ó h¹n chÕ dßng vµo khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®Ó IV1mA. Ta cã: Chän R8 = R9 = 33 , khi ®ã dßng ®iÖn vµo A4: V.4.5. Chän kh©u ®ång pha: Chän tranzito Tr1 lo¹i 2SA564 cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i UCBO UEBO IC PC T1 Β Npn -25 V -7 V 100 mA 400 mW 1500C 250 Dßng ®iÖn cùc ®¹i IB cña Tr1: Chän R3 sao cho: Ta cã ®iÖn ¸p ®ång pha U2®ph = 8 (V). §iÖn trë R1 ®­îc dïng ®Ó h¹n chÕ dßng vµo khuÕch ®¹i thuËtn to¸n A1, th­êng chän R1 sao cho dßng ®iÖn vµo khuÕch ®¹i thuËt to¸n IA1 1mA Chän R1 = 15 TÝnh biÕn trë R2: BiÕn trë R2 ®­îc ®Æt ®Ó h¹n chÕ dßng vµo khuÕch ®¹i A2 kh«ng v­ît qu¸ IB 1mA. Ta cã: §Ó tiÖn cho viÖ ®iÒu khiÓn khi l¾p r¸p m¹ch ®iÒu khiÓn ta chän biÕn trë R2 = 20 vµ ®Æt gi¸ trÞ Rd2 = 18. TÝnh tô C1: §iÖn ¸p tùa ®­îc h×nh thµnh do sù n¹p cña tô C1, mÆt kh¸c ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p l­íi lµ tuyÕn tÝnh th× h»ng sè thêi gian n¹p tô ph¶i n»m trong kho¶ng (0,003 0,005)s. Ta chän t1 = 0,004s t1 = R2.C1=0,004s Chän C1 = 0,22 . TÝnh R4, R5, R7: §Ó cã ®iÖn ¸p tùa nh­ h×nh 5.8 ta cã: NÕu chän R7 = R5 = R4 th× ta cã: UD = -(Ud1 + Urc1) Ta thÊy r»ng nÕu chän Ud1 = Urc1max sÏ ®­îc UD trªn h×nh 5.8. §iÖn trë R4, R5, R7 ®Ó h¹n chÕ dßng vµo A3, ta cã: VËy ta chän: R7 = R5 = R4 = 15 Chän R6 vµ tÝnh gi¸ trÞ ®Æt cña R6 ®Ó Ud1 = 11V Chän R6 = 12 Ta cã: V.4.6. tÝnh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn lóc lµm viÖc ®Þnh møc: Ta ®· t¹o ®­îc ®iÖn ¸p r¨ng c­a trong kho¶ng (Л/6 7Л/6), t­¬ng øng víi gãc më 1 tranzito . Ta cÇn tÝnh trÞ sè cña U®k ®Ó tranzito lµm viÖc trong toµn bé d·i ®iÒu chØnh, tacã: H×nh 5.10 U®kmax = UDmax = UCmax = 11V U®kmin = 0 Trªn h×nh 5.10 xÐt tam gi¸c A’B’C’ ta cã: Suy ra: Trong ®ã: ®m = 51,240. V.4.7. TÝnh kh©u ph¶n håi ¸p vµ dßng: U®k = Ud – Uphu + Uphi Khi ®iÖn ¸p ë ®Çu cùc m¸y ph¸t UF cã trÞ sè n»m trong kho¶ng (0,95UF®m; 1,05UF®m), trong vïng nµy ®iÖn ¸p ra U1 cña bé ph¶n håi dßng ®iÖn coi nh­ b»ng 0, ta cã: U®k®m = Ud - Uphu®m = 7,87 V. TrÞ sè ®iÖn ¸p ®Æt: Ud = KCA(+UN) = KCA.12A Víi KCA<1 Khi t¶i cña m¸y ph¸t ®iÖn t¨ng do ®ã dßng ®iÖn ®Çu cùc m¸y ph¸t t¨ng th× cã thªm kh©u ph¶n håi dßng vµ ta cã: U®k = Ud – Uphu+Uphi V.4.7.1. TÝnh kh©u ph¶n håi dßng: C«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y ph¸t: H×nh 5.11: Kh©u ph¶n håi dßng ®iÖn P®m = 3Uf®mIf®m (ta xem cosφ = 1) Chän m¸y biÕn dßng cã I1®m 1,1If®m. Ta chän m¸y biÕn dßng do Nga chÕ t¹o lo¹i TKM – 0,5 cã c¸c th«ng sè sau: I1®m I2®m U®m S®m RBd CÊp chÝnh x¸c 200A 5A 500V 20VA 0,8 1 Chän R12 = 0,75 < R2Bd = 0,8 §iÖn ¸p ®Çu ra cña bé chØnh l­u cÇu ph¶n håi dßng UCLi: UCLi = KphiIf®mKBdR12KCL = 1,2 . 113,64 . . 0,75 . 2,34 = 5,98V S¬ bé chän tØ sè: TÝnh ®iÖn trë R14, R15. §iÖn trë R14 dïng ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn A5 sao cho: IVA5 HÖ sè qu¸ t¶i dßng ®iÖn ®Çu cùc m¸y ph¸t cho phÐp: Kphi max= Kqtcp = 2 UCLi max = Kphi max.If®m.KBd.R12.KCL =2.113,64. .0,75.2,34 = 9,97V Uphi max= Ura5max UN = 12V. Ura5max = UVA5max Suy ra: UVA5max = UClimax.KCAi max Chän KCai = 0,5 Suy ra: . VËy chän: R14 = 5,6, R15 = 15. TrÞ sè ®iÖn ¸p ph¶n håi dßng ®iÖn khi dßng ®iÖn ®Çu cùc m¸y ph¸t: IF= Kphi.If®m = 1,2If®m. TÝnh chiÕc ¸p R13: Chän s¬ bé, dßng ®iÖn ®Çu ra bé chØnh l­u ph¶n håi dßng lµ: Idi 1mA. Ta cã: Chän R13 = 10 Gi¸ trÞ ®Æt cña R13 lµ: R13 = R13.KCA = 9,97.0,48 = 4,8 Chän c¸c Diod D7 D12 Ta ®· chän c¸c ®iod lo¹i Д913 cã I®m = 20mA, UN = 30V. Dßng ®iÖn cùc ®¹i c¸c diod D7 D12 ph¶i dÉn lµ: Ih® = Kh®.I®I = 0,58.1 =0,58mA. TÝnh tô C3: H×nh 5.12: D¹ng ®iÖn ¸p ra trªn bé chØnh l­u ph¶n håi dßng Tụ C3 dïng ®Ó läc sang b»ng ®iÖn ¸p mét chiÒu sau bé chØnh l­u cÇu. TrÞ sè cña C3 bÞ h¹n chÕ bëi h»ng sè thêi gian n¹p vµ x¶ tô. Theo h×nh 5.12 ta cã: Ta cã: t3 = C3 . R13 Chän C3 = 0,33 V.4.7.2. TÝnh ®iÖn ¸p ®Æt: Theo c¸c ph­¬ng tr×nh môc 5.4.7, ta chän: Ud = KCA(+UN) = KCA.12A = 11V Ta l¹i cã: Uphu ®m = Ud – U®k®m = 10,5 – 7,87 = 2,63 (V). V.4.7.3. TÝnh ph¶n håi ®iÖn ¸p: H×nh 5.13: Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p M¸y biÕn ¸p ph¶n håi ¸p BAU cã c«ng suÊt nhá nªn kh«ng cÇn thiÕt tÝnh to¸n cô thÓ. Chän: U1 = 220 (V), U2 = 4,5 (V). §iÖn ¸p ra cña bé chØnh l­u cÇn ph¶n håi lµ: UCLU UCLU = KCL.U2 = 2,34 . 4,5 = 10,53 (V). Chän s¬ bé: Theo h×nh 5.13 ta cã trÞ sè ®iÖn ¸p ph¶n håi ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Theo môc b ta cã: Uphu ®m = 2,63 (V) = UCLu.KCAu. TÝnh R22, R24, ta cã: Trong ®ã: IVA7max = 1mA. UVLumax - §iÖn ¸p ra cùc ®¹i cã thÓ cã cña kh©u ph¶n håi ¸p Theo kinh nghiÖm thùc tÕ th× ®iÖn ¸p d©y ë ®Çu cùc may ph¸t lín nhÊt cã thÓ ®Õn 440V, tøc ®iÖn ¸p pha lín nhÊt lµ: Do ®ã ®iÖn ¸p ®Çu ra cña bé chØnh l­u sÏ lµ: Chän: R21 = 1, R23 = 100. TÝnh R22: Chän I®m = Idi = 0,3 (mA). Khi ®ã ta cã: Chän R22 = 47 T­¬ng tù nh­ tÝnh C3 ë trªn, ta cã: t4 = C4 . R22 = 0,0033s. Chän C4 = 68(pF) V.4.7.4. TÝnh R16, R17, R18, R19, R20, Dz.: Ta chän: R16 = R17 = R18 = R19 = R20, khi ®ã ta cã: U®k = Ud – Uphu + Uphi Diod æn ¸p Dz ®­îc dïng ®Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p ra cùc ®¹i U®k ®Ó tr¸nh mÊt ®iÒu khiÓn khi tæng ®¹i sè: Ud – Uphu + Uphi 11V, Ta dïng Dz cã c¸c th«ng sè sau: Lo¹i 2C211Z; UD2 = 11V; I®m = 5mA. Ta cã: Chän: R16 = R17 = R18 = R19 = R20 = 33 (k). V.4.8. T¹o nguån nu«I IC: UN, nguån nu«i biÕn ¸p xung: +Ux vµ biÕn ¸p ®ång pha: Ta thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÒu khiÓn dïng cho c¶ viÖc t¹o ®iÖn ¸p ®ång pha U2®pha, ®iÖn ¸p nguån nu«i IC, UN vµ ®iÖn ¸p nguån nu«i biÕn ¸p xung: +Ux. Ta chän: U2®pha = 8V - §iÖn ¸p thø cÊp cuén d©y ®ång pha. UN = 12V - ®iÖn ¸p thø cÊp cuén d©y nguån IC. +UX = 18V - ®iÖn ¸p thø cÊp cuén d©y nguån nu«i biÕn ¸p xung. Dïng mét lâi thÐp nµo ®ã cã s½n vµ quÊn ®ñ sè vßng d©y ®Ó ®ñ ®iÖn ¸p ra lµ ®­îc. C¸c nguån nu«i lÊy ra tõ m¸y biÕn ¸p ®iÒu khiÓn ®­îc m« t¶ trªn h×nh 5.14. §Ó cã nguån nu«i IC ta dïng hai bé chØnh l­u h×nh tia ba pha m¾c song song ng­îc víi: . Ta chän: U2N = 12 (V). §Ó æn ®Þnh ®iÖn ¸p nguån nu«i ta dïng hai vi m¹ch æn ¸p 7812 vµ 7912 cã c¸c th«ng sè vi m¹ch nh­ sau: Ta chän: U2N = 12 (V) §iÖn ¸p vµo: UV = 7 35 (V) §iÖn ¸p ®Çu ra: Ura = 12 (V), víi IC 7812. Ura = -12 (V) , víi IC 7912. H×nh 5.14: C¸c nguån lÊy ra tõ m¸y biÕn ¸p ®iÒu khiÓn Dßng ®iÖn ®Çu ra: I = 0 1 (A). V.5. KÕt luËn: Víi c¸c sè liÖu tÝnh to¸n ®­îc tõ phÇn tÝnh to¸n m¹ch ®éng lùc ®Õn viÖc tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn lµ hîp lÝ, ®¶m b¶o m¹ch ®éng lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn lµm viÖc liªn tôc, tin cËy trong chÕ ®é lµm viÖc b×nh th­êng còng nh­ cã sùc cè x¶y ra. §¶m b¶o ®iÖn ¸p ®Çu ra ®­îc gi÷ æn ®Þnh trong kho¶ng 0,95U®m UF 1,05UF®m. Tµi liÖu tham kh¶o [1]. §iÖn tö c«ng suÊt – NguyÔn BÝnh – 1996. [2]. Kü thuËt biÕn ®æi ®iÖn n¨ng – NguyÔn BÝnh – 1982. [3]. Tµi liÖu h­íng dÉn thiÕt kÕ, thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt – TrÇn V¨n ThÞnh – 2001. [4]. M¸y ®iÖn tËp 1, 2 – Vò Gia Hµnh – 1998. [5]. §iÖn tö c«ng suÊt vµ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ - Lª V¨n Doanh – 1993. [6]. HÖ thèng cung cÊp ®iÖn – NguyÔn C«ng HiÒn – 2001. [7]. M¸y ®iÖn tËp 2 – A.V.Ivannovsmlenski. [8]. ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p ®iÖn lùc – Phan Tö Thô – 2001. [9]. Tranzito NhËt B¶n. [10]. æn ®Þnh hÖ thèng ®iÖn – L· V¨n ót. [11]. Nhµ m¸y ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p – TrÞnh Hïng Th¸m – 1996. [12]. Kü thuËt ®iÖn tö - §ç Xu©n Thô – 2001.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docthiết kế mạch ổn định điện áp cho máy phát điện không máy phụ.doc