Đồ môn học Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôtô dây quấn bằng phương pháp điện trở xung ở mạch rôto

trë R0, gi¸ trÞ cña ®iÖn trë t•¬ng ®•¬ng Rtd phô thuéc ®é ræng xung ®iÖn trë . Thay ®æi ta sÏ cã nh÷ng trÞ sè kh¸c nhau cña Rtd . §Æc tÝnh ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë r«to nh• (h×nh 2.3) . [H×nh 2.3] C¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë r«to . II. TÝnh to¸n m¹ch ®éng lùc: C¸c th«ng sè cña ®éng c¬ K§B r«to d©y quÊn : Pdm = 7,5 kW . dm = 98 1/s . I1dm = 20,8 A . I0 = 11,8 A . I2dm = 19,8 A . E20 = 225 V . R2 ’ = 0,836 . X2 ’ = 1,67 . 0 M 0 = 1, ®Æc tÝnh tù nhiªn = 0 ®Æc tÝnh nh©n t¹o 2 1 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 36 §Ó tÝnh chän c¸c phÇn tö cña m¹ch lùc tr•íc hÕt dùa vµo c¸c yªu cÇu mµ hÖ truyÒn ®éng cÇn ®¶m b¶o . - Cã kh¶ n¨ng thay ®æi ®é réng xung ®iÖn trë trong mét kho¶ng réng ®Ó cã thÓ ®iÒu chØnh s©u tèc ®é th«ng th•êng ®é réng xung tõ (0,05 0,95). - Lµm viÖc æn ®Þnh ë nh÷ng vïng cã ®é tr•ît nhá . - Lµm viÖc víi tÇn sè truyÒn m¹ch cao ®Õn 2000 Hz . 1. TÝnh chän Aptomat : Aptomat khÝ cô ®iÖn dïng ®Ó ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn , ®Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch . Ta chän Aptomat theo dßng ®Þnh møc . Theo PLIV.5 trang 286 s¸ch “ thiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn ”. Cða t¸c gi° Ng« Hång Quang, Vñ V¨n TÈm. Ta chän Aptomat kiÓu EA53-G do NhËt chÕ t¹o, cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau. - Sè cùc 3 . - §iÖn ¸p ®Þnh møc Udm = 380 V. - Dßng ®iÖn ®Þnh møc Idm = 30 A . - IN = 5 kA . 2. Chän c«ng t¾c t¬ vµ c¸c nót Ên : * C«ng t¾c t¬ lµ khÝ cô ®iÖn dïng ®Ó ®ãng , c¾t m¹ch ®iÖn . Ngoµi ra cßn cã t¸c dông b¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp vµ ®iÖn ¸p kh«ng chän c«ng t¾c t¬ theo dßng ®Þnh møc cña ®éng, ta cã I®m = 20,8A cña h¶ng FUJI cã ký hiÖuSC- 03 cã c¸c th«ng sè sau: - §iÖn ¸p ®Þnh møc U®m = 380 V . - Dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m = 20,8A . Chän c¸c nót Ên : Tra theo catalog cña h¶ng Yong Sung (Hµn Quèc) chän. + Chän mét nót Ên th•êng ®ãng cã mµu ®á lo¹i YS 13-11 . + Chän mét nót Ên th•êng më cã mµu xanh lo¹i YS 13-11R . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 37 3. TÝnh chän Di«t : §Ó c¸c van ®éng lùc lµm viÖc ®•îc an toµn vµ kh«ng bÞ ®¸nh thñng nªn khi tÝnh chän van, ta tÝnh øng víi tr•êng hîp khëi ®éng ®éng c¬ . Dßng ®iÖn r«to quy ®æi vÒ stato cã thÓ tÝnh . 83.78 67.1836.03 255 3 222'2 2' 2 20' 2 XR E I kd (A). HÖ sè quy ®æi K : KI = KE = 82,0 255 220.95,095,0 20 1 20 1 E U E E . ' '2kd 2kd 2kd 2kd I I I I I I .K K = 0,82.78,83 = 64,64 (A) . Idm = KI . I2kd ; KI = 3 2 hÖ sè tra b¶ng . dm 2 I .64,64 52,78 3 (A) . Dßng trung b×nh qua van : ID = Idm.Ktb = 3 1 .52,78 = 17,6 (A) . Dßng hiÖu dông qua van : Ihd = Idm.Khd = 52,78. 3 1 = 30,47 (A) . Ivcp = KI.Ihd = 1,2.30,47 = 36,56 (A) . Chän KI = 1,2 . §iÖn ¸p ng•îc lín nhÊt : Ungmax = 20E 255.2,45 .2,45 360,6 3 3 (V) . 2,45 : HÖ sè s¬ ®å cÊu. §Ó cã thÓ chän van theo ®iÖn ¸p hîp lý th× ®iÖn ¸p ng•îc cña van cÇn chän ph¶i lín h¬n ®iÖn ¸p lµm viÖc mét hÖ sè dù tr÷ Kdt = 1,6 2 . Unv = Kdt.Ungmax = 1,6.360,6 = 577 (V) . Chän Kdt = 1,6 . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 38 Tra b°ng 4 t¯i liÖu “thiÕt kÕ thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt” cða thÇy gi¸o TrÇn V¨n ThÞnh biªn so¹n, ta chän §ièt cã ký hiÖu RP6040 cã c¸c th«ng sè : Dßng ®iÖn cùc ®¹i cña van : Imax = 40 (A) . §iÖn ¸p ng•îc van : Un = 600 (V) . Tæn hao ®iÖn ¸p : U = 1,5 (V) . 4. TÝnh chän Thiritor: §Ó ®¶m b¶o cho thiritor lµm viÖc ®•îc vµ kh«ng bÞ ®¸nh thñng th× thiristor cÇn chän cã ®iÖn ¸p ng•îc lín h¬n ®iÖn ¸p ng•îc ®Æt lªn chóng . VËy s¬ ®å m¹ch lùc ®· ®•îc chän . Ta cã ®iÖn ¸p ng•îc ®Æc lªn thiristor ph¶i tÝnh øng víi tr•êng hîp ®iÒu chØnh tèc ®é nhá nhÊt . Khi cã Rf lµ lín nhÊt . Khi lµm viÖc ë M = const , d¶i ®iÒu chØnh D = 4 1 . tn f S R S RR const S R '2 4 1 '' 2 ' 2 ' ' '2 f 1 2 tn 4 R R .S R S . Mµ Sdra = 0637,0 1000 3,9361000 n nn dm . ndm = 60. 60.98 936,3 2 2.3,14 (V/P) . 756,0 1000 1,23410004 1 4 1 n nn S . 1 4 1 4 9860. 60. 4n 23,41 2 2 3,14 (V/P) . VËy ' ' '2 f 1 2 tn 4 R 0,836 R .S R .0,756 0,836 9,08 S 0,0637 ( ) . 5,13 82,0 08,9 22 ' K R R f f ( ) . C«ng hÖ sè dù tr÷ 5% . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 39 R0 = 13,5 + 0,675 = 14,17 ( ) . §iÖn ¸p ®Æt lªn thiristor lóc nµy . UngmaxT = Idm.R0 = 52,78 . 14,17 = 747,9 (V) . §Ó van lµm viÖc an toµn h¬n khi chän van ta nh©n thªm hÖ sè dù tr÷ vÒ ¸p Kv = 1,3 Do ®ã : UngcpT = UngmaxT.Kv = 747,9.1,3 = 972 (V) . Vµ nh©n víi hÖ sè dù tr÷ vÒ dßng KI = 1,2 : Ivcp = Idm.KI = 52,78.1,2 = 63,34 (A) . VËy víi c¸c th«ng sè cña van ®éng lùc ®· tÝnh : UngcpT = 972 (V) . Ivcp = 63,34 (A) . Muèn t¨ng ®é dèc cña ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh, ta ph¶i dïng thiristor cã ®iÖn ¸p ®Þnh møc lín nh• vËy : Tra b°ng 5 trang 114 s¸ch “t¯i liÖu h­íng dÉn thiÕt kÕ thiÕt bÞ §TCS” cña t¸c gi¶ TrÇn V¨n ThÞnh chän thiristor T1 vµ T2 lo¹i T8OF10BEM cã c¸c th«ng sè kü thuËt : - Dßng ®iÖn trung b×nh cña van Itb = 80 (A) . - §iÖn ¸p ng•îc cña van Un = 1000 (V) . - §é sôt ¸p trªn van U = 2,4 (V) . - §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Ug = 2 (V) . - Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn Ig = 0,15 (A) . - du/dt = 1000 (V/S) . 5. TÝnh chän ®iÖn trë phô : §iÖn trë nµy t¹o ra ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh mong muèn, muèn më réng ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é, ®iÖn trë phô r«to ph¶i lÊy víi gi¸ trÞ lín nhÊt cã thÓ ®•îc . NÕu coi r»ng khi thiristor ng¾t dßng ®iÖn vÉn gi÷ gi¸ trÞ cò do ®ã ®iÖn kh¸ng trong m¹ch th× ta x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña ®iÖn trë phô lµ : Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 40 R0 = ng max T d max v U 1000 14,58 I .K 52,78.1,3 ( ) . Trong ®ã : UngmaxT = 1000 (V) : §iÖn ¸p ng•îc cùc ®¹i cña thiristor . Idmax = 52,78 (A) : Dßng ®iÖn cùc ®¹i cã trong m¹ch . Kv : HÖ sè dù tr÷ vÒ ¸p . 6. TÝnh chän Ld : Muèn b¶o ®¶m biªn ®é ®Ëp m¹ch nhá nhÊt cho dßng ®iÖn vµ m«men ®éng c¬, ta ph¶i lÊy tÇn sè ®ãng c¾t thiristor ë møc ®é cùc ®¹i cho phÐp . MÆc dï theo sè liÖu catol«, thiristor ®•îc phÐp lµm viÖc ë tÇn sè 2000HZ . Nh•ng ta ph¶i xÐt c¸c thêi gian t¸c ®éng b¶n th©n cña thiristor. (thêi gian më th«ng tõ 1 5 S , thêi gian phôc håi tÝnh kho¸ tõ 15 25 S) . C¸c kho¶ng thêi gian ng¾n nhÊt cÇn ®Ó thiristor ng¾t h½n sau khi ®· th«ng t•¬ng ®èi l©u vµ ®é dù tr÷ cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o lµm viÖc tin cËy nªn ta chän tÇn sè chuyÓn m¹ch fcm = 800HZ . Khi ®ã ta cã chu kú chuyÓn m¹ch : Tcm = 31 1 1,25.10 f 800 (S) . Thêi gian mµ dßng ®iÖn thay ®æi tõ Imin Imax ®•îc tÝnh : t = 0,5*Tcm = 0,5 . 1,25 . 10 -3 = 6,25 . 10-4 (S) . Chän i = Imin Imax = 10 (A) . VËy Ld = R0. dmax t .I 2L i . Víi R0 = 14,58 ( ) ; Idmax = 52,78 (A) ; L = f X L 2 3 . XL = x1 ’+ x2 x’2 + x2 = 15,4 )82,0( 67,1 67,1 22 ' 2' 2 cK x x ( ) . L = 33.4,15 3,9.10 2.3,14.50 (H) . 4 3 d 6,25.10 L 14,58. .52,78 2.3,9.10 40,29 10 (mH) . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 41 7. TÝnh chän tô C : Trong s¬ ®å (h×nh 2.1) ta cã thêi gian cÇn thiÕt cho sù phôc håi ®Æc tÝnh kho¸ cña c¸c thiristor ®•îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc : tph = d d 0,9.U .C I . Víi c¸c th«ng sè ®· cho cña m¹ch dao ®éng th× khi dßng Id t¨ng lªn , thêi gian phôc håi ®Æc tÝnh kho¸ cña thiristor gi¶m ®i (khi C kh«ng ®æi ) . §iÒu nµy x¶y ra khi t¨ng dÇn t¶i tíi mét thêi ®iÓm nµo ®ã sÏ kh«ng cã sù chuyÓn m¹ch cña c¸c thiristor (mét thiristor sÏ khãa h½n vµ mét thiristor sÏ më ) . VËy ®Ó ®¶m b¶o cho sù chuyÓn m¹ch cña c¸c thiristor cßn ph¶i x¸c ®Þnh C tõ gi¸ trÞ lín nhÊt cña dßng chØnh l•u r«to theo ph•¬ng tr×nh : C = dmax ph max ph max d 0 I .t t 0,9.U 0,9.R . tphmax : Thêi gian phôc håi tÝnh kho¸ cña thiristor chän tphmax = 25 ( S) . Ta cã : t = 0,9. Rf . C tphmax . Víi t : thêi gian phãng ®iÖn qua tô C . LÊy t = 100 ( S) . VËy C = 0 t 100 7,62 0,9.R 0,9.14,58 ( F) . 8. TÝnh chän L2: Muèn t¹i gi¸ trÞ nhá nhÊt cña ( = 0,05) bé chuyÓn m¹ch vÉn lµm viÖc b×nh th•êng th× chu kú dao ®éng riªng T0 cña L2 C ph¶i ®¶m b¶o : tnap 0,05tcm = 0,05 . 1,25 . 10 -3 = 0,6 . 10-4 . 2 2 1 2 0Ttnap . Víi CLT 20 2 2 . Tnap = 4 2 1 2 L C 0,6.10 2 . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 42 20 4 2 3 2 2 2 6 T ( ) (0,6.10 ) L 0,0479.10 (H) 0,0479(mH) .C (3,14) .7,62.10 . VËy kÕt qu¶ ®· chän lµ : *§ièt cã: Idmv = 40 (A) . Unv = 600 (V) . U = 1,5 (V) . *Thiristor cã : Itb = 80 (A) . Un = 1000 (V) . U = 2,4 (V) . Ug = 2 (V) . Ig = 0,15 (A) . du/dt = 1000 (V/S) . *¸pt«mat cã : Sè cùc 3 . §iÖn ¸p ®Þnh møc U®m = 380 V . Dßng ®iÖn ®Þnh møc I®m = 30 A . IN = 5 kA . *C«ng t¾c t¬ cã: U®m = 380 V . I®m = 20,8 A . *R0 = 14,58 . *Ld = 40,29 mH . *Tô C = 7,62 F . *L2 = 0,0479 mH . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 43 Ch•¬ng iii. TÝnh chän m¹ch ®iÒu khiÓn Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 44 I. C¸c yªu cÇu ®èi víi m¹ch ®iÒu khiÓn : M¹ch ®iÒu khiÓn lµ kh©u quan träng trong bé biÕn ®æi thiristor v× nã ®ãng vai trß chñ yÕu quyÕt ®Þnh chÊt l•îng vµ ®é tin cËy cña bé biÕn ®æi thiristor chØ më cho dßng ®iÖn ch¹y qua khi cã ®iÖn ¸p d•¬ng ®Æt lªn Anèt vµ cã tÝn hiÖu riªng ®Æt vµo cùc ®iÒu khiÓn, sau khi thiristor më th× xung ®iÒu khiÓn kh«ng cßn t¸c dông n÷a, dßng ®iÖn ch¹y qua thiristor do th«ng sè m¹ch ®éng lùc quyÕt ®Þnh . Chøc n¨ng cña hÖ ®iÒu khiÓn lµ t¹o ra nh÷ng xung më thiristor c«ng suÊt, ®é réng, h×nh d¹ng nhÊt ®Þnh vµ thay ®æi ®•îc thêi ®iÓm ®Æt xung më vµo cùc ®iÒu khiÓn . Ngoµi ra hÖ thèng ®iÒu khiÓn ph¶i ®¶m b¶o ph¹m vi ®iÒu chØnh gãc . Yªu cÇu m¹ch ®iÒu khiÓn ®a d¹ng vµ cã thÓ tãm t¾t nh• sau : 1. Yªu cÇu vÒ ®é lín xung ®iÒu khiÓn : Mçi thiristor ®Òu cã ®Æt tÝnh ®Çu vµo, ®ã lµ quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p trªn m¹ch ®iÒu khiÓn vµ dßng ®iÖn ch¹y qua cùc ®iÒu khiÓn U®k = f(i®k) do sai lÖch vÒ th«ng sè chÕ t¹o vµ ®iÒu khiÓn lµm viÖc vµ ngay c¶ thiristor cïng lo¹i còng cã ®Æc tÝnh ®Çu vµo kh¸c nhau . Do ®ã dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ph¶i ®¶m b¶o : - Gi¸ trÞ lín nhÊt kh«ng v•ît qu¸ trÞ sè cho phÐp ë trong sæ tay tra cøu. - Gi¸ trÞ nhá nhÊt ph¶i ®¶m b¶o më ®•îc tÊt c¶ c¸c thiristor cïng lo¹i trong mäi ®iÒu kiÖn lµm viÖc . - Tæn hao c«ng suÊt trung b×nh trªn cùc ®iÒu khiÓn nhá h¬n gi¸ trÞ cho phÐp . 2. Yªu cÇu vÒ ®é réng xung ®iÒu khiÓn: Theo ®Æc tÝnh V«n - Ampe cña thiristor th× mét xung ®iÒu khiÓn ph¶i tån t¹i trong mét kho¶ng thêi gian ®ñ lín ®Ó dßng ®iÖn qua thiristor t¨ng tõ 0 ®Õn Imë . Khi thiristor më b»ng xung ®iÒu khiÓn th× qu¸ tr×nh më cã thÓ xem lµ qu¸ tr×nh t¨ng ®iÖn tÝch ë líp b¸n dÉn P nèi víi cùc ®iÒu khiÓn, khi cã ®iÖn tÝch ë líp nµy t¨ng lªn ®Õn møc nhÊt ®Þnh th× ®iÖn trë thuËn cña thiristor gi¶m ®ét ngét . §é lín ®iÖn tÝch tÝch lòy ë líp b¸n dÉn P nèi víi cùc ®iÒu khiÓn phô Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 45 thuéc vµo ®é xung ®iÒu khiÓn ph¶i S nÕu t¨ng ®é réng xung ®iÒu khiÓn th× sÏ cho phÐp gi¶m nhá biªn ®é xung ®iÒu khiÓn . 3. Yªu cÇu vÒ ®é dèc s•ên tr•íc cña xung: §é dèc s•ên tr•íc cña xung cµng cao th× viÖc më thiristor cµng tèt, ®Æc biÖt ®èi víi m¹ch cã nhiÒu thiristor m¾c nèi tiÕp vµ song song víi nhau. Th«ng th•êng ®é dèc s•ên cña khung ®iÒu khiÓn : )(1,0 S A dt didk , ®é dèc s•ên tr•íc cµng t¨ng th× ®èt nãng côc bé thiristor cµng gi¶m. 4. Yªu cÇu ®é ®èi xøng cña xung trong c¸c kªnh ®iÒu khiÓn : ë c¸c bé biÕn ®æi nhiÒu pha vµ nhiÒu van, ®é ®èi xøng cña xung ®iÒu khiÓn gi÷a c¸c kªnh sÏ quyÕt ®Þnh chÊt l•îng ®Æc tÝnh cña hÖ vÝ dô s¬ ®å ®iÒu chØnh l•u cÇu 3 pha cÇn c¸c xung ®iÒu khiÓn c¸ch nhau 600 vµ kh«ng sai kh¸c qu¸ 300 . Sù mÊt ®èi xøng cña xung ®iÒu khiÓn sÏ g©y ra sù mÊt ®èi xøng khi lµm viÖc cña m¹ch lùc vµ g©y nhiÒu t¸c h¹i kh¸c. 5. Yªu cÇu vÒ ®é tin cËy: M¹ch ®iÒu khiÓn ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc tin cËy trong mäi ®iÒu kiÖn nh• khi nhiÖt ®é thay ®æi, nguån tÝn hiÖu bÞ nhiÔu… . Do ®ã m¹ch ®iÒu khiÓn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau. - §iÖn trë ra cña kªnh ®iÒu khiÓn ph¶i nhá ®Ó thiristor kh«ng tù më khi dßng rß t¨ng. - Xung ®iÒu khiÓn Ýt phô thuéc vµo sù dao ®éng cña nhiÖt ®é, dao ®éng cña ®iÖn ¸p nguån . - CÇn khö c¸c nhiÔu c¶m øng (ë c¸c kh©u so s¸nh biÕn ¸p xung) ®Ó tr¸nh më nhÇm. 6. Yªu cÇu vÒ l¾p r¸p, vËn hµnh: - ThiÕt bÞ dÓ thay thÕ, dÓ l¾p r¸p, ®iÒu khiÓn. - ThiÕt bÞ dÓ l¾p lÉn vµ mçi khèi cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ®éc lËp. - Bé ®iÒu chØnh ph¶i ®¬n gi¶n gän nhÑ. Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 46 §èi víi s¬ ®å ®iÒu chØnh xung ®iÖn trë m¹ch r«to th× kho¶ng ®iÒu chØnh gãc më t•¬ng ®èi gi÷a c¸c xung ®iÒu khiÓn c¸c thiristor T1 vµ T2 cÇn ph¶i ®ñ lín ®Ó cã thÓ ®¹t ®•îc kho¶ng ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ lµ ®· lín nhÊt, ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o ®Ó tô chuyÓn m¹ch phãng n¹p hoµn toµn. II. CÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn: S¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn nh• sau: [H×nh 3.1] S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn thiristor . C¸c kh©u cña s¬ ®å khèi (H×nh3.1) ®•îc biÓu diÓn nh• sau : - TTS : kh©u t¹o tÇn sè , t¹o ra nh÷ng tÝn hiÖu xung ®ång bé, mét tÇn sè dao ®éng x¸c ®Þnh tr•íc. - SS : kh©u so s¸nh t¹o ra htêi ®iÓm ph¸t xung ®iÒu khiÓn b»ng c¸ch so s¸nh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn vµ ®iÖn ¸p tùa - TXK§ : kh©u t¹o xung khuÕch ®¹i cã nhiÖm vô t¹o ra xung ®iÒu khiÓn cã biªn ®é, ®é réng xung ®ñ ®Ó më thiristor mét c¸ch tin cËy trong mét chÕ ®é lµm viÖc cña t¶i trong d¶i ®iªï chØnh cña hÖ . III. X©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn: §Ó x©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn ta x©y dùng c¸c kh©u chÝnh nh• (kh©u t¹o tÇn sè, kh©u so s¸nh, kh©u t¹o xung_khuÕch ®¹i) trong cÊu tróc cña m¹ch sau ®ã ghÐp nèi c¸c kh©u ®ã l¹i víi nhau. TTS SS TXK§ U®k G T Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 47 1. Kh©u t¹o tÇn sè (t¹o dao ®éng): Kh©u t¹o tÇn sè cã nhiÖm vô t¹o ra ®iÖn ¸p d•íi d¹ng xung ch÷ nhËt cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu s¬ ®å kh¸c nhau víi c¸c phÇn tö kh¸c nhau. a). S¬ ®å dïng vi m¹ch: [H×nh 3.2] S¬ ®å kh©u t¹o tÇn sè dïng vi m¹ch 555. [H×nh 3.3] S¬ ®å ®iÖn ¸p kh©u t¹o tÇn sè dïng vi m¹ch 555 . t U T®b T1 T2 +E C2 1 THR C1 4 R1 R2 R 7 6 3 8 Q Di5 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 48 *Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å : Khi cÊp nguån cho m¹ch tô C ®•îc n¹p tõ nguån E qua R1- 0 . §Õn khi Uc = 3 2 E th× bé so s¸nh sÏ chuyÓn tr¹ng th¸i, khi ®ã tô C sÏ phãng ®iÖn qua R2. Khi ®iÖn ¸p trªn tô gi¶m cßn 3 1 E th× tô C b¾t ®Çu n¹p ®iÖn . Qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc nh• vËy cho ®Õn khi c¾t ®iÖn ¸p nguån . D¹ng ®iÖn ¸p xung ra nh• (H3.4). X¸c ®Þnh chu kú xung ra: Chu kú n¹p ®iÖn : T1 = 0,693.C.R1 . Chu kú phãng ®iÖn : T2 = 0,693.C.R2 . Toµn bé chu kú: T = T1+T2 = 0,693(R1+R2).C . TÇn sè : f = 1 1 T 0,693(R1 R2).C . *NhËn xÐt: ¦u ®iÓm cña ph•¬ng ph¸p nµy lµ ®¬n gi¶n, cho ra xung ®ång bé chÊt l•îng kh¸ tèt s¬ ®å nµy th•êng hay gÆp trong c¸c m¹ch t¹o xung chïm. b. S¬ ®å kh©u t¹o dao ®éng ®a hµi dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n: [H×nh 3.4] S¬ ®å ®iÖn ¸p kh©u t¹o dao ®éng ®a hµi b»ng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. R1 R2 R3 Ur Ud Uc1 U2 A1 N P - - + + Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 49 [H×nh 3.5] S¬ ®å ®iÖn ¸p kh©u t¹o dao ®éng ®a hµi b»ng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. *Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å : T¹i thêi ®iÓm 1 t¹i C1 ®•îc n¹p ®iÖn tõ nguån V2 qua R1 . §iÖn thÕ Vcc = VN d•¬ng dÇn cho ®Õn khi VN = Vp = Vr th× Ud b¾t ®Çu ©m vµ khuÕch ®¹i thuËt to¸n ®æi tr¹ng th¸i hay V2 = -Vs lóc ®ã C1 phãng ®iÖn hÕt qua R1 vµ ®•îc n¹p ng•îc l¹i ®Õn lóc Ur = Uc1>0 th× khuÕch ®¹i thuËt to¸n l¹i ®æi tr¹ng th¸i vµ V2 = Vs . V× khi n¹p tô C1 n¹p vµ phãng ®Òu qua R1 nªn T1 = T2. Víi T1 = R1. C1. 3 32ln R RR . NÕu chän R3 = R2 th× T1 = R1. C1. ln3 = 1,1R1*C1 . VËy T = T1+T2 = 2,2R1. C1 . TÇn sè xung ra:f = 1 1 1 1 R .C T 2,2 . *NhËn xÐt: ¦u ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ t•¬ng ®èi ®¬n gi¶n do ®ã ®•îc sö dông kh¸ réng r¶i trong c¸c m¹ch t¹o xung ch÷ nhËt. 2. Kh©u so s¸nh: Kh©u so s¸nh cã nhiÖm vô x¸c ®Þnh thêi ®iÓm ®iÖn ¸p tùa b»ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn . T¹i thêi ®iÓm nµy ph¶i cã ®ét biÕn ®iÖn ¸p ra, tøc ph¶i cã xung ®iÖn ¸p ra. Cã hai ph•¬ng pg¸p so s¸nh : So s¸nh nèi tiÕp vµ so s¸nh song song . -KV2 +KV2 V2 t Vs Uc T1 T2 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 50 - So s¸nh nèi tiÕp : M¾c nèi tiÕp ®iÖn ¸p tùa vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn . Khi tæng ®¹i sè hai ®iÖn ¸p ®æi dÊu th× ph¸t xung ®iÒu khiÓn . [H×nh 3.6] S¬ ®å kh©u so s¸nh nèi tiÕp b»ng Tranzistor. *Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å : Khi Tr më th× Ura = 0 khi ®ã B ©m. Khi Tr kho¸ th× ®iÖn ¸p Ura b»ng ®iÖn ¸p nguån vµ ®iÖn ¸p B d•¬ng . Tõ 0 : Udk = 0 nªn B d•¬ng, Tr kho¸ nªn ®iÖn ¸p ra b»ng ®iÖn ¸p nguån. Sau 1, Urc>U®k nªn B ©m vµ dÉn ®Õn Tr th«ng . Suy ra Ura = 0 . Tõ 2 2 qu¸ tr×nh lÆp l¹i nh• tr•íc. [H×nh 3.7] §å thÞ ®iÖn ¸p kh©u so s¸nh nèi tiÕp b»ng Tranzitor. A B Ur Ur Tr -E U® u ®k U ra -E U ra U RC 0 U t t §1 d 2 3 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 51 *NhËn xÐt : Nh•îc ®iÓm cña s¬ ®å céng nèi tiÕp lµ nÕu cÇn ®iÒu khiÓn mét lóc nhiÒu ®iÖn ¸p tùa bëi mét ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) mµ cã mét chiÕc ¸p sÏ bÞ nhiÔu tõ pha nµy sang pha kia . Cho nªn s¬ ®å céng nèi tiÕp Ýt ®•îc sö dông trong thùc tÕ . - S¬ ®å song song : §Êu song song ®iÖn ¸p tùa vµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) khi hai ®iÖn ¸p nµy b»ng nhau th× ph¸t xung ®iÒu khiÓn . [H×nh 3.8] S¬ ®å kh©u so s¸nh m¾c song song dïng Tranzistor. Chóng so s¸nh t¹i thêi ®iÓm B. NÕu R1 = R2 th× UB = 0 s¬ ®å nµy ho¹t ®éng gièng nh• s¬ ®å so s¸nh nèi tiÕp. Ph•¬ng ph¸p nµy ®•îc dïng chñ yÕu trªn nhiÒu kªnh, ®é chÝnh x¸c kh«ng cao nªn Ýt dïng . T¹i thêi ®iÓm ( 1 ) Tranzistor më, do më kh«ng hoµn toµn vµ chÕ ®é lµm viÖc kh«ng chÝnh x¸c nªn cã ®•êng ®iÖn ¸p ra nh• ®•êng nÐt ®øt ë (h×nh 3.8) . Urc U®k R1 R2 B R3 -E Tr Ura Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 52 *NhËn xÐt : C¶ hai ph•¬ng ph¸p nµy cïng cã chung mét ®iÓm lµ xung quanh ®iÖn ¸p Urc biÕn thiªn v•ît qu¸ 1 do UB thay ®æi . Gi¶ thiÕt Tranzistor më b¶o hoµ. Suy ra ®iÖn ¸p thùc kh«ng chÝnh x¸c . §Ó kh¾c phôc nh•îc ®iÓm nµy, hiÖn nay ng•êi ta dïng s¬ ®å so s¸nh b»ng khuÕch ®¹i thuËt to¸n bëi hÖ sè khuÕch ®¹i v« cïng lín . [H×nh 3.9] S¬ ®å kh©u so s¸nh m¾c song song dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. *Nguyªn lý lµm viÖc cña s¬ ®å: §iÖn ¸p ra tõ kh©u t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c•a, ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn cã d¹ng ®iÖn ¸p d•¬ng . S¬ ®å d¹ng xung ®iÖn ¸p cã d¹ng ng• h×nh vÏ sau : [H×nh 3.10] S¬ ®å d¹ng xung ®iÖn ¸p kh©u so s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. R4 R5 - + A2 Ura Urc U®k t 1 0 U C t 5 t 4 t 3 t 2 U Max U B 0 0 U A t 7 t 6 t t U RC U ®k t Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 53 Tõ 0 t1 th× -Urc<U®k 0<U®k+Urc suy ra UA2 = -Umax . Tõ t1 t2 th× -Urc>U®k 0>U®k+Urc suy ra UA2 = +Umax . Tõ t2 t3 th× -Urc<U®k 0<U®k+Urc suy ra UA2 = -Umax . Tõ t3 t4 th× -Urc>U®k 0>U®k+Urc suy ra UA2 = +Umax . *NhËn xÐt: M¹ch so s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n cã •u ®iÓm lµ ®é chÝnh x¸c cao, t¸c ®éng nhanh, æn ®Þnh nhiÖt tèt, ®é tr«i ®iÓm 0 nhá, thêi gian qu¸ ®é ng¾n. V× vËy s¬ ®å nµy cã •u ®iÓm h¬n h¼n c¸c s¬ ®å trªn. 3. Kh©u t¹o xung – khuÕch: Kh©u t¹o xung cã nhiÖm vô t¹o ra xung ®iÒu khiÓn . Xung ®iÒu khiÓn ph¶i cã s•ên tr•íc dèc th¼ng ®øng ®Ó thiristor më tøc thêi vµ xung ®iÒu khiÓn ph¶i cã ®ñ c«ng suÊt vµ ®é réng ®Ó më thiristor mét c¸ch tin cËy. Ngoµi ra kh©u t¹o xung cßn cã nhiÖm vô c¸ch ly gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch lùc nhê biÕn ¸p xung . ViÖc t¹o xung ë ®©y ®•îc thùc hiÖn b»ng biÕn ¸p xung vµ Tranzistor c«ng suÊt . [H×nh 3.11] Kh©u t¹o xung dïng biÕn ¸p xung vµ mét Tranzistor BAX Tr R D +U N T Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 54 . [H×nh 3.12] §å thÞ ®iÖn ¸p kh©u t¹o xung dïng BAX vµ mét Tranzistor *Nguyªn lý lµm viÖc cña s¬ ®å : Khi cã xung ®iÖn ¸p d•¬ng, Tr kh«ng lµm xuÊt hiÖn mét dßng ®iÖn qu¸ ®é trong m¸y BAX ë m¹ch s¬ cÊp mµ xuÊt hiÖn mét suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m, chÝnh søc ®iÖn ®éng tù c¶m nµy c¶m øng sang thø cÊp BAX mét søc ®iÖn ®éng, søc ®iÖn ®éng nµy chÝnh lµ xung ra ®Ó më Thiristor ë (h×nh 3.13) . T¹i thêi ®iÓm 1 2 xuÊt mét søc ®iÖn ®éng tù c¶m víi thµnh phÇn tù do b»ng ®iÖn ¸p nguån sau ®ã dßng ®iÖn t¨ng dÇn lµm cho søc ®iÖn ®éng gi¶m dÇn vÒ 0. §é réng xung ®•îc quyÕt ®Þnh bëi dßng ®iÖn biÕn thiªn phô thuéc ®iÖn c¶m cña cuén d©y BAX . §iÖn c¶m lín lµm biÕn thiªn dßng ®iÖn chËm dÇn ®Õn ®é réng xung cµng lín . §Ó cho ®iÖn c¶m lín th× sè vßng d©y ph¶i lín. Muèn më thiristor th× xung ra ph¶i ®ñ c«ng suÊt. Do ®ã ta ph¶i dïng bé khuÕch ®¹i. Cã nhiÒu bé khuÕch ®¹i kh¸c nhau nh•ng ng•êi ta hay dïng s¬ ®å khuÕch ®¹i b»ng Tranzistor nèi tÇng víi nhau nh»m n©ng cao hÖ sè khuÕch ®¹i (th•êng dïng hai Tranzistor nèi Emintor cña Tranzistor tr•íc vµ Baz¬ cña Tranzistor sau) . S¬ ®å ®•îc thùc hiÖn nh• h×nh vÏ sau: t t t t 1 2 3 4 ic ic CL X X CL Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 55 [H×nh 3.13] S¬ ®å kh©u t¹o xung dïng bé khuÕch hai Tranzistor nèi tÇng. IV. Chän m¹ch ®iÒu khiÓn : Sau khi thµnh lËp ®•îc c¸c kh©u m¹ch ®iÒu khiÓn, ta tiÕn hµnh ghÐp c¸c kh©u l¹i ®Ó cã ®•îc mét m¹ch ®iÒu khiÓn hoµn chØnh. Trong m¹ch ®iÒu khiÓn dïng : - Kh©u t¹o tÇn sè dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. - Kh©u so s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n. - Kh©u t¹o xung khuÕch ®¹i dïng hai Tranzistor nèi tÇng cã biÕn ¸p xung . M¹ch ®iÒu khiÓn gåm cã hai kªnh : Mét kªnh lµm viÖc khi xung ra kh©u so s¸nh lµ xung d•¬ng, kªnh hai lµm viÖc khi lµ xung ©m th× ta dïng bé khuÕch ®¹i ®¶o dïng khuÕch ®¹i to¸n ®Ó ®Çu ra cã d•¬ng lµm cho kªnh hai ho¹t ®éng. §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (U®k) trong s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn lµ ®iÖn ¸p ra cña kh©u ph¶n håi tèc ®é. Nh• vËy s¬ ®å m¹ch ®iÒu khiÓn mµ ta x©y dùng cã d¹ng nh• (h×nh 3.15) . D 2 Tr 2 R 7 Tr 1 D 1 BAX R 8 +U N T Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 56 E R 1 6 T 1 B A X D 3 T r 2 T r 1 T r' 2 T r' 1 D 6 R 2 0 D 2 R 1 5 C 5 D 5 R 1 9 C 6 D 4 R 1 8 R 1 3 R 1 4 C 4 D 1 - + A 4 - + A 5 - + A 6 - + A 3 R 1 7 R 1 0 R 9 R 8 U ® k R 4 R 3 R 2 - + A 1 R 5 R 6 R 7 C 3 R 1 C 1 F T H ×n h 3 .1 4 : S ¬ ® å m ¹c h ® iÒ u k h iÓ n Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 57 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å : Theo s¬ ®å m¹ch lùc (h×nh 2.1) . Khi ®ãng Apt«m¸t, Ên nót M c«ng t¾c t¬ cã ®iÖn sÏ ®ãng m¹ch m¹ch lùc cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ ®Ó më m¸y trùc tiÕp t t t t Urc U®k Gt1 Gt2 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 58 víi toµn bé ®iÖn ¸p l•íi víi ®iÖn trë phô ë m¹ch r«to. TiÕp ®iÓm K song song víi M ®Ó tù duy tr× cho cuén hót khi th«i Ên nót M. §éng c¬ ®•îc b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch nhê Apt«mat, ngoµi ra ®éng c¬ cßn ®•îc b¶o vÖ ®iÖn ¸p thÊp vµ ®iÖn ¸p kh«ng. Khi l•íi ®iÖn sôt ¸p cßn (50 60)% U®m th× c«ng t¾c t¬ sÏ nh¶ ®•a s¬ ®å vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu. Khi ®iÖn ¸p l•íi ®•îc ph¶n håi trë l¹i th× ®éng c¬ kh«ng thÓ ch¹y l¹i ®•îc. Muèn vËy cÇn ph¶i khëi ®éng l¹i. TÝn hiÖu ®ång bé ®•îc lÊy ra tõ bé ph¸t dao ®éng ®a hµi dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n A2. Nh• vËy ta nhËn ®•îc mét chuæi xung ch÷ nhËt ë ®Çu ra A2. §ång thêi tõ m¸y ph¸t tèc g¾n ®ång trôc víi trôc ®éng c¬, ®iÖn ¸p lÊy ra cho qua chiÕt ¸p. Tõ chiÕt ¸p nµy lÊy mét phÇn ®iÖn ¸p ®•a lªn kh©u tÝch ph©n ®Ó t¹o d¹ng sãng r¨ng c•a. S•ên tr•íc vµ sau cña r¨ng c•a ®•îc t¹o thµnh nhê vµo viÖc tÝch ®iÖn vµ phãng ®iÖn cña tô C2. §iÖn ¸p nµy ®•îc kÐo lªn khái trôc hoµnh nhê mét ®iÖn ¸p ®Æt +Vcc . Sau ®ã ®•îc so s¸nh vµ ®•a qua kh©u khuÕch ®¹i ®¶o A3. Khi Urc > U®k th× ®Çu ra A3 cã d¹ng xung ch÷ nhËt ©m mÆt kh¸c bé t¹o xung chïm ph¸t liªn tôc . Khi ®ã xung ra cña A3 ®•îc ®•a qua kh©u khuÕch ®¹i ®¶o A6 t¹o thµnh xung d•¬ng. Khi ®ã Tr1 ’ , Tr2 ’ më th«ng lµm cho mét ®iÖn ¸p qu¸ ®é ch¹y tõ m¸y biÕn ¸p xung th«ng qua Tr2 ’ . Khi ®ã bªn thø cÊp m¸y biÕn ¸p cã mét chïm xung c¶m øng ®Æt lªn cùc ®iÒu khiÓn cña T2 ®Ó më thiristor T2. Lóc nµy tô C phãng ®iÖn qua C-T1-L2-D1 . §©y lµ m¹ch vßng dao ®éng LC nªn sau mét nöa chu kú dao ®éng ®iÖn ¸p trªn tô C ®¶o ng•îc cùc tÝnh, lóc nµy dßng ®iÖn r«to t¨ng lªn vµ tèc ®é ®éng c¬ còng t¨ng lªn. Khi Urc < U®k ®Çu ra A3 cã d¹ng xung d•¬ng. Xung nµy ®•îc ®•a vµo cæng AND, ®ång thêi cho qua kh©u trÓ ®Ó ®Þnh thêi gian më T1 vµ ®•a vµo cæng AND cßn l¹i. TÝn hiÖu sau cæng AND ®•îc ®•a qua kh©u khuÕch ®¹i Tr1, Tr2. Tr1, Tr2 sÏ më th«ng khi cã xung ra ë cæng AND, vµ sÏ kho¸ khi kh«ng cã xung hoÆc cã xung ©m. Khi Tr1, Tr2 th× cã sù biÕn thiªn dßng trong Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 59 cuén s¬ cÊp BAX vµ c¶m øng sang BAX mét chïm xung ®iÒu khiÓn liªn tiÕp ®Æt vµo cùc ®iÒu khiÓn T1 lµm cho thiristor T1 më th«ng . V. TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn : Thiristor cã th«ng sè : §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn : U®k = 2 V . Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn : I®k = 0,15 A . Thêi gian më : Tm = x200 S . TÇn sè xung më : fx = 2,5 KHz . §é réng xung ®iÒu khiÓn : Tr = T/2 = xf2 1 = 3 1 2.2,5.10 = 0,2.10-3 = 0,2 mS = 200 S . 1. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p xung: - §iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p : U2 = U®k = 2 V . - Dßng ®iÖn thø cÊp m¸y biÕn ¸p : I2 = I®k = 0,15 A . Theo kinh nghiÖp thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p K = 1 3 chän K = 3 khi ®ã : - §iÖn ¸p s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p : U1 = K . U2 = 2 . 3 = 6 V . - Dßng ®iÖn s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p: I1 = 05,0 3 15,02 K I A . - Chän vËt liÖu lµm lâi thÐp m¸y biÕn ¸p xung . V× xung ®iÒu khiÓn lµ xung chïm cã tÇn sè lín (fx = 2,5 KHz) nªn ®Ó gi¶m tæn hao do dßng phuc« g©y ra ta chän vËt liÖu s¾t tõ lo¹i HM cã H = 6000, chØ lµm viÖc trªn ®o¹n ®Æc tÝnh tõ ho¸ : H = 50 A/m , B = 0,7 (Tesla) kh«ng cã khe hë kh«ng khÝ. - X¸c ®Þnh gi¸ trÞ trung b×nh cña hÖ sè tõ thÈm lâi s¾t : = 3 7 0 B 0,7 11,15.10 . H 4 .10 .50 (H/m). Trong ®ã : 7 0 4 .10 H/m : ®é tõ thÈm kh«ng khÝ. - X¸c ®Þnh thÓ tÝch lâi thÐp tõ : Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 60 V = Q*L = 0 x 1 2 2 . .T .S.U .I ( B) . Trong ®ã : Q tiÕt diÖn lâi thÐp . L : ChiÒu dµi trung b×nh ®•êng søc tõ. : HÖ sè tõ thÈm trung b×nh. 0: HÖ sè tõ thÈm kh«ng khÝ. S = 15% = 0,15 : §é sôt biªn d¹ng xung. I2 : Dßng ®iÖn thø cÊp m¸y biÕn ¸p. U1: §iÖn ¸p s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p. Thay sè: V = Q.L = 3 7 3 7 2 11,15.10 .4 .10 .0,2.10 .0,15.6.0,15 7,7.10 (0,7) m3. = 0,77.106 m3 = 0,77 cm3. Chän m¹ch tõ cã thÓ tÝch V = 1,4 cm3 . Víi thÓ tÝch ®ã, ta cã c¸c kÝch th•íc m¹ch tõ nh• sau: a = 4,5 mm. b = 6 mm. Q = 0,27 cm2 = 27mm2 . d = 12 mm. D = 21 mm. L = 5,2 cm = 52 mm. - Chän lâi s¾t cã d¹ng nh• h×nh xuyÕn. - Sè vßng d©y s¬ cÊp cña m¸y biÕn ¸p. d a b D Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 61 Theo ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ. U1 = W. Q . dB/dt = W1 . Q . B/Tx 3 1 x 6 U .T 6.0,2.10 W 63 B.Q 0,7.27.10 vßng. - Sè vßng d©y cuén thø cÊp: W2 = 21 3 631 k W vßng . - Dßng ®iÖn hiÖu dông trong d©y quÊn s¬ cÊp: 035,0 2 1 05,011 T T II xhd A . - TiÕt diÖn d©y quÊn s¬ cÊp: 01166,0 3 035,0 1 1 1 J I S hd mm2 . Chän J1 = 3 A/mm 2 . - Dßng ®iÖn hiÖu dông trong d©y quÊn thø cÊp: 106,0 2 1 15,022 T T II xhd A. - TiÕt diÖn d©y quÊn thø cÊp : 0353,0 3 106,0 2 2 2 J I S hd mm2 . Víi J1 = J2 = 3 A/mm 2 . Ta chän d©y dÉn trßn cã tiÕt diÖn tiªu chuÈn. + D©y quÊn s¬ cÊp: S1 = 0,01327 mm 2 . d1 = 0,15 mm. + D©y quÊn thø cÊp : S2 = 0,04155 mm 2 . d2 = 0,26 mm . - MËt ®é dßng ®iÖn thùc trong d©y dÉn : J1 = 64,2 01327,0 035,0 A/mm2. Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 62 J2 = 55,2 04155,0 106,0 A/mm2. 2. TÝnh to¸n kh©u khuÕch ®¹i c«ng suÊt: Trªn s¬ ®å : R16 ®iÖn ¸p trë h¹n chÕ dßng ®iÖn khi lâi s¾t m¸y biÕn ¸p b¶o hoµ, lóc ®ã yªu cÇu dßng ch¶y qua cuén d©y s¬ cÊp lµ I1max ph¶i nhá h¬n colect¬ cña Tr2 cho phÐp. Khi ®ã ZW1 = 0 : do m¸y biÕn ¸p b¶o hoµ. E = I1max . R16 (1). Nh•ng khi lµm viÖc b×nh th•êng: E = U1+I1 . R16 (2). Tõ ph•¬ng tr×nh (1), (2) 1 1 1max 1 1 I E.I I U E U 1 E . Chän E = 12 V Khi ®ã: 1max 12.0,05 I 0,1 12 6 A . Gi¸ trÞ R16 ®•îc x¸c ®Þnh : 120 1,0 12 R max1 16 I E . R15 R16 D2 D3 BAX T1 Tr1 Tr2 C5 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 63 Ta dïng cæng AND lo¹i CMOS 4081 víi nguån nu«i lµ 12 V cã Ir = 0,36 mA chÝnh b»ng dßng vµo cña tÇn khuÕch ®¹i. Nh• vËy chän Tr1, Tr2 sao cho hÖ sè khuÕch ®¹i = 1- 2 . Trong ®ã : 1 hÖ sè khuÕch ®¹i cña Tr1. 2 hÖ sè khuÕch ®¹i cña Tr2 . Mµ ta cã rkD 1 3 vkD vkD I I 0,05 138,88 I 0,36.10I . Chän = 150 . Chän Tr2 sao cho Ic2max>I1max = 0,1 A . Chän Tranzistor do NhËt B¶n chÕ t¹o cã ký hiÖu : ASY 34 . Cã: UCB0 = 15 V . UEB0 = 10 V . UCE2 = 15 V . IC2 = 0,2 A . PC = 150 mW . 2 = 10 . Dßng ®iÖn thùc lín nhÊt qua Tr2 : 1,0 120 12 16 max2 R E IC A . Dßng colecto cña Tr2 khi lµm viÖc b×nh th•êng chÝnh lµ dßng qua cuén s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p : IC2 = I1 = 0,05 A . Dßng qua Baz¬ cña Tr2 : 005,0 10 05,0 2 2 2 C B I I A = 5 mA . Chän Tr1 lµ lo¹i AF 241 cã c¸c th«ng sè : UCB0 = 15 V . UEB0 = 15 V . UCE1 = 10 V . IC1 = 0,2 A . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 64 1 = 10 . TÝnh chän R15: cc cc 15 B1 C2 U U . 12.15 R 900( ) I I 0,2 . Chän C5 = 0,1 F . Chän Dièt D2 lo¹i 1N 400 chÞu ®•îc dßng 0,1 A ®Ó c¾t phÇn ®iÖn ¸p ©m cã thÓ cã trªn R15 . 3. TÝnh chän kh©u trÔ: Chän khuÕch ®¹i thuËt to¸n lµ lo¹i ICTL 084 do h·ng TEXAINSTRUNCEMTS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè: - §iÖn ¸p nguån nu«i Vcc = 18 V . Chän Vcc = 12 V . - HiÖu ®iÖn thÕ gi÷a cæng ®¶o vµ kh«ng ®¶o Ud = 30 V. - NhiÖt ®é lµm viÖc T = (-25 85)0C . - Chän r¬le thêi gian ®Ó chuyÓn tr¹ng th¸i lµ S = 0,01 (S) - Dßng ®iÖn ra : (5 10) mA . Chän Ir = 5 mA . §iÖn trë R11 ®•îc x¸c ®Þnh : 3cc 11 3 r V 12 R 2,4.10 2,4K I 5.10 . Theo kinh nghiÖm, do dßng Ic bÐ nªn chän : R12 R14 R13 C4 K +Vcc 0 - - + + A4 A5 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 65 R13 = R14 = 20 K . Ta l¹i cã : Chän thêi gian trÔ T = 0,01 S T = R12.C4 . Chän C1 = 0,1 F 6 12 6 0,01 R 0,1.10 100K 0,1.10 . Chän D1 lµ lo¹i dièt cã ký hiÖu 1N400 chÞu ®•îc dßng 0,1 A . 4. TÝnh chän kh©u so s¸nh : Chän A3 lµ IC thuËt to¸n TL084 . Chän R8 = R9 = R10 = 30 K . 5. TÝnh chon kh©u ph¶n håi tèc ®é: - + A3 R8 R9 R10 0 +Vcc Urc FT C1 R1 U2 R2 R3 R4 C2 U3 - + +Vcc Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 66 Chän m¸y ph¸t tèc ®é quay 2000V/P víi UFT = 100 V. Khi g¾n ®ång trôc víi ®éng c¬ th× m¸y ph¸t tèc ®é ph¸t ra ®iÖn ¸p : U1FT = 1000.100 50 2000 V . Chän R1 = 2K , C1 = 0,47 F . Chän R2 = R3 Urc = T T T 2 2 2 3 2 3 2 4 2 4 2 3 2 2 4 20 0 0 U U1 1 1 idt ( )dt (U U )dt R .C R .C R R R .R .C . Chän Urc = 10 V . U3 = 3 V . U2 = 8 V . T 2 2 4 2 0 1 10 11dt R .R .C . 2 4 2 1 10 .11.0,01 R .R .C . R2.R4.C2 = -0,011 . Chän C2 = 0,1 F : R2.R4 = 6 6 0,011 0,11.10 110K 0,1.10 . Chän R4 = 10 K . Chän R2 = R3 = 11 K . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 67 6. TÝnh chän kh©u ®a hµi : Ta cã :T = TX + T2 . Chän TX = T2 . Khi ®ã chu kú ph¸t xung chïm . T = TX + T2 = 2. TX = 2. 0,2 = 0,4 mS = 400 S . TÇn sè ph¸t xung cña m¹ch t¹o xung . f®h = 3 z z6 1 1 2,5.10 H 2,5KH T 400.10 . Chän tô C3 cã C3 = 0,1 F. MÆt kh¸c ta l¹i cã : T = 2. R5 . C3. ln(1+2 . 6 7 R R ) . Chän R7 = R6 = 100 K . Khi ®ã : T = 2 . R5 . C3 . ln(1+2) 2,2 . R5 . C3 . Suy ra : R5 = 6 6 3 T 400.10 1818( ) 2,2.C 2,2.0,1.10 . R5 R6 R7 + - C3 A2 U T TX T2 t Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 68 7. TÝnh chän nguån nu«i : 7.1. S¬ ®å nguyªn lý : Ta cÇn chän nguån nu«i cã ®iÖn ¸p lµ 12 V ®Ó cÊp cho biÕn ¸p xung, IC vµ c¸c nguån cung cÊp kh¸c. Ta dïng m¹ch chØnh l•u cÇu ba pha dïng dièt ®iÖn ¸p thø cÊp m¸y biÕn ¸p nguån nu«i. U2 = 34,2 12 = 5,1 V . Chän U2 = 5,2 V . Sau cÇu chØnh l•u ba pha ta dïng IC æn ¸p cã m· hiÖu UA7812CK vµ UA7912CK cã c¸c th«ng sè kü thuËt: * UA7812CK * UA7912CK Uvµo = 35 V. Uvµo = 35 V. Ira = 1,5 A. Ira = 1,5 A. Ura = 12 V. Ura = -12 V. ~ C A ~ B UA7912CK UA7812CK C1 C2 +12V -12V C3 C4 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 69 Dïng tô ho¸ tr•íc vµ sau æn ¸p ®Ó läc sãng hµi cã bËc cao: Chän C1 = C2 = C3 = C4 = 470 F chÞu ®•îc ®iÖn ¸p 35 V. 7.2. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p nguån nu«i: Ta thiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p kiÓu 3 pha 3 trô trªn mçi trô cã 3 cuén d©y: 1 s¬ cÊp vµ 2 thø cÊp. - §iÖn ¸p lÊy ra lµ : U2 = 5,2 V. - C«ng suÊt tiªu thô ë 2 IC TL084 vµ cæng AND lµ: PIC = 3 . 0,68 = 2,04 W. - C«ng suÊt biÕn ¸p xung cÊp cho cùc ®iÒu khiÓn. Px = 2. U®k. I®k = 2. 2. 0,15 = 0,6 W. - C«ng suÊt cña m¸y biÕn ¸p cã kÓ ®Õn 5% tæn thÊt trong m¸y . S = 1,05(PIC + Px) = 1,05(2,04 + 0,6) = 2,8 W. - Dßng ®iÖn thø cÊp m¸y biÕn ¸p . 2 2 S 2,8 I 0,0897 2.3.U 2.3.5,2 A. - Dßng ®iÖn s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p . 1 1 S 2,8 I 0,0043 3.U 3.220 A. - TiÕt diÖn trô cña m¸y biÕn ¸p ®•îc tÝnh theo c«ng thøc: T q S 2,8 Q K 6 0,82 m.f 3.50 cm2 . - Trong ®ã : + Kq = 6: hÖ sè phô thuéc ph•¬ng thøc lµm m¸t . + m = 3 : Sè trô m¸y biÕn ¸p. + f = 50 Hz : TÇn sè m¸y biÕn ¸p . ChuÈn ho¸ tiÕt diÖn trô: QT = 0,48 cm 2 . KÝch th•íc m¹ch tõ lµ thÐp dµy = 0,35 mm, sè l•îng thÐp lµ : 26. a = 12 mm. b = 10 mm. Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 70 h = 30 mm. HÖ sè Ðp chÆt Kc = 0,85 . Chän mËt ®é tõ c¶m B = 1 (T) ë trong trô. - Sè vßng d©y s¬ cÊp: 1 1 4 U 220 W 10112 4,44.f.B 4,44.50.1.0,98.10 vßng. Chän mËt ®é dßng ®iÖn J1 = J2 = 2,5 A/mm 2 . - TiÕt diÖn d©y quÊn s¬ cÊp. S1 = 00172,0 5,2 0043,0 1 1 J I mm2 . - ChuÈn ho¸ : S1 = 0,00785 mm 2 12,0 1,0 dcd d mm. - Sè vßng d©y thø cÊp: W2 = W1* 2 1 U 5,2 10112. U 220 = 239 vßng. - TiÕt diÖn d©y quÊn thø cÊp: S2 = 03588,0 5,2 0897,0 2 2 J I mm2 . - ChuÈn ho¸ S2 = 0,04155 mm 2 26,0 23,0 dcd d mm. a a h L c H Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 71 - Chän hÖ sè kld = 0,7 Víi kld = 2 2 1cd 1 2cd 2(d .W d .W ) 4 C.h . - ChiÒu réng cöa sæ: C= 2 2 1cd 1 2cd 2 cd (d .W d .W ) 4 k .h = 7,7 30*7,0 )239*26,010112*12,0( 4 22 mm. - Chän C = 12 mm. - ChiÒu dµi m¹ch tõ : L = 2c + 3a = 2.12+3.12 = 60 mm . - ChiÒu cao m¹ch tõ : H = h + 2a = 30 + 2.12 = 54 mm. TÝnh chän dièt cho bé chØnh l•u : - Dßng ®iÖn hiÖu dông qua dièt : ID = 0634,0 2 0897,0 2 2I A. - §iÖn ¸p ng•îc lín nhÊt mµ dièt ph¶i chÞu lµ : Unmax = 26.U 6.5,2 12,737 V . - Chän dièt cã ®iÖn ¸p ng•îc lín nhÊt : Unv = kdtu. Unmax = 1,8.12,737 = 22,9 V . - Chän dièt cã dßng ®iÖn ®Þnh møc : I®m = D 100 .I 20 = 5.0,0634 = 0,317 A . * Chän dièt lo¹i KII 208 A cã c¸c th«ng sè : - Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I®m = 1,5 A . - §iÖn ¸p ng•îc cùc ®¹i Unv = 100 V . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 72 Ch•¬ng IV. TÝnh chän c¶m biÕn ®Ó x©y dùng hÖ kÝn Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 73 I. TÝnh chän c¶m biÕn: [H×nh 4.1] S¬ ®å kh©u ph¶n håi. Chän Uphi = 10 V . §iÖn ¸p sau khi chØnh l•u cÇu dièt lµ U = 360,6 V. Chän TI lo¹i 380/100 . C«ng suÊt 80 VA. §iÖn ¸p ra khái TI : U = 360,6.100 95 380 V. Dßng ®iÖn ra khái TI : I = 8,0 95 80 U S A. TÝnh chän D1 : - Dßng ®iÖn hiÖu dông qua cÇu chØnh l•u dièt: ID = 2 8,0 2 I = 0,6 A. - §iÖn ¸p lín nhÊt mµ dièt ph¶i chÞu: Unmax = 6 .U = 6 . 95 = 232,7 V. - Chän dièt cã dßng ®Þnh møc : I®mv = 25 100 . ID = 4 . 0,6 = 2,4 A. - Chän dièt cã ®iÖn ¸p lín nhÊt : Un = kdtu. Unmax = 1,8 . 232,7 = 418,86 V. Tra “T¯i liÖu thiÕt kÕ thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt” t¸c gi° TrÇn V¨n ThÞnh. Chän dièt cã ký hiÖu : 1N2284 cã c¸c th«ng sè : TI R R0 D1 Uphi Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 74 Un = 500 V. I®mv = 20 A. - Chän chiÕt ¸p R0 = 2 K . - Chän Uphi = 10 V . - Khi ®ã Rphi = 2000.10 47,7 418,86 . - Chän Rphi = 50 . II. ThiÕt lËp hÖ kÝn: Chän U® = 12 V. U0 = 12 V. Chän chiÕt ¸p R1 = R2 = 2 K . Chän D1 lµ lo¹i 1N400 chÞu ®•îc dßng 0,1 A. - TI R R0 D1 R1 Uphi + - + = U® U0 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 75 Ch•¬ng V. TÝnh ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu khiÓn Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 76 I. §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn cña ®éng c¬ : Muèn x©y dùng ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh ta ph¶i t×m ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn. V× ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn lµ c¬ së ®Ó x©y dùng c¸c ®Æc tÝnh ®iÒu chØnh khi thay ®æi ®iÖn trë m¹ch r«to. 1. §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn : §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn cña ®éng c¬ kh«ng bé lµ ®•êng cong phøc t¹p nªn muèn x©y dùng nã ta ph¶i x¸c ®Þnh nhiÒu ®iÓm cã to¹ ®é [M.S] . Ta cã c«ng thøc liªn quan gi÷a m«men vµ ®é tr•ît cña tr•îc cña ®éng c¬ kh«ng ®ång bé cã d¹ng : M = th th th thth aS S S S S aSM 2 )1(2 (5.1) . Trong ®ã: Mth = )(2 3 22 110 2 nm f xrr U . Sth = '2 2 2 2 2 1 nm R 0,836 0,24 r x 0,836 (1,67.2) . n = 1000 V/P . ®m = 98 1/S n®m = 936,3 V/P . 0 = 104,67 1/S n0 = 1000 V/P . Víi ®éng c¬ cã n®m = 936 V/P : Suy ra : Mth = 2 2 2 3.220 162,2 2.104,6(0,836 0,836 (1,67.2) ) . Ta cã thÓ tÝnh m«men ®Þnh møc : M®m = th dm th th dm thth aS S S S S aSM 2 )1(2 . Víi S®m = 064,0 1000 9361000 . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 77 1 ' 2 ' 1 ' 2 1 r r r r a . Suy ra : M®m = 2.162,2(1 1.0,24) 89,45 0,064 0,24 2.1.0,24 0,24 0,064 . §iÓm khëi ®éng ban ®Çu [ Mmm , S = 1 ] . Víi : Sth = 0,24 Mth = 162,2 a = 1 Tõ ph•¬ng tr×nh (5.1) : M = th th th th th 2M (1 aS ) 2.162,2(1 1.0,24) S S 0,24S 0,482aS 0,24 SS S . M = 48,0 24,0 24,0 256,402 S S (5.2) . Nh• vËy dùa vµo (5.2) ta chän hÖ sè tr•ît biÕn thiªn tõ 0 1 , ta sÏ x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ m«men t•¬ng øng nh• b¶ng d•íi ®©y: S 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 M(S) 0 73,29 122,02 160,26 159 146,45 132,17 119,01 107,57 97,79 89,45 82,31 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 78 Mth M®m M 1 0,9 0,6 0,5 0,8 0,4 0,3 0,7 0,2 0,1 0,05 0 1 2 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 79 II. §Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh(§Æc tÝnh c¬ biÕn trë): C¸c c«ng thøc cña ®Æc tÝnh c¬ nh©n t¹o th× kh¸c víi c¸c c«ng thøc ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn ë chç thay ®iÖn trë cña r«to bëi toµn bé ®iÖn trë cña m¹ch kÓ c¶ bªn trong vµ bªn ngoµi. Rf = ' 2r + R0 . Nh• vËy theo c«ng thøc (5.2) khi cã thªm ®iÖn trë ngoµi ë m¹ch r«to th× Mth vÉn gi÷ nguyªn gi¸ trÞ nh• khi nèi t¾t c¸c vµnh tr•ît . Cßn ®é tr•ît tíi h¹n th× phô thuéc nhiÒu vµo gi¸ trÞ ®iÖn trë ®ã . Khi ®ã: M = thnt thnt thnt thnttth aS S S S S aSM 2 )1(2 (5.3) . Sthnt = 22 1 ' 2 nm f Xr rR , athnt = fRr r ' 2 1 . Ta cã gi¸ trÞ ®iÖn trë ngoµi ®¼ng trÞ dïng ë mçi pha r«to ( cña s¬ ®å b×nh th•êng) dïng ®Ó x©y d•ngj ®Æc tÝnh c¬ nh©n t¹o ®•îc x¸c ®Þnh theo : R0=2Rf . Hay mét c¸ch ®¬n gi¶n nÕu coi r»ng khi dïng chØnh l•u cÇu t¹i tõng thêi ®iÓm dßng ®iÖn ch¹y qua hai pha r«to, do ®ã trong mçi pha ta ph¶i nèi mét ®iÖn trë cã gi¸ trÞ b»ng 1/2 gi¸ trÞ ®iÖn trë trong m¹ch mét chiÒu nªn ta cã: Rf = 1,7 2 17,14 2 0R . Nh• vËy: Sthnt = 'f 2 2 2 2 2 1 nm R r 7,1 0,836 2,3 r X (0,836) (1,67.2) . athnt = 105,0 1,7836,0 836,0 ' 2 1 fRr r . Thay : Sthnt = 2,3 . athnt = 0,105 . Vµo biÓu thøc (5.30 ta ®•îc: Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 80 M = 2.162,2(1 0,105.2,3) S 2,3 0,483 2,3 S . M = 483,0 3,2 3,2 74,402 S S (5.4) . Dùa vµo (5.4) ta cho hÖ sè tr•ît S biÕn thiªn tõ 0 1 ta sÏ x¸c ®Þnh ®•îc c¸c gi¸ tri M t•¬ng øng ®•îc tÝnh to¸n ë b¶ng sau: S 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 M 0 8,66 17,11 33,67 49,41 62,86 75,98 87,98 98,87 108,67 117,42 125,16 BiÓu diÔn c¸c gi¸ tri cña b¶ng trªn trôc to¹ ®é (M,S) ta ®•îc ®•êng ®Æc tÝnh nh©n t¹o ®•êng 2 trªn (h×nh 5.1) . Nh• vËy ph¹m vi cña hÖ ®iÒu chØnh ®•îc giíi h¹n tõ ®•êng ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn 1 ®Õn ®•êng ®Æc tÝnh c¬ biÕn trë 2 nh• trªn (h×nh 5.1) . Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 81 KÕt luËn Sau mét thêi gian lµm viÖc miÖt mµi vµ c¨ng th¼ng, d•íi sù h•íng dÉn trùc tiÕp, tËn t×nh cña thÇy gi¸o: "NguyÔn Trung S¬n" víi ®Ò tµi ®•îc giao: "ThiÕt kÕ hÖ ®iÒu chØnh tèc ®é ®«ng c¬ kh«ng ®ång bé r«to d©y quÊn b»ng ph•¬ng ph¸p ®iÖn trë xung ë r«to". Víi c¸c néi dung sau: 1. Ch•¬ng I: Tæng quan vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 3 pha. 2. Ch•¬ng II: TÝnh chän m¹ch ®éng lùc 3. Ch•¬ng III: TÝnh chän m¹ch ®iÒu khiÓn. 4. Ch•¬ng IV: TÝnh chän c¶m biÕn ®Ó x©y dùng hÖ kÝn. 5. §Æc tÝnh c¬. Toµn bé néi dung cña ®å ¸n tèt nghiÖp ®•îc tr×nh bµy lÇn l•ît qua c¸c phÇn trªn. §Õn h«m nay em ®· hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. Tuy nhiªn, thêi gian hoµn thµnh ®å ¸n còng kh«ng dµi, còng nh• kiÕn thøc n¾m b¾t ch•a ®•îc s©u s¾c, mÆt kh¸c tµi liÖu tham kh¶o hiÕm hoi. Do ®ã kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt nhÊt ®Þnh. Em mong ®•îc sù chØ b¶o rÊt nhiÒu cña quÝ thÇy c«, cïng b¹n bÌ. Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o: "NguyÔn Trung S¬n" ®· tËn t×nh, gióp ®ì em hoµn thµnh ®å ¸n nµy. Em còng xin ch©n thµnh c¶m ¬n tÊt c¶ c¸c thÇy c« gi¸o trong bé m«n "ThiÕt bÞ ®iÖn - ®iÖn tö" Tr•êng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi ®· t¹o ®iÒu kiÖn, gióp ®ì em trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp, rÌn luyÖn võa qua. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n rÊt nhiÒu. Hµ Néi, ngµy 30 th¸ng 05 n¨m 2003 Sinh viªn thùc hiÖn TrÇn Minh TiÕu Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 82 Tµi liÖu tham kh¶o 1. §iÖn tö c«ng suÊt. T¸c gi¶: NguyÔn BÝnh. 2. Kü thuËt biÕn ®æi ®iÖn n¨ng T¸c gi¶: NguyÔn BÝnh 3. §iÖn tö c«ng suÊt vµ ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn. T¸c gi¶: Lª V¨n Doanh 4. Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng T¸c gi¶: Bïi §×nh TiÕu, Ph¹m Duy Nhi. 5. Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng ®iÖn. T¸c gi¶: Ph¹m C«ng Ng« 6. §iÒu chØnh tù ®éng truyÒn ®éng ®iÖn. T¸c gi¶: Bïi Quèc Kh¸nh, Ph¹m Quèc H¶i, NguyÔn V¨n LiÔn, D•¬ng V¨n Nghi. 7. TruyÒn ®éng ®iÖn. T¸c gi¶: Bïi Quèc Kh¸nh, NguyÔn V¨n LiÔn, NguyÔn ThÞ HiÒn. 8. C¸c ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ trong truyÒn ®éng ®iÖn. T¸c gi¶: Bïi §×nh TiÕu, Lª Tßng 9. Trang bÞ §iÖn - §iÖn tö c«ng nghiÖp T¸c gi¶: Vò Quang Håi. 10. S¬ ®å ch©n linh kiÖn b¸n dÉn. T¸c gi¶: D•¬ng Minh TrÝ. 11. 10.000 Tranzistor quèc tÕ 12. Kü thuËt ®iÖn tö. T¸c gi¶: §ç Xu©n Thô 13. ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn. T¸c gi¶: Ng« Hång Quang - Vò V¨n TÈm. 14. Tµi liÖu "H•íng dÉn thiÕt kÕ ®iÖn tö c«ng suÊt" T¸c gi¶: TrÇn V¨n ThÞnh. Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 83 Môc lôc Trang Lêi nãi ®Çu .................................................................................................... 1 Ch•¬ng I: Tæng quan vÒ ®iÒu chØnh ............................................................ 3 tèc ®é §CK§B 3 PHA .................................................................................. 3 I. Giíi thiÖu §CK§B vµ kÕt cÊu: ................................................................ 4 II. §Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ K§B roto d©y quÊn: ......................................... 4 III. C¸c ph•¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B : .............................. 7 1. §iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬ K§B b»ng c¸ch thay ®æi tÇn sè: ......... 7 2. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B b»ng ph•¬ng ph¸p thay ®æi sè ®«i cùc: ....................................................................................................... 10 3. §iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ K§B r«to d©y quÊn b»ng ph•¬ng ph¸p thay ®æi hÖ sè tr•ît: ...................................................................................... 14 3.1. §iÒu chØnh ®iÖn ¸p nguån cÊp vµo stato ®éng c¬ K§B. .............. 14 Ch•¬ng II: TÝnh chän m¹ch ®éng lùc ....................................................... 31 I. Chän m¹ch ®éng lùc : ............................................................................ 32 II. TÝnh to¸n m¹ch ®éng lùc: ..................................................................... 35 1. TÝnh chän Aptomat : ......................................................................... 36 2. Chän c«ng t¾c t¬ vµ c¸c nót Ên : ........................................................ 36 3. TÝnh chän Di«t : ................................................................................ 37 4. TÝnh chän Thiritor: ........................................................................... 38 5. TÝnh chän ®iÖn trë phô : .................................................................... 39 6. TÝnh chän Ld : ................................................................................... 40 7. TÝnh chän tô C : ................................................................................ 41 8. TÝnh chän L2: .................................................................................... 41 Ch•¬ng III: TÝnh chän m¹ch ®iÒu khiÓn ................................................... 43 I. C¸c yªu cÇu ®èi víi m¹ch ®iÒu khiÓn : .................................................. 44 1. Yªu cÇu vÒ ®é lín xung ®iÒu khiÓn : ................................................. 44 2. Yªu cÇu vÒ ®é réng xung ®iÒu khiÓn: ................................................ 44 Gi¸o viªn h•íng dÉn: NguyÔn Trung S¬n Sinh viªn: TrÇn Minh TiÕu Trang 84 3. Yªu cÇu vÒ ®é dèc s•ên tr•íc cña xung: ........................................... 45 4. Yªu cÇu ®é ®èi xøng cña xung trong c¸c kªnh ®iÒu khiÓn :............... 45 5. Yªu cÇu vÒ ®é tin cËy:....................................................................... 45 6. Yªu cÇu vÒ l¾p r¸p, vËn hµnh: ........................................................... 45 II. CÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn: .................................................................... 46 III. X©y dùng m¹ch ®iÒu khiÓn: ................................................................ 46 1. Kh©u t¹o tÇn sè (t¹o dao ®éng): ........................................................ 47 2. Kh©u so s¸nh: ................................................................................... 49 3. Kh©u t¹o xung – khuÕch: ................................................................ 53 IV. Chän m¹ch ®iÒu khiÓn : ...................................................................... 55 V. TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn : ................................................................. 59 1. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p xung:............................................................. 59 2. TÝnh to¸n kh©u khuÕch ®¹i c«ng suÊt: ............................................... 62 3. TÝnh chän kh©u trÔ: ........................................................................... 64 4. TÝnh chän kh©u so s¸nh : .................................................................. 65 5. TÝnh chon kh©u ph¶n håi tèc ®é: ................................................... 65 6. TÝnh chän kh©u ®a hµi :..................................................................... 67 7. TÝnh chän nguån nu«i : ..................................................................... 68 7.1. S¬ ®å nguyªn lý : ....................................................................... 68 7.2. TÝnh to¸n m¸y biÕn ¸p nguån nu«i: ............................................ 69 Ch•¬ng IV: TÝnh chän c¶m biÕn ®Ó x©y dùng hÖ kÝn ............................... 72 I. TÝnh chän c¶m biÕn: .............................................................................. 73 II. ThiÕt lËp hÖ kÝn: ................................................................................... 74 Ch•¬ng V: TÝnh ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu khiÓn ......................................... 75 I. §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn cña ®éng c¬ : ........................................................ 76 1. §Æc tÝnh c¬ tù nhiªn : ........................................................................ 76 II. §Æc tÝnh c¬ cña hÖ ®iÒu chØnh(§Æc tÝnh c¬ biÕn trë): ............................ 79 KÕt luËn ....................................................................................................... 81 Tµi liÖu tham kh¶o ..................................................................................... 82