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

Lời nói đầu Trong công nghiệp máy điện không đồng bộ ba pha là loại động cơ chiếm một tỷ lệ rất lớn so với các loại động cơ khác. Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành hạ, nguồn cung cấp lấy ngay trên lưới công nghiệp, dải công suất động cơ rất rộngt ừ vài trăm W đến hàng ngàn kW. Tuy nhiên các hệ truyền động có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ không đồng bộ lại có tỷ lệ nhỏ so với động cơ một chiều. Đó là điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ gặp nhiều khó khăn và dải điều chỉnh hẹp. Nhưng với sự ra đời và phát triển nhanh của dụng cụ bán dẫn công suất như: Diốt, Triắc tranzitor công suất, Thiristor có cực khoá Thì các hệ truyền động có điều chỉnh tốc độ dùng động cơ không đồng bộ mới được khai thác mạnh hơn. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên và trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, bản đồ án này nghiên cứu: "Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôtô dây quấn bằng phương pháp điện trở xung ở mạch rôto". Nội dung của đồ án gồm 5 chương. 1. Chương I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha. 2. Chương II: Tính chọn mạch động lực 3. Chương III: Tính chọn mạch điều khiển. 4. Chương IV: Tính chọn cảm biến để xây dựng hệ kín. 5. Đặc tính cơ.

pdf84 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2500 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ môn học Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôtô dây quấn bằng phương pháp điện trở xung ở mạch rôto, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfĐồ môn học Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ rôtô dây quấn bằng phương pháp điện trở xung ở mạch rôto.pdf
Luận văn liên quan