Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäi

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

1. Ñieän töû coâng suaát.Taùc giaû : Leâ Vaên Doanh, Nguyeãn

Theá Coâng,Traàn Vaên Thònh.

2. Taøi lieäu höôùng daãn thieát keá ñieän töû coâng suaát.

Taùc giaû : Traàn Vaên Thònh.3. Giaùo trình truyeàn ñoäng ñieän.

Taùc giaû : Buøi Ñình Tieáu.4. Truyeàn ñoäng ñieän.

Taùc giaû : Buøi Quoác Khaùnh, Nguyeãn Vaên Lieãn,

Nguyeãn Thò Hieàn.5. Ñieän töû coâng suaát.

Taùc giaû : Nguyeãn Bính.6. Kó thuaät ñieän töû.

Taùc giaû : Ñoã Xuaân Phuï.7. Maùy ñieän II.

Taùc giaû : Vuõ Gia Hanh, Traàn Khaùnh Haø,

Phan Töû Thuï, Nguyeãn Vaên Saùu.8. Ñieàu chænh töï ñoäng truyeàn ñoäng ñieän.

Taùc giaû : Buøi Quoác Khaùnh, Nguyeãn Vaên Lieãn,

Phaïm Quoác Haûi, Döông Vaên Nghò.9. Thieát keá maùy bieán aùp.

Taùc giaû : Phan Töû Thuï.10. Lí thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng.

Taùc giaû : Nguyeãn Thöông Ngoâ.

Nguyeãn Vaên Coâng


MUÏC LUÏC

Trang

Lôøi noùi ñaàu 1

Chöông IToång quan ñieàu chænh toác ñoä ñoäng

cô

ñieän moät chieàu.

I. Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng phöông

phaùp

thay ñoåi giaù trò ñieän trôû maïch phaàn öùng.

4

II. Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch

thay

ñoåi töø thoâng cuoän daây kích töø. 6

III. Phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô

baèng

phöông phaùp thay ñoåi ñieän aùp phaàn öùng.

8

IV. Keát luaän choïn phöông phaùp ñieàu khieån.

9

V. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån toác ñoä ñoäng

cô

baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp phaàn öùng.

9

Chöông II Toång quan boä chænh löu tónh coù

ñieàu

khieån.



I. Chænh löu moät nöûa chu kì coù ñieàu khieån

20

II. Chænh löu caû chu kì vôùi bieán aùp coù trung

tính 21

III. Chænh löu caàu moät pha coù ñieàu khieån 22

IV. Chænh löu tia ba pha coù ñieàu khieån 23

V. Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån ñoái xöùng

25

VI. Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng

ñoái

xöùng. 27

VII. Chænh löu tia saùu pha. 28

VIII. Keát luaän choïn sô ñoà maïch ñieàu khieån.

30

Chöông III Tính

choïn maïch ñoäng löïc.

I. Tính choïn Tiristor. 32

II. Tính toaùn maùy bieán aùp cho boä chænh löu.

34

III. Thieát keá cuoän khaùng loïc. 46

IV. Tính choïn caùc thieát bò baûo veä maïch ñoäng

löïc. 56

Chöông IVTính choïn maïch ñieàu khieån

I. Lí thuyeát maïch ñieàu khieån. 62

II. Caáu truùc maïch ñieàu khieån. 64

III. Thieát keá caùc khaâu trong maïch ñieàu khieån.

65

IV. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maïch ñieàu

khieån. 74



Chöông V Ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa heä

I. Xaây döïng ñaëc tính cô cuûa heä hôû. 88

II. Daûi ñieàu chænh cuûa heä. 90

III. Sai soá tónh lôùn nhaát cuûa heä. 90



CHÖÔNG I

TOÅNG QUAN VEÀ ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG

CÔ ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU.

Xeùt phöông trình caân baèng ñieän aùp cuûa maïch

phaàn öùng ñoäng cô ñieän moät chieàu:

U = E + Rö.I ( I – 1 )

Trong ñoù:

U – ñieän aùp phaàn öùng ñoäng cô (V);

E – söùc ñieän ñoäng phaàn öùng ñoäng cô (V);

Rö – ñieän trôû cuûa maïch phaàn öùng ( ).

Söùc ñieän ñoäng cuûa maïch phaàn öùng ñoäng cô

ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:

E = .. = K.. ( I – 2 )

Trong ñoù:

K = laø heä soá phuï thuoäc vaøo keát caáu

cuûa ñoäng cô;

a - soá maïch nhaùnh song song cuûa cuoän daây

phaàn öùng;

p – laø soá ñoâi cöïc töø chính;

N – toång soá thanh daãn taùc duïng cuûa cuoän

daây phaàn öùng;

- töø thoâng kích töø;

- toác ñoä goùc ( rad/s ).

= =

Töø ( I – 1 ) vaø ( I – 2 ) suy ra :

( I – 3 )

Phöông trình ( I – 3 ) laø phöông trình ñaëc tính cô ñieän

cuûa ñoäng cô.

Maët khaùc moâmen ñieän töø cuûa ñoäng cô ñöôïc xaùc

ñònh theo coâng thöùc :



( I – 4)

Töø phöông trình ( I –3 ) vaø ( I – 4) ta ñöôïc :

(I – 5)

Neáu boû qua caùc toån thaát ma saùt trong caùc oå

truïc, toån thaát trong theùp, toån thaát trong daây quaán

ñoäng cô thì ta coù : Mcô = Mñt

Ñeå ñôn giaûn ta kí hieäu : Mcô = Mñt = M , luùc ñoù ta

coù :

( I - 6)

Phöông trình ( I-6) laø phöông trình ñaëc tính cô cuûa

ñoäng cô ñieän moät chieàu.

Töø phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô, ta nhaän

thaáy toác ñoä phuï thuoäc vaøo 3 thoâng soá laø : R, , U.

Do vaäy coù 3 phöông phaùp ñieàu khieån ñoäng cô ñieän

moät chieàu nhö sau :

- Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay ñoåi

giaù trò ñieän trôû maïch phaàn öùng cuûa ñoäng cô.

- Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay ñoåi

töø thoâng .- Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay ñoåi

giaù trò ñieän aùp phaàn öùng.

I. Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay

ñoåi giaù trò ñieän trôû maïch phaàn öùng.

Giaû thieát U = Uñm = const. Muoán thay ñoåi giaù trò

ñieän trôû maïch phaàn öùng, baèng caùch maéc theâm

moät ñieän trôû phuï Rf vaøo maïch phaàn öùng vaø thay

ñoåi giaù trò ñieän trôû Rf thì toác ñoä ñoäng cô seõ thay

ñoåi theo. Vaäy phöông trình ñaëc tính cô luùc naøy seõ laø :



Ta thaáy raèng khi thay ñoåi giaù trò ñieän trôû Rf thì

toác ñoä seõ thay ñoåi theo.

- Xeùt ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu khi

maéc Rf vaøo maïch ñieän phaàn öùng nhö sau :

Ta coù :

Trong ñoù :

o – laø toác ñoä khoâng taûi, o = const;

- laø ñoä suït toác ñoä.

- Theo ñöôøng ñaëc tính ta coù :

Ta giaû thieát U, , Iö, laø nhöõng haèng soá. Do vaäy

neân moâmen M cuõng laø haèng soá.

Maët khaùc, vì Rö < Rf1 < Rf2 neân ta coù :

- Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô :

Ñoä cöùng ñaëc tính cô töï nhieân :


1= ñm

2

3

M

(3) Rf2 > Rf1

(2) Rf1 > 0

(1) Rö = RTN

MC = Mñm

o


Vaäy .

Nhaän xeùt :

- Neáu ôû cuøng moät giaù trò moâmen caûn MC thì

ñoä suït toác ñoä seõ caøng lôùn neáu ñieän trôû cuûa maïch

phaàn öùng caøng lôùn vaø laøm cho toác ñoä ñoäng cô bò

suy giaûm, ñoàng thôøi laøm cho ñoä cöùng cuûa ñaëc tính

cô caøng giaûm, töùc laø ñaëc tính cô caøng doác. Döïa vaøo

ñaëc tính cô ta thaáy, toác ñoä laøm vieäc 2, 3 ôû caùc

ñöôøng ñaëc tính ñieàu chænh (2) vaø (3) nhoû hôn toác

ñoä ñm treân ñöôøng ñaëc tính töï nhieân. Vaäy toác ñoä

truyeàn ñoäng chæ ñöôïc ñieàu chænh veà phía döôùi, töùc

laø toác ñoä ñieàu chænh nhoû hôn toác ñoä ñònh möùc.

- Hieäu suaát cuûa phöông phaùp naøy thaáp.

Ta coù :

Maët khaùc ta coù :

Theo giaû thieát ôû treân, ta coù U, Iö, , Mc laø nhöõng

haèng soá vaø laø nhöõng ñaïi löôïng ñònh möùc. Neân ta

coù:

Suy ra , vaäy khi ñieàu chænh toác ñoä theo

phöông phaùp naøy seõ khoâng kinh teá, do coù toån hao

treân caùc ñieän trôû phuï neân laøm cho hieäu suaát cuûa

thieát bò giaûm. Vì vaäy neân phöông phaùp naøy trong

thöïc teá ít söû duïng.

II. Ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô baèng caùch thay

ñoåi töø thoâng cuûa cuoän daây kích töø.



Giaû thieát U = Uñm = const vaø Rö = const. Muoán thay

ñoåi töø thoâng thì ta phaûi thay ñoåi doøng ñieän kích töø

Ikt. Ta coù phöông trình ñaëc tính cô nhö sau:

Trong ñoù :

o – laø toác ñoä khoâng taûi, o = var ;

- laø ñoä suït toác ñoä, = var.

- Ta coù ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô khi thay ñoåi töø

thoâng maïch kích töø nhö sau:

Ñöôøng (1) laø ñöôøng öùng vôùi khi 1 = ñm ;

Ñöôøng (2) laø ñöôøng öùng vôùi khi 2 < 1 = ñm.

Theo ñöôøng ñaëc tính cô ta coù :

- Ñoä cöùng cuûa ñaêc tính cô:

Do caáu truùc cuûa maùy ñieän nhaát ñònh neân cuoän

daây kích töø chæ chòu ñöôïc doøng kích töø ñònh möùc, do

vaäy thöïc teá chæ söû duïng phöông phaùp ñieàu chænh

giaûm töø thoâng ( <ñm ). Khi ta cho giaûm töø thoâng thì

luùc ñoù toác ñoä khoâng taûi seõ taêng leân.

Nhaän xeùt:


M

Mmax1 Mmax2

02

01(2)

(1)

02

01

ñm

Iñm Imax

I


- Ñaëc tính ñieàu chænh theo töø thoâng coù ñoä cöùng

caøng giaûm xuoáng neáu nhö ta caøng giaûm töø thoâng,

töùc laø ñaëc tính cô caøng doác. Nghóa laø toác ñoä thì seõ

taêng voït coøn moâmen thì giaûm nhanh, laøm cho heä soá

quaù taûi giaûm. Vì vaäy laøm cho ñoäng cô laøm vieäc

keùm oån ñònh.

- Vieäc ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô baèng phöông

phaùp giaûm töø thoâng khoâng phuø hôïp vôùi nhöõng taûi

coù moâmen caûn laø haèng soá ( MC = const ). Vì MC = KM.

.I = const . Do vaäy khi giaûm thì laøm cho I taêng leân

gaây phaùt noùng ñoäng cô.

- Giaûi ñieàu chænh cuûa phöông phaùp naøy cuõng bò

haïn cheá bôûi toác ñoä cao nhaát cuûa ñoäng cô, khi toác

ñoä cao quaù thì coù theå laøm hoûng phaàn quay cuûa

ñoäng cô do löïc li taâm lôùn.

III. Phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô

baèng caùch thay ñoåi giaù trò ñieän aùp phaàn öùng.

Giaû thieát = ñm = const, khi ta thay ñoåi giaù trò ñieän

aùp phaàn öùng thì ta coù toác ñoä khoâng taûi lí töôûng

cuõng thay ñoåi theo. Do caáu truùc cuoän daây phaàn öùng

chæ chòu ñöôïc ñieän aùp Uñm neân thöïc teá chæ söû duïng

phöông phaùp ñieàu chænh giaûm ñieän aùp phaàn öùng.

Toác ñoä khoâng taûi vaø ñoä suït toác :

; .

- Ñaëc tính cô :

- Ñoä cöùng ñaëc tính cô :


Uñ

m

U1

U2

U3

o

o1

o2

o3

M


Khi giaûm ñieän aùp phaàn öùng ñoäng cô thì ta ñöôïc

moät hoï ñaëc tính cô song song vaø naèm veà phía döôùi

ñaëc tính cô töï nhieân. Vaø khi giaûm ñieän aùp phaàn öùng

thì toác ñoä ñoäng cô giaûm xuoáng töông öùng vôùi moät

phuï taûi nhaát ñònh.

Nhaän xeùt:

- Caùc ñaëc tính cô nhaân taïo coù ñoä doác khoâng ñoåi

( töùc laø = const ), neân toác ñoä ñieàu chænh ñöôïc oån

ñònh töông ñoái.

- Phöông phaùp naøy coù theå ñieàu chænh ñöôïc voâ

caáp toác ñoä.

- Daûi ñieàu chænh toác ñoä cuûa phöông phaùp naøy

raát lôùn.

- Phöông phaùp naøy coù theå töï ñoäng hoùa maïch

ñieàu khieån vaø maïch ñoäng löïc vaø coù theå laøm vieäc

ôû caû 4 goùc phaàn tö cuûa ñoà thò ñaëc tính cô.

- Hieäu suaát cuûa phöông phaùp naøy töông ñoái cao

vaø gioáng nhau ôû caùc ñöôøng ñaëc tính do khoâng coù

toån hao treân ñieän trôû.

IV. Keát luaän choïn phöông phaùp ñieàu khieån :

Trong ba phöông phaùp ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô

noùi treân thì ta nhaän thaáy phöông phaùp ñieàu chænh

toác ñoä ñoäng cô baèng phöông phaùp giaûm ñieän aùp

phaàn öùng laø hieäu quaû hôn caû vì nhöõng öu ñieåm noùi

treân. Vaäy ta choïn phöông phaùp giaûm ñieän aùp phaàn

öùng ñoäng cô ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô.

V. Caùc phöông phaùp ñieàu khieån toác ñoä ñoäng cô

baèng caùch thay ñoåi ñieän aùp phaàn öùng.

1. Nguyeân lyù ñieàu chænh:

Ñeå ñieàu chænh ñieän aùp phaàn öùng ta duøng moät

boä bieán ñoåi ñieàu chænh ñöôïc ñieän aùp ñaàu vaøo caáp

cho maïch phaàn öùng ñoäng cô.


~

KTBBÑ


Boä bieán ñoåi BBÑ duøng ñeå bieán ñoåi ñieän xoay

chieàu cuûa löôùi thaønh ñieän moät chieàu vaø ñieàu

chænh ñieän aùp ra cuûa noù theo yeâu caàu. Hieän nay

thöôøng duøng ba loaïi boä bieán ñoåi sau ñaây :

- Boä bieán ñoåi maùy phaùt ñieän moät chieàu.

- Boä bieán ñoåi xung aùp moät chieàu.

- Boä chænh löu baùn daãn.

Töông öùng vôùi vieäc söû duïng boä bieán ñoåi, ta coù

caùc heä truyeàn ñoäng nhö sau :

- Heä truyeàn ñoäng maùy phaùt – ñoäng cô ( heä F – Ñ ).

- Heä truyeàn ñoäng xung aùp – ñoäng cô ñieän moät

chieàu ( heä XA – Ñ ).

- Heä truyeàn ñoäng chænh löu Tiristor – ñoäng cô ( heä T

– Ñ ).

Töø sô ñoà nguyeân lí noùi treân, ta coù sô ñoà khoái nhö

sau :

Ta coù phöông trình caân baèng ñieän aùp nhö sau :

E = Ubñ – ( Rbñ + Rö )IöSuy ra :

Trong ñoù :

laø toác ñoä khoâng taûi lí töôûng;


IRbñ Rö

Ubñ E


laø söùc ñieän ñoäng daây quaán

phaàn öùng ñoäng cô.

Ubñ = Ka.Uñk

vôùi : Ka- heä soá khueách ñaïi cuûa boä nguoàn.

Uñk – ñieän aùp ñieàu khieån.

Vaäy :

2. Heä truyeàn ñoäng maùy phaùt – ñoäng cô ( MF –

ÑC ).

- Sô ñoà nguyeân lí :

Giaû thieát toác ñoä cuûa maùy phaùt MF laø F = const,

söùc ñieän ñoäng cuûa maùy phaùt EF = f( Ikt ) theo qui luaät

ñöôøng cong töø hoùa. Neáu coi maïch töø cuûa maùy phaùt

khoâng baõo hoøa thì ñaëc tính EF = f( Ikt ) coù daïng ñöôøng

thaúng.

Ta coù :

Trong ñoù :

- laø heä soá caáu truùc cuûa maùy

ñieän moät chieàu;

- laø töø thoâng kích töø maùy phaùt;

- laø heä soá goùc cuûa ñöôøng ñaëc tính töø

hoùa maùy phaùt ( ôû ñoïan tuyeán tính);


—

+

KTÑCRfKTF

ÑCSC

~

F Ñ


Vì daây quaán kích thích cuûa maùy phaùt ñöôïc caáp

bôûi nguoàn aùp Uktf neân luùc naøy ta coù :

suy ra : Iktf Uktf

Söùc ñieän ñoäng cuûa maùy phaùt trong tröôøng hôïp

naøy seõ tæ leä vôùi ñieän aùp kích thích bôûi heä soá tæ

leä Ku , vì vaäy ta coù theå vieát :

Ef = Ku.Uktf

Maø ñieän aùp cuûa boä bieán ñoåi Ubñ chính laø Ef neân

ta coù phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô nhö sau :

- Toác ñoä khoâng taûi lí töôûng cuûa ñoäng cô :

(1)

- Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô :

= const (2)

Töø (1) vaø (2) chöùng toû raèng khi thay ñoåi doøng

kích töø töø maùy phaùt thì toác ñoä khoâng taûi cuûa

ñoäng cô seõ thay ñoåi coøn ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô thì

giöõ nguyeân. Vì vaäy ñaëc tính cô ñieàu chænh seõ laø hoï

ñöôøng thaúng song song nhö sau :

+ Goùc phaàn tö thöù (I) vaø (III), toác ñoä quay vaø

moâmen quay M cuûa ñoäng cô quay cuøng chieàu nhau.

Ñaây laø cheá ñoä ñoäng cô, noùi leân raèng naêng löôïng

ñöôïc vaän chuyeån thuaän chieàu töø nguoàn maùy

phaùt ñoäng cô taûi.


Uktf = 0(III) (IV)

(I)(II)

o

M


+ Goùc phaàn tö (II) vaø (IV), toác ñoä quay vaø

moâmen quay M cuûa ñoäng cô quay ngöôïc chieàu nhau.

Ñaây ñöôïc goïi laø cheá ñoä haõm taùi sinh cuûa ñoäng cô,

noùi leân raèng naêng löôïng ñöôïc vaän chuyeån theo

chieàu töø taûi ñoäng cô maùy phaùt nguoàn, luùc

naøy maùy phaùt vaø ñoäng cô ñoåi chöùc naêng cho nhau .

Haõm taùi sinh trong heä F – Ñ ñöôïc khai thaùc trieät ñeå

khi giaûm toác ñoä, haõm ñeå ñaûo chieàu quay vaø haõm

khi laøm vieäc oån ñònh vôùi taûi

coù tính theá naêng.

Nhaän xeùt :

Heä truyeàn ñoäng F – Ñ coù ñaëc tính ñoäng raát toát

vaø linh hoaït khi chuyeån ñoåi traïng thaùi laøm vieäc, khaû

naêng quaù taûi lôùn. Tuy nhieân, heä F – Ñ duøng nhieàu

maùy ñieän quay, trong ñoù seõ coù ít nhaát laø 2 maùy

ñieän moät chieàu, vì vaäy neân seõ gaây oàn lôùn, coâng

suaát laép ñaët maùy phaùt lôùn ít nhaát gaáp 3 laàn coâng

suaát ñoäng cô, cho neân hieäu suaát cuûa heä truyeàn

ñoäng naøy khoâng cao. Ngoaøi ra, do maùy phaùt moät

chieàu coù töø dö, ñaëc tính töø hoùa coù treã neân khoù

ñieàu chænh toác ñoä theo yù muoán.

3. Heä truyeàn ñoäng xung aùp – ñoäng cô ( XA –

ÑC ).

Boä bieán ñoåi xung aùp laø moät nguoàn ñieän aùp

duøng ñeå ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô ñieän moät

chieàu.

- Sô ñoà nguyeân lí vaø giaûn ñoà xung aùp :


+

Vo

-

KTÑC

K

ÑCU

TCK

t2

t1

t

Ud


Ñeå caûi thieän daïng soùng cuûa doøng ñieän phaàn

öùng, ta theâm vaøo maïch moät van ñeäm V0 .

Coù theå söû duïng Tiristor hoaëc Traênzitor coâng suaát

ñeå thay theá cho khoùa K trong maïch treân. Khi ñoùng caét

khoùa K, treân phaàn öùng ñoäng cô seõ coù ñieän aùp

bieán ñoåi theo daïng xung vuoâng. Khi ôû traïng thaùi

doøng lieân tuïc thì giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp ra seõ

laø:

Trong ñoù :

t1 – thôøi gian khoùa ôû traïng thaùi ñoùng ;

t2 – thôøi gian khoùa ôû traïng thaùi môû;

TCK – thôøi gian thöïc hieän moät chu kì ñoùng

môû cuûa khoùa;

- laø ñoä roäng cuûa xung aùp.

Vaäy ta coù theå coi boä bieán ñoåi xung ñaúng trò vôùi

nguoàn lieân tuïc coù ñieän aùp ra Ud vaø Ud coù theå thay

thay ñoåi ñöôïc baèng caùch thay ñoåi ñoä roäng xung . Maët khaùc, thôøi gian moät chu kì ñoùng caét cuûa khoùa K

raát nhoû so vôùi haèng soá thôøi gian cô hoïc cuûa heä

truyeàn ñoäng, neân ta coi toác ñoä vaø söùc ñieän ñoäng

phaàn öùng ñoäng cô khoâng thay ñoåi trong thôøi gian TCK .

- Ñaëc tính ñieàu chænh cuûa heä XA - ÑC :

(1)

(2)

Khi thay ñoåi ta ñöôïc hoï ñöôøng thaúng song song coù

ñoä cöùng = const vaø toác ñoä khoâng taûi lí töôûng o

thay ñoåi theo . Neáu nguoàn voâ cuøng lôùn thì ta coù


Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäitheå boû qua Rbñ , khi ñoù ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô cuûa

heä coù ñoä cöùng laø:

Toác ñoä khoâng taûi lí töôûng o phuï thuoäc vaøo chæ

laø giaù trò giaû ñònh. Noù coù theå toàn taïi neáu nhö

doøng trong heä laø lieân tuïc keå caû khi giaù trò doøng

tieán ñeán 0. Vì vaäy, bieåu thöùc (1) vaø (2) chæ ñuùng

vôùi traïng thaùi doøng lieân tuïc.

Khi doøng ñieän ñuû nhoû thì heä seõ chuyeån trang

thaùi töø doøng lieân tuïc sang traïng thaùi doøng giaùn

ñoaïn. Khi ñoù caùc phöông trình ñaëc tính ñieàu chænh noùi

treân khoâng coøn ñuùng nöõa maø luùc naøy ñaëc tính

cuûa heä laø nhöõng ñöôøng cong raát doác.

Nhaän xeùt :

+ Taát caû ñaëc tính ñieàu chænh cuûa heä XA – ÑC khi

doøng ñieän giaùn ñoaïn ñeàu coù chung moät giaù trò

khoâng taûi lí töôûng, chæ ngoaïi tröø tröôøng hôïp = 0.

+ Boä nguoàn xung aùp caàn ít van daãn neân voán

ñaàu tö ít. Heä ñôn giaûn chaéc chaén.


1

2

3

4

5

M ( I )

o


+ Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô lôùn.

+ Ñieän aùp daïng xung neân gaây ra toån thaát phuï

khaù lôùn trong ñoäng cô. Khi laøm vieäc ôû traïng thaùi

doøng ñieän giaùng ñoaïn thì ñaëc tính laøm vieäc keùm oån

ñònh vaø toån thaát naêng löôïng nhieàu.

4. Heä truyeàn ñoäng chænh löu – ñoäng cô ( CL –

ÑC ).


Heä truyeàn ñoäng chænh löu coù ñieàu khieån – ñoäng

cô ( CL – ÑC ) coù boä bieán ñoåi laø caùc maïch chænh löu

coù ñieàu khieån, coù söùc ñieän ñoäng Ed phuï thuoäc vaøo

giaù trò cuûa xung ñieàu khieån ( töùc laø phuï thuoäc vaøo

goùc ñieàu khieån hay goùc môû Tiristor ).

Ñieän aùp chænh löu Ud ( hay Ed ) laø ñieän aùp khoâng

taûi ôû ñaàu ra, coù daïng ñaäp maïch vôùi soá laàn ñaäp

maïch laø n trong moät chu kì 2 cuûa ñieän aùp thöù caáp

maùy bieán aùp.

+ Vôùi sô ñoà chænh löu hình tia : n = m, trong ñoù m laø

soá pha.

+ Vôùi sô ñoà hình caàu : n = 2.m , m laø soá pha.

Giaû söû ñieän aùp thöù caáp cuûa maùy bieán aùp coù

daïng hình sin vôùi bieåu thöùc laø :

u2 = U2m.sin t = U2m.sin , ( vôùi = t ).

Trong khoaûng = ( 0 2 ) thì daïng ñieän aùp vaø

doøng ñieän laëp laïi nhö chu kì ban ñaàu neân ta chæ caàn

xeùt trong moät chu kì T = 2.- Sô ñoà thay theá cuûa heä CL – ÑC.


+

-

CL

ÑK

ÑC

KT


Khi van daãn thì ta coù phöông trình caân baèng ñieän

aùp nhö sau :

Suy ra :

Trong ñoù :

R = Rba + Rö + Rk

L = Lba + Lö + Lk

Vôùi :

a. Traïng thaùi doøng lieân tuïc :

ÔÛ traïng thaùi doøng lieân tuïc, khi van naøy chöa khoùa

thì van keá tieáp ñaõ môû, vieäc môû van keá tieáp laø

ñieàu kieän caàn ñeå khoùa van ñang daãn. Do vaäy, ñieän

aùp cuûa chænh löu seõ coù daïng ñöôøng bao cuûa ñieän

aùp thöù caáp maùy bieán aùp.

Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu :

Trong ñoù :


E

R

Tiristor

L

Ud~


laø goùc môû cuûa van;

laø ñieän aùp moät chieàu lôùn

nhaát ôû ñaàu ra chænh löu öùng vôùi =

0;

U2m laø trò bieân ñoä cuûa ñieän aùp thöù caáp

maùy bieán aùp;

n – soá laàn ñaäp maïch trong moät chu kì.

+ Boû qua suït aùp treân van, ta coù phöông trình ñaëc

tính cô nhö sau :

Trong ñoù :

Rö – ñieän trôû cuûa phaàn öùng ñoäng cô;

Rkh – ñieän trôû cuûa cuoän khaùng loïc;

Rba – ñieän trôû cuûa maùy bieán aùp, vôùi

Xba – ñieän khaùng maùy bieán aùp, vôùi

Rv – ñieän trôû cuûa caùc van, ( Rv raát nhoû coù

theå boû qua );

- ñieän trôû ñaúng trò do quaù trình

chuyeån maïch.

+ Ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô :


Udo

Ud1

Ud2

Ud3

o

o1

o2

o3

M( I )


b. Traïng thaùi doøng giaùn ñoïan :

Khi ñieän khaùng trong maïch khoâng ñuû lôùn, neáu

söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô ñuû lôùn thì doøng ñieän

taûi seõ trôû thaønh giaùn ñoaïn. ÔÛ traïng thaùi naøy thì

doøng qua van baát kì seõ baèng 0 tröôùc khi van keá tieáp

môû. Do vaäy trong moät khoaûng daãn cuûa van thì söùc

ñieän ñoäng cuûa chænh löu baèng söùc ñieän ñoäng

nguoàn :

ed = U2 , vôùi 0 , trong ñoù laø khoaûng daãn.

Khi doøng ñieän baèng 0 thì söùc ñieän ñoäng cuûa

chænh löu baèng söùc ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô :

ed = E , vôùi <

Vaäy ta coù ñieän aùp trung bình cuûa chænh löu laø :

Vaäy :

Ñaëc tính cô cuûa heä CL – ÑC khi doøng ñieän giaùn

ñoïan :


M( I )

= 0

2

o


Nhaän xeùt :

+ Öu ñieåm : Heä truyeàn ñoäng CL – ÑC coù ñoä taùc

ñoäng nhanh cao, khoâng gaây oàn vaø deã töï ñoäng hoùa,

do caùc van baùn daãn coù heä soá khueách ñaïi coâng

suaát raát cao, vì vaäy raát thuaän tieän cho vieäc thieát

laäp heä thoáng töï ñoäng ñieàu chænh ñeå naâng cao chaát

löôïng caùc ñaëc tính tónh vaø caùc ñaëc tính ñoäng cuûa

heä thoáng. Maët khaùc, vieäc duøng heä CL – ÑC coù kích

thöôùc vaø troïng löôïng nhoû goïn.

+ Nhöôïc ñieåm : Heä truyeàn ñoäng CL – ÑC coù caùc

van baùn daãn laø caùc phaàn töû phi tuyeán tính, do ñoù

daïng ñieän aùp chænh löu ra coù bieân ñoä ñaäp maïch

cao, gaây neân toån thaát phuï trong maùy ñieän moät

chieàu.

5. Keát luaän :

Trong caùc heä truyeàn ñoäng ñieän duøng phöông

phaùp giaûm ñieän aùp phaàn öùng ñeå ñieàu chænh toác

ñoä noùi treân, ta nhaän thaáy heä truyeàn ñoäng CL – ÑC

laø coù nhieàu öu ñieåm hôn caû.



CHÖÔNG II

TOÅNG QUAN VEÀ BOÄ CHÆNH LÖU TÓNH COÙ ÑIEÀU

KHIEÅN.

So vôùi chænh löu khoâng ñieàu khieån ( chæ duøng

Diode ñeå chænh löu ), thì chænh löu coù ñieàu khieån

( duøng Tiristor ñeå chænh löu ) coù nhieàu öu ñieåm hôn.

Nhôø coù cöïc ñieàu khieån cuûa Tiristor maø ta coù theå

ñieàu chænh ñöôïc giaù trò ñieän aùp ra theo yeâu caàu

baèng caùch thay ñoåi goùc môû cuûa Tiristor. Do vaäy

raát thuaän tieän trong vieäc ñieàu khieån.

Maët khaùc, vôùi chænh löu coù ñieàu khieån thì ta coù

theå ñieàu khieån coâng suaát chaïy theo caû hai chieàu :

töø nguoàn taûi, hoaëc töø taûi nguoàn ( nghòch löu

traû naêng löôïng veà löôùi ).

I. Chænh löu moät nöûa chu kì coù ñieàu khieån :


- Ñoà thò daïng soùng :

Daïng ñieän aùp moät chieàu ôû ñaàu ra cuûa chænh löu

seõ bò giaùn ñoaïn trong moät nöûa chu kì khi ñieän aùp ôû


Ud

U

t

Id

RdBA

Ld

Tiristor

~

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø NoäiAnoát cuûa Tiristor bò aâm. Do vaäy, chaát löôïng ñieän aùp

moät chieàu cuûa loaïi chænh löu naøy raát xaáu.

- Trò soá ñieän aùp trung bình lôùn nhaát ñöôïc tính nhö

sau :

Ud = 0,45.U2

Vì chaát löôïng ñieän aùp ra xaáu cho neân heä soá söû

duïng bieán aùp cuõng thaáp:

Nhaän xeùt :

Chænh löu moät nöûa chu kì laø loaïi chænh löu cô

baûn, coù sô ñoà nguyeân lí ñôn giaûn. Chaát löôïng ñieän

aùp moät chieàu ôû ñaàu ra xaáu, doøng ñieän giaùn ñoaïn.

Do vaäy, loaïi chænh löu naøy ít duøng trong thöïc teá.

II. Chænh löu caû chu kì vôùi bieán aùp coù trung

tính.


- Ñoà thò daïng soùng:

+ Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp taûi :

Vôùi laø goùc môû cuûa Tiristor.


Ld

T2

Id

BA

Rd

T1

U1

U2

U2

Ud

U

t


+ Giaù trò ñieän aùp ngöôïc ñaët treân Tiristor :

+ Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän chaïy qua

Tiristor :

+ Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän chaïy qua taûi :

+ Coâng suaát maùy bieán aùp :

Nhaän xeùt :

So vôùi chænh löu nöûa chu kì, thì loaïi chænh löu naøy

coù chaát löôïng ñieän aùp toát hôn, doøng ñieän chaïy qua

van khoâng quaù lôùn, toång ñieän aùp rôi treân van nhoû,

vieäc ñieàu khieån caùc van ñôn giaûn. Tuy nhieân, vieäc

cheá taïo maùy bieán aùp phaûi coù hai daây quaán thöù

caáp gioáng nhau, vôùi moãi cuoän chæ laøm vieäc ôû moät

nöûa chu kì. Chính vì vaäy laøm cho vieäc cheá taïo maùy

bieán aùp phöùc taïp hôn vaø khaû naêng söû duïng maùy

bieán aùp thaáp.

III. Chænh löu caàu moät pha coù ñieàu khieån :


Nguyeãn Vaên Coâng Id

Ld

T4

T2

T3

Rd

BA

T1

U2

U1




+ Giaù trò ñieän aùp cöïc ñaïi treân taûi :

+ Giaù trò ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi van Tiristor :

+ Giaù trò doøng ñieän hieäu duïng thöù caáp maùy

bieán aùp :

+ Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän chaïy qua moãi

van :

+ Coâng suaát cuûa maùy bieán aùp :

Nhaän xeùt :

Chænh löu caàu moät pha coù chaát löôïng ñieän aùp

ra töông ñöông vôùi chaát löôïng ñieän aùp ra cuûa chænh

löu moät pha coù bieán aùp trung tính, nhöng ñoái vôùi

chænh löu caàu moät pha laïi coù ñieän aùp ngöôïc ñaët leân


Ud

U

t

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäimoãi van chæ baèng moät nöõa so vôùi chænh löu moät pha

coù bieán aùp trung tính. Khaû naêng söû duïng maùy bieán

aùp cuûa chænh löu naøy cao hôn so vôùi chænh löu moät

pha coù bieán aùp trung tính.

IV. Chænh löu tia ba pha coù ñieàu khieån :




+ Giaù trò ñieän aùp ñieän aùp ngöôïc ñaët leân Tiristor :

+ Giaù trò doøng ñieän trung bình chaïy qua taûi :

+ Giaù trò doøng ñieän hieäu duïng thöù caáp maùy

bieán aùp :

+ Giaù trò doøng ñieän trung bình cuûa töøng van :


T2

a

b

c

Rd

Id

Ld

T1

T3

Ud

t

U



Nhaän xeùt :

Chænh löu tia ba pha coù chaát löôïng ñieän aùp toát hôn

so vôùi taát caû caùc loaïi chænh löu moät pha.

Doøng ñieän chaïy qua caùc van baùn daãn nhoû hôn so

vôùi caùc loaïi chænh löu moät pha.

Trong caùc loaïi chænh löu ba pha, thì chænh löu tia ba

pha coù soá van baùn daãn ít nhaát.

Trong cuoän daây phía thöù caáp maùy bieán aùp coù

toàn taïi doøng ñieän moät chieàu, vì vaäy laøm cho loõi

theùp maùy bieán aùp choùng bò baõo hoøa gaây phaùt

noùng loõi theùp.

Cuoän daây thöù caáp maùy bieán aùp phaûi ñaáu sao,

vôùi boán ñaàu daây noái ra ngoaøi vaø daây trung tính

phaûi lôùn gaáp ñoâi daây pha.

V. Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån ñoái xöùng.




T1

T3

T5T6

Id

T4

Rd Ld

c

T2

b a

t

Ud

UT

UT

U

t


+ Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu :

+ Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän qua Tiristor :

+ Giaù trò doøng ñieän hieäu duïng qua Tiristor :

+ Giaù trò ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát cuûa Tirisror :


Nhaän xeùt :

+ Hieäu suaát söû duïng maùy bieán aùp cuûa chænh löu

naøy cao.

+ Ñieän aùp chænh löu coù soá laàn ñaäp maïch trong moät chu kì gaáp ñoâi soá laàn ñaäp maïch cuûa chænh löu tia ba pha. Cuï theå, coù n = 6 laàn ñaäp maïch trong moät chu kì. Doøng ñieän trong caùc Tiristor coù daïng chöõ nhaät nhöng doøng ñieän qua thöù caáp maùy bieán aùp hoaøn toaøn ñoái xöùng vaø khoâng coù thaønh phaàn moät chieàu neân ít laøm loõi theùp bò phaùt noùng.



+ Coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu traû naêng löôïng veà nguoàn. Cuøng moät luùc caàn coù hai xung ñieàu khieån ñeå ñieàu khieån hai Tiritor ñoàng thôøi.VI. Chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng.


- Sô ñoà daïng soùng :


+ Giaù trò trung bình cuûa doøng taûi :

+ Giaù trò doøng ñieän trung bình chaïy qua moãi van :


U

UD

UT

t

t

Ud

T2

T3D3

D2

T1D1

c b a

IdRd Ld


+ Giaù trò ñieän aùp ngöôïc cuûa van :


Nhaän xeùt :+ Hieäu suaát söû duïng maùy bieán aùp toát.+ Vieäc môû caùc van ñieàu khieån ñôn giaûn hôn so vôùi

chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån ñoái xöùng, nhöng caùc soùng ñieàu hoøa baäc cao cuûa taûi vaø cuûa nguoàn lôùn hôn.

+ Soá laàn ñaäp maïch trong moät chu kì chæ coù 3 laàn vaø thaønh phaàn ñaäp maïch cuûa chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån khoâng ñoái xöùng coù giaù trò lôùn hôn giaù trò cuûa thaønh phaàn ñieän aùp ñaäp maïch cuûa chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån ñoái xöùng.VII. Chænh löu tia saùu pha.




U

Ud

t

Rd

A B C

Ld

A-

B- C-

T4 T5 T6

A+

B+ C+

T1 T2 T3

Id



+ Giaù trò doøng ñieän taûi :

+ Giaù trò doøng ñieän trung bình va moãi van :

+ Giaù trò hieäu duïng cuûa doøng ñieän qua van :

+ Giaù trò ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát cuûa van :


Nhaän xeùt :

+ Cuøng vôùi chænh löu caàu ba pha, ñaây laø loaïi

chænh löu coù chaát löôïng ñieän aùp chænh löu toát nhaát.

+ Doøng ñieän chaïy qua caùc van baùn daãn laø nhoû

nhaát trong caùc sô ñoà thöôøng gaëp.

+ Khaû naêng taän duïng maùy bieán aùp laø thaáp vaø

vieäc cheá taïo saùu cuoän daây thöù caáp maùy bieán aùp

gioáng nhau laø raát khoù khaên phöùc taïp.

VIII. Keát luaän choïn sô ñoà maïch ñoäng löïc :

Töø caùc phaân tích veà öu, nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi

sô ñoà chænh löu noùi treân. Vôùi taûi laø ñoäng cô ñieän

moät chieàu coù coâng suaát P = 5,5 KW thì vieäc choïn sô

ñoà chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån ñoái xöùng laø hôïp

lí nhaát, bôûi vì ñaây sô ñoà chænh löu coù chaát löôïng

ñieän aùp vaø doøng ñieän ra toát nhaát. Khaû naêng taän

duïng maùy bieán aùp raát cao, cheá taïo maùy bieán aùp

ñôn giaûn, doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp laø ñoái


Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäixöùng vaø khoâng coù thaønh phaàn moät chieàu neân

khoâng gaây baõo hoøa loõi theùp.

Maët khaùc, khi goùc môû caøng lôùn thì ñieän aùp

treân taûi seõ coù phaàn aâm neân chænh löu naøy coù theå

laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu traû naêng löôïng veà

löôùi.


SÔ ÑOÀ MAÏCH ÑOÄNG LÖÏC COÙ THIEÁT BÒ ÑOÙNG CAÉT VAØ BAÛO VEÄ

ÑC

M D

K

BA C

Ap

CD

R1 C1

R1 C1 R1 C1

3CC3CC

T2

R2 C2

T4

R2 C2

T6

R2 C2

2CC

2CC

2CC T1

R2 C2

T3

R2 C2

T5

R2 C2

L

2CC

2CC

2CC

1CC 1CC 1CC

a b c

A B C

K K K

4CC

K

N


CHÖÔNG III

TÍNH CHOÏN MAÏCH ÑOÄNG LÖÏC

Caùc thoâng soá cô baûn cuûa ñoäng cô baûn cuûa

ñoäng cô :

- Doøng ñieän ñònh möùc ôû cuoän daây phaàn öùng

ñoäng cô :

(A)

- Ñieän trôû maïch phaàn öùng ñoäng cô ñöôïc tính gaàn

ñuùng nhö sau :

()



- Ñieän caûm maïch phaàn öùng ñoäng cô ñöôïc xaùc

ñònh theo coâng thöùc Umanxki – Lindvit :

(H) = 1,19 (mH)

Trong ñoù :

Laáy = 0,25 laø heä soá laáy cho ñoäng cô

ñieän moät chieàu coù cuoän buø.

I. Tính choïn Tiristor :

Vieäc tính choïn Tiristor seõ ñöôïc döïa vaøo caùc yeáu

toá cô baûn nhö : doøng ñieän taûi, ñieàu kieän toûa nhieät,

ñieän aùp laøm vieäc, caùc thoâng soá cô baûn cuûa van,

vaø vieäc tính choïn Tiristor ñöôïc tính nhö sau :

1. Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát maø Tiristor phaûi

chòu :

(V)

Trong ñoù :

laø heä soá ñieän aùp ngöïôc cuûa van,

(baûng 8.1 [1]);

laø heä soá ñieän aùp chænh löu,

(baûng 8.1 [1]).

2. Ñieän aùp ngöïôc cuûa van caàn choïn.

(V)

Laáy (V).

Trong ñoù :

KdtU = 1,8 laø heä soá döï tröõ ñieän aùp, vôùi

KdtU = (1,6 2).

3. Doøng ñieän laøm vieäc cuûa van :

(A)

Trong ñoù :



laø heä soá doøng ñieän hieäu duïng

cuûa chænh löu caàu ba pha.

Choïn ñieàu kieän laøm vieäc cuûa van laø coù caùnh

taûn nhieät vaø coù ñuû dieän tính taûn nhieät, khoâng coù

quaït gioù ñoái löu khoâng khí, öùng vôùi ñieàu kieän naøy

thì doøng ñieän ñònh möùc cuûa van caàn choïn laø :

(A)

Ta laáy Iñmv = 145 (A).

Trong ñoù :

Ki - heä soá döï tröõ doøng ñieän. Vôùi ñieàu

kieän laøm vieäc cuûa van ta ñaõ choïn nhö

treân thì Ilv = (10 30 )%.Iñmv. Do vaäy ta

choïn Ilv = 25%.Iñmv, suy ra Ki = 4.

4. Choïn Tiristor :

Töø caùc thoâng soá Unv, Iñmv ñaõ xaùc ñònh ôû treân,

ñeå van baùn daãn laøm vieäc an toaøn, khoâng bò choïc

thuûng veà nhieät, neân ta choïn van coù caùnh taûn nhieät

vôùi ñaày ñuû dieän tích toûa nhieät. Tra baûng phuï luïc 2

[1], ta choïn 6 Tiristor loaïi 151RC40 coù caùc thoâng soá

nhö sau :

- Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa van : Unv max = 400

(V).

- Doøng ñieän ñònh möùc cuûa van : Iñmv =150 (A).

- Doøng ñieän ñænh cöïc ñaïi : Ipik max = 4000

(A).

- Doøng ñieän xung ñieàu khieån : Ig max = 150

(mA).

- Ñieän aùp xung ñieàu khieån : Ug max = 2,5 (V).

- Doøng ñieän duy trì : Ih max = 50 (mA).

- Doøng ñieän roø : Ir max = 8 (mA).



- Suït aùp lôùn nhaát treân Tiristor ôû traïng thaùi daãn :

Umax = 1,7 (V).

- Toác ñoä bieán thieân ñieän aùp : ( ).

- Thôøi gian chuyeån maïch cuûa Tiristor : tcm = 80 (s).

- Nhieät ñoä laøm vieäc cöïc ñaïi : Tmax = 125 (0C).

II. Tính toùan maùy bieán aùp cho boä chænh löu :

Choïn maùy bieán aùp ba pha ba truï coù sô ñoà ñaáu

daây Y, laøm maùt baèng khoâng khí töï nhieân.

Tính toùan caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp :

1. Coâng suaát bieåu kieán cuûa maùy bieán aùp :

(V.A)

Ta laáy S = 6563 (V.A).

Trong ñoù :

KS – heä soá coâng suaát theo sô ñoà maïch

ñoäng löïc. Theo baûng 8.2 [1] tra ñöôïc

2. Ñieän aùp pha sô caáp maùy bieán aùp :

U1 = 380 (V).

3. Ñieän aùp pha thöù caáp :

- Phöông trình ñieän aùp khi coù taûi :

Töø phöông trình treân, suy ra ñöôïc :

Trong ñoù :

laø goùc döï tröõ khi coù söï suy giaûm

ñieän aùp löôùi;

(V) laø ñoä suït aùp treân Tiristor;

(V) ñoä suït aùp treân daây noái;



laø ñoä suït aùp treân maùy bieán aùp

goàm coù suït aùp treân ñieän trôû vaø ñieän

khaùng maùy bieán aùp. Ta choïn sô boä suït

aùp cuûa maùy bieán aùp laø

(V).

Thay soá vaøo ta ñöôïc :

(V)

Ta laáy (V)

- Ñieän aùp pha thöù caáp maùy bieán aùp :

(V)

Trong ñoù :

laø heä soá ñieän aùp chænh löu,

(baûng 8.1 [1]).

4. Doøng ñieän hieäu duïng thöù caáp maùy bieán

aùp :

(A)

Trong ñoù :

laø heä soá doøng ñieän chænh löu,(

baûng 8.1 [1] ).

5. Doøng ñieän hieäu duïng sô caáp maùy bieán

aùp :

(A)

Tính sô boä maïch töø.

6. Tieát dieän sô boä cuûa truï :

(cm2)

Trong ñoù :



KQ – heä soá phuï thuoäc phöông thöùc laøm

maùt, laáy KQ = 6;

m - laø soá truï cuûa maùy bieán aùp, vôùi m

= 3;

f – taàn soá nguoàn xoay chieàu, f = 50 Hz.

7. Beà roäng vaø beà daøy cuûa truï :

Ñoái vôùi maùy bieán aùp coù coâng suaát SBA = 6563

(V.A) < 10 KVA, neân ta choïn daïng truï hình chöõ nhaät. Ta

coù :

Trong ñoù :

a – beà roäng cuûa truï;

b – beà daøy cuûa truï.

Maët khaùc theo kinh nghieäm thì thöôøng choïn :

, ta choïn :

suy ra : b = 1,5.a

Vaäy ta coù :

QFe = a.b = 1,5.a2 = 39,687 (cm2)

Suy ra :

(cm)

b = 1,5.a = 1,5.5,14 = 7,71 (cm)

Ta laáy a = 5,2 (cm) vaø b = 7,7 (cm).

8. Choïn loaïi theùp :

Choïn loaïi theùp 330, caùc laù theùp coù ñoä daøy :

0,5 mm. Choïn sô boä maät ñoä töø caûm trong truï laø BT =

1 Testla.

9. Tính sô boä chieàu cao cuûa truï :

Choïn tæ soá ,( theo trang 257 [1] ).

Suy ra : h = 2.a = 2.5,2 = 10,4 (cm).

Vaäy choïn chieàu cao cuûa truï laø 10 (cm).

Tính toaùn daây quaán.



10. Soá voøng daây quaán moãi pha cuûa cuoän sô

caáp maùy bieán aùp :

(voøng).

Laáy W1 = 431 (voøng).

11. Soá voøng daây moãi pha cuûa cuoän daây thöù


(voøng).


12. Choïn sô boä maät ñoä doøng ñieän trong daây

daãn maùy bieán aùp.

Vôùi daây daãn baèng ñoàng, maùy bieán aùp khoâ, ta

choïn :

J1 = J2 = 2,75 ( )

13. Tieát dieän daây quaán sô caáp maùy bieán

aùp :

(mm2)

- Choïn daây daãn troøn caùch ñieän caáp B.

- Chuaån hoùa tieát dieän theo tieâu chuaån : S1 =

2,378 (mm2).

- Kích thöôùc daây daãn coù keå caû caùch ñieän :

dn = 1,84 (mm) = 0,184 (cm), ( phuï luïc 8 [1])

(mm2)

14. Tính laïi maät ñoä doøng ñieän trong cuoän sô

caáp :

( )

15. Tieát dieän daây daãn thöù caáp maùy bieán aùp

:

(mm2)



- Choïn daây daãn tieát dieän chöõ nhaät, caùch ñieän

caáp B.

- Chuaån hoùa tieát dieän theo tieâu chuaån : S2 = 18,9

(mm).

- Kích thöôùc daây daãn keå caû caùch ñieän :

a2 = 2,24 (mm)

b2 = 8,6 (mm)

Scñ = ab =2,248,6 = 19,264 (mm2)

( theo phuï luïc 9 [1] )

16. Tính laïi maät ñoä doøng ñieän trong cuoän thöù

caáp :

( )

Keát caáu daây quaán sô caáp.

17. Kieåu daây quaán :

Thöïc hieän theo kieåu daáy quaán ñoàng taâm, boá trí

theo chieàu doïc truïc.

18. Tính sô boä soá voøng daây trong moät lôùp

cuûa cuoän sô caáp.

(voøng)


Trong ñoù :

+ dn = 0,184 (cm) laø ñoä daøy moät voøng

daây.

+ Kc = 0,92 laø heä soá eùp chaët daây quaán.

+ h = 10,4 (cm) laø chieàu cao truï.

+ ho laø khoaûng caùch ñeán goâng ñeán

cuoän sô caáp, choïn sô boä ho = 0,8 (cm);

(xaùc ñònh theo trang 269 [1]).

19. Tính sô boä soá lôùp daây ôû cuoän sô caáp :

(lôùp)

20. Choïn soá lôùp daây cuoän sô caáp :



Choïn soá lôùp n11 = 10 lôùp, vaäy coù 431 voøng daây

ñöôïc chia thaønh 10 lôùp. Choïn 9 lôùp ñaàu coù soá voøng

cuûa moãi lôùp laø 44 voøng. Suy ra, soá voøng cuûa lôùp

thöù 10 coù : 431 – 9. 44 = 35 (voøng).

21. Chieàu cao thöïc teá cuûa cuoän sô caáp :

(cm)

22. Choïn oáng quaán daây :

Choïn oáng quaán daây laøm baèng vaät lieäu caùch

ñieän coù beà daøy :

S01 = 0,1 (cm)

23. Khoaûng caùch töø truï ñeán cuoän sô caáp :

a01 = 0,5 (cm)

24. Kích thöôùc beân trong cuûa oáng caùch ñieän :

at = a + 2.a01 – 2.S01 = 5,2 + 2.0,5 – 2.0,1 = 6 (cm)

bt = b + 2.a01 – 2.S01 = 7,7 + 2.0,5 – 2.0,1 = 8,5 (cm)

25. Chieàu daøi moãi caïnh voøng daây thuoäc lôùp

trong cuûa cuoän daây sô caáp :

at1 = at +2.S01 = 6 + 2.0,1 = 6,2 (cm)

bt1 = bt + 2.S01 = 8,5 + 2.0,1 = 8,7 (cm)

26. Choïn beà daøy caùch ñieän giöõa caùc lôùp

daây ôû cuoän sô caáp :

cd11 = 0,1 (mm) = 0,01 (cm)

27. Beà daøy cuoän sô caáp :

Bd1 = (dn + cd11).n11 = (0,184 + 0,01).10 = 1,94 (cm)


ngoaøi cuûa cuoän daây sô caáp :

an = at1 + 2.Bd1 = 6,2 + 2.1,94 = 10,08 (cm)

bn1 = bt1 + 2.Bd1 = 8,7 + 2.1,94 = 12,58 (cm)

29. Chieàu daøi trung bình moãi caïnh cuûa moät

voøng daây cuoän sô caáp :

(cm)



(cm)

30. Chieàu daøi daây quaán sô caáp :

(cm)

Vaäy l1 = 16188,33 (cm) = 161,883 (m)

31. Choïn beà daøy caùch ñieän giöõa cuoän sô caáp

vaø cuoän thöù caáp :

cd12 = 1 (cm)

Keát caáu daây quaán thöù caáp.

32. Choïn sô boä chieàu cao cuoän thöù caáp :

h2 = h1 = 8,8 (cm)

33. Tính sô boä soá voøng daây treân moät lôùp :

(voøng)

Laáy W12 = 9 (voøng)

34. Tính sô boä soá lôùp daây quaán thöù caáp :

(lôùp)

35. Choïn soá lôùp daây cuoän thöù caáp :

Choïn soá lôùp daây quaán thöù caáp n12 =6 lôùp, moãi

lôùp coù soá voøng daây baèng nhau vaø baèng 9 voøng

daây.

36. Chieàu cao thöïc teá cuoän thöù caáp :

(cm)


trong cuûa cuoän thöù caáp :

(cm)

(cm)

38. Choïn beà daøy caùch ñieän giöõa caùc lôùp

daây ôû cuoän thöù caáp :

cd22 = 0,1 (mm) = 0,01 (cm)

39. Beà daøy cuoän sô caáp :

(cm)




ngoaøi cuûa cuoän thöù caáp :

(cm)

(cm)

41. Chieàu daøi trung bình moãi caïnh cuûa moät

voøng daây cuoän thöù caáp :

(cm)

(cm)

42. Chieàu daøi daây quaán thöù caáp :

(cm)

Vaäy l2 = 3182,5 (cm) = 31,825 (m)

43. Chieàu daøi trung bình moãi caïnh voøng daây

cuûa caû hai cuoän sô caáp vaø thöù caáp :

(cm)

(cm)

44. Choïn khoaûng caùch giöõa hai cuoän thöù

caáp :

a22 = 1,5 (cm)

Tính kích thöôùc maïch töø.

45. Tieát dieän toøan boä truï :

QFe = a.b = 5,2.7,7 = 40,04 (cm2)

46. Tieát dieän hieäu quaû cuûa truï :

QT = Khq.QFe = 0,95.40,04 = 38,04 (cm2)

47. Soá laù theùp duøng trong moät truï :

(laù)

Trong ñoù :

b = 77 (mm)

Ñoä daøy cuûa moät laù theùp laø: 0,5 (mm)

48. Choïn goâng coù tieát dieän chöõ nhaät vaø coù

cuøng kích thöôùc vôùi truï :



Qb.g = ag.bg = QFe = a.b = 5,2.7,7 = 40,04 (cm2)

Trong ñoù :

ag = a = 5,2 (cm) laø chieàu cao cuûa truï;

bg = b = 7,7 (cm) laø chieàu daøy cuûa goâng.

49. Tieát dieän hieäu quaû cuûa goâng :

QG = Khq.Qb.g = 0,95.40,04 = 38,04 (cm2)

50. Soá laù theùp duøng trong moät goâng :

(laù)

51. Tính chính xaùc maät ñoä töø caûm trong truï :

(T)

52. Maät ñoä töø caûm trong goâng :

(T)

53. Chieàu roäng cöûa soå :

(cm)

54. Khoaûng caùch giöõa hai taâm truïc :

(cm)

55. Chieàu roäng maïch töø :

(cm)

56. Chieàu cao maïch töø :

(cm)



Tính khoái löôïng cuûa saét vaø ñoàng.

57. Theå tích cuûa truï :

(cm3) 1,187 (dm3)

58. Theå tích cuûa goâng :

(cm3) 2,889 (dm3)

59. Khoái löôïng cuûa truï :

(kg)

Trong ñoù :

mFe = 7,85 ( ) laø khoái löôïng rieâng

cuûa saét.

60. Khoái löôïng cuûa goâng :

(kg)

61. Khoái löôïng cuûa saét :

(kg)

62. Theå tích cuûa ñoàng :

= 2,959 (dm3)

Trong ñoù :

S1, S2 laø tieát dieän daây quaán sô caáp vaø

thöù caáp;


Lcac

hH

b

Sô ñoà keát caáu loõi theùp maùy bieán aùp chænh löu.


l1, l2 l laø tieát dieän daây quaán sô caáp vaø

thöù caáp.

63. Khoái löôïng ñoàng :

(kg)

Trong ñoù :

mCu = 8,9 ( ) laø troïng löôïng rieâng cuûa

ñoàng.

Tính caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp.

64. Ñieän trôû trong cuûa cuoän sô caáp maùy bieán

aùp ôû 75 0C :

()

Trong ñoù :

= 0,02133 ( ) laø ñieän trôû

suaát cuûa ñoàng ôû 75 0C.

65. Ñieän trôû cuoän daây thöù caáp maùy bieán

aùp :

()

66. Ñieän trôû maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù

caáp :

()

67. Suït aùp treân ñieän trôû maùy bieán aùp :

(V)

68. Ñieän khaùng maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù


=

= 0,098 ()

Trong ñoù :



+ W2 = 54(voøng) laø soá voøng daây quaán

thöù caáp maùy bieán aùp;

+ h = 10,4 (cm) laø chieàu cao cöûa soå loõi

theùp;

+ Rbk – baùn kính trong cuûa cuoän thöù caáp

maùy bieán aùp :

(cm)

+ a12 = 10 (mm);

+ Bd1 = 1,94 (cm) = 19,4 (mm);

+ Bd2 = 1,404 (cm) = 140,4 (mm);

69. Ñieän caûm maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù

caáp :

(mH) = 0,312 (H)

70. Suït aùp treân ñieän khaùng maùy bieán aùp :

(V)

71. Suït aùp treân maùy bieán aùp :

(V)

72. Ñieän aùp treân ñoäng cô khi coù goùc môû min

= 100 :

(V)73. Toång trôû ngaén maïch quy ñoåi veà thöù

caáp :

()

74. Toån hao ngaén maïch trong maùy bieán aùp :

(W)

%



75. Toån hao khoâng taûi coù keå ñeán 15% toån

hao phuï :

(W)

%

Trong ñoù :

nf = 1,15 laø heä soá keå ñeán 15 % toån hao.

76. Ñieän aùp ngaén maïch taùc duïng :

%

77. Ñieän aùp ngaén maïch phaûn khaùng :

%

78. Ñieän aùp ngaén maïch phaàn traêm :

%

79. Doøng ñieän ngaén maïch xaùc laäp :

(A)

80. Doøng ñieän ngaén maïch töùc thôøi cöïc ñaïi :

(A)

Vaäy ta coù : Imax = 684,22 (A) < Ipik = 4000 (A) ñaûm

baûo cho van vaãn laøm vieäc ñöôïc bình thöôøng.

81. Kieåm tra maùy bieán aùp :

Kieåm tra maùy bieán aùp coù ñuû ñieän khaùng ñeå

haïn cheá toác ñoä bieán thieân cuûa doøng ñieän chuyeån

maïch.

(A/s) 0,188 (As)

Vaäy : = 0,188 (A/s) < ( )cp =180 (A/s) .

82. Hieäu suaát cuûa thieát bò chænh löu :



= 95,2 %

III. Thieát keá cuoän khaùng loïc.

Vôùi caùc boä nguoàn moät chieàu thì ñoä nhaáp nhoâ

cuûa ñieän aùp laø chæ tieâu quan troïng nhaát ñeå ñaùnh

giaù chaát löôïng. Ñoái vôùi boä nguoàn moät chieàu duøng

chænh löu coù ñieàu khieån thì ñieän aùp ra coù tính chu kì.

Ñieän aùp naøy coù theå phaân tích thaønh toång cuûa

ñieän aùp khoâng ñoåi vaø caùc ñieän aùp ñieàu hoøa taàn

soá cao. Chính vì vaäy, seõ xuaát hieän thaønh phaàn xoay

chieàu chaïy trong maïch gaây aûnh höôûng khoâng toát cho

thieát bò ñieän moät chieàu. Ñeå haïn cheá aûnh höôûng

cuûa thaønh phaàn xoay chieàu thì ta phaûi ñöa vaøo maïch

taûi nhöõng boä loïc thaønh phaàn xoay chieàu, thoâng

thöôøng laø duøng cuoän ñieän khaùng ñeå loïc thaønh

phaàn xoay chieàu.

Sau ñaây laø caùc böôùc tính toaùn thieát keá cuoän

khaùng loïc :

1. Xaùc ñònh goùc môû cöïc tieåu vaø goùc môû cöïc

ñaïi :

Choïn goùc môû cöïc tieåu min =100. Vôùi goùc môû min

laø goùc môû döï tröõ coù theå buø ñöôïc söï suy giaûm

ñieän aùp löôùi.

- Khi goùc môû nhoû nhaát = min thì ñieän aùp treân

taûi laø lôùn nhaát :

Udmax = Udo.cosmin = Udñm ;

vaø Udmax töông öùng vôùi toác ñoä ñoäng cô laø lôùn

nhaát : n = nmax = nñm .

- Khi goùc môû lôùn nhaát = max thì ñieän aùp treân

taûi laø nhoû nhaát :

Udmin = Udo.cosmax ;vaø Ud min töông öùng vôùi toác ñoä ñoäng cô nhoû nhaát :

n = nmin .



Vaäy ta coù ñöôïc :

- Tính Ud min :

+ Toác ñoä goùc ñònh möùc :

(rads)

+ Toác ñoä goùc nhoû nhaát :

Trong ñoù:

Mn min = Mc max = KM.Mñm

Giaû söû cho ñoäng cô laøm vieäc vôùi moâmen caûn

lôùn nhaát vaø baèng 2 laàn moâmen ñònh möùc. Ta chon

heä soá quaù taûi KM = 2.

Ta coù :

(Wb)

Moâmen ñònh möùc :

Mñm = (K.ñm).Iñm = 0,898.62,5 = 56,125 (N.m)

Ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô:

Vaäy toác ñoä goùc nhoû nhaát cuûa ñoäng cô laø :

(rads)

+ Daûi ñieàu chænh cuûa ñoäng cô laø :

+ Maët khaùc ta coù :

Suy ra :



= 21,838 (V)

Maø theo treân ta coù :

0

Vaäy :

Goùc môû nhoû nhaát laø : min = 10 0.

Goùc môû lôùn nhaát laø : max = 78,750.

2. Xaùc ñònh caùc thaønh phaàn soùng haøi :

Theo lí thuyeát chuoãi Furier thì ñieän aùp chu kì coù theå

khai trieån thaønh toång cuûa ñieän aùp moät chieàu vaø

caùc thaønh phaàn ñieän aùp ñieàu hoøa coù taàn soá khaùc

nhau, coâng thöùc khai trieån nhö sau :

Trong ñoù :

ao – ñieän aùp cuûa thaønh phaàn moät chieàu;

ak, bk – bieân doä ñieän aùp cuûa soùng ñieàu

hoøa baäc k;

Ñeå thuaän tieän trong vieäc khai trieån chuoãi Furier, ta

chuyeån toïa ñoä sang ñieåm O’( ) (taïi goùc thoâng töï

nhieân), khi ñoù ñieän aùp töùc thôøi treân taûi khi Tiristor T1

vaø T4 daãn :

; vôùi .



Ñieän aùp töùc thôøi treân taûi Ud laø khoâng hình sin vaø

tuaàn hoaøn vôùi chu kì :

Trong ñoù : p = 6 laø soá xung ñaäp maïch trong moät

chu kì ñieän aùp löôùi cuûa chænh löu caàu ba pha ñieàu

khieån ñoái xöùng.

Vaäy ta coù :

Suy ra bieân ñoä cuûa ñieän aùp ñieàu hoøa laø :

Trong ñoù :

Ta coù :

Vaäy :


Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäi Nhaän xeùt :

Vaäy bieân ñoä cuûa caùc thaønh phaàn soùng ñieàu

hoøa coù giaù trò thay ñoåi theo goùc ñieàu khieån , goùc

ñieàu khieån caøng lôùn thì soùng haøi caøng taêng.

3. Xaùc ñònh ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc :

Töø nhöõng phaân tích ôû treân, ta nhaän thaáy raèng khi

goùc môû caøng taêng thì bieân ñoä cuûa soùng haøi caøng

lôùn, nghóa laø ñoä ñaäp maïch cuûa ñieän aùp vaø doøng

ñieän seõ taêng leân. Chính söï ñaäp maïch ñoù seõ laøm

xaáu ñi cheá ñoä chuyeån maïch cuûa vaønh goùp, ñoàng

thôøi gaây ra toån hao phuï döôùi daïng nhieät trong ñoäng

cô. Ñeå haïn cheá söï ñaäp maïch naøy thì ta phaûi maéc

noái tieáp vôùi phaàn öùng cuûa ñoäng cô ñieän moät cuoän

khaùng loïc ñuû lôùn ñeå coù IK 0,1.Iöñm.

Ngoaøi taùc duïng haïn cheá thaønh phaàn soùng haøi

baäc cao, thì cuoän khaùng coøn coù taùc duïng haïn cheá

vuøng laøm vieäc giaùn ñoaïn.

Ta caàn xaùc ñònh giaù trò ñieän khaùng loïc öùng vôùi

khi = max, vì luùc naøy treân taûi coù soùng haøi baäc cao

lôùn nhaát.

Ta coù phöông trình caân baèng ñieän aùp :

Caân baèng hai veá cuûa phöông trình ta ñöôïc :

Vì neân ta coù theå boû qua

Vaäy ta coù :

(3 - 1)

Trong caùc thaønh phaàn xoay chieàu thì thaønh phaàn

soùng baäc k = 1 coù möùc ñoä lôùn nhaát, gaàn ñuùng ta

coù :



Töø bieåu thöùc (1 - 3) ta coù :

; vôùi vaø .

Suy ra :

Vaäy :

Trong ñoù :

(V)

Vaäy :

(H)

Ta choïn L = 0,0032 (H) = 3,2 (mH).

- Ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc :

(mH)

Ta choïn : LK = 0,67 (mH).

Trong ñoù :

+ Lö – ñieän caûm maïch phaàn öùng ñoäng cô

ñöôïc tính theo coâng thöùc Umaxki – Lindvil

ñaõ xaùc ñònh ôû phaàn tính toaùn caùc thoâng

soá cô baûn cuûa ñoäng cô, ta coù ñöôïc : Lö =

1,91 (mH).

+ LBA – ñieän caûm cuûa maùy bieán aùp.

4. Thieát keá keát caáu cuoän khaùng loïc :

Caùc thoâng soá ban ñaàu :



- Ñieän caûm yeâu caàu cuûa cuoän khaùng loïc : LK =

0,67 (mH);

- Doøng ñieän ñònh möùc chaïy qua cuoän khaùng : Im =

Iöñm = 62,5 (A);

- Bieân ñoä doøng ñieän xoay chieàu baäc 1: I1m = 10%.Iñm

= 0,1.62,5 = 6,25 (A).

4.1 . Xaùc ñònh toång trôû cuûa cuoän khaùng :

Do ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc lôùn vaø ñieän

trôû cuûa cuoän khaùng loïc laïi beù, neân ta coù theå coi

toång trôû cuûa cuoän khaùng xaáp xæ baèng ñieän khaùng.

().

4.2. Ñieän aùp xoay chieàu rôi treân cuoän khaùng

loïc :

(V)

4.3. Coâng suaát cuûa cuoän khaùng loïc :

(VA)

4.4. Tieát dieän cöïc töø chính cuûa cuoän khaùng :

(cm2)

Trong ñoù :


a2 c a

L

H h

b

Keát caáu maïch töø cuoän khaùng loïc.


f’ = 6.f = 6.50 = 300 (Hz);

KQ = 5 laø heä soá phuï thuoäc vaøo phöông

thöùc laøm maùt baèng khoâng khí töï nhieân.

Ta laáy Q = 1,6 (cm2).

4.5. Choïn loaïi theùp :

Vôùi tieát dieän truï Q = 1,6 (cm2), ta choïn loaïi theùp

330A, laù theùp daøy 0,35 (mm).

Tieát dieän truï Q = a.b = 1,6 (cm2).

Choïn b = 1,3.a ;

Vaäy ta coù : 1,3.a2 = 1,6 (cm2) a = 1,11 (cm);

b = 1,44 (cm).

Laáy : a = 1,2 (cm) = 12 (mm);

b = 1,4 (cm) = 14 (mm).

4.6. Choïn maät ñoä töø caûm trong truï :

BT = 0,8 (T).

4.7. Soá voøng daây cuûa ñieän khaùng :

Khi coù thaønh phaàn ñieän xoay chieàu chaïy qua cuoän

khaùng thì trong cuoän khaùng xuaát hieän moät söùc ñieän

ñoäng EK :

Gaàn ñuùng, ta coù theå coi : (V).

Vaäy ta coù :

(voøng);

Laáy W = 32 (voøng).

4.8. Doøng ñieän chaïy qua cuoän khaùng :

Doøng ñieän hieäu duïng chaïy qua cuoän khaùng laø :

(A)

Trong ñoù :

I1m = 0,1.Iöñm = 6,25 (A).

4.9. Choïn maät ñoä doøng ñieän qua cuoän khaùng :



J = 2,75 (Amm2).

4.10. Tieát dieän daây quaán cuoän khaùng :

(mm2)

Choïn daây theo tieâu chuaån, ta choïn daây daãn hình

chöõ nhaät, caùch ñieän caáp B, ta choïn SK = 23,6 (mm2).

Coù caùc kích thöôùc : aK.bK = 3,287,4 (mmmm).

Tính laïi maät ñoä doøng ñieän :

(Amm2)

4.11. Choïn heä soá laáp ñaày :

4.12. Dieän tích cöûa soå :

(mm2) = 11,13 (cm2)

4.13. Tính kích thöôùc maïch töø :

Choïn h = 3.a = 3.1,2 = 3,6 (cm) = 36 (mm)

Vaäy chieàu roäng cöûa soå cöïc töø laø :

(cm) = 31 (mm).

4.14. Chieàu cao maïch töø :

(cm) = 48 (mm)

4.15. Chieàu daøi maïch töø :

(cm) = 86 (mm)

4.16. Choïn khoaûng caùch töø goâng ñeán cuoän

daây :

hg = 2 (mm) = 0,2 (cm)

4.17. Tính soá voøng daây treân moät lôùp :

(voøng)

Laáy W1 lôùp = 4 (voøng).

4.18. Tính soá lôùp daây quaán :



(lôùp)

Vaäy coù 8 lôùp daây, moãi lôùp daây coù 4 voøng daây.

4.19. Choïn khoaûng caùch caùch ñieän giöõa daây

quaán vôùi truï :

a01 = 3 (mm)

Choïn khoaûng caùch caùch ñieän giöõa caùc lôùp daây :

cd1 = 0,1 (mm)

4.20. Beà daøy cuoän daây :

(mm)

4.21. Toång beà daøy cuoän daây :

(mm)

4.22. Chieàu daøi cuûa voøng daây trong cuøng :

(mm)

4.23. Chieàu daøi cuûa voøng daây ngoaøi cuøng :

(mm)

4.24. Chieàu daøi trung bình cuûa moät voøng daây :

(mm)

4.25. Ñieän trôû cuûa daây quaán ôû 75 0C :

()

Vôùi (.mm2m) laø ñieän trôû suaát cuûa

ñoàng ôû 75 0C. Ta thaáy raèng, giaù trò ñieän trôû cuûa

daây quaán cuoän khaùng raát beù neân ta giaû thieát ban

ñaàu boû qua giaù trò ñieän trôû cuûa cuoän khaùng laø

ñuùng.

4.26. Theå tích saét :

(dm3)

4.27. Khoái löôïng saét :

(kg)



Trong ñoù :

mFe – khoái löôïng rieâng cuûa saét, mFe =7,85

(kgdm3)

4.28. Khoái löôïng ñoàng :

(kg)

Trong ñoù : mCu = 8,9 (kgdm3) laø khoái löôïng rieâng

cuûa ñoàng.

IV. Tính choïn caùc thieát bò baûo veä maïch ñoäng

löïc :

1. Baûo veä quaù nhieät cho caùc van baùn daãn :

Khi laøm vieäc vôùi doøng ñieän chaïy qua van thì treân

van coù suït aùp, do vaäy seõ coù toån hao coâng suaát

treân van P, toån hao naøy sinh ra nhieät ñoát noùng van

baùn daãn. Maët khaùc vì van baùn daãn chæ ñöôïc pheùp

laøm vieäc döôùi nhieät ñoä cho pheùp Tcp, neáu quaù nhieät

ñoä cho pheùp thì van baùn daãn seõ bò phaù hoûng. Ñeå

van baùn daãn laøm vieäc an toaøn, khoâng bò choïc thuûng

veà nhieät thì ta phaûi tính choïn vaø thieát keá heä thoáng

caùnh taûn nhieät ñeå laøm maùt van baùn daãn.

- Toån thaát coâng suaát treân moät Tiristor :

(W)

- Dieän tích beà maët toûa nhieät :

(m2)

Trong ñoù :

P – toån hao coâng suaát treân van, (W);

KM – heä soá toûa nhieät baèng ñoái löu vaø böùc

xaï, choïn KM = 8 (Wm2.0C);

- ñoä cheânh nhieät ñoä so vôùi moâi tröôøng.

Choïn nhieät ñoä moâi tröôøng Tmt = 40 0C.

Nhieät ñoä laøm vieäc cho pheùp cuûa Tiristor

laø Tcp = 125 0C. Choïn nhieät ñoä treân

caùnh taûn nhieät Tlv = 80 0C.



(0C)

- Choïn loaïi caùnh taûn nhieät coù 12 caùnh, kích thöôùc

cuûa moãi caùnh laø :

ah1

Choïn :

a = b =10 (cm) = 100 (mm);

h0 = 1 (cm) = 10 (mm);

h1 = 8,5 (cm) = 85 (mm);

h = 95 (mm);

c = 3 (mm);

z = 5,8 (mm).

(Choïn theo trang taøi lieäu [2] )

Vaäy toång dieän tích taûn nhieät cuûa caùnh laø :

(cm2) = 0,204 (m2)



2. Baûo veä quaù doøng cho van baùn daãn :

Aptomat duøng ñeå ñoùng caét maïch ñoäng löïc töï baûo

veä maïch ñieän khi quaù taûi vaø ngaén maïch Tiristor,

ngaén maïch ñaàu ra cuûa boä bieán ñoåi, ngaén maïch thöù

caáp maùy bieán aùp, ngaén maïch ôû cheá ñoä nghòch löu.

- Choïn Aptomat coù caùc thoâng soá sau :

+ Doøng ñieän ñònh möùc :

(A)

Ta laáy Iñm = 13 (A);

+ Ñieän aùp ñònh möùc :

(V)

Aptomat coù 3 tieáp ñieåm chính, coù theå ñoùng caét

baèng tay hoaëc baèng nam chaâm ñieän.


Hình daùng vaø kích thöôùc giôùi haïn caùnh taûn nhieät cuûa moät van baùn daãn

h

z c

h1

h0

a

b


+ Chænh ñònh doøng ñieän ngaén maïch :

(A)

Choïn Inm = 28 (A)

+ Chænh ñònh doøng ñieän quaù taûi :

(A)

- Choïn caàu dao coù doøng ñònh möùc nhö sau :

(A)

Choïn Iqt = 13 (A)

Caàu dao duøng ñeå taïo khe hôû an toaøn khi söõa

chöõa heä thoáng truyeàn ñoäng.

- Duøng daây chaûy taùc ñoäng nhanh ñeå baûo veä

ngaén maïch caùc Tiristor, ngaén maïch ñaàu ra cuûa boä

chænh löu vaø ngaén maïch ôû maïch ñieàu khieån môû

maùy.

+ Nhoùm 1CC :

Doøng ñieän ñònh möùc daây chaûy nhoùm 1CC :

(A)

+ Nhoùm 2CC:

Doøng ñieän ñònh möùc daây chaûy nhoùm 2CC :

(A)

+ Nhoùm 3CC :

Doøng ñieän ñònh möùc cuûa daây chaûy nhoùm 3CC :

(A)

+ Nhoùm 4CC :

Doøng ñieän ñònh möùc cuûa daây chaûy nhoùm 4CC :

(A)

Vaäy ta choïn caàu chaûy cuûa caùc nhoùm nhö sau :

Nhoùm 1CC loaïi 60 (A);



Nhoùm 4CC loaïi 13 (A).

- Choïn coâng taéc tô :



Ta duøng moät coâng taéc tô ñeå môû maùy cho ñoäng

cô, coù caùc thoâng soá sau :

+ Doøng ñieän ñònh möùc cuûa coâng taéc tô :

(A)

Choïn Iñm = 12 (A)

+ Ñieän aùp ñònh möùc cuûa coâng taéc tô :

(V)

3. Baûo veä quaù ñieän aùp cho van :

- Baûo veä quaù ñieän aùp do quaù trình ñoùng caét

Tiristor ñöôïc thöïc hieän baèng caùch maéc R – C song song

vôùi Tiristor. Khi coù söï chuyeån maïch, caùc ñieän tích tích

tuï trong lôùp baùn daãn seõ phoùng ra ngoaøi taïo ra doøng

ñieän ngöôïc trong khoaûng thôøi gian ngaén. Chính söï

bieán thieân nhanh choùng cuûa doøng ñieän ngöôïc seõ

gaây ra söùc ñieän ñoäng caûm öùng raát lôùn trong caùc

ñieän caûm laøm cho quaù ñieän aùp giöõa Anoát vaø Katoát

cuûa Tiristor. Khi coù maïch R – C maéc song song vôùi

Tiristor taïo ra maïch voøng phoùng ñieän tích trong quaù

trình chuyeån maïch neân Tiristor khoâng bò quaù ñieän

aùp.

Theo kinh nghieäm, thöôøng choïn :

R2 = ( 5 30 ) ()

C2 = ( 0,25 4 ) (F)

Ta choïn :

R2 = 5 ()

C2 = 0,25 (F)

- Baûo veä xung ñieän aùp töø löôùi ñieän, ta maïch R – C

nhö hình veõ sau :


R C

T


Nhôø coù maïch loïc naøy maø ñænh xung ñieän aùp

gaàn nhö naèm laïi hoaøn toaøn treân ñieän trôû ñöôøng

daây. Trò soá R1, C1 ñöôïc choïn theo kinh nghieäm :

R1 = ( 5 20 ) ()

C1 = 4 (F)

Ta choïn :

R1 = 10 ()

C1 = 4 (F)


CR C

R C

R


CHÖÔNG IV

TÍNH CHOÏN MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN.

I. Lí thuyeát maïch veà maïch ñieàu khieån :

Nhieäm vuï cuûa maïch ñieàu khieån laø nhaèm taïo ra

xung ñieàu khieån trong nöûa chu kì döông ñieän aùp Anoát

cuûa Tiristor.

1. Nguyeân taéc ñieàu khieån :

Coù hai nguyeân taéc ñieàu khieån Tiristor :

- Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng.

- Ñieàu khieån theo nguyeân taéc naèm ngang.

a. Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng :

Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng

tuyeán tính :

- Trong vuøng ñieän aùp döông Anoát cuûa Tiristor, ta

taïo moät ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán tính theo daïng

raêng cöa .

- Duøng moät ñieän aùp moät chieàu goïi laø ñeå so

saùnh vôùi ñieän aùp töïa noùi treân. Taïi thôøi ñieåm hai

ñieän aùp naøy baèng nhau thì cho phaùt xung ñieàu khieån

môû Tiristor.

Khi ta ñieàu chænh giaù trò töø giaù trò 0 ñeán ñænh

ñieän aùp thì giao ñieåm cuûa hai ñöôøng naøy seõ thay

ñoåi töông öùng töø ( 0 1800 ). Vaäy goùc môû cuûa

Tiristor phuï thuoäc tuyeán tính vaøo giaù trò . Vì vaäy,

trong thöïc teá nguyeân taéc naøy ñöôïc öùng duïng roäng

raõi.


U

t

t

t

XñkXñk

URCURC

Uñk

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäi Ñieàu khieån theo nguyeân taéc cosin :

- Caàn taïo moät ñieän aùp hình sin uS leäch pha vôùi

ñieän aùp hình sin ôû Anoát cuûa Tiristor moät goùc 900

ñieän. Giaû söû ñieän aùp treân Anoát cuûa Tiristor coù

daïng uA = Um.sint thì ñieän aùp uS = Um.cost.

- Duøng moät ñieän aùp moät chieàu Uñk coù theå ñieàu

chænh giaù trò theo hai chieàu döông vaø aâm. Taïi thôøi

ñieåm Uñk = uS thì cho phaùt xung ñieàu khieån.

Vaäy khi ta cho thay ñoåi giaù trò ñieän aùp moät chieàu

Uñk = - Um ñeán giaù trò Uñk = + Um thì ta coù theå ñieàu

chænh ñöôïc goùc môû töø ( 0 ), ta nhaän thaáy goùc

phuï thuoäc phi tuyeán vaøo giaù trò Uñk , vaäy laø moät

haøm theo giaù trò , = f(Uñk).

2. Ñieàu khieån theo nguyeân taéc naèm ngang :

- Duøng maïch L – C ñeå ñeå taïo ra moät ñieän aùp leäch

pha so vôùi ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor. Nhôø coù caùc

phaàn töû leäch pha L, C seõ taïo ra moät ñieän aùp dòch

pha udf leäch pha (cuï theå laø chaäm pha) so vôùi ñieän aùp

hình sin ôû Anoát cuûa Tristor moät goùc laø . Taïi thôøi

ñieåm udf = 0 thì cho phaùt xung môû Tiristor.

Vaäy chæ caàn ñieàu chænh giaù trò L vaø C laø coù theå

thay ñoåi ñöôïc goùc môû Tiristor. Tuy nhieân, vieäc ñieàu


UA =Um.sint

uS =Um.cost

U

t

t

t

XñkXñk

Uñk

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäichænh giaù trò L vaø C laø raát phöùc taïp. Vì vaäy neân

nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông naèm ngang laø ít

ñöôïc duøng trong thöïc teá.

3. Keát luaän :

Trong caùc nguyeân taéc ñieàu chænh noùi treân thì ta

nhaän thaáy nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông thaúng

ñöùng tuyeán tính laø ñôn giaûn nhaát, vì goùc môû phuï

thuoäc tuyeán tính vaøo ñieän aùp moät chieàu Uñk neân

vieäc ñieàu khieån seõ thuaän lôïi hôn. Vaäy ta choïn

nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông thaúng ñöùng

tuyeán tính ñeå thieát keá maïch ñieàu khieån Tiristor.

II. Caáu truùc maïch ñieàu khieån :

1. Sô ñoà khoái cuûa maïch ñieàu khieån :

2. Nhieäm vuï töøng khoái :

- Khaâu ñoàng pha (ÑF) : coù nhieäm vuï taïo ñieän aùp

töïa Urc, truøng pha vôùi ñieän aùp döông Anoát cuûa

Tiristor.


uA=Um.sint

udf

U

t

t

t

XñkXñk

URCURC

GK

A

Urc

Uñk

UAT

ÑF SS TX,KÑ


- Khaâu so saùnh (SS) : coù nhieäm vuï so saùnh giöõa

ñieän aùp töïa Urc vaø ñieän aùp ñieàu khieån Uñk, xaùc ñònh

thôøi ñieåm Urc = Uñk thì phaùt xung ñaàu ra ñeå göûi sang

taàng khueách ñaïi.

- Khaâu taïo xung khueách ñaïi (TXKÑ) : coù nhieäm vuï

taïo xung ñieàu khieån coù bieân ñoä vaø ñoä roäng xung

phuø hôïp ñuû ñeå môû Tiristor moät caùch tin caäy trong

moïi cheá ñoä laøm vieäc trong toaøn daûi ñieàu chænh

cuûa heä.

Maët khaùc, ñeå giaûm coâng suaát cho taàng khueách

ñaïi vaø taêng soá löôïng xung kích mô,û nhaèm ñaûm baûo

cho Tiristor môû moät caùch chaéc chaén thì ta duøng boä

phaùt xung chuøm coù taàn soá cao ñeå taïo xung ñieàu

khieån cho Tiristor. Nguyeân taéc phaùt xung chuøm laø

tröôùc khi vaøo taàng khueách ñaïi ta ñöa cheøn theâm

moät coång AND vôùi tín hieäu nhaän töø khaâu so saùnh

vaø boä phaùt xung chuøm.

III. Thieát keá caùc khaâu trong maïch ñieàu khieån :

1. Thieát keá khaâu ñoàng pha :

Ta coù moät soá sô ñoà duøng laøm khaâu ñoàng pha ñeå

taïo ñieän aùp raêng cöa nhö sau :


Töø boä phaùt xung chuøm ñöa

ñeán

Ñöa ñeán khaâu KÑ

Khaâu SS ñöa tôùi

Hình a

- E

C

D2

D1

R2

R1

U1 U2 Urc

Hình b.

- E

CD

R2

R1

U1 U2Urc


- Sô ñoà hình a :Duøng diode vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch ñoàng pha. Sô

ñoà naøy ñôn giaûn, deã thöïc hieän, vôùi soá linh kieän ít nhöng chaát löôïng ñieän aùp töïa chöa toát, ñoä daøi cuûa phaàn bieán thieân tuyeán tính cuûa ñieän aùp töïa khoâng phuû heát 1800. Do vaäy goùc môû lôùn nhaát cuûa van bò haïn cheá. Coù nghóa laø, ôû sô ñoà naøy thì ta khoâng ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 1800 maø chæ ñieàu khieån ñöôïc goùc môû töø 0 , vôùi goùc < 1800.

- Sô ñoà hình b :Duøng Tranzitor vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch ñoàng pha.

Sô ñoà naøy cho ra ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán tính phuû heát nöûa chu kì ñieän aùp döông Anoát cuûa Tiristor. Vaäy ôû sô ñoà naøy ta coù theå ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 ñeán giaù trò cöïc ñaïi.

- Sô ñoà hình c :Duøng boä gheùp quang vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch

ñoàng pha. Chaát löôïng ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán


GHEÙP QUANG

Hình c.

+ E

CD

R2

R1

Urc

Tr

C

Hình d.

R1

U1 U2 Urc

OA2

-

+OA1

+

- D

R3

R2

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäitính phuû heát nöûa chu kì döông ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor. Vì vaäy ta cuõng coù theå ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 ñeán cöïc ñaïi. Nhöng ôû sô ñoà naøy thì khoâng caàn duøng ñeán bieán aùp ñoàng pha ñeå caùch li maïch ñoäng löïc vôùi maïch ñieàu khieån vì boä gheùp quang ñaõ coù chöùc naêng caùch li giöõa maïch ñieàu khieån vôùi maïch ñoäng löïc. Vì vaäy coù theå ñôn giaûn hôn trong vieäc cheá taïo.

- Sô ñoà hình d :Duøng boä khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå taïo maïch

ñoàng pha. Chaát löôïng ñieän aùp töïa ôû ñaàu ra raát toát, phuû heát nöûa chu kì döông. Ngaøy nay caùc vi maïch cheá taïo ngaøy caøng nhieàu, chaát löôïng ñieän aùp ngaøy caøng cao, kích thöôùc ngaøy caøng nhoû goïn. Neân vieäc öùng duïng caùc vi maïch vaøo vieäc thieát keá maïch ñoàng pha seõ cho ra ñieän aùp töïa toát hôn. Nhaän xeùt :ÔÛ sô ñoà hình a, coù nhöôïc ñieåm laø goùc môû cöïc

ñaïi cuûa Tiristor bò haïn cheá, ñieän aùp töïa khoâng phuû heát 1800.

ÔÛ sô ñoà hình b vaø c coù nhöôïc ñieåm laø : vieäc môû hoaëc khoùa caùc Tranzitor trong vuøng ñieän aùp laân caän 0 laø thieáu chính xaùc, laøm cho vieäc naïp xaû tuï trong vuøng ñieän aùp löôùi laân caän 0 laø khoâng ñöôïc nhö yù muoán.

Vaäy chæ coù sô ñoà hình d laø laøm vieäc oån ñònh vaø chính xaùc vaø coù chaát löôïng ñieän aùp töïa cuõng toát.

Vaäy ta choïn sô ñoà hình d duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch ñoàng pha.2. Thieát keá khaâu so saùnh :

- Ñeå xaùc ñònh thôøi ñieåm môû Tiristor thì ta caàn so saùnh hai tín hieäu Uñk vaø tín hieäu Urc, ta coù moät soá sô ñoà so saùnh nhö sau:


TrR1

Ura

R3

R2

Urc

Uñk

- E

Hình a.

OA

R1

R1

Ura

-

+

Urc

Uñk

Hình b.

OAR1

R1

Ura

+

Urc

Uñk

Hình c.

-


- Sô ñoà hình a :Duøng Tranzitor ñeå cheá taïo maïch so saùnh. Taïi thôøi

ñieåm Uñk = Urc thì ñaàu vaøo Tranzitor laät traïng thaùi töø khoùa sang môû ( hoaëc ngöôïc laïi töø môû sang khoùa) laøm cho ñieän aùp cuûa khaâu so saùnh cuõng laät traïng thaùi, taïi thôøi ñieåm Urc = Uñk ta ñaùnh daáu ñöôïc thôøi ñieåm caàn môû Tiristor. Vôùi möùc ñoä môû baõo hoøa cuûa Tranzitor phuï thuoäc vaøo tín hieäu Uñk Urc = Ub, hieäu naøy coù moät vuøng ñieän aùp nhoû haøng mV laøm cho Tranzitor khoâng laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoùng caét nhö ta mong muoán.

Do ñoù, nhieàu khi thôøi ñieåm môû Tiristor bò leäch khaù xa so vôùi ñieåm caàn môû taïi Uñk = Urc.

- Sô ñoà hình b vaø c :Duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch so

saùnh, caùc sô ñoà naøy coù heä soá khueách ñaïi tín hieäu voâ cuøng lôùn, chæ caàn coù moät tín hieäu ôû ñaàu vaøo raát nhoû ( côõ haøng V) thì ñaàu ra ñaõ coù ñieän aùp nguoàn nuoâi. Maët khaùc caùc sô ñoà khueách ñaïi thuaät toaùn naøy coù öu ñieåm laø coù theå phaùt xung chính xaùc taïi thôøi ñieåm Udk = Ucr. Keát luaän :Trong caùc sô ñoà so saùnh noùi treân, ta nhaän thaáy

vieäc duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch so saùnh laø raát coù nhieàu öu ñieåm vaø ñem laïi chaát löôïng toát. Vaäy ta choïn sô ñoà hình b ñeå laøm maïch so saùnh.3. Thieát keá khaâu khueách ñaïi:

- Moät soá sô ñoà maïch khueách ñaïi :


BAX

Tr1 Tr2R

D

Uv

Hình b.

+E

BAX

Tr1

R

D

Uv

Hình a.

+E


- Sô ñoà hình a:Duøng Tranzito ñeå cheá taïo maïch khueách ñaïi. Ñeå

coù daïng xung kim göûi tôùi Tiristor thì ta duøng bieán aùp xung (BAX). Ñeå coù theå khueách ñaïi coâng suaát thì ta duøng Tranzito (Tr), Diode (D) baûo veä Tranzitor vaø cuoän daây sô caáp maùy bieán aùp xung khi Tranzitor khoùa ñoät ngoät. Maët duø vôùi öu ñieåm ñôn giaûn, nhöng sô ñoà naøy ñöôïc duøng khoâng roäng raõi, bôûi vì heä soá khueách ñaïi cuûa loaïi Tranzitor naøy nhieàu khi khoâng ñuû lôùn ñeå coù theå khueách ñaïi tín hieäu töø khaâu so saùnh ñöa sang.

- Sô ñoà hình b : Sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington, ñöôïc söû duïng

hai Tranzitor Tr1 vaø Tr2. ÔÛ sô ñoà naøy hoaøn toaøn coù theå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu veà khueách ñaïi coâng suaát. Khi heä soá khueách ñaïi ñöôïc nhaân leân theo thoâng soá cuûa Tranzitor.

- Sô ñoà hình c : Ñaây cuõng laø sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington

nhöng coù duøng tuï ñieän ñeå noái taàng vôùi muïc ñích laøm giaûm coâng suaát toûa nhieät treân Tranzitor vaø giaûm kích thöôùc daây quaán sô caáp maùy bieán aùp


R2

BAX

Tr1

Tr2

C R1

D1

D2

Uv

+ E

Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäixung. ÔÛ sô ñoà naøy thì Tranzitor chæ môû cho doøng ñieän chaïy qua trong thôøi gian naïp tuï, neân doøng hieäu duïng cuûa chuùng beù ñi nhieàu neân khoâng coù coâng suaát toûa nhieät dö treân Tranzitor.

Vaäy ta choïn sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington coù tuï noái taàng (sô ñoà hình c) ñeå laøm khaâu khueách ñaïi.4. Thieát keá khaâu dao ñoäng ña haøi ñeå taïo xung chuøm :

- Moät soá sô ñoà taïo xung chuøm :

- Sô ñoà hình a :Duøng vi maïch 555 ñeå taïo xung ñoàng hoà. Sô ñoà

naøy cho ta chaát löôïng xung khaù toát vaø sô ñoà cuõng töông ñoái ñôn giaûn.

- Sô ñoà hình b :Duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå taïo maïch dao

ñoäng ña haøi phaùt xung chöõ nhaät. ÔÛ sô ñoà loaïi naøy cuõng töông ñoái ñôn giaûn. Nhaän xeùt : Trong thieát keá maïch ñieàu khieån, ta thöôøng duøng

khueách ñaïi thuaätoaùn ñeå thieát keá caùc khaâu ñoàng pha, khaâu so saùnh, do vaäy ñeå ñoàng daïng veà linh kieän neân ta choïn sô ñoà hình b laøm maïch taïo xung chuøm.5. Sô ñoà moät keânh ñieàu khieån vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa sô ñoà ñieàu khieån :

Töø caùc khaâu ñaõ choïn ôû treân, ta gheùp caùc khaâu laïi vôùi nhau ñeå taïo maïch ñieàu khieån hoaøn chænh ñeå ñieàu khieån cho moät Tiristor nhö sau :


Ura

+U

R1

R2

C1

8 43

5

12

6

7

555

Hình a.Hình b.

R2

R3

R1

C

Ura

OA

-

+





U

XÑK

UF

UE

UD

Uñk

Urc+Uo

Urc

UB

UA

t

t

t

t

t

t

t

t

Sô ñoà daïng soùng trong maïch ñieàu khieån.


Nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa sô ñoà maïch ñieàu khieån :Vì vieäc ñieàu khieån cuûa caùc Tiristor laø töông töï nhau

neân ta chæ caàn xeùt nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa moät


Ñoà aùn toát nghieäp Tröôøng ÑHBK Haø Noäikeânh ñieàu khieån cho moät Tiristor, coøn vieäc ñieàu khieån cho caùc Tiristor khaùc cuõng töông töï. Döïa vaøo sô ñoà nguyeân lí cuûa maïch ñieàu khieån

vaø ñoà thò daïng soùng cuûa maïch ñieàu khieån, ta nhaän thaáy :

- Ñieän aùp vaøo taïi ñieåm A laø uA coù daïng hình sin vaø truøng pha vôùi ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor (T), qua ñieän trôû R1 ñeå giaûm bôùt doøng ñieän sau ñoù ñeán ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A1 maéc theo kieåu khoâng ñaûo, ôû ñaàu ra cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A1 ( ôû ñieåm B) cho ta ñieän aùp UB coù daïng moät chuoãi xung chöõ nhaät ñoái xöùng.

+ Phaàn döông cuûa ñieän aùp chöõ nhaät UB seõ laøm cho Tranzitor (Tr1) khoùa vaø laøm cho Diode D1 môû thoâng, ñeán ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A2 tích phaân thaønh ñieän aùp töïa daïng raêng cöa coù giaù trò aâm ôû ñaàu ra taïi C.

+ Phaàn aâm cuûa ñieän aùp chöõ nhaät UB seõlaøm cho Diode D1 khoùa vaø Tranzitor Tr1 môû thoâng vaø keát quaû laø khueách ñaïi thuaät toaùn A2 bò ngaén maïch, laøm cho ñieän aùp Urc taïi C coù giaù trò Urc = 0.

Vaäy treân ñaàu ra ôû C cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A2 ta coù ñöôïc moät chuoãi ñieän aùp raêng cöa Urc giaùn ñoaïn.

- Ñieän aùp Urc coù giaù trò aâm ôû C ñöôïc so saùnh vôùi ñieän aùp ñieàu khieån Uñk coù giaù trò döông. Giaù trò so saùnh naøy ñöôïc ñaët vaøo ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3. Toång ñaïi soá Uñk + Urc quyeát ñònh daáu ôû ñaàu ra khueách ñaïi thuaät toaùn A3. Döïa vaøo ñoà thò daïng soùng ta nhaän thaáy, trong khoaûng thôøi gian töø 0 t1 thì ta coù Uñk -Urc > 0 neân taïi ñieåm D ôû ñaàu ra cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò aâm. Trong khoaûng thôøi gian t1 t2 thì ta coù Uñk <Urcneân ôû ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò Uñk -Urc< 0 neân taïi ñieåm D cuûa ñaàu ra khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò döông. Caùc khoaûng thôøi gian tieáp theo cuõng ñöôïc giaûi thích töông töï.

Maïch dao ñoäng ña haøi taïo xung chuøm A4 cho ta chuoãi xung döông giaùn ñoaïn, coù taàn soá cao ôû ñieåm E cuûa khuyeách ñaïi thuaät toùan A4. Maïch dao ñoängña haøi A4 cho ñieän aùp ra taïi ñieåm E coù taàn soá cao côõ haøng chuïc KHz.



Hai tín hieäu UD vaø UE ñöôïc ñöa vaøo hai ngoõ vaøo cuûa coång AND. Khi ñoàng thôøi hai tín hieäu UD vaø UE coù giaù trò döông ôû ñieåm F cuûa ñaàu ra, coång AND coù giaù tri döông laøm tuï C3 naïp, sau ñoù ñeán R9 ñaët vaøo chaân Bazô cuûa Tranzitor Tr2 laøm cho caùc Tranzitor Tr2, Tr3 môû thoâng. Khi caùc Tranzitor Tr2, Tr3 daãn thì seõ coù doøng ñieän töø nguoàn +E qua cuoän daây sô caáp cuûa maùy bieán aùp xung veà mass laøm xuaát hieän ôû cuoän thöù caáp maùy bieán aùp xung moät chuoãi xung ñieàu khieån (XÑK) daïng xung nhoïn qua Diode D4 ñieàu khieån môû Tiristor T.

Khi hai tín hieäu UD vaø UE khoâng ñoàng thôøi döông thì ôû ñaàu ra cuûa coång AND seõ coù giaù trò ôû möùc 0, luùc naøy seõ laøm cho tuï C3 xaû ñieän theo ñöôøng C – AND – A3

– D2 – R9 veà C . Trong thôøi gian C3 xaû ñieän thì caùc Tranzitor Tr2, Tr3 bò khoùa.

Ñieän aùp Ud seõ xuaát hieän treân taûi töø thôøi ñieåm coù xung ñieàu khieån ñaàu tieân taïi caùc thôøi ñieåm t2, t4

trong chuoãi xung ñieàu khieån cuûa moãi baùn chu kì döông ñieän aùp nguoàn caáp.IV. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maïch ñieàu khieån.

Maïch ñieàu khieån ñöôïc xuaát phaùt töø yeâu caàu veà xung môû Tiristor. Caùc thoâng soá cô baûn ñeå tính maïch ñieàu khieån nhö sau :

- Ñieän aùp xung ñieàu khieån Tiristor : Ug max = 2,5 (V).- Doøng ñieän xung ñieàu khieån Tiristor: Ig max = 0,15 (A).- Thôøi gian môû Tiristor : tcm = 80 (s)Vôùi thôøi gian chuyeån maïch (ñoùng hoaëc môû) laø tcm

= 80 (s). Ñeå Tiristor ñoùng, môû chaéc chaén thì yeâu caàu veà ñoä roäng cuûa xung ñieàu khieån tx >2.tcm, töùc laø tx > 160 (s). Ta choïn tx = 167 (s)(töông öùng vôùi 30

ñieän).Ta choïn thôøi gian ngaét cuûa xung : tn = tx = 167 (s)

(töông öùng vôùi 30 ñieän).Vaäy ta chu kì cuûa xung ñieàu khieån laø: TCK = tx + tn =

167 + 167 = 334 (s).Suy ra, taàn soá cuûa xung ñieàu khieån laø :

(KHz)

1. Tính choïn Diode D4 :- Ñieän aùp ngöôïc cuûa Diode D4 :

(V)



Trong ñoù :Kn1 = laø heä soá ñieän aùp ngöôïc cuûa Diode so vôùi ñieän aùp taûi (theo baûng 8.1 [2]).

- Ñieän aùp ngöôïc cuûa van caàn choïn : (V)

Trong ñoù: Kdt – laø heä soá döï tröõ, vôùi Kdt = (1,62), ta

choïn Kdt = 1,8.- Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Diode :

(A)

Trong ñoù :

laø heä soá doøng ñieän hieäu duïng

(theo baûng 8.2[2]).- Doøng ñieän lôùn nhaát cuûa Diode caàn choïn:

(A)Trong ñoù :

Ki = 6 laø heä soá döï tröõ doøng ñieän.Choïn loaïi Diode coù caùc thoâng soá nhö sau : + Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 1,5 (A); + Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa Diode : UN = 100 (V).

2. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp xung :

- Ñieän aùp thöù caáp maùy bieán aùp xung : (V)

- Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp xung : (A)

- Tæ soá maùy bieán aùp xung :K = 2 3, ta choïn K = 3.

- Doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp xung :

(A)

- Ñieän aùp sô caáp maùy bieán aùp xung : (V)

- Choïn vaät lieäu laøm loõi maùy bieán aùp xung laø saét Ferit HM. Loõi coù daïng hình xuyeán coù khe hôû khoâng khí, laøm vieäc treân moät phaàn ñaëc tính töø hoùa co caùc thoâng soá nhö sau : B = 0,3 (T) vaø H = 30 (Am).

- Ñoä töø thaåm trung bình töông ñoái cuûa loõi saét :

(Hm).

Trong ñoù :



o = 4.10-7 (Hm) laø ñoä töø thaåm cuûa khoâng khí.

-Theå tích cuûa loõi theùp caàn coù :

Trong ñoù :Q – tieát dieän loõi Ferit;l – chieàu daøi trung bình cuûa ñöôøng söùc töø;tx = 1,67 (s) – ñoä roäng cuûa xung ñieàu

khieån;sx =0,15 – ñoä suït bieân ñoä;B = 0,3 (T) .

Thay soá vaøo bieåu thöùc treân ta ñöôïc :

(m3 ) =

1,0435 (cm3)Tra baûng 8.5[2] , ta choïn loõi theùp hình xuyeán troøn.

Loaïi OA - 2230 – 5, coù caùc kích thöôùc nhö sau :Q = 0,2 (cm2) = 20 (mm2);l = 8,2 (cm) = 82 (mm);V = Q.l = 0,2.8,2 = 1,64 (cm3);Qcs = 3,82 (cm2) = 382 (mm2);d = 2,2 (cm) = 22 (mm);D = 3 (cm) = 30 (mm);a = 0,4 (cm) = 4 (mm);b = 0,5 (cm) = 5 (mm).

- Soá voøng daây thöù caáp maùy bieán aùp xung :Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø ta coù :

Suy ra :

(voøng)

Laáy W1 = 209 (voøng).- Soá voøng daây thöù caáp maùy bieán aùp xung:

(voøng)

Laáy W2 =70 (voøng).- Tieát dieän daây quaán sô caáp :

(mm2)

Trong ñoù :


D

b

a

d


Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 =6 (Amm2).- Ñöôøng kính daây quaán sô caáp :

(mm)

Ta choïn ñöôøng kính daây theo tieâu chuaån, choïn :d1 = 0,11 (mm);

S1 = 0,095 (mm);dn = 0,135 (mm).

- Tieát dieän daây quaán thöù caáp :

(mm2)

Trong ñoù :Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 = 4 (Amm2).

- Ñöôøng kính daây quaán thöù caáp :

(mm)

Choïn ñöôøng kính daây theo tieâu chuaån, ta choïn :d2 = 0,23 (mm);

S2 = 0,04155 (mm);dn = 0,26 (mm).

-Kieåm tra heä soá laáp ñaày :

Vaäy vôùi Klñ = 0,059 thì cöûa soå ñaõ ñuû dieän tích caàn thieát ñeå daây quaán ñaët vaøo.3.Tính khaâu khueách ñaïi coâng suaát :

- Tính giaù trò R11 :Khi maùy bieán aùp laøm vieäc ( töùc laø Tr2, Tr3 môû

thoâng) thì ta coù :

Suy ra :


R11

BAX

Tr2

Tr3

C3 R10

D2

D3

Uv

+ E


Trong ñoù :U1 – ñieän aùp sô caáp maùy bieán aùp xung;I1 – doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp xung;E – laø nguoàn nuoâi, ta choïn nguoàn nuoâi E =

12 (V).Vaäy ta tính ñöôïc :

()

Vaäy ta choïn ñieän trôû R11 = 90 ().- Tính choïn giaù trò Traênzitor Tr2, Tr3 : + Choïn Tranzitor Tr3 loaïi 2SC 911 laøm vieäc ôû cheá

ñoä xung, coù caùc thoâng soá nhö sau :Tranzitor loaïi PNP, vaät lieäu baùn daãn laø Silic;Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch Emitô

: UCB = 40 (V);Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch Colectô

: UEB0 = 4 (V);Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu

ñöïng : IC max = 500 (mA);Coâng suaát tieâu taùn ôû Colectô : PC = 1,7 (W);Nhieät ñoä lôùn nhaát ôû maët tieáp giaùp : T = 175 (

0C );Heä soá khueách ñaïi = 50 ;Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Colectô : IC3 = I1 = 0,05

(A) = 50 (mA);

Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Bazô :

(mA). + Choïn Tranzitor Tr2 loaïi 2SC 427 coù caùc thoâng soá

sau :Tranzitor loaïi PNP, vaät lieäu baùn daãn laø Silic;Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch Emitô

: UCB = 40 (V);Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch Colectô

: UEB0 = 5 (V);Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu

ñöïng : IC max = 100 (mA);Heä soá khueách ñaïi = 60.

Doøng ñieän caáp cho Bazô cuûa Tranzitor Tr2 ñuû ñeå Tr2

môû thoâng laø :



(mA)

Vaäy heä soá khueách ñaïi cuûa khaâu khueách ñaïi laø :

- Tính choïn ñieän trôû R10 vaø tuï ñieän C3 : + Ñieän trôû R10 duøng ñeå haïn cheá doøng ñieän ñöa

vaøo Bazô cuûa Tranzitor Tr2, ta choïn R10 thoûa maõn ñieàu kieän sau :

(k)

Choïn R10 = 295 (k) + Theo sô ñoà maïch khueách ñaïi thì Tranzitor Tr2, Tr3

chæ daãn trong khoaûng thôøi gian tuï C3 naïp.Vaäy ta coù :

(s)Suy ra :

(F)

Vaäy ta choïn tuï ñieän C3 laø tuï giaáy coù giaù trò C3 = 0,00057 (F) = 0,57 (pF).

- Taát caû caùc Diode trong maïch ñieàu khieån ta ñeàu duøng loaïi 1N 4009 coù caùc thoâng soá nhö sau :

Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 10 (mA);Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UN = 25 (V);Ñieän aùp ñeå cho Diode môû thoâng : Um = 1 (V).

4. Tính choïn coång AND :Toaøn boä maïch ñieàu khieån ta phaûi duøng ñeán 6

coång AND, neân ta choïn hai IC 4081 hoï CMOS. Moãi IC 4081 coù 4 coång AND. Coù caùc thoâng soá nhö sau :

Nguoàn nuoâi IC : Vcc = + 12 (V);Nhieät ñoä laøm vieäc : - 40 0C 80 0C;Ñieän aùp öùng vôùi möùc logic “1” : (2 4,5) (V);Doøng ñieän laøm vieäc Ilv < 1 (mA);Coâng suaát tieâu thuï : P = 2,5 nW1 coång.

- Ta coù sô ñoà chaân cuûa IC 4081 nhö sau :


&

& &

&

810

911

12

14

13

1 2 3 4 5 6 7

Vcc


5. Tính choïn boä taïo xung chuøm :Moãi keânh ñieàu khieån phaûi duøng 4 khueách ñaïi

thuaät toaùn, do ñoù ta choïn 6 IC loaïi TL084 do haõng Texas Instruments cheá taïo, caùc IC naøy coù caùc khueách ñaïi thuaät toaùn. Thoâng soá cuûa caùc IC TL084 nhö sau :

- Ñieän aùp nguoàn nuoâi : 12 (V);- Hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu vaøo : 30 (V);- Nhieät ñoä laøm vieäc : T = ( - 25 85 ) 0C; - Coâng suaát tieâu thuï : P = 680 (mW);- Toång trôû ñaàu vaøo : Rin = 106 (M);- Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = 30 (pF);

- Toác ñoä bieán thieân ñieän aùp cho pheùp :

(Vs).- Ta coù sô ñoà chaân cuûa IC TL084 nhö sau :

- Maïch taïo xung chuøm coù taàn soá :

(kHz)

- Chu kì cuûa xung chuøm :

(s)

Ta coù :

Ta choïn R7 = R8 = 10 (k).Luùc naøy ta coù :

(s)


- Ucc

+ Ucc

11

810

912

14

13

1 2 3 4 5 6 7

++

++


Suy ra :

(s)

Ta choïn tuï ñieän C2 = 0,1 (F);

Suy ra : () = 1,52 (k).

Ñeå thuaän tieän cho vieäc ñieàu chænh khi laép maïch, ta choïn R9 laø bieán trôû coù giaù trò ñieän trôû laø 2 (k).6. Tính choïn khaâu so saùnh :

Khueách ñaïi thuaät toaùn A3 ta ñaõ choïn laø loaïi IC TL084 ôû muïc 5, IC TL084 coù caùc thoâng soá nhö sau :

Ñieän aùp vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn A3 : UV = 12 (V);

Doøng ñieän vaøo A3 ñöôïc haïn cheá ñeå coù Ilv 1 (mA).

- Choïn ñieän trôû R4, R5, R6 :

() = 12 (k)

Vaäy ta choïn : R4 = R5 = R6 = 15 (k) > 12 (k).Khi ñoù doøng laøm vieäc vaøo A3 seõ laø :

(mA)

- Choïn chieát aùp Ro = 30 (k).7. Tính choïn khaâu ñoàng pha:

- Tính choïn tuï C1 vaø ñieän trôû R3 :Ñeå ñieän aùp raêng cöa tuyeán tính vaø oån ñònh trong

nöûa chu kì ñieän aùp döông Anode cuûa Tiristor thì thôøi gian tuï C1 naïp trong nöûa chu kì ñieän aùp döông laø :


R0

A3

R6

R5-

+

Urc

-Uñk

+E

R4

CBA

Tr1

C1

R1

U1 U2 Urc

A2

-

+A1

+

- D1

R2

R3


(s)Choïn C1 = 0,1 (F)Suy ra :

() = 100 (k).

- Choïn Tranzitor Tr1 laø loaïi A564 coù caùc thoâng soá sau :

+ Tranzitor loaïi PNP laøm baèng baùn daãn Silic;+ Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch

Emitô: UCB0 = 25 (V);+ Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch

Colectô : UBE0 = 7 (V);+ Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu

ñöïng: IC max = 100 (mA)+ Nhieät ñoä lôùn nhaát ôû maët tieáp giaùp : Tcp =

150 (0C);+ Heä soá khueách ñaïi : = 250 ;

+ Doøng ñieän cöïc ñaïi ôû chaân Bazô :

(mA).- Ñieän trôû R2 ñeå haïn cheá doøng ñi vaøo chaân Bazô

cuûa Tranzitor Tr1 ñöôïc choïn nhö sau :

(k)

Ta choïn R2 = 30 (k).- Choïn giaù trò ñieän trôû R1 :Choïn ñieän aùp xoay chieàu ñoàng pha : UA = 9 (V).Ñieän trôû R1 duøng ñeå haïn cheá doøng ñieän ñi vaøo

khueách ñaïi thuaät toaùn A1, thöôøng choïn R1 sao cho doøng ñieän vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn laø IV < 1 (mA). Do vaäy ta choïn :

(k).

Vaäy ta choïn R1 = 10 (k).

8. Taïo nguoàn nuoâi :Ta coù sô ñoà maïch taïo nguoàn nuoâi nhö sau :


7812

a

b

c

C6C4

+12V

7912

a

b

cC7C5

-12V

B

A

C


Ta caàn taïo ra nguoàn ñieän aùp 12 (V) ñeå cung caáp cho maùy bieán aùp xung laøm vieäc, ñeå nuoâi IC, ñeå cung caáp cho caùc boä ñieàu chænh doøng ñieän, boä ñieàu chænh toác ñoä vaø ñieän aùp ñaët toác ñoä.

- Ñeå coù ñöôïc ñieän aùp nguoàn nuoâi coù chaát löôïng toát thì ta duøng maïch chænh löu caàu ba pha duøng Diode, maët khaùc ñeå tieän lôïi trong vieäc cheá taïo maïch, thì ta duøng maùy bieán aùp ñoàng pha ñeå vöøa cung caáp tín hieäu cho khaâu ñoàng pha vaø vöøa laáy ñieän aùp thöù caáp cuûa maùy bieán aùp ñoàng pha chænh löu laøm nguoàn nuoâi. Vì vaäy ta phaûi cheá taïo maùy bieán aùp laøm nguoàn nuoâi vaø ñoàng pha laø kieåu maùy bieán aùp ba pha.

Ta choïn U2N = U2ñp = 9 (V). Luùc naøy ta coù : (V)

Ta nhaän thaáy UCL = 21,06 (V) > 12 (V), maø ta laïi caàn nguoàn nuoâi coù giaù trò ñieän aùp laø 12 (V) neân ta caàn phaûi duøng vi maïch oån aùp ñeå oån ñònh ñieän aùp ñuùng theo yeâu caàu laø 12 (V). Ta duøng hai vi maïch oån aùp 7812 vaø 7912 coù caùc thoâng soá sau :

+ IC 7812 coù caùc thoâng soá :Ñieän aùp ñaàu vaøo : UV = (7 35) (V);Ñieän aùp ñaàu ra : Ura = +12 (V);Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = ( 0 1 ) (A).

+ IC 7912 coù caùc thoâng soá :Ñieän aùp ñaàu vaøo : UV = ( 7 35 ) (V);Ñieän aùp ñaàu ra : Ura = - 12 (V);



Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = ( 0 1 ) (A).- Tuï ñieän C4, C5, C6, C7 duøng ñeå loïc thaønh phaàn

soùng haøi baäc cao.Choïn C4 = C5 = C6 = C7 =450 (F).

Ñieän aùp cuûa tuï laø U = 35 (V).9. Tính toaùn maùy bieán aùp nguoàn nuoâi vaø ñoàng pha :

9.1. Choïn loaïi maùy bieán aùp :Thay vì cheá taïo caùc maùy bieán aùp ñoàng pha vaø

maùy bieán aùp nguoàn nuoâi rieâng reõ nhau thì ta cheá taïo maùy bieán aùp duøng cho caû vieäc taïo ñieän aùp ñoàng pha vaø taïo ñieän aùp ñeå chænh löu laøm nguoàn nuoâi. Ta choïn kieåu maùy bieán aùp ba pha ba truï, treân moãi truï coù ba cuoän daây goàm moät cuoän thöù caáp vaø hai cuoän thöù caáp.

9.2. Ñieän aùp thöù caáp maùy bieán aùp :Ñieän aùp laáy ra ôû thöù caáp maùy bieán aùp nguoàn

nuoâi vaø ñoàng pha laø : (V)

9.3. Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp :I2ñp = 1 (mA)

9.4. Coâng suaát caáp cho khaâu ñoàng pha : (W)

9.5. Coâng suaát tieâu thuï ôû 6 IC TL084 söû duïng laøm khueách ñaïi thuaät toaùn vaø 2 IC 4081 ñeå taïo 6 coång AND.

(W)Trong ñoù :

(nW) = 10.10-12 (W).9.6. Coâng suaát caáp cho maùy bieán aùp xung

ñeå môû Tiristor : (W)

9.7. Coâng suaát duøng cho vieäc taïo nguoàn nuoâi :

(W)Ngoaøi ra coøn coù coâng suaát ñeå cung caáp cho caùc

boä ñieàu chænh doøng ñieän, ñieàu chænh toác ñoä.... vaø caùc coâng suaát naøy ta choïn khoaûng baèng 15% coâng suaát duøng cho vieäc laøm nguoàn nuoâi :

(W)9.8. Coâng suaát cuûa maùy bieán aùp coù keå

ñeán 5% toån thaát trong maùy : (V.A)



9.9. Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp :

(A)

9.10. Doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp :

(A)

9.11. Tieát dieän truï maùy bieán aùp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm nhö sau :

(cm2)

Trong ñoù :KQ = 6 laø heä soá phuï thuoäc vaøo phöông

thöùc laøm maùt;m = 3 laø soá truï cuûa maùy bieán aùp;f = 50 Hz laø taàn soá löôùi ñieän.

Chuaån hoùa tieát dieän truï, ta coù ñöôïc :QT = 1,63 (cm2) ( trang 332[1] )

- Kích thöôùc maïch töø :

+ Choïn loaïi theùp coù ñoä daøy laù theùp laø = 0,5 (mm);

+ Soá löôïng laù theùp laø 68 laù;+ Caùc kích thöôùc a = 12 (mm); b = 16 (mm); h = 30

(mm).9.12. Tính soá voøng daây cuoän sô caáp :Choïn maät ñoä töø caûm trong truï laø B = 1 (T), ta coù :

(voøng)

9.13. Tieát dieän daây quaán sô caáp :Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 = J2 = 2,75 (Amm2)- Tieát dieän daây quaán sô caáp :


Ha a

a

b

C

c

h

a


(mm2)

- Ñöôøng kính daây quaán sô caáp :

(mm)

Choïn d1 = 0,1 (mm) ñeå ñuû ñaûm baûo ñoä beàn cô. Ñöôøng kính keå caû caùch ñieän : d1 cd = 1,12 (mm) ( Phuï luïc 8[1] ).

9.14. Soá voøng daây quaán cuoän thöù caáp :

(voøng)

9.15. Tieát dieän daây quaán thöù caáp :

(mm2)

9.16. Ñöôøng kính daây quaán thöù caáp :

(mm)

Chuaån hoùa ñöôøng kính :d2 = 0,27 (mm) ( Phuï luïc 8[1] )

Ñöôøng kính keå caû caùch ñieän :d2cñ = 0,31 (mm) ( Phuï luïc 8[1] )

9.17. Choïn heä soá laáp ñaày :Klñ = 0,7

Vôùi

9.18. Chieàu roäng cöûa soå :

(mm)

Ñeå ñaûm baûo vieäc ñaët caùc cuoän daây vaøo loõi deã daøng vaø ñeå ñaûm baûo cho daây quaán toûa nhieät toát, ta choïn c = 12 (mm).

9.19. Chieàu daøi maïch töø : (mm)

9.20. Chieàu cao maïch töø : (mm)

10. Tính choïn Diode cho boä chænh löu nguoàn nuoâi :

- Doøng ñieän hieäu duïng qua Diode :

(A)

- Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát maø Diode phaûi chòu :



(V)- Choïn Diode coù doøng ñieän ñònh möùc :

Iñm KI.ID ñm = 10.0,101=1,01 (A)- Choïn Diode coù ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát :

UN = KU.UN max = 2.22 = 44 (V)Choïn Diode loaïi K 208A coù caùc thoâng soá nhö sau :

+ Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 1,5 (A);+ Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa Diode : UN = 100 (V)

CHÖÔNG VÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG CUÛA HEÄ

I. Xaây döïng ñaëc tính cô cuûa heä hôû :1. Phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu :

; ( Vôùi Mc = Mñm).



- Caùc thoâng soá trong phöông trình ñaëc tính cô khi ñoäng cô laøm vieäc vôùi toác ñoä ñònh möùc :

+ Ta coù :

Trong ñoù :

(rads)

Suy ra : (Wb)

+ Moâmen ñònh möùc cuûa ñoäng cô : (N.m)

+ Ñoä cöùng ñaëc tính cô töï nhieân cuûa ñoäng cô :

+ Toác ñoä khoâng taûi lí töôûng :

(rads)

+ Ñoä suït toác ñoä cuûa ñoäng cô :

(rads)

2. Phöông trình ñaëc tính cô cuûa toaøn boä heä hôû :Heä hôû goàm: Ñoäng cô – cuoän khaùng loïc – chænh löu

– bieán aùp chænh löu.- ÖÙng vôùi khi goùc môû min = 10 0 thì ta coù phöông

trình cuûa ñaëc tính cô cao nhaát cuûa heä nhö sau :

Trong ñoù : - ñieän trôû toång cuûa heä;

()Vôùi :

Rö = 0,096 ();Rkh = 0,0053 ();RBA = 0,00587 ();XBA = 0,098 ().

+ Toác ñoä khoâng taûi cuûa heä CL –ÑC khi goùc môû min = 10 0 ( ÔÛ ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát ) :



(rads)

+ Ñoä suït toác ñoä cuûa heä:

(rads)

+ Toác ñoä cuûa ñoäng cô khi laøm vieäc vôùi taûi ñònh möùc ( ÔÛ ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát ) :

(rads)- Phöông trình ñaëc tính cô thaáp nhaát cuûa heä öùng

vôùi khi goùc môû max :

+ Ta coù ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa heä :

+ Toác ñoä laøm vieäc thaáp nhaát cuûa heä :

Giaû söû cho ñoäng cô laøm vieäc vôùi moâmen caûn lôùn nhaát baèng hai laàn moâmen ñònh möùc MC max = 2.Mñm.

Suy ra :

(rads)

+ Toác ñoä khoâng taûi thaáp nhaát cuûa heä : (rads)

Töø caùc soá lieäu vöøa xaùc ñònh treân ñaây, ta veõ ñöôïc ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát vaø thaáp nhaát nhö sau :


(rad/s)

TN H max = 93,75

104,667

ñm = 104,667

H max

H min

0Hmax= 0TN = 111,36

M

TN = 6,68 H =

17,61

Mñm

H = 17,61

0H min = 35,22

H min =17,61

2Mñm


Nhaän xeùt :Döïa vaøo ñaëc tính cô ta vöøa xaây döïng ôû treân, ta

nhaän thaáy :Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa heä CL – ÑC doác hôn ñöôøng

ñaëc tính cô töï nhieân. Ñieàu naøy coù nghóa laø do coù ñieän trôû cuûa caùc thaønh phaàn trong maïch nhö : RBA, Rkh, ... laøm cho ñieän trôû toång cuûa maïch lôùn. Vì vaäy laøm cho ñoä suït toác cuûa heä CL – ÑC lôùn hôn ñoä suït toác töï nhieân. Hay noùi caùch khaùc laø ñöôøng ñaëc tính cô cuûa heä meàm hôn ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân.II. Daûi ñieàu chænh cuûa heä CL – ÑC :

III. Sai soá tónh lôùn nhaát cuûa heä :

Keát luaän :Heä coù daûi ñieàu chænh töông ñoái heïp vaø coù sai

soá tónh lôùn. Vì vaäy neân chaát löôïng cuûa heä chöa cao. Ñeå naâng cao chaát löôïng cuûa heä ( töùc laø laøm giaûm sai soá tónh ) vaø ñeå cho heä laøm vieäc oån ñònh thì ta coù caùc bieän phaùp caûi thieän sau ñaây :

1. Duøng phaûn hoài döông doøng ñieän :


BD

UñkUñaët+

CL ÑC KT


- Ta coù phöông trình ñaëc tính ñieàu chænh cô ñieän cuûa heä CL – ÑC :

Trong ñoù :

; vôùi

- Maët khaùc , ta coù :

Trong ñoù :Uñaët – laø ñieän aùp ñaët toác ñoä, Uñaët = const;Upi = Ki.Iö laø ñieän aùp phaûn hoài cuûa khaâu

phaûn hoài döông doøng ñieän;Suy ra :

Vaäy ta coù :

Ta coù ñoä suït toác ñoä :

Vaäy khi Ki caøng taêng thì giaûm xuoáng. Luùc naøy ta coù ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô caøng lôùn :

Maët khaùc, khi giaûm xuoáng thì sai soá tónh cuõng seõ giaûm theo. ( Vì sai soá tónh stónh , vôùi omin = const ).

2. Duøng phaûn hoài aâm toác ñoä :


Up

UñkUñaët

-

CL ÑC

FT


Ta coù :

Maët khaùc :

Trong ñoù :Uñaët – laø ñieän aùp ñaët toác ñoä, Uñaët = cost;

- laø ñieän aùp phaûn hoài toác ñoä.Vaäy ta coù phöông trình ñaëc tính cô nhö sau :

Suy ra :

Vaäy ta coù ñoä suït toác ñoä cuûa heä luùc coù phaûn hoài aâm toác ñoä laø :

Ta nhaän thaáy, khi taêng leân thì ñoä suït toác ñoä seõ giaûm xuoáng vaø luùc naøy ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô seõ ñöôïc naâng leân.

Ta coù ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa heä khi coù phaûn hoài aâm toác ñoä nhö sau :

3. Keát luaän :



Trong hai loaïi phaûn hoài ñaõ noùi ôû treân, ta nhaän thaáy vieäc duøng phaûn hoài aâm toác ñoä ñeå töï ñoäng oån ñònh toác ñoä cho ñoäng cô laø hieäu quaû hôn, vì ñoái töôïng caàn ñieàu chænh laø toác ñoä neân ta choïn phaûn hoài toác ñoä ñeå oån ñònh heä thoáng seõ ñem laïi hieäu quaû cao hôn vaø sai soá seõ nhoû hôn.

Vaäy ta choïn khaâu phaûn hoài aâm toác ñoä ñeå naâng cao chaát löôïng cho heä :

- Ta xaây döïng sô ñoà maïch kín nhö sau : Theo sô ñoà maïch kín, ta coù :


L

Uña

ët

ÑC

FT

Up

Uñk


- Ñeå cho heä laøm vieäc ñöôïc oån ñònh vaø coù chaát

löôïng toát, ta caàn ñöa theâm vaøo caùc khaâu hieäu

chænh noái tieáp PID ( goàm caùc khaâu tích phaân, vi

phaân tæ leä ). Luùc naøy ta coù sô ñoà caáu truùc cuûa heä

nhö sau :

- Caùc khaâu trong sô ñoà caáu truùc cuûa heä :

+ Wreg(P) – haøm truyeàn cuûa khaâu hieäu chænh noái

tieáp;

+ WCL(P) – haøm truyeàn cuûa boä chænh löu;

+ WÑC(P) – haøm truyeàn cuûa ñoäng cô ñieän moät

chieàu.

Do nhieäm vuï thieát keá khoâng yeâu caàu xaùc ñònh

chi tieát giaù trò cuûa caùc haøm truyeàn, vaø do thôøi gian

coù haïn neân khoâng xaùc ñònh cuï theå giaù trò cuûa caùc

haøm truyeàn maø chæ ñöa ra daïng sô ñoà caáu truùc coù

haøm truyeàn töôïng tröng nhö treân.


Up

UñkWreg(P)

WCL(P) WÑC(P)

Kp



Documents

Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều