Download miễn phí Đồ án Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu – Động cơ điện một chiều
CH−ƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 5
1.1 Khái niệm chung. 5
1.2 Động cơ điện một chiều. 5
1.2.1 Tầm quan trọng của động cơ điện một chiều. 5
1.2.2 Cấu tạo của động cơ điện một chiều. 6
1.2.3 Nguyên lý lam việc động cơ điện một chiều 8
1.3 Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều. 9
1.3.1 Sơ đồ nối dây và đặc tính cơ động cơ một chiều kích từ độc lập. 9
1.3.2 Các phương pháp điều khiển tốc độ. 11
1.4 Các hệ thống điều khiển tốc độ động cơ một chiều bằng điện áp phần ứng. 16
1.4.1 Hệ thống điều khiển máy phát - động cơ (F-Đ). 16
1.4.2 Hệ thống điều khiển tốc độ bằng băm áp một chiều. 17
1.4.3 Hệ thống điều khiển tốc độ bằng chỉnh lưu. 19
CHƯƠNG 2: CÁC BỘ NGUỒN CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN 22
2.1 Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển. 22
2.2 Sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển. 25
2.3 Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng. 27
2.4 Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng. 28
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN MẠCH ĐỘNG LỰC CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG 35
3.1 Mạch động lực hệ truyền động. 35
3.2 Tính chọn Tiristor. 36
3.3 Tính toán máy biến áp chỉnh lưu. 37
3.4 Thiết kế cuộn kháng lọc. 44
3.4.1 Xác định góc mở cực tiểu và cực đại. 44
3.4.2 Xác định các thành phần sóng hài. 44
3.4.3 Xác định điện cảm cuộn kháng lọc. 45
3.4.4 Thiết kế cuộn kháng lọc. 46
3.5 Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực. 49
3.5.1 Sơ đồ mạch động lực có các thiết bị bảo vệ. 49
3.5.2 Bảo vệ quá nhiệt cho các van bán dẫn. 50
3.5.3 Bảo vệ quá dòng điện cho van 51
3.5.4 Bảo vệ quá điện áp cho van. 52
CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ NGUỒN CHỈNH LƯU 54
4.1 Nguyên tắc điều khiển. 54
4.1.1 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính. 54
4.1.2 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos. 55
4.2 Sơ đồ khối mạch điều khiển. 56
4.3 Nguyên tắc phát xung mạch điều khiển. 57
4.4 Tính toán các thông số mạch điều khiển. 58
4.4.1Tính biến áp xung. 62
4.4.2 Tính tầng khuếch đại cuối cùng. 63
4.4.3 Chọn cổng AND. 65
4.4.4 Chọn R9và C3 65
4.4.5 Tính chọn bộ tạo xung chùm. 65
4.4.6 Tính chọn tầng so sánh. 66
4.4.7 Tính chọn khâu đồng pha. 66
4.4.8 Tạo nguồn nuôi 67
4.4.9 Tính toán máy biến áp nguồn nuôi và đồng pha. 69
CHƯƠNG 5:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ TRUYỀN ĐỘNG 71
5.1 Phân tích và lựa chọn bộ điều khiển tác động liên tục. 71
5.1.1 Hệ thống điều tốc phản hồi tốc độ có phản hồi âm ngắt dòng điện. 71
5.1.2 Hệ thống điều chỉnh tối ưu hai mạch vòng kín tốc độ quay và dòng điện. 73
5.2 Tính toán bộ điều chỉnh tối ưu hai mạch vòng kín tốc độ và dòng điện. 74
5.2.1 Thiết kế mạch vòng dòng điện 76
5.2.2 Thiết kế mạch vòng tốc độ 77
5.2.3 Vấn đề hạn chế dòng Iư 80
CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 83
6.1 Mô phỏng các mạch chỉnh lưu có điều khiển bằng PSIM. 83
6.1.1 Bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng. 83
6.1.2 Bộ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng. 84
6.1.3 Bộ chỉnh lưu tia ba pha. 85
6.1.4 Bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng: 86
6.1.5 Bộ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng. 88
6.2 Mô phỏng đặc tính động cơ điện một chiều kích từ độc lập bằng Matlab 89
6.2.1 Mô phỏng động cơ một chiều KTĐL. 89
6.2.2 Mô phỏng hệ thống điều chỉnh tốc độ với hai vòng phản hồi 92
KẾT LUẬN 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98
Hiện nay, nền công nghiệp càng phát triển mạnh mẽ bao nhiêu thì ứng dụng của việc điều khiển một chiều cũng như máy điện một chiều đặc biệt là động cơ điện một chiều càng được sử dụng rộng rãi bấy nhiêu. Và để đáp ứng những yêu cầu khắt khe nhất trong sản xuất thì chất lượng điều khiển một chiều là hết sức quan trọng.
Những năm gần đây kĩ thuật số phát triển rất nhanh nhưng kĩ thuật điện tử và bán dẫn công suất lớn đã hoàn chỉnh hơn, cả về lý thuyết và ứng dụng do có những ưu điểm ưu việt như: có khả năng điều khiển rộng, có chỉ tiêu kinh tế cao, kích thước và trọng lượng thấp, độ tin cậy và chính xác cao…ứng dụng của chúng vào việc biến đổi năng lượng là điều khiển điện áp và dòng điện xoay chiều thành một chiều và ngược lại ngày càng sâu rộng.
Vì vậy, mục đích của đề tài là xây dựng hệ thống chỉnh lưu không điều khiển đảo chiều và ổn định tốc độ động cơ một chiều một cách chính xác, dễ sử dụng và vận hành và có độ ổn định cao.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Hà Xuân Hoà, em đã có thể tổng hợp được tất cả các kiến thức đã có trong quá trình học đồng thời tích luỹ được thêm rất nhiều kiến thức khác khi thực hiện đề tài, điều đó sẽ rất hữu ích cho bản thân em sau này. Em xin chân thành gửi lời Thank sâu sắc đến Thầy, người đã nhiệt tình chỉ bảo giúp đỡ và định hướng cho em trong suốt thời gian qua.
Xin Thank cha mẹ và gia đình đã ủng hộ hết lòng cho con cả về vật chất lẫn tinh thần. Thank bạn bè đã ở bên động viên cổ vũ cho tôi.
Với kiến thức còn nhiều hạn chế, em cảm giác đồ án còn cần thêm nhiều điều bổ xung để nó có thể ứng dụng được trong môi trường sản xuất. Em rất mong được sự góp ý chân thành và tích cực từ các thầy và các bạn. Xin chân thành cảm ơn!
Tháng 11 năm 2008
Lê Minh Tú
CH−ƠNG 1
CÁC PH−ƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
1.1 Khái niệm chung.
Điều khiển tốc độ lμ một yêu cầu cần thiết tất yếu của các máy sản xuất. Ta biết rằng hầu hết các máy sản xuất đòi hỏi có nhiều tốc độ, tùy theo từng công việc, điều kiện lμm việc mμ ta lựa chọn các tốc độ khác nhau để tối −u hoá quá trình sản xuất. Muốn có đ−ợc các tốc độ khác nhau trên máy ta có thể thay đổi cấu trúc cơ học của máy nh− tỉ số truyền hay thay đổi tốc độ của chính động cơ truyền động. Ở đây chúng ta chỉ khảo sát theo ph−ơng pháp thay đổi tốc độ động cơ truyền động.
Tốc độ lμm việc của động cơ do ng−ời điều khiển quy định đ−ợc gọi lμ tốc độ đặt. Trong quá trình lμm việc, tốc độ động cơ có thể bị thay đổi vì tốc độ của động cơ phụ thuộc rất nhiều vμo các thông số nguồn, mạch vμ tải nên khi các thông số thay đổi thì tốc độ của động cơ sẽ bị thay đổi theo. Tình trạng đó gây ra sai số về tốc độ vμ có thể không cho phép. Để khắc phục ng−ời ta dùng những ph−ơng pháp ổn định tốc độ.
Độ ổn định tốc độ còn ảnh h−ởng quan trọng đến giải điều chỉnh (phạm vi điều chỉnh tốc độ) vμ khả năng quá tải của động cơ. Độ ổn định cμng cao thì dải điều chỉnh cμng có khả năng mở rộng vμ mômen quá tải cμng lớn.
Có rất nhiều ph−ơng pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ nh−:
- Điều chỉnh tham số.
- Điều chỉnh điện áp nguồn.
- Điều chỉnh cấu trúc sơ đồ.
Ở đây chỉ đề cập đến điều khiển động cơ một chiều.
1.2 Động cơ điện một chiều.
1.2.1 Tầm quan trọng của động cơ điện một chiều.
Trong nền sản xuất hiện đại, động cơ một chiều vẫn được coi lμ một loại máy quan trọng mặc dù ngμy nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng.
Do động cơ điện một chiều có nhiều ưu điểm như khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt, khả năng mở máy lớn vμ đặc biệt lμ khả năng quá tải. Chính vì vậy mμ động cơ một chiều được dùng nhiều trong các nghμnh công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải... mμ điều quan trọng lμ các nghμnh công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện.
Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhược điểm nhất định của nó như so với máy điện xoay chiều thì giá thμnh đắt hơn chế tạo vμ bảo quản cổ góp điện phức tạp hơn (dễ phát sinh tia lửa điện)... nhưng do những ưu điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất.
Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vμo khoảng 10000 KW, điện áp vμo khoảng vμi trăm cho đến 1000 V. Hướng phát triển hiện nay lμ cải tiến chức năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ vμ chế tạo những động cơ có công suất lớn hơn...
2myzR5Bs9O72xG6
