Lời nói đầu
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của các
lĩnh vực khoa học, ứng dụng của điện tử công suất vào công nghiệp nói chung
và công nghiệp điện tử nói riêng, các thiết bị điện tử có công suất lớn đã đợc
chế tạo ngày càng nhiều, đặc biệt là ứng dụng của nó vào các ngành kinh tế
quốc dân và đời sống, làm cho yêu cầu về sự hiểu biết và thiết kế các loạI thiết
bị này hết sức cần thiết đối với lạI kỹ s ngành điện
Cùng với sự phát triển của ngành điện tử công suất thì việc ứng dụng động cơ
điện một chiều vào công nghiệp là hết sức quan trọng. Việc sử dụng động cơ
điện một chiều với nhiều mục đích nh để bảo đảm yêu cầu công nghệ của phụ
tải
Để hiểu rõ đợc vai trò của điện tử công suất và động cơ điện một chiều thì
trong bản đồ án môn học này đợc sự hớng dẫn của thầy Đỗ Trọng Tín với nội
dung :
Thiết kế nguồn cấp điện cho động cơ một chiều kích từ độc lập đảm bảo
yêu cầu tốc độ trơn, ổn định, chống quá tải và chống mất kích từ
Bản đồ án của em gồm
Trong bản đồ án này mặc dù em đã cố gắng song với sự hiều biết và những
kiến thức đã học còn hạn chế nên bản đồ án của em không tránh khỏi những
thiếu sót.Em kính mong nhận đợc sự góp ý và chỉ bảo tận tình của các thầy cô
giáo và của các bạn để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn
Sinh viên
Đào xuân Hùng
.
1
Ch ơng I: Giới thiệu về động cơ một chiều
I- Cấu tạo của động cơ một chiều
- những phần chính của máy điện một chiều gồm stato với cực từ ,
roto với dây quấn và cổ góp với chổi điện
a- stato: còn gọi là phần cảm gồm một lõi thép bằng thép

- Động cơ một chiều đợc dùng rất phổ biến trong công nghiệp giao
thông vận tải và nói chung ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độ
quay liên tục trong một phạm vi rộng ( máy cán thép, máy công
cụ lớn, đầu máy tiện.)
- cũng nh máy phát, động cơ điện một chiều đợc phân loại theo
kích thích từ thành các động cơ điện kích từ độc lập , kích thích
song song, kích thích nối tiếp và kích thích hỗn hợp
- Giới thiệu về động cơ kích từ độc lập
2

Hình 1: sơ đồ nối dây của động cơ một chiều kích từ độc lập
- Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch
điện phần ứng và mạch điện kích từ mắc vào hai nguồn một chiều
độc lập với nhau và lúc này động cơ đợc gọi là động cơ kích từ
độc lập
b- Phơng trình đặc tính cơ
phơng trình đặc tính cơ điện của động cơ điện một chiều kích từ độc
lập

u
fu
u
I
K
RR
K
U
.

+

trình đặc tính cơ điện và đặc tính cơ là tuyến tính
Trong đó:
a
Np
K

=
2
.
: tốc độ góc , rad/s
: từ thông kích từ dới một cực từ
3
E
I
R
f
U
-
I
kt
R
kt
U
-
CKT
U
kt
U : điện áp phần ứng
R : điện trở phần ứng
R

=

- vì từ thông của động cơ đợc giữ không đổi nên độ cứng của đặc tính cơ
cũng không thay đổi còn tốc độ không tải lý tởng tuỳ thuộc vào giá trị
điện áp U
đk
của hệ thống do đó có thể nói phơng pháp điều chỉnh này là
triệt để
- Để xác định dải điều chỉnh tốc độ ta thấy rằng tốc độ lớn nhất của hệ
thống bị chặn bởi đặc tính cơ bản là đặc tính ứng với điện áp định mức
và từ thông cũng giữ ở giá trị định mức. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều
4
BBĐ
LK

0

đm
M
đm

M
chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và mômen khởi động ,
khi mômen tải là định mức thì giá trị lớn nhất va nhỏ nhất của tốc độ là:



dm
M
=

1
max0
max0
minmin


=


=
==
M
dm
dm
M
dm
M
dm
dmnm
K
M
M
K
M
D
K
M
MM



2
1
3
T
T
L
T
R

U
d
I
d
T
1
T
2
T
3





t
1
t
2
t
3

- Giá trị điện áp ra trên tải:
U
d
= 1,17.U
2
.cos
U
ngmax
= 2,45. U
2
K
đm
= 0,25
Số lần đập mạch trong một chu kỳ là 3

74,0=
ba
d
S
P
+ u và nhợc điểm của chỉnh lu tia 3 pha
*u điểm : so với chỉnh lu một pha thì chỉnh lu tia 3 pha có chất lợng
điện áp một chiều tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành
phần sóng hài bậc cao bé hơn, việc điều khiển các van tơng đối đơn
giản
*nhợc điểm : sơ đồ chỉnh lu tia 3 pha có chất lợng điện áp ra tải cha
thật tốt lắm, khi cần chất lợng điện áp ra tốt hơn thì dùng sơ đồ
nhiều pha hơn.
2- phơng án 2 : sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha đối xứng


i
T4
i
T6









8
Điện áp trung bình trên tải









cos..
63
.sin..2
2
6
2

T3
I
D1
I
D2
I
D3






I
d
U
f


U
d


D
T
2
D
6
D
T

3
điện thế catôt D
2
là U
2c
bắt đầu < U
2b
. Điốt D
2
mở dòng tải i
d
=
I
d
chảy qua D
2
và T
5
, U
d
= 0
*khi =
2
cho xung điều khiển mở T
1
- trong khoảng
2
ữ
3
: T

- góc mở về nguyên tắc có thể biến thiên từ 0 ữ . Điện áp chỉnh
lu có thể điều chỉnh từ giá trị lớn nhất đến 0
Điện áp trung bình trên tải
U
d
=U
dI
-U
dII
Trong đó









cos..
2
63
.sin..2
2
3
2
6
6
6
2

Điện áp ngợc cực đại đặt lên van
U
ngmax
=2,45U
2
Số lần đập mạch trong 1 chu ky là 6
-Ưu nhợc điểm của sơ đồ
+Ưu điểm:sơ đồ có ít kênh điều khiển hơn so với sơ đồ cầu 3 pha nên điều
khiển dễ dàng hơn,đầu t ít hơn
+nhợc điểm: điện áp ra không đợc tốt nh sơ đồ cầu 3 pha đối xứng,dải điều
chỉnh điện áp không lớn lắm
11
)cos1.(.
2
63
2


+=
UU
d
Chơng III : Tính chọn mạch lực
I-Tính toán máy biến áp
Từ các thông số cơ bản : U
d
= 600 V; I
d
= 220 A ta chọn MBA 3 pha 3trụ
1- điện áp pha sơ cấp MBA
U

= 0,06.600 = 36 (V)
U
do
= 600 + 2.1 + 0 + 36 = 638 ( V )
có :
( )

cos1
2
.63
2
+

=
U
U
do
với = 40
0

( ) ( )
( )
V
U
U
do
309
40cos163
638.2
cos163


( )
AI
U
U
IKI
ba
253180.
220
309
..
2
1
2
21
====
+ Công suất biểu kiến máy biến áp:
S = K
s
.P
d
= 1,05.U
d
.I
d
= 1,05.600.220 = 139 (KVA)
2- tính toán mạch lực
12
- Thiết diện trụ đợc tính theo công thức
( )

a
b
dựa vào tiết diện trụ
Q
Fe
= a.b = 183 ( cm
2
) ta chọn
a =11 ( cm)
b = 17 ( cm )
+ chọn loại thép 310, các lá thép dày 0,35mm
Chọn sơ bộ chiều cao trụ: h = 2,5.a = 2,5 .110 = 275 (mm)
chọn h = 280 (mm)
+ Số vôn/ vòng là:
V/vòng = 4,44.B
T
.f.Q
Fe
.10
-4
= 4,44.1.50.183. 10
-4
13
110mm
170mm
= 4(V/vòng)
số vòng cuộn sơ cấp là :
55
4
220

128
2
253
mm
J
I
S ===
chọn dây dẫn tiết diện hình chữ nhật bọc sợi thuỷ tinh có kích thớc :
a
1
.b
1
= 4.16.2 (mm
2
)
kính thớc dây kể cả cách điện:
S
1cđ
= 4,5.16,5.2(mm
2
)
+Tiết diện dây dẫn sơ cấp máy biến áp:

( )
2
.
2
2
2
90

1
11

=
14
trong đó : h
g
: là độ dày của tấm fit cách điện giữa gông va dây quấn
chọn h
g
= 1,2 (cm)
k
c
= 0,95 : hệ số ép chặt
h: chiều cao trụ
Vậy:

1595,0.
65,1
2,1.228
.
.2
1
11
=

=

=
c

= (a
1
+ cd
11
).n
11
= ( 4,5 + 0,1 ).4 = 18,4(mm
Tính số vòng dây trên một lớp của cuộn sơ cấp

c
g
k
b
hh
W .
.2
2
12

=
trong đó : h
g
: là độ dày của tấm fit cách điện giữa gông va dây quấn
chọn h
g
= 1,2 (cm)
k
c
= 0,95 : hệ số ép chặt
h: chiều cao trụ