Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 1
Trờng đại học bách khoa h nội
Khoa điện
Bộ môn tự động hoá đề ti :
thiết kế cung cấp điện cho
động cơ điện một chiều Sinh viên : Nguyễn Đăng Anh.
Lớp : Tự động hoá 1- K45
Giáo viên hớng dẫn :
phạm quốc hải


5.Tính toán mạch điều khiển....33
6.Kết luận.42
7.Ti liệu tham khảo.43
Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 3Phần 1: giới thiệu chung về động cơ điện một chiều kích từ
độc lập

I,
Cấu tạo vnguyên lí hoạt dộng:
A, Cấu tạo : gồm hai phần , phần cảm v phần ứng
*
phần cảm:
(stator)l phần tạo ra từ trờng tĩnh của động cơ gồm có gông từ
v các cộn đây :
. Gông từ : gồm các lá thép kĩ thuật điện đợc ghép lại trên có đây quấn
kích từ
.Dây quấn:l các dây đòng hay hợp kim của nhôm hình tròn hay hình chữ
nhật đợc cách điện với nhau v đợc quấn treen gông từ
*
phần ứng:
(rôtor) l phần cho dòng điện một chiều chạy trong nó .tơng
tác giữa dòng điện I v từg thông sinh ra mô men quay.
Gồm 3 phần chính:
.lõi thép:l các lá thép kĩ thuật điện (F
e

v tốc độ góc

của động cơ.
*từ phơng trình cân bằng điện áp:



=
=

..
.
0
0
KE
RIUE
u
Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 4
2
.
.
..
.
.





cng lớn đặc tính cơ cng cứng
*đồ thị :

TN
M
n
M
C
M
C1
n
0
n
y
c


=
.
0
k
U

:tốc độ không tải lí tởng.
u
R

n
M
C
U
ủm
> U
1
> U
2
> U
3
n
cb
> n
1
> n
2
> n
3

Đặcđiểm: * Đặc tính cơ l những đờng song song với đặc tính cơ tự nhiên. của
động cơ ,độ cứng đặc tính cơ không thay đổi.
*do U chỉ có thể giảm do đó chỉ có thể điều chỉnh giảm tốc độ động cơ
*cóthể thay đổi Ubằng các van bán dẫn : tisitor

) do đó trên thực tế điều chỉnh tốc độ bằng R
u
ít đợc sử
dụng vì khi tăng R
u
có thể giảm đợc

song đặc tính cơ của dộng cơ giảm đi
có nghĩa l với một sự thay đổi rất nhỏ của tải sẽ dẫn đến một sự thay đổi rất lớn
của

do đó không ổn định. Ngoi ra do thêm R
f
vo phần ứng cũng có nghĩa l
tăng tổn hao trong máy ngời ta hầu nh không sử dụng . Tuy nhiên R
f
dợc
dùng để giảm dòng mở máy khi khởi động
B
3
, Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông:
hhhhh

hình3:thay đổi tôc độ bằng cách thay đổi từ thông

Từ phân tích trên ta thấy :
phơng án điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều
bằng phơng pháp thay đổi U l khả khi nhất . hơn nữa với công nghệ bán dẫn phts
triển nh hiện nay thì việc thay đổi U trở nên dễ dng .

TN
R
f1
R
f2
R
f3
0
M
C
n
3
n
2
n
1
n
cb
n
0
n
M, I
0 < R
f1
< R


ủm
>
1
>
2
n
cb
< n
1
< n
2
Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 6
Phần 2
: phân tích tổng thể về nguồn cung cấp cho động cơ
nêu u nhợc điểm của từng phơng án để chọn một phơng
án phù hợp cho mạch lực v mạch điều khiển
H
ệ thống truyền động ngồm 3 khâu :

*Mạch lực.
*Mạch điều khiển
*Mạch hồi tiếp âm tốc độ
A, Mạch lực:
A
1
,-với phần mạch kích từ : cần ổn định do đó U

*chọn van
:để thay đổi U
d
ta có thể dùng chỉnh lu bán điều khiển tisistor hay chỉnh
lu diều khiển tranzitor trờng
+,tranzitor trờng:
Ưu điểm: điều khiển nhanh ,tần số lớn ,dòng điều khiển bé (điều khiển
bằng áp)
Nhợc điểm: dòng cho phép của tranzitor bé.
+,Tisirtor:
Ưu ,nhợc điểm : điều khiển chậm hơn bị hạn chế về tần số .dòng điều
khiển tơng đối lớn song dòng cho phép của nó khá lớn.
T4 T1
T3
L
T2

R
0
0
1
1
2
2
3
3
4

Id
t1 t2 t3 t4
I1
I2
I3
t
t
t
t
t
tt
t
b.
0
t
c.
T1
B
T2
C
T3
A
R
L
Chỉnh lu hình tia 3fa.
D1
D2
D3

C*
t
ABCA* B*C*
chØnh l−u 6fa h×nh

tia:
§å ¸n §iÖn tö c«ng suÊt NguyÔn §¨ng Anh - T§H1 - K45 9

R
T1
T3
T5
L
T6
T4
T2
Ud
Uf
ABCA
ABCA
X1
X2
X3
X4
X5
X6
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7


Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 10
P
hân tích:
*Mạch 1: có số van điều khiển ít , mạch điều khiển không quá phức tạp hơn nữa
trung tính của động cơ đợc nối với trung tính của mba do đó an ton cho thiết bị .
*Mạch 2: Điện áp ra tơng đối bằng (m=6) có thể dùng trực tiếp ngay cho động cơ
điện một động cơ điện một.tuy nhiên bố trí theo mạch ny sẽ rất tốn kém vì :MBA
của mạch 2 l một sơ cấp v hai thứ cấp do đó kồng kềnh tốn kém .hơn nữa mạch
có 6 van số van tăng cũng có nghĩa l lôgic .
điê
ù khiển tăng do đó không khả thi
Mạch 3: điện áp ra tơng đối bằng độ nhấp nhô ít có trị số tơng đối lớn MBA
đơn giản hơn do do tỉ số biến đổi không cần lớn.
Nhợc điểm :số van điều khiển lớn do đó lôgíc điều khiển phức tạp

111,
Khâu đồng bộ:
phơng án 1: phơng án2:
GHEP QUANG
C
R2R1
D
Ura
+E
c.
Uv
phơng án 3:

P
hân tích:
Phơng án1: sơ đồ đơn giản linh kiện dẽ thực hiện chất lợng điện áp tựa cao
Phơng án2: không dùng MBA ,sơ đồ đơn giản song chỉ tạo ra 1 răng ca hco
mỗi chu kì điện do đó không phù hợp với với chỉnh lu cầu.
Phơng án 3: sơ đồ không quá phức tạp ,phải dùng MBA có điểm giữa tuy
nhiên tạo ra hai răng ca cho mỗi chu kì điện do đó nó phù hợp với chỉnh lu cầu .
2,Khâu so sánh:

Urc
b.

Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 12
Phân tích:
Phơng án1: dùng tranitor , mạch lật trạng thái khi U
cm
=U
rc
tuy nhiên với ranitor
thực tế thờng không lí tởng do đó để lật trạng thái :
U = U
U
đ

rc d
Dấu cộng ứng với lúc mở
Dấu ứng với lúc đóngDo đó xuất hiện một vùng điện áp nhỏ hng mv m tại đó trans zitor
không lm việc(góc mở
).
0=

Nhợc điểm l phải dùng nguồn nuôi phía cao áp

4,Khâu tạo xung: để giảm công suât tầng khuyếch đại
v tăng số lợng xung kích mở nhằm đảm bảo tisistor mở một cách trắc trắn
ngời ta hay phát xung chùm cho các tisistor
*các vi mạch tạo xung chùm phổ biến :
*vi mạch 555:
*vi mạch tạodao động:

Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 13

8
6
7
4
2
1
3
5
555
+U
R1
R2
C1 C2
Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 14

phần III: thuyết minh chitiết sự hoạt động của ton bộ sơ
đồ nguyên lí mạch kèm theo đồ thị minh hoạ
I,Mạch Lực:
1, phần mạch kích từ:
Điện áp xoay chiều sau khi qua bộ chỉnh lu diode cho điện áp đặt ở hai đầu
cuộn kích từ : U
22
.9,0.
2.2
UU =

kt
=U
đkt
=
U
2
:giá trị hiệu dụng điện áp thứ cấp MBA
*U
d
(t) có dạng đập mạch song do L
kt
rất lớn ta coi nh i

=f(

) do ta điều chỉnh trơn đợc góc mở

(cos

l hm liên tục) do đó ta có
thể điều chỉnh trơn đợc tốc độ.

+

=
3
*các thistor thay nhau dẫn dòng,mỗi van dẫn một góc
Đồ án Điện tử công suất Nguyễn Đăng Anh - TĐH1 - K45 16

*Yêu cầu :khi quá tải tuỳ theo tình trạng quá tải lớn hay nhỏ m thời gian cắt
nhanh hay chậm : I
tc
t
k
ă

I
đm
=f(t
că
) = = k.f
c
quan hệ: dòng điện v thời gian theo đờng Hype bol