Chương 3: Tính toán mạch động lực

Từ yêu cầu thiết kế hệ điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều và ưu điểm của động cơ kích từ độc lập ( chất lượng điều chỉnh tốc độ tốt, tổn hao phía kích tờ nhỏ,...). Nên khi thực hiện mô hình chúng em sử dụng loại động cơ công suất nhỏ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu có thông số:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Tính toán mạch động lựcChương 3. Tính toán mạch động lực CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN MẠCH ĐỘNG LỰCMạch động lực bao gồm: + Động cơ + Biến áp + Mạch van…3.1. Tính chọn động cơ. Từ yêu cầu thiết kế hệ điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều và ưu điểmcủa động cơ kích từ độc lập ( chất lượng điều chỉnh tốc độ tốt, tổn hao phía kích từnhỏ…). Nên khi thực hiện mô hình chúng em sử dụng loại động cơ công suất nhỏkích từ bằng nam châm vĩnh cửu có thông số: P đm = 24 ( W ); I đm = 0.5 ( A ) ; n = 4600 ( Vòng/ phút )3.2. Tính chọn van động lực- Để cấp nguồn cho tải một một chiều ( Động cơ kích từ bằng nam châm vĩnh cửu),cần có bộ chỉnh lưu biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều. Các bộchỉnh lưu này có thể là loại có điều khiển hoặc không có điều khiển.- Ta lựa chọn phương án dùng bộ chỉnh lưu có điều khiển để thực hiện việc biếnnăng lượng điện xoay chiều sang một chiều trong động cơ kích từ bằng nam châmvĩnh cửu mà ta sẽ dùng để thực hiện mô hình. Vì nếu dùng bộ chỉnh lưu có điềukhiển thì ta có thể thay đổi thời điểm đặt xung điện áp lên cực điều khiển, nhờ đó tacó thể điều chỉnh được điện áp chỉnh lưu.- Do mạch chỉnh lưu cầu không nhất thiết phải có biến áp nguồn, Khi điện áp ra củatải phù hợp với cấp điện áp nguồn xoay chiều thì ta có thể mắc trực tiếp mạch chỉnhlưu vào lưới điện. Chính vì vậy mạch chỉnh lưu cầu có ưu điểm hơn hẳn so vớimạch chỉnh lưu hình tia. (Mạch chỉnh lưu cầu được sử dụng rất rộng rãi trong thựctế, nhất là với cấp điện áp ra từ 10 V trở lên, dòng tải có thể lên tới 100 A)- Vì sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha có ưu thế tốt nhất khi nguồn cấp là lưới ba pha côngnghiệp, và tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp một chiều. Còn các sơ đồ chỉnhlưu một pha thường được chọn khi nguồn cấp là lưới điện một chiều một pha hoặccông suất không quá lớn so với công suất của lưới ( P < 5 KW ), tải không có yêu cầuquá cao về chất lượng điện áp một chiều. Nên ta sử dụng mạch chỉnh lưu cầu mộtpha. 23Chương 3. Tính toán mạch động lực Vậy chúng ta sử dụng chỉnh lưu cầu một pha làm van động lực cho hệ truyềnđộng T – Đ.3.2.1. Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha đối xứng.- Nguyên lý hoạt động: Do tải có phần tử điện cảm L nên thực tế dòng điện id là dòng liên tục (id = Id ) + Trong nửa chu kì đầu ( 0 ÷ Π/2 ): UAB > 0 nên Vannot của T1 và T2 dương. Nếucó xung điều khiển cho cả hai van T1 và T2 thì cả hai van này sẽ cùng dẫn. Đồng thờiđặt điện áp luới lên tải + Trong nửa chu kì sau ( Π/2 ÷ Π ): UAB < 0 nên VA của T3, T4 dương. Nếu cóxung điều khiển thì cả hai van đó cùng dẫn và đặt điện áp lưới lên tải, với chiều điệnáp trùng với chiều điện áp trong nửa chu kì trước- Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu ( hình 3.1) + Khi T1, T2 mở cho dòng chạy qua (trong chế độ chỉnh lưu), ta có phươngtrình: d (i d ) 2 .U 2 .Sinθ = R. i d + E + X . dθ 2. 2 ( tích phân hai vế ta được Ud = R.Id + E với Ud = .U2.cosα) Π E +U d Vậy ta có: Id = ( 3-1) RBiểu thức (3-1) được dùng chung cho cả chu kì hoạt động ở chế độ chỉnh lưu củamạch chỉnh lưu cầu một pha đối xứng T1 L i2 T3 + u2 Ud _ E T4 T2 R Hình 3.1. Sơ đồ chỉnh lưu điều khiển cầu một pha, tải R + L + E- Nhận xét: + Dòng điện chạy trong dây là dòng liên tục + Điện áp ngược đặt lên van, nhỏ hơn so với sơ đồ hình tia Ungược max = 2 U2 + Sử dụng nhiều van, gấp đôi so với sơ đồ hình tia, nên có sơ đồ điều khiểnphức tạp, sụt áp trong van cũng tăng gấp đôi, không thích hợp với tải cần dòng lớn, 24Chương 3. Tính toán mạch động lựcnhưng điện áp ra lại nhỏ. Chính vì vậy ta không lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu điều khiểncầu một pha đối xứng làm mạch van động lực.3.2.2. Sơ đồ cầu chỉnh lưu không đối xứng (chỉnh lưu bán dẫn) R R T1 T2 T1 D2 E E Uv Uv L L D2 D1 T2 D1 (a) (b) Hình 3.2. Sơ đồ chỉnh lưu bán điều khiển a. Sơ đồ chỉnh lưu bán điều khiển, Thysistor mắc song song (catốt chung) b. Sơ đồ chỉnh lưu bán điều khiển , thysistor mắc thẳng hàng • Chỉnh lưu bán điều khiển thysistor mắc catốt chung (Hình 3.2a)- Đặc điểm + Nhóm catốt chung là các thysistor, đựơc mở tại các thời điểm α của nó + Nhóm anôt chung là các van điôt, luôn mở tự nhiên theo điện áp nguồn (Đ1mở khi U2 bắt đầu dương, Đ2 mở khi U2 bắt đầu âm)- Nguyên lý hoạt động:  Trong khoảng ( α ÷ Π ) T1, Đ1 dẫn  Trong khoảng (Π ÷ (Π+α)) T1, Đ2 dẫn. Do ở Π, Đ2 mở tự nhiên, làm Đ1 khóa.  Trong khoảng ((Π+α) ÷ 2Π ) T2, Đ2 dẫn. Do T2 được phát xung mở ...