Đề tài Thiết kế chỉnh lưu cầu 3 pha điều kiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập Chương 3

Sự bùng nổ của tiến bộ khoa học kỹ thuật trong các tĩnh vực điện, điện tử, tin học trong những năm gần đây đã ảnh hưởng sâu sắc cả về lý thuyết và thực tiễn và ứng dụng rộng rãi có hiệu quả cao trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt là lĩnh vực điều khiển tự động và các dây truyền công nghiệp thép kín ra đời trong đó có lĩnh vực điều khiển tự động cơ điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài " Thiết kế chỉnh lưu cầu 3 pha điều kiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập " Chương 3 TRƯỜNG ĐHBK- ĐÀ NẴNG CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC 3 .1. TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC . 3.1.Sơ đồ mạch động lực có các thiết bị bảo vệ. Hình 3-1 sơ đồ mạch bảo vệ có các thiết bị bảo vệ • Các thông số của động cơ. - Nguồn điện lưới xoay chiều 3 pha : 220/ 380 (V) - Động cơ một chiều có các thông số sau : GVHD: TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH SVTH:LÊ XUÂN TRUNG -11D1CLC TRƯỜNG ĐHBK- ĐÀ NẴNG P = 10 Kw ; dm Udm = 220 V ; Idm = 63 A ; Rư = 0,03 Ω Hệ số dự trử điện áp : Ku = 1,5÷ 1,8. Hệ số dự trử dòng điện : Kd = 1,1 ÷1,4. 3.2. Tính chọn thyristor : Tính chọn thyristor dựa vào các yếu tố cơ bản như : dòng điện tải , sơ đồ chỉnh lưu, điều kiện tản nhiệt , điện áp làm việc . - Điện áp ngược lớn nhất mà thyristor phải chịu : Ud Ud 6. π Unmax = Knv .U2 = Knv . K = 3. 6 = .220 = 230,383 V ; u 3 π 3 6 Trong đó : Knv = 6 ; Ku = các hệ số điện áp ngược và điện áp tải ; π ( với mạch cầu 3 pha điều khiển đối xứng) - Điện áp ngược của van cần chọn : Unv = Ku .Unmax = 1,8 .230,383 = 414,689 V ; Trong đó : Ku - Hệ số dự trữ điện áp , thường chọn Ku = 1,8(Ku = 1,5 ÷1,8) ; - Dòng điện làm việc của van đựơc tính theo dòng hiệu dụng : I dm 63 Ilv = Ihd = khd .Id = = = 36,373( A) ; 3 3 1 ( do trong sơ đồ cầu ba pha , hệ số dòng điện hiệu dụng : khd = ). 3 - Chọn thyristor làm việc với điều kiện có cánh tản nhiệt và đủ diện tích tản nhiệt , không có quạt đối lưu không khí , với điều kiện có dòng điện định mức của van cần chọn : Idm = kd .Ilv = 1,4 .36,373 = 50,922 A ; ki : Hệ số dự trữ dòng điện , chọn kd = 1,4. Để chọn thyristor làm việc với các tham số định mức cơ bản trên , ta tra bảng thông số van , chọn các van có thông số điện áp ngược , dòng điện định mức lớn hơn gần nhất với thông số đã tính .  Sau khi tính toán ta phải chọn thyristor với các thông số: Idmv = 50,96 (A), Unv = 414,54 (V).ta chọn được 6 thyritor loại : T60N600BOC có các thông số sau : - Dòng điện định mức của van: Idm = 60 (A) ; - Điện áp ngược cực đại của van: Un = 600 (V) ; GVHD: TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH SVTH:LÊ XUÂN TRUNG -11D1CLC TRƯỜNG ĐHBK- ĐÀ NẴNG - Đỉnh xung dòng điện : Ipk = 1400(A) ; - Độ sụt áp trên thyristor : ∆UT = 1,8 (V) ; - Dòng điện của xung điều khiển : Ig = 150 (mA) ; - Điện áp của xung điều khiển : U g = 1,4 (V) ; - Dòng điện rò : Ir = 25 (mA) ; - Nhiệt độ làm việc cực đại : Tmax = 125 0C ; - Dòng điện duy trì : Ih = 200 mA ; du - Tốc độ biến thiên điện áp : = 400 dt (V/µs) ; - Thời gian chuyển mạch : tcm =180 (µs) ; 3.3. Tính toán máy biến áp chỉnh lưu : Để chọn các thiết bị trong mạch động lực cũng như mạch bảo vệ , trước hết cần xác định điện áp ra của bộ biến đổi Thyristor . Chọn máy biến áp ba pha ba trụ có sơ đồ nối dây ∆ / Y ,làm mát tự nhiên bằng không khí . Máy biến áp là một bộ phận quan trọng của hệ thống điện , thực hiện các chức năng sau . - Biến đổi điện áp nguồn cho phù hợp với yêu cầu sơ đồ phụ tải . - Bảo đảm sự cách ly giữa phụ tải với lưới điện để vận hành an toàn và thuận tiện - Biến đổi số pha cho phù hợp với số pha của sơ đồ phụ tải . - Tạo điểm trung tính cho sơ đồ hình tia . - Hạn chế dòng điện ngắn mạch trong chỉnh lưu và hạn chế mức tăng dòng Anot để bảo vệ van . - Cải thiện hình dáng sóng điện lưới làm cho nó đỡ biến dạng so với hình sin , do đó nâng cao chất lượng điện áp lưới . * Tính các thông số cơ bản : - Tính công suất biểu kiến của máy biến áp : S BA = K s .I dm .U dm = 1,05.220.63 = 14553(VA) - Điện áp pha sơ cấp máy biến áp : U1 = 380 V ; - Điện áp pha thứ cấp máy biến áp : Phương trình cân bằng điện áp khi có tải : Ud0.cosαmin = Ud + 2∆UV + ∆Udn + ∆UBA Trong đó : GVHD: TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH SVTH:LÊ XUÂN TRUNG -11D1CLC TRƯỜNG ĐHBK- ĐÀ NẴNG αmin = 100 là góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới ; ∆UV = 1,8 V là sụt áp trên thyristor ; ∆Udm ≈ 0 là sụt áp trên dây nối : ∆UBA = ∆Ur + ∆Ux là sụt áp trên điện trở và điện kháng trên máy biến áp ; Chọn sơ bộ : ∆UBA = 6%.Ud = 0,06. 220 = 13,2 V ; Từ phương trình cân bằng điện áp khi có tải ta có : U d + 2∆UV + ∆U dn + ∆U BA 220 + 2.1,8 + 0 + 13, 2 ...