phamquoc_huy90
New Member
Download miễn phí Đề tài Thiết kế bộ nguồn điện áp một chiều gồm hai sơ đồ chỉnh lưu hình cầu một pha mắc song song ngược cung cấp cho động cơ điện một chiều để truyền động nâng hạ điện cực lò hồ quang nấu thép
LỜI NÓI ĐẦU 3
PHẦN I: THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU 4
Chương 1: PHÂN TÍCH VÀ CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 4
1. Phân tích sơ đồ sử dụng trong mạch đảo chiều 4
2. Phân tích và chọn phương pháp điều khiển hai bộ biến đổi mắc
song song ngược 17
Chương 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 23
1. Phân tích và chọn phương án thiết kế mạch điều khiển 23
2. Mạch tạo nguồn nuôi 33
3. Sơ đồ hoàn chỉnh 1 kênh phát xung và bộ nguồn điện áp 1 chiều 34
Chương 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ 36
1 . Ý nghĩa của việc tính chọn thiết bị 36
2 . Tính chọn thiết bị mạch động lực 36
3 .Tính chọn mạch điều khiển 45
PHẦN II: ỨNG DỤNG BỘ NGUỒN ĐỂ TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ ĐIỆN CỰC LÒ HỒ QUANG 52
Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG LÒ HỒ QUANG 52
1. Giới thiệu chung 52
2. Hệ thống mạch điện lò hồ quang 54
3. Yêu cầu truyền động nâng hạ điện cực 57
Chương 2: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỆN
CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ ĐIỆN CỰC 60
1. Xây dựng sơ đồ khối hệ truyền động nâng hạ điện cực
dùng hệ T-Đ 60
2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và sơ đồ mạch lấy tín hiệu
hồ quang tạo tín hiệu điều khiển tự động 69
3. Nguyên lý làm việc 72
Chương 3: XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH 74
1. Đặt vấn đề 74
2. Xây dựng biểu thức đường đặc tính của hệ thống 74
3. Xây dựng hệ số khuếch đại của các khâu 76
4. Xây dựng đặc tính cơ của hệ thống 78
5. Kiểm tra chất lượng tĩnh của hệ thống 83
Chương 4: TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ ĐIỆN CỰC LÒ HỒ QUANG
1. Đặt vấn đề 84
2. Xây dựng hàm truyền của từng khâu 84
3. Tổng hợp bộ điều chỉnh 86
KẾT LUẬN 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Trong đó :
Ku là hệ số dự trữ về điện áp , ta chọn Ku = 1,5
Þ Ungmax ³ 1,5. . 320 = 678,823 (V)
Dựa trên cơ sở tính toán về điều khiện dòng điện và điện áp ta chọn Thyristor có các thông số sau: Theo bảng p.2 sách Thiết kế Điện tử công suất –Trần Văn Thịnh
Ký hiệu
Ungmax
( V )
Iđm
( A )
U
( V )
Ug
( V )
Ig
( mA )
dU/dt
( V/s )
S8015L
800
15
1,7
2
30
100
Trong đó : Ungmax : Điện áp ngược cực đại
Iđm : Dòng điện làm việc cực đại
Ig: Dòng điện xung điều khiển
Ug:Điện áp xung điều khiển
U : Sụt áp cực đại trên Thyristor ở trạng thái dẫn
dU/dt : Gia tốc điện áp
Tmax = 1100C
2.4. Tính chọn thiết bị bảo vệ mạch động lực:
Ta biết rằng các Thyristor là phần tử rất nhạy với sự biến thiên đột ngột của điện áp , đặc trưng cho những hiện tượng này là gia tốc điện áp du/ dt . Các nguyên nhân gây ra những hiện tượng này bao gồm:
+ Quá gia tốc áp do quá trình chuyển mạch.
+ Quá gia tốc áp do đóng cắt máy biến áp ở chế độ không tải hay tải nhỏ.
R
C
Ti
Hình 31 R,C bảo vệ Thyristor
- Để bảo vệ an toàn cho các van trước sự quá gia tốc do quá trình chuyển mạch nêu trên ta dùng các phần tử R-C mắc song song với các Thyristor như hình vẽ :
Giá trị R và C của mạch bảo vệ được xác định theo các công thức kinh nghiệm sau đây:
- Điện dung:
Trong đó: là dòng qua van trước thời điểm chuyển đổi( chính là dòng điện trung bình qua van)
=
= 1,13 hệ số quá tải
= 1,05 hệ số dự trữ về dòng
= 1 hệ số phụ thuộc sơ đồ
= 15 ( A ) Dòng định mức Thyristor
Vậy =1,13.1.1,05.15 = 17,8 ( A )
UngT là dòng ngược cho phép qua Thyristor. UngmaxT = 800 (V)
Thay số:
- Điện trở:
Trong đó: = 800 (V)
IđmT = 15 (A) là dòng định mức qua Thyristor.
Thay số ta có:
- Để bảo vệ an toàn cho các van trước sự quá gia tốc do đóng cắt máy biến áp ta dùng các phần tử R-C mắc song song với cuộn dây thứ cấp máy biến áp theo tài liệu Thiết kế Điện tử công suất – của tác giả Trần Văn Thịnh chọn R,C theo kinh nghiệm như sau: R= 5(Ω) đối với máy biến áp công suất nhỏ
và C= 4(μF)
- Bảo vệ quá nhiệt độ cho các van bán dẫn :
Khi van làm việc dòng điện chạy qua , trên van có sụt áp U do đó có tổn hao công suất P , tổn hao này sinh ra nhiệt đốt nóng van bán dẫn . Mặt khác van bán dẫn chỉ làm việc dưới nhiệt độ cho phép Tcp . Nếu quá nhiệt độ cho phép van bán dẫn sẽ bị phá hủy . để đảm bảo an toàn , không bị chọc thủng vì nhiệt độ phải chọn và thiết kế hệ thống toả nhiệt hợp lý :
● Tính toán cánh tản nhiệt :
Tổn thất công suất trên một Thyristor:
P = U . Ilv
Với : Ilv =9,9 ( A )
Vậy P = 1,7. 9,9 = 16,83( W )
Diện tích bề mặt toả nhiệt :
: Độ lệch nhiệt độ so với môi trường
Chọn nhiệt độ môi trường TMT = 35
Chọn nhiệt độ cánh tỏa nhiệt Tlv = 80
= Tlv - TMT = 80 – 35 = 45
: Hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu và khúc xạ : Chọn = 8 W/m
Vậy :
Chọn cánh tản nhiệt có 3 cánh , kích thước mỗi cánh:
a.b = 10.10 (c)
Tổng diện tích toả nhiệt của cánh là :
= 3.2.10.10 = 600 (c)
2.5. Thiết kế cuộn kháng cân bằng :
- Điện cảm cuộn kháng được chọn :
LCK1 + LCK2+ LCK3 + LCK4 ≥
Trong đó : m = 2
được chọn ở trạng thái làm việc nặng nề nhất bằng 10%Iđm
≤ [ Icbmax ] = 10%. Iđm = 0,1.9 = 0,9( A )
Lấy LCK1 = LCK2= LCK3 = LCK4
4.LCK1 ≥
LCK1 ≥ 0,2 ( H )
Chọn LCK1 = LCK2= LCK3 = LCK4 =0,2 ( H )
- Điện trở cuộn kháng :
Thiết kế cuộn kháng cân bằng :
Theo kinh nghiệm chọn lõi thép hình chữ E có bề rộng lõi thép giữa a tính theo công thực nghiệm như sau :
a =
=
Dựa theo phương pháp tính lõi thép không theo kích thước chuẩn nên ta đưa vào các hệ số phụ : , ,
h : Chiều cao của lõi thép
c : Chiều rộng của lõi thép
b : Chiều dày của lõi thép
Theo kinh nghiệm với lõi thép chữ E ta chọn m = 2,5 ; n = 0,5 ; l = 1 là tốt nhất
Vậy : b = l.a = 1.5,22 = 5,22 ( cm )
c = n.a = 0,5.5,22 = 2,61 cm )
h = m.a = 2,5.9,172 = 13,05 ( cm )
Tiết diện trụ giữa lõi thép :
Q = 1,5.= 1,5.5,22 = 40,87()
Chiều dài đường sức từ :
L = 2( m + n + l ).a
= 2( 2,5 + 0,5 + 1 ).5,22 = 41,76 ( cm )
Hệ số phụ thuộc để tính số vòng dây cuộn kháng :
Với giá trị M như trên thì ta được ;
Số vòng dây cuộn kháng :
W = 104.
=10.( vòng )
Lấy tròn : W = 57 ( vòng )
Chọn mật độ dòng điện : J = 3 ( A/)
Đường kính dây quấn :
d = 1,13.
= 1,13.
Chọn d =1,95(mm) , S = 2,987 (mm2)
2.6. Tính chọn cuộn kháng san bằng :
Điện áp ra có biên độ tác động đầu vào nên động cơ nhận được một điện áp :
( Chỉ xét thành phần xoay chiều bậc 1 )
Với : = ( Chỉnh lưu cầu 1 pha )
=
: Biên độ lớn nhất của xung áp sóng cơ bản đầu ra cuộn kháng
Vậy L=
Theo kinh nghiệm chọn lõi thép hình chữ E có bề rộng lõi thép giữa a tính theo công thức sau :
a =
=
Dựa theo phương pháp tính lõi thép không theo kích thước chuẩn nên ta đưa vào các hệ số phụ : , ,
h : Chiều cao của lõi thép
c : Chiều rộng của lõi thép
b : Chiều dày của lõi thép
Theo kinh nghiệm với lõi thép chữ E ta chọn m = 2,5 ; n = 0,5 ; l = 1 là tốt nhất
Vậy : b = l.a = 1.5,5 = 5,5 ( cm )
c = n.a = 0,5. 5,5 = 2,75 ( cm )
h = m.a = 2,5. 5,5 = 13,75 ( cm )
Tương tự như thiết kế cuộn kháng cân bằng :
Tiết diện trụ giữa lõi thép :
Q = 1,5.= 1,5. 5,5 = 45,375 ()
Chiều dài đường sức từ :
L = 2( m + n + l ).a
= 2( 2,5 + 0,5 + 1 ). 5,5 = 44 ( cm )
Hệ số phụ thuộc để tính số vòng dây cuộn kháng :
Với giá trị M như trên thì ta được ;
Vậy : W = 10. ( vòng )
Lấy tròn : W = 63 (vòng )
Đường kính dây quấn :
d = 1,13.
= 1,13.
Với mật độ dòng điện : J = 3 ( A/)
Chọn d = 1,95 (mm) , S = 2,987 (mm2)
2.7. Chọn Aptomat :
Aptomat (ATM) dùng để đóng cắt mạch động lực, tự động bảo vệ khi quá tải và ngắn mạch Thyristor, ngắn mạch đầu ra bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp, ngắn mạch ở chế độ nghịch lưu. Ngoài ra aptomat còn được sử dụng như một thiết bị đóng cắt nguồn cho hệ thống.
Điều kiện chọn :
= 14,36 (A)
Tra bảng 3.9 trang 109 giáo trình Sử dụng và sữa chữa khí cụ điện hạ áp, ta chọn Aptomat có thông số sau :
Kiểu
( A )
( V )
Số cực
Thời gian tác động khi quá tải
Dòng cắt tức thời
(A)
A25-2MT
16
220
2
1,1Idm
1,35Idm
6Idm
không tác động sau 1 giờ
không lớn hơn 30 phút
Từ 1 đến 10 giây
110
3 .Tính toán mạch điều khiển:
3.1 . TÝnh chän BAX:
C¨n cø vµo xung ®iÒu khiÓn cña Thyristor lµ: U®k = 2 V, I®k = 30(m A)
tx=600=6.10-4s : Độ rộng xung
f=0,15 : Độ sụt biên độ xung
Tỷ số biến áp xung thường là :
Ta chọn n =
Để đảm bảo Thyristor mở khi điện áp lưới dao động ta chọn cho 1 cuộn dây thứ cấp:
= 3 V, = 45(m A)=0,045(A)
Vì có hai cuộn dây thứ cấp nên công suất tăng gấp đôi nên:
Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp BAX .
U1 = = 3 × 3 = 9 V
Dòng sơ cấp BAX :
Hình 32 Lõi thép hình xuyến
Chọn vật liệu sắt Ferit HM hình xuyến làm việc trên một phần của đặc tính từ hoá DB = 0,3T , DH = 30(A/m) không có khe hở .
Từ thẩm của lõi sắt từ :
(H/m)
Thể tích lõi sắt từ:
Với Q là tiết diện cực giữa lõi thép .
l : là chiều dài đường sức từ.
Với V == 2,7 cm3 ta sẽ được các kích thước chuẩn của lõi thép ( theo bảng 1 .5 trang 120 sách Điện tử công suất - Trần văn Thịnh) :
Q = 0,375cm2 , l =10,2cm ,d =2,5cm; a = 0.75 cm , b = 0,5 cm , D = 4 cm
, p = 27,6(g)
+ Số vòng cuộn sơ cấp BAX:
(vòn...
Tags: 1 số sơ đồ nguồn 1 chiều