Thiết kế hệ thống ổn áp sắt từ công suất lớn

Download miễn phí Thiết kế hệ thống ổn áp sắt từ công suất lớn

Mục lục trang

Lời nói đầu. 3

Chương 1.Mở đầu. 5
1.1Phân tích và lựa chọn phương áp tối ưu. 5
1.2Thuyết minh nguyên lý làm việc của bộ ổn áp. 8
Chương 2. Tính toán mạch lực. 15
2.1 Khái quát chung mạch lực. 15
2.2 Tính toán công suất điện từ trong quá trình điều chỉnh. 17
2.3 Tính kích thước cơ bản của mạch từ. 18
2.4 Tính thông số về điện. 20
2.5 Tính thông số dây quấn. 21
2.6 Tính toán sự phân bố dây quấn mạch lực. 22
Chương 3. Tính toán thông số cuộn chuyển dịch và cuộn phản hồi tự động.
3.1 Tính mạch chuyển dịch. 38
3.2 Tính mạch phản hồi tự động. 40
Chương 4. Tính chính xác lại kích mạch từ. 43
4.1 Thiết kế và tính chọn kích thước bối dây. 43
4.2 Tính kích thước mạch từ. 45
4.3 Tính toán chỉ số kinh tế cho thiết bị. 46
4.4 Kiẻm tra khả năng điều chỉnh điện áp của bộ ổn áp. 48
Chương 5. Tính toán nhiệt và kiểm nghiệm lực cơ dây quấn. 52
5.1 Tính nhiệt độ làm việc của dây quấn. 52
5.2 Kiểm tra độ bền cơ của dây quấn. 54
Chương 6. Khái quát chung về mạch điều khiển. 56
6.1 Giới thiệu chung vế mạch điều khiển. 56
6.2 Đặc điểm chung của tải cần điều chỉnh. 57
Chương 7. Thiết kế mạch điều khiển. 61
7.1 Thiết kế mach chuyển dịch. 61
7.2 Tính toán thông số mạch chuyển dịch. 63
7.3 Thiết kê mạch điều khiển tự động. 65
7.4 Thiết kế và lựa chọn mạch điều khiển trung gian. 77
7.4 Tính chọn một số thông số mạch trung gian. 86
Chương 8. Thuyết minh nguyên lý làm việc chung của mạch điều khiển đã thiết kế.
8.1 Nguyên lý làm việc của mach chuyển dịch. 89
8.2 Nguyên lý làm việc của mạch điều khiển tự động. 91
Chương 9. Thiết kế kết cấu máy biến áp đã thiết kế. 94
Chuyên đề: So sánh các bộ ổn áp khác. 95









Lời nói đầu
Ngày nay khi nền công nghiệp càng phát triển thì nhu cầu sử dụng điện trong đời sống và sản xuất càng rộng rãi. Nguồn năng lượng điện với ưu thế là một nguồn năng lượng dễ sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường và con người có thể sản xuất được bởi vậy điện năng dần thay thế các năng lượng khác như than, dầu mỏ, khí đốt
Một vấn đề đặt ra cần được giải quyết đối với người vận hành điện cũng như hộ sử dụng điện là có một nguồn điện có chất lượng cao thể hiện ở các chức năng như là sự ổn định điện áp và sự cân băng pha về góc và môdul, thời gian cung cấp điện .ổn định điện áp ảnh hưởng rất nhiều tới các thông số kỹ thuật các chỉ tiêu kinh tế của thiết bị điện cụ thể (7):
ã Đối với động cơ không đồng bộ khi điện áp giảm xuống 10 thì mô men quay giảm 19 hệ số trượt tăng 27.5 dòng rôto tăng 14 dòng stato tăng 10,nếu giảm tiếp 20 thì mômen giảm 36. Ngược lại khi điện áp tăng lên 10 thì mômen quay tăng lên 21 hệ số trượt giảm xuống 20 dòng điện rôto giảm xuống 18 dòng điện stato giảm xuống còn 10
ã Đối với thiét bị chiếu sáng khi điện áp giảm xuống 10 thì quang thông giảm 30 ,điện áp giảm xuống 20 thì một số đèn huỳnh quang không có khả năng phát sáng .Khi điện áp tăng 10 thì quang thông của đèn tăng lên 35 tuổi thọ của đèn giảm đi 3 lần.
Cho đến nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật cho phép thiết kế một bộ nguồn ổn áp công suất lớn theo nhiều phương pháp khác nhau như là:
Ổn áp sắt từ có tụ.
Ổn áp dùng khuyếch đại từ + bán dẫn.
Ổn áp dùng bán dẫn.
Ổn áp dùng máy biến áp kết hợp với điều khiển tự động.
Ở mỗi phương án có những ưu nhược điểm đặc trưng riêng về thông số kỹ thuật, chỉ tiêu kinh tế .Trong nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp là thiết kế một bộ nguồn ổn định điện đáp dùng cho phụ tải chiếu sáng với các thông số cho trước:
Công suất định mức: Sđm=60 KVA .
Điện áp vào : Uv =330420 V.
Điện áp ra : UR=380 v.
Tần số điện áp nguồn: f=50 Hz.
Nhiệm vụ tính toán đồ án gồm những phần sau:
Phân tích và chọn phương án.
Tính toán điện từ.
Tính toán phần điều khiển.
Thiết kế kết cấu.
Một bản vẽ Ao tổng lắp ráp và 34 bản vẽ chi tiết.
Chuyên đề: So sánh với các phương pháp ổn định điện áp khác.
Do thời gian hạn hẹp của một đồ án, với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Bùi Tín Hữu em đã hoàn thành nội dung của đồ án. Nội dung của đồ án gồm ba phần chính:
Phần 1: Thiết kế và tính toán mạch lực.
Phần 2: Thiết kế và tính toán mạch điều khiển.
Phần 3: Thiết kế kết cấu và bản vẽ lắp giáp, bản vẽ chi tiết.
Do trình độ có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, nhầm lẫn Em mong nhận được những chỉ bảo thêm của các Thầy và các Cô cùng các bạn để em hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn.
Một lần nữa em xin trân thành Thank thầy Bùi Tín Hữu đã giúp em hoàn thành nội dung của đồ án này.

/images/nopreview.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-32182/
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:

bÞ më th«ng dßng ®iÖn sÏ ch¹y qua hay cßn nãi T bÞ th«ng tÝnh tõ thêi ®iÓm cÊp xung cho cæng ®iÒu khiÓn G do ®ã van sÏ dÉn tõ a1 van sÏ dÉn tiÕp tíi a= p t¹i thêi ®iÓm a= p dßng ®iÖn qua 0 vµ ®iÖn ¸p ®æi dÊu T sÏ bÞ ph©n cùc ng­îc do ®ã T sÏ tù kho¸. T sÏ bÞ kho¸ cho trong suèt thêi ®iÓm T bÞ ph©n cùc ng­îc ë nh÷ng chu kú sau T chØ d­îc më th«ng khi kÕt hîp hai ®iÒu kiÖn t­¬ng tù lµ T ®­îc ph©n cùc thuËn vµ cã xung ®iÒu khiÓn cÊp tíi cæng ®iÒu khiÓn G. ViÖc cÊp ph¸t xung lµ rÊt quan träng nã x¸c ®Þnh thêi ®iÓm më (dÉn) cña van còng nh­ gi¸ trÞ cña ®iÖn ¸p ra trªn t¶i. Nh­ vËy ta cã thÓ dïng van b¸n dÉn ®Ó chØnh l­u dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh dßng ®iÖn mét chiÒu vµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn mét chiÒu nµy cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh ®­îc.
S¬ ®å ®iÒu khiÓn mét kªnh Thyristor.
®p
ss
k®
S¬ ®å ®iÒu khiÓn mét van T gåm c¸c kh©u:
§P : kh©u ®ång pha cã nhiÖm vô lµ t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c­a Urc ®ång pha víi ®iÖn ¸p cña Katèt cña T cÇn më. Cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p r¨ng c­a víi chÊt l­îng kh¸c nhau nh­ lµ:
Dïng ®i«d vµ tô.
Dïng tranzit¬r vµ tô.
Dïng bé ghÐp quang
Dïng khyÕch ®¹i thuËt to¸n.
SS : kh©u so s¸nh thùc hiÖn viÖc so s¸nh ®iÖn ¸p tùa Urc víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Udkt¹i thêi ®iÓm Urc = Udkth× ph¸t xung ®iÒu khiÓn ®­a tíi bé khuyÕch ®¹i. nhiÖm vô chÝnh cña kh©u so s¸nh lµ x¸c ®Þnh thêi ®iÓm ph¸t xung vµ ph¸t xung ®­a tíi bé khuyÕch ®¹i. Mét sè kh©u so s¸nh hay dïng nh­ lµ:
So s¸nh b»ng tranzit¬r
Céng mét phÇn tö ®¶o cña khuyÕch ®¹i thuËt to¸n.
Dïng hai cæng cña khuyÕch ®¹i thuËt to¸n.
K§: lµm nhiÖm vô khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu nhËn ®­îc tõ kh©u so s¸nh ®­a qua biÕn ¸p xung thµnh tÝn hiÖu xung ®­a tíi ®Ó më T. Xung ®­a tíi ®Ó më T ph¶i cã ®ñ ®é lín vÒ biªn ®é vµ ®é réng xung hay thêi gian tån t¹i xung. Mét sè kh©u khuyÕch ®¹i hay dïng trong ®iÒu khiÓn T lµ:
Dïng s¬ ®å ®arlingt¬n.
Dïng s¬ ®å cã tô nèi tÇng.
KhuyÕch ®¹i b»ng tranzit¬r c«ng suÊt.
Mçi s¬ ®å ®Òu cã ­u vµ nh­îc ®iÓm riªng cña nã ngµy nay khi mµ linh kiÖn ®iÖn tö vi c«ng suÊt ph¸t triÓn gi¸ thµnh h¹ mµ chÊt l­îng ®¶m b¶o do ®ã c¸c kh©u dïng khuyÕch ®¹i thuËt to¸n ®­îc sö dông réng r·i. ¦u ®iÓm cña c¸c
bé dïng khuyÕch ®¹i thuËt to¸n lµ chÝnh x¸c kÝch th­íc nhá gän mµ gi¸ thµnh l¹i kh«ng cao viÖc thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt kh«ng phøc t¹p l¾m.Nh­îc ®iÓm chÝnh cña linh kiÖn b¸n dÉn lµ tÝnh æn ®Þnh nhiÖt kÐm kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy b»ng c¸ch sö dông linh kiÖn cã hÖ sè dù tr÷ cao trªn c¬ së ®· ph©n tÝch ë trªn ta chän kªnh ®iÒu khiÓn T nh­ sau:
Khi ®ã ta cã thÓ gi¶i thÝch sù ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn nµy nh­ sau:
Qua biÕn ¸p ®ång pha BA§P ®iÖn ¸p trªn R1 lµ UA cã d¹ng ®ång pha víi ®iÖn ¸p Anod cña T . UA cã d¹ng h×nh sin qua khuyÕch ®¹i thuËt to¸n A1 ®iÖn ¸p UB cã d¹ng xung h×nh ch÷ nhËt. Khi ®iÖn ¸p UB > 0 th× diode th«ng do ®ã UB sÏ tíi tÝch ph©n trªn A4 thµnh ®iÖn ¸p tùa Urc khi UB 0 nªn phÇn tö céng AND th«ng trong giai ®o¹n AND th«ng chuçi xung UE ®­îc ®­a tíi bé khuyÕch ®¹i. ViÖc ®­a mét chïm xung UF tíi bé khuyÕch ®¹i ®¶m b¶o r»ng T ®­îc më mét c¸ch ch¾c ch¾n. UF ®­îc khuyÕch ®¹i b»ng tranzit¬r nèi theo kiÓu darlingt¬n víi hÖ sè khuyÕch ®¹i ®ñ lín qua biÕn ¸p xung cuèi cïng ta ®­îc xung ®iÒu khiÓn ®­a tíi më T.
H×nh d¸ng ®iÖn ¸p trªn kªnh ®iÒu khiÓn cã d¹ng nh­ h×nh vÏ:
Ud
Ud
UXdk
UF
UE
UD
UC
UB
UA
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
p
2p
p
a
H×nh d¸ng tÝn hiÖu ®iÖn ¸p trªn m¹ch ®iÒu khiÓn
ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn T cho qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh t¨ng ¸p vµ gi¶m ®iÖn ¸p.
Modul
§K
BB§
M¹ch ®k
§KCS
k
ura
´
U®
U®
U®k
U®k
Uph
Tõ nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn m¹ch ®iÒu khiÓn gåm hai khèi: khèi ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu vµ khèi ®iÒu khiÓn c«ng suÊt. Ta cã thÓ m« t¶ m¹ch s¬ ®å cÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn nµy nh­ sau:
Modul ®iÒu khiÓn thùc hiÖn viÖc cÊp ph¸t xung ®­a tíi më T trong bé biÕn ®æi ®Ó chØnh l­u dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh dßng ®iÖn mét chiÒu cã ®iÒu chØnh ®Ó cÊp vµo cuén ®iÒu khiÓn ph¶n håi trªn lâi mét hoÆc lâi hai thêi ®iÓm cÊp ph¸t xung phô thuéc vµo ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn mµ U®k = U® ±Uph. Do ®ã U®k = f(Uph). Yªu cÇu ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn nµy nh­ sau:
Khi Uv =Uv®m th× Ura = Ura®m th× kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh nghÜa lµ m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng lµm viÖc ®iÒu khiÓn hoÆc kh«ng cã xung ®­a tíi më T nªn m¹ch ®iÒu khiÓn kh«ng lµm viÖc.
Khi Ura < Ura®m..
Khi ®iÖn ¸p ra nhá h¬n ®iÖn ¸p ®Þnh møc do ®ã ta ph¶i ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p trªn c¸c vßng ®Ó ®iÖn ¸p ë ®Çu ra lµ ®Þnh møc ta ph¶i b¬m dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn mét chiÒu vµo cuén d©y ®iÒu khiÓn trªn lâi mét vµ m¹ch ®iÒu khiÓn cho kªnh hai ngõng lµm viÖc. Kªnh ®iÒu khiÓn mét lµm viÖc b¬m dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn vµo lâi mét tõ ho¸ lâi thÐp lµm cho lâi thÐp mét sím b·o hoµ --> ®iÖn kh¸ng cña cuén d©y quÊn trªn lâi ®ã W1 vµ W3 gi¶m xuèng ®ång thêi ®iÖn ¸p trªn c¸c cuén W2 vµ cuénW4 t¨ng lªn kÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu ra t¨ng nhiÒu h¬n gi¶m nªn Ura t¨ng lªn b»ng gi¸ trÞ ®Þnh møc. Khi ®iÖn ¸p ra cµng bÐ th× sù ®iÒu chØnh cµng ph¶i lín hay lµ dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn cµng ph¶i lín t­¬ng ®­¬ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn mét chiÒu lín do ®ã T cña kªnh nµy ph¶i më sím hay ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ph¶i cµng nhá ng­îc lai khi Ura cµng lín sù sai lÖch ®iÖn ¸p ë ®Çu ra DUra lµ nhá nªn cÇn ®iÒu chØnh Ýt nªn dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn bÐ nªn T cÇn më muén hay ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn lín gãc më a lín. Tõ nguyªn t¾c ®iÒu chØnh trªn ta x©y dùng s¬ ®å khèi cho m¹ch ®iÒu khiÓn T nµy nh­ sau:
®p
ss
k®
DU = k(Ura®m- Ura )
®kcs
´
U®
U®k
U®k
Uph
Uph
-
Ura
Theo s¬ ®å cÊu tróc th×:
Udk = U® - Uph = U® - (U’ra®m - U’ra).
= U® - (k1Ura®m - Urak2). Víi k1,k2 lµ hÖ sè tÝn hiÖu lÊy ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn.
Khi Ura cµng bÐ th× hiÖu sè cña k1Ura®m - Urak2 cµng lín nªn
Udk = U® - (k1Ura®m - Urak2) cµng bÐ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn bÐ nªn gãc më T bÐ--> ®iÖn ¸p , dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn mét chiÒu lín lâi thÐp bÞ tõ ho¸ m¹nh hÖ sè ®iÒu chØnh lín ®Ó ch ®iÖn ¸p ra lµ ®Þnh møc. Ng­îc l¹i khi ®iÖn ¸p ra cµng lín cµng gÇn ®iÖn ¸p ra ®Þnh møc nªn k1Ura®m - Urak2 cµng bÐ do ®ã Udk = U® - (k1Ura®m - Urak2 cµng lín nªn T sÏ bÞ më muén nªn c¸c gi¸ trÞ cña ®iÒu khiÓn nh­ lµ ®iÖn ¸p dßng ®iÖn bÐ hÖ sè ®iÒu chØnh bÐ.
Khi Ura > Ura®m.
Khi ®iÖn ¸p ra lín h¬n ®iÖn ¸p ®Þnh møc th× m¹ch ®iÒu khiÓn T2 ph¶i lµm viÖc ®Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p xuèng. Khi m¹ch ®iÒu khiÓn T2 lµm viÖc th× m¹ch ®iÒu khiÓn T1 kh«ng lµm viÖc m¹ch ®iÒu khiÓn. kªnh hai lµm viÖc ®Ó b¬m dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn mét chiÒu vµo cuén ®iÒu khiÓn trªn lâi hai lµm cho ®iÖn ¸p trªn hai cuén W2 vµ W4 gi¶m xuèng ®iÖn ¸p trªn hai cuén W1 vµ cuén W3 t¨ng lªn sù t¨ng lªn lµ nhá so víi sù gi¶m xuèng kÕt qu¶ lµ ®iÖn ¸p ë ®Çu ra gi¶m xuèng. ®iÖn ¸p ra cµng lín th× hÖ sè ®iÒu chØnh cµng lín vµ ng­îc l¹i. nghÜa lµ bµi to¸n ®iÒu khiÓn ph¶i tho¶ m·n lµ Ura cµng lín so víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc th× dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn ph¶i lín vµ ®iÖn ¸p ra cµng nhá th× dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn cµng nhá dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn lín nhÊt lµ lóc ®iÖn ¸p ra lín nhÊt trong d¶i ®iÒu chØnh æn ¸p vµ nhá nhÊt lµ lóc ®iÖn ¸p ra lµ ®Þnh møc khi ®ã dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn lµ b»ng 0. Tõ nguyªn lý ®iÒu chØnh trªn ta thiÕt lËp s¬ ®å khèi cho m¹ch ®iÒu khiÓn nh­ sau:
®p
ss
k®
DU = k(Ura -Ura®m)
®kcs
´
U®
U®k
U®k
Uph
Uph
-
Ura
theo s¬ ®å khèi nµy th×:
Ud k =U® - Uph.
=U® -(Ura -Ura® m).
®iÖn ¸p ra cµng lín (Ura > Ura® m) th× Ura- Ura® m cµng lín nªn ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn cµng bÐ TsÏ më sím do ®ã ®iÖn ¸p vµ dßng ®i...