betty_nguyen
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế bộ băm xung một chiều có đảo chiều (theo nguyên tắc không đối xứng) để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ nam châm vĩnh cửu với các số liệu cho trước
Mục lục
Nội dung Trang
Tài liệu tham khảo 3
A. cơ sở lý thuyết 6
Chương I: giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều 6
I.Vài nét tổng quan về máy điện 1 chiều. 6
1. Cấu tạo của máy điện một chiều. 6
2. Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều. 7
3. Phân loại các động cơ điện 1 chiều. 7
4. Các đại lượng định mức. 8
II. Động cơ điện 1 chiều kích từ nam châm vĩnh cửu. 8
1. Giới thiệu động cơ một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu (PMDC). 8
2. Đặc tính làm việc của động cơ điện kích từ độc lập. 9
3. Đường đặc tính cơ. 10
4. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ kích từ độc lập. 12
5. Các chế độ làm việc của động cơ. 14
Chương II: Mạch băm xung 1 chiều 18
1. Bộ biến đổi xung áp nối tiếp 20
II. Bộ biến đổi xung áp song song. 21
III. Bộ biến đổi xung áp 1 chiều có điện áp ra lớn hơn hay nhỏ hơn điện áp vào. 21
IV. Bộ chopper lớp C (bộ đảo dòng) 22
V. Bộ đảo áp 23
VI. Bộ băm xung 1 chiều có đảo chiều. 25
VII. Kết luận: 29
Chương III: Mạch điều khiển cho mạch băm xung 1 chiều 30
I. Yêu cầu chung của mạch điều khiển. 30
II. Nguyên tắc chung của mạch điều khiển. 30
III. Tính toán mạch điều khiển. 31
1) Khâu tạo dao động và khâu tạo điện áp tam giác. 31
2) Khâu so sánh. 32
3) Khâu xử lý tín hiệu. 32
4) Khâu logic phân xung. 33
5) Khâu tạo trễ. 33
6) Khâu cách ly. 34
7) Khâu tạo điện áp đóng mở van. 35
8) Khâu phản hồi 35
B – tính toán thiết kế 37
Chương IV: thiết kế mạch lực 37
I. Tính chọn diode công suất. 37
II. Chọn van IGBT. 38
III. Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu một chiều cấp điện cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập . 39
Chương V: thiết kế mạch điều khiển 42
I. Khâu tạo dao động và khâu tạo răng cưa. 42
II. Khâu so sánh. 43
III. Khâu xử lý tín hiệu. 43
IV. Khâu lôgic phân xung. 44
V. Khâu tạo trễ. 45
VI. Khâu cách ly. 46
VII.Khâu tạo điện áp đóng mở IGBT 47
VIII. Khâu phản hồi tốc độ và dòng điện. 48
Chương VI: thiết kế nguồn cấp cho mạch điều khiển 50
I. Tính toán tham số cho mạch nguồn nuôi. 50
Chương VIII: Mô phỏng hệ thống trên máy tính. 54
A – cơ sở lý thuyết
Chương I
Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều
Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện 1 chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng, không thể thiếu. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong những điều kiện làm việc khác. Động cơ điện một chiều giữ một vị trí nhất định nhươ trong công nghiệp giao thông vận tải, và ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng (nhơư trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện .). Một động cơ điện một chiều có giá thành đắt hơn các động cơ không đồng bộ hay các động cơ xoay chiều khác do sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp hơn . nhương do những ưu điểm của nó mà máy điện một chiều vẫn đóng vai trò không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại.
ơƯu điểm của động cơ điện một chiều là có thể dùng làm động cơ điện hay máy phát điện tuỳ theo những điều kiện làm việc khác nhau. Song ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải. Nếu nhươ bản thân động cơ không đồng bộ không thể đáp ứng đươợc hay nếu đáp ứng được thì phải chi phí các thiết bị biến đổi đi kèm (nhươ bộ biến tần ) rất đắt tiền thì động cơ điện một chiều không những có thể điều chỉnh rộng và chính xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lươợng cao.
Động cơ điện một chiều có công suất nhỏ khoảng 75% 85%, động cơ điện có công suất trung bình và lớn khoảng 85% 94%. Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều vào khoảng 10000kw, điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000V. Hiện nay, hươớng phát triển là cải tiến chức năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những máy có công suất lớn hơn. Với trình độ hiểu biết còn hạn chế, quyển đồ án môn học này chỉ đề cập tới vấn đề thiết kế bộ băm xung một chiều để điều chỉnh tốc độ có đảo chiều của động cơ một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu theo nguyên tắc không đối xứng.
mình gửi luôn 2 bản thuyết minh cùng đề tài làm độc lập
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:
n bëi ®Æc tÝnh c¬ b¶n lµ ®Æc tÝnh øng víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc vµ tõ th«ng ®Þnh møc. Tèc ®é nhá nhÊt cña d¶i ®iÒu khiÓn bÞ giíi h¹n bëi yªu cÇu vÒ sai sè tèc ®é vµ m« men khëi ®éng.+Víi mét c¬ cÊu m¸y cô thÓ cã x¸c ®Þnh v× vËy ph¹m vi ®iÒu chØnh D phô thuéc tuyÕn tÝnh vµo gi¸ trÞ ®é cøng
Ph ¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng cã c¸c u ®iÓm nh sau:
- HiÖu suÊt ®iÒu chØnh cao (ph ¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn lµ tuyÕn tÝnh, triÖt ®Ó) nªn tæn hao c«ng suÊt ®iªï khiÓn nhá.
- ViÖc thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng cô thÓ lµ lµm gi¶m U dÉn ®Õn m«men ng¾n m¹ch gi¶m, dßng ng¸n m¹ch gi¶m. §iÒu nµy rÊt cã ý nghÜa trong lóc khëi ®éng ®éng c¬.
- §é sôt tèc tuyÖt ®èi trªn toµn d¶i ®iÒu chØnh øng víi mét m«men ®iÒu chØnh x¸c ®Þnh lµ nh nhau nªn sai sè tèc ®é t¬ng ®èi (sai sè tÜnh) cña ®Æc tÝnh c¬ thÊp nhÊt kh«ng ®îc vît qu¸ sai sè cho phÐp cho toµn d¶i ®iÒu chØnh. Ph¬ng ph¸p nµy cã thÓ ®iÒu chØnh tr¬n trong toµn bé d¶i ®iÒu chØnh.
Tuy vËy ph ¬ng ph¸p nµy ®ßi hái c«ng suÊt ®iÒu chØnh cao vµ ®ßi hái ph¶i cã mét bé nguån cã thÓ thay ®æi tr¬n ®iÖn ¸p ra, xong nã lµ kh«ng ®¸ng kÓ so víi vai trß vµ u ®IÓm cña nã. VËy nªn ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông réng r·i.
C¸c chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬.
C¸c gãc phÇn t lµm viÖc.
MC
I: §éng c¬
II: H·m
III: §éng c¬
IV: H·m
MC
MC
MC
Pc = Mdω < 0
Pc = Mdω > 0
Pc = Mdω > 0
Pc = Mdω < 0
ω
M
Tr¹ng th¸i h·m vµ tr¹ng th¸i ®éng c¬ ®îc ph©n bè trªn ®Æc tÝnh c¬ ë gãc phÇn t t¬ng øng víi chiÒu m«men vµ tèc ®é nh h×nh vÏ.
I; III: tr¹ng th¸i ®éng c¬ ( cïng chiÒu víi M).
II; IV: tr¹ng th¸i h·m ( ngîc chiÒu víi M).
C«ng suÊt c¬ Pc¬ = M®.
C«ng suÊt ®iÖn cña ®éng c¬:
P® = Pc¬ + P
Trong ®ã: P lµ tæn hao c«ng suÊt.
c¸c chÕ ®é lµm viÖc cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp.
- Khëi ®éng.
XuÊt ph¸t tõ ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu:
Khi khëi ®éng cã t¬ng ®èi lín. §èi víi ®éng c¬ cã c«ng suÊt cµng lín th× R thêng cã gi¸ trÞ cµng nhá vµ dßng Inm cµng lín. §iÒu nµy lµm xÊu chÕ ®é chuyÓn m¹ch trong ®éng c¬, ®èt nãng m¹nh ®éng c¬ vµ g©y sôt ¸p líi ®iÖn. T×nh tr¹ng nµy cµng xÊu h¬n nÕu hÖ T§§ thêng ph¶i më m¸y, ®¶o chiÒu, h·m ®iÖn thêng xuyªn nh m¸y trôc, m¸y c¸n ®¶o chiÒu, thang m¸y lªn xuèng…VËy ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ®éng c¬ vµ c¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng còng nh tr¸nh ¶nh hëng xÊu tíi líi ®iÖn, ph¶i h¹n chÕ dßng ®iÖn khi më m¸y, kh«ng cho vît qu¸ gi¸ trÞ: Imm = (1,5 2,5).I®m
Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn gi¶m ®iÖn ¸p phÇn øng kh«ng chØ gióp khèng chÕ dßng ng¾n m¹ch ë chÕ ®é khëi ®éng cßn h¹n chÕ ®îc ®iÖn ¸p khëi ®éng.
ChÕ ®é h·m:
H·m lµ tr¹ng th¸i mµ ®éng c¬ sinh ra m«men quay ngîc chiÒu tèc ®é quay. §éng c¬ ®iÖn 1 chiÒu cã 3 tr¹ng th¸i h·m: h·m t¸i sinh, h·m ngîc vµ h·m ®éng n¨ng.
+ H·m t¸i sinh:
X¶y ra khi tèc ®é quay cña ®éng c¬ lín h¬n tèc ®é kh«ng t¶i lý tëng. Khi ®ã U > E . §éng c¬ lµm viÖc nh mét m¸y ph¸t ®iÖn song song víi líi. So víi chÕ ®é ®éng c¬, dßng ®iÖn vµ m«men h·m ®· ®æi chiÒu x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
. TrÞ sè h·m sÏ lín dÇn cho ®Õn khi c©n b»ng víi m«men phô t¶i th× hÖ thèng lµm viÖc æn ®Þnh víi tèc ®é . V× s¬ ®å ®Êu d©y cña m¹ch ®éng c¬ kh«ng ®æi nªn ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ t¬ng tù nhng m«men cã gi¸ trÞ ©m. §êng ®Æc tÝnh c¬ n»m trong gãc phÇn t thø hai vµ thø t (h×nh vÏ trªn).
Trong h·m t¸i sinh, dßng ®iÖn h·m ®æi chiÒu vµ c«ng suÊt ®îc ®a tr¶ vÒ líi ®iÖn cã gi¸ trÞ P = (E - U).I. §©y lµ ph¬ng ph¸p h·m kinh tÕ nhÊt v× ®éng c¬ sinh n¨ng lîng h÷u Ých.
+ H·m ngîc.
X¶y ra khi phÇn øng díi t¸c dông cña ®éng n¨ng tÝch luü trong c¸c bé phËn chuyÓn ®éng hoÆc do thÕ n¨ng quay ngîc chiÒu víi m« men ®iÖn tõ cña ®éng c¬, m«men cña ®éng c¬ khi ®ã chèng l¹i sù chuyÓn ®éng cña c¬ cÊu s¶n xuÊt.
H·m ngîc khi ®a ®iÖn trë phô vµo m¹ch phÇn øng (t¨ng t¶i): §Æc tÝnh h·m ngîc s®® t¸c dông cïng chiÒu víi ®iÖn ¸p líi, ®éng c¬ lµm viÖc nh mét m¸y ph¸t nèi tiÕp víi líi ®iÖn, biÕn ®iÖn n¨ng nhËn tõ líi ®iÖn vµ c¬ n¨ng thµnh nhiÖt ®èt nãng ®iÖn trë tæng m¹ch phÇn øng, v× vËy tæn thÊt lín.
§¶o chiÒu ®iÖn ¸p phÇn øng: Dßng ®iÖn Ih ngîc chiÒu víi chiÒu lµm viÖc cña ®éng c¬ vµ cã thÓ kh¸ lín
Nªn ph¶i h¹n chÕ dßng trong ph¹m vi cho phÐp: Imm = (1,5 2,5).I®m
+ H·m ®éng n¨ng.
Lµ tr¹ng th¸i ®éng c¬ lµm viÖc nh mét m¸y ph¸t mµ n¨ng lîng c¬ häc cña ®éng c¬ ®îc tÝch luü trong qu¸ tr×nh lµm viÖc tríc ®ã biÕn thµnh ®iÖn n¨ng tiªu t¸n díi d¹ng nhiÖt.
H·m ®éng n¨ng tù kÝch tõ ®éc lËp: Khi ta c¾t phÇn øng ®éng c¬ khái líi ®iÖn mét chiÒu vµ ®ãng vµo mét ®iÖn trë h·m:
Chøng tá Ihdvµ Mhd ngîc chiÒu víi tèc ®é ban ®Çu. N¨ng lîng chñ yÕu ®îc t¹o ra do ®éng n¨ng tiªu tèn chØ n»m trong m¹ch kÝch tõ.
§
§
M
0
Nhîc ®iÓm lµ nÕu mÊt ®iÖn th× kh«ng thùc hiÖn h·m ®îc do cuén d©y kÝch tõ vÉn ph¶i nèi víi nguån. Muèn kh¾c phôc ngêi ta sö dông ph¬ng ph¸p h·m ®éng n¨ng tù kÝch tõ. Nã x¶y ra khi ta c¾t c¶ phÇn øng lÉn cuén kÝch tõ ra khái líi ®iÖn khi ®éng c¬ quay ®Ó ®ãng vµo mét ®iÖn trë h·m. Trong qu¸ tr×nh h·m tèc ®é gi¶m dÇn, dßng kÝch tõ gi¶m dÇn vµ do ®ã tõ th«ng gi¶m dÇn vµ lµ h·m tèc ®é v× vËy ®Æc tÝnh c¬ còng nh ®Æc tÝnh kh«ng t¶i cña m¸y ph¸t ®iÖn tù kÝch thÝch lµ phi tuyÕn so víi ph¬ng ph¸p h·m ngîc. H·m ®éng n¨ng cã hiÖu qu¶ kÐm h¬n khi chóng cã cïng tèc ®é vµ m«men c¶n, tuy nhiªn h·m ®éng n¨ng u viÖt h¬n vÒ mÆt n¨ng lîng ®Æc biÖt h·m ®éng n¨ng tù kÝch v× kh«ng tiªu thô n¨ng lîng tõ líi vµ ®Æc biÖt cã thÓ sö dông ®îc kÓ c¶ khi mÊt ®iÖn.
§¶o chiÒu quay ®éng c¬.
ChiÒu tõ lùc t¸c dông vµo dßng ®iÖn ®îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay tr¸i. Khi ®¶o chiÒu tõ th«ng hay ®¶o chiÒu dßng ®iÖn th× tõ lùc cã chiÒu ngîc l¹i.
VËy muèn ®¶o chiÒu quay cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ thùc hiÖn 1 trong 2 c¸ch sau:
+ HoÆc ®¶o chiÒu tõ th«ng (qua viÖc ®¶o chiÒu dßng kÝch tõ).
+ HoÆc ®¶o chiÒu dßng ®iÖn phÇn øng.
§êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ khi quay thuËn vµ quay ngîc lµ ®èi xøng nhau qua gèc täa ®é. (h×nh vÏ)
Ph¬ng ph¸p ®¶o chiÒu tõ th«ng thùc hiÖn nhÑ nhµng v× m¹ch tõ th«ng cã c«ng suÊt nhá h¬n m¹ch phÇn øng. Tuy vËy, v× cuén kÝch tõ cã sè vßng d©y lín, hÖ sè tù c¶m lín, do ®ã thêi gian ®¶o chiÒu t¨ng lªn nªn ph¬ng ph¸p nµy Ýt dïng. Ngoµi ra, dïng ph¬ng ph¸p ®¶o chiÒu tõ th«ng th× khi tõ th«ng qua trÞ sè 0 cã thÓ lµm tèc ®é t¨ng qu¸, kh«ng tèt.
VÊn dÒ phô t¶i.
§Æc tÝnh cña phô t¶i còng lµ vÊn ®Ò cÇn ph¶i quan t©m khi ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. ë ®©y ta sÏ chØ xÐt trêng hîp phô t¶i cã m«men lµ h»ng sè trong toµn d¶i ®iÒu chØnh vµ ®Æc tÝnh phô t¶i lµ tuyÕn tÝnh.
Qua ph©n tÝch trªn ®©y, viÖc ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p phÇn øng ®îc chän lµ phï hîp. gi¶i ph¸p mµ ngêi ta thêng dïng hiÖn nay lµ b¨m xung ¸p ®iÒu khiÓn b»ng bé b¨m xung ¸p mét chiÒu mµ ta sÏ ®Ò cËp ë vÊn ®Ò tiÕp theo.
Ch¬ng II
M¹ch b¨m xung mét chiÒu
(cßn gäi lµ m¹ch ®iÒu ¸p mét chiÒu)
§iÒu ¸p mét chiÒu lµ thiÕt bÞ nh»m ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p mét chiÒu ra t¶i tõ mét nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu cè ®Þnh.§Ó ®ãng c¾t ®iÖn ¸p nguån, ngêi ta thêng dïng c¸c kho¸ ®iÖn tö c«ng suÊt v× chóng cã ®Æc tÝnh t¬ng øng víi kho¸ lý tëng, tøc lµ khi kho¸ dÉn ®iÖn (®ãng) ®iÖn trë cña nã kh«ng ®¸ng kÓ; cßn khi kho¸ bÞ ng¾t (më ra) ®iÖn trë cña nã lín v« cïng (®iÖn ¸p trªn t¶i sÏ b»ng kh«ng).
Nguyªn lý c¬ b¶n cña bé biÕn ®æi xung ¸p 1 chiÒu ®îc m« t¶ nh sau:K
R
E
...