THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CÓ ĐẢO CHIỀU CUNG CẤP CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU.doc

§å ¸n §IÖn tö C«ng SuÊt

NhiÖm vô:

1) Ph©n tÝch , gi¶i thÝch râ yªu cÇu cña ®Ò bµi vµ ®ßi hái cña ®Ò bµi, cô thÓ víi

lo¹i ®Ò tµi nµy thêng hay gÆp ë ®©u trong thùc tÕ ? Nh÷ng th«ng sè kü thuËt

nµo ¶nh hëng ®Õn chØ tiªu chÊt lîng cña hÖ thèng? BiÖn ph¸p t¸c ®éng nh thÕ

nµo? Nªu c¸c ph¬ng ¸n cã thÓ th× h·y chän lÊy mét ph¬ng ¸n phï hîp .

2) Ph©n tÝch kü nguyªn lý ho¹t ®éng cña ph¬ng ¸n ®· chän vÏ ®å thÞ dßng ®iÖn

¸p trªn c¸c phÇn tö vµ c¸c ®iÓm nót cÇn quan t©m . Trªn c¬ së c¸c ®å thÞ ®ã

t×m c¸c biÓu thøc cã sù liªn quan ®Õn nh÷ng ®¹i lîng ®· biÕt vµ ®¹i lîng cÇn

t×m .

3) TÝnh chän, thiÕt kÕ c¸c ph©n tö m¹ch c«ng suÊt chän van, c¸c ®iÒu khiÓn lµm

m¸t m¹ch, b¶o vÖ tÝnh to¸n thiÕt kÕ kiÓm tra m¸y biÕn ¸p bé läc .

4) Giíi thiÖu m¹ch ®iÒu khiÓn cho toµn bé hÖ thèng ph©n chia khèi chøc n¨ng.

Nªu nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c khèi chøc n¨ng th«ng qua ®å thÞ d¹ng

dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p hoÆc d¹ng xung ë mét sè ®iÓm nót chÝnh.

5) TÝnh chän phÇn tö c¬ b¶n cña m¹ch ®iÒu khiÓn.

6) Giíi thiÖu c¸c m¹ch ph¶n håi : dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p, tèc ®é...Ph©n tÝch nguyªn

t¾c ho¹t ®éng vµ tÝnh chän c¸c phÇn tö c¬ b¶n.

7) Toµn bé phÇn thuyÕt minh ®îc hoµn thµnh ë d¹ng quyÓn khæ A4.

8) Toµn bé s¬ ®å nguyªn lý, bao gåm c¶ m¹ch lùc vµ hÖ ®iÒu khiÓn ®îc vÏ trªn

giÊy khæ A1 cã kÝ hiÖu ®Çy ®ñ c¸c phÇn tö vµ tr×nh bµy theo mÉu vÏ kü thuËt.

• §Ò bµi :

ThiÕt kÕ bé chØnh lu cã ®¶o chiÒu cung cÊp cho ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã

c¸c th«ng sè sau:

§iÖn ¸p nguån : 3 . 380 VAC ; ± 10% ; 50Hz.

§éng c¬ : 30kw ; 440 VDC ; 1500v/ph.

Lêi nãi ®Çu

1

Ngµy nay ,kh«ng chØ ë c¸c níc ph¸t triÓn ,ngay ë níc ta c¸c thiÕt bÞ b¸n dÉn ®·

vµ ®ang th©m nhËp vµo c¸c ngµnh c«ng nghiÖp vµ c¶ trong sinh hoat gia ®×nh

.c¸c xÝ nghiÖp vµ nhµ m¸y nh xi m¨ng ,thuû ®iÖn gi¸y ,®êng ,dÖt ,sîi ,®ãng tµu

lµ nh÷ng minh chøng.

Nhê chñ tr¬ng më cöa ngµy cµng cã thªm nhiÒu xÝ nghiÖp míi d©y

trruyÒn s¶n xuÊt míi ,®ßi hái c¸n bé kü thuËt vµ kü s ®iÖn nh÷ng kiÕn thøc vÒ

®iÖn tö c«ng suÊt vÒ vi m¹ch vµ vi xö lý .XuÊt ph¸t tö yªu cÇu thùc tÕ vµ tÇm

quan träng cña bé m«n ®iÖn tö c«ng suÊt c¸c thµy c« trong bé m«n ®iÖn tö c«ng

suÊt ®· cho chóng em tõng bíc tiÕp xóc víi viÖc thiÕt kÕ th«ng qua ®å ¸n ®iÖn

¸n th«ng qua ®å ¸n m«n hoc ®iÖn tö c«ng suÊt .

Ngµy nay, nÒn kinh tÕ níc ta ®ang ph¸t triÓn m¹nh mÏ, ®êi sèng nh©n d©n

còng n©ng cao nhanh chãng. Nhu cÇu vÒ tù ®éng ho¸ trong c¸c lÜnh vùc c«ng

nghiÖp còng nh c¸c lÜnh vùc kh¸c t¨ng trëng kh«ng ngõng. §iÒu nµy ®ßi hái ®éi

ngò kü s ph¶i n¾m b¾t vµ thiÕt kÕ ra nh÷ng hÖ ®iÒu khiÓn tù ®éng phôc vô thiÕt

thùc cho c¸c lÜnh vùc cña cuéc sèng.

§å ¸n m«n häc lµ mét yªu cÇu cÇn thiÕt vµ b¾t buéc víi sinh viªn ngµnh tù

®éng ho¸. Nã kiÓm tra vµ kh¶o s¸t tr×nh ®é thùc tÕ cña sinh viªn vµ gióp cho

sinh viªn cã t duy ®éc lËp v¬Ý c«ng viÖc. MÆc dï vËy , víi sinh viªn cha cã

nhiÒu kinh nghiÖm thùc tÕ , cÇn cã sù gióp ®ì cña c¸c thÇy c« gi¸o nªn trong ®å

¸n nµy kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Qua ®©y, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n

c¸c thÇy gi¸o ®· híng dÉn , chØ b¶o em tËn t×nh ®Ó em hoµn thµnh tèt ®å ¸n nµy.

2

Ch¬ngI

Giíi thiÖu Chung vÒ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

I.§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

1. TÇm quan träng cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu :

Trong nÒn s¶n xuÊt hiÖn ®¹i , ®éng c¬ mét chiÒu vÉn ®îc coi lµ mét lo¹i m¸y

quan träng mÆc dï ngµy nay cã rÊt nhiÒu lo¹i m¸y mãc hiÖn ®¹i sö dông nguån

®iÖn xoay chiÒu th«ng dông .

Do ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã nhiÒu u ®iÓm nh kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é

rÊt tèt , kh¶ n¨ng më m¸y lín vµ ®Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i . ChÝnh v× vËy mµ

®éng c¬ mét chiÒu ®îc dïng nhiÒu trong c¸c nghµnh c«ng nghiÖp cã yªu cÇu

cao vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é nh c¸n thÐp , hÇm má, giao th«ng vËn t¶i ...

mµ ®iÒu quan träng lµ c¸c nghµnh c«ng nghiÖp hay ®ßi hái dïng nguån ®iÖn

mét chiÒu .

Bªn c¹nh ®ã , ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu còng cã nh÷ng nhîc ®iÓm nhÊt ®Þnh

cña nã nh so víi m¸y ®iÖn xoay chiÒu th× gi¸ thµnh ®¾t h¬n chÕ t¹o vµ b¶o qu¶n

cæ gãp ®iÖn phøc t¹p h¬n ( dÔ ph¸t sinh tia löa ®iÖn )... nhng do nh÷ng u ®iÓm

cña nã nªn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu vÉn cßn cã mét tÇm quan träng nhÊt ®Þnh

trong s¶n suÊt .

C«ng suÊt lín nhÊt cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hiÖn nay vµo kho¶ng

10000 KW , ®iÖn ¸p vµo kho¶ng vµi tr¨m cho ®Õn 1000 V . Híng ph¸t triÓn hiÖn

nay lµ c¶i tiÕn tÝnh n¨ng cña vËt liÖu , n©ng cao chØ tiªu kinh tÕ cña ®éng c¬ vµ

chÕ t¹o nh÷ng ®éng c¬ cã c«ng suÊt lín h¬n ...Gi¶n ®å kÕt cÊu chung cña ®«ng

c¬ ®iÖn mét chiÒu ë h×nh díi :phÇn øng ®îc biÓu diÔn bëi vßng trßn bªn trong

cã søc ®iÖn ®éng E,ë phÇn stato cã vµi d©y quÊn kÝch tõ :d©y quÊn kÝch tõ ®éc

lËp CK§, d©y quÊn kÝch tõ nèi tiÕp CKN,d©y quÊn cùc tõ phô CF,vµ d©y quÊn

bï CB.HÖ thèng c¸c ph¬ng tr×nh

2.CÊu t¹o cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu.

§éng c¬ ®iÖn mét chiÒu cã thÓ ph©n thµnh hai phÇn chÝnh : phÇn tÜnh vµ phÇn

®éng.

2.1.PhÇn tÜnh hay stato.

§©y lµ ®øng yªn cña m¸y , bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau:

a, Cùc tõ chÝnh : lµ bé phËn sinh ra tõ trêng gåm cã lâi s¾t cùc tõ vµ d©y

quÊn kÝch tõ lång ngoµi lâi s¾t cùc tõ . Lâi s¾t cùc tõ lµm b»ng nh÷ng l¸ thÐp kü

thuËt ®iÖn hay thÐp cacbon dµy 0,5 ®Õn 1mm Ðp l¹i vµ t¸n chÆt . Trong ®éng c¬

®iÖn nhá cã thÓ dïng thÐp khèi . Cùc tõ ®îc g¾n chÆt vµo vá m¸y nhê c¸c

bul«ng . D©y quÊn kÝch tõ ®îc quÊn b»ng d©y ®ång bäc c¸ch ®iÖn vµ mçi cuén

d©y ®Òu ®îc bäc c¸ch ®iÖn kü thµnh mét khèi tÈm s¬n c¸ch ®iÖn tríc khi ®Æt

trªn c¸c cùc tõ . C¸c cuén d©y kÝch tõ ®îc ®Æt trªn c¸c cùc tõ nµy ®îc nèi tiÕp

víi nhau.

b, Cùc tõ phô : Cùc tõ phô ®îc ®Æt trªn c¸c cùc tõ chÝnh vµ dïng ®Ó c¶i

thiÖn ®æi chiÒu . Lâi thÐp cña cùc tõ phô thêng lµm b»ng thÐp khèi vµ trªn th©n

3

cùc tõ phô cã ®Æt d©y quÊn mµ cÊu r¹o gièng nh d©y quÊn cùc tõ chÝnh. Cùc tõ

phô ®îc g¾n vµo vá m¸y nhê nh÷ng bul«ng.

c, G«ng tõ : G«ng tõ dïng lµm m¹ch tõ nèi liÒn c¸c cùc tõ, ®ång thêi lµm

vá m¸y. Trong ®éng c¬ ®iÖn nhá vµ võa thêng dïng thÐp dµy uèn vµ hµn l¹i.

Trong m¸y ®iÖn lín thêng dïng thÐp ®óc. Cã khi trong ®éng c¬ ®iÖn nhá dïng

gang lµm vá m¸y.

d, C¸c bé phËn kh¸c.

Bao gåm:

- N¸p m¸y : §Ó b¶o vÖ m¸y khái nh÷ng vËt ngoµi r¬i vµo lµm h háng d©y quÊn

vµ an toµn cho ngêi khái ch¹m vµo ®iÖn. Trong m¸y ®iÖn nhá vµ võa n¾p m¸y

cßn cã t¸c dông lµm gi¸ ®ì æ bi. Trong trêng hîp nµy n¾p m¸y thêng lµm b»ng

gang.

- C¬ cÊu chæi than : ®Ó ®a dßng ®iÖn tõ phÇn quay ra ngoµi. C¬ cÊu chæi than

bao gåm cã chæi than ®Æt trong hép chæi than nhê mét lß xo t× chÆy lªn cæ gãp.

Hép chæi than ®îc cè ®Þnh trªn gi¸ chæi than vµ c¸ch ®iÖn víi gi¸. Gi¸ chæi than

cã thÓ quay ®îc ®Ó ®iÒu chØnh vÞ trÝ chæi than cho ®óng chç. Sau khi ®iÒu chØnh

xong th× dïng vÝt cè ®Þnh l¹i.

2.2 PhÇn quay hay r«to.

Bao gåm nh÷ng bé phËn chÝnh sau :

a, Lâi s¾t phÇn øng : dïng ®Ó dÉn tõ. Thêng dïng nh÷ng tÊm thÐp kü thuËt

®iÖn dµy 0,5mm phñ c¸ch ®iÖn máng ë hai mÆt råi Ðp chÆt l¹i ®Ó gi¶m tæn hao

do dßng ®iÖn xo¸y g©y nªn. Trªn l¸ thÐp cã dËp h×nh d¹ng r·nh ®Ó sau khi Ðp l¹i

th× dÆt d©y quÊn vµo.

Trong nh÷ng ®éng c¬ trung b×nh trë lªn ngêi ta cßn dËp nh÷ng lç th«ng giã

®Ó khi Ðp l¹ thµnh lâi s¾t cã thÓ t¹o ®îc nh÷ng lç th«ng giã däc trôc.

Trong nh÷ng ®éng c¬ ®iÖn lín h¬n th× lâi s¾t thêng chia thµnh nh÷ng ®o¹n

nhá, gi÷a nh÷ng ®o¹n Êy cã ®Ó mét khe hë gäi lµ khe hë th«ng giã. Khi m¸y

lµm viÖc giã thæi qua c¸c khe hë lµm nguéi d©y quÊn vµ lâi s¾t.

Trong ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nhá, lâi s¾t phÇn øng ®îc Ðp trùc tiÕp vµo trôc.

Trong ®éng c¬ ®iÖn lín, gi÷a trôc vµ lâi s¾t cã ®Æt gi¸ r«to. Dïng gi¸ r«to cã thÓ

tiÕt kiÖm thÐp kü thuËt ®iÖn vµ gi¶m nhÑ träng lîng r«to.

b, D©y quÊn phÇn øng.

D©y quÊn phÇn øng lµ phÇn ph¸t sinh ra suÊt ®iÖn ®éng vµ cã dßng ®iÖn ch¹y

qua. D©y quÊn phÇn øng thêng lµm b»ng d©y ®ång cã bäc c¸ch ®iÖn. Trong m¸y

®iÖn nhá cã c«ng suÊt díi vµi kw thêng dïng d©y cã tiÕt diÖn trßn. Trong m¸y

®iÖn võa vµ lín thêng dïng d©y tiÕt diÖn ch÷ nhËt. D©y quÊn ®îc c¸ch ®iÖn cÈn

thËn víi r·nh cña lâi thÐp.

§Ó tr¸nh khi quay bÞ v¨ng ra do lùc li t©m, ë miÖng r·nh cã dïng nªm ®Ó ®Ì

chÆt hoÆc ®ai chÆt d©y quÊn. Nªm cã lµm b»ng tre, gç hay bakelit.

c, Cæ gãp : dïng ®Ó ®æi chiÒu dßng ®iÑn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu. Cæ

gãp gåm nhiÒu phiÕn ®ång cã ®îc m¹ c¸ch ®iÖn víi nhau b»ng líp mica dµy tõ

0,4 ®Õn 1,2mm vµ hîp thµnh mét h×nh trôc trßn. Hai ®Çu trôc trßn dïng hai h×nh

èp h×nh ch÷ V Ðp chÆt l¹i. Gi÷a vµnh èp vµ trô trßn còng c¸ch ®iÖn b»ng mica.

§u«i vµnh gãp cã cao lªn mét Ýt ®Ó hµn c¸c ®Çu d©y cña c¸c phÇn tö d©y quÊn

vµ c¸c phiÕn gãp ®îc dÔ dµng.

4

d, C¸c bé phËn kh¸c.

- C¸nh qu¹t : dïng ®Ó qu¹t giã lµm nguéi m¸y. M¸y ®iÖn mét chiÒu thêng chÕ

t¹o theo kiÓu b¶o vÖ. ë hai ®Çu n¾p m¸y cã lç th«ng giã. C¸nh qu¹t l¾p trªn trôc

m¸y , khi ®éng c¬ quay c¸nh qu¹t hót giã tõ ngoµi vµo ®éng c¬. Giã ®i qua vµnh

gãp, cùc tõ lâi s¾t vµ d©y quÊn råi qua qu¹t giã ra ngoµi lµm nguéi m¸y.

- Trôc m¸y : trªn ®ã ®Æt lâi s¾t phÇn øng, cæ gãp, c¸nh qu¹t vµ æ bi. Trôc m¸y

thêng lµm b»ng thÐp cacbon tèt.

Ch¬ng II

HÖ thèng chØnh lu ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu

I. C¸c ph ¬ng ph¸p chØnh l u.

- C¸c bé chØnh lu ®¶o chiÒu dïng cho ®éng c¬ 1 chiÒu cÇn quay theo c¶ 2 chiÒu

víi chÕ ®é lµm viÖc ë c¶ 4 gãc ®iÒu chØnh

- Tuú theo yªu cÇu vÒ chÊt lîng ®iÒu chØnh mµ cã thÓ sö dông c¸c s¬ ®å sau:

1. Dïng ph ¬ng ph¸p ®¶o chiÒu b»ng ®¶o ®Êu ®iÖn ¸p ®Æt vµo phÇn øng ®éng

c¬ nhê 2 m¹ch chØnh l u:

2. Dïng ph ¬ng ph¸p ®¶o chiÒu kÝch tõ

5

Kt