Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 2: Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển cho bộ chỉnh lưu

Chương 2: Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển cho bộ chỉnh lưu

Tải bản đầy đủ - 0trang

BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TỒN



1. Tính chọn thiết bị mạch lực

Mạch động lực bao gồm: sơ đồ chỉnh lưu, cuộn kháng, máy biến áp động lực, các

phần tử R-C. Theo đề bài ra thì động cơ là động cơ 1 chiều kích từ độc lập, có các

thơng số như sau: Pđm= 11kW; Uưđm = 400V; Iđm = 32A; nđm=1800 vòng/phút; jĐC=

0.5 kg.m2 ;

Lư = 0,15(H).



1.1. Sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha



19



BTL: THHTĐC



-



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



Đồ thị điện áp Ud, dòng điện Id thể hiện trên hình vẽ , với góc mở đặc biệt



α = 300

- Nếu α ≥300 điện áp Ud sẽ có đoạn bằng 0,vì vậy thi tải thuần trở điện áp I d

sẽ bị gián đoạn, vì vậy có đoạn bằng 0, và dòng điện qua van luôn kết

thúc khi điện áp pha về 0.

Udα = Ud0.



-



Nếu α<300 điện áp Ud luôn > 0. Như vậy với tải thuần trở dòng điện I d sẽ

ln ln tồn tại và chạy liên tục qua tải, vì vậy dạng dòng này gọi là

dòng liên tục. quy luật dẫn dòng như sau: 3 van sẽ thay nhau dẫn liên tục

trong 1 chu kỳ vì vậy mỗi van dẫn trong khoảng



.



Udα= Ud0.cosα

 Như vậy với mạch chỉnh lưu tia 3 pha quy luật điện áp Udα phụ thuộc vào

chế độ dòng , điện áp ra có chất lượng chưa cao nhưng có thể khắc phục



20



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TỒN



bằng cuộn kháng mạch này có ưu điểm là mạch điều khiển đơn giản, giá

thành rẻ.

1.2. Lựa chọn phương án đảo chiều hai bộ biến đổi

-



Dùng 2 bộ biến đổi đấu song song ngược bỏi nó có ưu điểm là dòng hãm



phần ứng nhỏ, mạch đơn giản,có thể đáp ứng được khả năng đảo chiều nhanh.

1.2.1. Lựa chọn phương án điều khiển 2 bộ biến đổi

-



Có 2 phương pháp là :



+ Điều khiển riêng từng bộ biến đổi.

+ Điều khiển chung.

a. Phương pháp điều khiển riêng

Ở phương pháp này 2 bộ biến đổi làm việc độc lập với nhau. Khi phát cho bộ

biến đổi thuận làm việc thì bộ biến đổi ngược khơng được phát xung sẽ khóa lại và

ngược lại. Phương pháp này có ưu điểm là khơng phát sinh dòng cân bằng song

nhược điểm của nó là thòi gian đảo chiều lớn.

b. Phương pháp điều khiển chung

- Trong phương pháp này gồm có :

+ Điều khiển phối hợp tuyến tính : cả 2 bộ biến đổi sẽ được phát xung để làm

việc, với quan hệ góc mở : α1 + α2 =1800 .Khi hệ thống làm việc luôn tồn tại một bộ

biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu(α<90 0) và một bộ biến đổi làm việc ở chế độ

nghịch lưu (α>900).

+ Phương pháp này có ưu điểm là đảo chiều nhanh, quan hệ giữa điện áp trung

bình ra và Uđk là đơn trị. Song nhược điểm là phát sinh dòng cân bằng gây tổn thất

21



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TỒN



trong BBD dẫn đến phải tăng cơng suất của các phần tử. Tuy nhiên có thể khắc

phục bằng cách mắc thêm các cuộn kháng cân bằng.

+ Điều khiển phối hợp phi tuyến : 2 BBD làm việc với quan hệ góc mở

α1+α2=1800+2θ. Phương pháp này có ưu điểm là giảm được dòng cân bằng, song

nhược điểm của nó là tạo ra một khoảng mà cùng với một góc điện áp điều khiển

sẽ có 2 giá trị điện áp ra khác nhau, thời gian ngừng dòng khi đảo chiều lớn làm

ảnh hưởng xấu đến chất lượng động cơ khi tải có sức điện động lớn và tải có điện

cảm lớn.

• Từ những phân tích như vậy ta chọn phương pháp điều khiển phối hợp

1.3.



tuyến tính.

Tính chọn thiết bị động lực

1.3.1 Tính chọn động cơ



�=

Loại



Cơng



Điện áp Dòng



Hiệu suất Lư



động cơ



suất

đm

điện đm

11kW

400V

32A

0,5

0,15H

1.3.2. Tính chọn máy biến áp động lực

• Chọn máy biến áp có tổ đấu dây Y/Y 0. MBA được chọn theo điều



Π-62



kiện :

+ SddmBA≥Stt

+ I1fđm≥I1đm

+ I2fđm≥I2đm

+ U2fđm≥KuKRKaKđm

• Điện áp thứ cấp được chọn theo biểu thức :

U2fđm ≥ KuKRKαKđm

Trong đó : Uđm là điện áp định mức



22



BTL: THHTĐC

-



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



Ku là hệ số xét tới ảnh hưởng khả năng ảnh hưởng dao động trong

phạm vi cho phép của điện áp lưới, thường lấy K u =1,05-1,1 t chọn



-



Ku= 1,1

Kα là hệ số kể đến góc điều khiển nhỏ nhất (αmin) nhằm đảm bảo chắc

chắn hệ thống không rơi vào trạng thái lật nhào nghịch lưu, ta chọn

αmin=100.

 αmax =arc cos(



Ta có: Udmin = (udmax + (D-1)IđmRư)= (220+(20-1)73,5.0,127)=19,86(V)



Ud0 =



U2fdm =



U2 =



=>αmax=arc cos(



220=257,3(V)



=



=234(v)



)=880 => Kα= 1/cos αmin =1,04



+ KR là hệ số xét đến sụt áp trên điện trở thuần của máy biến điện áp, trên điện cảm

cuộn dây thứ cấp của máy biến áp, do chuyển mạch, sụt áp trên dây nối và cuộn

kháng ,trên các van. KR thường được chọn : KR = 1,15-1,25, ta chọn KR =1,15

+ Ka là hệ số phụ thuộc sơ đồ chỉnh lưu:

Ka =



=



23



= 0,85



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



 Vậy U2dm ≥0,85.1,1.1,04.1,15.220=246(V)

• Chọn giá trị hiệu dụng của dòng pha thứ cấp:

Đề đơn giản ta bỏ qua giá trị của dòng cân bằng khi đó ta có:

I2đm =Iđm/



=400/



=42,43A



+ Gía trị hiệu dụng của dòng pha sơ cấp:

I1đm =(m



Iđm)/



, trong đó m = 246/220 =1,12 là hệ số biến áp => I1đm =67 A



• Cơng suất máy biến áp

S= Ks.P/�=1,05.14000/0,86=17093 (VA) dựa vào số liệu đã tính ở trên ta chọn

máy biến áp có số liệu sau :



U1fđm

220



U2f đm

246

1.3.3. Tính chọn tiristo



Sđm

17093



I1đm

67



- Tiristor được chọn theo 2 điều kiện :

+ Về dòng điện : ITtb ≥Ki ITtbmax

+ Về điện áp : Ungmax≥Ku



U2



a. Chọn theo điều kiện dòng điện:

Ki là hệ số dự trữ dòng điện, ta lấy Ki =3=> ITtbmax=Iđm/3

Như vậy ta có : ITtb ≥ 73,5 A

24



I2đm

43



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



b. chọn theo điều kiện điện áp :

Sơ đồ mạch chỉnh lưu của đề bài là hình tia 3 pha do đó điện áp mà các van phải

chịu là điện áp dây có giá trị bằng



U2f.



=> Ungmax ≥Ku



U2f



trong đó: Ku là hệ số dự trữ về điện áp, ta chọn Ku = 1,5

=> Ungmax ≥ 1,5.



.220=808 (V)



Vậy thyristo được chọn có thơng số như sau:

Mã hiệu

T-114



IaT

114



Uim

900



Du/dt

100



Di/dt

100



1.3.4. Tính chọn cuộn kháng cân bằng

- Khi hệ thống làm việc sẽ có thời điểm hai van của 2 BBD ở cùng hai pha cùng

mở. Lúc đó dòng cân bằng sẽ chạy từ pha có đienj áp tức thời lớn hơn về pha kia,

dòng cân bằng này sẽ chạy từ pha có đienj áp tức thời lớn hơn và nó có khả năng

phá hỏng các triristo nếu ta khơng tìm cách hạn chế, vii vậy nhất thiết phải có

thêm cuộn kháng cân bằng .Để minh họa ta xét α1= 300 α2 = 1500.



25



BTL: THHTĐC



-



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



Chênh lệch điện áp giữa hai bộ biến đổi là:

U12 =uT5 –uT2 =uT1-uT4 =ua –ub =



-



u2sin(ωt +π/6)



Gọi X1 =X2=X là điện kháng của hai cuộn kháng cân bằng. dịch gốc tọa độ

theo chiều ωt một góc 1500 điện thì :

U12 = -



U12 = 2X(di/dωt) 



u2sinθ , với θ= ωt



u2sinθ = 2X(di/dωt) => I = (



-



Khi ωt =θ2 thì icb=0 i=



-



Giá trị trung bình của dòng điện cân bằng :



u2(cosωt-cos θ2)/2X



Icb =

-



u2cosωt)/2X +C



(cosωt- cosθ2)dωt



Lưu ý rằng với gốc mới 0’ thì θ2=-θ3



26



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TỒN



Icb =



u2(sinθ2 –θ2cos θ2) ≤ 10% Iđm



- Với α=600 thì : Icb =0,3424.



u2/2πX



=> LCK1 ≥0,123 (H)

- Ta chọn cuộn kháng cân bằng có các thơng số :

LCK = 123 mH

RCK= 0,48 (Ω)



1.3.5. Tính chọn cuộn kháng san bằng

- Cuộn kháng san bằng có tác dụng lọc thành phần xoay chiều của dòng

điện. Ta biết rằng khi góc mở α =π/2 thì điện áp ra có phần âm bằng nửa dương,

tức là lúc này thành phần xoay chiều là dữ dội nhất, ta sẽ tính cuộn kháng theo góc

α này. Để đơn giản ta bỏ qua ảnh hưởng của cuộn cân bằng.



+ Nếu lấy gốc tọa độ là �1 thì ta có thể viết : Ud=



u2sinωt



Khai triển Furie của điện áp ta có : Ud = b1sin3ωt + b2sin6ωt+…+bnsin3nωt



27



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TỒN



trong đó :n=1,2,3…



b1=



=



u2sin3ωtsin3nωt.dωt



u2( sin - sin ) =-228,06 V



-



Tương tự ta có b2 =



u2 sinωtsin6ωt.dωt=104,26 V



-



Trị hiệu dụng của các thành phần xoay chiều :

Ud1 =



=161.26 V



Ud2=



-



=73,72 V



Giá trị hiệu dụng của các thành phần dòng xoay chiều( khi bỏ qua điện cảm

của động cơ và điện trở thuần) là:

I1 =



I2 =



CK, CK1là cuộn kháng cân bằng và san bằng



• Tổng giá trị hiệu dụng của các thành phần xoay chiều :

=> Ixc=



< 10% Iđm

28



BTL: THHTĐC



GVHD: Th.s NGUYỄN ĐĂNG TOÀN



LCK =



=> LCK ≥ 0,193 H

- Từ đây ta chọn cuộn kháng cân bằng có các thơng số sau :

LCK = 200mH

RCK =0,48 (Ω)

-



Từ đó ta tính được I1 =0.877 (A) I2 = 0,2 (A)

Công suất tác dụng của cuộn kháng san bằng:

P= (



=(73,52 + 0,8772 + 0,22).0,48 = 2593(W)



1.3.6. Tính chọn thiết bị bảo vệ mạch động lực

- Ta biết rằng các triristo là phần tử rất nhạy với sự biến thiên đột ngột của điện

áo hay dòng điện, đặc trưng cho những hiện tượng này là gia tốc dòng điện và điện áp

di/dt và du/dt.Các nguyên nhân gây ra những hiện tượng này bao gồm:



+ Quá gia tốc dòng, áp do q trình chuyển mạch.

+ Q gia tốc dòng, áp do cộng hưởng.

+ Quá gia tốc dòng, áp do cắt máy biến áp ở chế độ không tải hay tải nhỏ.

-



Để bảo vệ an toàn cho các van trước nhưng tác nhân nêu trên ta dung

cá phần tử R-C mắc song song với các tiristo. Như hình sau:



29



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 2: Tính chọn mạch lực, mạch điều khiển cho bộ chỉnh lưu

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×