Đồ Án Dồ Án Tốt Nghiệp Nghiên cứu và ứng dụng điện tử công suất điều chỉnh tốc độ động cơ điện

MỤC LỤC Trang

Lời nói đầu 5

Lời cảm ơn 7

Ch¬ơng I: Các linh kiện điện tử công suất cơ bản 9

I.1. Điốt công suất 9

I.1.1. Mặt ghép P-N 10

I.1.2. Sự phân cực của mặt ghép P-N 11

I.1.3. Cấu trúc và kí hiệu của điốt công suất và nhiệt độ mặt ghép 12

I.1.4. Đặc tính vôn- ampe 12

I.1.5. Biểu thức giải tích của đặc tính V-A 13

I.1.6. Quá trình chuyển trạng thái 14

I. 2.Tranzito công suất 16

I.2.1. Transitor l¬ỡng cực 16

I.2.2. Tranzito MOS công suất 21

I. 3. Tiristo 23

I.3.1. Cấu trúc và kí hiệu 23

I.3.2. Nguyên lý làm việc 24

I.3.3. Điện dung của tụ điện chuyển mạch 27

I.3.4. Đặc tính vôn- ampe của tiristo 29

I.3.5. Những điều cần l¬u ý 29

I.3.6. Tiristo đ¬ợc khoá bằng cực điều khiển GTO 31

I.4. Triac (Triode Alternative Current) 34

I.4.1. Cấu trúc và ký hiệu 35

I.4.2. Nguyên lý làm việc của triac 35

I.4.3. Ứng dụng 36

Ch¬ơng II: Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ 37

II.1. Giới thiệu chung về động cơ KĐB 37

II.1.1. Cấu Tạo 37

II.1.2. Đặc Điểm Của Động Cơ Không Đồng Bộ 38

II.1.3. Nguyên lý làm việc của động cơ KĐB 38

II.1.4. Ưu nh¬ợc điểm của động cơ KĐB 41

II.2. Các ph¬ơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB 41

II.2.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ mạch rôto 41

II.2.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cuộn kháng bão hoà 44

II.2.2.1. Khái niệm về cuộn kháng bão hoà 44

II.2.2.2. Ph¬ơng trình và dạng đặc tính cơ 46

II.2.2.3. Hệ thống Cuộn kháng bão hòa -Động cơ dùng khâu phản hồi âm tốc độ 47

II.2.2.4. Hệ thống Cuộn kháng bão hoà - Động cơ dùng khâu phản hồi

d¬ương dòng điện và âm điện áp 49

II.2.3. Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi số đôi cực 52

II.2.4. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ

bằng cách thay đổi điện áp phần ứng 55

II.2.4.1. Nguyên lý điều chỉnh. 55

II.2.5. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn 58

II.2.5.1. Nguyên lý và quy luật điều chỉnh khi thay đổi tần số 58

II.2.6. Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ

bằng ph¬ơng pháp nối tầng 62

II.2.6.1. Ph¬ơng pháp nối tầng dùng hệ thống van máy điện 62

Ch¬ơng III: Các hệ thống điều chỉnh tốc độ động cơ dùng điện tử công suất 64

III.1 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt lên cuộn dây stator 64

III.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần điện tử công suất 66

III.2.1 Bộ biến tần trực tiếp dùng Tiristo 66

III.2.2. Bộ biến tần dùng tiristo có khâu trung gian một chiều 68

III.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi xung điện trở rôto dây quấn. 70

III.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ bằng nối tầng dùng điện tử công suất 74

Ch¬ơng IV :Tính toán thiết kế mạch điều áp xoay chiều ba pha cho tải động cơ 77

IV.1 Giới thiệu chung về mạch điều áp xoay chiều ba pha 77

IV.1.1 Tr¬ờng hợp tải thuần trở, đấu Y 77

IV.1.2 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu Y 79

IV.1.3 Tr¬ờng hợp tải R + L ba pha, đấu kiểu

83

IV.2 Tính toán thiết kế mạch động lực 85

IV.2.1 Lựa chọn sơ đồ động lực 85

IV.2.2 Tính toán mạch động lực 88

IV.2.2.1 Sơ đồ mạch động lực 88

IV.2.2.2 Tính chọn van bán dẫn 89

IV.2.2.3 Bảo vệ các linh kiện bán dẫn 90

IV.3 Tính toán thiết kế mạch điều khiển 95

IV.3.1. Nguyên lý điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính 96

IV.3.2. Sơ đồ khối mạch điều khiển 97

IV.3.3. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99

IV.3.3.1. Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 99

IV.3.3.2 Tính toán chế tạo và lựa chọn các phần tử theo nội dung đề tài 101

Kết luận & kiến nghị 115

Phụ lục 116