Đồ Án Thiết kế và khảo sát quá trình làm việc của bộ chỉnh lưu điều khiển dùng Thyristor theo sơ đồ cầu mộ

LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, truyền động điện ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống nhờ những ưu thế của nó như kết cấu gọn nhẹ, độ bền và độ tin cậy cao, tương đối sạch nên không gây ra các vấn đề về môi trường . Bên cạnh đó truyền động điện còn có một ưu thế rất nổi bật, đặc biệt đối với truyền động điện một chiều là khả năng điều khiển dễ dàng, dải điều chỉnh rộng. Chính vì vậy mà truyền động điện một chiều có vai trò quan trọng trong các dạng truyền động điện hiện đang dùng nhất là trong lĩnh vực đòi hỏi khả năng điều khiển cao như trong các máy sản xuất.
Tuy nhiên, truyền động điện một chiều đòi hỏi phải có nguồn điện một chiều với các cấp điện áp khác nhau, là loại nguồn điện phi tiêu chuẩn trong sản xuất điện năng. Vì vậy, việc tao ra những bộ nguồn một chiều thích hợp đã và đang là những vấn đề được đặt ra. Trong một số trường hợp, người ta dùng các nguồn điện điện hóa như pin, acquy . Nhược điểm của loại nguồn này là giá thành thường khá cao và tăng nhanh theo công suất. Trong một số trường hợp khác, người ta dùng nguồn máy phát điện một chiều có khả năng cho công suất lớn nhưng giá thánh cũng vẫn khá cao và kết cấu lại cồng kềnh. Ngày nay, cùng với sự phát triển của ngành kỹ thuật bán dẫn, các bộ nguồn một chiều dùng chỉnh lưu bán dẫn ngày càng chiếm ưu thế nhờ có kết cấu gọn nhẹ, hiệu suất và độ tin cậy cao, giá thành hạ, không tiếng ồn. Cũng chính nhờ loại nguồn này mà động cơ điện một chiều ngày càng trở nên tiện lợi và được ứng dụng rộng rãi hơn. Và cũng chính vì thế mà việc đi sâu nghiên cứu phân tích các hiện tượng các quá trình xảy ra trong thiết bị chỉnh lưu bán dẫn, nhằm thiết kế những bộ nguồn chỉnh lưu bán dẫn có hiệu suất và khả năng thích ứng cao đã trở nên hết sức hấp dẫn. Xuất phát từ những vấn đề thực tiễn đặt ra, trong đồ án này đã thiết kế và khảo sát quá trình làm việc của bộ chỉnh lưu điều khiển dùng Thyristor theo sơ đồ cầu một pha cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập điện áp 40V công suất 160W số vòng quay 6000 v/ph. Đây là đề tài có tính thực tiễn cao vì máy điện một chiều được sử dụng rất nhiều trong sản xuất và cuộc sống.


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .1
LỜI CAM ĐOAN 2
MỤC LỤC . 3
LỜI NÓI ĐẦU .7
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU8
1.1 KHÁI NIỆM CHUNG. 8
1.2 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC. 9
1.3 CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 12
1.3.1 Phần cảm. 12
1.3.2 Phần ứng 14
1.4 PHÂN LOẠI 15
1.4.1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập. 15
1.4.2 Động cơ điện một chiều kích từ song song 16
1.4.3 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp 16
1.4.4 Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp 17
1.5 ĐẶC TÍNH CƠ CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 17
1.5.1 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ song song 17
1.5.2 Động cơ môt chiều kích từ nối tiếp 22
1.5.3 Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp . .26
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 28
2.1 MỞ MÁY 28
2.1.1 Tăng điện trở khi mở máy 28
2.1.2 Giảm điện áp phần ứng 32
2.2 ĐẢO CHIỀU QUAY ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 34
2.2.1 Đảo chiều từ thông 34
2.2.2 Đảo chiều bằng cách đảo chiều dòng điện phần ứng 35
2.3 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP 36
2.3.1 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp phần ứng 36
2.3.2 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông 38
2.3.3 Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi điện trở ở mạch phần ứng 40
2.4 HÃM ĐIỆN 41
2.4.1 HÃM TÁI SINH 42
2.4.2 HÃM NGƯỢC 44
2.4.2.1 Hãm ngược nhờ đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng 44
2.4.2.2 Hãm ngược nhờ đảo chiều điện áp phần ứng 45
2.4.3 HÃM ĐỘNG NĂNG 46
2.4.3.1 Hãm động năng kích từ độc lập 47
2.4.3.2 Hãm động năng tự kích từ 48
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP PHẦN CẢM VÀ PHẦN ỨNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀUKÍCH TỪ ĐỘCLẬP 49
3.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CHỈNH LƯU 49
3.1.1 CHỈNH LƯU KHÔNG ĐIỀU KHIỂN 49
3.1.1.1 Chỉnh lưu một pha nửa chu kì (phụ tải) 49
3.1.1.2 Chỉnh lưu một pha cả chu kì 51
3.1.1.3 Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kì với sơ đồ cầu một pha 52
3.1.1.4 Chỉnh lưu ba pha nửa chu kì hình tia 53
3.1.1.5 Chỉnh lưu ba pha hai nửa chu kì (sơ đồ cầu) 53
3.1.2 CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN 54
3.1.2.1 Chỉnh lưu có điều khiển một pha nửa chu kì (có phụ tải) 55
3.1.2.2 Chỉnh lưu có điều khiển một pha hai nửa chu kì (có phụ tải) 55
3.1.2.3 Sơ đồ cầu Gratez 56
3.1.2.4 Một số sơ đồ cầu khác 57
3.1.2.5 Chỉnh lưu ba pha hình tia (có phụ tải) 58
3.1.2.6 Chỉnh lưu ba pha hình cầu 59
3.1.3 Phương án chỉnh lưu cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập 61
3.2 PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN BẰNG THYRISTOR 65
3.2.1 Khối đồng pha 67
3.2.1.1 Mạch đồng pha dùng tụ và diode 68
3.2.1.2 Mạch đồng pha dùng tụ và tranzito 69
3.2.1.3 Mạch đồng pha dùng dinhisto 71
3.2.1.4 Mạch đồng pha kiểu cộng điện áp 72
3.2.2 Khối phát xung chủ đạo 72
3.2.2.1 Mạch phát xung vuông 72
3.2.2.2 Mạch phát xung tam giác 74
3.2.3 Khối so sánh 74
3.2.4 Khối sửa xung và khuếch đại xung 75
3.2.5 Khối đa hài 76
3.2.6 Biến áp xung ( BAX) 77
3.3 GIỚI THIỆU IC TCA – 785 78
3.3.1 Giới thiệu chung 78
3.3.2 Nguyên lý điều khiển của IC tạo xung TCA – 785 80
CHƯƠNG 4 LẮP RÁP, CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN 83
4.1 MẠCH NGUYÊN LÝ 83
4.2 MẠCH LẮP RÁP 84
4.2.1 Mạch điều khiển 84
4.2.2 Mạch lực (cầu chỉnh lưu một pha 2 thyristor 2 diode) 85
4.3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ LẮP RÁP MẠCH ĐIỀU KHIỂN 86
4.3.1 Phần chuẩn bị 86
4.3.2 Qui trình lắp ráp 86
4.4 ĐIỀU CHỈNH MẠCH . .87
4.4.1 Điện tượng sụt áp trên IC TCA – 785 . 87
4.4.2 Mất điều chỉnh triết áp biến trở VR1, VR2 87
4.4.3 Ngắn mạch tức thời nguồn xoay chiều . 88
4.5 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .90
KẾT LUẬN 91
Tài liệu tham khảo . . 91